A) TİP DENEYLERİ
1. SICAKLIK ARTIŞI TESTİ
Bu testinn amacı transformatörün yağ ve sargı sıcaklıklarının standart ve teknik projelerde belirtilen değerlere uyup uymadığının kontrol edilmesidir.
Transformatör yük kayıplarında anlatılan suni yükleme yöntemiyle yüklenir. Yalnız bu testte YG sargılarından geçirilecek sürekli yükleme akımı (Id) :
Id = √ (P0 + PK) / PK
Formülünden hesaplanarak uygulanır. Burada P0 trafonun boştaki kaybı, PK ise 75 ºC sıcaklıktaki yük kaybıdır.
Testin yapılacağı ortam kapalı bir ortam olmalı ve trafonun sıcaklığını etkileyecek hava akımı, güneş, rüzgar gibi etkenlerden yalıtılmış olmalıdır. Teste başlanmadan önce YG ve AG tarafından sargı DC dirençleri ve trafonun üst yağ sıcaklığı ölçülüp kaydedilir. Daha sonra trafo Id akımı ile yüklenir.
Bu akımda yüklendikten sonra her bir saatlik periyotlarda sırasıyla üst yağ sıcaklığı, radyatör üst bağlantıdan, radyatör alt bağlantıdan ölçülen sıcaklıklar ile trafo çevresinde ( trafoya olan yatay uzaklıklar en az 2m.olmalıdır.) üç farklı noktaya yerleştirilen termometre sensörlerinden ölçülen ortam sıcaklıkları okunup kaydedilir. Test bu şekilde üst yağ sıcaklığı ile ortam sıcaklıkları aritmetik ortalaması arasındaki fark bir saatlik dilimde 1 ºC veya daha az bir değere ulaşana kadar devam eder. Daha sonra besleme akımı anma akımına düşürülerek iki-üç saat daha sıcaklığın artış göstermediğinden emin olununcaya kadar yine her saat diliminde sıcaklıklar ölçülüp kaydedilerek devam edilir. Sıcaklığın artmadığından emin olununca trafo devreden çıkartılıp süratle AG ve YG sargılarından en az 3 er dakikalık sürelerle dirençlerin zamanla değişimi 20 saniye aralıklarla ölçülüp kaydedilir.
Daha sonra bu değerler yardımı ile AG ve YG sargıları için ayrı ayrı direnç-zaman grafikleri çizilip grafik extrapolasyon yöntemi ile devreyi açma anındaki sargı dirençleri bulunarak aşağıdaki formülleri kullanmak suretiyle dirençlerden açma anındaki sargı sıcaklıkları hesaplanır.
t2 (ºC) = (R2 / R1) * (235 + t1) – 235
Bu formülde t2 deney sonundaki maksimum sargı sıcaklığını, t1 ise deney başında ölçülen üst yağ sıcaklığını ifade eder.
Sonuç olarak sargı sıcaklık artışları :
ΔΘ (ºK) = t2 – tf
Formülünden AG ve YG sargıları için ayrı ayrı hesaplanır. Bu formüldeki tf deney sonunda ölçülen ortam sıcaklıklarının aritmetik ortalamasıdır.
Yağ sıcaklığındaki artış ta aşağıdaki formülle hesaplanır:
ΔΘyağ (ºK) = ty - tf
Formüldeki ty trafo devamlı yükleme akımında beslenirken en son ölçülen maksimum üst yağ sıcaklığıdır.
2.DARBE GERİLİMİ DENEYİ
İşletmede yüksek gerilim sistemine bağlı trafolar zaman zaman atmosferik boşalmaların etkisinde kalabilmektedir. Bilindiği üzere havai hatlı enerji iletim sistemine yıldırım düştüğünde hat üzerinde çok yüksek genlikli yürüyen dalgalar meydana gelmektedir.Bu dalgaların genliği darbe akımına ve darbenin oluştuğu yerdeki darbe empedansına bağlıdır. Mertebe olarak ta trafonun anma geriliminin birkaç katı değerde olabilmektedir. Transformatörlerin izolasyon yönünden bu darbe gerilimlerine dayanıklı olarak imal edilmesi gerekmektedir. İşte bu deneyin amacı transformatörlerin zaman zaman yıldırım darbe gerilimine maruz kalmaları halinde bu aşırı gerilimlere karşı dayanıklılıklarının test edilmesidir.
