Slayt 1 - KLU - TBMYO Elektrik

1
ÖLÇÜ TRANSFORMATÖRLERİ
Büyük Akım ve Gerilimlerin Ölçümü – Ölçü Transformatörleri
Ölçü Transformatörleri
Normalde voltmetrelerle en fazla 1000V’a kadar gerilimler ölçülebilir. Daha yüksek
gerilimlerde;
• Voltmetrenin çekeceği güç artar.
• Yüksek gerilimden kaynaklanan kaçak akımların önlenmesi güçleşir.
• Ölçü sistemi ile güç sistemi arasında herhangi bir izolasyon olmadığı için ölçme
yapan kişinin emniyeti tehlikelidir.
Halbuki enerji iletim hatlarında, salt tesislerinde
ve sanayide binlerce voltluk gerilimler ve yüzlerce
amperlik akımların ölçülmesi gerekmektedir. Bu akım
ve gerilimler alçaltıldıktan sonra ölçü aletleri ile
ölçülürler. Bu amaçla kullanılan transformatörlere ölçü
transformatörleri adı verilir. Ölçü transformatörleri ile
yapılan ölçmede izolasyon ve emniyet sağlanmış olur.
Bir koruma/ölçme sisteminden ölçü
transformatörlerinin kullanımı
ELP-13103 Elektrik Ölçme Tekniği
Öğr.Gör. Volkan ERDEMİR
2
Büyük Akım ve Gerilimlerin Ölçümü – Ölçü Transformatörleri
Ölçü Transformatörleri
• Ölçü cihazları tesislerin ne kadar enerji tükettiğinin belirlenmesinde veya arıza
durumlarının oluştuğunun belirlenmesinde kullanılan cihazlardır.
• Ölçme ve koruma cihazlarının ekonomik ve güvenlik sebebi ile devreye doğrudan
bağlanmalarının mümkün olmadığı veya kolay uygulanabilir olmadığı hallerde akımı
veya gerilimi indirgemek için kullanılan aletlere denilir.
• Akım ölçüm için Akım Trafoları, gerilim ölçüm için Gerilim Trafoları kullanılır.
Akım Trafoları
Gerilim Trafoları
3
SF6 110 kV Akım Trafosu
ELP-13103 Elektrik Ölçme Tekniği
Öğr.Gör. Volkan ERDEMİR
Gerilim Trafoları
Büyük Akım ve Gerilimlerin Ölçümü – Ölçü Transformatörleri
Akım Transformatörleri
Akım Transformatörleri
Yüksek değerli AC akımlarının ölçülmesi işleminde akım transformatörlerinden
faydalanılır. Akım transformatörü hat üzerinden geçen yüksek değerli akımı, ölçü aletinin
ölçebileceği değere düşüren ve devreye seri olarak bağlanan bir cihazdır. Akım
transformatörünün primeri kalın iletkenlerle az sipirli olarak, sekonderi ince iletkenlerle çok
sipirli olarak sarılır. Akım transformatörleri saç nüve üzerine sarılırlar. Nüve ile bobin ve
enerji hattı birbirinden iyi izole edilmesi gerekir. Akım transformatörleri tam yükte sekonder
akımı 5A olarak üretilirler.
4
ELP-13103 Elektrik Ölçme Tekniği
Öğr.Gör. Volkan ERDEMİR
Büyük Akım ve Gerilimlerin Ölçümü – Ölçü Transformatörleri
Akım Transformatörleri
• Kullanılan akım transformatörlerinin primer akımları değişken olup, sekonder akımları 1A
veya 5A olarak imal edilmektedirler.
• Akım transformatörlerinin primer akımları; 5, 10, 15, 30, 40, 50, 75,100, 125, 150, 250,
300, 400, 500, 600, 800, 1000, 1200, 1500, 2000, 2500, 3000, 4000A gibi standart
değerlerde imal edilmektedir.
