Elektrik Tesisatı & Güç Sistemleri İleri Seviye

Trafo İşletmesi ve Kısa Devre Koordinasyonu

Hazırlayan: VoltGuard Mühendislik Ekibi · Son gözden geçirme: 24.10.2026

Bu ders; dağıtım trafosunun anma değerlerini ve yüklenme sınırlarını, IEC 60909'a göre kısa devre hesabını, TT/TN/IT sistemlerinde arıza akımını ve kesiciler arasında seçicilik koordinasyonunu bir fabrika örneği üzerinden anlatır. İşletmedeki trafolarda yağ analizi ve yük takibi, trafo işletme sorumluluğu kapsamındaki bakım planının parçasıdır.

Ön koşul ve ilgili kaynaklar: Kısa Devre Akımı Nedir? · TMŞ Seçimi Rehberi · Topraklama · VoltSim Trafo modülü

Öne Çıkanlar

Yağlı trafoda yalıtım yaşlanması sıcak nokta sıcaklığına bağlıdır; ısıl olarak iyileştirilmemiş kâğıtta 98 °C üzerindeki her 6 K artış yaşlanma hızını yaklaşık iki katına çıkarır (IEC 60076-7).
IEC 60909 üç faz, faz-faz, faz-faz-toprak ve faz-toprak kısa devreleri için hesap yöntemi tanımlar; kesici seçiminde en büyük, koruma kontrolünde en küçük kısa devre akımı kullanılır.
TN sisteminde toprak arıza akımı yüksektir ve aşırı akım cihazı açabilir; TT sisteminde akım düşüktür, RCD gerekir; IT sisteminde ilk arızada besleme sürer.
Seçicilik, kesicilerin akım-zaman (I-t) eğrilerinin karşılaştırılması ve üretici seçicilik tablolarıyla doğrulanır.

Dağıtım Trafosunun Anma Değerleri

Anma gücü (Sn): Etiketteki kVA değeridir. Ortam sıcaklığı en fazla 40 °C ve rakım en fazla 1000 m koşulları için geçerlidir (IEC 60076-1/-2).
Kısa devre gerilimi uk (%): Dağıtım trafolarında 630 kVA'ya kadar tipik olarak %4, daha büyüklerde %6'dır. Trafo çıkışındaki kısa devre akımını belirler.
Bağlantı grubu: En yaygın olanı Dyn11'dir (OG üçgen, AG yıldız ve nötr dışarıda, 30° faz farkı).
Kayıplar: Boşta kayıp P₀ ve yük kaybı P_k. Kayıp sınıfları AB ekotasarım kuralları ve EN 50588-1 ile tanımlanır.
Sıcaklık artışı sınırları: Yağlı ONAN trafoda üst yağ 60 K, ortalama sargı 65 K (IEC 60076-2). Kuru tipte sınır yalıtım sınıfına bağlıdır; F sınıfında ortalama sargı 100 K, H sınıfında 125 K (IEC 60076-11).
Yalıtım seviyesi: Yıldırım darbe dayanım gerilimi (BIL). Tipik değerler 24 kV için 125 kV, 36 kV için 170 kV'tur.

Trafo Yükleme ve Yaşlanma

IEC 60076-7 yükleme kılavuzu üç yükleme durumu tanımlar ve her biri için akım ile sıcaklık sınırlarını tablo halinde verir:

Normal çevrimsel yükleme: Günün bir bölümünde anma yükü aşılır, düşük yüklü saatlerde yaşlanma telafi edilir.
Uzun süreli acil yükleme: Bir arıza veya bakım nedeniyle haftalar, aylar boyunca sürebilen aşırı yük. Yaşlanma belirgin biçimde hızlanır.
Kısa süreli acil yükleme: Genellikle 30 dakikadan kısa süren yüksek aşırı yük.

Kılavuzdaki sınır tablosunda dağıtım trafoları için akım sınırları 1,5 p.u. (normal çevrimsel), 1,8 p.u. (uzun süreli acil) ve 2,0 p.u. (kısa süreli acil) olarak verilir. Sıcak nokta sınırları 120 °C ve 140 °C mertebesindedir. Projede bu değerleri standart metnindeki tablodan doğrulayın. Harmonikli yükler sargı girdap kayıplarını artırır; bu durumda K faktörüne göre değer düşürme uygulanır. Yağlı trafolarda çözünmüş gaz analizi için numune alma IEC 60567'ye, sonuçların yorumu IEC 60599'a göre yapılır.

