Dağıtım Transformatörleri

Dağıtım Transformatörleri Nedir?

Transformatörler manyetik nüve adı verilen malzemenin iki farklı bölgesine giriş ve çıkış olmak üzere iletken tel sarılmasıyla meydana gelen araçlardır. Giriş kısmından geçen elektrik akımı manyetik akı oluşturarak çıkış kısmında elektrik akımı indükler. Manyetik nüve burada akının taşındığı düşük kayıplı köprü görevi görür.

Nerelerde Hangi Amaçla Kullanılır?

Transformatörlerin temel görevi ihtiyaca göre akım ve gerilim seviyesini değiştirerek elektrik enerjisini tüketime veya taşınmaya uygun hale getirmektir. Dağıtım transformatörleri ise tüketim alanına taşınan elektrik enerjisini tüketicinin kullanımına uygun akım ve gerilim değerlerine düşürerek son tüketicinin kullanımına sunan cihazlardır. Dağıtım transformatörleri son tüketicinin ihtiyacına göre (11 kV, 6.6 kV, 3.3 kV, 440 V, 220 V) gerilimi düşürür.

Dağıtım transformatörleri genel olarak; fabrikalarda, hastanelerde, evlerde vb. yerlerde kullanılır. Fabrika ve hastane gibi elektrik tüketimi yüksek olan yerlerin kendi kullanımına tahsis edilmiş dağıtım transformatörleri bulunurken ev gibi elektrik tüketimi nispeten düşük yerlerde bir dağıtım transformatörü birden fazla ev veya iş yerinin elektrik tüketimini karşılayabilir.

Dağıtım transformatörlerinde  S ≤ 400 kVA ise transformatör direk üzerinde; S > 400 kVA ise trafo köşkünün içinde bulunur.

Dağıtım transformatörleri genelde düşürücü transformatörlerdir.

Üretiminde Hangi Malzemeler Kullanılır?

Dağıtım transformatörleri soğutma tipine göre türlerine ayrılır ve bu türlerde ortak kullanılan malzemeler; içinde manyetik nüve ve sargılar bulunan ana tank, manyetik akı dolaşımını sağlayan manyetik demir nüve , YG – AG seviyesini ayarlamaya yarayan gerilim kademe komitatörü, yüksek gerilim in izolasyon malzemesine zarar vermesini önlemek için ark boynuzu, ince kesitli iletkenlerden oluşan giriş(primer) sargısı, kalın kesitli iletkenlerden oluşan çıkış(sekonder) sargısından oluşur.

Transformatör türüne göre değişen malzemeler ise transformatör türlerine göre incelersek;

Yağlı Tip Transformatörler

Yağlı tip transformatörlerde; ana tankı dolduran sargılar arası ve sargılar ile ana tank arası izolasyonu ve sargıların soğutulmasını sağlayan izolasyon yağı, sargıların ısınması ile yağ genleşince ana tankın basınçla patlamasını önleyen rezerve tankı, genleşme ile hacim değişimlerinde vakumlu havanın dışarı atılmasını sağlayan teneffüs tankı, izolasyon yağının soğutulması için radyatör, elektrik kablolarının bağlandığı YG-AG faz buşingi , yağ sıcaklığını gösteren termometre ve yağ seviyesini gösteren yağ göstergesi bulunur.

Bu transformatör tipinin avantajları; sürekli iç basınç dengelendiği için aşırı yüklerde tehlike oluşturmaması ve kullanılan malzemenin basınçtan zarar görmemesidir. Ayrıca bu transformatör tipinin bakımı ve onarımı diğerlerine göre daha kolaydır.