Primer akımı
(A)
75
100
150
200
300
400
600
Sekonder
akımı (A)
5
5
5
5
5
5
5
Primer akımı
(A)
800
1200
1500
2000
3000
4000
5000
Sekonder
akımı (A)
5
5
5
5
5
5
5
Akım transformatörlerinin giriş- çıkış akım değerleri
ELP-13103 Elektrik Ölçme Tekniği
Öğr.Gör. Volkan ERDEMİR
5
Büyük Akım ve Gerilimlerin Ölçümü – Ölçü Transformatörleri
Akım Transformatörleri
Akım transformatörlerinde ölçme yapılmayacağı zaman sekonder uçlarının kısa
devre edilmesi gerekir. Aksi halde oluşacak yüksek gerilimden dolayı tehlikeli sonuçlar
olabilir. Ölçü aleti devreye bağlanırken veya devreden çıkartılırken sekonder sargısı
mutlaka kısa devre edilmelidir.
Akım transformatörlerinin
temel devresi
ELP-13103 Elektrik Ölçme Tekniği
6
Öğr.Gör. Volkan ERDEMİR
ÖLÇÜ TRAFOLARI – Akım Trafoları
Kullanım Yerlerine/Montaj Şekline Göre
1. Geçiş / izolatör tipi (bushing type)
Primer sargısı için geçiş izolatörü
kullanılabilecek şekilde imal edilir.
2. Mesnet tipi (support type)
Primer devre iletkeni için bir taşıyıcı
(mesnet) görevi yapacak şekilde düzenlenmiş
akım transformatörüdür.
ELP-13103 Elektrik Ölçme Tekniği
Öğr.Gör. Volkan ERDEMİR
ÖLÇÜ TRAFOLARI – Akım Trafoları
Kullanım Yerlerine/Montaj Şekline Göre
8
3. Bara tipi (bus type)
Primer iletkeni (sargısı) bulunmayan, ancak
primer yalıtımı olan, doğrudan bir iletken ya da bara
üzerinden bağlanabilen akım transformatörüdür.
1000/5A Akım Trafosu
4. Kablo tipi (cable type)
Kendi primer iletkeni ve primer yalıtımı
bulunmayan, yalıtılmış bir kablo üzerinden monte
edilebilen akım transformatörüdür.
ELP-13103 Elektrik Ölçme Tekniği
Öğr.Gör. Volkan ERDEMİR
ÖLÇÜ TRAFOLARI – Akım Trafoları
Kullanım Yerlerine/Montaj Şekline Göre
5. Manyetik devresi açılabilen (split core); kendi primer iletkeni ve primer yalıtımı
bulunmayan, manyetik devresi iki bölüme ayrılmış ve açılabilir yapıdadır. Böylece enerji
sistemindeki baraların bağlantılarına dokunmadan akımı ölçülmek istenen baraya kolaylıkla
monte edilmesini sağlar.
ELP-13103 Elektrik Ölçme Tekniği
Öğr.Gör. Volkan ERDEMİR
ÖLÇÜ TRAFOLARI – Akım Trafoları
Çalışma Ortamına Göre - Çekirdek Tipine Göre
Harici Tip
Mesnet Trafosu
Tek Çekirdek ve Çok Çekirdekli Tip Mesnet Trafosu
ELP-13103 Elektrik Ölçme Tekniği
Öğr.Gör. Volkan ERDEMİR
Dahili Tip
Mesnet Trafosu
Büyük Akım ve Gerilimlerin Ölçümü – Ölçü Transformatörleri
Gerilim Transformatörleri
Gerilim Transformatörleri
Gerilim transformatörlerinin primerinde sigorta bulunur. Sekonder gerilimi 220 volttur.
Gerilim transformatörlerinin dönüştürme oranı, izolasyon durumu ve faz açısı önemlidir.
Hatalı ölçmelere neden teşkil eder.
