ORTA GERİLİM AKIM TRAFOLARININ SEÇİMİ
Orta gerilim akım trafoları dağıtım sistemlerinde akımın ölçülmesi için en önemli ekipmanlardan biridir. Yüksek akımların direkt ölçülmesi, yüksek maliyetli olup aynı zamanda tehlikeli ve zordur. Bu nedenle akımın ölçü cihazlarının çalışabileceği belirli değerlere indirgenmesi gerekmektedir. Bu durumlarda akım trafoları bu soruna çözüm olmaktadır. Akım trafoları, bağlı oldukları devredeki akımı, belirli değerlere indirgeyerek, sekonderine bağlı olan ölçü aletlerine ölçüm için gerekli olan (genel olarak 1A ve 5A) akıma dönüştüren ve izolasyonu sağlayan bir ölçü transformatörüdür. Devreye seri olarak bağlanırlar. Ayrıca normal çalışma koşullarında primer akımı ile sekonder akımı arasında faz farkı yaklaşık sıfır olması en önemli özelliklerinden biridir. Akım trafolarının sekonder devresinde meydana gelen döngüsel akım sayesinde kendisine bağlı olan sayaç, analizör, röle gibi elektrik cihazlarının akımı ölçmesini sağlar. Aynı zamanda orta ve yüksek gerilim devrelerinde kendisine bağlı olan cihazları primer sargılarında bulunan yüksek akım ve yüksek gerilimden izole eder.
Akım Trafoları Nasıl Çalışır?
Normal bir transformatör çalışma prensibinde olduğu gibi; primer sargısına gelen alternatif akım, bu sargıda bir gerilim indükler ve manyetik akı oluşturur. Manyetik nüve yardımıyla primer sargısının oluşturduğu akı sekonder sargısına iletilir. Değişken alternatif akı, sekonder sargısında bir gerilim indüklenmesine neden olur ve bu gerilim trafonun sekonder devresinde bir akım akmasına sebep olur. Akım trafolarında primerden akan akım, transformatör dönüştürme oranına göre sekondere manyetik yol ile iletilir. Primer sargılarında yüksek gerilim olduğu için sargılar kalın ve az sarımlı, sekonder sargılarında daha küçük gerilimler bulunduğundan sargıları daha ince ve çok sarımlıdır.
Orta Gerilim Akım Trafoları Sınıfları
Akım trafoları işletme gerilimine göre alçak gerilim, orta gerilim ve yüksek gerilim akım trafoları olarak sınıflandırılabilir. Orta gerilim akım trafosu seçiminde dikkat edilmesi gereken hususlar; hata sınıfı, doyma faktörü (n), trafo gücü (VA), termik ve dinamik dayanım akımıdır. Hem ölçü hem de koruma için aynı trafonun sekonder uçları farklı fonksiyonlar için kullanılabilir. Bir akım trafosunun ölçme mi yoksa koruma mı yapacağını etiketindeki kodlarından anlaşılabilir. Bu kodlar P (Protection) ve Fs (Security Factor) kodlarıdır. P kodu koruma için, Fs kodu ölçü için kullanılır. Ölçü için kullanılan akım trafoları, herhangi bir aşırı akım veya kısa devre durumunda manyetik çekirdekleri çabuk doymaya gider. Primer sargılarındaki akım değeri arttıkça, sekonder sargılarından geçen akım da artar. Ancak belli bir akım değerinden sonra primer akımı arttıkça sekonder akımı artmaz. Bu olaya doyma denir. Bu sayede ölçü aletlerini korur. Doyma katsayısı (n) primer akımın, anma akımına oranıdır. Ölçme için kullanılan akım trafolarının manyetik doyma oranı nominal akımın 5 veya 10 katından küçük (n<5 veya n<10) olmalıdır. Ölçme için bu kodlar Fs5 veya Fs10 şeklindedir. Bu durumda doyma faktörü nominal akımın kaç katına kadar doğruluk limitleri içinde ölçeceğini belirtir. Koruma için kullanılacak akım transformatörleri sekonder uçlarında akımı doğrulukla çevirmelidir. Yoksa koruma hatalı olabilir. Akım trafosunun çekirdeği manyetik doymaya hemen gitmemelidir.
Orta gerilim akım trafosunun sınıfı, primerden geçen anma akımın sekonder uçlarında geçecek akımın hassasiyetini belirlemede kullanılır. Ölçü için kullanılacak akım trafolarında bu sınıflar 0.1, 0.2, 0.5, 1, 3 ve 5 sınıfları kullanılır. Koruma için kullanılacaklarda ise 5P veya 10P sınıfları kullanılır. Akım trafosu seçiminde dikkat edilmesi gereken bir önemli nokta da termik dayanım akımıdır. “Ith” olarak gösterilen termik dayanım akımı nominal akımın en az 100 katı kadar olmalıdır. Akım trafolarının dinamik akım değeri ise termik dayanım akımın 2.5 katı kadar olmalıdır. Ayrıca primer uçlarında bir akım geçerken sekonder uçları açık devre halini alırsa, primer uçlarında yüksek gerilimler indüklenebilir. Bu yüzden eğer primer devrede bir gerilim varken sekonder devrede bir çalışma yapılacak ise akım trafosunun sekonder uçları kısa devre edilmelidir. Çalışma bittikten sonra sekonder uçları eski haline getirilmelidir.
Orta gerilim hücrelerinde kullanılan akım trafoları mesnet tip, toroidal tip ve LPCT (Low Power Current Transformer) olmak üzere üç tiptir. Mesnet tip akım trafoları gerilimin yalıtılması için epoksi reçine dökümü ile imal edilirler. Modüler tip hücre içine monte edilebilirler. Toroidal tip akım trafoları ring tipi 0.72 kV’luk gerilime sahip akım trafolarıdır. Sekonder uçlarından 5 A veya 1 A değerine kadar akım alınabilir. LPCT tip akım trafoları ise yine toroidal tipe benzer ring tipi akım trafolarıdır. Ancak mV’luk gerilim ile çalışırlar ve koruma rölesi ile direkt RJ45 kablo ile haberleşerek akım bilgisini iletir. Set akım değeri 0-1250 A arasında ayarlanabilen LPCT akım trafoları basit yapılı ve çok kullanışlıdır. Mesnet veya toroidal tip akım trafoları gibi sekonder uçlarında 5 veya 1 A’lık akım çıkışı vermez, gerilim çıkışlıdır. Genelde kesicili trafo koruma hücrelerinde kullanılır.
