Giriş

Kredi kartınızla online ödeme yapmak istemiyorsanız veya sorun yaşıyorsanız banka havalesi veya eft yolu ile ödeme yapabilirsiniz.

Ödeme Bilgileri

İş Bankası Yenişehir Şubesi (4218) 5841411 No‘lu Hesap (IBAN TR11 0006 4000 0014 2185 8414 11) Açıklama kısmına almak istediğiniz yayın/yayınların adını, TC Kimlik No veya Vergi No‘nuzu yazınız.

Ödeme yaptıktan sonra dekontu (0312) 417 38 18 No‘lu faksa veya emo@emo.org.tr e-posta adresine adresiniz ile birlikte gönderiniz.

Sunuş

Enerji sektöründe çalışan; teknisyen, tekniker, mühendis, her kesimden işletme personeli ve ölçü transformatörleri hakkında bilgi sahibi olmak isteyenlerin başvuracağı bu kitap; birçok uluslararası standart ile alanında öncü yerli ve yabancı birçok kuruluşun güncel dokümanlarından yaralanılarak hazırlanmıştır. Elektrik enerjisinin üretildiği noktadan tüketim noktasına kadar çeşitli gerilim seviyelerinde, sistem parametrelerinin ölçülmesi ve enerji sistemlerindeki tüm cihazların korunması ölçü transformatörleri kullanılarak sağlanır. Elektrik sistemleri içerisindeki enerji akışında sistemin güvenliği ve devamlılığı, arızalı bölgenin lokal hale getirilmesi bu transformatörlerin koruma rölelerine verdiği bilgiler ile sağlanır. Alternatif akım ve gerilimlerin ölçülmesinde ölçü aletlerinin ölçme alanını artırmak, yüksek gerilim sistemlerinde ölçü sistemini izole ederek güvenliği sağlamak amacı ile de ölçü transformatörleri kullanılır. Ayrıca, son yıllarda elektrik enerjisi üretim ve dağıtım hizmetlerinin özelleşmesi, enerji alım ve satımlarının gerçek zamanlı olması zorunluluğunu getirmiştir. Ölçü transformatörleri enerji satan ve alan için terazi görevi yapmaktadır. Bu kitapta, enerji üretim ve tüketiminin her geçen an katlanarak arttığı günümüzde, elektrik sistemlerinde çokça kullanılan ancak gerektiği kadar öneminin farkında olunmayan ölçü transformatörlerine detaylı olarak yer verilmiştir.

Kitap iki kısımdan oluşmaktadır. I. Kısımda; akım ve gerilim ölçü transformatörlerinin tanımı, üretim aşamaları, iç yapısı ve karakteristik değerleri ile akım ve gerilim ölçü transformatörlerinde yaşanan arızalar, üç (3) bölüm halinde detaylı şekilde anlatılmaktadır. Yapılan anlatımlar, yoğun bir şekilde konuyla alakalı resim, şema ve şekillerle desteklenerek daha anlaşılır kılınmaya çalışılmıştır. II. Kısımda; akım ve gerilim ölçü transformatörleri üzerinde uygulanan primer ve sekonder saha testleri sekiz (8) bölüm halinde şekil ve şemalarla desteklenerek detaylı bir biçimde anlatılmaktadır. Anlatımlar, son bölümde üç (3) adet örnek arıza raporu ile desteklenmiştir.

Yaptığımız 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 çalıştık. Bunu yaparken de akademik disipline sadık kalmaya, incelediğimiz çok sayıdaki dokümandan yararlandıklarımızı eksiksiz olarak kaynakça da vermeye özen gösterdik.

Kitapta hataları en aza indirmek için gerekli özen gösterilmesine rağmen yine de olabilecek hataların tespiti halinde tarafımıza bildirilmesi hataların tekrar etmemesi açısında önem arz etmektedir.