Gerilim transformatörü bir güç transformatörüdür. 200VA veya daha küçük sekonder
yükleri için tasarlanır. Emniyet amacı ile sekonderin bir ucu topraklanır. Kapalı ve açık
alanlarda kullanılacak şekilde üretilirler.
11
ELP-13103 Elektrik Ölçme Tekniği
Öğr.Gör. Volkan ERDEMİR
Büyük Akım ve Gerilimlerin Ölçümü – Ölçü Transformatörleri
Gerilim Transformatörleri
Gerilim Transformatörleri
• Primer anma gerilimi (nominal primer gerilimi)
”Up”, transformatörün çalışma gerilimidir.
• Genellikle 0,3-6,3-10,5-15-30-34,5-60-66-154380kV değerleridir.
• Sekonder anma gerilimi, (nominal sekonder
gerilimi) ”Us”, primer tarafına nominal gerilim
uygulandığında sekonderden alınacak gerilimdir.
• Faz-Faz Arası gerilim transformatörlerinde, 100110-115-120V, Faz-Toprak gerilim
transformatörlerinde ise bu değerlerin √3’e
bölümüdür.
12
ELP-13103 Elektrik Ölçme Tekniği
Öğr.Gör. Volkan ERDEMİR
Büyük Akım ve Gerilimlerin Ölçümü – Ölçü Transformatörleri
Gerilim Transformatörleri
Gerilim transformatörleri devreye paralel olarak bağlanırlar.
Gerilim transformatörünün AC hattına
bağlanması
ELP-13103 Elektrik Ölçme Tekniği
Öğr.Gör. Volkan ERDEMİR
13
Büyük Akım ve Gerilimlerin Ölçümü – Ölçü Transformatörleri
Gerilim Transformatörleri
100kV ve daha büyük gerilimlerin ölçülmesinde aşağıdaki gösterilmiş kapasitif gerilim
transformatörleri kullanılır. Görüldüğü gibi birbirine seri olarak bağlanmış çok sayıda
kondansatör, bir bobin ve bir yardımcı transformatörden ibarettir. Seri bağlı kapasiteler
ölçülecek gerilimi 10kV seviyesine kadar düşürürler. Yardımcı transformatör ise bu gerilimi
220V seviyesine düşürerek normal voltmetre ile ölçüm yapılmış olur.
Kapasitif gerilim transformatörü
ELP-13103 Elektrik Ölçme Tekniği
Öğr.Gör. Volkan ERDEMİR
14
ÖLÇÜ TRAFOLARI – Gerilim Transformatörü
Montaj Şekline Göre
Tek Kutuplu Mesnet Trafosu
ELP-13103 Elektrik Ölçme Tekniği
Çift Kutuplu Mesnet Trafosu
Öğr.Gör. Volkan ERDEMİR
ÖLÇÜ TRAFOLARI – Gerilim Transformatörü
Montaj Şekline Göre
Gerilim trafoları montaj şekillerine göre iki çeşittir.
• Mesnet Trafosu
• Arabalı Tip Trafolar
Tek Kutuplu Mesnet Trafosu
Tek Kutuplu Sigortalı
Arabalı Tip Gerilim Trafosu
ELP-13103 Elektrik Ölçme Tekniği
3 Fazlı, sigortalı arabalı tip gerilim trafosu
Öğr.Gör. Volkan ERDEMİR
ÖLÇÜ TRAFOLARI – Gerilim Transformatörü
Gerilim trafoları çalışma ortamına göre iki çeşittir.
• Dahili Tip
• Harici Tip
Dahili Tip Gerilim Mesnet Trafosu
ELP-13103 Elektrik Ölçme Tekniği
Harici Tip Gerilim Mesnet Trafosu
Öğr.Gör. Volkan ERDEMİR
BÜYÜK DEĞERLİ DİRENÇLERİN ÖLÇÜMÜ
18
Büyük Değerli Dirençlerin Ölçümü
Elektrik ve elektronik devrelerinde yüzlerce veya binlerce MΩ değerindeki dirençlerin ölçümü
gerekmektedir.
