Herhangi bir güç şebekesinin temel taşlarından biri olan transformatörler, elektriğin çeşitli voltaj seviyelerinde verimli dağıtımını ve iletimini sağlamak için tasarlanmış temel bileşenlerdir. Normalde transformatörler nominal kapasitelerinin altında çalışacak şekilde yapılır, ancak bazen aşırı yük koşullarında geçici olarak çalışmaları gerekir. Tasarlanmış aşırı yük kapasiteleri dahilinde çalıştıkları sürece sorunların ortaya çıkması pek olası değildir. Aşırı yükün ünitenin derecelendirdiği değeri aşması halinde, doğal olarak ünitenin durumunu ve hizmet ömrünü tehlikeye atacak olumsuz etkiler ortaya çıkacaktır.

Bu çeşitli etkilerin neler olduğu ve transformatörün sağlığını nasıl bozdukları hakkında daha fazla bilgi edinmek için okumaya devam edin.

Trafo Aşırı Yükü Nedir?

Bir transformatörün yükü isim plakasındaki değeri aştığında, yani tasarım spesifikasyonlarının ötesinde akımlara ve/veya gerilimlere maruz kaldığında aşırı yük meydana gelir. Aşırı yüklenme, transformatörün her zaman daha yüksek çalışma sıcaklıklarına maruz kalmasına yol açar; bu da her türlü hızlandırılmış aşınmayla sonuçlanır ve sonuçta ünitenin hizmet ömrü kısalır. Ve yeniden canlandırılabilen motorların aksineelektrik motoru geri sarıyorSık sık aşırı yüklenen bir transformatör kolayca tamir edilemeyebilir ve çoğu zaman tamamen değiştirilmesi gerekebilir.

Bu aşırı yük koşulları, iletim hatlarındaki beklenmedik durumlar veya trafoyu kasıtlı olarak aşırı yüklemeyi seçen tesisler gibi çeşitli nedenlerden dolayı meydana gelebilir. İkinci durum genellikle güvenilirlik veya ekonomik nedenlerden kaynaklanır; yani daha önce bahsedilen acil durum senaryolarını hafifletmek ve kesintileri önlemek veya müşterilerin yük taleplerini sürdürmek için zaman kazanmak. Bu gibi durumlarda transformatörlerin ömrünün %25-%50'sini daha fazla kullanmaya teşvik edilmesi gerekli bir fedakarlık olarak değerlendirilmektedir.

Alternatif olarak, güç sisteminin diğer alanlarındaki arıza veya arızalardan da kaynaklanabilir. Bu sistemler doğası gereği karmaşık olduğundan, ne kadar iyi tasarlanmış olursa olsun, her zaman arıza riski olacaktır. Koruma ekipmanının tanımlamak için devreye girdiği yer burasıdır.trafo arızalarıve hatalı elemanları sistemin geri kalanından izole edin. Sonuç olarak güç akışı, belirlenen yük talebini karşılamak için yeni yollar aramakta ve bu yollarda yer alan trafo üniteleri aşırı yük koşullarıyla karşı karşıya kalma riskiyle karşı karşıya kalmaktadır.

Aşırı Yüklemenin Ana Sonuçları

1. Aşırı ısınma

Nominal kapasitesinin üzerinde çalışan transformatörlerin sargılarından daha fazla akım geçer ve bu da sıcaklıkta önemli bir artışa neden olur. Üretilen ekstra ısı, yalıtım gibi ünitenin çeşitli bileşenlerine zarar verir ve bunların eskimesini ve bozulmasını hızlandırır, sonuçta genel performansı azaltır ve sonuçta bir arızaya neden olur. Ayrıca yüksek sıcaklıklar da performansı etkiler.trafo izolasyon yağıve etkinliğini azaltır.

2. Hızlandırılmış Aşınma ve Yalıtım Hasarı

Bir transformatörün sağlığı ve hizmet ömrü, yalıtım malzemelerinin durumuna doğrudan bağlıdır. Bu malzemeler, transformatörler uzun süreler boyunca maksimum kapasitede çalıştığında daha fazla aşınma ve yıpranmaya maruz kalır ve etkin ömürleri azalır. Transformatörün yük kapasitesini aştığı her seferde, iç gerilim bileşimi ve arıza riski (dahili kısa devrelere yol açabilecek) önemli ölçüde artar. Sonuçta, daha kısa bakım döngüleri ve onarımlar veya bileşen değişimleri nedeniyle daha sık kapanmalar meydana gelecek ve daha yüksek maliyetlere yol açacaktır.

