AKIM VE GERİLİM ÖLÇÜ TRANSFORMATÖRLERİNİN DÜNYADA VE TÜRKİYE DE TEKNOLOJİK VE EKONOMİK YERİ Gülfidan ELİŞ Elektrik-Elektronik Y. Mühendisi EMEK Elektrik Endüstrisi A.Ş AR-GE / Mühendislik Müdürü Balıkhisar Mah. Köyiçi Kümeevleri No:574 06750 Akyurt Ankara-Türkiye ÖZET Son 20 yılda gelişen malzeme teknolojileri cihaz üretimlerinin imalat teknolojilerini de ciddi boyutlarda etkilemiş ve geliştirmiştir. Bu değişim, uluslararası standartları devamlı etkilemekte ve değiştirmektedir. Ölçü transformatörlerinin IEC standartlarındaki son 10 yıllık değişimi incelendiğinde gelişimin ne kadar ciddi boyutta olduğu daha iyi anlaşılmaktadır. Son yıllarda elektrik enerjisi üretim, iletim ve dağıtım yatırım ve hizmetlerinin özelleşmesi, enerji alım ve satımlarının gerçek zamanlı olması zorunluluğunu getirmiştir. Konu toplumu ekonomik yönden, verimlilik yönününden etkilediği için Elektrik Düzenleme Kurullarının kontrolü altına alınmıştır. Akıllı elektrik şebekelerinin yaratılması akıllı teçhizat üretimini zorunlu kılmıştır. AB ülkelerinin oluşturduğu sivil toplum kuruluşları ve ABD bu konuda çalışmalarını yoğunlaştırmıştır. Türkiye de enerji sektörünün kamuda ve özel sektörde yapısal değişikliği devam etmektedir. Yukarıda anlatılan itici ve yönlenlendirici cihazların en önemlisi ÖLÇÜ TRANSFORMATÖRLERİ dir. Ölçü transformatörleri enerji satan ve alan için terazi görevini yapmaktadır. Ülkemizde bu konu, ODTÜ-ETİBANK teknik işbirliği ile 1964 yılında ilk kez çalışılmaya başlamıştır. Üniversite-Endüstri işbirliği ile 1969 yılında özel sektöre 1
taşınan teknolojik çalışmalar dünya pazarında teknik ve ekonomik ortamda söz sahibidir. Yapılan işin teknolojik önemi ve ardı ardına yürütülen ve planlanan ARGE çalışmaları çok ciddi çıktılar yaratmış ve yaratmaktadır. İyi ve akıllı tüketici imalatçının en yakın yönlendiricisidir. Bu nedenle tüketicinin akıllı tasarım yapması için üretici ile birlikte çalışması gerekmektedir. Standartlar, üretilen teçhizatın sahip olması gereken en düşük değerleri tarif eder. Ürünler bu standartlara göre testlerden geçmek zorunda olsa da, teçhizatın gerçek sınandığı yer sürekli çalıştığı şebekenin kendisidir. Standartların öngördüğünden daha ağır şartlara maruz kalan ürünler hasarlanabilmektedir. Bu durumlar imalatçı ve işletici ile paylaşılmalı ve gelecek için önlemler alınmalıdır. Ürün seçiminde ve sistem tasarımında gösterilecek hassasiyet ve koruma cihazlarının doğru yerde ve şekilde kullanımı, oluşacak hasarları minimum seviyede tutacaktır. Bu nedenle üreticinin ve tüketicinin yakın işbirliği büyük önem arzetmektedir. En akılcı cihaz tasarımı ve imalatı, kullanıcı ve imalatçıların eşgüdümlü davranmaları sonunda elde edilir. Enerji sektörüne yapılacak her türlü yatırım, gelişen teknolojilere ayak uydurabilmek, dünya piyasasında söz sahibi olabilmek ve kesintisiz, kaliteli enerjiye en uygun fiyatla ulaşabilmek için son derece önemlidir. GİRİŞ Akım ve Gerilim Ölçü Transformatörleri: Akım ve gerilim ölçü transformatörleri; Yüksek akım ve yüksek gerilimi ölçü ve koruma cihazları için ölçülebilir düşük seviyelere dönüştüren, Ölçü ve koruma devrelerini primer yüksek gerilimlere karşı izole eden, Ölçü ve koruma cihazlarının standartlaştırılmasını sağlayan cihazlardır. Bu cihazların teknik karakteristikleri müşteri tarafından belirlenir ve her bir parametrenin dikkatle seçilmesi tavsiye edilir. Gereğinden fazla olarak seçilen teknik karakteristikler, hem pahalı bir ürüne yol açmaktadır hem de transformatörün işletme performansını olumsuz yönde etkilemektedir. Akım veya gerilim transformatörlerinin seçiminde aşağıdaki parametrelerin ilgili standartlar doğrultusunda gerçek ihtiyaca göre belirlenmesi gerekir. Ortak olan parametreler: 2
