Transformatör Arızaları ve Sebepleri |
2. Bölüm

Transformatör arızaları, elektrik ve mekanik nedenlere bağlı olarak gerçekleşir. Yazımızın bu bölümünde de transformatör arızalarının sebeplerine yer vermeye devam ediyoruz.

A- A+

28.05.2015 tarihli yazı 146843 kez okunmuştur.

Transformatörler Arıza Bakım Yangın Trafo İzolasyon

Manyetik Devre Arızaları

Aktif Demir

Demir çekirdeği meydana getiren saç lameller arasında elektriki bir temas olması halinde kapalı elektrik devreleri meydana gelir. Bu devrelerin direncinin küçük olması halinde yüksek değerde akımlar geçer. Bilahare ısı yayılmasının tesiri ile bu kısımların elektriksel direnci artar ve akımlar küçülerek ısınma durur. Başka bir yerde yeni bir ısınma meydana gelebilir. Böyle bir arıza halinde transformatörün gürültüsü artar ve tecrübeli elektrik operatörleri bunu derhal fark ederler. Bundan başka Buchholz rölesi, diferansiyel röle ve hatta arızanın büyüklüğüne göre aşırı akım rölesi çalışabilir. Lameller arasında kısa devre olup olmadığı 110 veya 220 volt ile çalışan kontrol lambası ile tahkik olunabilir. İyi imal edilmemiş transformatörlerde ilk servise alındığı tarihten itibaren demir çekirdek arızaları meydana gelebilir.

►İlginizi Çekebilir: Direk Tipi Trafo Merkezleri

Birçok hallerde de soğumanın yetersizliği arıza sebebidir. Ayrıca yağlı transformatörlerde çamur birikintisi ve havalı transformatörlerde kir vb. arıza kaynağıdır. Transformatörlerin imalinde kurutma yarım yapılmışsa demir çekirdekte artık rutubet kalır. Bu rutubet zararlıdır. Nakil esnasında veya vibrasyon sonucunda sac lamelleri birbirine bağlayan cıvatalar gevşer ve bunların etrafındaki yalıtkan tabakası bozulur. Bu takdirde de Foucault akımları doğar. İki veya daha fazla sayıda cıvatanın yalıtkanlığı bozulursa bizzat cıvatalar arasında akım dolaşır ve bir manyetik devre meydana gelir. Bazen bu sebepten çok yüksek sıcaklık tezahür edebilir ve bu sıcaklık sargı yalıtkanlığını da bozarak sargı arızalarına sebebiyet verebilir.

Transformatörler imalat ve montaj esnasında bu cins arızaları gayri mümkün kılacak tarzda imal ve monte edilmelidirler. Çok uzun dalgalı kuvvetli bir aşırı gerilim müsaade edilmeyen bir doymaya sebep olabilir. Bu takdirde manyetik akının büyük bir kısmı sıkıştırma cıvataları üzerinden devresini tamamlamak ister. Buralarda meydana gelen Foucault akımları muhtemelen yalıtımın karbonlaşmasına sebep olur.

Hafif arızalar halinde, sıkıştırma vidaları yalıtımını yenilemek ve demir nüve üzerindeki karbonlaşma izlerini bir zımpara taşı yardımıyla temizlemek yeterlidir. Sac paketler arasındaki temaslar küçük bir transformatör (2 ila 3V, 100 ila 200A) yardımıyla yakılarak kaldırılabilir. Arıza büyükse demir çekirdeği çıkarmak, saçları, cıvataları ve arızalı yalıtkanı değiştirmek gerekir.

Transformatör gürültüleri manyetik alanın periyodik değişmelerinden ileri gelir ve gerilim altındaki her trafoda gürültü vardır. Bazen bu gürültü çok farklı olabilir. Hatta transformatörün bulunduğu yerin akustiği de bu sesin şiddetini artırabilir. Bilhassa çok yüksek gerilimler bahis konusu olduğunda transformatör çok gürültülü ise, demir çekirdek trafo tankından çıkarılır ve saç lamelleri arasındaki boşluklar 1/10 mm. kalınlığında bir kalınlık ölçeği ile ölçülerek kontrol edilir. Bu kontrolün neticesine göre saç paketlerin sıkıştırılması artırılır. Bilhassa çok yüksek gerilimli transformatörlerde servise alınmalarıyla birlikte gürültüden ayrı bir de "cızırtı" duyulur.