Enerji sektöründe çalışan; teknisyen, tekniker, mühendis, her kesimden işletme personeli ve ölçü transformatörleri hakkında bilgi sahibi olmak isteyenlerin başvuracağı bu kitap; birçok uluslararası standart ile alanında öncü yerli ve yabancı birçok kuruluşun güncel dokümanlarından yaralanılarak hazırlanmıştır. Elektrik enerjisinin üretildiği noktadan tüketim noktasına kadar çeşitli gerilim seviyelerinde, sistem parametrelerinin ölçülmesi ve enerji sistemlerindeki tüm cihazların korunması ölçü transformatörleri kullanılarak sağlanır. Elektrik sistemleri içerisindeki enerji akışında sistemin güvenliği ve devamlılığı, arızalı bölgenin lokal hale getirilmesi bu transformatörlerin koruma rölelerine verdiği bilgiler ile sağlanır. Alternatif akım ve gerilimlerin ölçülmesinde ölçü aletlerinin ölçme alanını artırmak, yüksek gerilim sistemlerinde ölçü sistemini izole ederek güvenliği sağlamak amacı ile de ölçü transformatörleri kullanılır. Ayrıca, son yıllarda elektrik enerjisi üretim ve dağıtım hizmetlerinin özelleşmesi, enerji alım ve satımlarının gerçek zamanlı olması zorunluluğunu getirmiştir. Ölçü transformatörleri enerji satan ve alan için terazi görevi yapmaktadır. Bu kitapta, enerji üretim ve tüketiminin her geçen an katlanarak arttığı günümüzde, elektrik sistemlerinde çokça kullanılan ancak gerektiği kadar öneminin farkında olunmayan ölçü transformatörlerine detaylı olarak yer verilmiştir. Kitap iki kısımdan oluşmaktadır. I. Kısımda; akım ve gerilim ölçü transformatörlerinin tanımı, üretim aşamaları, iç yapısı ve karakteristik değerleri ile akım ve gerilim ölçü transformatörlerinde yaşanan arızalar, üç (3) bölüm halinde detaylı şekilde anlatılmaktadır. Yapılan anlatımlar, yoğun bir şekilde konuyla alakalı resim, şema ve şekillerle desteklenerek daha anlaşılır kılınmaya çalışılmıştır. II. Kısımda; akım ve gerilim ölçü transformatörleri üzerinde uygulanan primer ve sekonder saha testleri sekiz (8) bölüm halinde şekil ve şemalarla desteklenerek detaylı bir biçimde anlatılmaktadır. Anlatımlar, son bölümde üç (3) adet örnek arıza raporu ile desteklenmiştir.

Yaptığımız 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 çalıştık. Bunu yaparken de akademik disipline sadık kalmaya, incelediğimiz çok sayıdaki dokümandan yararlandıklarımızı eksiksiz olarak kaynakça da vermeye özen gösterdik. Kitapta hataları en aza indirmek için gerekli özen gösterilmesine rağmen yine de olabilecek hataların tespiti halinde tarafımıza bildirilmesi hataların tekrar etmemesi açısında önem arz etmektedir.

Çalışmalarımda; bilgi birikim ve tecrübelerinden istifade ettiğim Grup Müdürüm Yunus Bahri ÖZKARDEŞ`e; her konuda desteklerini esirgemeyen TEŞAŞ işletme Dairesi Başkanlığı Trafo Merkezleri Şube Müdürü Bünyamin BAKIR‘a, Test Şube Müdürü Fırat DURMUŞ`a; işletme Malzemeleri Araştırma ve Teknik Şartname Müdürlüğünden Bahadır ACAR‘a, yüksek gerilim şalt teçhizatları alanında 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 teşekkürlerimi sunarım. Çalışmalarım esnasında doküman ve tecrübelerinden istifade ettiğim; ELŞMSAN A.Ş.‘den Ölçü Trafoları Üretim Sorumlusu Niyazi SAĞIN‘a, EMEK A.Ş.‘den Kalite Müdürü Dursun TEDŞK‘e, Mühendislik ve ARGE Müdürü Gülfidan ELiŞ‘e ve Üretim Müdürü Vefa AĞAYEV‘e teşekkürlerimi sunarım.

