Yüksek Gerilim Ölçümünde Kapasitif Gerilim Transformatörleri

Gerilim transformatörleri, elektrik enerjisi endüstrisinde ölçme ve koruma için sıklıkla kullanılmaktadır. Bu yazımızda gerilim transformatörlerinin bir kolu olan kapasitif gerilim transformatörlerinin iç yapısı ve teknik özelliklerini inceleyeceğiz.

A- A+

13.04.2017 tarihli yazı 18341 kez okunmuştur.

Kapasitif gerilim transformatörleri yani kısaca CVT’ler, 66 kV’dan büyük olan, yüksek gerilim ağ sistemlerinde gerilim ölçümü ve koruması için kullanılmaktadırlar. Yüksek gerilimi, röle ve kayıt cihazı gibi ölçme ve koruma cihazlarında işlenebilecek kadar düşük gerilime dönüştürürler. Tek kutuplu yapılarıyla bağlantı şekilleri her zaman faz ile toprak arasındadır. Kapasitif tipin endüktif tipe kıyasla avantajlarından birisi, kapasitif gerilim transformatörleri sisteme yüksek frekansta bağlantılarının yapılabilme özelliğidir.

Basit bir uygulama olarak, Powerlinecarrier (PLC) sistemlerinde güç iletimini sağlayan taşıyıcılar için CTV’ler kullanılmaktadır. Kapasitif gerilim transformatörlerinin, gerilim ölçüm için kullandığı özellikler endüktif olanlarla aynı yapıdadır.

Yüksek frekanslı sinyallerin bağlantılarını gerçekleştirmeden önce üç hususa dikkat edilmesi gerekiyor:

1) Ölçülecek gerilim büyüklüğü

2) Sistemdeki talepler (frekans, bant genişliği bağlantılar)

3) Kapasitif gerilim trafosunun üretim değerleri

Kapasitif Gerilim Trafolarının Yapımı

Aşağıdaki şekilde kapasitif gerilim transformatörünün dayandığı kapasitif gerilim bölücü prensibi görülmektedir. Düzeltme sargıları, çıkış sinyallerini istenilen düzeyde en ince doğruluk seviyesine ayarlamak için kullanılmaktadır. Kompanzasyon reaktörü ise kapasitif gerilim bölücünün neden olabileceği faz açılarının kaymasını önler.

► İlginizi Çekebilir: Akım ve Gerilim Trafosu Testleri

Bütün kapasitif gerilim transformatörleri, ferrorezonans sönümleme devresine ihtiyaç duymaktadır. Ferrorezonans olayı, demir çekirdekteki endüktif ve kapasitif elemanlar arasında oluşan özel bir rezonans çeşididir. Sistem güvenliği ve donanımların arıza görmemesi için bu konuya dikkat edilmesi gerekmektedir.

Gerilim bölücüsündeki kapasitans, kompanzasyon reaktörünün sargısı ve sargı transformatörü ile seri halde ayarlanmış bir rezonans devresini oluşturur. Gerilim transformatörlerinin endüktif tipinden farklı olarak CVT’ler genellikle önceki şekilde de görüldüğü gibi kendisinde özel olarak ferrorezonans sönümleme devresi içermektedir.

► İlginizi Çekebilir: Dağıtım Trafolarının Seçimi

Çok daha yüksek sistem gerilimlerinde rezonans fenomeni genellikle temel veya alt harmonik düzeylerde gerçekleşir ve genellikle transformatörün ısınmasına neden olur. Günümüz CVT’leri “adaptive” denilen uyarlanabilir sönümleme devreleri kullanmaktadır.

Devre bir adet doyurulabilir seri reaktör ve bir yükleme direncinden oluşur. Bu devre ikincil çekirdeklerden birine paralel bağlanır. Ferrorezonans koşullarında, yüksek gerilimler ortaya çıkar ve reaktörü doyurur. Parazit gerilimleri önlemek için sönümleme direncini devreye alarak etkin bir şekilde parazit gerilimlerini sönümler. Normal sistem koşullarında ise reaktör yüksek reaktans gösterir ve sönümleme direnci devre dışı bırakılır.