OG Akım Trafosu (Orta Gerilim Akım Trafosu) Nedir?

Orta gerilim akım trafosu (kısaca OG akım trafosu), dağıtım sistemlerinde yüksek akımların güvenli ve hassas şekilde ölçülmesini sağlayan kritik bir ölçü transformatörüdür.

Yüksek gerilim ve yüksek akımlı devrelerde akımı doğrudan ölçmek hem çok tehlikeli hem de maliyetlidir. Bu nedenle akım, ölçü cihazlarının güvenli çalışabileceği düşük değerlere (genellikle 1A veya 5A) indirgenmelidir. İşte bu noktada orta gerilim akım trafosu devreye girer.

OG akım trafosu, primer tarafına bağlı olduğu devredeki yüksek akımı, sekonder tarafına bağlı ölçü aletleri, koruma röleleri ve sayaçlar için uygun seviyeye (1A veya 5A) düşürür. Aynı zamanda primer ile sekonder arasında yüksek düzeyde elektriksel izolasyon sağlar.

Orta gerilim akım trafosu, özellikle 36 kV’a kadar olan OG sistemlerinde trafo merkezlerinde, OG modüler hücrelerde, dağıtım panolarında ve endüstriyel tesislerde yoğun olarak kullanılır. Hem ölçüm hem de koruma amaçlı olarak devreye entegre edilir.

Bu sayede operatörler ve ölçüm cihazları yüksek gerilim tehlikesinden korunurken, akım değerleri hassas ve güvenilir şekilde izlenebilir.

Akım trafolarının sekonder devresinde meydana gelen döngüsel akım sayesinde, kendisine bağlı olan sayaç, enerji analizörü, koruma rölesi gibi tüm elektrik ölçüm ve koruma cihazları güvenli ve hassas şekilde akım ölçümü yapabilir.

Orta gerilim akım trafosu, primer sargısından geçen yüksek akımı sekonderine düşük değerde (genellikle 1A veya 5A) aktarırken, aynı zamanda bağlı olduğu ölçü ve koruma cihazlarını primer taraftaki yüksek gerilim ve yüksek akım tehlikesinden tamamen izole eder. Bu izolasyon özelliği, hem personel güvenliğini sağlar hem de hassas elektronik cihazların uzun ömürlü çalışmasını garanti eder.

Kısaca OG akım trafosu, hem akımı güvenli seviyeye düşüren hem de yüksek gerilim sistemini ölçüm cihazlarından elektriksel olarak ayıran kritik bir ara elemandır.

OG Akım Trafosu (Orta Gerilim Akım Trafosu) Çalışma Prensibi

Normal bir transformatörde olduğu gibi, orta gerilim akım trafosu da elektromanyetik indüksiyon prensibiyle çalışır.

Primer sargısından alternatif akım geçtiğinde, bu sargıda bir manyetik akı oluşur. Manyetik nüve sayesinde primer sargısındaki manyetik akı, sekonder sargısına iletilir. Değişken manyetik akı, sekonder sargısında bir gerilim indükler ve bu gerilim sekonder devresinde bir akımın akmasına neden olur.

OG akım trafosunda ise durum biraz farklıdır: Primerden akan yüksek akım, trafonun dönüşüm oranına göre manyetik yol ile sekonder sargısına aktarılır.

• Primer sargısı: Yüksek akım taşıdığı için kalın iletkenle ve az sarımlı (çoğu zaman tek tur veya birkaç tur) olarak tasarlanır.
• Sekonder sargısı: Daha düşük akım değerleri (genellikle 1A veya 5A) ürettiği için ince iletkenle ve çok daha fazla sarımlı yapılır.

Bu yapı sayesinde orta gerilim akım trafosu, primer tarafındaki yüksek akımı sekonder tarafına orantılı ve güvenli bir seviyede dönüştürür. Dönüşüm oranı (örneğin 600/5), primer akım ile sekonder akım arasındaki ilişkiyi belirler.

Kısaca, OG akım trafosu primer akımını manyetik indüksiyon yoluyla sekonderine aktarırken, aynı zamanda yüksek gerilim ve yüksek akımı ölçüm cihazlarından izole ederek güvenli ölçüm yapılmasını sağlar.

OG Akım Trafosu (Orta Gerilim Akım Trafosu) Sınıflandırma ve Seçim Kriterleri

Akım trafoları, işletme gerilimine göre alçak gerilim, orta gerilim ve yüksek gerilim akım trafoları olarak sınıflandırılır.

Orta gerilim akım trafosu (OG akım trafosu) seçiminde dikkat edilmesi gereken en önemli hususlar şunlardır:

• Hata sınıfı
• Doyma faktörü (n)
• Trafo gücü (VA)
• Termik ve dinamik dayanım akımı

Bir OG akım trafosunun sekonder uçları, hem ölçüm hem de koruma amaçlı olarak aynı trafoda farklı fonksiyonlar için kullanılabilir. Trafonun ölçme mi yoksa koruma mı amaçlı olduğunu etiketindeki kodlardan anlamak mümkündür. Bu kodlar P (Protection) ve Fs (Security Factor) olarak belirtilir.

• P kodu → Koruma amaçlı kullanım içindir.
• Fs kodu → Ölçü amaçlı kullanım içindir.

