Transformatörün Tanımı;
Alternatif akımı aynı frekansta yükseltebilen veya düşürebilen elektrik makinalarıdır. Transformatörler doğru akımda çalışmazlar. Transformatörler, ince silisyumlu saclardan oluşan nüve ile bunun üzerine,
yalıtılmış iletkenlerle sarılan sargılardan oluşur. Giriş sargısına primer sargı, çıkış sargısına sekonder sargı denir.
Yükseltici Transformatörlerde sekonder sargı spir sayısı primersargı spir sayısından fazladır.
Düşürücü Transformatörlerde sekonder sargı spir sayısı primersargı spir sayısından azdır.
İstanbul'da Mahalle arasındaki bir trafonun patlama videosu
Transformatörlerin Önemi
Elektrik enerjisinin en önemli özelliklerinden biri de üretildiği yerden çok uzak
mesafelere kolayca taşınabilmesidir. Taşımanın verimli olabilmesi için gerilimin yeteri kadar
yüksek olması gerekir.
Santrallerde jeneratörler vasıtasıyla üretilen gerilim, alternatif gerilimdir.
Jeneratörlerde üretilen gerilim uzak mesafelere taşınacak değerde değildir. Jeneratör çıkış
gerilimleri 0, 4-3, 3-6, 3-10, 6-13-14, 7-15, 8 ve 35kV mertebesindedir. Tabii bu değerler
yeterli olmadığından yükseltilmeleri gerekir. Bu alternatif gerilimin yükseltilmesi işlemi
transformatörler yardımıyla çok kolay bir şekilde gerçekleştirilir.
Uzak mesafelere taşınan elektrik enerjisi, abonelerin kullanımına sunulabilmesi için
düşürücü trafolar yardımıyla orta ve alçak gerilime düşürülür.
Nüve Yapısı ve Çeşitleri
1- Çekirdek tipi
2- Mantel tipi
3- Dağıtılmış tip
Dönüştürme Oranı
Transformatörlerin Çalışma Durumları 1. Boş Çalışması
Primer uçlarına gerilim uygulanan trafonun sekonder uçlarına herhangi bir yük
bağlanmazsa (yani açık devre yapılırsa) bu çalışma şekline trafonun boş çalışması denir.
Boşta çalışırken trafo faydalı güç vermez. Bu nedenle şebekeden çekilen gücün
tamamı manyetik nüve üzerinde demir kayıpları olarak tüketilir. Demir kayıpları fukolt ve
histeresiz kayıpları olmak üzere ikiye ayrılır. Boş çalışmada çekilen akım çok küçük
olduğundan bu akımın sekonder sargıda oluşturduğu bakır kayıpları ihmal edilebilir. Ancak
istenirse sargı direnci ölçülerek bu sargıdaki bakır kaybı kolayca hesaplanabilir. Bu durumda
transformatörün demir kayıpları daha doğru olarak bulunmuş olur. Boş çalışırken çekilen akım çok küçük olduğundan bu akımın oluşturduğu bakır
kayıpları ihmal edilebilir ve harcanan güç de demir kayıplarını (PFe) verir.
2. Yüklü Çalışması
Primer uçlarına gerilim uygulanıp sekonder uçlarına yük bağlanırsa bu çalışma şekline
trafonun yüklü çalışması denir. Trafolarda demir kayıpları sabit olmasına rağmen bakır
kayıpları yüke göre değişir. Çünkü trafo yüklendikçe sekonder sargı akımı ve burada
meydana gelen bakır kayıpları da artar. Bu sebeple trafonun tam yükteki toplam kayıpları,
demir ve bakır kaybından oluşur
(PTK = PFe + PCu). Bundan dolayı trafonun yüklü
çalışmasındaki amaç, trafonun toplam kayıplarının (PTK) bulunmasıdır.
3. Kısa Devre Çalışması
Primer uçları nominal geriliminin %3’ü ila %14’ü arasında bir gerilimle beslenip
sekonder uçları kısa devre edilirse bu çalışma şekline trafonun kısa devre çalışması denir.
