Faz Kaydırma Trafoları

Faz kaydırma trafoları şebeke veya şebeke bölümleri arasındaki yük akışını optimum şekilde düzenleyen (regüle eden ) aygıtlardır.  Kabaca bir seri  bir de kademe değiştiricili ikaz trafosundan oluşmaktadır. 

Faz  Kaydırma Trafosu

 Şebeke işletmecisi bu trafolarla hem elektrik iletimini hem de altyapısının yüklenme oranını denetleyebilir. Yenilenebilir enerji tesislerinin devreye alınmasıyla beraber iletim şebekeleri pek çok yerde yüklenme sınırına yaklaşmaktadır. Bu tür darboğazlardan kaçınmanın bir yolu toplam yükün, liberalleşen Avrupa elektrik piyasasıyla güdümlü olarak çoğu zaman ülke sınırlarının da aşılması yoluyla birbirine paralel iletim seksiyonları arasında bölüştürülmesidir. Enerji temininin güvenliği artmakta, böylece elektrik çökmesi ihtimali oldukça azalmakta ve çok pahalıya mal olan şebeke tevsi ihtiyacı olabildiğince minimize edilebilmektedir.

 Yükün dağıtılması sırasında faz kaydırma trafoları ihtiyaca bağlı olarak trafonun primer ve sekonder tarafındaki faz açısını değiştirmektedir. Kullanılan kademe değiştiricisinin kademe sayısı yüksek olmalı ve çok yüksek güçlerde çalışabilmelidir. Aktif güç için kademelendirmenin hassaslığı artırıldığı ölçüde daha fazla kademe değişimi manevrası yapabilme imkanı oluşabilmektedir. Bu trafolarda kullanılan kademe değiştiriciler sıklıkla çok değişik bir yelpazede olabilen ihtiyaçlara uygun olarak imal edilebilmektedir.

Trafolarda Sırt Sırta Testi (Sumpner Testi)

Sumpner testi ya da namı diğer sırt sırta testi ya da yük testi bir trafo testidir ki tam yük halini ve dolayısı ile ısınma testini gerçekleştirebilmeyi mümkün kılarBu test büyük trafolarda kullanılır. Büyük trafolarda olağan tam yük testleri tüketilen enerji çok büyük ve trafonun nominal yükünü karşılayacak uygun yükleri bulmak zor olacağından bu test daha elverişli hale gelir. Burada unutmamak gereken husus , ısınma testlerinde trafonun pek çok saat süresince tam yük altında kalması gerektiğidir. Bu test ayrıca verimin belirlenmesinde de kullanılır.

(Electromanyetik cihazlar  üzerine pek çok paten sahibi olan William Sumpner tarafından tasarlanmıştır )

Testte iki tane aynı özelliklere sahip trafo T1 ve T2 kullanılır.Her bir trafonun primer sargısı ana kaynağa bağlıdır. Böylece iki trafo paralel hale gelirler.

Trafolarda Sumpner Testi

Sekonder sargıları açıkken (S anahtarı açık)  W1 wattmetresi  iki trafonun toplam boşta kaybını ölçer. Bakır kaybı çok düşük olacağından wattmetre demir kayıplarını ölçmüş olur. Sekonder sargılar seri bağlıdır fakat polariteleri terstir. Sekonder gerilimleri birbirini iptal ettiğinden  S anahtarı kapatıldığında devreden akım geçmez. Yardımcı bir kaynak sekonder sargılara seri olarak bağlanır. Bu kaynak ya  yardımcı trafolu ve değişken genlikli bir  gerilim kaynağı ya da sekonder sargılara direk bağlı  bir oto trafo kullanılarak oluşturulabilir. 

Değişken kaynak sekonder sargılara akım enjekte etmekte vazife görür. Sekonderler birbirini iptal ettiğinden nominal akım akıtacak gerilim oldukça düşüktür. Sekonder akımı primer tarafına dönüştürülerek aktarılır ve bu akım primerde paralel bağlantı söz konusu olduğundan ana kaynağa akmaz ve dolayısı ile W1 wattmetresi bir değer göstermez. W2 wattmetresi her iki trafonun toplam bakır kayıplarını gösterir. Trafoların çalışması esnasında, trafoların üzerinden büyük bir enerji geçmediğinden enerji tüketimi düşüktür. Bunla beraber nominal / tam akımda gerçekleşecek bakır ve demir kayıpları, trafolar tıpkı tam yük altında çalışıyormuşçasına sağlıklı ölçülmüş olur. 

