Ölçü Trafoları - Ölçü Tansformatörleri | Gerilim Trafosu ve Akım Trafosu

ÖLÇÜ TRAFOLARI    Alternatif akım tesislerinde, akımı, gerilimi, belli oranlarda küçültmeye yarayan, özel trafolardır. Gerilim ve akım değerlerini istenen değerde tutabilen cihazlara ölçü trafoları denir. Elektrik trafoları, akım veya gerilimini ölçmek amacıyla özel olarak tasarlanmıştır. Ölçü trafolarının yardımı ile sekonder devredeki yüksek gerilim ve büyük akımlar, ölçü aletlerinin ölçebileceği daha küçük değerlere düşürülür.Ölçü trafoları genel olarak akım ve gerilim ölçmek için kullanılır.    Yüksek alternatif akım ve gerilim değerlerini istenilen ve uygun değerlerde elektrik ölçü aletleri ile ölçmek zor ve tehlikelidir. Ölçüm cihazlarını doğrudan şebeke hattına   bağlamak olanaksızdır. Çünkü yalıtkanlık elde etmek güç olduğundan, ölçümleri okuyup kontrol edenlerin hayatlarını tehlikeye soktuğu gibi ölçü trafo fiyatları da çok yüksek olur.    Yüksek gerilim için uygun değerlerde yalıtımın sağlanması ve uygun nitelikte ölçü aleti yapmak zordur.  Bunun için koruma rölelerini ve ölçü aletleri devreye bağlarken yardımcı araçlara gereksinim vardır. Böyle devrelere, trafo firmaları tarafından standart olarak yapılmış, ucuz ve küçük ölçü aletleri ile kontrol cihazlarının bağlanmasını sağlayan özel trafolar kullanılır. Bu trafolara ölçü trafolarıdır. Ölçü Trafo Çeşitleri  Ölçü trafoları genel olarak; 1.    Akım trafosu 2.    Gerilim trafosu

Ölçü aletlerinin hem analog hem de dijital (elektronik ölçü aletleri) olan çeşitleri vardır.

Akım trafosu Primer akımını belli oranda düşürür. Primer akımı arasındaki faz farkı ortalama 0° olan ölçü trafosudur. Akım trafosu devreye seri bağlanır. Primer akımından yük akımı geçer iken, sekonderden ise ölçü aletleri röle ve benzeri gibi cihaz akımları geçer. Gerilimin yüksek ve alçak olduğuna bakmadan akım transfarmotörleri büyük akımların ölçmede kullanılır. Akım transformatörleri şu kısımlardan oluşur;  Ø Primer sargı ve terminalleri Ø Sekonder sargı ve terminalleri Ø Manyetik nüve ve gövde Akım trafosunun dönüştürme oranı; K = I1 / I2 formülü ile bulunur.

  Akım transformatörleri duyarlılığı; 0,1-0,2-0,5-1-3-5 şeklindedir. Gücü ise 2,5-5-10-15-30-60 VA daha büyüktür. Akım trafosuna bağlanan aletlerin iç direnci çok küçüktür. Bundan dolayı trafolar kısa devre durumunda çalışırlar. Sekonder kesinlikle boşta bırakılmamalıdır. Sekonder yüksüz bırakılırsa primer devreye ters yönde manyetik akı akışı ortadan kalkar. Yüksek gerilim indüklenir. Nüvedeki demir 

kaybı artar. Aşırı derecede ısınır. İzole yalıtkanlığı bozulur. Bağlantıların değiştirilmesi gerektiği zaman sekonder uçları kesinlikle kısa devre edilmelidir.   Akım ve gerilim bir şönt direnci ile IEC 60044-7 standardında bilindiği şekilde 100A'e 22.5 mV tekabül edecek şekilde kalibre edilir. Bu durumda akım trafosu, 0 A'de 0 V, 100 A'de 22.5 mV, 1000 A'de 225 mV olacak şekilde stabil ve lineer bir gerilim üretir. Akım Trafolarının Sekonder Topraklaması   Toprağa yüksek bir potansiyellin akmasını önlemek için sekonder devrelerin topraklanmaları gerekir. Bunun içinde ya S1 terminali ya da S2 terminali toprağa bağlanmalıdır. Koruyucu Röleler için, korumalı nesnelerin en yakınındaki terminal topraklanmalıdır. Sayaçlar ve cihazlar için de tüketicilere en yakın terminaller topraklanmalıdır. Koruyucu röleler ve ölçüm cihazları aynı sargı üzerinde olduğunda, koruyucu röleler topraklanması gereken noktayı belirler. ►Sekonder sargıda kullanılmayan kademe anahtarları varsa; bu anahtarlar açık bırakılmalıdır. ►Birden fazla Akım Trafosu arasında, galvanik bir bağlantı varsa; bunlar sadece tek bir noktada topraklanmış olmalıdır. ►Akım Trafosunda çekirdekler kullanılmıyorsa; en yüksek oran kademeleri arasında kısa devre olmalıdır ve topraklaması yapılmalıdır. Uyarı: Akım Trafosu çalışırken, sekonder devrenin açılması çok tehlikelidir. Yüksek gerilim indüklenebilir. Akım transformatörlerinin en önemli özellikleri şunlardır: Ø Primer devresinden geçen akımı, dönüştürme oranına göre sekonder devreye aktarır. Ø Akım transformatörleri sekonder devreleri, kısa devre durumunda çalışır. Ø Primer sargıları kalın ve az sarımlı veya sadece baradan oluşur.

