Dağıtım trafosu - Distribution transformer

Kanada'da tek fazlı dağıtım trafosu
Suriye'de üç fazlı dağıtım trafosu

Bir dağıtım transformatörü veya servis transformatörü a, transformatör son içerir gerilim dönüşümü elektrik güç dağıtım müşteri tarafından kullanılan seviyeye dağıtım hatlarında kullanılan gerilimini düşürerek, sistem. Pratik, verimli bir transformatörün icadı, AC güç dağıtımını mümkün kıldı; Dağıtım transformatörleri kullanan bir sistem 1882 gibi erken bir tarihte gösterildi.

Bir şebeke direğine monte edilmişse, bunlara kutup montajlı transformatörler denir . Dağıtım hatları zemin seviyesinde veya yeraltında bulunuyorsa, dağıtım transformatörleri beton pedler üzerine monte edilir ve çelik kasalara kilitlenir, bu nedenle dağıtım kademe montajlı transformatörler olarak bilinir .

Dağıtım transformatörleri normalde 200 kVA'dan düşük derecelendirmelere sahiptir , ancak bazı ulusal standartlar 5000 kVA'ya kadar olan ünitelerin dağıtım transformatörleri olarak tanımlanmasına izin verebilir. Dağıtım transformatörlerine 24 saat enerji verildiğinden (yük taşımadıklarında bile), demir kayıplarının azaltılması tasarımlarında önemli bir rol oynamaktadır. Genellikle tam yükte çalışmadıkları için, daha düşük yüklerde maksimum verime sahip olacak şekilde tasarlanmıştır. Daha iyi bir verime sahip olmak için bu transformatörlerde voltaj regülasyonu minimumda tutulmalıdır. Bu nedenle, küçük sızıntı reaktansına sahip olacak şekilde tasarlanmıştır .

Türler

Dağıtım transformatörleri, aşağıdaki gibi faktörlere göre farklı kategorilere ayrılır:

  • Montaj yeri - direk, altlık, yer altı tonozu
  • Yalıtım türü - sıvıya daldırılmış veya kuru tip
  • Faz sayısı - tek fazlı veya üç fazlı
  • Gerilim sınıfı
  • Temel dürtü yalıtım seviyesi (BIL).
Macaristan'da iki üç fazlı transformatör

Kullanım

Dağıtım transformatörleri normalde , kabloların bir elektrik direğinden veya yer altı elektrik hatlarından bir müşterinin tesislerine geçtiği bir servis noktasında bulunur. Bunlar genellikle tesislerin güç kaynağı olarak kullanılan bu tür izole evlerin, farmyards veya dış yerleşim, pompa istasyonu ile gerilimleri 30 kV altında. Diğer bir uygulama, AC ile elektriklendirilmiş demiryollarının havai telinin güç kaynağıdır . Bu durumda tek fazlı dağıtım transformatörleri kullanılır.

Tek bir dağıtım trafosundan beslenen müşteri sayısı, bir bölgedeki müşteri sayısına bağlı olarak değişir. Kentsel alanlarda birkaç ev tek bir trafodan beslenebilir. Kırsal dağıtım, şebeke gerilimine bağlı olarak müşteri başına bir trafo gerektirebilir. Büyük bir ticari veya endüstriyel kompleks, birden fazla dağıtım transformatörüne sahip olacaktır. Ana dağıtım hatlarının yeraltına geçtiği kentsel alanlarda ve mahallelerde asma tip transformatörler , beton bir ped üzerine monte edilmiş kilitli metal muhafazalarda transformatörler kullanılır. Birçok büyük bina, birincil dağıtım voltajında ​​sağlanan elektrik hizmetine sahiptir. Bu binaların bodrum katında azaltma amacıyla müşteriye ait trafoları vardır.

Dağıtım transformatörleri aynı zamanda rüzgar santrallerinin güç toplayıcı ağlarında da bulunur ; burada her rüzgar türbininin gücünü birkaç mil (kilometre) uzakta olabilecek bir trafo merkezine bağlanmak için arttırırlar.