Burada uygulanacak gerilimin yüzdesi, sekonder uçlarından dolaşacak akımın tam yükteki
akımı sağlayacak derecede seçilmesi gerekir. Bu esnada uygulanan gerilime kısa devre
gerilimi ve sekonder uçlarından geçen akıma da kısa devre akımı denir. Sekonder uçlarından
geçen kısa devre akımı manyetik nüveden dolaşan akıma göre çok büyüktür. Dolayısıyla
manyetik nüvede oluşan demir kayıpları da sargılarda oluşan bakır kayıplarına göre çok
küçüktür ve ihmal edilebilir. Buna göre kısa devre çalışma ile elde edilen kayıplar bakır
kayıplarını (PCu) verir.
Trafolarda Polarite
Trafoların primer ve sekonder sargısının uçları alternatif akımın frekansına bağlı
olarak sürekli işaret değiştirir. Bu işaretlere polarite denir.
Polarite Önemi
Trafo sargılarının polaritelerinin bilinmesi, trafoların birbirleri ile paralel
bağlanmalarında veya çeşitli sargıların kendi aralarında bağlanmalarında büyük kolaylıklar
sağlar. Trafo uçlarının polariteleri dikkate alınmadan yapılacak bağlantılar çok tehlikeli
sonuçlara neden olabilir.
Trafoların Gerilimine Göre Çeşitleri
Trafolar kullanılacağı gerilim sınıfına göre seçilir ve üretilir. Buna göre trafo çeşitleri:
1- Alçak gerilim trafoları (0-1kV)
2- Orta gerilim trafoları (1-34, 5kV)
3- Yüksek gerilim trafoları (34, 5-154kV)
4- Çok yüksek gerilim trafoları (154kV ve yukarısı)
Sigortanın Tanımı
YG şebekelerinde oluşan arızaların, diğer kısımlardaki elemanlara zarar vermesini önlemek amacıyla kullanılan koruma elemanlarıdır. Aşırı akım ve kısa devrelerde devreyi açarak koruma sağlar.
Yüksek Gerilim Tesislerinde Aşırı Akımların Oluş Nedenleri
1- Hatlarda oluşan kısa devreler
2- Dengesiz yüklenmeler
3- Aşırı gerilimler (yıldırım düşmesi gibi atmosferik olaylar)
4- Hatlarda oluşan salınımlar
Çeşitleri ve Özellikleri
1. Eriyen Telli YG Sigortaları
2. Doldurulmuş Kartuşlu YG Sigortaları
3. Pimli Sigortalar; Bu tip sigortalarda buşon uçlarında birer pim vardır. Sigorta attığında pim kuvvetle
dışarı doğru itilir. Böylece atan sigorta belirlenebildiği gibi serbest kalan pimin enerjisi ile
mekanik bir sistemin çalıştırılması da (örneğin, bir şalterin açtırılması ya da bir ihbar
sisteminin çalıştırılması) mümkün olur.
YG Sigortalarının Montaj (Kullanım) Yerleri
1- Santraller
2- Şalt sahaları
3- Kesicilerden önce
4- Ayırıcılarla birlikte
5- Dağıtım trafoları
6- Enerji nakil hatları
Parafudur Tanımı
Yüksek gerilim tesislerinde hat arızaları, yıldırım düşmeleri ve kesici açması gibi
manevralar sonucu meydana gelen aşırı ve zararlı çok yüksek gerilim şoklarını önleyen
koruma elemanlarına parafudur denir. Parafudurların ayrıca iletim hatlarında meydana gelen
yürüyen dalgaların tahrip etkisini önleme, emniyet supabı gibi çalışma, aşırı gerilim
dalgalarını toprağa aktarma gibi görevleri vardır
İletim ve Dağıtım Hatlarında Oluşan Yüksek Gerilim Nedenleri
YG tesislerinde ve havai hatlarda meydana gelen arızaların pek çok nedeni vardır.
Bunların başında da aşırı gerilimler gelir. Aşırı gerilimler, iç ve dış aşırı gerilimler olmak
üzere ikiye ayrılır.
Devre açma ve kapamada toprak ve faz kısa devrelerinde ve rezonans olaylarında
meydana gelen aşırı gerilimlere iç aşırı gerilimler, atmosferik etkilerden dolayı meydana
gelen aşırı gerilimlere de dış aşırı gerilimler denir.