Ölçme amaçlı OG akım trafoları, aşırı akım veya kısa devre durumunda manyetik çekirdeğin çabuk doymasını sağlayacak şekilde tasarlanır. Primer sargısındaki akım değeri arttıkça sekonder akım da belirli bir orana kadar artar. Ancak belli bir akım değerinden sonra primer akım artsa dahi sekonder akım artmaz. Bu duruma manyetik doyma denir. Doyma sayesinde ölçü aletleri ve hassas cihazlar yüksek akımdan korunmuş olur.

Doyma katsayısı (n), primer akımın anma akımına oranıdır. Ölçme için kullanılan akım trafolarında manyetik doyma oranı nominal akımın 5 veya 10 katından küçük olmalıdır (n < 5 veya n < 10). Bu trafolar etiketlerinde Fs5 veya Fs10 koduyla belirtilir. Fs değeri, trafonun nominal akımın kaç katına kadar doğruluk limitleri içinde ölçüm yapabileceğini gösterir.

Koruma amaçlı OG akım trafoları ise kısa devre ve aşırı akım durumlarında sekonder akımı doğrulukla aktarmalıdır. Bu nedenle manyetik çekirdek hemen doymamalı ve akımı mümkün olduğunca uzun süre lineer olarak iletmelidir. Aksi takdirde koruma röleleri hatalı çalışabilir ve sistem güvenliği tehlikeye girebilir.

OG Akım Trafosu (Orta Gerilim Akım Trafosu) Sınıfları ve Dayanım Değerleri

Orta gerilim akım trafosunun sınıfı, primerden geçen anma akımın sekonder uçlarında ne kadar hassasiyetle ölçüleceğini belirler.

Ölçüm amaçlı OG akım trafolarında kullanılan doğruluk sınıfları şunlardır: 0.1 – 0.2 – 0.5 – 1 – 3 – 5

Koruma amaçlı OG akım trafolarında ise genellikle şu sınıflar tercih edilir: 5P veya 10P

Akım trafosu seçiminde dikkat edilmesi gereken bir diğer kritik husus termik dayanım akımıdır. “Ith” olarak gösterilen termik dayanım akımı, nominal akımın en az 100 katı olmalıdır.

Dinamik dayanım akımı (kısa süreli tepe akımı) ise termik dayanım akımının 2,5 katı kadar olmalıdır. Bu değerler, akım trafosunun kısa devre koşullarında zarar görmeden dayanabilmesini sağlar.

Önemli Güvenlik Uyarısı: Primer uçlarından akım geçerken sekonder uçları açık devre bırakılırsa, primer tarafında çok yüksek gerilimler indüklenir. Bu durum hem trafoya hem de personele ciddi tehlike yaratır. Bu nedenle, primer devrede gerilim varken sekonder devrede herhangi bir çalışma yapılacaksa OG akım trafosunun sekonder uçları mutlaka kısa devre edilmelidir. Çalışma tamamlandıktan sonra sekonder uçlar tekrar normale getirilmelidir.

OG Akım Trafosu (Orta Gerilim Akım Trafosu) Çeşitleri

Orta gerilim hücrelerinde (OG modüler hücre) kullanılan akım trafoları üç ana tiptir:

• Mesnet Tip Akım Trafosu
• Toroidal Tip Akım Trafosu
• LPCT (Low Power Current Transformer)

Mesnet Tip Akım Trafosu: Epoksi reçine dökümü ile üretilir ve gerilim yalıtımını sağlar. Modüler tip OG hücre içine kolayca monte edilebilir. Hem ölçüm hem de koruma amaçlı olarak yaygın şekilde kullanılır.

Toroidal Tip Akım Trafosu: Ring (halka) tipi yapıdadır ve 0.72 kV yalıtım seviyesine sahiptir. Sekonder uçlarından standart 5 A veya 1 A değerinde akım alınır. Kompakt yapısı sayesinde OG hücrelerde sık tercih edilir.

LPCT (Low Power Current Transformer): Toroidal tipe benzer ring tipi bir akım trafosudur. Ancak klasik tiplerden farklı olarak mV seviyesinde gerilim çıkışlı çalışır. Koruma rölesi ile direkt RJ45 kablo üzerinden haberleşerek akım bilgisini iletir. Set akım değeri 0-1250 A arasında ayarlanabilir. Basit yapısı ve yüksek kullanışlılığı ile öne çıkar. Mesnet veya toroidal tip akım trafoları gibi sekonderde 5 A veya 1 A akım çıkışı vermez, gerilim çıkışlıdır. Özellikle kesicili trafo koruma hücrelerinde tercih edilir.

OG Akım Trafosu Kullanım Alanları

Akım trafoları genel olarak orta gerilim akım trafosu (OG akım trafosu), yüksek gerilim akım trafosu (YG akım trafosu) ve alçak gerilim akım trafosu (AG akım trafosu) olarak sınıflandırılır. Aynı şekilde OG gerilim trafosu, YG gerilim trafosu ve AG gerilim trafosu da sistemlerde kullanılır.

En çok tercih edilen OG akım trafoları hem yerli hem de global üreticiler tarafından üretilmektedir. Kısa devre koruma ihtiyacı olmayan uygulamalarda OG toroidal akım trafosu kullanımı oldukça yaygındır. Bu tip trafolar, orta gerilim hücre içinde daha az yer kaplar ve kompakt çözümler sunar.