Bağlantılar

İngiltere'de fazdan faza transformatör
Sağdaki birincil hat, bu tek fazlı transformatörün arkasındaki ön ve ikincil hatlara doğru

Hem direğe monteli hem de ped monteli transformatörler, havai veya yer altı dağıtım hatlarının yüksek "birincil" voltajını, bina içindeki daha düşük "ikincil" veya "kullanım" voltajına dönüştürür. Birincil dağıtım kabloları üç fazlı sistemi kullanır. Ana dağıtım hatlarında her zaman üç 'sıcak' kablo artı isteğe bağlı bir nötr bulunur. Tek fazlı transformatörlerin yalnızca bir faz teline bağlandığı Kuzey Amerika sisteminde, yan yollarda ayrılan daha küçük "yanal" hatlar yalnızca bir veya iki "sıcak" faz kablosu içerebilir. (Yalnızca bir faz teli olduğunda, bir nötr her zaman bir dönüş yolu olarak sağlanacaktır.) Birincil cihazlar, alanda kullanılan standart dağıtım voltajlarında güç sağlar; yerel dağıtım uygulaması ve standartlarına bağlı olarak bunlar 2.3 kV ile yaklaşık 35 kV arasında değişmektedir; genellikle 11 kV (50 Hz sistemler) ve 13,8 kV (60 Hz sistemler) kullanılır, ancak diğer birçok voltaj yaygındır. Örneğin, Amerika Birleşik Devletleri'nde 12,47 kV en yaygın olanıdır. Bu 7.2 kV faz-nötr gerilime sahiptir, ayrık fazlı ikincil tarafta 240 V'un tam olarak 30 katıdır .

Birincil

Yüksek voltajlı birincil sargılar , kasanın üst kısmındaki burçlara getirilir .

  • Genellikle Kuzey Amerika sisteminde kullanılan tek fazlı transformatörler, iki farklı bağlantı türüyle üstten dağıtım kablolarına bağlanır:
    • Wye - Bir wye dağıtım devresinde, bir 'wye' veya 'faz-nötr' transformatörü kullanılır. Tek fazlı bir wye transformatörünün üst kısmında genellikle üç ana fazdan birine bağlı yalnızca bir burç bulunur. Birincil sargının diğer ucu, wye sisteminin nötr kablosuna bağlı olan ve aynı zamanda topraklanmış olan transformatör kasasına bağlanır . Bir wye dağıtım sistemi tercih edilir çünkü transformatörler hat üzerinde nötr telde akımlara neden olan dengesiz yükler sunar ve ardından topraklanır. Ancak bir delta dağıtım sistemi ile dengesiz yükler, 3 fazlı kablolardaki voltajlarda değişikliklere neden olabilir.
    • Delta - Bir delta dağıtım devresinde, bir 'delta' veya 'fazdan faza' transformatör kullanılır. Tek fazlı bir delta transformatör, üç ana telden ikisine bağlı iki burca sahiptir, bu nedenle birincil sargı, fazdan faza voltajı görür. Bu, voltajını toprak potansiyeline yakın tutmak için sağlam bir şekilde topraklanması gereken bir nötr üzerinden birincil akımın geri dönmesini önler. Nötr de müşterilere sağlandığından, bu California gibi toprak iletkenliğinin düşük olduğu kuru bir alanda büyük bir güvenlik avantajıdır. Ana dezavantaj, örneğin bir dal devresinde bile en az iki yalıtılmış "sıcak" faz kablosuna ihtiyaç duyulmasından kaynaklanan daha yüksek maliyettir. Diğer bir daha küçük dezavantaj, birincil fazlardan sadece birinin yukarı yönde bağlantısı kesilirse, transformatörler içinden akımı geri döndürmeye çalışırken, canlı kalmasıdır. Bu, hat çalışanları için bir tehlike olabilir.
  • Avrupa sisteminde konut hizmeti için kullanılan üç fazlı ikincil güç sağlayan transformatörler, üç birincil faz kablosunun tümüne bağlanmış üç birincil sargıya sahiptir. Sargılar hemen hemen her zaman bir 'wye' konfigürasyonunda bağlanır, üç sargının uçları bağlanır ve topraklanır.

