Sunuş

Enerji sektöründe çalışan; teknisyen, tekniker, mühendis, her kesimden işletme personeli ve transformatörler hakkında bilgi sahibi olmak isteyenlerin başvuracağı bu kitap; birçok uluslararası standart ile alanında öncü yerli ve yabancı birçok kuruluşun güncel dokümanlarından yaralanılarak hazırlanmıştır.

Bu konudaki çalışma ve araştırmalara başlama nedenim, Başmühendisi olduğum TEİAŞ 20. İTİGM (Edirne) Test Grup Başmühendisliği birimindeki ekip arkadaşlarıma ve kendime eğitim notları hazırlamaktı. Ancak, zaman içerisinde araştırmalarımın ilerlemesi ile gördüm ki elektrik enerjisinin iletilmesi ve dağıtılması gibi alanlarda sıklıkla kullanılan en önemli ve pahalı elektrik makineleri grubundan sayılan güç transformatörlerinin saha testleri konusunda müstakil bir Türkçe kaynak bulunmamaktadır. Var olan kaynaklarda ise sadece güç transformatörleri saha testlerine değil, genel olarak yüksek gerilim elektrik teçhizatları saha testlerine değinilmiştir. Transformatörlerin, yüksek gerilim şalt sahalarında bulunan diğer tüm elektrik teçhizatına göre çok daha önemli, pahalı ve komplike teçhizatlar olması hasebi ile bu konunun müstakil olarak detaylı şekilde ele alınması gerektiği düşüncesi üzerine ve bu alandaki boşluğu doldurmak maksadıyla bu çalışmayı yapmaya karar verdim. Yaptığım çalışmada, üniversitelerde verilen teorik temeller üzerine saha pratiklerini oturtarak, hem bu konuda araştırma yapan teknik adamların hem de sahada çalışan teknik personelin rahatlıkla anlayabileceği bir kaynak ortaya koymaya çalıştım. Bunu yaparken de akademik disipline sadık kalmaya, incelediğim çok sayıdaki dokümandan yararlandıklarımı eksiksiz olarak kaynakça da vermeye özen gösterdim. Kitap iki kısımdan oluşmaktadır. I. Kısımda; Test edilecek teçhizatın çalışma prensibinin ve yapısının iyi bilinmesinin, saha testlerini daha anlaşılır, test değerlerinin yorumlanmasını daha isabetli kılacağı düşüncesi ile Güç Transformatörlerinin, Buşinglerin, Kademe Değiştiricilerin yapısı, arızaları ve arıza istatistikleri, yedi (7) bölüm halinde detaylı şekilde anlatılmaktadır. Yapılan anlatımlar, yoğun bir şekilde konuyla alakalı resim, şema ve şekillerle desteklenerek daha anlaşılır kılınmaya çalışılmıştır.

II. Kısımda ise Güç Transformatörleri Saha Testleri on (10) bölüm halinde şekil ve şemalarla desteklenerek detaylı bir biçimde anlatılmaktadır. Anlatımlar, son bölümde on (10) adet örnek transformatör arıza raporu ile desteklenmiştir. Saha testlerinin değerlendirilmesi kısımlarında ki değerlendirmeler; tek bir görüşe göre değil, bu konuda otorite olan muteber kaynakların görüşleri ayrı ayrı verilerek yapılmıştır. Kitapta hataları en aza indirmek için gerekli özen gösterilmesine rağmen yine de olabilecek hataların tespiti halinde tarafıma bildirilmesi hataların tekrar etmemesi için büyük önem arz etmektedir.

Her ortamda beni onore eden, teşvik ve yardımlarını esirgemeyen eski Grup Müdürüm Alişan TAŞTAN`a; bilgi birikim ve tecrübelerinden istifade ettiğim Grup Müdürüm Yunus Bahri ÖZKARDEŞ`e; her alanda çalışmalarıma destek olan TEİAŞ İşletme Dairesi Başkanlığı Test Şube Müdürü Fırat DURMUŞ`a; transformatör arızaları ile ilgili tüm doküman ve arşivini benimle paylaşan, TEİAŞ Güç Transformatörleri Onarım Ve Laboratuarlar İşletme Müdürlüğünden kıymetli ağabeyim Müdür Yrd. Dursun GÜNEŞ`e; transformatör saha testleri konusunda, her ihtiyaç duyduğumda müracaat ettiğim, fikirlerinden yararlandığım, otuz yılı aşkın bir süre yüksek gerilim şalt teçhizatları saha testleri alanında çalışmalar yapmış, bu alanın duayenlerinden kurumumuz danışmanı kıymetli hocam Günaltay ACARALIOĞLU`na saygılarımı sunarım. 

