TRANSFORMATÖR BAĞLANTI GRUPLARI VE GRUP AÇILARI
Transformatörler ortak bir nüve üzerine sarılmış, birbirinden elektriksel olarak yalıtılmış ancak manyetik olarak birbirine bağlı iki bobinden oluşan hareketsiz bir elektrik makinesidir. Transformatörün bir bobinden zamanla değişen alternatif bir akım geçirildiğinde, diğer bobine iletilen alternatif manyetik akı, bobinde zamanla değişen bir gerilim indükleyecektir. Bunu trafoların en basit formda çalışma prensibidir diyebiliriz. Trafolar hem monofaze hem de trifaze olabilir. Üç fazlı (trifaze) trafolar, nüveleri birleştirilmiş üç adet aynı tip bir fazlı transformatörün primer ve sekonder sargılarının yıldız, üçgen veya zigzag şekilde bağlanmasıyla oluşur. Transformatör bağlantı grupları diğer bir adı trafo vektör grubudur. Üç fazlı transformatörlerde sargıların bağlantı şekilleri aşağıdaki şekilde açıklanmaktadır.
Transformatör Bağlantı Grupları Sembolleri
-Yıldız Bağlantı: Sembolü “Y” olarak gösterilir. Bu bağlantıda nötr hattı bulunur.
-Üçgen Bağlantı: Sembolü “D” olarak gösterilir. Bu bağlantıda nötr hattı bulunmaz.
-Zigzag Bağlantı: Sembolü “Z” olarak gösterilir. Bu bağlantı sadece trafonun sekonder sargılarında yapılır. Primer sargıları üçgen veya yıldız bağlanır. Zigzag bağlantı, trafonun sekonder sargıları ikiye bölünerek yapılır.
Trafolar ister monofaze ister trifaze olsun, aynı fazdaki primer ve sekonder sargılarının gerilimleri arasındaki faz farkına grup açısı denir. Transformatör bağlantı grupları (literatürde vektör grubu olarak da adlandırılır) tanımlarken grup açısı 30 dereceye bölünerek bir sabit verilir. Ters düşünecek olursak, trafonun grup açısı 30 ile çarpılırsa aynı fazın gerilimler arasındaki faz farkı açısı elde edilir. Bağlantı gruplarında ilk yazılacak bağlantı şekli büyük harfle, ikinci yazılacak bağlantı şekli küçük harfle yazılır. Bu iki harfin yanına grup açısı numarası yazılır. Aşağıda birkaç örnek bulunmaktadır.
Dyn11: En çok kullanılan trafo vektör grubudur. Primer sargıları üçgen, sekonder sargıları yıldız (nötr mevcut) bağlı, aynı fazın primer ve sekonder gerilimleri arasındaki faz farkı 30×11=330 derece.
Ynyn0: Primer ve sekonder sargıları (nötr mevcut) yıldız bağlı, aynı fazın primer ve sekonder gerilimleri arasındaki faz farkı 0 derece.
Ynd11: Genelde step-up trafolarda kullanılır. Primer sargıları yıldız (nötr mevcut), sekonder sargıları üçgen bağlı, aynı fazın primer ve sekonder gerilimleri arasındaki faz farkı 30×11=330 derece.
Dy0: Primer sargıları üçgen, sekonder sargıları yıldız bağlı, aynı fazın primer ve sekonder gerilimleri arasındaki faz farkı 0 derece.
Yzn5: Primer sargıları yıldız, sekonder sargıları zigzag bağlı, aynı fazın primer ve sekonder gerilimleri arasındaki faz farkı 30×5=150 derece.
Yukarıda gösterilen birkaç örnekte görüldüğü üzere 0-6 ve 5-11 grup açı numarasına sahip transformatörler kendi aralarında fazörel olarak birbirlerinden 180 derece ters yönde gerilime sahiptirler.
En Çok Kullanılan Trafo Bağlantı Grupları
Transformatör bağlantı grupları ile ilgili ülkemizde orta gerilim dağıtım şebekelerinde genelde Dyn11 bağlantı grubuna sahip dağıtım trafoları kullanılmaktadır. Bu bağlantıda 3 ve 3’ün katları harmonik akımları primer sargılarında yok edilir. Endüstriyel tesis ve rezidans projelerinde trafoların sekonder sargıları 400 V olduğu için bu hatta hem nötr istenir hem bu işletme topraklaması yapılması istenir. Dolayısıyla bu tür uygulamalarda sekonder hattının nötr topraklı yıldız kullanmak daha uygundur. Ynd11 transformatörler, genelde orta gerilim elektrik enerjisi üreten otoprodüktör santrallerde kullanılır. Bu trafoda primer hattı nötrlüdür ve burası nötr direnci ile topraklanır. Böylece şebekede meydana gelebilecek bir kısa devre akımı, şebekedeki transformatörlere ve üretim tesisindeki elektrik üretim ekipmanlarına (solar tesis, dizel veya gaz jeneratörü) zarar vermemesi için nötr direnci üzerinden toprağa akıtılır. 50, 100 veya 160 kVA gibi düşük güçlü dağıtım transformatörler küçük bir tüketim noktasını besler. Bunlar genelde zigzag bağlantı grubuna sahiptir.
Bu tür uygulamalarda sekonder hattında tüketim noktası az olduğu için transformatörün tek bir fazının yüklenme ihtimali vardır. Örneğin bir köyde 50 haneyi besleyen bir 160 kVA’lık bir dağıtım transformatörü olduğunu düşünelim. Kendisine bağlı az sayıdaki her bir hanenin, transformatörün L1 fazına yüklenme ihtimali yüksektir. Transformatör, fazlarının eşit yüklenmemesi sonucu dengesiz çalışır. Zigzag bağlantı sayesinde sekonder sargılarının dengeli yüklenmesi sağlanır. Bu nedenle düşük güçlü transformatörlerde zigzag bağlantı tercih edilir. Genelde 250 kVA gücüne kadar Yzn11 transformatörler kullanılır.
Yıldız-yıldız bağlı transformatörlerdeki bir faz gerilimi hat geriliminin üçte biri kadardır. Faz gerilimi düşük olduğundan sargıların yalıtılması daha kolaydır. Yalıtımı kolay olmasından dolayı genelde yüksek gerilim transformatörlerinde kullanılmaktadır. Üçgen-üçgen bağlantı grubuna sahip transformatörlerde, üç ve üçün katı olan harmonik akımlarının nötrden akacağı bir yolu olmadığı için üçgenin çevresinde dolaşmasından dolayı üçüncül harmonik gerilimleri olmaz. Harmonik etkilerinin kaçınıldığı özel uygulamalarda üçgen-üçgen sargılı transformatörler kullanılmaktadır.