Transformatör her zaman koruyucu sigortalar ve bağlantı kesme anahtarları aracılığıyla birincil dağıtım hatlarına bağlanır . Direğe monteli transformatörler için bu genellikle bir ' sigortalı kesme'dir . Bir elektrik arızası sigortayı eritir ve cihaz, görsel bir arıza belirtisi vermek için açılır. Hat işçileri tarafından yalıtılmış sıcak çubuklar kullanılarak enerji verilirken manuel olarak da açılabilir . Bazı durumlarda, dahili bir devre kesiciye sahip olan tamamen kendinden korumalı transformatörler kullanılır, bu nedenle sigortalı bir kesmeye gerek yoktur.

İkincil

Kuzey Amerika'da yaygın olarak kullanılan bir "transformatör bankası": 3 fazlı bir transformatör yapmak için bağlanan üç tek fazlı transformatör.

Alçak gerilim sekonder sargıları, transformatör tarafındaki üç veya dört terminale bağlanır.

  • Kuzey Amerika konutlarında ve küçük işletmelerde, ikincil çoğunlukla bölünmüş fazlı 120/240 voltluk sistemdir. 240 V sekonder sargı merkezden çekilir ve merkez nötr tel topraklanır, bu da iki uç iletkeni merkez musluğa göre "sıcak" ve birbirleriyle 180 derece faz dışı hale getirir. Bu üç kablo, servis damlasını binanın içindeki elektrik sayacı ve servis paneline kadar götürür. Sıcak tel ile nötr arasına bir yük bağlamak, devreleri aydınlatmak için kullanılan 120 volt verir. Her iki sıcak tel arasındaki bağlantı, klimalar, fırınlar, kurutucular ve elektrikli araç şarj istasyonları gibi ağır yükler için kullanılan 240 volt verir .
  • Avrupa'da ve sistemini kullanan ülkelerde, ikincil genellikle üç fazlı 400Y / 230 sistemidir. Her biri birincil fazlardan birine bağlı bir birincil sargıdan güç alan üç adet 230 V ikincil sargı vardır. Her ikincil sargının bir ucu, topraklanmış olan 'nötr' bir kabloya bağlanır. 3 sekonder sargının diğer ucu, nötr ile birlikte servis paneline servis düşüşünden indirilir. Üç fazlı kablolardan herhangi biri ile nötr arasına 230 V yükler bağlanır. Fazlar birbirine göre 120 derece olduğundan, herhangi iki faz arasındaki voltaj, Kuzey Amerika bölünmüş faz sistemindeki 2 * 120V = 240V ile karşılaştırıldığında, sqrt (3) * 230V = 400V'dir. Üç fazlı güç, Kuzey Amerika konutlarında neredeyse hiç duyulmamış olsa da, Avrupa'da klimalar ve elektrikli araç şarj cihazları gibi ağır yükler için yaygındır.

Bazen ticari ve endüstriyel kullanımlar için 480 volt gibi daha yüksek ikincil voltajlar gereklidir. Bazı endüstriyel müşteriler , ikincil voltajlarda üç fazlı güce ihtiyaç duyar . Bunu sağlamak için üç fazlı transformatörler kullanılabilir. Çoğunlukla tek fazlı transformatörlerin kullanıldığı ABD'de, üç özdeş tek fazlı transformatör, üç fazlı bir transformatör oluşturmak için genellikle bir transformatör bankasında ya bir yıldız ya da üçgen bağlantısında kablolanır .

İnşaat

Yapısını gösteren, muhafazası kapalı, yukarıdaki fotoğraftakine benzer, yağ soğutmalı üç fazlı dağıtım transformatörü.
Küçük kule benzeri bir bina içindeki dağıtım trafo merkezleri Avrupa'da yaygındır. Yakın Jelenia Gora , Polonya

