3 faz ve 1 fazlı trafo (transformatör) sarımı tamir

Trafolar trafo sarımı trafonun parçalanması hesaplamalar ve bir çok bilgi uygulama resimleri ve detaylar. Emeği geçen kişilere teşekkürler

BİR FAZLI TRANSFORMATÖRLER

Yapısı : Elektromanyetik endüksiyon yolu ile akımı veya gerilimi frekansı değiştirmeden yükselten veya düşüren hareketli parçası olmayan elektrik makinelerine transformatör denir. Transformatörler ince silisli saclardan oluşan kapalı bir manyetik gövde üzerine, yalıtılmış iletkenlerle sarılan sargılardan oluşur

Resim 1.1: Çeşitli güçlerde imal edilmiş bir fazlı transformatörler

Manyetik Nüve : Transformatörlerin nüveleri 0,30–0,50 mm kalınlığında ve birbirinden yalıtılmış özel silisli sacların bir araya getirilip sıkıştırılması ile meydana gelir. Bu sac nüvelerin dışında 2-60kHz frekanslı devrelerde kullanılan transformatörler ferrit nüveli olarak yapılır.

Piyasada kullanılan üç tip nüve vardır. Bunlar, şunlardır:

1. Çekirdek tipi nüve
2. Mantel tipi nüve
3. Dağıtılmış tip nüve

Çekirdek Tipi Nüve : Bu tip nüvelerde manyetik nüvenin kesiti her yerde aynıdır. Nüve tek gözlüdür. Çekirdek tipi nüveler daha çok büyük güçlü ve yüksek gerilimli transformatörlerde tercih edilirler. Çünkü sargıların yalıtımı daha kolay olmaktadır

Resim 1.2: Çekirdek tipi transformatör

Bir Fazlı Transformatörlerin Çalışma Prensibi

Şekil 1.5’te görüldüğü gibi transformatörün primer sargısına alternatif gerilim uygulandığında sargıdan geçen akım değişken bir manyetik alan oluşturur. Çünkü primerden geçen alternatif akımın yönü ve şiddeti zamana bağlı olarak değiştiğinden, oluşturduğu manyetik alanın da yönü ve şiddeti zamanla değişir.

Bu değişken manyetik alan manyetik nüve üzerinde bulunan sekonder sargıyı keserek devresini tamamlar ve sekonder sargıda bir alternatif gerilim oluşur.

Şekil 1.5: Bir fazlı transformatörün prensip şeması

Eğer primer sargıya bu sefer alternatif gerilim yerine doğru gerilim verilirse, primer sargıdan doğru akım dolaşır. Doğru akım zamana göre yönü ve şiddeti değişmeyen akımdır. Doğru akımın oluşturduğu manyetik alanın da zamana göre yönü ve şiddeti değişmediğinden sabit bir manyetik alan oluşur.

Oluşan bu sabit manyetik alan sekonder sargıyı keserek manyetik nüveden devresini tamamlamasına rağmen sekonder sargıda bir manyetik alan oluşmaz.

Çünkü elektromanyetik prensibine göre ya kesilen iletkenler hareketli olmalı ya da manyetik alan değişken olmalı. Doğru akımda bu iki şarttan birisi gerçekleşmediğinden sekonder sargıda gerilim oluşmaz. Ancak doğru gerilimin primer sargıya verilişi ve kesilişi sıralarında sekonder sargıda kısa süreli de olsa bir gerilim görülebilir. Manyetik alanın değişimi sürekli olmadığından, transformatörler doğru akımda kullanılmazlar.

Ölçü Transformatörleri : Alternatif akımda yüksek gerilimlerin ve büyük akımların ölçü aletleri ile ölçülmesi çok zor ve tehlikelidir. Özellikle belli değerlerden sonra ölçülmesi mümkün değildir. İşte bu nedenle yüksek gerilim ve büyük akımların ölçülmesi için ölçü transformatörleri kullanılır.Yüksek gerilimler ve büyük akımların ölçülmesi için ölçü transformatörleri kullanılır.

Ölçü transformatörleri yardımı ile yüksek gerilimler ve büyük akımlar, transformatörün sekonder sargısında ölçü aletlerinin ölçebileceği değerlere indirilir.

Ölçü transformatörleri, ölçmelerin güvenlik içinde kolay ve doğru bir şekilde yapılmasını sağladığı gibi, çalışanları da yüksek gerilimden korur.

Arızalı Transformatörün Sökülmesi : Arızalı transformatörün öncelikle neden arıza yaptığı araştırılmadır. Araştırma sonuçlarına göre transformatör tamir edilmelidir. Transformatör arızaları primer ve sekonder sargılarından birisinin veya her ikisinin de yanması veya uçların kopması sonucu oluşur. Yanan sargının yerine yenisi sarılmalıdır. Bunun için aşağıdaki işlemler sırasıyla yapılmalıdır.

