Znane sa urzadzenia do selektywnej o- chrony transformatorów wysokiego napie¬ cia, które zaczynaja dzialac w chwili po¬ wstania pewnego zaburzenia wewnatrz transformatora, jednak urzadzenia te posia¬ daja strony ujemne, stanowiace przeszkode ku ich rozpowszechnieniu. Tak np. w zna- nem róznicowem urzadzeniu ochronilem transformatorów róznica miedzy energja doplywajaca do transformatora a energja z niego pobierana mierzy sie przez porówna¬ nie pradu powrotnie doplywajacego z pra¬ dem wtórnie odplywajacym przy pomocy dodanych z obydwu stron transformatorów pradowych. Jesli pominac naturalne straty wewnatrz transformatora, to prady te mu¬ sza byc sobie równe, o ile odnosi sie je (pierwotnie czy wtórnie) do tych samych ilosci zwojów. Skoro jednak w transforma¬ torze powstanie niedokladnosc, wytwarza¬ jaca wewnatrz trasformatora obwód lokal¬ ny, to wzmiankowane porównanie wykaze prad róznicowy, który mozna zuzytkowac do uruchomienia urzadzenia ochronnego.Ta tak zwana ochrona róznicowa ma jednak te wade, ze wymaga pewnej ilosci transfor¬ matorów pradowych, wielu przewodów lacznikowych i t. d. i dzieki temu zmniej¬ sza prostote i przejrzystosc zarówno lacze¬ nia jak i instalacji.Inny sposób ochrony wyzyskuje zmia¬ ny, zachodzace w oleju pod wplywem zabu-;rzen w transformatorze spoczywajacym w skrzynce olejowej, w ten mianowicie spo¬ sób, ze s^utki^jn J^^ZJ^itfria lokalnego w oleju powstaja pecherzyki gazu, które wy¬ pieraja olej i wywoluja uderzenia. Wszel¬ kie zwiazane z tern zjawiska, wylaczajac e- wentualnie transformator z sieci, mozna przytem zuzytkowac do uruchomienia urza¬ dzenia kontaktowego. Urzadzenia, reaguja¬ ce na zmiany mechaniczne w oleju, wyka¬ zuja jednak w praktyce równiez znaczne wady, wobec czego w wielu przypadkach trzeba sie ich wyrzekac, Przedewszystkiem ochrona tego rodzaju wymaga zamknietej budowy (skrzynki z olejem, a zarazem do^ kladn^o uszczelnienia jej oraz osobnego rozszerzalnika dla oleju. Konstrukcja ta podnosi jednak znacznie cene transformato¬ ra, a poza tern wynikaja jeszcze okoliczno¬ sci niekorzystne dla samego ruchu. Jezeli bowiem nastawi sie urzadzenie na dziala¬ nie powstajacych fcaniek gazowych, to w przypadku powaznego zaburzenia nie dzia¬ la ono z dostateczna szybkoscia. Z drugiej strony tworzenie sie baniek gazowych moze wystapic równiez jako skutek przypadko¬ wych okolicznosci, np. nieszkodliwych sta¬ tycznych wyladowan pomiedzy czesciami armatury luib rozpuszczania sie resztek po¬ wietrza w oleju, wobec czego urzadzenie zaczyna czesto niepotrzebnie dzialac i bez wystarczajacej przyczyny wymaga klopo¬ tliwej rewizji transformatora, polaczonej z przerwami pradu. Przerwy podobne odbie¬ raja urzadzeniu ochronnemu wszelka war¬ tosc gospodarcza. Jezeli jednak do urucho¬ mienia urzadzenia ochronnego zuzytkuje sie cisnienia, powstajace podczas zaburzenia w naczyniu iz olejem, to w takim razie trans¬ formator wprawdzie szybko zostanie wyla¬ czony, ale to samo zajdzie równiez wów¬ czas, gdy krótkie zwarcie w sieci zamknie sie poprzez transformator, a wiec kiedy w transformatorze niema zadnego zaburzenia.I w tym przeto przypadku nalezy obawiac sie niepotrzebnych przerw w dostarczaniu pradu. Znane to urzadzenie nie zadowala zatem wymagan praktyki, poniewaz dziala czesciowo zbyt powoli, czesciowo za malo selektywnie w stosunku do przyczyn zabu¬ rzenia.W przeciwienstwie do obu wzmianko¬ wanych rozwiazan zagadnienia selektyw¬ nej ochrony transformatora wysokiego na¬ piecia, wedlug wynalazku niniejszego zu- zytkowujemy nie oddzialywania niedoklad¬ nosci transformatora na dodatkowe urza¬ dzenia poza