Yağlı tip transformatörlerin kendi içinde soğutma ilkesine göre türleri vardır. Bunlar;

• ONAN (oil natural air natural): ONAN soğutma şeklinde fan kullanılmaz, ısınan yağ kazanda yükselir ve oradan da radyatörlere gider. Burada temas yüzeyi fazla olduğundan doğal soğutma gerçekleşir.
• ONAF (oil natural air forced): ONAF soğutma şekli fan kullanılan soğutma çeşididir. Isınarak genleşen yağ radyatörlere gelir ve burada bulunan fanlar aracılığıyla soğutma gerçekleşir.
• OFAF (oil forced air forced): OFAF soğutma çeşidinde yağ pompası ve fan kullanılır. Radyatörde fanlar ile soğutulan yağ kazan içine yağ pompası ile basınçlı bir şekilde pompalanır. Ortalama sıcaklığı yüksek olan ülkelerde kullanılır.
• ODAF (oil directed air forced): ODAF soğutma çeşidinde içeriye pompalanacak yağ, iletim boruları sayesinde direkt olarak sargıların alt tarafına pompalanır. Böylece daha etkili soğutma yapılır. Ortalama sıcaklığı çok yüksek olan ülkelerde kullanılır.
• OFWF (oil forced water forced): OFWF soğutma çeşidinde ise radyatörünün çevresinden soğutma kanalları geçirilerek yağ soğutulur ve pompalar yardımı ile kazana pompalanır.’’

Hermatik Tip Transformatörler

Hermatik tip transformatörler de; ana tank ı dolduran sargılar arası ve sargılar ile ana tank arası izolasyonu ve sargıların soğutulmasını sağlayan izolasyon yağı, ısınan izolasyon yağının ısıl dengesini sağlayan yağ genleşme ve büzüşmesine göre esneyen dalga duvarı bulunur.

Bu transformatör tipinin avantajları; transformatör yağı dış atmosfer ile temas etmediği için yağ izolasyonu zarar görmez ve bu sayede trafo parçaları daha uzun ömürlü olur. Ayrıca bu transformatörlerin genleşme tankı olmadığı için daha az yer kaplarlar.

Kuru Tip Transformatörler

Kuru tip transformatörler de; ana tankı dolduran bir izolasyon yağı bulunmaz onun yerine sargılar arası cam elyaf la beraber sarılır. Oluşturulan sargılaın arası izolasyonu sağlamak için reçine; iletken sargıların oksitlenmesini önlemek için sargı üzerine boya kullanılır.

Bu transformatör tipinin avantajları; soğutma yağı tankı veya radyatör bulunmadığı için daha az yer kaplaması, bakım gerektirmemesi, sargılarının kolaylıkla değiştirilebilmesi, yangına ve patlamaya karşı daha güvenli olmasıdır.

Bu transformatörler sadece bina içinde kullanılır.

Dağıtım Transformatörlerinin Maliyeti

Dağıtım transformatörlerinin üretiminde kullanılan malzemeler farklılık gösterebilir. Örneğin sargılarda bakır yerine alüminyum kullanılması gibi her malzemenin kullanılabilecek alternatifi vardır bu yüzden aynı görevi görecek dağıtım transformatörünün fiyatları çok geniş bir aralığa dağılabilir. Buradaki kaliteli malzemenin avantajı dayanma süresini değiştirir. Aynı güç değerlerindeki bakır sargılı ve alüminyum sargılı trafoyu düşünürsek; alüminyum sargılı trafonun ısıl kaybı daha yüksek olur ve trafo daha yüksek sıcaklıklarda çalışır bu yüzden trafo yağının izolasyon ömrü daha kısa olur. Buna ek olarak bakır sargılı 1000 KVa lık  trafonun fiyatı 20000 $   iken aynı güçteki alüminyum sargılı trafonun fiyatı 12000 $ a kadar düşer.

Dağıtım Transformatörlerinde Verim

Dağıtım transformatörlerinin verimi güç transformatörlerine göre düşüktür. Güç transformatörleri %100 e yakın verimde çalışırken dağıtım transformatörleri %70-%50 seviyesinde verimle çalışır.

Dağıtım transformatörlerinin genel kayıpları demir nüve den ve sargı iletkeninden(Bakır, Alüminyum) kaynaklanır. Dağıtım transformatörleri güç transformatörlerinden farklı olarak her zaman güç altında olmazlar ama transformatörler güç altında olmasa bile demir nüve de kayıplar devam eder ayrıca kullanılan güç değerlerinin değişmesi ile girdap akımları oluşur nüve den kaynaklanan kaybın temel sebebi budur. İletken sargı kayıplarının sebebi ise iletkenin direncinden kaynaklanır.