Çalışmalarım esnasında doküman ve tecrübelerinden istifade ettiğim; ABB Türkiye`den Yusuf ÇOLUK ile Naci ALUÇ`a, ALSTOM Grid Enerji Endüstrisi A.Ş.`den Ziya ÇUBUKÇU`ya ve BEST A.Ş.`den Haluk ODOĞLU`na teşekkürü bir borç bilirim. Ayrıca, transformatör saha testleri konusunda tecrübelerinden istifade ettiğim TEİAŞ 8. İTİGM Test Müdürü Sinan ÇEREZCİ`ye, 1. İTİGM Test Müdürü İsmail YAZGAÇ`a, 13. İTİGM Test Grup Başmühendisi Mehmet EMİR`e, TEİAŞ SETGEM`den Yüksek Gerilim Şalt Teçhizatları Testleri konusunda dersler veren, ülkemizin her bir yanında talebeleri bulunan değerli hocam Hasan NAMLI`ya ve çalışmalarımda sürekli destekçim olan 20. İTİGM Test Mühendisi mesai arkadaşım Ayça Hatice BOYACI ile 20. İTİGM Test Grup Başmühendisliği biriminde çalışan tüm ekip arkadaşlarıma teşekkürlerimi sunarım.

Mustafa PUSTU

Elektrik-Elektronik Müh.

(KTÜ)

