Trafo Arızalarını ve Bakım Gerekliliğini Daha İyi Nasıl Anlayabiliriz?
- Hüseyin GÜZEL
- 7 hours ago
- 12 min read
Trafo Bakımı ve Sistem Kritikliği
Genel olarak, Trafo arızaları, güç sistemlerinde kritik aksaklıklara neden olabilir. Bunun temel sebebi, trafoların güç dağıtım zincirindeki vazgeçilmez bağlantılar olmalarıdır. Teknik literatürde de belirtildiği gibi, trafolar diğer elektrikli ekipmanlara kıyasla daha az bakım gerektirse de, bir arıza durumunda uzun süreli sistem kesintileri kaçınılmazdır. Zira arızalı bir trafonun değişimi önemli bir zaman dilimi gerektirmektedir.
Trafo Bakım ve Operasyonel Denetim Kapsamını Belirleyen Faktörler
Bir trafo için gereken bakım ve operasyonel denetimin kapsamı birkaç temel faktöre bağlıdır. Bunlar arasında trafonun kapasitesi, elektrik sistemindeki kritikliği, şebekedeki belirli konumu, hakim iklim koşulları ve genel operasyonel koşullar yer alır.
Bir trafonun bakım ve operasyonel denetiminin kapsamı, aşağıdaki temel faktörlere göre belirlenir:
Trafonun Kapasitesi: Trafonun nominal gücü, bakım sıklığı ve derinliğini doğrudan etkiler; yüksek kapasiteli üniteler daha detaylı inceleme gerektirir.
Sistemdeki Kritikliği: Trafonun elektrik şebekesindeki rolü ve arızasının olası sistem kesintisi boyutu, uygulanan bakım protokollerinin yoğunluğunu belirler.
Şebekedeki Konumu: İletim, dağıtım veya özel endüstriyel ağlardaki konumu, maruz kaldığı operasyonel stresleri ve dolayısıyla bakım gereksinimlerini farklılaştırır.
Hakim İklim Koşulları: Aşırı sıcaklık, nem, kirlilik ve diğer çevresel faktörler, trafonun yalıtım ve mekanik bileşenleri üzerindeki yıpratıcı etkileri artırarak bakım ihtiyacını yükseltir.
Genel Operasyonel Koşullar: Trafonun yüklenme profili, voltaj dalgalanmaları ve arıza akımlarına maruz kalma düzeyi, bakım ve izleme programlarının oluşturulmasında kritik rol oynar.
Bu faktörlerin dikkate alınması, trafonun güvenilirliğini ve ömrünü optimize eden, aynı zamanda gereksiz maliyetleri önleyen etkin bir bakım stratejisi için esastır.
Şimdi trafo arızalarının ana nedenlerinin neler olduğunu ve bunların zamanında nasıl tespit edileceğini tartışalım:
Bir arıza durumunda kök nedeni belirlemek, etkili bir çözüm geliştirmedeki ilk ve en kritik adımdır. Arızaların kaynakları nadiren tek bir faktöre bağlıdır; aksine, birden fazla etkenin karmaşık etkileşiminden ortaya çıkar. Bu etkenler genellikle aşağıdaki ana kategoriler altında sınıflandırılır:
Spesifikasyonlarda Eksiklik
Yalıtım tipinin seçiminde hata
Uygun olmayan kapasite
Kurulum yerindeki koşullara (nem, sıcaklık, tehlikeli gazlar vb.) dikkat edilmemesi
Tesislerde Eksiklik
Yanlış kurulum
Paratonerlerin kapasite ve koruma aralığının yanlış olması
Koruma için anahtar ve röle hatası
Ekipmanın İşletimi ve Bakımındaki Eksiklikler
Dış iletken parçaların gevşemesi ve ısınması.
Yalıtım yağının bozulması
Kabloların aşırı yüklenmesi veya bağlantısında hatalar.
Çalışmada hata ve koruma devrelerinin düzenlenmesinde dikkatsizlik.
Conta ve vanaların yetersiz muayenesi.
Aksesuarların yetersiz bakımı.
Normal aşınma ve yıpranma
Doğal afetler
Yukarıda bahsedilen birincil nedenlerden kaynaklanan trafo arızaları, genellikle ikincil ve üçüncül arızaları tetikleyerek kök nedenin izlenmesini zorlaştırır.