1. İç Aşırı Gerilimler
1- Alternatör yükünün kalkması
2- Kapasitif devrenin açılması
3- Toprak teması veya kısa devre arızaları
2. Dış Aşırı Gerilimler
1- Yüksek gerilimli hattın koparak altındaki düşük gerilimli hatla teması
2- Yıldırımın faz hattına düşmesi
3- Yıldırımın direğe düşmesi
4- Yıldırımın koruma hattına düşmesi
5- Etkiyle elektriklenmeyle oluşan aşırı gerilimler
Parafudur Montaj(Kullanım) Yerleri
1. Şalt Sahalarında
2. Hat ve Trafo Direklerinde
3. Trafo Merkezlerinde
4. Hava Hattı Devamı Kablo İki Ucunda
5. Panolarda (AG Parafudur)
Ayırıcı Tanımı
Orta ve yüksek gerilim şebeke ve tesislerinde devre yüksüz iken açma kapama işlemi
yapabilen şalt cihazlarına ayırıcı denir. Ayırıcıların diğer bir adı da seksiyonerdir. Ayırıcılar
ile kesinlikle yük altında açma kapama işlemi yapılmaz. Aksi takdirde Ayırıcı ve işlemi
yapan kişi zarar görür.
Enerji Altında Açılan Ayırıcıda Oluşan Ark Videosu
Yapısı ve Bölümleri 1. Şase;
İzolatörler ve açma kapama mekanizmasının monte edildiği, köşebent veya profilden
yapılan aksamdır. Ayırıcı şaseleri genellikle, galvanizli veya elektrostatik toz boyalı
demirden imal edilir.
2. Mesnet İzolatörleri;
Sabit ve hareketli kontakları tutturmak ve elektriği şaseden ayırmak amacıyla
kullanılan izolatörlerdir. Bunlar 6 adet olup harici tip Ayırıcılarda porselenden, dâhili tip
ayırıcılarda ise porselen, reçine veya epoksi reçineden üretilir.
3. Sabit Kontaklar;
Açma kapama sırasında hareketsiz kalan kontaklardır. Anma akımlarına ve kısa devre
akımlarına uygun şekilde elektrolitik bakırdan imal edilir. 3 faz için 3 adet sabit kontak
vardır.
4. Hareketli Kontaklar;
Açma kapama sırasında bağlı bulunduğu mekanizma ile harekete geçerek sabit
kontaklardan ayrılan veya birleşen kontaklardır. Anma akımlarına ve kısa devre akımlarına
uygun şekilde elektrolitik bakırdan imal edilir. 3 faz için 3 adet hareketli kontak vardır.
5. Mekanik Düzen;
Ayırıcıların çeşitlerine göre değişmekle beraber, kontakların açma kapama işlemi için
gerekli hareketi sağlayan düzeneklerdir.
6. Kilit Tertibatı;
Bıçaklı ayırıcılarda, hat ayırıcısı ile toprak bıçağı arasında bulunan ve her ikisinin aynı
anda açılıp kapanmasını engelleyen elektrikli veya mekanik düzeneklerdir. Her ayırıcıda
yoktur, sadece hat ayırıcılarında bulunur.
7. Yaylar;
Yaylar açma kapama işleminin hızlı yapılmasını sağlar. Elektrolitik malzemeden
yapılır ve sadece yük ayırıcılarında ve özel tip ayırıcılarda kullanılır.
Ayırıcı Kontaklarında İyi Temasın Önemi
Ayırıcının sabit ve hareketli kontakları kapalı iken iyi temas etmelidir. Aksi takdirde
yük altında çalışırken kontaklar arasında arklar oluşur. Kesicilerdeki gibi ark söndürme
düzenekleri olmadığı için kontaklar ve diğer bağlantı elemanları zarar görebilir. Bu hususa
bakım onarım işlemleri sırasında özellikle dikkat edilmelidir.
Monte Edildikleri Yerlere Göre Ayırıcılar ve Teknik Özellikleri 1. Dahili Tip Ayırıcılar;
Bina içi, kapalı hücre ve şalt sahalarında kullanılan ayırıcılardır.
2. Harici Tip Ayırıcılar;
Direk üzerinde ve açık hava şalt sahalarında kullanılan ayırıcılardır.