Yüksek değerli direnç ölçümü gereken yerlerden bazıları şunlardır:
 Elektrik malzemeleri ve kablolarının izolasyon dirençleri,
 FET, MOSFET ve elektron tüpü gibi elemanların dirençleri,
 Kondansatörlerin kaçak dirençleri vb.
Bir elektrik kablosunun izolasyon direnci ne kadar büyük ise akacak olan kaçak
akım da o kadar küçük olur. Direncin değeri çevre şartlarına da bağlıdır. Örneğin rutubetin %
10'dan %60'a çıkması porselenin direncini 30 kat düşürür. Ayrıca sıcaklık da yalıtkanın
direncinin düşmesine sebep olan etkenlerdendir. Sıcaklığın 20°C'den 40°C'ye çıkması
elemanın direncini 13 kat düşürebilmektedir. Direncin değişmesine etken olan şeyler ayrıca,
akımın şekli, gerilimin yüksekliği, akımın geçme süresi gibi etkenlerdir. İşte bu nedenlerle
kaçak akım artabilir. Kaçak akımın değeri, VDE normuna göre 1mA' i geçmemelidir. Pratikte
kaçak akım ölçülemez. Fakat kabloların birbirine veya toprağa karşı dirençleri ohm cinsinden
ölçülür.
𝑼
Bu değer ohm kanununa göre 𝑹 = ‘ dır.
𝑰
ELP-13103 Elektrik Ölçme Tekniği
Öğr.Gör. Volkan ERDEMİR
19
Elektrik Devrelerinde Büyük Değerli Dirençlerin Ölçümü
Yalıtkanlık direnci = Çalışma Gerilimi x 1000
220 voltluk bir tesisatta yalıtkanlık direnci
𝑹=
𝑼
𝑰
=
𝟐𝟐𝟎
𝟎,𝟎𝟎𝟏
= 𝟐𝟐𝟎𝟎𝟎𝟎𝜴
380 voltluk bir tesisatta yalıtkanlık direnci;
𝑹=
𝑼
𝑰
=
𝟑𝟖𝟎
𝟎,𝟎𝟎𝟏
= 𝟑𝟖𝟎𝟎𝟎𝟎𝜴
20
ELP-13103 Elektrik Ölçme Tekniği
Öğr.Gör. Volkan ERDEMİR
Elektrik Devrelerinde Büyük Değerli Dirençlerin Ölçümü
Topraklama Direnci Ölçer
Yalıtkanlık dirençlerinin ölçülmesinde ne kadar yüksek gerilim kullanılırsa, geçen akım
da o oranda büyük olacağından ölçme sonucu daha sağlıklı olur. Pilli avometrelerle yapılan
ölmede gerilim küçük olduğundan akacak akım da küçük olur. Bu nedenle ölçme manyetolu
megerlerle yapılır. Manyeto 500 ile 1000V civarında gerilim üreten doğru akım üreteçleridir.
Günümüzde modern olarak yapılmış ölçü aletlerinde içerisindeki gerilimi yükselten elektronik
konvertörlü devreler kullanılmaktadır.
Yalıtkanlık direncini doğrudan doğruya
ölçen ölçü aletlerine Toprak Direnç Ölçer
veya Megaohmmetre denir. Bunlar özel
olarak üretilmiş portatif ohmmetrelerdir.
Megerlerde üretilen gerilimle, ölçü aleti
kısmı ve ölçülecek direnç beslenir.
Earth Tester (Meger) Ölçü Aletleri
ELP-13103 Elektrik Ölçme Tekniği
Öğr.Gör. Volkan ERDEMİR
21
Elektrik Devrelerinde Büyük Değerli Dirençlerin Ölçümü
Yalıtkanlık Direncinin Ölçülmesi
Akımı kesilmiş bir tesisatın, gerek kendi hatları arası (R-Mp), gerekse hat ile toprak arası
(R-T, Mp-T) dirençleri ölçülebilir.