Bu cızırtı demir çekirdeğin bazı aksamının topraklanmamış olmasından ileri gelmektedir. Bu kısımlar iç sargılardan kapasitif şarjlar almakta ve bu şarjlar da yalıtkanlığın çok zayıf olduğu yerlerde kısa aralıklarla boşalmaktadırlar. Cızırtının durması izolasyonun delinmesiyle toprak teması sağlandığına delalet eder ki böyle istenmeyen bir halin ortaya çıkmaması için topraklanmanın iyi yapılması gerekir. Bir transformatör boşta devreye bağlandığı takdirde yüksek mıknatıslama akımları doğar ve bu akımların sonucunda hasıl olan elektromanyetik kuvvetler sargı hareketlerine sebep olur ve cıvatalar etrafındaki yalıtkanlık bozulur. Trafo enerji üretim kaynağına ne kadar yakın olursa ve bu işlem kadar çok tekerrür ederse neticeleri de o kadar ciddi olur.

Bağlama levhaları

Bağlama levhaları kısa devrelerdeki akımlara tahammül edecek nitelikte yapılırlar. Büyük trafolarda sargılar dairesel kesitlidir ve eş eksenel olarak yerleştirilirler. Meydana gelen radyal kuvvetler bizzat bu sargıların bakır iletkenleri tarafından karşılanır. Primer ve sekonder sargıların kaymış olmaları hainde meydana gelen aksiyel boylarının eşit olması veya birbirine nazaran kuvvetler de bağlama levhaları tarafından karşılanırlar. Şu halde bağlama levhalarının arızaları daha ziyade elektriki sebeplerden ileri gelir. Bağlama levhalarının bazı kısımlarında kapasitif boşalmalar da hasara sebebiyet verebilir. Bunların zararlarını önlemek İçin bu kısımlar geçecek akımı sınırlamak için uygun büyüklükteki bir direnç üzerinden toprağa verilir.

Elektriksel Devre Arızaları

Sargılar

İletken veya bobin yalıtkanlığının bozulmasıyla sargılarda kısa devre hasıl olur. Transformatör bir Buchholz rölesi ile teçhiz olunmuş ise arıza genişlemeden alarm rölesi çalışır. Diferansiyel röle %0,5 civarında bir sarım kısa devresinde faaliyete geçer. Normal aşırı akım rölesi ise çok fazla sayıda sarımın kısa devre edilmesiyle çalışır. Bazen çıkan duman, gürültünün artması rölelerden daha evvel arızayı haber verir. Bakırın erimesiyle kısa devre durur ve arıza günlerce devam eder. Bu cins bir arıza günlerce yavaş yavaş genişler ve neticede bütün bir bobini harap eder. Aşın yük neticesi meydana gelen aşırı ısınma veya geç açılan bir kısa devre sargı arızasına sebep olabilir. Bozuk bir yağ asit ihtiva edeceği bu cihetle sargı arızası meydana getirebilir.

Yağ veya sargıda rutubet bulunması da arızaya sebep olabilir. Montaj veya revizyon esnasında dikkatsizlik meydana getirebilir. Civardaki hatlardan gelen yüksek gerilimli elektromanyetik şoklar (yıldırımlar) da arıza kaynağıdır. Bir hattın toprağa teması veya bir bağlama hatası sebebiyle meydana gelen aşın gerilimler normal olarak transformatöre bir zarar vermezler. Kısa devreler çok tekerrür ederse sargıların yalıtkanlığı bozulur. Arızalı transformatör sargıları imalatçının spesifikasyonları dahilinde teşkilatlı tamir atölyelerinde tamir edilebilir. Büyük transformatörlerin imalatçı tarafından tamir edilmesi daha uygundur.

