Akım Transformatörü Nedir, Nasıl Seçilir? Yapısı ve Çalışma Prensipleri Nasıldır? Nerelerde Kullanılır

Yüksek akımların ölçü aletleri tarafından direkt ölçülmesi, yüksek maliyetli olmasının yanı sıra kimi zaman oldukça tehlikeli ve zordur. Akım trafosu devreden geçen akımı ölçmek için kullanılan ölçü transformatörleridir. Akım trafoları temel olarak manyetik demir bir nüve, bu nüve üzerine sarılmış primer bir sargı ve bu primer sargıya ters yönde sarılmış sekonder sargı olmak üzere üç bölümden oluşmuştur. Detaylar içeriğin devamında...

A- A+

06.07.2022 tarihli yazı 18265 kez okunmuştur.

Entes Akım Transformatör Şebeke Enerji Verim Şalt Tesis

Bilindiği üzere elektrik akımı, elektriksel yük taşıyan parçacıkların bir noktadan diğerine hareketidir. Elektrik enerjisi, iletken kabloların içerisinde hareket eden elektronlar ile taşınır. Elektriğin taşınması sırasında akımın ölçülmesi büyük önem taşır ve bu aşamada devreye akım trafosu girer. Akım trafosu devreden geçen akımı ölçmek için kullanılan ölçü transformatörleridir. Yüksek akımların ölçü aletleri tarafından direkt ölçülmesi, yüksek maliyetli olmasının yanı sıra kimi zaman oldukça tehlikeli ve zordur.

Akım Transformatörü Nedir?

Akım transformatörü, bağlı oldukları devredeki akımı, belirli değerlere indirgeyerek, sekonderine bağlı olan ölçü aletlerine ölçüm için gerekli olan (Genel olarak 1A ve 5A) akımı ve izolasyonu sağlayan bir ölçü transformatörüdür.

Devreye seri olarak bağlanan akım transformatörleri, normal çalışma koşullarında primer akımı ile sekonder akımı arasında faz farkı yaklaşık sıfır olması en önemli özelliklerinden biridir.

Akım transformatörleri, özellikle orta ve yüksek gerilim devrelerinde primerindeki akımın manyetik bir kublaj ile küçültülmesiyle sekonder tarafında daha küçük bir akım elde edilir ve bu akım, makinenin sekonder tarafına bağlı olan cihazların, ölçü aletlerin yüksek gerilimden etkilenmesini önler.

"Akım transformatörleri bağlı olduğu devreye seri bağlanan ve sekonder devresindeki cihazları ve ölçü aletlerini yüksek gerilime karşı izole eden bir ölçü transformatör çeşididir."

Akım Transformatörünün Yapısı ve Çalışma Prensibi?

Bir akım transformatörünün yapısında; primer ve sekonder sargıları, manyetik bir nüve, izolatörler ve soğutma tipi yağlı tip olan akım trafolarında içi trafo yağı dolu bir kazan bulunur.

Normal bir transformatör çalışma prensibinde olduğu gibi; primer sargısına gelen alternatif akım, bu sargıda bir gerilim endükler ve manyetik akı oluşturur. Manyetik nüve yardımıyla primer sargısının oluşturduğu akı sekonder sargısına iletilir. Değişken alternatif akı, sekonder sargısında bir gerilim endüklenmesine neden olur ve bu gerilim trafonun sekonder devresinde bir akım akmasına sebep olur.

Akım transformatörlerinde primerden akan akım, transformatör dönüştürme oranına göre sekondere manyetik yol ile iletilir. Primer sargılarında yüksek gerilim olduğu için sargılar kalın ve az sarımlı, sekonder sargılarında daha küçük gerilimler bulunduğundan sargıları daha ince ve çok sarımlıdır.

Akım transformatörlerinin en önemli özelliklerinden birisi de sekonder devresinin kısa devre durumunda çalışmasıdır. Eğer sekonder sargı uçları açık bırakılırsa, sekonder sargılarının oluşturduğu, primer sargılarının manyetik akısının azaltıcı yöndeki manyetik akının ortadan kalkmasına sebep olur. Bu durumda açık bırakılan sekonder sargı uçlarında aşırı bir gerilim oluşur ve bu durum sargıların ve nüvenin ısınmasına sebep olur. Yine bu durumda sekonder uçlarında daha çok gerilim endüklenir ve cihazlar ve ölçü aletleri zarar görebilir. Bu yüzden sekonder uçları kısa devre edilmelidir.

Akım transformatörlerinde sekonder uçları kısa devre edilir.

Ayrıca akım trafolarının sekonder uçları mutlaka topraklanması gerekmektedir. Bunun nedeni primer sargı ile sekonder sargı arasında oluşabilecek olası bir kısa devre durumunda primer sargısındaki yüksek gerilimin sekonder devresinde toprak üzerinden kendini tamamlamasıdır. Eğer trafonun sekonder ucu topraklanmazsa, primer ve sekonder sargıları arasındaki kısa devrede primerdeki yüksek gerilim sekonder devresine bağlı olan tüm cihazları ve ölçü aletlerine zarar verir.

►İlginizi Çekebilir: Akım Harmoniği Nedir? Şebekeye Etkileri Nelerdir?