Resim 1.10: Cıvataların sökülmesi ve sökülen parçalar

Daha sonra diğer saclar esnetilmeye çalışır. Sacların şeklini bozmadan çekiçle vurulur ki, vernikler çatlayarak dökülsün. Son yıllarda yapılan transformatörlerin sacları epoksi boya ile boyandığından vernikleme işlemi görülmemektedir.

Sargıların etrafını saran presbant söküldükten sonra karkas çıkrığa takılır. Karkastan en son çıkan uç klemensten çıkarılarak (karkasa en son sarılan bobin ilk önce sökülür) sökülmeye başlanır ve sipir sayıları bir kâğıda not edilir.

Manyetik Nüve
Transformatör Sargıları
Bir Fazlı Transformatörlerin Çalışma Prensibi
Bir Fazlı Transformatör Çeşitleri
Düşürücü Tip Transformatör
Yükseltici Tip Transformatör
Ölçü Transformatörleri
Güvenlik (Yalıtım) Transformatörleri
Transformatörlerde İndüklenen Gerilimin Değeri
Dönüştürme Oranı
Arızalı Transformatörün Sökülmesi

Bir fazlı transformatörlerde sarım hesabı
Semboller,Sarım Hesabıyla İlgili Semboller
Makara Yapımıyla İlgili Semboller
Formüller ,Yeni Transformatör Hesabı
Manyetik Nüve Kesiti
Primer ve Sekonder Sipir Sayıları
Primer ve Sekonder Akımları
Primer ve Sekonder İletken Kesitleri
Primer ve Sekonder Tel Çapları
Makara Ölçülerinin Çıkarılması
Transformatör Sacı Ölçülerinin Tespiti
Çok Kademeli Transformatör Hesabı
Manyetik Nüve Hesabı
trafo nedir

Hazır Nüve Üzerine Sarım Hesabı
Primer Gücü
Primer ve Sekonder Akımları
Primer ve Sekonder İletken Kesitleri
Primer ve Sekonder Tel Çapları
Sargı Kalınlıkları
Pencere Genişliği ve Kontrolü
Makara Ölçüleri

Makara Yapımı
Bobinlerin Sarımı
Sacların Düzenlenmesi
Transformatör Montajı Yapım Tekniği
Transformatörün Yalıtımı

ÜÇ FAZLI TRANSFORMATÖRLER

Üç Fazlı Transformatörün Yapısı Üç fazlı transformatörler yapı ve çalışma bakımdan bir fazlı transformatörlere benzerler. Bu nedenle üç adet aynı özellikteki bir fazlı transformatörün nüveleri birleştirilerek ( Resim 1.1) primer ve sekonder sargıları yıldız veya üçgen bağlanarak üç fazlı transformatör elde edileceği gibi, üç ayaklı (bacaklı) bir nüve üzerine primer ve sekonder sargılar sarılarak da elde edilebilir ( Resim 1.2 ).

Resim 1.1: Üç adet bir fazlı transformatörden üç fazlı transformatör elde edilmesi

Resim 1.2: Üç bacaklı çekirdek tipi nüve

Üç fazlı transformatörlerde manyetik nüveler genellikle birer yüzeyleri yalıtılmış 0,35mm kalınlığında silisyum alaşımlı sacların sıkıştırılarak paketlenmesinden meydana gelmiştir. Nüvenin kesiti, transformatörün güçüne göre kare, dikdörtgen, artı (+) işareti şeklinde veya çok basamaklı olarak yapılabilir. Büyük güçlü transformatörlerde nüve içine soğutma kanalları açılır. Nüveyi oluşturmak için küçük güçlerde sıcak haddelenmiş saclar kullanılır. Orta ve büyük güçlerde soğuk haddelenmiş ve yüksek manyetik endüksiyonlu m(B=16000–18000 Gauss) özel transformatör sacları kullanılır.

Şekil 1.1: Üç fazlı transformatörlerde nüve şekilleri

Üç fazlı transformatörlerde çekirdek tipi ve mantel tipi nüveler kullanılır. Şekil 1.1a’daki çekirdek tipi nüvede her faz sargısına ait ayaklar (bacaklar) birbirine eşittir. Şekil 1.1b’deki mantel tipi nüvede ise ortadaki ayaklar (bacaklar) yandaki ayakların (bacakların) iki katı kadardır. Bu durum fazların manyetik devrelerinin birbirinden ayrı simetrik şekilde olmasını sağlar.