Ancak, arıza anındaki işletme koşulları, çeşitli koruma rölelerinin kayıtları, trafo bakım geçmişi ve düzenli denetim kayıtları, çoğu durumda arıza nedeninin doğru bir şekilde belirlenmesine yardımcı olacaktır. Bu verilerin kapsamlı analizi, arızanın altında yatan temel mekanizmaların anlaşılması için kritik öneme sahiptir.
Bir trafonun arızaları aşağıdaki şekilde sınıflandırılabilir:
Trafonun iç arızaları: çekirdek ve bobinde:
Dielektrik kesintisi
Sargının kopması ve bükülmesi
Topraklamada hata
Musluk değiştiricinin açık bağlantısı
İzolasyon yağı
Trafonun dış arızaları: Tankta
Conta, valf veya kaynak kordonunda yağ sızıntısı nedeniyle
Havalandırma burçları, aşırı basınç valfi, termometreler, yağ seviye göstergesi vb. nedeniyle
Zorunlu soğutma fanlarında, Buchholz Rölesinde, akım trafolarının burçlarının çıkışında vb. arızalar nedeniyle
Bir trafoda arızanın erken tespiti, cihazın bütünlüğü ve sistem sürekliliği için hayati öneme sahiptir. Bu durum, titiz ve detaylı bir bakım ile düzenli incelemeyi zorunlu kılar. Arızaların önlenmesi ve potansiyel sorunların büyümeden giderilmesi amacıyla belirli rutin denetim prosedürleri mevcuttur. Bu prosedürlerin titizlikle uygulanması, trafonun ömrünü uzatırken, olası büyük arızaların ve buna bağlı operasyonel kesintilerin önüne geçilmesinde kilit rol oynar.
Bu tür muayeneler sayesinde, potansiyel bir arıza ciddi boyutlara ulaşmadan tespit edilebilir ve böylece oluşabilecek hasar mümkün olan en üst düzeyde azaltılabilir. Erken müdahale, hem ekipmanın ömrünü uzatır hem de onarım maliyetlerini ve işletme kesintilerini minimize eder.
Bazı trafo arızaları, insan kontrolünün ötesindeki faktörlerden kaynaklanır ve iki ana kategoriye ayrılabilir: ani trafo arızaları ve yavaş gelişen arızalar. Bu tür arızaların nedenlerini anlamak, önleyici tedbirler geliştirmek açısından kritik öneme sahiptir.
3.1| Ani Trafo Arızaları (Anlık Gelişen Arızalar)
Ani trafo arızaları, genellikle dış etkenler veya ani iç stresler sonucunda beklenmedik bir şekilde ortaya çıkan, hızla yayılan ve ciddi hasara yol açan arızalardır. Bunlar genellikle şu nedenlerle meydana gelir:
Yıldırım Düşmesi: Trafoya doğrudan veya yakın bir noktaya düşen yıldırım, yalıtım sistemlerinde ani ve büyük gerilim artışlarına neden olarak delinmelere yol açabilir. Bu, en sık görülen ani arıza nedenlerinden biridir.
Şebeke Aşırı Gerilimleri: Elektrik şebekesindeki ani voltaj dalgalanmaları veya anahtarlama operasyonlarından kaynaklanan geçici aşırı gerilimler, trafonun yalıtımını zorlayarak arızalara sebep olabilir.
Kısa Devre Akımları: Şebekedeki diğer bir noktada meydana gelen bir kısa devre, trafodan geçen aşırı akımlara ve buna bağlı mekanik strese neden olabilir. Bu durum, özellikle zayıf sarım bağlantılarında veya yalıtım bölgelerinde ani hasara yol açabilir.
Doğal Afetler: Deprem, sel, fırtına gibi doğal afetler, trafonun mekanik yapısına zarar verebilir, bağlantılarını koparabilir veya yalıtım özelliklerini bozarak ani arızalara yol açabilir.
İç Arıza Gelişimi (Ani Patlama): Nadiren de olsa, trafo içindeki yalıtım malzemelerinin (örn. yağ, kağıt) aniden bozularak büyük bir gaz oluşumuna veya iç kıvılcımlanmaya yol açması sonucu anlık ve yıkıcı bir patlama meydana gelebilir. Bu genellikle üretim hatası veya uzun süreli stresin anlık zirvesidir.
Deprem ve yangın kaynaklı aksaklıklar, trafonun kazara hasar görmesine neden olabilir.