3. Azalan Verimlilik

Transformatör verimliliği, ünitenin kayıpsız olarak ne kadar enerji dönüştürebileceği ile belirlenir. Transformatör aşırı yüklendiğinde ısı şeklinde daha fazla enerji kaybolur. Bu enerji israfı sadece transformatörü daha fazla zorlamakla kalmaz, aynı zamanda işletme maliyetlerini de artırır. Çekirdek ve sargılar verimli çalışma yeteneklerini kaybederek ek güç tüketimine yol açar. Transformatöre bağlı ekipmanlarda voltaj dengesizliği veya düzensizlikleri yaşanacağından, operatörler daha yüksek enerji tüketimi ve azalan çalışma performansını fark edeceklerdir.

4. Gerilim Düşmeleri

Aşırı yüklenmiş transformatörler genellikle sabit voltaj seviyelerini korumakta zorlanırlar. Sargılardan geçen artan akım, voltaj düşüşlerine neden olur; bu, transformatörden gelen voltaj çıkışının, aşağı yöndeki ekipman için gereken seviyeden daha düşük olduğu anlamına gelir ve bu da bağlı cihazların arızalanmasına veya verimsiz çalışmasına neden olur. Hassas ekipman kapasitenin altında çalışabilir veya başlatılamayabilir ve sistem düşük voltajı telafi etmeye çalışırken güç dalgalanmaları meydana gelebilir ve bu da ekipmanın daha fazla hasar görmesine neden olabilir. Bu sorun, bilgisayarlar, tıbbi cihazlar veya otomatik sistemler gibi hassas voltaj seviyelerine dayanan ekipmanlar kullanıldığında güvenilmez hale gelebileceği veya hasar görebileceği için daha büyük bir endişe kaynağı haline gelir.

5. Sık Kapanma veya Arızalar

Bir transformatör düzenli olarak tasarım sınırlarının ötesine zorlandığında, iç sistemlerindeki stres nedeniyle ani arızalara veya kapanmalara daha yatkın olur. Daha fazla hasarı önlemek için devre kesiciler veya güvenlik mekanizmaları devreye girecektir. Plansız kapanmalar güç dağıtımını etkileyerek trafoya bağlı kritik sistemlerde kesintilere neden olur. Arızalar bu tür sistemlerde geçici veya kalıcı hasara neden olabilir, endüstriyel operasyonları veya şebeke istikrarını bozabilir.

Aşırı Yüklemenin Diğer Riskleri

Yukarıda listelenen sorunların ötesinde, transformatörün aşırı yüklenmesiyle ilgili başka riskler de vardır:

Yapısal metalik parçalara ve yalıtımlı iletkenlere bitişik yalıtımdan, transformatörün dielektrik dayanımını azaltabilecek gaz kabarcıklarının oluşması.

Transformatörün mekanik özelliklerinin yüksek sıcaklıklar nedeniyle geçici olarak bozulması nedeniyle kısa devre dayanım kapasitesinin azalması.

Yapısal parçaların, iletkenlerin ve yalıtım malzemelerinin termal genleşmesinden kaynaklanan dielektrik veya mekanik arızalar.

Burçlarda yağ kaybına, conta sızıntılarına ve aşırı dielektrik arızasına yol açabilecek montaj basıncı.

Üst yağ sıcaklığı standart limitlerin üzerine çıktığında tankta yağın genleşme olasılığı.

Transformatörün voltaj regülasyonu, daha yüksek güç yüklemesi ve muhtemelen düşük gecikmeli güç faktörü nedeniyle artabilir.

Çözüm

Bir transformatörün aşırı yüklenmesinin sağlığı ve performansı üzerinde ciddi etkileri vardır. Bir transformatör nominal kapasitesinin üzerinde çalıştığında aşırı ısınma, verimin azalması ve erken yaşlanma riskiyle karşı karşıyadır. Zamanla yalıtım hasarı ve çekirdek bozulması meydana gelebilir ve bu da maliyetli onarımlara veya tamamen arızalara yol açabilir.