TRANSFORMATÖRLERİN YAKLAŞIK ÖMÜR BEKLENTİLERİNİN ANALİZİ

Authors : Yıldırım ÖZÜPAK

Pages : 12-19

View : 23 | Download : 12

Publication Date : 2021-07-31

Article Type : Research Paper

Abstract :Üç fazlı dağıtım transformatörleri elektrik dağıtım sistemlerinde, genel olarak nominal frekansta ve doğrusal yükte kullanılmak üzere tasarlanırlar. Doğrusal olmayan yüklerden dolayı elektrik güç sisteminde harmonikler meydana gelmektedir. Bir AC güç sistemindeki harmonik bileşen, sistemin temel frekansının tam sayı katına eşit bir frekansa sahip periyodik bir dalga formunun sinüzoidal bileşeni olarak tanımlanır. Bu harmonikler, nominal çalışma şartları için tasarlanan transformatörlerin farklı bir çalışma performansı sergilemesine neden olurlar. Transformatör ömrü kaybı tahmini, yalıtım malzemeleri ile elde edilen bozulma oranına dayanmaktadır. Bir transformatörün ömür kaybının yaklaşık %50'si doğrusal olmayan yük akımının ürettiği termal gerilmelerden kaynaklanır. Doğrusal olmayan yüklerin kullanımlarının artması ile birlikte ortaya çıkan harmonik yükler, transformatörün daha fazla ısınmasına ve düşük güç kalitesine yol açar. Harmonik bozulma sebebiyle gereksiz sargı kaybı ve sıcaklık artışı da meydana gelmektedir. Bu çalışmada, Sonlu Elemanlar Yöntemine (SEY) dayanan ANSYS@Maxwell programı ile gerçek değerler kullanılarak doğrusal olmayan yük altındaki dağıtım transformatörünün kayıplarının analizi ve değerlendirilmesi sunulmaktadır. Burada, birim başına, naminal güç ve akım değerlerinin, sırasıyla sinüzoidal uyarım altında transformatörün nominal yük kaybı ve transformatörün primer tarafının nominal akımı olarak seçildiğine dikkat edilmelidir. Yük kayıpları ayrıca gerçek yük ve harmoniğin etkileri dikkate alınarak hesaplanır. Toplam girdap akımı kaybı ve diğer kaçak kayıplar da girdap akımı kaybı için harmonik kayıp faktörü ve diğer kaçak kayıplar için harmonik faktör kullanılarak belirlenir. Ayn Ayrıca, harmoniklerin neden olduğu ek kayıplar ve transformatörün ömrü yaklaşık olarak belirlenmiştir. Bu çalışmada yük altında çalışan transformatörlerin harmonik bozulmaların neden olduğu kayıpların verimli ömürleri üzerindeki etkileri incelenmiş ve transformatörlerin faydalı çalışma ömürleri yaklaşık olarak belirlenmiştir. Simülasyondan elde edilen sonuçlar analiz edildiğinde, elektrikli cihazların ürettiği akım harmoniklerinin neden olduğu yükler ne kadar fazla olursa transformatör ömrünün o kadar düşük olacağını görülmüştür. Harmonik bozulmadaki artışın, transformatörün kayıplarını artıracağını ve ömrünü kısaltacağını göstermektedir. Kullanılan yöntem tasarlanan ve analiz edilen transformatörün sonuçlarını doğrulamıştır. Bu durum bu yöntemin tasarım ve analiz konusunda kullanılabileceğini göstermektedir.
Keywords : Transformatör, harmonik yük, ömür kaybı, manyetik akım