Trafo test laboratuarlarında bu deneyin gerçekleştirilmesi için Darbe Jeneratörleri kullanılır. Bu jeneratörler prensip olarak Şarj ünitesi, YG kapasitör grupları, cephe ve sırt dirençleri, deşarj küreleri ile bazı yardımcı direnç ve topraklama sisteminden oluşurlar. Literatürde bu devre elemanlarının oluşturduğu devreye Marx’ ın Çok Katlı Bağlamı denir. Jeneratörün darbe gerilimi üretmesi için önce kapasitör grupları paralel bağlantıda şarj edilir. Daha sonra atlama küreleri tetiklenerek kapasitörlerin seri olarak cephe ve sırt dirençleri üzerinden boşalmaları sağlanır.
Bu Jeneratörlerin ürettiği darbe gerilimleri (+) ya da (-) polaritede olabilir. Genellikle transformatör testlerinde (-) polarite kullanılmakla beraber nadiren bazı teknik şartnamelerde bu deneyin (+) polaritede yapılması da istenebilmektedir.
Yıldırım darbe gerilimi grafiksel olarak aşağıdaki şekilde gösterilmiş ve tanımlanmıştır.
YILDIRIM DARBE GERİLİMİ
Yıldırım darbe gerilimi eğrisi şekilde görüldüğü gibidir. Burada Um darbe geriliminin genliğini ifade eder. Bu aynı zamanda deneyde trafo fazlarına uygulanacak gerilim değeridir.Yukarıdaki eğride T1 ve T2 sürelerinin bulunması için şekilden de görüleceği gibi önce Um geriliminin 0,3 ve 0,9 katı hesaplanıp bu noktalardan yatay eksene paraleller çizilerek eğri cephesini kesen noktalar bulunur. Bu noktaları birleştiren doğru çizilerek, yatay ekseni ve dalganın tepe noktasından yatay eksene çizilen paraleli kestirilir.Yatay eksen üzerinde bulunan nokta darbe geriliminin Anma başlangıç noktası olarak isimlendirilir. Tepe noktasından çizilen paralelle bu doğrunun kesim noktasından aşağıya bir dikme indirilir. Bu dikmenin yatay ekseni kestiği nokta T1 noktasıdır. Sonra Um geriliminin 0,5 katı hesaplanıp buradan yatay eksene eğrinin sırtına kadar uzanan bir paralel çizilir ve eğri sırtıyla kesişme noktası bulunur. Bu noktadan yatay eksene inilen dikmenin ekseni kestiği nokta T2 noktasıdır. Buna göre bir yıldırım darbe geriliminin aşağıdaki üç büyüklükle tanımlandığını ifade edebiliriz. Bunlar :
Um: Darbe gerilimi genliğidir ve değeri standart ve şartnamelerde verilir. ( Tolerans ± 3% )
T1 : Anma cephe süresidir ve değeri 1,2 ms ± 30%
T2 : Anma sırt yarıdeğer süresidir ve değeri 50 ms ± 20%
Test yapılırken önce jeneratör ayarlanır. test geriliminin 50% si kadar düşük bir gerilim test edilen trafo sargısının fazlarından birine uygulanır. Bu esnada sargının diğer fazları mutlaka topraklanmış olmalıdır. Osiloskop ve PC yardımı ile dalga şekli değerlendirilip uygun değerde olup olmadığı kontrol edilir. Uygunsa teste başlanır. Değilse jeneratör ayarları değiştirilerek yeniden kalibre edilir.
Standartlardaki prosedür takip edilerek deney tamamlanır. Bazı hallerde bu deneyde Kesik dalga yıldırım darbesi uygulanması da istenebilir. Böyle bir talep olması halinde de darbe jeneratörüne ilaveten kesik dalga cihazı da kullanılır.
