Yaygın Transformatör Sargı Bağlantıları ve Uygulamaları

Transformatörler güç sistemlerinin önemli bileşenleridir ve sargı bağlantıları performanslarını ve uygulama senaryolarını doğrudan etkiler. Yaygın transformatör sargı bağlantıları üçgen bağlantı (D) ve yıldız bağlantıdır (Y veya Yn). Bu makale, bu iki bağlantı türü, gösterim yöntemleri, bağlantı grupları ve her birinin avantajları ve uygulamaları hakkında ayrıntılı bir genel bakış sağlayacaktır.

I. Transformatör Bağlantı Grupları için Gösterim Yöntemi

1. Büyük ve Küçük Harflerin Anlamları

Bir transformatörün bağlantı grubu büyük ve küçük harflerle gösterilir: büyük harfler birincil taraf (veya yüksek voltaj tarafı) bağlantı tipini gösterir ve küçük harfler ikincil taraf (veya düşük voltaj tarafı) bağlantı tipini gösterir. Spesifik olarak:

• Y (veya y): Yıldız bağlantısı
• D (veya d): Delta bağlantısı

Sayılar, birincil ve ikincil hat gerilimleri arasındaki faz ilişkisini temsil etmek için saat gösterimini kullanır; burada birincil hat gerilim fazörü saat 12 pozisyonunda sabitlenmiş yelkovan, ikincil hat gerilim fazörü ise akreptir.

2. Tipik Bir Grup Örneği

Örneğin, "Yn, d11" nötr hatlı birincil taraf yıldız bağlantısını, ikincil taraf delta bağlantısını ve birincil hat geriliminden 330 derece geride (veya 30 derece önde) bir ikincil hat gerilimini gösterir. Bu gösterimde 11, birincil hat gerilim fazörü saat 12 konumundayken, ikincil hat gerilim fazörünün saat 11 konumunda olduğu anlamına gelir.

Hakkında daha fazla bilgi edinin: Delta Wye Transformatör

II. Ortak Trafo Bağlantı Grupları

Bir transformatördeki iki sargının kombinasyonu aşağıdaki dört bağlantı grubunu oluşturur:

1. Y, y
2. D, y
3. Y, d
4. D, d

Yaygın olarak kullanılan bağlantı grupları "Y, y" ve "Y, d "dir.

Yyn0 Bağlantı Grubu

• Yüksek gerilim tarafı: Nötr topraklamalı yıldız bağlantı (Y)
• Alçak gerilim tarafı: Nötr topraklamalı yıldız bağlantı (y)
• Primer ve sekonder hat gerilim fazörleri çakışır, saat üzerinde "0" ile gösterilir.

Dyn11 Bağlantı Grubu

• Yüksek gerilim tarafı: Delta bağlantısı (D)
• Alçak gerilim tarafı: Nötr hatlı yıldız bağlantı (y)
• Birincil ve ikincil hat gerilim fazörleri 330 derece farklıdır (saat 11 yönünde).

III. Bağlantı Gruplarının Performans Analizi

1. Yüksüz Kayıp

• Yyn0 Bağlantı Grubu: Yüksek gerilim tarafı yıldız bağlantısı sinüzoidal bir uyarma akımı üretir, ancak mıknatıslanma eğrisinin doğrusal olmaması nedeniyle, nüve akısı önemli üçüncü harmonik bileşenler içerir, histerezis ve girdap akımı kayıplarını artırır.
• Dyn11 Bağlantı Grubu: Üçüncü harmonik akım yüksek gerilim sargısı içinde dolaşarak nüve akısını sinüzoidal hale getirebilir ve kayıpları azaltabilir. Dyn11 bağlantılarının yüksüz kaybı Yyn0 bağlantılarından yaklaşık 10% daha az olabilir.

2. Sıfır Sıralı Akım

• Yyn0 Bağlantı Grubu: Dengesiz sekonder yük sıfır dizi akısı oluşturarak ek kayıpları artırır. Büyük kapasiteli transformatörler bu bağlantı yöntemi için uygun değildir.
• Dyn11 Bağlantı Grubu: Primer sargıdaki sıfır dizi akımı sargı içinde dolaşabilir, sekonder sargının sıfır dizi akısını zayıflatır ve aşırı ısınmayı azaltır. Dyn11 bağlantılarının yük kaybı Yyn0 bağlantılarına göre yaklaşık 20% daha az olabilir.

3. Tek fazlı Kısa Devre

• Dyn11 Bağlantı Grubu: Düşük sıfır-sıra empedansı, düşük voltaj tarafında yüksek tek fazlı kısa devre akımı ve yüksek koruma hassasiyeti ile sonuçlanır.
• Yyn0 Bağlantı Grubu: Yüksek sıfır-sıra empedansı, yüksek sıfır-sıra gerilimine ve faz geriliminde önemli asimetriye neden olur.

IV. Uygulamada Bağlantı Yöntemlerinin Seçimi

1. Ana Transformatörün Alçak Gerilim Tarafında Delta Bağlantı

• Sebep: Üçüncü harmonikleri ortadan kaldırır ve elektrik şebekesi gerilim dalga formunda harmonik bozulmayı önler. Sıfır dizi akımı, delta bağlantısında bir sirkülasyon akımı oluşturarak güç kalitesini korur.

2. Bağlantı Yöntemlerini Seçme İlkeleri

• Y-D Bağlantısı: Yüksek gerilim tarafı yıldız bağlantısı hat kayıplarını azalttığı için tipik olarak düşürücü transformatörler için kullanılır.
• D-Y Bağlantısı: Tipik olarak yükseltici transformatörler için kullanılır, ancak düşük voltaj tarafının topraklandığı dağıtım transformatörlerinde de yaygındır.

3. Özel Durumların Ele Alınması

• Y-Y Bağlantısı: Önemli çıkış bozulmasına neden olabilecek harmonik yolların eksikliği nedeniyle genellikle kullanılmaz.
• Çok Kademeli Transformatör Sorunları: Örneğin, bir ofis binasına güç sağlayan 10/0,4kV'luk bir transformatörün, belirli ekipmanlar için 400V veya 380V'u 110V'a dönüştürürken nötr hattın topraklandığından emin olması gerekir.

V. Sonuç

Uygun transformatör bağlantı yönteminin seçilmesi, güç sistemlerinin güvenli ve istikrarlı çalışması için çok önemlidir. Doğru bağlantı yöntemleri kayıpları azaltabilir, verimliliği artırabilir, harmonikleri bastırabilir ve güç kalitesini sağlayabilir. Pratik uygulamalarda, güç sisteminin güvenilirliğini ve ekonomik verimliliğini sağlamak için her bir yöntemin avantajlarından yararlanarak özel ihtiyaçlara göre uygun bağlantı yöntemi seçilmelidir.