Ölçü transformatörleri üzerinde uygulanan sekonder testler konusunda çalışmalarıma destek veren TEŞAŞ 9. ŞTŞGM Koruma Sistemleri Başmühendisi Yavuz YAŞADI‘ya ve TEŞAŞ 5. ŞTŞGM‘den alanının duayeni kıymetli büyüğüm Koruma Sistemleri Grup Başmühendisi Mustafa KAT‘a teşekkürlerimi sunarım.

Ölçü transformatörleri saha testleri konusunda tecrübelerinden istifade ettiğim TEŞAŞ; 1. ŞTŞGM Test Müdürü Şsmail YAZGAÇ`a ve ekibine, 3. ŞTŞGM Test Müdürü Üstün ŞAKRAK‘a, 8. ŞTŞGM Test Müdürü Sinan ÇEREZCŞ`ye, 13. ŞTŞGM Test Grup Başmühendisi Mehmet EMŞR`e, yüksek gerilim alanında ülkemizin öncü eğitim merkezi TEŞAŞ SETGEM Şşletme Müdürü Hayrullah SARAÇ ve SETGEM‘de yüksek gerilim şalt teçhizatları testleri konusunda dersler veren, ülkemizin her bir yanında talebeleri bulunan değerli hocam Hasan NAMLI`ya teşekkürlerimi sunarım. Ayrıca, sırasıyla görev yaptığım TEŞAŞ 20. ŞTŞGM (Edirne) Koruma Sistemleri Grup Başmühendisliği, Test Grup Başmühendisliği ile Şşletme ve Bakım Müdürlüğü birimlerinde çalışan tüm ekip arkadaşlarıma teşekkürlerimi sunarım.