En yüksek sistem gerilimi, V Frekans, Hz Sekonder sayısı Her bir sekonder için anma yükü, VA Her bir sekonder için doğruluk sınıfı Standart Çevre koşulları ( harici/dahili, kirli hava) Akım transfomatörleri için ayrıca Akım oranı Kısa devre akımı, ka Gerilim transfomatörleri için ayrıca Gerilim oranı Gerilim faktörü belirlenmelidir. Akım Transformatörleri yapısal olarak üç ana grupta incelenebilir (Şekil 1a, 1b,1c): Aktif kısım olarak adlandırılan primer ve sekonder devrelerin konumu farklılıklar göstermektedir. Şekil 1a: Kazan tipi A.T. Şekil 1b: Kafa tipi A.T Şekil 1c: Bushing tipi A.T [kaynak EMEK] 3
Her bir tipin diğerine göre avantaj ve dezavantajları vardır. Örneğin ağırlık merkezinin yukarıda olması sebebiyle Kafa tipi Akım transformatörleri özellikle deprem bölgelerinde diğerlerine göre daha dikkatle seçilmelidir. Gerilim transformatörleri ise Endüktif ve Kapasitif olmak üzere iki grupta incelenebilir. Endüktif gerilim transformatörleri, 145 kv a kadar daha ekonomiktir. 145 kv'dan yüksek gerilimli sistemlerde kapasitif gerilim transformatörlerinin kullanılması daha uygundur. Ancak, yüksek gerilim iletim hatları üzerinden haberleşme de yapılacaksa, 145 kv'dan küçük sistem gerilimlerinde de kapasitif gerilim transformatörleri kullanılır. Ayrıca, kapasitif gerilim transformatörleri, özel bir düzenek kullanılarak, sekonderde meydana gelebilecek bir kısa devre durumunda hasara uğramadan uzun süre çalışabilirler. C 1 Reaktör Ferro-rezonans Filtresi TR C 2 L C R Şekil 2: Kapasitif Gerilim Transformatörü [kaynak EMEK] Gerilim transformatörleri, harici uygulamalarda genellikle faz-toprak arasına bağlanır. Testler [1,2,3,4]: Standartlar, üretilen teçhizatın sahip olması gereken en düşük değerleri tarif eder. Ürünler bu standartlara göre testlerden geçmek zorundadır. IEC ve TS standartlarında testler, tip ve rutin olmak üzere iki kısımda toplanmıştır. Tip testler aynı özelliklere sahip ürünlerden sadece birine uygulanması yeterli olan testlerdir. Rutin testler ise her bir transformatöre tek tek uygulanması gereken testlerdir. Tip testler: Sıcaklık artış testi Primer sargılarda Yıldırım Darbe Dayanım testi 4
Harici tip akım transformatörlerinde yaş testi Kısa süreli akım testi Radyo girişim gerilimi ölçümü Doğruluk sınıfı testi Koruma sınıfı testi Rutin testler: Bağlantı ucu işaretlemelerinin doğrulanması Primer sargılarda şebeke frekanslı dayanım deneyleri ve kısmî boşalma ölçümü Primer sargının bölümleri ile sekonder sargılar arasındaki ve sekonder sargılardaki şebeke frekanslı dayanım testi Sarımlar arası aşırı gerilim deneyi Doğruluk sınıfı Sızdırmazlık testi Tüm ölçü transformatörleri bu testlerden geçmek şartı ile işletmeye alınmalıdır. Ancak ürünlerin gerçek sınandığı yer, sürekli çalıştığı şebekenin kendisidir. Standartların öngördüğünden daha ağır şartlara maruz kalan ürünler zaman zaman