  Ø Sekonder sargıları ise ince telli ve çok sarımlıdır.

Ø Akım transformatörlerinin primer ve sekonder sargılarının giriş ve çıkış uçları, değişik harflerle ifade edilir. Ø Akım transformatörlerinin bazı ölçü aletleri ile bağlantısında polaritesi önemlidir.  Ø Aynı akım transformatörü ile birkaç ölçü aleti kullanılabilir. Ø Akım transformatörlerinin, ölçme hassasiyetlerine göre sınıfları: 0,1 - 0,2 - 0,5 - 1 ve 3 olmak üzere sınıflandırılır. Ø Koruma devrelerinde 3 sınıfı, sayaçlarda 0,2 - 0,5 sınıfı, ölçü aletlerinde 1 sınıfı akım transformatörleri kullanılır. Ø Akım transformatörlerinin sekonder ucu mutlaka topraklanmalıdır. Ø Akım transformatörleri nominal akımlarının %20 fazlasına kadar yüklenebilir. Gerilim Trafosu    Yüksek gerilimi belli oranda düşürür.Sekonder ile primer gerilimleri arasındaki faz farkı ortalama olarak 0° olan bir trafodur. Gerilim trafosu devreye parelel olarak bağlanır. 600Volttan daha büyük gerilimleri ölçmek için kullanılır. Ölçü aletini yüksek gerilimden yalıtmak zordur. Bundan dolayı gerilim trafoları kullanılır. Normal iki sargılı gerilim düşürücü trafolara benzerler.Trafonun primeri yüksek gerilim şebekesine bağlanır. Sekonderi ise ölçü aletine veya rölelere bağlanır.Sekonder gerilimi 100 – 110 Volt olduğu gibi 120 – 150 Volt da olabilir. Ölçü aletleri çok uzakta olduğu zaman bu gerilim 200 Volta kadar çıkabilir. Ölçü aletlerinin toplam gücü, sekonderin anma gücünden büyük olmamalıdır. Gerilim ölçü trafosunun sekonderi (v) topraklanır. Can ve mal güvenliğinin sağlaması için mutlaka topraklama yapılmalıdır. Kısa devreye karşı koruma için primer ve sekondere sigorta konulur. Bir gerilim transformatörü aşağıdaki kısımlardan meydana gelir: Ø Primer sargı Ø Sekonder sargı  Ø Manyetik nüve  Ø İzolatör ve yağ kabı Gerilim transformatörlerinin en önemli özellikleri şunlardır: Ø Yüksek gerilimi belli bir oranda düşüren, ölçü trafolarıdır. Ø Sekonder çıkışları, açık devre gibi çalışırlar. Ø Bağlantısı yapılırken polaritesine dikkat edilmelidir.  Ø Primer devresinden geçen gerilimi, dönüştürme oranına göre sekonder devreye aktarır. Ø Primer sargıları ince ve çok sarımlıdır. Ø Sekonder sargıları ise kalın telli ve az sarımlıdır. Ø Gerilim transformatörlerinin primer ve sekonder sargılarının giriş ve çıkış uçları değişik harflerle ifade edilir. Ø Gerilim transformatörlerinin bazı ölçü aletleri ile bağlantısında polaritesi önemlidir. Ø Aynı gerilim transformatörü ile birkaç ölçü aleti kullanılabilir.  Ø Gerilim transformatörlerinin ölçme hassasiyetlerine göre sınıfları: 0,1 - 0,2 -0,5 - 1 ve 3 olmak üzere sınıflandırılır. Ø Koruma devrelerinde 3 sınıfı, sayaçlarda 0,2 - 0,5 sınıfı, ölçü aletlerinde 1 sınıfı gerilim transformatörleri kullanılır.  Ø Gerilim transformatörlerinin sekonder uçlarından birine, sekonderde meydana gelecek bir kısa devreyi önlemek için sigorta konmalıdır.  Ø Gerilim transformatörleri nominal akımlarının %20 fazlasına kadar yüklenebilir Gerilim Trafolarının Sekonder Devrelerinin Sigortalanması   Sigortalar üç fazı bir araya getiren birinci kutuda bulunmalıdır. Devredeki hata risklerini en aza indirmek için terminal kutusundan birinci kutuya devre imal edilmiştir.   Gerilim trafosunun denetimini daha zor hale getirecek olan gerilim trafosu terminal kutusu kullanımı tercih edilmez. Koruma ve ölçme devreleri gibi farklı yükler için üç faz kutusundaki sigortalar devrelerin sigortalamasını sağlar.