Transformatörlerde sargı direnci ölçümleri, aşağıdaki amaçlar için çok önemlidir:
– İletken kayıplarının I^2R bileşeninin hesaplamaları.
– Bir sıcaklık testi döngüsünün sonunda sargı sıcaklığının hesaplanması.
Transformatörler kullanım esnasında titreşimlere maruz kalır. Kötü tasarım, montaj, kullanım, kötü ortamlar, aşırı yükleme veya yetersiz bakım nedeniyle sorunlar, hatalar meydana gelir. Sargıların direncinin ölçülmesi, bağlantıların doğru olmasını sağlar ve direnç ölçümü, ciddi uyumsuzlukların veya açılmaların olmadığını gösterir. Birçok transformatörün içine yerleştirilmiş tap (musluklar) vardır. Bu tap (musluklar), oran’ın yüzde kesirler kadar artırılmasına veya azaltılmasına izin verir. Oran değişikliklerinden herhangi biri, bir kontağın bir konumdan diğerine mekanik bir hareketini içerir. Bu kademe değişiklikleri, bir sargı direnci testi sırasında da kontrol edilecektir. Konfigürasyondan bağımsız olarak (yıldız veya üçgen), ölçümler aşamalı olarak yapılır. Okumaların karşılaştırılabilir olup olmadığını belirlemek için karşılaştırmalar yapılır. Testin amacı, sargılar arasındaki büyük farkları ve bağlantılardaki açıklıkları kontrol etmektir. Testler, fabrikada kontrollü koşullar altında ve belki başka sıcaklıklarda test edilen imal edilmiş cihazın okumalarını çoğaltmak için yapılmaz.
Trafo Özellikleri
Transformatör, sınırlı miktarda enerji depolayabilen ve iletebilen pasif bir cihazdır. Tüm transformatörler, ortam olarak hareket eden manyetik alanları şekillendirmek için manyetik malzeme kullanır. Manyetik malzeme, ekipmanın boyutunu ve kapasitesini belirler ve performans üzerindeki doygunluk ve kayıp nedeniyle sınırlamalar getirir. Bir transformatör, karşılıklı bir manyetik alan ile birbirine bağlanmış iki veya daha fazla sargıdan oluşur. Bu sargılar tel bobinleri, indüktörlerdir. Transformatör özellikleri artık basit yöntemlerle analiz edilebilir cihazlardır. Bir indüktör üzerindeki voltaj, içinden geçen akımın zaman oranıyla orantılıdır.
V = L di/dt
Ayrıca indüktör akımındaki ani bir değişikliğin indüktör de depolanan enerjide ani bir değişiklik gerektirdiği ve enerjideki bu ani değişimin o anda sonsuz güç gerektirdiği de belirtilmelidir; gerçek dünya uygulamalarında sonsuz güç yoktur. İndüktör akımının bir değerden diğerine anında sıçramasına izin verilmemelidir. Sonlu bir akımın aktığı fiziksel bir indüktörü açmak için bir girişimde bulunulursa, anahtar boyunca bir ark görünecektir. Bu, bir otomobilin ateşleme sistemi gibidir. Ancak transformatör sargılarının test edilmesi sırasında kimsenin şahit olmak isteyeceği bir şey değildir.
Dolaşım akımına sahip bir indüktörde depolanan enerji, aşağıda ki formüller gösterilebilir;
W (t) = 1/2 I2 L,
w (t) = enerji (zaman fonksiyonu)
I = Amper cinsinden akım
L = Henries’de Endüktans
İstenilen test akımının sargıdan geçebilmesi için bu enerji gereksiniminin karşılanması gerekir. Bu, ölçüm yapılmadan önce biraz zaman gerekliliğinin de gerekli olacağı anlamına gelir. Bu süre gerekliliği yalnızca şarj süresi için geçerlidir. Bir ölçüm yapılmadan önce akımı stabilize etmek için ek süre tanınmalıdır. Bir okuma yapmak için gereken toplam süre, uygulama arasındaki doğal bir gecikme ile sınırlıdır. Sabit bir akım ve çekirdeğin mıknatıslanmasının kararlı hale geldiği an. Transformatörün boyutuna ve yapısına bağlı olarak, test süreleri küçük transformatörler için çok kısa olabilir.
Test ekipmanları
Günümüz modern dijital elektronik ekipmanlardan önce Kelvin Köprüsü kullanılıyordu. Direnç ölçümlerini elde etmek için piller, anahtarlar, galvanometreler, ampermetreler ve kayar teller kullanıldı. Akım düzenleyicileri geliştirildi ve pil ile köprü arasına yerleştirildi. Bir otomobil akümülatöründen gelen 12 V DC regülatörüne giriş voltajı, transformatörlerde en çok kullanılan aralıklarda köprünün maksimum akım değeriyle eşleşen adımlarda değişken çıkış akımları sağladı. Akım regülatörü, köprü okumalarının hem hızını hem de doğruluğunu arttırdı. Yaklaşık 11 V kullanılanılabildi. İlk akım oluşumunu hızlandırmak için ve seçilen akıma ulaşılmadan ve düzenleme başlamadan hemen önce yaklaşık 5 V’a indirildi. Düzenleme başladığında, akım, sargıların endüktansına ve pil voltajının veya kurşun direncinin dalgalanmasına rağmen esasen sabitti. Modern mikroişlemci tabanlı test cihazları kullanılarak test süreleri büyük ölçüde kısaltılmıştır. Doğrudan okumalar, iyi bir ölçümün ne zaman mevcut olduğunu gösteren otomatik göstergeli dijital sayaçlardan alınabilir. Bazı test cihazlarında, iki ölçüm kanalına izin veren iki ölçüm mevcuttur. Aynı zamanda direnç ölçümlerini de gerçekleştirebilir.