IEC 60909'a Göre Kısa Devre Hesabı

IEC 60909-0'ın üçüncü baskısı Temmuz 2026'da yayımlandı ve 2016 baskısının yerini aldı. TS EN karşılığının hâlâ 2016 tabanlı olabileceğini dikkate alın. Standart dört büyüklük tanımlar:

Ik″ (başlangıç simetrik kısa devre akımı): Kısa devre anındaki simetrik akımın etkin değeri. Kesicinin kesme kapasitesi Icu, montaj noktasındaki en büyük Ik″ değerinden küçük olamaz.
ip (tepe kısa devre akımı): ip = κ × √2 × Ik″. Baraların dinamik dayanımı ve kesicinin kapama kapasitesi buna göre kontrol edilir.
Ib (simetrik kesme akımı): Kesicinin kontaklarının ayrıldığı andaki akım. Jeneratöre ve motora yakın arızalarda Ik″ değerinden küçüktür.
Ik (sürekli kısa devre akımı): Geçici olaylar söndükten sonraki akım.

En büyük akım hesabında gerilim katsayısı c_max = 1,05 (AG, ±%6 tolerans), en küçük akım hesabında c_min = 0,95 kullanılır. Simetrik olmayan arızalar pozitif, negatif ve sıfır bileşen empedanslarıyla (Z₁, Z₂, Z₀) hesaplanır.

Topraklama Sistemleri ve Arıza Akımı

Sistem	Trafo nötrü	Gövdeler	Toprak arıza akımı	Uygulama
TT	Doğrudan topraklı	Ayrı topraklayıcıya bağlı	Düşük; RCD gerekir	Şebekeden AG beslenen yapılar
TN-S	Doğrudan topraklı	Ayrı PE ile trafo nötrüne	Yüksek	Sanayi, hastane
TN-C	Doğrudan topraklı	Ortak PEN iletkeni	Yüksek	Sınırlı: PEN en az 10 mm² Cu / 16 mm² Al ve sabit tesisatta; son devrelerde ve yangın riskli yerlerde kullanılmaz (HD 60364-5-54)
TN-C-S	Doğrudan topraklı	PEN, ana panoda N ve PE'ye ayrılır	Yüksek	Kendi trafosu olan sanayi tesisleri
IT	Yalıtılmış veya empedans üzerinden	Ayrı toprak	İlk arızada çok düşük; izolasyon izleme gerekir	Ameliyathane (tıbbi IT), süreç sürekliliği gereken tesisler

Seçicilik (Selektivite) Koordinasyonu

Seri bağlı koruma cihazlarında, bir arızada yalnızca arızaya en yakın cihaz açmalıdır. Uygulamada:

Sigortalarda: gG sigortalarda üst ve alt sigorta anma akımları arasında 1,6:1 oranı genellikle seçicilik sağlar.
Kesicilerde: Seçicilik yalnızca anma akımı oranıyla sağlanmaz. Açma ünitesi ayarları (I_r, I_sd, t_sd, I_i) ve montaj noktasındaki kısa devre akımı birlikte değerlendirilir. Toplam veya kısmi seçicilik sınırı üreticinin seçicilik tablolarından alınır.
Zaman kademesi: Kısa süre gecikmeli üst kesicide, alt cihazın açma süresinin üzerine genellikle 100-200 ms marj bırakılır.

Elektronik açtırıcılı kompakt (MCCB) ve açık tip (ACB) kesicilerde koruma fonksiyonları LSIG olarak ayarlanır. Termik-manyetik açtırıcılı (TM) kesicilerde ise yalnızca termik (L) ve anlık manyetik (I) eleman bulunur.

L (uzun gecikmeli): Aşırı yük koruması, I_r ve gecikme sınıfı.
S (kısa gecikmeli): Kısa devre koruması, I_sd ve t_sd.
I (anlık): Anlık kısa devre koruması, I_i.
G (toprak arızası): I_g ve t_g.

Bölge seçici kilitleme (ZSI): Alt kesici arızayı görürse üst kesiciye kısıtlama sinyali gönderir ve üst kesici ayarlı gecikmesini korur. Sinyal gelmezse, yani arıza üst kesicinin kendi bölgesindeyse, üst kesici kısa gecikmeyle açar. Böylece arıza süresi ve ark enerjisi azalır.