İyi bir bakım, büyük ölçüde transformatör arızalarını azaltır. Aşın akım ve soğutma tertibatları iyi durumda olmalıdır. Mesela her yıl rutubet, renk, asidite ve çamur teşekkülü bakımından transformatör kontrol edilmelidir. Ayrıca yağın delinme gerilimi tesbit olunmalıdır. 12,5 mm çapında ve 5 mm aralıklı elektrodlar arasında yapılan tecrübede 46 KV'luk atlama gerilimi veren bir yağ iyidir. Düşük evsaflı yağ yenilenmeli veya tasfiye olunmalıdır. Kuru transformatörlerde icabında giriş havası filtrelenmelidir. Konstrüktörler giriş sargılarının yalıtkanlığını çok mükemmel yaparak transformatörlerin aşırı gerilimlere karşı dayanmasını temin etmişlerdir.

Sargıların dış yalıtkanlığı

Bir sargının dış yalıtkanlığı denilince mevcut sargı ile diğer bir sargı veya demir çekirdek arasındaki yalıtkanlık anlaşılır. Bu yalıtkanlığın bozulması toprak arızasına sebebiyet verir. Transformatör iyi yapılmışsa dış yalıtkanlık arızaları çok az olur.

Transformatörün gerilimleri yüksek değilse dış yalıtkanlık arızaları uzman elemanlar tarafından transformatörün yerinde giderilebilir. Arıza rutubet, kötü kalite yağdan ileri geliyorsa sadece arızalı kısımlar değiştirilir. Kurutma ameliyesi imalâtçının direktifleri dahilinde yapılmalıdır.

Elektriksel Bağlantılar

Sargıların muhtelif kısımları arasındaki bağlantılar ve çıkış uçları kastedilmektedir. Bağlantılar arasında veya gövdeye karşı kısa devreler husule gelebilir. Bağlantıların lehimleri eriyebilir veya temaslar gevşeyebilir. Rutubet, fena yağ, kirlenme veya yabancı cisimler arıza kaynağıdır. Arıza yağ seviyesi çok düşmüşse çıkışlar arasında hava dahilinde atlamalar vuku bulabilir.

Yalıtım ve Soğutma Maddesi

Serviste bulunan bir transformatörün yağının ani olarak boşaltılması çok tehlikelidir. Yağın boşaldığının zamanında farkına varılmazsa ve sargı yağdan çıkmaya başlarsa genellikle bir sargı arızası meydana gelir. Koruma tertibatı harekete geçerek kesiciyi açtırır ve transformatör devreden çıkmış olur. Transformatör süratli olarak devreden çıkabilirse önemli bir hasara meydan vermeden kurtarılmış olur. Yağlı transformatörlerin tankları oksijen kaynağı ile kaynatılmaktadır. Nakil esnasındaki mekanik etkilerden dolayı bazen kaynak dikişlerinde sızma müşahede edilir. Bu kaynak arızalarını gidermek için transformatörün yağını tamamen boşaltmak gerekir. Elektrik kaynağı ile yağı boşaltmadan da tamirat yapmak mümkün olur. Tam bir sızdırmazlık sağlamak için transformatör kapağı linolyum bir conta ile sıkıştırılır. Kapasitif şarjlara maruz kalarak işletme personeli için tehlike yaratabileceğinden yağ tankları mutlaka topraklanmalıdır.

Sargının hayatiyeti bakımından rutubet büyük bir tehlike arz ettiğinden transformatör yağı içersinde rutubet bulunmamalıdır. Yağın fazla ısınması da çamur, asit ve su hasıl eder. Bunlar da yağın bozulmasına sebep olurlar. Yağ tankı içersindeki dar yağ kanalları çok tehlikelidir. Bu dar kanallar tortu ile dolarak yağın dolaşımını ve dolayısiyle de soğumasını engellerler. Aynı şekilde buharlaşma ve oksidasyon da tehlikelidir.

