IEC standartlarına uygun akım transformatörü tasarımı ve tasarım kriterleri

Abstract

Akım ve gerilim ölçü transformatörleri elektrik enerjisinin üretim, iletim ve dağıtım işlemlerinde, akım ve gerilim genliklerinin belirlenmesine yardımcı olduğu kadar, enerji sisteminin korunmasına ve satılan enerjisinin faturalanmasında da büyük önem arz ederler. Enerjinin ölçülmesinde ve faturalandırılmasında en önemli faktör çoğu zaman akım bilgisidir. Sistemdeki akımın genlik veya açısal olarak yanlış ölçülmesi, sistemde yapılması gereken uygulamaların yanlış zamanda ve doğru olmayan şekilde devreye girmesine neden olur. Bunun yanında yanlış ölçülen akım hatalı faturalandırmalara yol açar. Sistemdeki akım ve gerilim bilgilerinin doğru şekilde ölçülmesi ve sistemdeki verimliliğinin maksimum olması için ölçü transformatörleri tasarım kriterlerinin doğru şekilde anlaşılması gerekir. IEC standartları ölçü transformatörü tasarımı için gerekli olan tüm teknik özellikleri standart olarak belirlemiştir. Bu standartlarda verilen kriterleri göz önünde bulundurarak ihtiyaca uygun akım transformatörünün karakteristikleri belirlenmelidir. İhtiyaç duyulandan fazla talep edilen akım transformatörü karakteristikleri, transformatörün boyut ve maliyet olarak fazla olmasının yanı sıra sistemde istenilen işlevleri yerine getirememesine neden olabilir. Bu çalışmada, akım transformatörünün IEC standartlarında yer alan tasarım kriterleri incelenerek, talep edilebilecek teknik özelliklere uygun en optimum akım transformatörü tasarımının nasıl yapılabileceği gösterilmiştir. İhtiyaçtan fazla talep edilen teknik özelliklerin transformatör tasarımına etkisi ve sistemde ne gibi sonuçlara yol açabileceği incelenmiştir. Gereğinden fazla seçilen yük değerinin, akım transformatörünün performansına ve maliyetine nasıl etki ettiği incelenmiştir.

Current and voltage instrument transformers are important for the protection of the energy system and for measuring and also billing of the energy sold, as well as for determining the current and voltage amplitudes in the production, transmission and distribution processes of electrical energy. Current information is one of the most important factor in measuring and billing energy. Incorrect measurement of current amplitude or phase angle in the system causes the applications to be performed in the system to be engaged at the wrong time and in the wrong way. In addition to this, incorrect measured currents lead to faulty for billing. In order to accurate measurement of the current and voltage and maximize the efficiency in the system, it is very important to understand the transformer design criteria correctly. IEC standards specify almost all the technical specifications required for the design of the transformer. Taking into consideration the criteria given in these standards, characteristics of the appropriate current transformer needs should be determined. Current transformer characteristics that are demanded more than necessary may cause the transformer to be too large in size and cost, but also fail to perform the desired functions in the system. This thesis study examines the design criteria in the IEC standards of the current transformer and shows how to design the most optimal current transformer according to the technical specifications that can be claimed. In addition, how the technical specifications demanded more than necessary will have an effect on the design of the transformer and what the consequences can be in the system are investigated. How the burden volt-amper value of the current transformer demanded more than necessary will have an affect on the performance and cost of the current transformer are investigated.