wlasciwym transiforimatoirem, a wiec nie róznosc przeplywu pirzez transfor- matorki pradowe lub zmiane stanu czynnika chlodzacego (oleju), lecz przeciwnie, same¬ mu transformatorowi dajemy taka budowe, alby wszelkie zaburzenia symetrji — czy to pola czy pradów — jakie stale bywa nastep¬ stwem niedokladnosci, wywolywaly w spe¬ cjalnym obwodzie prad, wskazujacy je lub wywolujacy odlaczenie transformatora. Cel ten osiaga sie przez swoiste uksztaltowanie i rozmieszczenie uzwojenia transformatora.W wiekszosci przypadków zaburzenia zachodza w uzwojeniu wysokiego napiecia, wobec czego mogloby sie wydawac ko- rzystnem umieszczenie polaczenia ochron¬ nego na uzwojeniu wysokiego napiecia. Z róznych wzgledów moze sie jednak wydac bardziej celowem uskutecznienie go na u- zwojeniu niskiego napiecia. Skutkiem pola¬ czen indukcyjnych, jakie zachodza w trans¬ formatorze, uzwojenie niskiego napiecia, stosownie urzadzone, bedzie równiez wska¬ zywalo zaburzenia zachodzace w uzwoje¬ niu wysokiego napiecia, a okolicznosc ta pozwala równiez na korzystne zastosowa¬ nie uzwojenia niskiego napiecia do rozwia¬ zania danego zagadnienia.Przedmiot wynalazku stanowi urzadze¬ nie, przeznaczone do selektywnej ochrony transformatora wysokiego napiecia w razie powstania w nim niedokladnosci, polegaja¬ ce na tern, ze jedno przynajmniej uzwojenie transformatora (np. uzwojenie pierwotne) sklada sie z dwóch, polaczonych równole- - 2 -gle i opatrzonych oddzielnemu punktaimi zerowemi uzwojen, umieszczonych obok siebie w ten sposób na wspólnych rdzeniach magnetycznych, ze kazde z nich magnetycz¬ nie silnie sprzezone jest z odpowiednia czescia drugiego uzwojenia, i ze miedzy oba wyprowadzone punkty obojetne uzwojenia pierwszego wlaczony jest aparat, który przy przeplywie pradu dziala jako urzadze¬ nie ochronne allbo tez uruchomia podobne urzadzenie ochronne i ewentualnie wylacza samoczynnie transformator z sieci, Obie polaczone równolegle czesci uzwojenia pierwszego mozna z korzyscia umiescic o- bok isiebie na wspólnym rdzeniu magnetycz¬ nym, a przytem przestrzenie rozdzielic w ten sposób, ze sie je tylko luzno ze soba sprzega. Luzne takie sprzezenie ma donio¬ slosc istotna dla pracy urzadzenia, ponie¬ waz wzajemne oddzialywanie obydwu rów¬ noleglych uzwojen na siebie mogloby do te¬ go stopnia wyrównac asyimetrje rozlozenia napiec, powstajaca w nich w razie niedo¬ kladnosci, ze urzadzenie ochronne nie zo¬ staloby pobudzone.Wynalazek wyjasnia blizej przyklad wyobrazony na fig. 1 oraz wykresu napiec na fig. 2.Fig. 1 uwidocznia polaczenie ochronne na uzwojeniu napiecia niskiego, przyczem litera M oznacza kadlub magnetyczny transformatora trójfazowego Mlf M2, M3— trzy rdzenie tego kadluba, M\, M\, M\, wzigledhfle N'\, N"2, N"s—uzwojenia trzech faz dwóch uzwojen napiecia niskiego, z któ¬ rych kazde polaczone jest w gwiazde, a wzgledem zacisków niskiego napiecia 1, 2 i 3 polaczone isa w uklad równolegly.O' i O" sa to punkty zerowe oddzielnie wyprowadzone obydwu uzwojen napiecia niskiego. R oznacza przekaznik wylaczaja¬ cy, wlaczony pomiedzy zaciski O" i O", u- ruchomiajacy wylaczniki SJf i Sn, zapomo- ca których transformator mozna polaczyc z Wysokiem i niskiem napieciem lub z nich wylaczyc. Uzwojenie wysokiego napiecia, zwiazane z zaciskami /, II, III, sklada sie z czesci H\, Hlf H'2, H"3, K'\, gdzie cyfry 1, 2 i 3 oznaczaja fazy, * do których naleza te czesci. Czesci uzwojenia napiecia wyso¬ kiego, nalezace do tych samych faz, pola¬ czone sa w omawianym przypadku szere¬ gowo, natomiast fazy miedzy soba polaczo¬ ne sa w punkcie O w gwiazde. Czesci H\.H'2, H\ posiadaja