Kesik dalga darbe gerilimi grafiksel olarak aşağıdaki şekilde gösterilmiş ve tanımlanmıştır.
KESİK DALGA DARBE GERİLİMİ
Şekilden de görüleceği gibi burada tam dalgadan farklı olarak anma sırt yarıdeğer süresi yoktur. Bunun yerine Anma kesme süresi denen TC vardır. Bunun değeri de 2 ms ile 6 ms aralığında olabilir.
Yıldırım darbe gerilimi prensip deney bağlantı şeması aşağıda verilmiştir.
3. DUYULABİLİR GÜRÜLTÜ SEVİYESİNİN ÖLÇÜLMESİ
Testin amacı transformatörün projesinde dikkate alınan ve hesaplanan duyulabilir gürültü seviyesinin uygun olup olmadığının saptanmasıdır. Deneyin yapılabilmesi için uygun bir gürültü ölçer cihaza gereksinim vardır.
Bu dtestte önce transformatörün çevresinde, gövdeden AP= 0,3m ( ONAN çalışma şekli için ) ve AP= 2m ( ONAF çalışma şekli için) uzaklıktaki noktaların geometrik yerleri çizilir. Sonra da bu yeni çevre çizgileri üzerinde biribirinden eşit uzaklıkta en az 16 nokta ( Dağıtım trafolarında 8 nokta ) işaretlenir. İşaretlenen noktalar arasındaki uzaklık 1 metreden fazla olmamalıdır.
İşaretleme yapıldıktan sonra transformatör boşta çalışma deneyindeki gibi AG tarafından nominal geriliminde beslenir. Gürültü seviye ölçüm cihazı üç ayaklı bir sehpaya monte edilerek trafo çevresinde işaretlenen noktalarda ölçüm yapılır ve kaydedilir.
NOT : Ölçü cihazının mikrofonunun yerden yüksekliği trafonun üst kapak seviyesi yüksekliğine bağlıdır. Kapak seviyesi 2,5 metreye kadar olan trafolarda mikrofon yüksekliği bu kapak seviyesi yüksekliğinin yarısı kadar olmalıdır. Daha yüksek trafolarda ise kapak seviyesinin 1/3 ve 2/3 yüksekliklerinde ayrı ayrı ölçüm yapılır.Eğer trafo ONAF cebri soğutma sistemine sahipse ölçmeler ana gövdeden 2m uzaklıktaki çevre çizgisi üzerinde de yapılır.
Gürültü seviyesi ölçümüne ilişkin noktaları gösteren şekil aşağıda verilmiştir.
GÜRÜLTÜ SEVİYESİ DENEYİNDE ÖLÇÜM NOKTALARI
4. KISA DEVRELERE KARŞI MEKANİK DAYANIM TESTİ
Bu test onlarca kiloamperler mertebesinde kısa devre akımları ile yapıldığından çok özel ve pahalı yatırım gerektiren laboratuarlarda yapılmaktadır. Ayrıca test sırasında enerji iletim ve dağıtım sistemleri aşırı zorlanmalara maruz kalabilmektedir. Bu sakıncalarından ötürü dünya üzerinde kısa devrelere karşı mekanik dayanım deneyinin yapılabileceği laboratuar sayısı pek fazla değildir. Türkiye’de de böyle bir laboratuar mevcut değildir. Ancak müşteri tarafından talep edildiği taktirde ücreti alınmak koşuluyla yurtdışındaki laboratuarlarda yaptırılabilmektedir.
Bu laboratuarlardan başlıcaları CESI ( İtalya), KEMA (Hollanda) ve IPH (Almanya) laboratuarlarıdır.
Bu testte transformatör anma geriliminde çalıştırılırken kısa devreye maruz bırakılır yani kısa devre süresince teste tabi sargı anma geriliminde sabit tutulur. Deneyden sonra transformatöre izolasyon testleri yapılır. Bu testlerden de başarılı olarak geçerse trafo aktif kısmı kazandan çıkartılarak genel göz kontrolu yapılır. Sargılarda kısa devre neticesinde herhangibir deformasyon olmamalıdır.
