Akım Trafosu Nedir ve Nasıl Kullanılır?
article cover imageApollo IoT 27 Eylül 2023

Akım Trafosu Nedir ve Nasıl Kullanılır?

article-cover-image“Akım Trafosu Nedir ve Nasıl Kullanılır?” yazımızda akım trafosunun ne olduğundan ve nasıl kullanıldığından bahsettik.

Akım Trafosu Nedir ve Nasıl Kullanılır?

Bu yazımızda akım trafosunun ne olduğundan ve nasıl kullanıldığından bahsedeceğiz. Fakat önce elektrikte ölçme kavramının ne anlama geldiğini ve ne kadar hayati bir öneme sahip olduğunu anlatmakla başlayalım.

Elektrikte Ölçme

Ölçme, gündelik hayatımızda çokça kullandığımız bir işlem olup uzunluğu metre, ağırlığı kilogram, sıcaklığı santigrat ve sıvı hacimlerini litre ile ölçmekteyiz. Herhangi bir uzunluk miktarı ölçülürken dünyaca kabul edilen 1 metrelik uzunluğun ölçülecek uzunluk içerisinde kaç kere bulunduğunun karşılaştırılması yapılır. Diğer ölçme işlemlerinde de mantık aynıdır. Günlük hayatta ölçüm yapma işlemi ile farkında olarak veya olmadan çoğu kez karşılaşıp ölçme yapmadan çoğu işlemimizi sonuçlandıramamaktayız.

Alacağımız ürünü standart birimi ile karşılaştırıp miktarını ve fiyatını tespit etme ihtiyacı, ölçme işlemini zorunlu kılan bir faktördür. Elektriksel büyüklüklerinin de ölçülmesini zorunlu kılan faktörler mevcuttur. Harcanan elektrik enerjisini ölçmek, alıcının çalışma standartlarına uygun elektriksel büyüklükler ile çalışıp çalışmadığını kontrol ederek sürekli ve kesintisiz çalışmayı sağlamak, ölçülen elektriksel büyüklüğün değerine göre istenmeyen durumlar için önlem almak, elektrik ve elektronik elemanlarının sağlamlık kontrolünü yapmak, devre veya devrelerde arıza tespiti yapmak ve enerji olup olmadığını kontrol etmek bu zorunluluğu meydana getiren faktörlerden bazılarıdır.

Ölçme sonucunda elde edilen sayılar, fiziksel büyüklüklere bağlı olarak çeşitli birimlerle birlikte ifade edilir. Her büyüklük ölçü sayısı ve birim olmak üzere iki kısımdan oluşur. Ölçülecek büyüklük değiştikçe büyüklüğe ait birim de değişir. Ölçüm sonuçlarında ülkeler arası uyumun sağlanması için standart hale gelmiş olan Birim Sistemleri kullanılır.

Birim Sistemleri

Birim Sistemlerinden uluslararası anlaşmalar ile kabul edilmiş ve en yaygın olarak kullanılanları CGS Birim Sistemi, MKS Birim Sistemi, MKFS Birim Sistemi, Uluslararası Birim Sistemi (SI). Elektrikte, akım şiddeti de temel kavramlar arasına girer. Akım şiddeti için temel birim olarak amper (A) kabul edildiğinden MKS sistemi MKSA sistemi olarak da bilinir. 

Bunların arasından Uluslararası Birimler Sistemi ya da Uluslararası Ölçüm Sistemi , 1960'taki "Ağırlıklar ve Ölçümler" genel konferansında tanımlandı ve buna resmi bir statü verildi. Bu sistem bilimde ve teknolojide kullanmak üzere önerilmiştir. SI Birim Sistemi'nin genel kabulü, teknik iletişimi kolaylaştırmaya yöneliktir. MKS veya MKSA birim sistemini kapsamaktadır. SI Birim Sisteminde kabul edilen 7 temel birim bulunmaktadır. Bunlar aşağıdaki tabloda verilmiştir.

Fiziksel Büyüklük

Birim

Sembol

Uzunluk

Metre

m

Kütle

Kilogram

kg

Zaman

Saniye

s

Elektrik Akım Şiddeti

Amper

A

Sıcaklık

Kelvin

K

Madde Miktarı

Mol

mol

Işık Şiddeti

Candela

cd

Akım trafosuna geçmeden önce transformatörün veya daha bilinen adıyla trafonun ne olduğuna kısaca bir bakalım.

Transformatör (Trafo)

Bir manyetik devre üzerinde sarılı 2 sargıdan oluşan düzene transformatör denir. 

image.png

  • Transformatörler, akım ve gerilim değerlerini frekansta değişiklik yapmadan ihtiyaca göre değiştiren elektrik makinalarıdır. 