Edirne/ 2013 

İçindekiler

1 TRANSFORMATÖRLERİN YAPISI VE TANITILMASI 15

1.1.Genel   17

1.1.1. Güç Transformatörleri Çeşitleri18

1.1.2. Oto Transformatörler20

1.2. Transformatörlerin Çalışma Prensibi   22

1.3. Transformatörlerde Dönüştürme Oranı23

1.4. Transformatörlerde Kaçak Akılar24

1.5. Transformatörlerde Kayıplar   25

1.5.1. Demir Kayıpları25

1.5.2. Bakır Kayıpları 26

1.6. Transformatörlerde Polarite    27

1.7. Transformatörlerin Yapısı28

1.7.1. Manyetik Nüve 28

1.7.2. Sargılar37

1.7.2.1.  Silindirik Tip Sargılar39

1.7.2.2.  Disk Tip Sargılar   45

1.7.3. Kademe Değiştiriciler  45

1.7.4. Soğutma Sistemleri  47

1.7.5. Donanım Ve Koruma Cihazları53

1.7.6. Ana Tank Ve Genleşme Tankı  62

1.7.7. Buşingler     64

1.7.8. Mekanik Tutucu Sistem66

1.7.9. İzolasyon Yağları70

1.8. Transformatör Aktif Kısımlarının Yalıtılması    70

2. TRANSFORMATÖR ARIZALARI  71

2.1. Transformatörlere Aşırı Gerilimlerin Etkileri     73

2.2. Transformatörlere Termal Faktörlerin Etkileri  74

2.3. Güç Transformatörleri Arızaları75

2.3.1. Manyetik Devrede Meydana Gelen Arızalar 76

2.3.2. Transformatörün Elektrik/Sargı Devresinde Meydana Gelen Arızalar 82

2.3.3. Transformatörün Dielektrik Devresinde Yaşanan Arızalar    92

2.3.4. Transformatörlerde Çeşitli Yapısal Bozukluklar ve Diğer Nedenlerden Dolayı Meydana Gelen Arızalar  98

3. TRANSFORMATÖR BUŞİNGLERİNİN YAPISI VE TANITILMASI103

3.1. Kuru Tip Buşingler105

3.2. Yağlı Tip Buşingler105

3.3. Kondenser Tip Buşingler106

3.3.1. Tep Ucu110

3.3.2. Destek Flanşı113

3.3.3. Yağ Seviye Göstergesi113

4. TRANSFORMATÖR BUŞİNG ARIZALARI 115

5.TRANSFORMATÖR KADEME DEĞİŞTİRİCİLERİNİN YAPISI VE TANITILMASI  121

5.1. Yüksüz Gerilim Ayarı Yapan Kademe Değiştiriciler     123

5.2. Yükte Gerilim Ayarı Yapan Kademe Değiştiriciler (YAKD) 125 5.2.1 .Yük Altında Kademe Değiştirme İşlemi 125

5.2.2. Geçiş Elemanlarına Göre Yük Altında Kademe Değiştirici Tipleri    129

5.2.3. Çalışma Prensibine Göre Yük Altında Kademe Değiştirici Tipleri     140

5.2.4. Sargılarına Göre Yük Altında Kademe Değiştirici Tipleri149

5.2.5. Kademe Sargılarının Fiziksel Yerleşimi150

5.2.6. Transformatör Tankına Yerleşimine Göre Kademe Değiştiriciler151

5.2.7. Oto Transformatörlerde Yük Altında Kademe Değiştiriciler  155

6. TRANSFORMATÖR KADEME DEĞİŞTİRİCİ ARIZALARI157

6.1. Kontak Kaynamaları Ve Karbonizasyon 162

6.2. Mekanizma Arızalar    163

6.3. Bakım Ve Kontroller    165

7.GÜÇ TRANSFORMATÖRLERİ ARIZA İSTATİSTİKLERİ   167

7.1. Dünyada Yapılan Arıza İstatistikleri     169

7.1.1. CIGRE Transformatör Arıza İstatistikleri 169

7.1.2. DOBLE Transformatör Arıza İstatistikleri 171

7.1.3. Z.T.Z. Services Transformatör Arıza İstatistikleri 173

7.1.4. Hartford Steam Boiler (HSB) Transformatör Arıza İstatistikleri 174 

7.2. Ülkemizde Yapılan Arıza İstatistikleri   174

II.KISIM GÜÇ TRANSFORMATÖRLERİ SAHA TESTLERİ

8.AC İZALASYON TESTLERİNİN TEORİK TEMELLERİ     179

8.1.İletkenlik Ve Yalıtkanlık 181

8.2.izolasyonun Elektriksel Modellenmesi  184

8.3.Kondansatör    185

8.3.1 .Dielektrikli Kondansatörler    187

8.3.2. Kondansatörlerde Seri Ve Paralel Bağlama 189

8.4. AC Devrede Kondansatör 190

8.4.1. Sadece Kondansatörlü AC Devre (C)  190

8.4.2. Paralel Direnç Kondansatörlü AC Devresi (RC) 191

8.5. Kapasite Ve Kapasitif Akım Değerine Etki Eden Büyüklükler  192

8.6. Dielektrik Delinme Ve Delinme Dayanımı 196

8.6.1. Sıvılarda Boşalma (Delinme) Ve Bağlı Olduğu Faktörler     199

8.6.2. Gazlarda Boşalma Olayı Ve Yalıtkan Gazlar203

8.6.3. Katılarda Boşalma Olayı Ve Katı Yalıtkanlar205

8.7. Power Faktör (Güç Faktörü)   205

8.7.1. AC İzolasyon Güç Faktörü Ölçümü  206

8.7.2. AC İzolasyon Testlerinde Povver Faktörün Matematiksel İfadesi207

