Üç sargılı güç transformatörlerinde; bağıl kısa devre gerilimi (%u_k) ya da trafo üretici dökümanlarında yer alan tanımla empedans geriliminin doğru belirlenmesi; kısa devre, gerilim düşümü ve yük akışı analizleri açısından büyük önem taşıyor. Genellikle üreticilerin hazırladıkları teknik dökümanlarda her üç sargı için %u_k değerleri belli bir baz değere göre verilir, kimi zaman da %u_k' nin hangi baz değere göre verildiği belirtilmez. Bu durumda üretici ile irtibata geçerek verilen %u_k değerlerinin sorgulanması gerekir.

Baz değere göre verilen %u_k değerlerini, kısa devre, gerilim düşümü, yük akışı vb. analizlerde ayrıca koruma akım transformatörlerinin boyutlandırılmasında kullanmak doğru sonuçlar vermez. Bu nedenle sargılar arasındaki bağıl güçlere göre gerçek bağıl kısa devre geriliminin belirlenmesi ve bu değerin hesaplamalarda kullanılması gerekir.

Tablo 1.'de empedans gerilim değerleri verilen güç trafosunun gerilim ve güç değerleri 132/33/11kV-63/50/25MVA'dır. Görüleceği üzere sargılar arasındaki empedans geriliminin değerleri verilmiş ancak bu değerlerin hangi baz güce göre verildiği belirtilmemiştir. Kesin olmamakla birlikte genellikle baz güç olarak en büyük güç seçilir.

Impedance Voltage Range at 75° and rated frequency	Unit	Provided Values
HV-33kV at principal tapping	%	10,16
HV-33kV at maximum voltage ratio	%	10,5
HV-33kV at minimum voltage ratio	%	9,8
HV-11kV	%	21,54
33kV-11kV	%	6

Tablo 1. 132/33/11kV - 63/50/25MVA'lık bir güç trafosuna ait %u_k değerleri

Tablo 1.'de bahsedilen güç trafosu üreticisi ile iletişim kurulduğunda %u_k' ların 63MVA baz gücüne göre verildiği öğrenilmiştir. Buna göre verileri yorumlayabilmek için öncelikle bağıl güçlerin netleştirilmesi gerekir.

132/33/11kV - 63/50/25MVA olarak verilen bir trafoda;

• 132kV sargısının gücü 63MVA,
• 33kV sargısının gücü 50MVA ve
• 11kV sargısının gücü ise 25MVA'dır.

 

Bağıl güçler ise;

• 132kV-33kV sargıları arasındaki güç 50MVA,
• 132kV-11kV sargıları arasındaki güç 25MVA,
• 33kV-11kV sargıları arasındaki güç 25MVA'dır.

 

Bir indirici güç trafosunda bağıl güçler belirlenirken; sargıların kendi güçleri, onların dizayn edildikleri güçler olup iki sargı arasındaki güç alışverişi için küçük olan sargı gücü dikkate alınır. Şöyle ki 132kV sargısının gücü 63MVA, 33kV sargısının gücü 50MVA olup küçük güç olan 50MVA bu iki sargı arasındaki bağıl güçtür. Çünkü 2. sargı maksimum 50MVA gücüne göre üretildiğinden daha fazla güç alışverişine uygun değildir. Bunlara göre Tablo 1.'i yorumlayacak olursak:

HV -33 kV için %u_k =10.16 ifadesi, 132kV-33kV sargıları arasındaki güç 50MVA olmasına rağmen 63MVA baz güce göre yüzde bağıl geriliminin %10.16 baz değer olarak verildiğini gösterir. 50MVA'ya göre gerçek %u_k aşağıdaki gibi hesaplanır.

Öncelikle 63MVA değerine göre verilen %u_k1-2 değeri ile trafonun 33 KV sargılarına ait kısa devre empedans değeri hesaplanır.

Daha sonra güç trafosunun nüvesinin lineer bölgede çalıştığı düşünülerek empedansın değişmediği kabul edilir ve 1.75 ohm empedans değerine göre 50MVA'daki %u_k hesaplanır.

HV -11 kV için %u_k =21.54 ifadesi, 132kV-11kV sargıları arasındaki güç 25MVA olmasına rağmen 63MVA baz güce göre yüzde bağıl geriliminin %21.54 baz değer olarak verildiğini gösterir. 25MVA'ya göre 11 KV sargıların gerçek %u_k13 :

33 -11 kV için %u_k =6 ifadesi, 33kV-11kV sargıları arasındaki güç 25MVA olmasına rağmen baz güce göre yüzde bağıl geriliminin %6 baz değer olarak verildiğini gösterir. 25MVA'ya göre gerçek %u_k23 :

Sonuç olarak 132/33/11kV - 63/50/25MVA olarak verilen bir güç trafosu ile ilgili işlemlerde;

• S12=50MVA, %u_k12 = 8,03
• S13=25MVA, %u_k13 = 8,533
• S23=25MVA, %u_k23= 2,376

olarak kullanılır.

 

Tablo 2.'de ise 132/33/11.5kV, 63/50/25MVA değerlerine sahip başka bir trafoya ait teknik değerler görülüyor. Buradan görüleceği üzere empedans gerilimi değerleri için baz alınan "güç" parantez içinde ayrıca belirtiliyor.

Tablo 2. 132/33/11,5kV - 63/50/25MVA'lık bir güç trafosuna ait %u_k değerleri

Bu değerler için de aynı formül kullanılarak benzer işlemler yapılarak gerçek empedans gerilim değerleri hesaplanır.

Elektrik Makineleri Dersleri- Transformatörler - Prof. Dr. Turgut Boduroğlu
Electric Power Transformer Engineering - Edited by James H. Harlow, 2004,
by CRC Press LLC

Ayrıca katkıları için Best Trafo Arge Müdürü Sayın Ali Demiral'a teşekkür ederiz.