Akım Transformatörü Çeşitleri

A) Kullanıldıkları Gerilime Göre Akım Trafoları

► Alçak Gerilim Akım Trafoları: Alçak gerilim şebekelerinde çok sık kullanılan akım trafolarıdır. Primer akımı 4.000 Ampere kadar çıkabilir. Genelde bu trafolar kuru tip soğutmalıdır.

► Orta Gerilim Akım Trafoları: Enerji iletiminde kullanılan orta gerilim akım trafoları, orta gerilim (3 kV-36kV) şebekelerinde kullanılır. Bu trafolarda yine kuru tip soğutmalıdır.

B) Soğutma Şekline Göre Akım Trafoları

► Kuru Tip Akım Trafoları: Bu tip soğutmada soğutucu havadır. Genellikle alçak ve orta gerilim akım trafoları kuru tip soğutmalıdır. Ekonomik açıdan maliyeti az olması en önemli avantajlarındandır.

► Yağlı Tip Akım Trafoları: Bu trafo tipinde soğutucu yağdır. Yağ özel bir yağ olup, trafo bir kazan içinde yağ ile birlikte konur. Yüksek gerilimde kullanılan akım trafoları yağlı tiptir.

C) Yapılışına Göre Akım Trafoları

► Sargılı Tip Akım Trafoları: Sargılı tip akım trafolarında primer ve sekonder sargıları, bir manyetik nüve üzerinde sarımlardan oluşur. Bazı özel durumlarda bu sargılar çift sarımlarla yapılabilir.

► Bara Tipi Akım Trafoları: Bu tip akım trafolarında primer sargısını, primere gelen hat iletkeni oluşturur. Genelde panolarda kullanılır.

D) Kullanıldıkları Yerlere Göre Akım Trafoları

► İç Tip (Bina içi) Akım Trafoları: Trafolar çevreden gelecek dış etkenlere karşı mukavemeti büyük değilse kapalı ortamlarda kullanılırlar.

► Dış Tip (Bina dışı) Akım Trafoları: Çevreden gelecek dış etkenlere karşı iç tip akım trafolarına göre mukavemeti daha fazla ise kapalı bir ortamda bulunmasına gerek olmayan akım trafolarıdır.

Akım Transformatörü Seçimi

İster kompanzasyon isterse ölçüm amaçlı olsun, yeni bir sistem tasarlanırken akım trafosu seçimi dikkat edilmesi gereken konuların başında gelir. Çok fazla önem verilmese de akım trafoları işletmeler için çok önemlidir. Yanlış ürün seçimi, ölçümlerin yanlış olmasına ve tüm sistemin bu durumdan etkilenmesine neden olabilir.

Akım trafoları incelendiğinde temel yapılarında primer sargı, sekonder sargı, manyetik nüve ve yalıtım malzemesi olduğu göze çarpar. Bu içerik bazı türlerde daha farklı olabilir. Ek aparatların eklenmesi ve bu yol ile farklı türlerin ortaya çıkması da mümkündür. Burada dikkat edilmesi gereken temel nokta akım trafosu seçimidir.

►İlginizi Çekebilir: MPR-47SE Ethernet Haberleşmeli Şebeke Analizörleri

Akım Trafosu Seçimi İçin Bu Noktalara Dikkat

Akım trafosu seçimi esnasında dikkat edilmesi gereken temel nokta ürünün türüdür. Örnek verecek olursak O.G uyumlu akım trafoları genel olarak orta gerilim değerlerinde kullanılır. Aynı zamanda bu ürünler reaktif güç kontrol röleleri ile beraber kullanılır. Diğer bir ürün ise alçak gerilim akım trafolarıdır. Bahsi geçen ürünler ise devreye seri bağlanır. Bu iki tür sunduğu avantajlar sebebiyle birçok işletme tarafından tercih edilmektedir.

Diğer bir ürün türü ise ayrılabilir akım trafoları olarak karşımıza çıkmaktadır. Ayrılabilir akım trafoları genel olarak kolay monte edilmeleri sebebiyle tercih edilir. Eğer çalışma ortamında montaj sorunları var ve ürünün çıkarılması sonrasında tekrar takılması gibi durumlar gerekiyor ise bu ürün türü seçilebilir.

Panolardaki enerjiyi kesmeden montaj yapılmak istendiği durumlarda ise clamp tip ayrılabilir akım trafoları tercih edilebilir.

Ayrılabilir nüveli (çekirdekli) akım trafoları genellikle hali hazırda çalışmakta olan sistemlerde bara veya iletkenleri ayırmadan kolayca monte edilebildikleri için kullanılırlar.

Doğru Akım Trafosu Seçimi Yapılmalıdır

Akım trafosu seçimi yapılırken her ürünün sunduğu ek avantaj detaylı olarak incelenmelidir. Tüm ürünler genel olarak aynı prensiple çalışır. Fakat bazıları orta gerilim için uygundur. Bazıları ise alçak gerilim için yüksek doğruluk sunar.

Bu nedenle, ürün seçiminde türüne ve ürünlerin sundukları avantajlara önem vermek gerekir. Diğer bir önemli nokta ise tabi ki ürün kalitesidir. Kaliteli ürünler uzun kullanım ömrü sunacaktır.

ENTES Akım Trafolarını Detaylı İncelemek İçin Tıklayın.

Kaynak:

► Elektrik Mühendisleri Odası