Yük Altında Çalışan Tek-Fazlı Transformatörlerin Demir ve Bakır Kayıplarının İzlenmesi
Yük Altında Çalışan Tek-Fazlı Transformatörlerin Demir ve Bakır Kayıplarının İzlenmesi
Yazar: Dirik, Hasan; Gezegin, Cenk
Dergi: Duzce University Journal of Science and Technology, Vol. 7 No. 3, 2019
Anahtar kelimeler: Engineering ; Mühendislik ; Transformatör,Bakır Kayıpları,Demir Kayıpları,Transformatör İzleme,Termal Model

Transformatörlerin termalözellikleri, yüklenebilme sınırlarını ve ömürlerini belirleyen önemlideğişkenleri içerir. Bu değişkenler arasında transformatörlerin sargı sıcaklığıen önemli değişkendir. Sargı sıcaklığının değeri transformatörün içyapısındakikayıpların neticesinde açığa çıkan ısı enerjinin miktarı ile dış ortama atılanısı enerjisi miktarı arasındaki denge tarafından belirlenir. Bu noktadatransformatörlerin gerçek zamanlı çalışmaları esnasındaki güç kayıplarının içsıcaklığa önemli etkisinin olduğu anlaşılır. Bu kayıplar demir ve bakırkayıpları olmak üzere iki alt gruba ayrılır. Her iki kayıp türünün sargısıcaklığına ve özellikle en sıcak nokta sıcaklığına olan etkisi farklıorandadır. Bu yüzden transformatör sıcaklık hesaplamalarında kullanılan termalmodellerin hemen hemen hepsinde her iki kayıp türü farklı oranlarda dikkatealınır. Bu yüzden demir ve bakır kayıplarının ayrı ayrı hesaplanabilmesi termalmodellerin doğruluğu bakımından önemli bir avantaj sunar. Bu çalışmada, buyüzden, gerçek zamanlı transformatör verileri kullanılarak kayıpların nasılhesaplanabileceği üzerine bir yöntem verilmiştir. Yöntem tek-fazlıtransformatörün primer ve sekonder tarafı gerilimlerini ve akımlarınıkullanmaktadır. Yöntemin matematiksel eşitlikleri transformatörlerin T-eşdeğerdevresi kullanılarak elde edilmiştir. Burada, önerilen yöntemin önceliklematematiksel temelleri verilmiştir. Sonrasında ise yöntemin hem Matlab/Simulinkortamında yapılmış olan benzetimler ile hem de bir 5 kVA gücüne sahip transformatörüzerinde yapılan deneysel çalışmaları ile yapılmış olan inceleme sonuçlarıverilmiştir. Sonuçlar kayıpların önerilen yöntem ile oldukça hassas bir şekildeelde edilebildiğini göstermektedir. Hesaplamaların harmonikli koşullarda dageçerli olması ve gerçek zamanlı veriler ile yapılıyor olması önemli ikiavantajdır.

Transformatörlerin termalözellikleri, yüklenebilme sınırlarını ve ömürlerini belirleyen önemlideğişkenleri içerir. Bu değişkenler arasında transformatörlerin sargı sıcaklığıen önemli değişkendir. Sargı sıcaklığının değeri transformatörün içyapısındakikayıpların neticesinde açığa çıkan ısı enerjinin miktarı ile dış ortama atılanısı enerjisi miktarı arasındaki denge tarafından belirlenir. Bu noktadatransformatörlerin gerçek zamanlı çalışmaları esnasındaki güç kayıplarının içsıcaklığa önemli etkisinin olduğu anlaşılır. Bu kayıplar demir ve bakırkayıpları olmak üzere iki alt gruba ayrılır. Her iki kayıp türünün sargısıcaklığına ve özellikle en sıcak nokta sıcaklığına olan etkisi farklıorandadır. Bu yüzden transformatör sıcaklık hesaplamalarında kullanılan termalmodellerin hemen hemen hepsinde her iki kayıp türü farklı oranlarda dikkatealınır. Bu yüzden demir ve bakır kayıplarının ayrı ayrı hesaplanabilmesi termalmodellerin doğruluğu bakımından önemli bir avantaj sunar. Bu çalışmada, buyüzden, gerçek zamanlı transformatör verileri kullanılarak kayıpların nasılhesaplanabileceği üzerine bir yöntem verilmiştir. Yöntem tek-fazlıtransformatörün primer ve sekonder tarafı gerilimlerini ve akımlarınıkullanmaktadır. Yöntemin matematiksel eşitlikleri transformatörlerin T-eşdeğerdevresi kullanılarak elde edilmiştir. Burada, önerilen yöntemin önceliklematematiksel temelleri verilmiştir. Sonrasında ise yöntemin hem Matlab/Simulinkortamında yapılmış olan benzetimler ile hem de bir 5 kVA gücüne sahip transformatörüzerinde yapılan deneysel çalışmaları ile yapılmış olan inceleme sonuçlarıverilmiştir. Sonuçlar kayıpların önerilen yöntem ile oldukça hassas bir şekildeelde edilebildiğini göstermektedir. Hesaplamaların harmonikli koşullarda dageçerli olması ve gerçek zamanlı veriler ile yapılıyor olması önemli ikiavantajdır.