Üç fazlı transformatörlerde her faz sargısı için ayrı ayrı primer ve sekonder sargılar bir fazlı transformatörde olduğu gibi sarılır. Büyük güçlü transformatörlerde nüveye karşı yalıtımı kolaylaştırmak amacıyla gerilimi küçük değerde olan sargı altta, büyük değerde olan sargı ise üsttedir. Alt ve üst sargı arasına presbant yerleştirilir.

Büyük güçlü transformatörlerin iletken kesitleri de kalın olur. Sargılarda kullanılan
iletkenler bakır veya alüminyumdan yuvarlak veya dikdörtgen şeklindedir. Sargılar, yağlı
transformatörlerde izole kağıtlarla, kuru transformatörlerde ise pamuk veya cam elyaflı
ipliklerle yapılır.

Üç Fazlı Transformatörün Çalışma Prensibi : Transformatörün primer sargılarına bir alternatif akım uygulandığında bobinler içerisinde bulunan demir nüvede bir manyetik akı dolaşmaya başlar bu akı demir nüvenin bacağında bulunan sekonder sargıyı keserek manyetik indüksiyon yoluyla bir gerilim indükler.

Üç Fazlı Transformatörlerde Meydana Gelebilecek Arızalar : Arızalı gelen üç fazlı transformatörün primer ve sekonder iletken kesitleri, bağlantısı sarılan sipir sayısı ve etiket değerleri bir kartekse kaydedilir. Daha sonra tekrar transformatörü sarmak için bu değerler kullanılarak hesaplanan değerle karşılaştırılır. Hesaplanan ve ölçülen değerler transformatörün etiket değerleri ile aynı olmalıdır. Aynı çıkmazsa farkın neden kaynaklandığı araştırılarak hesaplama tekrar kontrol edilmelidir. Üç fazlı transformatörlerde meydana gelen arızaları iki ana gurupta inceleyebiliriz. Aşırı akımdan dolayı meydana gelen arızalar ve aşırı gerilimden dolayı meydana gelen arızalardır

Aşırı Akımdan Kaynaklanan Arızalar: Aşırı akım kısa devreden dolayı ve aşırı yüklenmeden dolayı oluşan akımdır. Transformatör sargısı belirli bir direnci olan devreyi besler. Bu durumda transformatörden normal akım çekilir. Devre iletkenine yalıtımı sağlayan dış izolasyon yapılmıştır. Bu izolasyon bazı etkenlerden dolayı özelliğini kaybettiğinden faz iletkenlerinin birbiriyle veya toprakla teması sonucu kısa devre olur ve transformatör yanar.

Kısa devre akımının transformatöre etkileri şu şekilde olur. İçinden akım geçen iletken ısınır iletkenin ısınması ile çevresinde bir sıcaklık oluşur. Oluşan sıcaklığın belirli bir değere ulaşmasıyla sargının yalıtımını sağlayan izolasyon maddesi özelliğini kaybeder ve kısa devre
başlar.

Kısa devre akımının bir diğer etkisi de içinden akım geçen iletkenin çevresinde manyetik alan oluşturmasıdır. İçinden akım geçen iki iletken yan yana geldiğinde akım yönleri aynı olursa çekme, akım yönleri ters olursa itme kuvveti oluşturur. Özellikle büyük güçlü transformatörlerde bu itme ve çekme kuvveti sargı şekillerinin bozulmasına ve izolasyonun zedelenerek kısa devre yapmsına neden olur.

Transformatörün aşırı yüklemesinden yada aşırı akım çekilmesinden dolayı da arızalar oluşur. Transformatörün aşırı yüklemesi, transformatörün ısınmasına sargılarının zarar görmesine soğutmada kullanılan yağın özelliğini kaybetmesine ve transformatörün yanmasına neden olur.

Aşırı Gerilimden Kaynaklanan Arızalar : Her izolasyon maddesi, belirli bir gerilim değerine kadar özelliğini kaybetmeden yalıtım yapar. Bu değerin üzerinde gerilim uygulandığında izolasyon maddesi delinir ve kısa devre arızası oluşur. Transformatörde iç ve dış aşırı gerilim oluşur. İç aşırı gerilime özellikle büyük güçlü transformatörlerin devreye alınıp çıkartılmasında faz toprak kısa devresi hat kopması ya da dağıtım hatlarında sigorta atması gibi olaylar neden olur. Yıldırım düşmesi sonucu dış aşırı gerilim oluşur.

Üç Fazlı Transformatör Bağlantıları üç şekilde bağlantı vardır. Bunlar;

Yıldız bağlantı
Üçgen bağlantı
Zigzak bağlantı

Makara yapımı için presbantın üzerine şekil 3.1’deki gibi makara ölçülerinin çizilmesi gerekir. Makara nüvenin üzerine geçeceği için kenar ölçüleri mutlaka nüve ölçülerinden presbant kalınlığı kadar büyük alınmalıdır. Ayrıca makara kenarlarının alt ve üst kısmında 5 mm’ lik kulakçık bırakılır. Bu kulakçıklar, makara gövdesinin kapak kısmına yapıştırılmasını sağlar.