Trafolarda Gürültü (Manyetik Büzülme)

Floresan lambalarda ya da trafolarda meydana gelen zırlamaya dikkat etmiştirsiniz. Ülkemizde 50 hz frekansında çalışan bir trafo için bu zırlama şeklindeki sesin frekansı 100 hz kadardır. Çünkü trafonun manyetik nüvesi üzerine etki eden manyetik alana mekanik olarak karşılık vermektedir. Bu karşılık, alternatif akım devrelerinde her bir frekans çevrimi için iki kez maksimum uzama (çekirdekte) şeklinde gerçekleşir.  

                                          Mangnetostriction (Manyetik Büzüşme)

Normal hesaplamalarda bu gürültüye sebep olan manyeto büzülme (magnetostrictive) olaya ait katsayı L mıknatıs  (manyetik ) alan  sıfırdan doyuma giderken  birim uzunlukta meydana gelen kesir orana karşılık gelir. Bu katsayı pozitif ya da negatif değerler alabilir. Bu durumda trafo çekirdeklerinde enerji kaybına sebep olan  ve şekil bozulmasıyla ilişkili bir elastik zorlanma enerjisi sözkonusudur. Bir numune üzerinde manyetik büzülme olayı numuneyi kısaltacak şekilde etki ediyor ise, bu olay malzeme üzerindeki çekme zorlanması (tensile stress )na zıt yönde etki ediyor demektir ve bu da malzemenin young modülünün daha büyük değerler alması anlamına gelir. Bu olaya ait iki örnek ölçüm aşağıdaki tabloda verilmektedir.

Malzeme	Kristal Eksen	Doyum Büzülmesi  L (x 10-5)	Young's modulu Oransal Değişimi DE/E
Fe	100	+(1.1-2.0)	...
Fe	111	-(1.3-2.0)	...
Fe	Polikristal	-.8	0.002-0.003
Ni	100	-(5.0-5.2)	...
Ni	111	-2.7	...
Ni	Polikristal	-(2.5-4.7)	0.07
Co	Polikristal	-(5.0-6.0)	...

Uygulanan mekanik gerilmenin manyetik bir yönelme yarattığı gözlemlenmiştir. Bir demir kristali çekme zorlanmasına maruz bırakılır ise, zorlanmanın yönelimi istenen yönde olurken manyetik bölgeler bu yöne yönelme eğilimine sahip olurlar.

Olağan hallerde demirin manyetik yönelimi uygulanan manyetik alanın döndürülmesi ile kolaylıkla değiştirilir.Ne var ki demir numune üzerinde bir çekme zorlanması mevcut ise, manyetik alanın bu döndürülmesi durumuna karşı bir direnç meydana gelir. Tek parça masif numunelerde, manyetik bölge sınır hareketlerini etkileyen  iç gerilmeler meydana gelebilir. 

Manyetik büzülme  titreşim üreteci (vibratör)  imalinde kullanılırken burada  vibrasyonun genliğini artıracak şekilde,  manyetik şekil bozulmasına eşlik eden bir kaldıraç işlevinin kullanılması söz konusudur. Manyetik büzülme olayı , ya bir ses kaynağı ya da   ses üstü temizleme cihazlarında (http://en.wikipedia.org/wiki/Ultrasonic_cleaning)  temizleme mekanizması olarak görev gören sıvı içinde ses üstü dalgaları olarak,  ses üstü titreşimler üretmekte kullanılır. 

Kuru tip ve Yağlı Trafoların Karşılaştırılması:

• Kuru tip trafolarda soğutma ortamı olarak hava kullanılır. Yağlı tip trafolar potansiyel yangın tehlikesi ve güvenlik zaafiyeti arzeden makinalardır. Yağlı tip trafoların varlığı güvenilir yangın güvenlik ve söndürme prosedürlerinin sürekliliği ve geliştirilmesini gerektirir. 
• Kuru tip trafolar, güvenlik nedeni ile inşaat ve özel mahal gereksinimleri olan yağlı tip trafoların aksine yüke daha yakın konumlandırılabildiğinden,elektriksel kayıp ve kablolama maliyeti bakımından daha avantajlı bir trafo tipidir. 
• Yağlı tip trafolar periyodik yağ analizi ve yorucu bakım prosedürleri gerektirir. Ne var ki kuru tip trafoların bu avantajlarına karşılık genel olarak ebat ve elektriksel yalıtım seviyesi bakımından kısıtlamaları olan trafolardır. Çok yüksek güç ve gerilim kademelerinde yağlı tip trafo kullanımı gerekir.Harici uygulamalarda yağlı tip trafoları kuru tip trafolardan daha düşük maliyet gerektirir.Ayrıca kuru tip trafoları yağlı tip trafolara nazaran nem ve toza karşı daha hassas makinelerdir. 
• Kuru tip trafolarda kayıplar daha fazladır. (http://www.testguy.net/library/B210-05059.pdf)

Yağlı Tip Trafonun Yapısı (Hermetik Tip ) 

Kuru Tip Trafoların Yapısı