Trafo Nedir Ne İşe Yarar

0
3088
trafo nedir ne işe yarar

Bir trafo, yan yana duran, aynı de­mir çekirdek üzerine sarılmış iki bo­binden oluşur. Yükseltici bir (step-up) trafoda, bu bobinlerden İkincisinin sarım sayısı birincisindekinden fazla, ör­neğin n katı kadardır. Birinci bobin­den geçen AC akım, bu bobinde za­manla değişen bir manyetik akı üret­mektedir. Bu akı ikinci bobinde, daha fazla sayıda sarım halkasının içinden geçmekte olduğundan, n katı kadar daha büyük bir akı oluşturur. Dolayı­sıyla, ikinci bobindeki toplam akının zamanla değişim hızı, birincidekinden n katı kadar daha büyüktür. Faraday yasası gereği, bu durum ikinci bobin­deki gerilimin birincidekinin n katı ka­dar daha büyük olması anlamına gelir (ε = N.dΦ/dt). Buna karşılık, ikinci bobindeki akım birincidekine göre n ka­tı kadar azalır. Öyle olması gerekir za­ten ki güç. P=V.I, trafo kayıplarını da göz önünde bulundurmak kaydıyla. korunmuş olsun. Trafo, içi yağ dolu bir kutunun içine yerleştirilmiştir. Ya­ğın amacı, hem güç aktarımında so­run yaratabilen nemi uzak tutmak, hem de sıçramalara karşı, bobinleri kutu çeperinden yalıtmaktır. Trafolar­da maliyeti ve ulaşılabilen gerilim dü­zeylerini belirleyen ana etken, bu yalı­tım sorunu. Alçaltıcı bir (step-down) trafoda ise, tam tersine, ikinci bobin­deki sarım sayısı birincidekinden daha azdır.

trafo nedirBu yüzden, gerilimi yükseltmek yerine düşürürler. Trafoların ilk bakış­ta biraz gizemli görünebilen bu işlevi, bir bakıma dişli çarklarınkine benzer. Nasıl ki küçük bir çarktan, yarıçapı ve dolayısıyla da diş sayısı, varsayalım n katı kadar büyüğüne aktarılan tork n misli büyür ve fakat bu arada açısal hız da aynı oranda küçülürken, torkla açısal hızın çarpımı olan güç sabit ka­lıyorsa: burada da ona benzer şekilde. Ya da hidrolik bir benzetmeyle, hidro­lik pompa ve asansörler gibi… İçi sıkıştırılamaz bir akışkanla dolu kapalı bir kabın yalnızca, biri diğerinkinin n misli geniş yüzey alanına sahip iki piston çıkışı varsa; küçük pistona F kuv­veti uyguladığımızda, basman akış­kan içerisinde aynen dağılımı (Pascal Yasası) gereği, büyük pistonun yüze­yinde F’nin n katı kadar bir kuvvet oluşur. Fakat buna karşılık, büyük kuvvete d kadar yol katettirebilmemiz için, küçük kuvvetin uygulama nokta­sını d ’nin n misli kadar hareket ettir­memiz lazımdır. Yani güç ve enerji ko­runur. Trafoların bu, dişli çarklara ya da hidrolik pompalara benzeyen basit ve maliyeti düşük yapısı nedeniyledir ki, AC gerilimi yükseltip alçaltmak, bu işlemi DC gerilimle yapmaya oranla çok daha kolaydır. Gerçi şimdi artık DC gerilimi, trafoların AC’de yaptığı gibi, yüksek verimle değiştiren ‘katı hal’ aygıtları var. Fakat geçen yüzyılın başlarında bu teknoloji yoktu. Edison’un şirketi DC güç dağıtmaya baş­lamışken. Tesla’nın geliştirdiği AC ge­rilimin rakip Westinghouse şirketi ta­rafından benimsenmesi üzerine iki şir­ket arasında patlak veren akım savaş­larının AC’nin zaferiyle sonuçlanmış olmasının ana nedeni buydu. Prizimi­ze elektrik böyle gelir. Sektöre emeği geçen isimsiz kahramanlara saygıyla…

Trafo Merkezi

trafo merkezi

Büyük santrallarda çalıştırılan ti­pik bir jeneratörün. 33,3kV gerilimle, tümüyle dirençlerden oluşan bir grup yüke, 15kA akım sağlamakta olduğu­nu varsayalım. Jeneratör bu durumda. P = 500Mw = 5xl08 J/s güç üretmektedir. Türbindeki mekanik güç %100 verimle elektrik gücüne dönüştürülüyor olsun. Gerçek değer %99’a yakındır. Türbinin sağlaması gereken torkun; dönme hızı 3000 devir/dk = 50 devir/s = 100Π rad/s olduğuna göre; P = ωT ilişkisinden, T = (5xl08J/s)/( 100Π rad/s) = 159 kN.m (kilo Newton-metre) olması gerekir. Kanatların ortalama uzunluğu L = 30 cm olsa, üzerlerinde F = T/L = 159/0.3 = 530 kN kuvvet var demek­tir; yani 54 ton kütlenin ağırlığı… Em­re amade 500 MW’la; bir konutun gün­lük elektrik enerjisi tüketimi 2,5-3,5 kWh olmakla birlikte, maksimum güç gereksinimi 2,5-3,0 kW kadar olduğun­dan, diyelim 2’şer kW ’tan 250.000 ko­nuta elektrik gücü sağlanabilir. Ancak, santrallar güvenlik ve çevre gerekçeleriyle, yerleşim birimlerinden uzakta ya da taşınması güç olan enerji kaynakla­rının yakınında kurulur. Ayrıca, potan­siyel tüketiciler farklı yerleşim merkez­lerinde yaşadığından, gücün her biri­nin ayağına kadar iletilmesi gerekir. Öte yandan, belli bir gücün iletimi sıra­sında yolda karşılaşılan kayıplar, gerili­min tersiyle azalır. Dolayısıyla, iletim kayıplarının en azda tutulabilmesi için, önce jeneratör çıkışındaki 33,3 kV’luk gerilim: 380 ya da 765 kV, hatta 1 milyon volta varan çok yüksek düzeyle­re yükseltilir. Bu işlem, santral çıkışın­daki ana trafo istasyonunda yapılır. Ondan sonrası, birden fazla koldan yola çıkan ‘yüksek gerilim ağında gerçekleşir.

Paylaşır mısınız?
Önceki İçerikDiferansiyel Denklemler Nedir
Sonraki İçerikBasit Harmonik Hareket Konu Anlatımı
Elif Yaldız
Merhaba ben Elif Yaldız, bir süre Türkiye de Elektrik ve Elektronik Mühendisliği üzerine eğitim aldıktan sonra, hayat serüvenime yurt dışında Enerji Sistemleri Mühendisliği üzerine devam ettirmeye karar verdim. Burada sizlerle bilgi alış verişinde bulunmaktan memnuniyet duyuyorum.

Düşünceleriniz Nedir?