hasarlanabilmektedir. Arızalar: Yüksek gerilim hatlarında fazların teması sonucunda meydana gelen kısa devre ile, aşırı gerilim yükselmesi meydana gelebilir. Cihazların yalıtımları, bu gerilimlere dayanabilecek düzeyde imal edilmelidir. Ancak atmosferik olaylardan meydana gelen aşırı gerilimler de vardır. Bu durumda da cihazlar, uygun topraklama sistemleri ve parafudur gibi aygıtlar ile yüksek gerilime karşı korunmalıdır. Topraklama iletkenlerinin kesiti, kısa devre yük akımları ve aşırı atmosferik gerilimlerin meydana getirdiği çok yüksek değerdeki akımları, kısa sürede ve ekonomik olarak en kısa yoldan toprağa ulaştıracak şekilde seçilmelidir. Cihazlarda meydana gelen arıza sebepleri aşağıdaki şekilde sınıflandırılır; Tasarımdan kaynaklanan arızalar Malzemeden kaynaklanan arızalar İmalattan (makine ve işçilik) kaynaklanan arızalar Nakliye ve montajdan kaynaklanan arızalar İşletme koşullarından kaynaklanan arızalar 5
İlk üç sırada yer alan sebepler üretici firmanın kontrolünde olup, sevkiyat öncesi yapılan gerek tip gerekse rutin testler ile kaynağında yakalanıp ortadan kaldırılmalıdır. İşletmede meydana gelen arızalar incelendiğinde genel olarak iki başlık altında değerlendirilebilir: Akıma bağlı olarak meydana gelen arızalar. Gerilime bağlı olarak meydana gelen arızalar. Arızalı bir transformatörde yapılan incelemeler, arızanın aşırı akımdan mı, aşırı gerilimden mi kaynaklandığı konusunda fikir verecektir. Arıza, patlama ve yangın ile sonuçlandıysa, patlama sonrasında, gerek yangın sebebiyle, gerekse artçıl olaylar sebebiyle elde kalan parçalar hata sebebini ortadan kaldırabilir ya da hatanın kaynağı konusunda araştırmacıyı yanıltabilir. Bu nedenle tüm bulgular tek tek incelenmeli, sebepleriyle sonuçları ayrıntılı bir şekilde irdelenmelidir. Aşırı akımdan kaynaklanan arızalarda primer ve sekonder sargılarda yanma ve kavrulma meydana gelirken, aşırı gerilimden meydana gelen arızalarda primer ve sekonder sargılar temiz kalmakta, yüksek gerilim ile alçak gerilim noktası arasında yüzeysel veya içeriden delinmeler meydana gelmekte ve ark izleri görülebilmektedir. Aşağıda, işletme şartlarında oluşabilecek bazı temel arıza nedenlerine ve önemli olaylara örnekler verilmiştir: 1)Ferrorezonans: Ferroresonans; karmaşık, doğrusal olmayan (nonlineer) ve ne zaman meydana geleceği tahmin edilemeyen, sistemde aşırı akım ve gerilimlere, şebeke frekansından farklı frekanslara sebep olan bir olaydır. Devrede doğrusal olmayan bir endüktans, başka bir deyişle ferromanyetik endüktans olduğu zaman meydana gelir. Genelde demir çekirdekli endüktanslar ferromanyetik endüktans olarak adlandırılır. Transformatör yapısı ferromanyetik endüktans için mükemmel bir örnektir. Ferrorezonansın meydana gelmesi için sistemde en az aşağıdakilerin bulunması gerekir [5]: 1) Doğrusal olmayan bir endüktans (güç transformatörleri veya gerilim transformatörleri) 2) Kapasite (seri kapasitörler, şönt kapasitörler, uzun hatlar, kesicilerin kapasitörleri, yeraltı kabloları) 3) Akım veya gerilim kaynağı 6