Mustafa PUSTU

İçindekiler

SUNUŞ   5

ÖN SÖZ   7

 İÇİNDEKİLER    9

I. KISIM

 ÖLÇÜ  TRANSFORMATÖRLERİNİN  YAPISI VE TANITILMASI

1. AKIM TRANSFORMATÖRLERİNİN YAPISI VE TANITILMASI  17

1.1.  Genel    19

1.2.  Akım Transformatörlerinin Kullanılma Amaçları  

21

1.3.  Akım Transformatörlerinin Özellikleri

21

1.4.  Akım Transformatörlerinin Çalışma Prensibi  

22

1.4.1. Akım Transformatörlerinin Sekonder Sargı Uçlarının Açık Kalması  23

1.4.2. Akım Transformatörlerinin Polarite Olmayan Sekonder Sargı Ucunun

Topraklanması  27

1.5.  Kuru Tip Akım Transformatörlerinin Yapısı  

27

1.5.1. Alçak Gerilim (AG) Akım Transformatörleri  

27

1.5.2. Orta Gerilim (OG) Akım Transformatörleri  

28

1.5.2.1. Manyetik Nüve   29

1.5.2.2. Sargılar  35

1.5.2.3. Gövde Ve İzolasyon  40

1.6.  Yağlı Tip Akım Transformatörlerinin Yapısı 44

1.6.1. Manyetik Nüve   44

1.6.2. Sargılar   44

1.6.3. Sargı Terminalleri   48

1.6.4. Gövde Ve İzolasyon  51

1.6.5. Diğer Aksesuarlar   56

1.6.6. Yüksek Gerilim (YG) Akım Transformatör Çeşitleri  61

1.6.6.1. Tank (Kazan) Tipi Akım Transformatörleri 62

1.6.6.2. İzolatör (Buşing) Tipi Akım Transformatörleri  63

1.6.6.3. Kafa Tipi Akım Transformatörleri 64

1.6.6.4. Kombine Tipi Ölçü Transformatörleri 65

1.6.6.5. Kaskat Tipi Akım Transformatörleri 65

1.6.6.6. Buşing Tipi Akım Transformatörleri 66

1.7.  Akım Transformatörlerinde Mekanik Kuvvetler  67

1.7.1. Primer Terminallere Etki Eden Kuvvetler 67

1.7.2. Rüzgar Yükü   67

1.7.3. Sismik Dayanım   68

1.8.  Akım Transformatörlerinde Polarite  68

1.9.  Akım Transformatörlerinde Karakteristik Değerler 70

1.9.1. İzolasyon (Anma Yalıtım) Gerilimleri [Un] 71

1.9.2. Anma Gücü [Nn]  74

1.9.3. Frekans [Hz]   76

1.9.4. Sınıf (Klas) [Cl]   77

1.9.5. Doyma Katsayısı (Saturasyon Kat Sayısı) [n]  82

1.9.6. Akım Çevirme Oranı (Akım Oranı) [k]  86

1.9.7. Anma Akım Değerleri [Is-Ip]  90

1.9.8. Termik Anma Akımı [Ith] 90

1.9.9. Dinamik Anma Akımı [Idyn]  92

1.10. Geçici Durum Koşullarında Akımın Ölçülmesi  93

1.11. Akım Transformatörlerinde Değerlerin Belirtilme Şekli   97

2.GERİLİM TRANSFORMATÖRLERİNİN YAPISI VE TANITILMASI   101

2.1.  Genel    103

2.2.  Gerilim Transformatörlerinin Kullanılma Amaçları  104

2.3.  Gerilim Transformatörlerinin Özellikleri  104

2.4.  Gerilim Transformatörlerinin Çalışma Prensibi  105

2.4.1. Gerilim Transformatörlerinin Sekonder Sargı Uçlarının Kısa Devre Olması  106

2.4.2. Gerilim Transformatörlerinin Sekonder Sargı Uçlarına Sigorta Konulması  107

2.4.3. Gerilim Transformatörlerinin Polarite Olmayan Sekonder Sargı Uçlarının

Topraklanması   108

2.5.  Kuru Tip Gerilim Transformatörlerinin Yapısı  108

2.5.1. Faz-Faz Gerilim Transformatörleri  108

2.5.2. Faz-Toprak Gerilim Transformatörleri  110

2.5.2.1. Manyetik Nüve   111

2.5.2.2. Sargılar   112

2.5.2.3. Gövde Ve İzolasyon   114

2.5.2.4. Sargı Terminalleri  116

2.6.  Yağlı Tip Gerilim Transformatörlerinin Yapısı 117

2.6.1. Endüktif Tip Gerilim Transformatörleri  117

2.6.2. Kapasitif Tip Gerilim Transformatörleri  121

2.6.2.1. Kaplin Kapasitör Ünitesi  121

2.6.2.2. Elektromanyetik Ünitenin Bulunduğu Tank Kısmı   127

2.6.2.3. Kapasitif Gerilim Transformatörlerinde Ferrorezonans  133

2.6.2.4. Kapasitif Gerilim Transformatörlerinde Dış Etkiler   133

2.7.  Gerilim Transformatörlerinde Karakteristik Değerler  134

2.7.1. Anma (Nominal) Gerilim Değerleri [Up-Us]   135

2.7.2. İzolasyon (Anma Yalıtım) Gerilimleri  [Un]  138

2.7.3. Anma Gücü [Nn]   141

2.7.4. Frekans [Hz]   142

2.7.5. Sınıf (Klas) [Cl]   142

2.7.6. Gerilim Transformatörlerinde Doyma  144

2.7.7. Gerilim Çevirme Oranı (Gerilim Oranı)  144

3. AKIM VE GERİLİM ÖLÇÜ TRANSFORMATÖRLERİ ARIZALARI   149

3.1.  Ferrorezonans    152

3.2.  Geçici Rejimler   154

3.3.  Yıldırım Darbeleri Ve Ark Boynuzları  154

3.4.  Aşırı Gerilimler   155

3.5.  Harmoniklerin Akım Transformatörlerine Etkisi  155

3.6.  Akım Transformatöründe Sekonder Devrenin Açık Bırakılması   156

3.7.  Gerilim Transformatöründe Sekonder Devrenin Kısa Devre Olması  156

3.8.  Ölçü Transformatörlerinde Yağda Çözünmüş Gaz Analizleri İle Arıza Tespiti  157