Resim 3.1: Hazır yapılmış makara

Makara için şekil 3,1’deki gibi ve makara kapakları için şekil 3.2’deki gibi şekiller presbant üzerine çizilerek makasla kesilir. Makaranın kesim işlemi bittikten sonra bükme ve yapıştırma işlemi yapılır. a ve b kenarları ile kulakçıklar, çizilen yerlerden bükülmesinin düzgün olarak yapılması için presbantın arka tarafından bir bıçakla çizilir ve ters tarafa katlanır.

Fazla olarak çizilen a kenarı ile baş taraftaki a kenarının yarım katları inceltilir. İnceltilen iki a kenarı üst üste getirilerek yapıştırılır. Böylece iki katın kalınlığını bir katın kalınlığına eşitlemiş oluruz. Makaranın kapaklarının biri bir tarafta diğeri öbür tarafta olacak şekilde makaranın kenarındaki kulakçıklarla yapıştırılarak makaranın yapılışı şekil 3.3’teki gibi tamamlanır.

Bobinlerin Sarımı : Bobinler makara üzerine sarılmadan önce, makarayı sarım çıkrığına takmak için iç kısmının dolu olması gerekir. İç kısmı boş olursa makara sabitlenmemiş olur ve sargı düzgün sarılamaz. Makaranın içine tam girecek şekilde nüve ölçülerine göre takoz yapılır. Makaranın sıkıştırılması için, her iki tarafına yan kapaklar yapılır. Sarım çıkrığına takmak için takoz ve kapakların ortasından delik delinir. Makara içerisine takoz sıkıca geçirildikten sonra yan kapaklarla birlikte sarım çıkrığına takılır.

Makara sarım çıkrığına takıldıktan sonra, önce primer sargı, sonra sekonder sargı sarılır. İletkenin ucunu dışarıya çıkarmak için makaranın a kenarındaki kapağına delik açılır. Açılan delikten iletkenin ucuna makaron geçirilir. Daha sonra bu makara bağlantı yapacak kadar çıkarılıp sarım çıkrığının miline sarılmalıdır. Makaranın kapaklarına delikler açılırken a kenarına gelmesine özen gösterilmelidir. Makaranın kapaklarına açtığımız delikten içeri iletkeni geçirdiğimiz yer sarıma başladığımız yerdir.

Sarıma başladığımız yere tekrar geldiğimizde 1.sipiri sarmış oluruz. Sarım boyunca kaç sipir sardığımızı saymamız ve birinci kat tamamlandığında tekrar saymamız sarım sırasında fazla ya da eksik sipir sarmamızı engelleyecektir. Sarım sırasında iletken gergin tutularak yan yana gelen iletken arasında boşluk bırakmadan birinci kat tamamlanır.

Transformatör sacları takıldıktan sonra, nüveye köşebent veya kalın sacdan ayak yapılır. Bobin uçlarının bağlanacağı klemensin tespit edilmesi için L şeklinde sac parça yapılır. Daha sonra ayaklar ve klemens tespit parçası, sacların delik ölçülerinde delinir, nüve üzerine konularak cıvatalarla sıkılır

Montajı tamamlanan transformatör sargıları ohmmetre ile kopukluk, kısa devre ve gövdeye kaçak kontrolü yapılır. Seri lamba ile primer ve sekonder sargıları arasında kısa devre, primer ve sekonder sargıların kendi giriş ve çıkış uçları arasında kopukluk, sargı uçları ile nüve arasında gövdeye kaçak kontrolleri yapılır. Bu kontroller üç faz sargısı için ayrı ayrı yapılır.

Her hangi bir kaçak ya da kopukluk görülmezse transformatör çalıştırılır. Bu kontrollerden sonra, primer sargılardan enerji verilerek, transformatörün boş çalışmadaki gerilim ve akım değerleri kaydedilir. Daha sonra sekonder sargılarına bir reosta bağlanarak transformatör yüklenir ve yükte, gerilim ve akım değerleri kaydedilir.

Kaydedilen değerler ile hesaplanan değerler karşılaştırılır. Transformatörden titreşim sesi gelirse saclar iyice sıkıştırılır. Kontroller sonunda, değerler normal ise transformatör üzerine yapıştırılacak bir etikete; sekonder (çıkış) gücü (S2), primer gerilimi (U1), sekonder gerilimi (U2), çalışma frekansı (f),primer akımı (I1 ) ve sekonder akımı (I2) değerleri yazılır(Resim 3.14).

Resim 3.14: Kontrolleri tamamlanmış transformatör

yukarıda özetler verilmiştir;