Trafo empedansı, sargı direnci sebebiyle tam yükteki gerilim
düşümü olarak tanımlanabilir. Sekonderi
kısa devre edilmiş trafonun primer geriliminin 0’dan başlayıp arttırılarak
sekonderde tam yük akımına ulaşıldığındaki primer gerilim değerin trafonun
nominal primer gerilime yüzdesidir. 154/31,5 kV bir trafoyu göz önüne alalım. Sekonderini kısa devre ettiğimiz trafonun primer gerilimini 0V’tan başlayıp
arttıralım. Sekonder akımın tam yük akımına ulaştığındaki primer gerilimimiz
15,4kV olsun. Bu trafonun empedansı:
Z% = (15,4/154)*100 = 10% olarak bulunur.
Trafonun çevrim oranı(kademesi) değiştikçe net empedansı ve
dolayısıyla yukarıda bulduğumuz 15,4kV değeri değişir ancak %empedans değeri
değişmez. Bu yüzden empedans birimi normalde ohm olmasına rağmen burada daha
kolay hesaplama yapılabilmesi amacıyla farklı bir yorumla %empedans olarak kullanılmıştır.
%empedans değeri hata anındaki maksimum akımı belirler.
15,4kV’ta kısa devredeyken tam yük akımı akıyorsa, trafo tam yükteyken arıza anında bunun 10 katı(154/15,4) kadar hata akımı akacaktır.
Trafoların güçlerinden fazla yük olduğunda 2 veya daha fazla
trafo paralel bağlanması ihtiyacı doğabilir. Tek trafodansa paralel bağlantı ile çoklu trafoda
sistem güvenilirliği de artmış olur. Ayrıca bazı durumlarda, tek bir trafonun
gücünü arttırmaktansa ek bir trafo koymak daha ekonomiktir.
Trafoların paralel bağlanmasında yük dağılımını etkileyen
temel parametreler:
- Çevrim oranı (kademe)
- Empedans (%Z)
- X/R oranı
Bu parametrelerden kademe ve X/R oranı farklı olduğunda
trafolar arası dolaşım akımı oluşur ve yük dağılımı dengesizleşir. Yine
trafoların taşıyabileceği maksimum yük azalır.
Sadece empedans farklı olduğunda ise yük dağılımı değişir, taşıyabileceği maksimum yük azalır ancak sirkülasyon akımı oluşmaz.
Paralel bağlanma durumunda trafoların yük dağılımlarına dair eşitlikler böyledir.
Paralel bağlanma durumunda trafoların yük dağılımlarına dair eşitlikler böyledir.
20000kVA, %5 empedanslı iki trafoyu paralel bağlayalım ve
yük 35000kVA olsun.
Yukarıdaki eşitlikler kullanılırsa:
kVA1 = kVA2 = 1000/(1000 + 1000) x 35000 kVA = 17500 kVA
Herhangi bir dengesizlik oluşmaz.
Biri 30000kVA, diğeri 10000kVA ve empedansları eşit olan iki
trafoyu 40000kVA yük altında paralel bağlayalım. Yine yukarıdaki eşitlikler
uygulanırsa:
kVA1 = 1500/(1500 + 500) x 40000 kVA = 30000 kVA
kVA2 = 500/(1500 + 500) x 40000 kVA = 10000 kVA
Trafolar güçleri oranında yüklenmiş oldu. Yük dengesizliği
gerçekleşmez.
Şimdi farklı empedanslara sahip trafolara bakalım. 16000kVA, %11 empedanslı ve 25000kVA %10,8 empedanslı iki
trafoyu 40000kVA yük altında paralel bağlanırsa:
kVA1 = 1455/(1455 + 2315) x 40000 kVA = 15438 kVA
kVA2 = 2315/(1455 + 2315) x 40000 kVA = 24562 kVA
Empedanslar birbirine çok yakın olduğu için fazla bir yük
dengesizliği ortaya çıkmadı. Yine de tam
yükte kullanmak isteseydik trafolardan empedansı küçük olan fazla yüklenmiş
olacaktı.
Aynı trafoları bu kez tam yükte 41000kVA’da paralel
bağlayalım:
kVA1 = 1455/(1455 + 2315) x 41000 kVA = 15824 kVA
kVA2 = 2315/(1455 + 2315) x 41000 kVA = 25176 kVA
İkinci trafo yaklaşık binde 7 kadar fazla yüklenmiş oldu.
Empedansları çok farklı iki trafoyu ele alalım. Biri
10000kVA %4, diğeri 10000kVA %6 empendaslı olsun ve yük 15000kVA olsun.
kVA1 = 2500/(2500 + 1667) x 18000 kVA = 10800 kVA
kVA2 = 1667/(2500 + 1667) x 18000 kVA = 7200 kVA
Birinci trafo %7 aşırı yüklenirken, ikinci trafo
kapasitesinin sadece %72’si kadar yüklenebildi.
Trafolar paralel bağlanırken kademeler ya da trafolara ait
X/R oranı farklı olursa, gerilim seviyeleri değişeceğinden, büyük dolaşım akımları ortaya çıkar. Tek bir kademe
farkında bile %20’ye varan dolaşım akımları oluşabilir. Bu da hem ısıya hem de
büyük kapasite kaybına yol açar.
Kaynaklar:
Yorumlar
Yorum Gönder