Dikkat: Manyetik bir alanda depolanabilecek muazzam miktarda enerji nedeniyle, test uçlarının altındaki transformatörden bağlantısını kesmeden önce önlemler alınmalıdır. Test işlemi sırasında asla uçları çıkarmayın ve her zaman test edilen transformatörü tamamen boşaltmak için yeterli süre bekleyin. Büyük transformatörlerin deşarj olması birkaç dakika sürebilir. Günümüzde yeni sarım direnci test cihazlarının çoğu, kabloları çıkarmanın ne zaman güvenli olduğunu gösteren göstergelere sahiptir.
Çalışma Prensipleri
Temel fikir, ölçülecek olan sargıdan bir DC akımı enjekte etmek ve ardından bu sargı boyunca voltaj düşüşünü okumaktır. Elektrik test cihazları, DC akımını sargı ve dahili bir standart akım şöntünden uygular. Her iki DC voltaj düşüşü de ölçüldükten sonra direnç hesabı yapılır ve değeri gösterge ön panelinde görüntülenir. Bu yöntem, okuma akımdan bağımsız olduğu için uç direncinin atlanmasına izin verir.
Bir transformatördeki DC voltajı için uygun olabilecek formül aşağıda ki gidir;
V = I * R + (L di/dt)
V = voltaj
I = Transformatör sargısından geçen DC akımı
R = trafo sargısının direnci
L = transformatör sargısının endüktansı
di / dt = akımın değişen değeri (dalgalanma)
Test cihazının çok kararlı bir akım kaynağına sahip olduğu (yani dalgalanma olmadığı) varsayıldığında, di / dt sıfırdır ve L di / dt sıfır olur.
Kademe Değiştiriciler
Kademe değiştiriciler iki türe ayrılır: Yüklü ve Yüksüz. Yük altında kademe değiştirici, transformatör kullanımdayken dönüş oranının değiştirilmesine izin verir. Bu, güç hala içinden geçerken bir transformatör oranının değiştirilebileceği anlamına gelir. Bu tip yük kademe değiştiricisinin en yaygın örneği Voltaj Regülatörüdür. Yük altında kademe değiştiricileri test ederken, kademe kademe değiştirirken aletin açık bırakılması gerekir. Bu, operatörün boşaltma yapmadan çok hızlı bir şekilde ölçümler almasına ve ardından her kademe için transformatör. Sargı direnci test cihazı, her kademe değişiminden sonra yeniden dengelenmelidir. Musluk (tap) arızalıysa (açıksa) veya devre açıkken bile çok az bir zaman varsa, sargı direnç test cihazı otomatik olarak deşarj döngüsüne girecektir. Bu, operatöre kademe değiştirici içindeki olası bir arızanın açık bir göstergesini verir. Bu açık devre durumu için, cihaza herhangi bir zarar verilmeyecektir.
Enerjisiz Kademe değiştirici
Bu tür bir kademe değiştirici, kademe değiştiricinin kademe değişimleri arasında boşaltılmasını gerektirir. Muslukları (tap) değiştirmek için transformatörün hizmet dışı bırakılması gerekir. Direnç test cihazı bu değiştirici üzerinde çalışmaya devam edecek ancak ölçüm durdurulmalı ve dokunma değişiklikleri arasında yeniden başlatıldı.
Güvenlik
Bazı transformatör teşhisi, transformatörün enerjisi kesilmeden gerçekleştirilebilmesine rağmen, sargı direnci ölçümü bunlardan biri değildir. İşçiye maksimum güvenlik sağlamak, hem yüksek hem de alçak gerilim kabloları transformatörden ayrılmalıdır. Tercihen, transformatör terminalleri ile yüksek ve alçak gerilim hatları arasında görünür bir kopukluk olmalıdır. Sargı direnci ölçüm cihazı test sırasında uygun şekilde topraklanmalıdır. Ölçüm sırasında test edilen sargının bir tarafının topraklanması da önerilir. Transformatörler, düzenli olarak bakımı ve servisi yapılırsa uzun süre hizmet verebilen çok güvenilir cihazlardır. Transformatör arızaları, meydana geldiklerinde, genellikle çok ciddi niteliktedir ve maliyetli onarımlar ve uzun arıza süreleri gerektirebilir. Transformatör arızasına karşı en iyi sigorta, bunların uygun şekilde kurulup bakımının yapılmasını sağlamaktır. Bir transformatör test edildiğinde sargı direnci testinin dahil edildiğinden emin olun. Bulunan direnç değerleri hakkında iyi kayıtlar tutun ve bunları önceki sapmalarla karşılaştırın.