Dağıtım transformatör bir oluşmaktadır manyetik çekirdek yapılan laminasyon tabaka arasında silikon çelik ( transformatör çelik ya yığılmış ve) reçine ile birbirine yapıştırılmış ya da dolanmış birinci ve ikinci tel sargıları ile, çelik şerit ile bir araya gelmiş. Bu çekirdek yapı, elektrik şebekelerinde ekonomik olarak önemli bir güç kaybı nedeni olan çekirdek kayıplarını , manyetik enerjinin çekirdekte ısı olarak yayılmasını azaltmak için tasarlanmıştır . Çekirdek kayıplar iki etkiden kaynaklanır; çelikte histerezis kaybı ve girdap akımları . Silikon çeliğin düşük histerezis kaybı vardır ve lamine yapı , çeliğin direncindeki gücü dağıtan çekirdek içinde girdap akımlarının akmasını önler . Tipik dağıtım transformatörlerinin verimliliği yaklaşık yüzde 98 ile 99 arasındadır. Standart tasarımlara göre çok sayıda transformatör yapıldığında, sargılı C-şekilli bir göbeğin üretimi ekonomiktir. Bir şekillendiricinin etrafına çelik bir şerit sarılır, şekillendirilir ve daha sonra bakır sargılara yeniden monte edilen C şeklinde iki yarıya kesilir.

Birincil bobinler emaye kaplı bakır veya alüminyum telden sarılır ve yüksek akımlı, düşük voltajlı sekonderler kalın bir alüminyum veya bakır şerit kullanılarak sarılır . Sargılar reçine emdirilmiş kağıt ile yalıtılmıştır. Tüm tertibat, reçineyi sertleştirmek için fırınlanır ve daha sonra , etkisiz ve iletken olmayan transformatör yağı (veya başka bir yalıtım sıvısı) ile doldurulan toz kaplı çelik bir tanka daldırılır . Transformatör yağı, sargıları soğutur ve izole eder ve trafo sargısını yağın yüzeyinde yüzecek olan nemden korur. Tank, ark oluşumuna neden olabilecek kalan nemi gidermek için imalat sırasında geçici olarak boşaltılır ve üstte bir conta ile hava koşullarına karşı sızdırmaz hale getirilir.

Eskiden, iç mekan kullanımı için dağıtım transformatörleri poliklorlu bir bifenil (PCB) sıvıyla doldurulurdu . Bu kimyasallar çevrede kaldıkları ve hayvanlar üzerinde olumsuz etkileri olduğu için yasaklanmıştır. Silikonlar gibi diğer yangına dayanıklı sıvılar , iç mekanlarda sıvı dolu bir transformatörün kullanılması gereken yerlerde kullanılır. Transformatör yağı olarak bazı bitkisel yağlar uygulanmıştır; bunlar yüksek bir yanma noktası avantajına sahiptir ve çevrede tamamen biyolojik olarak parçalanabilir.

Direğe monteli transformatörler genellikle parafudr veya koruyucu sigorta bağlantıları gibi aksesuarları içerir. Kendinden korumalı bir transformatör, dahili bir sigorta ve parafudr; diğer transformatörlerde bu bileşenler tankın dışında ayrı olarak monte edilmiştir. Direğe monteli transformatörlerin, bir direğe doğrudan monte edilmesine izin veren tırnakları olabilir veya direğe cıvatalı çapraz kollara monte edilebilir. Yaklaşık 75 kVA'dan büyük hava transformatörleri, bir veya daha fazla kutupla desteklenen bir platforma monte edilebilir. Üç fazlı bir hizmet, faz başına bir tane olmak üzere üç özdeş transformatör kullanabilir.

Sınıf altı kurulum için tasarlanmış transformatörler, periyodik olarak suya daldırılacak şekilde tasarlanabilir.

Dağıtım transformatörleri, uzun veya ağır yüklü hatlarda müşteri voltajını istenen aralığa getirmek için birincil ve ikincil voltaj arasındaki oranın hafif bir şekilde ayarlanmasına izin vermek için bir yüksüz kademe değiştirici içerebilir.

Ped monteli transformatörler, canlı iç parçalara yetkisiz erişimi engellemek için güvenli kilitli ve cıvatalı topraklanmış metal muhafazalara sahiptir. Muhafaza ayrıca teknik standartlarda açıklanan sigortalar, izolasyon anahtarları, yük ayırma burçları ve diğer aksesuarları içerebilir. Dağıtım sistemleri için ped monteli transformatörler tipik olarak yaklaşık 100 ila 2000 kVA arasında değişir, ancak bazı daha büyük üniteler de kullanılır.

Ayrıca bakınız

Referanslar

Kaynakça