  • Primer ve sekonder sargı arasında elektriksel bir bağlantı yoktur. 

  • Transformatörün primer sargısına alternatif bir gerilim uygulandığında bu sargı değişken bir manyetik alan oluşturur. Bu alan sargıların üzerine sarıldığı manyetik nüve üzerinden devresini tamamlar. 

  • Primer sargıya uygulanan alternatif gerilimin zamana bağlı olarak yönü ve şiddeti değiştiğinden oluşturduğu manyetik alanın da her an yönü ve şiddeti değişir. Bu alanın sekonder sargıları kesmesi sonucu sekonder sargıda alternatif bir gerilim endüklenir.   

  • Trafonun primer ve sekonder sargıları arasında aşağıdaki gibi bir bağlantı vardır.

image.png

Burada U gerilim, N sarım sayısı ve I akımı göstermektedir. 1 ve 2 indisleri ise sırasıyla primer ve sekonder sargılara ait parametreleri vermektedir. ü ise primer ve sekonder sargılar arasındaki parametrelere bağlı sabit oranı göstermektedir.

Ölçü Transformatörleri

Ölçü transformatörleri, transformatörlerin özel halleridir. Transformatörün özelliklerinden yararlanılarak, ölçme amacıyla hem ölçme devresi enerji devresinden yalıtılır hem de ölçülmek istenen gerilim ya da akım belli bir oranda küçültülerek ölçüm işlemi yapılır. Ölçü transformatörleri, 

  • Akım transformatörleri 

  • Gerilim transformatörleri 

olmak üzere iki gruba ayrılır.

Ölçü transformatörleri; ölçü ve koruma cihazlarının ekonomik, teknik ve güvenlik nedeniyle devreye doğrudan bağlanmalarının mümkün olmadığı veya kolay uygulanabilir olmadığı durumlarda akımı veya gerilimi indirgemek için kullanılan cihazlardır. Ölçü transformatörlerinin kullanım amaçları:

  • Ölçme 

  • Koruma 

  • Kontrol, kumanda

  • İzolasyon

Transformatör ve çeşitlerine yaptığımız bu kısa girizgâhtan sonra ölçü transformatörlerinden olan akım transformatörü veya diğer adıyla akım trafosuna geçelim.

Akım Transformatörü veya Akım Trafosu

Akımı belli bir oranda düşüren cihazlardır. Alçak gerilimde kullanılan ölçü aletlerinin sınırlarını aşan değerleri indirgemek için kullanılırlar. Yüksek gerilimde akım ve gücün emniyetli ölçümünü sağlarlar.

image.png

Akım ölçü transformatörlerinde primer spir sayısı az, sekonder spir sayısı fazladır. Bir manyetik devre (nüve) üzerine sarılmış iki sargıdan oluşur. Değeri düşürülecek hat akımının girdiği sargıya primer, indirgenmiş değerin elde edildiği sargıya sekonder denir.

Akım transformatörlerinin primeri devreye seri bağlanır. Eğer yük olarak birden fazla cihaz bağlanacaksa, sekonder uçlar arasına bu cihazlar seri olarak bağlanırlar.

image.png

Primer uçları à K – L

Sekonder uçlar à k – l

image.png

 

(Çevirme Oranı)

 

Akım trafosunun sekonderine bağlanan cihazlar akım büyüklüğü ile ilgili olduklarından empedansları genelde küçüktür. (Sayaçlar 0.4-1VA, Wattmetre 0.2-6VA, Röleler 0.2-9VA vb.) Örnek olarak, S=5VA olan bir akım transformatörünün sekonderine bağlanacak toplam empedans (5VA=52.z) z=0.2Ω değerini geçmemelidir.

Sekonder akımı maksimum 5A olacak şekilde tasarlanırlar (𝐼2𝑁=5𝐴). Ancak trafo ve akım bilgisi alınacak hat arası mesafe uzunsa, örneğin uzak noktadaki rölelere kumanda edilecekse, nominal sekonder akımı 1A olan trafolar kullanılır. 

image.pngHer demir nüveli elektriksel ekipmanda olduğu gibi akım trafolarında da mıknatıslanma eğrileri bulunur. Akımın belli bir değerinden sonra gerilimdeki değişim azalır ve bir süre sonra sabitlenir.  Doyma sınırını aşan bir akım primerden akıtılırsa sekonderde ölçülen akım tam doğru değeri göstermez. Doyuma ulaştığı için olması gereken değerde akımı akıtacak gerilim endüklenemez.