II. KISIM

 ÖLÇÜ  TRANSFORMATÖRLERİ  SAHA  TESTLERİ 

4.AC İZALASYON TESTLERİNİN TEORİK TEMELLERİ  169

4.1.  İletkenlik Ve Yalıtkanlık   171

4.2.  İzolasyonun Elektriksel Modellenmesi  174

4.3.  Kondansatör (Kapasite)   175

4.3.1.  Dielektrikli Kondansatörler  177

4.3.2.  Kondansatörlerde Seri Ve Paralel Bağlama  179

4.4.  AC Devrede Kondansatör   180

4.4.1.  Sadece Kondansatörlü AC Devre (C)  180

4.4.2.  Paralel Direnç Ve Kondansatörlü AC Devre (RC)   180

4.5.  Kapasite Ve Kapasitif Akım Değerine Etki Eden Büyüklükler   182

4.6.  Dielektrik Delinme Ve Delinme Dayanımı  185

4.6.1.  Sıvılarda Boşalma (Delinme) Ve Bağlı Olduğu Faktörler  188

4.6.2.  Gazlarda Boşalma Olayı Ve Yalıtkan Gazlar  192

4.6.3.  Katılarda Boşalma Olayı Ve Katı Yalıtkanlar   194

4.7.  Power Faktör (Güç Faktörü)   194

4.7.1.  AC İzolasyon Güç Faktörü (%PF) Ölçümü  195

4.7.2.  AC İzolasyon Testlerinde Power Faktörün (%PF) Matematiksel İfadesi  196

4.8.  AC İzolasyon Test Cihazı Ölçüm Modları  198

4.8.1.  AC İzolasyon Test Cihazı Ölçüm Modları (Tek LV İçin)   198

4.8.2.  AC İzolasyon Test Cihazı Ölçüm Modları (Çift LV İçin)   200

4.9.  AC İzolasyon Testlerine Çevresel Faktörlerin Etkisi  204

5.AKIM TRANSFORMATÖRLERİ AC İZOLASYON (% PF) TESTLERİ  205 

5.1. Akım Transformatörleri Toplam (Overall) AC İzolasyon Testleri   207

5.1.1. Kuru Tip Akım Transformatörlerinde Toplam (Overall) Testler  208

5.1.2. Yağlı Tip Akım Transformatörlerinde Toplam (Overall) Testler  208

5.1.3. Yağlı Tip Kaskat Akım Transformatörlerinde Toplam (Overall) Testler210

5.1.4. Akım Transformatörlerinde Kuşaklı Toplam (Overall) Testler  216

5.2. Akım Transformatörleri Tanı (Diagnostic) AC İzolasyon Testleri   218

5.2.1. Primer Ve Sekonder Sargıları Arasında Topraklı Şilt Bulunan Akım

Transformatörleri   218

5.2.2. Primer Ve Sekonder Sargıları Arasında Topraklı Şilt Bulunmayan Akım

Transformatörleri   218

5.3.  Akım Transformatörü AC İzolasyon Testlerinde Test Gerilimi Seçimi  221

5.4.  Akım Transformatörlerinde Sıcaklık İrca Katsayıları 222

5.5.  Akım Transformatörleri AC İzolasyon (%PF) Testlerinin Değerlendirilmesi  223

6. DC İZOLASYON DİRENCİ TESTLERİNİN TEMELLERİ 227

6.1.  DC İzolasyon Direnci Testlerinin Teorik Temelleri 230

6.1.1. Kapasitif İarj Akımı (Ic)   232

6.1.2. Dielektrik Absorbsiyon (Emme) Akımı (Ida)   232

6.1.3. Kaçak Ve İletkenlik Akımı (Ir)   233

6.2.  DC İzolasyon Direnci Test Çeşitleri   234

6.2.1. Kısa Süreli Nokta Okuma Testi  234

6.2.2. Zaman-Direnç Metodu   236

6.2.3. Adım Gerilim Testi   239

