Akademik Veri Yönetim Sistemi
TÜBİTAK Projesi, 2023 - 2025
gelen ve genellikle
önceden tahmin edilmesi mümkün olmayan enerji kesintileri özellikle sanayi
tesislerinde üretimin aksamasına neden olmakta ve iş gücü kayıplarına yol
açabilmektedir. Güç sistemlerindeki enerji kesintilerin önemli nedenlerinden
biri sistemde meydana gelen arızalardır. Elektrik
sisteminde bu kadar önemli olan transformatörleri en çok zorlayan ise kısa
devre durumudur. Elektrik devrelerinde akım her zaman en kolay yolu(en düşük
empedans) tercih eder. Transformatörler, işletme şartlarında birçok elektriksel
ve mekaniksel zorlayıcı kuvvetlere maruz kalırlar. Ancak bunlardan en şiddetli
ve en önemlisi kısa devre kuvvetleridir. Transformatörler kısa devreye maruz
kaldığında transformatörde ortaya çıkan elektromanyetik kuvvetler
sargılarda önemli mekanik etkiler meydana getirmektedir. Bu etkiler, büyük
tahribatlara neden olmasının yanında, müdahale olmaması durumunda
transformatörün patlamasına dahi neden olabilecek ciddi mekanik hasarlara neden
olmaktadır. Bu nedenle, kısa devre akımına dayanma yeteneği, bir
transformatörün en temel özelliklerinden biri olarak kabul edilmektedir. Sektördeki
transformatörlerin genel kalitesini tek başına gösterebilecek yegane durum kısa
devredir. Bu durumu simule eden deneyin adı ise kısa devre dayanımı deneyidir.
Kısa devre dayanımı deneyi üretici test laboratuvarlarında
gerçekleştirilememektedir. Bu deneyi gerçekleştirebilecek dünyadaki geçerli
laboratuvar sayısı da sınırlıdır. Bu sebeple bu deney pahalı bir deneydir. Transformatör
tasarım ve üretim kalitesini kanıtlama anlamında bu teste başvurulur. Ya da
müşteri talep ederse tasarıma ait kısa devre hesaplarını isteyip bunun
üzerinden değerlendirme yapabilir. Kısa devre dayanım deneyi test maliyeti çok
yüksek olduğundan dolayı genellikle güç transformatörlerine uygulanmaktadır.
Tek fazlı transformatörlerde 1 KVA, 3 fazlı transformatörlerde ise 5 KVA altına
maliyeti dolayısıyla pek tercih edilmemektedir. Kısa devre dayanım deneyinde
transformatör sargılarına asimetrik 9 darbe uygulanır ve transformatörün
empedans değerinin ne kadar değişime maruz kaldığına bakılır ve testten geçip
geçmediği test edilmiş olur.
Bu projede kısa devre dayanım deneyi dışında bırakılan düşük güçteki transformatörler için 9 asimetrik gerilim darbesi Marx jeneretör devre yapısı kullanılarak oluşturulacaktır. Bunun yanında nüve ve transformatör sargıları üzerine ısı sensörleri yerleştirilecektir. Böylece oluşmuş olan radyal ve eksensel kuvvetlerin etkileri de Termal olarak ölçülmüş olacaktır. Deney sonuçlarının yanında transformatör ve asimetrik darbeler Ansys programında @Maxwell ve @Workbench ortamında simüle edilerek Elektromanyetik kuvvetlerin etkileri ile ısı durumları ayrıca incelenecektir. Bu simülasyon sonuçları ile deneysel sonuçlar karşılaştırılacaktır. Devredeki elektriksel ölçümler hem hafızalı osiloskop ile hem de harici olarak devreye bağlanan ardunio kartları ile eş zamanlı ölçüm yapılacaktır. Böylelikle bir transformatördeki kısa devre dayanım testi gerçekleştirilmiş olup radyal ve eksensel kuvvetlerin etkisi termal olarak incelenmiş olacaktır. Böylelikle düşük güçteki transformatörler için düşük maliyetli bir test cihaz modellenmiş olacaktır. Kısa devre dayanım testi deneysel ve simülasyon sonuçları karşılaştırılmış olacaktır.