4) Yüklü olmayan veya az yüklü elemanlar (yüksüz ölçü transformatörleri veya güç transformatörleri veya düşük kısa devre gücü olan güç kaynakları (jeneratörler)) 5) Gerilimi sabit olmayan en az bir nokta (izole nötr bağlantısı, tek faz sigorta atması, tek faz anahtarlama) Bu özelliklerden herhangi biri mevcut değilse ferrorezonansın meydana gelme olasılığı çok düşüktür. Çalışmalar ve tecrübeler bazı sistem konfigurasyonlarının diğerlerine oranla ferrorezonans olayının meydana gelmesine daha eğilimli olduğunu ortaya çıkarmıştır. Bu konfigürasyonlardan bazıları aşağıdaki gibidir: 1) Kesicilerin kapasitörü üzerinden enerjilenen gerilim transformatörleri, 2) İzoleli nötr sistemlere bağlanan gerilim transformatörleri 3) Tek faz veya iki fazdan enerjilenen güç transformatörleri, 4) Az yüklenmiş güç transformatörleri, 5) Tek faz anahtarlama (sigorta atması vs.) Sistem tasarımı yapanların, bu konfigürasyonlar hakkında bilgi sahibi olmaları gerekir. Uygun topraklama sistemleri, parafudur kullanımı, cihazların yalıtım seviyesi dikkatle üzerinde durulması gereken noktalardır. Ferrorezonans aşağıdaki sonuçların meydana gelmesine sebep olur: 1) Aşırı gerilimler ( faz-faz veya faz- nötr arası), 2) Aşırı akımlar, 3) Akım ve gerilimde bozulmalar, 4) Nötr noktasında kayma, 5) Transformatörde ısınma (özellikle yüksüz olduğu durumda), 6) Aşırı ve sürekli şekilde transformatörden gürültü gelmesi, termik veya izolasyondaki bozulma neticesinde elektrik cihazların hasarlanma, 7) Koruma cihazlarının yanlış çalışmasıdır. 2) Geçici Rejimler: Geçici rejimlerde meydana gelen olaylar çok kısa süreli olduğu için standart akım transformatörlerinin ölçü ve koruma sargılarıyla algılanamazlar. Bu durumda akım transformatörlerinde TPX, TPY, TPZ adı verilen özel hava aralıklı çekirdekler kullanılmalıdır. Primer ve sekonder zaman sabitleri, kesicilerin açma kapama süreleri göz önüne alınarak tasarlanan hava aralıklı çekirdekler, 5P20 gibi koruma sınıfını sağlayan çekirdeklere oranla çok daha büyük hacimlerdedir. EMEK, bu tip hava 7
aralıklı çekirdeklerin kullanılabilmesi için 525kV a kadar, kendi geliştirdiği tek parça tank tipi akım transformatörünü Türkiye de ilk defa yerli üretimle dünya pazarına 2011 yılında sunmuştur. 3) Yıldırım Darbeleri ve Ark Boynuzları: Transformatörlerin porselen veya polimer izolatörleri, izolasyon seviyesine bağlı olarak boyutlandırılmaktadır. Bu sayede gerek en yüksek sistem geriliminde, gerekse bu gerilime karşılık olarak standartlar tarafından belirlenmiş izolasyon testlerinde yüksek gerilim ucu ile toprak arasında herhangi bir yüzeysel atlamaya sebep olmaması sağlanmaktadır. İzolasyon testleri, 1 dakikalık şebeke frekanslı test ve darbe testi olarak tanımlanmaktadır. Örnek olarak, 154 kv bir akım transformatörünün izolasyon seviyesi TSE ve IEC standartlarında 170 / 325 / 750kV olarak tanımlanmıştır. Buradaki 325kV, 1 dakikalık şebeke frekanslı test gerilimidir, 750kV ise darbe test gerilimidir. Geçmiş yıllarda ark boynuzu olarak ifade edilen iki adet çubuk, transformatörlerin yüksek gerilim noktası ile alçak gerilim noktası arasına bağlanmakta idi. Ark boynuzları, transformatöre gelebilecek yıldırım darbelerinden porselen izolatörü korumak, atlamanın bu iki çubuk arasında olmasını sağlamak amacıyla kullanılmakta idi. İki çubuk arasındaki mesafe ise en yüksek sistem gerilimine göre belirlenmekte idi. Zaman zaman işletmelerde bu ark çubuklarının konumlarının değiştiği ve ayarlarının bozulduğu gözlendi. Her iki ucun birbirine karşı bakması gerekirken uçların farklı yönlere baktığı