Yapı Özeliğine Göre Ayırıcılar, Yapıları ve Kullanım Yerleri 1. Bıçaklı Ayırıcılar;
Hareketli kontakları bıçak şeklinde olan ayırıcılardır. Dahili veya harici olarak
kullanılabilir. Açma kapama işlemi yapılırken emniyetli mesafede durmak gerekir. Bıçaklı
ayırıcılar:
1- Dahili tip bıçaklı ayırıcılar
2- Harici tip bıçaklı ayırıcılar
3- Toprak ayırıcısı
4- Sigortalı ayırıcılar olmak üzere dört çeşittir.
2. Döner İzolatörlü Ayırıcılar;
Hareketli kontaklara bağlı izolatörleri kendi ekseni etrafında dönebilen ayırıcılardır.
Yüksek ve çok yüksek gerilimli trafo merkezlerinde kullanılır. Genelde harici tipte imal
edilir ve kullanılır.
Döner izolatörlü ayırıcılar,
1- Tek döner izolatörlü
2- Çift döner izolatörlü olmak üzere iki çeşittir.
3. Yük Ayırıcıları;
Diğer ayırıcılardan farklı olarak normal yüklü devrelerde açma kapama işlemi
yapabilen ayırıcılardır. Kesicilerden tasarruf etmek amacıyla kullanılır. Kısa devre kesme özelliği olan tiplerinde sigortalardan herhangi birinin devreyi
açması hâlinde ayırıcı üç fazın birden enerjisini keser.
Görevlerine Göre Ayırıcılar, Yapısı ve Kullanım Yerleri
1- Hat ayırıcısı
2- Bara ayırıcısı
3- Toprak ayırıcısı
4- Bypas ayırıcısı
5- Transfer ayırıcısı
6- Bara bölümleyici ayırıcılardır.
Kumanda Şekillerine Göre Ayırıcılar
Ayırıcıların açma kapama işlemi yani kumandası değişik şekillerde olabilir. Bunlar:
1- Elle kumandalı
2- Mekanik kumandalı
3- Elektrik motoru ile kumandalı
4- Basınçlı hava ile kumandalı olmak üzere dört çeşittir.
Ayırıcı Açma Kapama İşlem Sırası
Ayırıcılar ile yük altında açma kapama yapılmaz. Yapılırsa zararlı etkiler doğurabilir.
Bunu önlemek için açma kapama yaparken şu işlem sırası takip edilmelidir:
1- İlk önce kesici açılır.
2- Daha sonra kesicinin giriş ve çıkışındaki ayırıcılar açılır.
3- Kapatılırken ise bu işlemin tersi olarak ilk önce ayırıcılar kapatılır.
4- Daha sonra kesici kapatılarak devreye enerji verilir.
5- Eğer kesici yoksa alıcıların yükü devreden çıkarılır, sonra ayırıcı açılır.
Ayırıcı Montaj(Kullanım) Yerleri
1- Şalt sahalarında
2- Hat ve trafo direklerinde
3- OG modüler hücrelerinde
4- Trafo merkezlerinde
Kesici (disjonktör);
Yüksek gerilimli ve büyük akımlı şebeke ve tesislerde, yük akımlarını açmaya ve
kapamaya yarayan şalt cihazlarına kesici (disjonktör) denir.
Kesici Kullanılma Sebepleri;
Yüksek gerilimli ve büyük akımlı şebekelerde devre açma işlemleri basit yapılı
şalterlerle yapılamaz. Yük altında yapılan akım kesme işlemi esnasında arklar oluşmaktadır.
Bu arklar, kontaklara zarar vererek kısa zamanda kullanılamaz hâle getirmektedir. Bu
sebeple yüksek gerilimli ve büyük akımlı şebekelerde devre açma ve kapama işlemleri
kesicilerle gerçekleştirilir.
Kullanılan Gerilime Göre Kesiciler
Kullanıldığı gerilime göre kesiciler,
1-) Alçak gerilim (AG) kesicileri
2-) Orta gerilim (OG) kesicileri
3-)Yüksek gerilim (YG) kesicileri olmak üzere üç çeşittir.
Yapısı ve Bölümleri 1- Sabit ve Hareketli Kontaklar;
Kesicide akımın iletimi ve kesimi için sabit ve hareketli olmak üzere iki tip kontak
grubu vardır. Kesici devreye girdiğinde hareketli kontak sabit kontaktan ayrılarak enerjiyi
keser.
2- Ark Söndürme Bölümü ( Hücresi );
Kontaklarda meydana gelen arkın söndürüldüğü kısımdır. Üretim aşamasında
belirlenen yöntemlerle bu kısımda, oluşan arklar söndürülerek kontakların ve kesicinin zarar
görmesi önlenerek ömrü uzatılır.