9 TRANSFORMATÖR AC İZOLASYON TESTLERİ 209

9.1. AC İzolasyon Test Cihazı Ölçüm Modları211

9.1.1. AC İzolasyon Test Cihazı Ölçüm Modları (Tek LV İçin)211

9.1.2. AC İzolasyon Test Cihazı Ölçüm Modları (Çift LV İçin)213

9.2. Transformatör AC İzolasyon Testleri   217

9.2.1. İki Sargılı Transformatörlerde Povver Faktör (%PF) Testleri 219

9.2.2. Üç Sargılı Transformatörlerde Povver Faktör (%PF) Testleri 222

9.2.3. Oto Transformatörlerde Povver Faktör (%PF) Testleri  225

9.2.4. İzolasyon Yağı Povver Faktör (% PF) Testleri  229

9.2.5. Sargı Kapasite Ölçümleri     231

9.3. AC İzolasyon (%PF Ve Kapasite) Testlerinin Değerlendirilmesi  233

9.3.1. %PF Testlerine Göre Değerlendirme233

9.3.2. Sargı Kapasite Ölçümlerine Göre Değerlendirme    235

10. TRANSFORMATÖR BUŞİNG TESTLERİ  247

10.1. Tep İzolasyon Testleri (Tep Ucu Olan Buşingler) 249

10.1.1. Buşing C1 Testleri  249

10.1.2. Buşing C2 Testleri  252

10.1.3. Buşing C1 +C2 Testleri255

10.2. Enerjili Kuşak Testleri (Tep Ucu Olmayan Buşingler)256

10.3. Yedek Buşing Testleri257

10.4. Buşing Testlerinde Sıcaklık İrcalamaları 258

10.5. Buşing Testlerinin Değerlendirilmesi 260

10.5.1. Tep İzolasyon Testlerine Göre Değerlendirme 260

10.5.2. Enerjili Kuşak Testlerine Göre Değerlendirme 268

11. İKAZ (MIKNATISLANMA) AKIMI TESTLERİ271

11.1. İkaz Akımı Testlerinin Yapılışı275

11.1.1. Üçgen Bağlı Sargılarda İkaz Akımı Ölçümü276

11.1.2. Yıldız Bağlı Sargılarda ikaz Akımı Ölçümü 277

11.2. İkaz Akımı Testlerine Göre Değerlendirme    278

11.3. Devreye Girme (İnrush) Akımları 280

12.DC İZOLASYON DİRENCİ TESTLERİNİN TEMELLERİ 283

12.1. DC İzolasyon Direnci Testlerinin Teorik Temelleri     286

12.1.1. Kapasitif Şarj Akımı288

12.1.2. DielektrikAbsorbsiyon (Emme) Akımı288

12.1.3. Kaçak Ve İletkenlik Akımı   289

12.2. DC İzolasyon Direnci Test Çeşitleri   290

12.2.1. Kısa Süreli Nokta Okuma Testi290

12.2.2. Zaman-Direnç Metodu 294

12.2.3. Adım Gerilim Testi  297

13.TRANSF0RMATÖR DC İZOLASYON DİRENCİ TESTLERİ299

13.1. DC İzolasyon Direnci Ölçümlerinde Guard Terminalinin Kullanımı    302

13.2. İki Sargılı Transformatörlerde DC İzolasyon Direnci Ölçümü305

13.3. Üç Sargılı Transformatörlerde DC İzolasyon Direnci Ölçümü308

13.4. Oto Transformatörlerde DC İzolasyon Direnci Ölçümü 311

14.TRANSFORMATÖR SARGI DC DİRENÇ (STATİK DİRENÇ) VE DİNAMİK DİRENÇ TESTLERİ    313

14.1. Sargı DC Direnç (Statik Direnç) Testleri 315

14.1.1. Transformatör Sargı DC Dirençlerinin (Statik Direncinin) Ölçülmesi Sırasında

Dikkat Edilecek Hususlar     317

14.1.2. Transformatör Sargı DC Dirençlerinin (Statik Direncinin) Ölçülmesi318

14.1.3. Transformatör DC Direnç (Statik Direnç) Testlerinin Değerlendirilmesi 323

14.2. Dinamik Direnç Testleri (Osilografik Metot)    325 14.2.1 Transformatör Dinamik Direnç Ölçümü (Osilografik Metot) Testlerinin Değerlendirilmesi    328

15. TRANSFORMATÖR ÇEVİRME ORANI TESTLERİ 333

15.1. Vektör Grubunun Belirlenmesi  336

15.2. Transformatör Çevirme Oranı Testi Bağlantı Şekli    338

15.3. Transformatör Çevirme Oranı Testlerinin Değerlendirilmesi  338

16.TRANSFORMATÖR İZOLASYON YAĞLARI ÜZERİNDE YAPILAN TESTLER VE ANALİZLER   341

16.1. İzolasyon Yağları Ve Görevleri 343

16.2. İzolasyon Yağları Üzerinde Yapılan Testler Ve Testlerin Değerlendirilmesi   345

16.2.1. İzolasyon Yağı Numunesinin Alınması 345

16.2.2. İzolasyon Yağına Uygulanan Testler 349

16.3. Gaz Analizleri361

16.4. İzolasyon Yağlarının Hazırlanması    374

16.4.1. Yağda Kirlenme Ve Yapılacak İşlemler374

16.4.2. Yeni İzolasyon Yağlarının Hazırlanması     377

16.4.3. Yağları İyileştirme (Rejenerasyon) 377

17.TRANSFORMATÖR ÖRNEK ARIZA RAPORLARI 379

KAYNAKLAR 475