Tesisatın Toprağa Karşı Yalıtkanlık Direncinin
Ölçülmesi
Şekilde görülen tesisatın bütün alıcıları devreye
bağlı iken megerin bir ucu toprağa, diğer ucu da
akımsız tesisatın iletkenlerinden birine bağlanıp
manyeto kolu çevrilir. Böylece meğer tesisatın toprağa
karşı olan yalıtkanlık direncini gösterir. Aynı işlem diğer
iletken için de tekrarlanır.
Meğer ile tesisatın toprağa karşı
yalıtkanlık direncinin ölçülmesi
ELP-13103 Elektrik Ölçme Tekniği
Öğr.Gör. Volkan ERDEMİR
22
Elektrik Devrelerinde Büyük Değerli Dirençlerin Ölçümü
İletkenler Arası Yalıtkanlık Kontrolü
Şekilde görüldüğü gibi bütün linye sigortaları açık devre yapılır ve tesisattaki
bütün alıcılar çıkarılır. Bütün tesisat anahtarları kapatılır. Megeri bir ucu iletkene, öteki
ucu diğer iletkene bağlanır. Megerin manyeto kol çevrilerek gösterdiği değer okunur.
Okunan değer
İş𝒍𝒆𝒕𝒎𝒆 𝒈𝒆𝒓𝒊𝒍𝒊𝒎𝒊 . 𝟏𝟎𝟎𝟎𝜴’ dan büyükse tesisatın yalıtkanlığı iyidir. Bu değer işletme
gerilimi 220V’luk şebeke içinn 220000Ω ve 380V’luk şebeke için 380000Ω’ dur.
𝒀𝒂𝒍𝚤𝒕𝒌𝒂𝒏𝒍𝚤𝒌 𝑫𝒊𝒓𝒆𝒏𝒄𝒊 = İş𝒍𝒆𝒕𝒎𝒆 𝒈𝒆𝒓𝒊𝒍𝒊𝒎𝒊 . 𝟏𝟎𝟎𝟎𝜴
Meger ile iletkenler arası
yalıtkanlık direnci ölçülmesi
23
ELP-13103 Elektrik Ölçme Tekniği
Öğr.Gör. Volkan ERDEMİR
Elektrik Devrelerinde Büyük Değerli Dirençlerin Ölçümü
Megerlerle tesisatın yalıtkanlık dirençleri ölçülse de genellikle toprak direncinin
ölçülmesinde kullanılırlar. İsmine de toprak direnci ölçü aleti denir. Ölçmede,
elektrotlardaki polarizasyona engel olmak için, bu aletlere, toprağı frekansı, şehir gerilimi
frekansından farklı olan alternatif akım gönderilir. Bu bakımdan jeneratörün doğru akımı alet
içine konan enversörle alternatif akıma çevrilir. Frekansın değişik olmasının sebebi ise
toprakta kaçak olarak dolaşan şebeke frekanslı akımların, alete etki ederek hatalı ölçmelere
engel olmak içindir. Aletin iç şeması aşağıdaki şekilde görüldüğü gibi akım bobinine ait uçlar,
C1 ve C2 ile, gerilim bobinine ait uçlar da P1 ve P2 ile gösterilmiştir.
24
ELP-13103 Elektrik Ölçme Tekniği
Öğr.Gör. Volkan ERDEMİR
KAYNAKLAR
1. NACAR, A. Mahmut; Elektrik-Elektronik Ölçmeleri ve İş Güvenliği
2. ANASIZ, Kadir; Elektrik Ölçü Aletleri ve Elektriksel Ölçmeler; MEB Yayınları
3. MEGEP; Fiziksel Büyüklüklerin Ölçülmesi; Ankara 2011
4. MEGEP; Elektriksel Büyüklüklerin Ölçülmesi; Ankara 2011
5. www.transcat.com
New International Safety Standards for Digital Multimeters
6. www.wikipedia.org
7. http://320volt.com/
25