tespit edildi. Fabrika ortamında yapılan testlerde bu durumdaki ark boynuzlarının sivri uç teşkil ettiği için koronaya yola açabildiği gözlendi. Ark boynuzları çıkarıldığı zaman korona da ortadan kayboluyor idi. Zira ark boynuzu ile birlikte transformatörün minimum atlama mesafesi düşürülmekte, başka bir deyişle, yüksek gerilim noktası aşağıya, alçak gerilim noktası da yukarıya taşınmaktadır. Yani izolatörün atlama mesafesini büyük ölçüde düşürmektedir. Buradaki bir başka sakınca ise, ark boynuzu üzerinden atlama olduğu zaman ürünün de bundan zarar görme ihtimalidir. Ark boynuzları birer plaka aracılığı ile izolatöre monte edilmekte idi. İşletmede hasarlanan bazı transformatörlerde bu plakaların bağlandığı civatalarda da ark sonucu erimeler ve deformasyonlarla karşılaşıldı. Yüksek gerilim cihazlardaki tüm sivri noktalar elektrik alanının daha yoğun olmasına sebep olacağı için daha kolay atlamalara yol açacaktır. 8
Bütün bu gözlemler değerlendirildiğinde ve yurt dışına teslimatı yapılan binlerce üründe ark boynuzu talep edilmediği göz önünde bulundurulduğunda EMEK tarafından ark boynuzlarının kaldırılması önerilmiştir. TEİAŞ tip teknik şartnamelerinde de bu hususun kaldırılmasını takiben artık ark boynuzları kullanılmamaktadır. Neticede transformatörü yıldırım darbelerinden korumak için parafudur kullanmak en elverişli yöntemdir. 4) Aşırı Gerilimler: Aşırı gerilimler atmosferik olaylardan meydana gelebilir. Bu gerilimler iki nedenden kaynaklanır. Bunlardan birincisi faz veya toprak hattına yıldırım düşmesiyle meydana gelir. İkinci neden ise yıldırım bulutundaki elektrik yükünün etkisiyle hatta elektrik yükü dalgası oluşarak yüksek gerilim meydana gelmesidir. Cihazların bu gerilimlere karşı uygun topraklama sistemleri ile ve koruma aygıtları (parafudurlar) kullanılarak korunması gerekir. Yüksek gerilim hatlarında bilindiği gibi kısa devreler, fazların teması gibi nedenlerden dolayı da aşırı gerilim meydana gelebilir. Bu gerilimler şebekenin karakteristik özelliğinden dolayı orta veya yüksek frekanslı, az veya çok sönümlü ve çoğunlukla kısa sürelidir. Genellikle jeneratör yükünün kalkması, boşta çalışan hattın sonunda gerilim yükselmesi, kapasitif devrenin açılması, toprak teması veya kısa devre arızaları, iki fazlı kısa devreler gibi çeşitli şebeke olaylarından kaynaklanır. Yıldırım, darbe ve diğer yürüyen dalgalar sebebiyle meydana gelebilecek aşırı gerilimlerin süreleri çok düşük olduğu için kayıt cihazları bu gerilimleri farkedemeyebilir. 5) Harmoniklerin akım transformatörüne etkisi: Bir işletmede harmonik oluşmasının başlıca nedeni, elektrik ve magnetik devrelerinde bulunan lineer olmayan elemanlardır. Manyetik devrelerin doyması, elektrik arkları ve güç elektroniği devrelerinde sinüsoidal gerilimin anahtarlanması non-lineer olaylardır. Demir çekirdekli aygıtlar doyma bölgesinde çalışıyorlarsa harmonik akımları üretirler. Ark fırınları ve kaynak makinaları da harmonik üreten kaynaklardandır. Redresör ve tristörler, sinüsoidal akım dalgasını kıyarken harmonikler oluştururlar. Ayrıca yüksek gerilim hatlarındaki korona olayları ve kısa devre arızalarında meydana gelen arklar da harmonik oluşturabilirler. 9