3.2| Yavaş Gelişen Arızalar (Zamanla Ortaya Çıkan Arızalar)
Yavaş gelişen arızalar, trafo bileşenlerinde zamanla meydana gelen degradasyon ve yıpranma sonucunda ortaya çıkar. Bu arızalar, ani arızalar gibi hemen belirgin olmayıp, genellikle izleme ve periyodik testler sırasında tespit edilebilir.
Başlıca nedenleri şunlardır:
Yalıtımın Bozulması: Trafonun en kritik bileşenlerinden biri olan yalıtım sistemi (yağ, kağıt), zamanla nem, sıcaklık, elektriksel stres ve kirlilik gibi faktörlerin etkisiyle bozulur. Yalıtımın dielektrik mukavemetindeki kademeli düşüş, kısmi deşarjlara ve sonunda yalıtım arızalarına yol açabilir.
Termal Stres ve Yaşlanma: Trafonun normal çalışması sırasında oluşan ısı, sargılarda ve yalıtımda termal strese neden olur. Uzun süreli yüksek sıcaklık maruziyeti, yalıtım malzemelerinin kimyasal yapısını değiştirerek yaşlanmasını hızlandırır ve ömrünü kısaltır.
Mekanik Yıpranma ve Titreşim: Trafonun sargıları ve diğer iç bileşenleri, operasyon sırasında oluşan elektromanyetik kuvvetler ve titreşimler nedeniyle zamanla mekanik olarak yıpranabilir. Bu durum, gevşek bağlantılara, sargı deformasyonlarına veya soğutma sistemi arızalarına yol açabilir.
Korozyon: Özellikle dış ortam koşullarına maruz kalan trafo parçaları (örn. radyatörler, busingler), nem ve hava kirliliği nedeniyle korozyona uğrayabilir. Bu, soğutma verimliliğini düşürebilir veya elektriksel bağlantıları zayıflatabilir.
Yağ Bozulması: Trafonun soğutma ve yalıtım yağı, operasyon süresince oksijen, nem ve sıcaklıkla reaksiyona girerek bozunur. Yağın dielektrik özellikleri ve soğutma kapasitesi zamanla azalarak arıza riskini artırır. Bu durum, çamur oluşumu, asitlenme ve nem doygunluğu gibi belirtilerle kendini gösterir.
Bu insan kaynaklı olmayan arıza türlerinin anlaşılması, trafoların daha etkili bir şekilde izlenmesi, bakımının yapılması ve ömrünün uzatılması için temel teşkil eder.
3.2.1 Ani trafo arızaları genellikle, trafonun tamamen dışsal veya harici etkenlerden kaynaklanan bir formda ortaya çıkar. Bu tip arızalar, sıklıkla öngörü yeteneğimizi ve bunlarla yüzleşme hazırlığımızı aşan durumlardır.
Trafo bakımı ve denetiminin amacı, oluşan ve yavaş yavaş gelişebilecek arızaları keşfetmektir. Bu arızalar aşağıda açıklanmıştır:
3.2.2 Harici bir kısa devreden kaynaklanan mekanik darbeler, trafo sargılarında ve yalıtım malzemelerinde deformasyona yol açabilir. Trafolar, normalde yüksek ısıya ve mekanik strese dayanacak şekilde tasarlanıp üretilirler. Ancak, özellikle sık ve yoğun mekanik darbelere maruz kaldıklarında, başlangıçta küçük gibi görünen bir deformasyon dahi zamanla ciddi bir iç arızaya dönüşebilir. Bu durum, sargıların sıkışması, yalıtım boşluklarının daralması veya yalıtım malzemelerinin bütünlüğünün bozulması gibi sonuçlar doğurarak trafonun operasyonel güvenilirliğini tehlikeye atar.
3.2.3 Çekirdek izolasyonu, trafoda kritik bir rol oynar. Çekirdek levhaları arasında veya çekirdeğin sıkma vidası ile izolasyon borusu gibi noktalarda zayıf izolasyon meydana gelebilir. Bu durum, manyetik akımda kısa devreye yol açar. Kısa devrenin olduğu bölgede sürekli bir kısa devre akımı akışı oluşur ve bu da aşırı ısınmaya neden olur. Kontrol altına alınmadığında, bu aşırı ısınma ciddi iç arızalara ve trafonun operasyon dışı kalmasına yol açabilir.