Bir transformatörün yüksek ve alçak gerilim sargılan arasında kağıt, katı ve yağ olmak üzere (yağlı transformatörler) üç çeşit yalıtkanlık vardır. Bunlar seri bağlı demektir. Yağ bozulduğu takdirde iletken hale gelir ve iki sargı arasındaki gerilim farkı kağıt ve katı arasında taksim olunur. Bunların kalınlıkları da bu değerdeki gerilim miktarına göre hesaplanmış olmadığından önce birisi ve sonra da diğeri delinir. Delinmeden önce korona başlamış ve ısınma ile yalıtkanlar bozulmuştur.

Bazı hallerde yüksek ve alçak gerilim sargıları arasındaki ve sargılarla demir çekirdek arasındaki elektrostatik kapasitanslar münasebeti, alçak gerilim sargılarında yüksek gerilimler doğmasına sebep olabilir.

Yardımcı Dış Soğutma Devresi ve Gerilim Ayar Tertibatı

Transformatör tankından intişar eden kayıpların muhite dağılabilmesi için bir mahale monte edilen transformatörler arasında kâfi açıklık bırakılmalıdır. Bir transformatör diğerine veya duvara çok yakın konulursa cidarındaki hava hareket edemez ve sıcaklık yükselir. Bu suretle sargı yalıtkanlığı ve yağın durumu tehlikeye girer. Kapalı çukurlar veya küçük tuğla yapı hücrelere transformatörleri sokmak doğru olmaz. Fırın transformatörlerinde, transformatör ve fırın arası ısıya karşı yalıtılmalıdır. Yağlı transformatörlerin tankının üst kısmında biriken gazlar patlayıcı olabilir. Bağlantı v.s. yi kontrol etmek için trafoya hiçbir zaman açıkta yanan bir alev yaklaştırılmamalıdır. Aksi takdirde transformatör harap olur ve personel için ölüm muhakkaktır. Yardımcı soğutma devresinde meydana gelen bir arıza neticesi, soğutucu sıvı akışı kesilirse, suni olarak soğutulmakta olan transformatörün sıcaklığı yükselir. Böyle bir arıza ile karşılaşılırsa, transformatörün yükü tabii soğuma ile sıcaklık yükselmeden kaldırabileceği mertebeye indirilir.

Su soğutmalı transformatörlerde su içersindeki kireç veya diğer yabancı maddeler sebebiyle soğutma boruları tıkanır. Bunlar periyodik olarak iyice yıkanmazsa su akımı azalır, transformatör müsaade edilen değerden daha fazla ısınır.

Suni soğutulan transformatörlerde yağa su karışabilir. Bunun sebebi boruların korozyon sebebiyle sızdırır hale gelmesidir. Çaresi, demir borular yerine bakır borular kullanmaktır. Dış soğutucular kullanılması halinde yağın basıncının su basıncından daha yüksek tutulması ile yağa su karışması ihtimali önlenmiş olur. Bu ameliye çalışması, bir ayar valfi ile kontrol edilen bir pompa yardımı ile yapılır.

Su ile soğutulan transformatörlerde yağa rutubet karışmasında ikinci bir ihtimal de, soğutucu borunun transformatör tankına girdiği yerde gazların soğuk boru cidarı üzerinde yoğuşarak su damlacıkları teşekkül etmesidir. Bu damlacıklar yağ içersine karışır ve transformatör tankını hava geçirmez hale getirmedikçe bu olay devam eder. Su borusunu, tanka girdiği yerden itibaren yağ seviyesinin altına kadar, yağın etkilemediği ve ısı geçirmeyen bir madde ile kaplayarak bu nev'iden arıza ihtimali minimum hadde indirilmiş olur.

Kaynak:

►Elektrik Mühendisleri Odası

►The J. and P. Transformer Book.

►Avaries des machines electrlque, R.Spieser.

►A.E.G. Handbook.

►Modern Power Station Practice