 

Akım Trafosu Çeşitleri Nelerdir?

Akım Trafosu Çeşitleri

  • Ölçü akım trafoları

  • Koruma akım trafoları

  • Ölçü ve koruma sargısı birlikte olan akım trafoları

  • Özel tipteki aklım trafoları

    • Yardımcı akım trafoları

    • Toplayıcı akım trafoları

Sargı durumuna göre

  • Tek primer ve sekonder sargılı akım trafoları
  • Toplayıcı akım trafoları

Devreye bağlantı durumuna göre

  • Geçit tipi akım trafoları

  • Bara trafoları

  • Kablo tipi akım trafoları

  • Mesnet tipi akım trafoları

  • Manyetik devresi açılır tip akım trafoları

Akım Trafosu Seçimi Nasıl Yapılır?

Akım trafosu seçilirken bir takım hususlara dikkat edilmelidir. Bu hususlar aşağıdaki gibidir.

  • Trafo tipi (ölçme ve koruma)

  • Hata sınıfları

  • Primer akımı ve de dönüştürme oranı

  • Geçirileceği baranın ölçüsü

  • Çalışma sıcaklıkları

  • VA cinsinden nominal gücü

  • Maksimum çalışma ve de test gerilimleri

Akım Trafosu Kullanımında Dikkat Edilecek Hususlar

Akım trafosunun işletmelerde montajı esnasında veya kullanımı esnasında dikkat edilmesi gereken en önemli iki durum sekonder uçlarının açık kalması ve sekonder uçların topraklanmasıdır.

Sekonderinin Açık Kalması Durumu

Sekonder uçlarının açık kalması durumunda zıt manyeto motor kuvvet ortadan kalkar. Primer akımının manyetik devrede akıttığı akıyı azaltıcı etki ortadan kalktığı için manyetik devreden yüksek değerde akı geçer. Manyetik akının artması trafo nüvesinin doymasına ve yüksek değerde gerilim endüklenmesine neden olur. Trafo nüvesi de ısınmaya başladığı izolasyon da bozulur. Bu nedenlerden dolayı primeri şebekeye bağlı olan akım transformatörünün sekonder uçlarına hiçbir ölçü aleti bağlı değilse, bu uçlar kısa devre edilir. Sekonder devrede değişiklik yapılacaksa önce sargı uçları kısa devre edilerek değişiklik yapılmalı, sonra kısa devre kaldırılmalıdır.

Sekonderinin Topraklanması Durumu 

image.pngÖlçme devrelerinin enerji devresinden yeteri kadar yalıtılabilmesi için primer ve sekonder sargılar birbirinden yalıtılmalıdır. Yalıtkanlığın bozulması durumunda, akım transformatörünün primer sargısı ile sekonder sargısı arasında oluşacak kısa devrede, primer devre gerilimi ölçü ve koruma cihazlarına uygulanmış olur. Sekonder sargının topraklanması durumunda arıza gerilimi topraklanan sekonder uç yardımıyla besleme trafosunun nötr noktası ile kapalı devre oluşturur.

Türkiye’nin ilk ve tek yapay zekâ destekli yazılımı Apollo IoT olarak enerji izleme ihtiyacınız için buradayız! Apollo ile elektrik faturalarının kontrolü, optimizasyonu ve tahminlemesini yapabilir, enerji tüketiminizin 365 derece takibini sağlayabilirsiniz!

Apollo platformuyla hiçbir altyapı kurulumu maliyeti olmadan enerjinizi yönetme imkânı sunuyoruz. Sistemden otomatik olarak veya modem yoluyla aldığımız verilerle, fatura kontrolünüzü yapıyoruz. Aynı zamanda enerji yönetiminizi de doğru planlamanıza destek oluyoruz. Düzenli yeniliklerle firma ihtiyacınıza yönelik çözümler üretip portalı güncelliyoruz. Ham madde maliyetlerinin takibini yapabiliyoruz ve enerji tüketiminizi azaltıyoruz. Böylece, sürdürülebilir geleceğe öncülük etmenize destek olmanın mutluluğunu yaşıyoruz.

Reaktif cezadan kaçınmak, faturalarınızı ve enerjinizi doğru yönetmek ve enerji takip sistemlerinden en verimli faydayı sağlamak ve en verimli elektrik tarifesini seçmek için şimdi hemen 10 günlük ücretsiz Apollo Demo talep edin!

 

facebook
twitter
linkedin
sphere-toptorus-half
Yatırım Maliyeti Olmadan
Optimum Kazanç Elde Edebilirsiniz