3.2.4 Aşırı yük gibi sert çalışma koşulları, trafonun izolasyonunda zayıflığa yol açar. Teknik talimat kılavuzlarında da belirtildiği gibi, trafonun izolasyonu sıcaklık arttıkça bozulmaya başlar. Bu bozulma, yıllar içinde giderek kötüleşerek ilerler ve trafo aşırı yüke maruz kaldığında ciddi bir arızaya dönüşme potansiyeli taşır. Bu durum, yalıtım malzemelerinin dielektrik mukavemetinin düşmesi ve sonuç olarak içsel kısa devrelere yol açmasıyla trafo ömrünü kısaltır.
3.2.5 Trafolarda kullanılan yalıtım malzemeleri, özellikle yağ ve burçlar, zamanla çeşitli faktörlerin etkisiyle bozunur. Bu bozunmanın başlıca nedenleri arasında nem emilimi, oksidasyon ve kısmi deşarj oluşumu yer alır.
Nem Emilimi: Yalıtım yağı ve katı yalıtım malzemeleri (örn. prespan) nemi kolayca emer. Nemin varlığı, yalıtımın dielektrik dayanımını önemli ölçüde düşürür ve bu da elektrik arızası riskini artırır.
Oksidasyon: Trafonun çalışma sıcaklığı, yağın oksijenle reaksiyona girmesine neden olur. Bu oksidasyon süreci, yağda çamur oluşumuna, asitlenmeye ve dielektrik özelliklerinin bozulmasına yol açar. Sonuç olarak, yağın soğutma ve yalıtım kapasitesi azalır.
Kısmi Deşarj Oluşumu: Yalıtım içindeki küçük boşluklarda veya kusurlu bölgelerde meydana gelen kısmi deşarjlar, zamanla yalıtım malzemelerine kalıcı hasar verir. Bu deşarjlar, yalıtımın kademeli olarak bozulmasına ve sonunda tam bir yalıtım arızasına yol açabilir.
Bu bozunma mekanizmaları, trafonun ömrünü kısaltan ve güvenilirliğini azaltan önemli etkenlerdir. Düzenli bakım ve izleme, bu tür problemlerin erken tespiti ve yönetimi için hayati öneme sahiptir.
3.2.6 Rüzgar, kar, tuz ve toz gibi çevresel faktörler, trafonun dış yalıtımında bozulmaya neden olabilir. Bu tür dış etkenlerin yalıtım üzerindeki yıpratıcı etkisi, zamanla ciddi arızalara yol açma potansiyeli taşır. Ancak, bu tür bozunmalar, doğru ve düzenli muayene ile bakımla büyük ölçüde önlenebilir. Periyodik temizlik, yalıtım yüzeylerinin kontrolü ve gerektiğinde onarım veya değiştirme işlemleri, trafonun dış yalıtımının uzun ömürlü ve güvenilir kalmasını sağlar.
3.2.7 Trafolarda aksesuar arızaları, genellikle yağ kaçağı ve gaz kaçağı şeklinde ortaya çıkar. Bu tür arızalar, trafonun genel performansı ve güvenilirliği üzerinde önemli etkilere sahiptir:
Yağ Kaçağı: Trafonun yalıtım ve soğutma sisteminin ayrılmaz bir parçası olan dielektrik yağın sızması, hem yağ seviyesinde düşüşe hem de yalıtım özelliklerinin bozulmasına yol açar. Bu durum, aşırı ısınmaya ve nihayetinde trafonun arızalanmasına neden olabilir. Kaçaklar genellikle contalardaki yaşlanma, mekanik hasarlar veya bağlantı noktalarındaki gevşekliklerden kaynaklanır.
Gaz Kaçağı: Genleşme tankı, buşingler veya diğer gazla doldurulmuş koruma sistemlerindeki sızıntılar gaz kaçağına neden olabilir. Özellikle azot gazı kullanılan sistemlerde, gaz seviyesindeki düşüş, yağın oksijenle temasını artırarak oksidasyon sürecini hızlandırır ve yalıtımın bozulmasına yol açar. Ayrıca, gaz kaçağı basınçlı sistemlerin koruma fonksiyonunu da zayıflatır.
Bu aksesuar arızaları, zamanında tespit edilip giderilmezse, trafonun ömrünü kısaltabilir ve büyük sistem kesintilerine yol açabilir. Bu nedenle, düzenli denetimler ve bakımlar, bu tür kaçakların erken teşhisi ve onarımı için kritik öneme sahiptir.
