Elektrik Makinaları ve Tasarım Laboratuvarı Dersi Transformatör Deneyleri (S1.0)

1. ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ Elektrik Makinaları ve Tasarım Laboratuvarı DersiTransformatör Deneyleri (S1.0) Ders Sorumlusu: Yrd. Doç. Dr. Mustafa TURAN Ders Asistanları: Arş. Gör Banu TABAK Arş. Gör. Barış CEVHER Arş. Gör. A. Gökhan YETGİN 2008

2. Transformatör Nedir? • Transformatör (çoğu kez trafo diye kısaltılır); alternatif akımda çalışan ve bir sistemden diğerine enerji transferi yapan, duran bir elektrik makinesidir. • Sarım sayıları ile orantılı gerilim üretileceğinden, belirli bir gerilimdeki enerjiyi başka bir gerilime çevirerek aktarır. • Bu sayede alçak yada orta gerilimde üretilmiş enerji yüksek gerilime ve küçük akıma çevrilerek, hat kayıplarını azaltacak şekilde uzak mesafelere iletilebilir. • Daha sonra iletilmiş yüksek gerilim; yine transformatörler ile şehir içi dağıtım gerilimlerine dönüştürülürler.

3. Transformatörlerin Önemi • Elektrik enerjisinin en önemli özelliklerinden biride üretildiği yerden çok uzak bölgelere kolayca taşınabilmesidir. Bu taşımanın verimli bir şekilde yapılabilmesi için gerilimin yeteri kadar yüksek olması gerekir. • Bilindiği gibi elektrik enerjisi doğru veya alternatif akım şeklinde üretilir. Doğru akımda yüksek gerilimli enerji iletimi son zamanlarda büyük önem kazanmıştır. Ancak bu konuda istenilen düzeye gelinememiş olup çalışmalar sürdürülmektedir. Buna karşılık alternatif akımlı elektrik enerjisinin transformatörler yardımıyla yükseltilip düşürülebildiğinden, enerjinin alternatif akımla taşınması önemini korumaktadır.

4. Transformatörlerin Önemi • Santrallerde jeneratör yardımıyla üretilen elektrik enerjisinin gerilimi çok yüksek değildir. Jeneratör çıkış gerilimleri 0,4-3, 3-6, 3-10, 6-13, 0-14, 7-15, 8 ve 35 kV değerlerindedir. Bu gerilimler enerjinin uzak bölgelere taşınmasını sağlayacak kadar yüksek olmadığından yükseltilmeleri gerekir. Gerilimlerin yükseltilmesi ise ancak transformatörler aracılığı ile gerçekleştirilir. • Bunun yanı sıra tüketim bölgelerinde dağıtım ve kullanma gerilimleri olarak daha düşük gerilimlere ihtiyaç vardır. Bu küçük ve alçak gerilimlerin elde edilmesi de transformatörler yardımı ile olur. • Elektrik enerjisinin iletilmesi, dağıtılması gibi alanlarda ve çeşitli aygıtların çalıştırılmasında kullanılan transformatörler bu yüzden en önemli elektrik makineleri grubundan sayılırlar.

6. Bir Transformatörün Basit Yapısı

7. Eşdeğer Devre

8. Eşdeğer Devre Parametreleri

9. Eşdeğer Devre Parametreleri

10. Aron Bağlantısı (İki Wattmetre Metodu) • Üç fazlı dengeli ve dengesiz yüklerin şebekeden çektiği güçlerin ölçülmesinde en çok kullanılan iki wattmetre metodudur. Pt=P1+P2

11. Transformatör Deneyleri Öncesi Bilinmesi Gereken Konular • Transformatör deneyleri hangi kısımlardan oluşur? • Transformatör deneylerinin yapılmasındaki amaçlar nelerdir? • Transformatör deneyleri bağlantı şekilleri • Eşdeğer devre parametrelerinin nasıl çıkarılacağı • Transformatörün yüklü çalışma deneyinde kullanılan yük çeşitleri ve fazör diyagramları • Transformatör kayıpları nelerdir? Nasıl meydana gelir? • Transformatör kayıpları yük ile nasıl değişir? • Transformatörlerde verim nasıl hesap edilir? • Regülasyon nedir ve nasıl hesap edilir? • Transformatör deneylerinde ölçülen ve hesap edilen parametreler nelerdir?

12. Ön Çalışmada İstenenler • Ön çalışma teslim edilirken internet sayfasında ilan edilen kriterlere uygun bir şekilde getirilmesi gerekmektedir. Not=Yazılar okunaklı, şekiller düzgün çizilmiş olmalıdır.

13. Raporda İstenenler • Rapor teslim edilirken internet sayfasında ilan edilen kriterlere uygun bir şekilde rapor getirilmesi gerekmektedir.

14. Deney Panosu

15. Bir Fazlı Trafo Deney Bağlantı Şeması

16. Boşta Çalışma Deneyi Bağlantı Şekli

17. Kısa Devre Deneyi Bağlantı Şekli

18. Yüklü Çalışma Deneyi Bağlantı Şekli

19. Üç Fazlı Δ-Δ Trafo Deney Bağlantı Şekli

20. Boşta Çalışma Deneyi Bağlantı Şeması (Δ-Δ)

21. Kısa Devre Deneyi Bağlantı Şeması (Δ-Δ)

22. Yüklü Çalışma Deneyi Bağlantı Şekli (Δ-Δ)

23. Δ-Δ Bağlantının Ölçü Aletleriyle Gösterimi

24. Δ-Δ Bağlantının Ölçü Aletleriyle Gösterimi

25. Üç Fazlı Y-Y Trafo Deney Bağlantı Şekli

26. Boşta Çalışma Deneyi Bağlantı Şeması (Y-Y)

27. Kısa Devre Deneyi Bağlantı Şeması (Y-Y)

28. Yüklü Çalışma Deneyi Bağlantı Şekli (Y-Y)

29. Y-Y Bağlantının Ölçü Aletleriyle Gösterimi

30. Y-Y Bağlantının Ölçü Aletleriyle Gösterimi

31. Üç Fazlı Devreler, Mersin Üniversitesi Yayınları, Bölüm 9 • George G. Karady, Lecture Notes