6.3. DC İzolasyon Direnci Ölçümü (Megger) Ve AC İzolasyon (%PF) Testlerinin

Lokal Soruların Tespiti Yönünden Karşılaştırılması  241

7. AKIM TRANSFORMATÖRLERİ DC İZOLASYON DİRENCİ TESTLERİ 243

7.1.  Kuru Tip Akım Transformatörlerinde DC İzolasyon Direnci Testleri  246

7.2.  Yağlı Tip Akım Transformatörlerinde DC İzolasyon Direnci Testleri  247

7.3.  Yağlı Tip Kaskat Akım Transformatörlerinde DC İzolasyon Direnci Testleri 248

7.4.  Akım Transformatörlerinde Kuşaklı DC İzolasyon Direnci Testleri   250

7.5.  Akım Transformatörleri DC İzolasyon Direnci Testlerinin Değerlendirilmesi253

8. AKIM TRANSFORMTÖRLERİ ÜZERİNDE UYGULANAN SEKONDER TESTLER 255

8.1.  Akım Transformatörlerinde Polarite Tespiti  257

8.1.1. DC Flaş Metodu   257

8.1.2. AC Gerilim Metodu   257

8.2.  Akım Transformatörlerinde Dönüştürme Oranı Testi 258

8.2.1. Akım Yöntemi   258

8.2.2. Gerilim Yöntemi   259

8.3.  Akım Transformatörlerinde Doyma Katsayısı Tespiti  259

8.3.1. Kompozit Hata Yöntemi 266

9. GERİLİM TRANSFORMATÖRLERİ  AC  İZOLASYON (%PF) TESTLERİ 269

9.1.  Faz-Faz Endüktif Gerilim Transformatörü Testleri  273

9.2.  Faz-Toprak Endüktif Gerilim Transformatörü Testleri  282

9.2.1.  Nötr Ucu Dışarıya Çıkartılmış Faz-Toprak Endüktif Gerilim Transformatörü

Testleri    282

9.2.2.  Nötr  Ucu  İçeriden  Topraklı  Faz-Toprak  Endüktif  Gerilim  Transformatörü

Testleri    285

9.3.  Faz-Toprak Kapasitif Gerilim Transformatörü Testleri  286

9.3.1. Test Ucu (Ara Gerilim Terminali) Dışarıya Çıkartılmış KGT Testleri  288

9.3.2. Test Ucu (Ara Gerilim Terminali) Dışarıya Çıkartılmış KGT‘lerde Alternatif

Testler    295

9.3.3. Test Ucu (Ara Gerilim Terminali) Dışarıya Çıkartılmamış KGT Testleri  297

9.4.  Gerilim Transformatörlerinde Sıcaklık İrca Katsayıları  299

9.5.  Gerilim Transformatörü AC İzolasyon Testlerinde Test Gerilimi Seçimi  300

9.6.  Gerilim Transformatörleri AC İzolasyon (%PF) Testlerinin Değerlendirilmesi  300

9.6.1. Genel Değerlendirme   300

9.6.2. Cross-Check Testlerine Göre Değerlendirme   301

9.6.3. Kaplin Kapasitör Testleri İçin Değerlendirme   302

10. GERİLİM TRANSFORMATÖRLERİ ÇEVİRME ORANI TESTLERİ  303

10.1. Gerilim Transformatörleri Çevirme Oranı Test Bağlantıları   305

10.2. Gerilim Transformatörleri Çevirme Oranı Testlerinin Değerlendirilmesi  308

10.2.1. Kapasitif Gerilim Transformatörlerinde Çevirme Oranı Testlerinin

Değerlendirilmesi   308

10.2.2. Endüktif Gerilim Transformatörlerinde Çevirme Oranı Testlerinin

Değerlendirilmesi   310

11. ÖLÇÜ TRANSFORMATÖRLERİ  ÖRNEK  ARIZA RAPORLARI    311

KAYNAKÇA    339