Trafolarda meydana gelen iç arızalar, genellikle cihazın ana işlevini yerine getiren kritik dahili bileşenlerde oluşan hasarlar veya bozulmalardır. Bu arızalar, trafonun yalıtım sistemini, sargılarını veya manyetik çekirdeğini doğrudan etkiler ve ciddi operasyonel sorunlara yol açabilir.
İşte başlıca iç arıza türleri:
4.1| Sargıdaki Kusurlar
4.1.1 Kısa devreler, trafo arızaları arasında önemli bir yer tutar ve dönüşler arası, fazlar arası ve sargı-toprak olmak üzere farklı tiplerde ortaya çıkabilir. Bu kısa devre arızalarının çoğu, genellikle iki ana nedenden kaynaklanır:
Parafudrlardaki Anormal Gerilimler: Yıldırım düşmesi veya şebeke anahtarlaması gibi olaylar sonucunda meydana gelen aşırı gerilimler, parafudrların yeterince koruma sağlayamaması durumunda trafo sargılarında ani ve yıkıcı gerilim streslerine neden olabilir. Bu durum, yalıtımın delinmesine ve dolayısıyla kısa devrelere yol açar.
Yalıtım Yağının Bozulması ve Nem Girişi: Trafonun en kritik yalıtım ortamlarından biri olan dielektrik yağın zamanla bozulması (oksidasyon, asitlenme, çamurlaşma) ve/veya dışarıdan nem (yağmur suyu sızması vb.) girişi, yağın yalıtım özelliklerini dramatik şekilde düşürür. Yalıtım bariyerinin zayıflaması, sargılar arasında veya sargılar ile toprak arasında kolayca kısa devre oluşumuna zemin hazırlar.
Bu faktörlerin birleşimi, trafonun güvenilirliğini ciddi şekilde tehlikeye atarak operasyonel kesintilere ve pahalı onarım maliyetlerine neden olabilir.
Ayrıca, bazı kısa devreler, elektromanyetik mekanik bir kuvvet veya anormal aşırı yük nedeniyle oluşan ısı nedeniyle bozulmadan kaynaklanır.
Genellikle, ikincil etki olarak, iç kısa devreler sargılarda ciddi deformasyonlara neden olur.
4.1.2 Sargı terminallerinin kırılması, trafolarda karşılaşılan ciddi iç arızalardan biridir. Bu durum genellikle iki ana nedenden kaynaklanır:
Aşırı Akım ve Yıldırım Düşmesi: Harici kısa devreler veya yıldırım düşmesi gibi aşırı akım olayları, sargı terminallerinde yüksek düzeyde termal ve mekanik stres oluşturur. Bu ani ve şiddetli enerji boşalımı, terminallerin malzemesine dayanabileceğinden fazla yük bindirerek hasara veya doğrudan kırılmaya yol açabilir.
Tekrarlayan Mekanik Yıkıcı Kuvvetler: Sistemin tekrar eden kısa devre kazaları, trafo içinde tekrarlayan mekanik yıkıcı kuvvetler yaratır. Bu kuvvetler, zamanla sargıların destek yapılarında yorulmaya ve hasara neden olur. Desteklerin zayıflamasıyla birlikte, sargı terminalleri üzerindeki gerilim artar ve nihayetinde terminallerin kırılmasına yol açar.
Terminal kırılmaları, trafo devresinin bütünlüğünü bozarak ciddi operasyonel kesintilere ve pahalı onarımlara neden olabilir. Bu tür arızaların önüne geçmek için trafoların kısa devre dayanımlarına uygun olarak tasarlanması ve şebeke koruma sistemlerinin etkin çalışması büyük önem taşır.
4.1.3 Toprak kısa devreleri, trafoda sargının topraklama noktasına, çekirdeğe veya tanka bağlanmasıyla meydana gelir. Bu tür arızalar genellikle darbe gerilimleri (örn. yıldırım düşmesi) veya yalıtımın zamanla bozulması sonucu oluşur.
Bu tip kusurların önemli bir avantajı, genellikle harici teşhis yöntemleri veya sürekli elektriksel izleme sistemleri aracılığıyla nispeten kolayca tespit edilebilir olmalarıdır. Örneğin, koruma röleleri, diferansiyel akım ölçümleri veya gaz analizleri gibi yöntemler, bir toprak kısa devresinin varlığını hızla işaret edebilir. Erken tespit, arızanın daha ciddi boyutlara ulaşmadan müdahale edilmesini sağlayarak, trafonun onarım maliyetini ve sistem kesinti süresini minimize etmeye yardımcı olur.