3- İşletme Mekanizması Çeşitleri;
Kesicilerde işletme ve çalışma esnasında açma ve kapama işlemleri çeşitli
mekanizmalarla gerçekleştirilir. Bu mekanizmalar şunlardır: Elle kurmalı yaylı, Motorla kurmalı yaylı, Basınçlı havalı, Elektromanyetik bobinli
Arkın Söndürüldüğü Ortama Göre Kesici Çeşitleri
1- SF6 gazlı kesiciler
2- Vakumlu kesiciler
3- Basınçlı hava üflemeli kesiciler
4- Tam yağlı kesiciler
5- Az yağlı kesiciler
6- Manyetik üflemeli kesiciler
SF6 Gazlı Kesiciler;
Kontaklarda meydana gelen arkın özel bir gaz ile söndürüldüğü kesicilerdir. Elektro
negatif bir gaz olan SF6 ( kükürt hekzaflorür ) kullanılır. Ark söndürme işlemi, SF6 gazının
hareketli kontaktaki piston yardımı ile sıkıştırılıp ark üzerine püskürtülmesi ile gerçekleşir.
Hacimlerinin küçük olması, özellikle kapalı mekanlarda kullanıma uygun olması, SF6
gazının iyi bir yalıtkan olması, çok sık bakım gerektirmemesi gibi nedenlerden dolayı OG ve
YG sistemlerinde çok kullanılan bir kesici çeşididir.
Kesicilerin Montaj (Kullanım) Yerleri
1. Şalt Merkezlerinde
Üretilen elektrik enerjisinin toplandığı ve dağıtımının yapıldığı elektrik tesislerine şalt
merkezleri denir.
2. Uzun Havai Hatların Bölünmesinde
3. Havai Hat Branşman Noktalarında
4. Direk Tipi Trafo Merkezlerinin OG Anahtarlama ve Sekonder
Korumalarında
5. Geçici Arızaların Sıklıkla Yaşandığı Havai Hat Şebekelerinde
6. Bina Tipi Trafo Merkezleri OG Modüler Hücrelerinde
Elektrik insanlar tarafından yaklaşık 150-200 senedir üretlip kullanılsa da doğada yaratıldığından beri elektrik kullanılmaktadır. Doğada sürtünme, dokunma veya kimyasal yollarla elektrik üretimi canlı veya cansız varlıklar tarafından sürekli yapılmaktadır.
Bulutlar arasındaki elektrik atlamalarına şimşek, bulut toprak arasındaki elektrik atlamalarına yıldırım diyoruz. Bulutun havada sürtünmesi ile bir milyon volt civarında bir statik elektrik yüklenmesi oluşmaktadır.
İnsanlarda da yünlü kıyafetler giydikleri zamanlarda sürtünme ile 1000 - 2000 volt civarında statik elektrik yüklenmesi oluşabilir. Bu durumda metal yüzeylere veya başka birine dokunduğumuzda bir elektrik atlaması meydana gelir.
Bu olay parklarda plastik kaydıraklardan kayan çocuklarda da olur. Kaydıraktan kayan çocuğa dokunduğunuzda hafifçe çarpılırsınız.
İnsanın üzerindeki bu statik elektrik birikmeleri hassas elektronik cihazlara ve bilgisayarlara zarar verir. Bunların tamirini yapan teknik personelin kendini ve cihazı topraklaması önemlidir. Aksi takdirde bir elektronik entegreye, RAM veya bilgisayar işlemcisine dokunduğunuzda bozulabilir.
Vücut fonksiyonlarının çalışması için bütün canlılar kimyasal yolla kendi elektriklerini üretirler. Bu insan için de diğer canlılar için de geçerlidir. Yılanbalığı gibi bazı canlılar ise avlanma, saldırma veya savunma amaçlı olarak da ürettikleri elektriği kullanırlar.
Elektrik üreten dinamoların çalışma prensibi; bir manyetik alan içindeki iletken telin hareket etmesine dayanır. Dünyanın, pusulaların da çalışmasını sağlayan bir manyetik alanı vardır. Bu manyetik alan hareket halindeki iletken her nesnede az da olsa elektrik üretimine neden olur.