Yukarıda anlatılan nedenlerle oluşan harmonik frekanslı akımların sistemde dolaşması, harmonik frekanslı gerilimlerin meydana gelmesine neden olur. Böylece gerilimin dalga biçimi de sinüsoidal olmaktan çıkar. Normal çalışma koşulları altında bir akım transformatörünün P1 ve P2 terminalleri arasındaki gerilim düşümleri 1-2 voltu geçmemektedir. Primerde çok turlu olan transformatörlerin endüktansı, diğer transformatörlere oranla daha yüksek olacağı için P1 ve P2 arasındaki gerilim düşümleri de harmonik akımların büyüklüğüne bağlı olarak daha yüksek olabilmektedir. EMEK akım transformatörlerinin P2 tarafında bu tür aşırı gerilimlere karşı transformatörü korumak amacı ile bir düzenek yerleştirmektedir. 3 kv u aşan gerilimler oluştuğu zaman bu düzenek ile kafa arasında bir atlama oluşmakta ve transformatörü korumaktadır. Bu tür arızalarda P2 terminalinden kafaya olan atlamalar sonucu kafanın delindiği ve buradan yağ kaçağı meydana geldiği gözlemlenmiştir (Resim 1). Resim 1: İşletmeden alınan bir akım transformatörünün P2 terminali [kaynak EMEK] Sistemde harmoniklerin olmaması tabii ki mümkün değildir. Bu sebepledir ki üretici firmalar transformatörü P1-P2 arasında oluşabilecek aşırı gerilimlerden korumak için ilave bir düzenek sağlamaktadırlar. 6) Akım Transformatöründe sekonder devrenin açık bırakılması: Akım transformatörlerinin kullanılmayan sekonderlerinin kesinikle açık devre bırakılmaması gerekir. Sekonder devrenin açık kalması durumunda sargılar arasında meydana gelecek aşırı gerilim, her bir transformatörde çekirdeğin büyüklüğüne ve üzerindeki tur sayısına bağlı olarak değişkenlik gösterir. İlgili standartlar gereği tüm sekonderler 1 dakika boyunca 3 kv rms gerilime dayanacak şekilde üretilmektedir. 10
Bu gerilimin üzerinde bir endüklenme oluştuğu takdirde sekonder devre üzerinde yanma ve kavrulma izleri görülecektir. 7) Gerilim Transformatöründe sekonder kısa devre: Gerilim transformatörlerinin kullanılmayan sekonderlerinin kesinlikle kısa devre edilmemesi gerekir. Bu durumda oluşacak aşırı akımlara sekonder ve primer devrelerin uzun süre termik olarak dayanması mümkün değildir. Sargılarda yanma ve kopma meydana gelebilir. 8) Gerçek VA (volt-amper) ihtiyacı nasıl belirlenir? Yaygın olan inanış, ölçü transformatörlerinin gücü ne kadar fazla ise performansı da o kadar iyi olacağı yönündedir. Ancak gerçek durum, ihtiyaç ne kadar ise gücün de o kadar olması gerektiğidir. Gerçek güç (VA) ihtiyacını hesaplayabilmek için Akım (Gerilim) transformatörü ile kontrol odası arasındaki kablonun uzunluğu ve kesiti, Ölçü cihazının (Ampermetre/Voltmetre) veya kullanılacak rölenin VA tüketiminin bilinmesi yeterlidir. Örnek: Sekonder akım,i s : 5 A Transformatör ile kontrol paneli arasındaki uzaklık, d: 100 metre Transformatör ile kontrol paneli arasındaki kablo, a: 10 mm 2 Röle : 10 VA Kablo tarafından tüketilen güç, B c : B c = I 2 s x 2 x d / (a x 57) = 5 2 x 2 x 100 / (10 x 57) = 8.77 VA Toplam güç = 8.77 + 10 = 18.77 VA Yedek %25 = 4.7 VA (Gelecekteki yük artışı için) Transformatörün gücü = 8.77 + 10 + 4.7 =23.47 25 VA Bir transformatörde doyma katsayısı ve güç çarpımı sabittir. Gerçek güç, anma gücünün ne kadar altındaysa doyma katsayısı o kadar artar. Örnek 1) 0.5Fs5 30VA bir sekondere 10VA yük bağlanırsa doyma katsayısı 15 e çıkar. Bu durumda, kısa devre anında ölçü cihazına anma akımın 15 katı kadar fazla akım gelecek ve cihazın hasarlanmasına yol açacaktır. 11