Trafoların manyetik çekirdeğinde aşırı ısınmaya neden olan kusurlar mevcuttur. Bu kusurlar genellikle çekirdek sıkma vidalarının zayıf yalıtımından veya tıkanmış bir yağ soğutma kanalından kaynaklanır.
Zayıf Çekirdek Sıkma Vidası Yalıtımı: Çekirdek sıkma vidalarının yalıtımının yetersiz olması, bu vidalar üzerinde girdap akımlarının oluşmasına yol açar. Bu akımlar, lokalize ısınmaya neden olarak çekirdek sıcaklığını artırır.
Tıkanmış Yağ Soğutma Kanalları: Trafonun yağ dolaşım sistemi içinde yer alan soğutma kanallarının tıkanması, yağın çekirdek etrafındaki ısıyı etkin bir şekilde taşımasını engeller. Bu durum, ısının birikmesine ve çekirdeğin aşırı ısınmasına yol açar.
Bu tür çekirdek kusurları genellikle yavaşça gelişir. Başlangıçta hafif olan ısınma, zamanla yalıtımın bozulmasına, yağın yaşlanmasına ve nihayetinde daha ciddi iç arızalara zemin hazırlayabilir. Bu nedenle, düzenli izleme ve bakım, bu tür yavaş gelişen sorunların erken tespiti için kritik öneme sahiptir.
Daha önce de belirtildiği gibi, trafolarda karşılaşılan yalıtım zayıflıkları ve zayıf topraklama temas noktaları, genellikle kısmi kısa devre akımlarının oluşumuna yol açar. Bu akımlar, yalıtım malzemelerinin çevresindeki yağın bozulmasına neden olur. Yağın bu şekilde degradasyonu, zamanla yalıtım sisteminin genel direncini zayıflatır ve bu durum giderek daha ciddi arızalara dönüşebilir. Başlangıçta küçük bir sorun gibi görünen bu durum, kontrol altına alınmadığında trafonun ömrünü kısaltan ve büyük operasyonel kesintilere yol açan önemli hasarlara neden olabilir.
Çekirdek ile sargı kelepçeleri arasındaki zayıf veya gevşek sıkma, trafonun operasyonu sırasında zararlı titreşimlere neden olabilir. Bu durum, elektromanyetik kuvvetlerin etkisiyle oluşan doğal titreşimlerin genliğini artırarak:
Mekanik Aşınma: Kelepçeler ve sargılar arasında sürtünmeye bağlı aşınmaya yol açar.
Yalıtım Bozulması: Tekrarlayan mekanik stres, sargı yalıtımının bütünlüğünü bozarak kısmi deşarjlardan kısa devrelere kadar çeşitli arızalara zemin hazırlayabilir.
Gürültü Artışı: Titreşimler aynı zamanda trafonun çıkardığı ses seviyesini de artırır.
Lokal Isınma: Gevşek bağlantı noktalarında artan direnç, lokal aşırı ısınmaya neden olabilir.
Bu nedenle, trafo montajında ve periyodik bakımlarında bu bağlantı noktalarının uygun sıkılıkta olması hayati önem taşır.
Trafoların arızalara karşı korunmasında, ek koruma olarak çeşitli röleler kullanılır. Bu röleler, anormal çalışma koşullarını veya arızaları hızla algılayarak trafonun sistemden ayrılmasını sağlar. Dahili arızalara karşı trafonun korunmasında kullanılan başlıca röleler ve parçalar şunlardır:
Trafoya doğrudan bağlanan ve arızaları mekanik olarak algılayan cihazlar:
Buchholz rölesi
Basınç yükselme rölesi,
Basınç tahliye cihazı.
Kontrol kabinine dolaylı olarak bağlanan ve arızaları elektriksel olarak algılayan cihazlar:
Diferansiyel rölesi,
Aşırı akım rölesi,
Toprak akımı rölesi.
Diferansiyel Koruma Rölesi (87T): Trafo korumasında en hassas ve hızlı rölelerden biridir. Trafonun primer ve sekonder taraflarındaki akımları sürekli karşılaştırır. Bu akımlar arasındaki fark (diferansiyel akım), trafo içinde bir arıza (örneğin, sargı kısa devresi) olduğunu gösterdiğinde röle tetiklenir ve kesicilere açma komutu gönderir.