Örnek: 1000 kVA Fabrika Kısa Devre Hesabı

Kabuller: 1000 kVA, 34,5/0,4 kV, uk = %6, P_k ≈ 10,5 kW, Dyn11. OG şebekenin kısa devre gücü 500 MVA. c_max = 1,05. Kablolar bakır ve 20 °C dirençleriyle alınmıştır.

Trafo çıkışı: Trafo empedansı 9,6 mΩ (R ≈ 1,7 mΩ, X ≈ 9,5 mΩ) ve OG şebeke reaktansı ≈ 0,35 mΩ ile Ik″ ≈ 24 kA. Trafo anma akımı 1443 A.
Ana bara (5 m, faz başına 4 × 240 mm²): Kablo empedansı ihmal edilebilir; Ik″ ≈ 24 kA.
Tali pano (30 m, faz başına 2 × 150 mm², NYY 3×150+70): Kablo R ≈ 1,9 mΩ, X ≈ 1,2 mΩ. Toplam empedans ≈ 11,7 mΩ ve Ik″ ≈ 21 kA.
Motor panosu (tali panodan 50 m, 25 mm²): Kablo R ≈ 36 mΩ. Ik″ ≈ 5,7 kA.

Koruma seçimi ve kontroller:

Ana kesici: ACB veya MCCB, 1600 A, LSIG, Icu ≥ 25 kA. Örnekte 50 kA seçilmiştir.
Tali kesici: Tali pano yükü Ib = 320 A, kesici In = 400 A, Icu 36 kA ≥ 21 kA. Kablo: iki adet 3×150+70 NYY tavada yan yana. Tek kablonun Iz değeri ≈ 299 A, iki kablo için gruplama katsayısı 0,88 alınırsa Iz ≈ 2 × 299 × 0,88 ≈ 526 A. Ib ≤ In ≤ Iz koşulu sağlanır: 320 ≤ 400 ≤ 526 A.
Motor çıkışı: 63 A kesici, Icu ≥ 10 kA yeterlidir. 25 mm² kablonun Iz değeri döşeme yöntemine göre kontrol edilir.
En küçük kısa devre: Hat sonundaki en küçük faz-toprak arıza akımı c_min ve işletme sıcaklığındaki direnç ile ayrıca hesaplanır. Bu akım, kesicinin anlık veya kısa gecikmeli açma eşiğini güvenle aşmalıdır.

Seçicilik, üretici yazılımlarıyla (Schneider Ecodial, Siemens SIMARIS curves, ABB e-Design vb.) ve seçicilik tablolarıyla doğrulanır. Elle doğrulama için AG kısa devre ve OG kısa devre uygulamalarını kullanabilirsiniz.

Mevzuat Bağlantıları

Elektrik Kuvvetli Akım Tesisleri Yönetmeliği (RG 30.11.2000/24246): Md. 38 trafo AG çıkışında ana kesici; Md. 40 trafo OG tarafı koruması (400 kVA'ya kadar sigortalı ayırıcı, üstünde röleli kesici). Güncel metni kontrol edin.
EMO Elektrik YG Tesisleri İşletme Sorumluluğu Yönetmeliği (RG 18.03.2004/25406): YG tesislerinde işletme sorumlusu mühendisin görevleri.
İş Ekipmanları Yönetmeliği (RG 25.04.2013/28628; EK-III 23.12.2025/33116 ile değişti): Transformatörün yılda bir periyodik kontrolü.

Yazılım Araçları

ETAP: Kısa devre, koruma koordinasyonu, ark parlaması ve geçici hal analizleri.
DIgSILENT PowerFactory: Enerji sistemi ve şebeke simülasyonu.
Schneider Ecodial: AG tesis boyutlandırma ve koordinasyon.
ABB e-Design: AG dağıtım ve kesici koordinasyonu.
NEPLAN: Şebeke hesapları ve koruma analizi.

Sıradaki Konu

Hesapları uygulamak için:

Bu içerik ileri seviye eğitim amaçlıdır ve gerçek proje yerine geçmez. Kısa devre hesabı ve koruma koordinasyonu için proje bazlı yetkili mühendis çalışması gereklidir.

Kısa devre analizi ve koruma koordinasyonu için mühendislik desteği alınTrafo işletme sorumluluğu kapsamında koruma ayarlarını, bakım planını ve kayıtları birlikte takip edelim.

Trafo İşletme Sorumluluğu Teklif Al

← Tüm dersler: VoltGuard Akademi