Örnek 2) 5P20 30VA bir sekondere 10VA yük bağlanırsa doyma katsayısı 60 a çıkar. Bu durumda, transformatör anma akımının 60 katına kadar ölçüm yapabileceği için gereksiz yere büyük ve pahalı bir ürün seçilmiş olur. 9)Kısa süreli akım ( I th, ka) Genellikle I th :25kA/1 sn. rms I dyn : 2.5 x I th şeklinde tanımlanır. 100xI n şeklindeki tanımlamalar çok oranlı transformatörler göz önüne alındığında tercih edilmezler. I th, Kısa Devre Akımı transformatörün 1 saniye boyunca sargılarında ve izolasyonunda herhangi bir bozulma olmadan taşıyabileceği en yüksek akım değeridir. I dyn, dinamik akım ise transformatörün kısa devre akımı sırasında oluşacak mekanik kuvvetlere dayanma kapasitesidir. Kısa devre akımının belirlenmesi sırasında iletim hattının karakteristikleri dikkatle çalışılmalıdır. Gereksiz yere fazla seçilen I th, transformatörün boyutlarının büyümesine ve pahalı olmasına yol açar. Kısa devre akımının 3 sn. süreli oluşu da transformatörün fiyatını arttıran etkenlerden birisidir. Akım transformatörlerinin tasarımı sırasında kısa süreli akıma dayanımı sağlanacak şekilde primer ve sekonder iletkenlerin boyutlandırılması gerekir. Özellikle anma akımının 100 katından daha büyük olan kısa süreli akım değerleri için bu durum daha da önemlidir. SONUÇ: Yukarıdaki bölümlerde anlatılan akım ve gerilim ölçü transformatörlerine ilişkin özellikler göz önüne alınırsa, transformatör parametrelerinin kullanlanılacağı yerdeki koşullara uygun olarak seçilmesinin büyük önem taşıdığı anlaşılmaktadır. Akım ve gerilim transformatörleri güçlerinin, bu transformatörlere bağlanacak ölçü ve koruma cihazlarının çekecekleri güçlere uygun ve gerçekçi olarak belirlenmesi gerekir. Gereksiz yere büyük güçler seçmek hem transformatörün doğruluğunun azalmasına ve hem de boyutların büyümesine, dolayısıyla fiyatın artmasına neden olacaktır. 12
Kısa süreli termik anma akımının, akım transformatörünün kullanılacağı noktadaki maksimum sistem kısa devre akımına göre seçilmesi gerekir. Bu akım gereğinden küçük seçilirse, transformatör kısa devre akımını taşıyamaz ve tahrip olur. Gereksiz yere büyük seçilmesi durumunda ise, transformatörün boyutları büyüyecek ve fiyatı artacaktır. EMEK, önümüzdeki yıllarda gelişen teknolojiye ayak uydurabilmek amacıyla yüksek gerilimli akım ve gerilim transformatörlerini tek bir gövde içinde birleşik olarak üretmeye başlamak üzere proje başlatmıştır. Bu proje sayesinde: İki adet izolatör yerine tek bir izolatör ile hem akım hem de gerilim transformatörü bir arada üretilmiş olacaktır. Maliyet ve satış fiyatında ciddi bir indirim yaratılacaktır. Sahadaki montaj zamanı yarı yarıya azalacaktır. Sahadaki montaj malzemeleri yarı yarıya azalacaktır. Sahada tek bir mesnet üzerine montaj yapılacağı için minimum alan kullanılmış olacaktır. EMEK, ARGE Merkezi, ayrıca, 525 kv A kadar yeni nesil ve akıllı akım ve gerilim transformatmörleri üretmek, yeni nesil silikon kompozit izolatörler üretmek üzere TÜBİTAK ile birlikte çalışmalarını yoğun bir şekilde yürütmektedir. KAYNAKLAR: 1. IEC-60044-1, Current Transformers 2. IEC-60044-2, Voltage Transformers 3. TS EN 60044-1, Akım Transformatörleri 4.TS EN 60044-2 Gerilim Transformatörleri 5.Cahier Technique no:190 Ferroresonance by Ph. Ferracci- Schneider. 13