Aşırı Akım Rölesi (50/51): Trafoyu aşırı yüklenmelere ve dış kısa devrelere karşı korur. Akım belirli bir eşik değerini aştığında veya belirli bir süre boyunca bu eşiğin üzerinde kaldığında devreye girer.
Toprak Arıza Rölesi (50N/51N): Toprak kaçak akımlarını algılar. Özellikle sargı-toprak kısa devreleri gibi durumlarda, toprağa akan akımı tespit ederek trafonun korunmasını sağlar.
Buchholz Rölesi (63): Yağlı tip trafolara özgü bir gaz algılama rölesidir. Trafo içindeki arızalar (kısmi deşarjlar, aşırı ısınma, sargı kısa devreleri) yağın bozulmasına ve gaz oluşumuna neden olduğunda bu gazı algılar. Yavaş gaz birikimlerinde alarm verirken, ani ve büyük gaz oluşumlarında doğrudan trafonun devreden çıkarılmasını sağlar.
Basınç Tahliye Cihazı (PRV - Pressure Relief Valve): Bir röle olmasa da, Buchholz rölesiyle birlikte çalışarak trafo içindeki ani basınç artışlarını algılar ve güvenli bir şekilde tahliye ederek tank patlamalarını önler. Ani bir iç arıza durumunda oluşan gazların yarattığı basıncı düşürür.
Termal Aşırı Yük Rölesi (49): Trafonun sargı sıcaklığını veya yağ sıcaklığını izler. Sıcaklık tehlikeli seviyelere ulaştığında alarm verir ve/veya trafonun aşırı yük nedeniyle zarar görmesini önlemek için devreden çıkarır.
Voltaj Röleleri (27/59): Düşük voltaj (27) veya aşırı voltaj (59) koşullarını algılar. Bu durumlar trafo veya sistem için zararlı olabileceğinden, röleler koruma veya alarm işlevi görür.
Yukarıdaki rölelerin algıladığı dahili arızalara karşı trafonun yapısal olarak korunmasında rol oynayan kritik parçalar şunlardır:
Dielektrik Yağ: Hem yalıtım hem de soğutma ortamı olarak görev yapar. Yağın kalitesi ve miktarı, dahili arızalara karşı ilk savunma hattıdır. Bozulmuş veya düşük seviyeli yağ, arıza riskini artırır.
Yalıtım Malzemeleri (Kağıt, Prespan, Ahşap Bloklar vb.): Sargılar arasında, sargılar ile çekirdek arasında ve diğer iletken parçalar arasında elektriksel izolasyonu sağlarlar. Bu malzemelerin bütünlüğü, iç kısa devreleri ve kısmi deşarjları önlemek için hayati öneme sahiptir.
Sargılar ve İletkenler: Elektrik akımını taşıyan ana elemanlardır. Sargıların mekanik sağlamlığı, doğru şekilde sarılması ve uygun yalıtımı, kısa devrelere karşı dirençlerini belirler.
Manyetik Çekirdek (Nüve): Akı yolunu sağlar. Çekirdek laminasyonlarının yalıtımı, girdap akımı kayıplarını ve lokal aşırı ısınmayı önleyerek dahili arızaların önüne geçmeye yardımcı olur.
Tank ve Contalar: Yağın dışarı sızmasını önler ve dış etkenlere karşı koruma sağlar. İyi contalar, nem ve oksijenin içeri girmesini engelleyerek yağın ve yalıtımın ömrünü uzatır.
Bushings (Bushingler): Trafonun içindeki yüksek voltajlı iletkenleri tankın topraklanmış yapısından yalıtan geçiş izolatörleridir. Bunlardaki herhangi bir yalıtım bozulması, toprak kısa devrelerine yol açabilir.
Tap Changer (Kademe Değiştirici): Gerilim oranını ayarlayan bir mekanizmadır. Yük altında veya yüksüz (OLTC/DETC) tipleri vardır. Kontakların ve yalıtımın durumu, dahili arızaları önlemek için kritiktir.
Bu röleler ve dahili bileşenler, trafonun güvenli ve kesintisiz çalışmasını sağlamak için bir bütün olarak hareket eder. Düzenli bakım, test ve izleme bu koruma sistemlerinin etkinliğini sürdürmek için vazgeçilmezdir.
Referans Kaynak: Operation and Maintenance for Power Transformers in ABB’s User’s Manual
Comments