z ijednej strony odlaczal- ne zwoje; odpowiednie laczniki zwojów oznaczone sa przez K19 K2, K3. Jak widac z rysunku, uzwojenia N', N" umieszczone sa oddzielnie, kazde z nich zajmuje przy¬ tem miejsce polowy rdzenia. Bezposrednio naprzeciw kazdego uzwojenia N'x lezy czesc uzwojenia napiecia wysokiego H'x, a bezposrednio naprzeciw kazdego uzwoje¬ nia N"x — czesc uzwojenia wysokiego na¬ piecia H"x. Poniewaz amperozwoje pier¬ wotne i wtórne (pomijajac prad magnesu¬ jacy) utrzymuja równowage, prad w uzwo¬ jeniach N' x i N" x wyznacza prad w uzwo¬ jeniach H\ i H\ Dla H\ = Hi N'x = Nux prad N'x równa sie pradowi w N" x. Ta równosc pradów nie musi jednak zacho¬ dzic nawet przy ruchu normalnym, gdyz je¬ zeli zapomoca urzadzen kontaktowych Klf K2, K3 wylaczy sie z kazdej z pomiedzy trzech czesci uzwojenia H l9 H 2, H 3 te sa¬ ma ilosc zwojów, to pozostale czesci uzwo¬ jenia H\, H'2, H'% beda posiadaly mniej zwojów, niz czesci uzwojenia H'\, H"2, H"3 i odpowiednie do tego uzwojenie N" x prze¬ wodzi wiecej pradu, niz uzwojenie N'x.Ale okolicznosc ta nie powoduje wcale a- symetrycznego rozlozenia napiec na po¬ szczególne fazy uzwojen Wx i N'\, skut- Riem czego pomiedzy zaciskami punktów zerowych 0* i 0" nie przeplywa zaden prad.Schemat napiec miedzyzaciskowych 10', 20', 30', 10", 20", 30" przedstawia wykres wektorowy na fig. 2a. Rzecz prosta, ze po¬ miedzy punktami 0' i O" napiecie nie wy¬ stepuje dopóty, dopóki kazde z obydwu uzwojen niskiego napiecia jest nalozone sy- — 3 —metrycznie. Takie symetryczne obciazenie zachodzi równiez wtedy, gdy zwarcie w sieci zamyka sie poprzez transformator, tak ze i w tym przypadku nie powstanie napiecie miedzy punktami 0' i O". Inaczej rzecz isie ma w chwili, gdy jakiekolwiek miejsce transformatora wykaze niedoklad¬ nosci. Jezeli mp. zwój Z uzwojenia H\ ze- wrze sie, wtedy spowoduje to znaczne za¬ burzenie symetrji napiec trzech faz, szcze¬ gólnie uzwojenia N\, poniewaz zwarcie zwoju wytwarza silne pole rozproszone, które wywoluje spadek napiecia w uzwo¬ jeniu H\ i uzwojeniu N\ skojarzonem z niem. Wykres napiec 1, 2, 3, 0 z fig. 2a przechodzi w wykres 1, 2, 3, 0* na fig. 2t, na której wektor 10* jest skrócony, nato¬ miast 20' i 30* sa przedluzone. Jezeli wyso¬ kie napiecie dane jest przez napiecie sieci, to zwarcie zwoju na uzwojeniu H\ wywo¬ luje zmiane rozlozenia napiec w uzwojeniu H\ iH'\-vr ten sposób, ze napiecie w uzwo¬ jeniu H"1 nieco sie powieksza, jezeli w H\ spada (suma obydwu napiec jest wiel¬ koscia stala, a mianowicie równa danemu napieciu sieci), skutkiem czego równiez wy¬ kres napiec 1, 2,3, 0" z fig. 2a doznaje pew¬ nej zmiany, ale w kierunku odwrotnym.Na fig. 2b wektor 10" jest przedluzony, a 20", 30" odpowiednio skrócone. Pomiedzy obydwoma punktami obojetnemi O', O" wystepuje zatem róznica napiec (fig. 2b), która w przekazniku wylaczajacym R wy¬ twarza uruchomiajacy go prad. Jezeli uzwojenie napiecia wysokiego nie posiada zwojów wylaczajacych, to w takim razie uzwojenia H' x i H"x, równe miedzy soba, moglyby równietz ibyc laczone równolegle.Zastosowanie ich w laczeniu ochronnem wymagaloby wyprowadzenia ich punktów zerowych. Dolaczenie przekaznika R do odpowiednich punktów zerowych musialo¬ by byc uskutecznione poprzez transforma¬ tor posredni z powodu mianowicie wzgled¬ nie wyzszych napiec. W przypadkach gdy uzwojenie napiecia nizszego lezy pomiedzy uzwojeniem napiecia wysokiego a zelaziem, mniejsze niedokladnosci w zelazie trans¬ formatora nie uwydatnilyby sie tak wy¬ raznie w urzadzeniu ochronnem napiecia wysokiego, poniewaz niekiedy uzwojenie napiecia niskiego oslabia wplyw indukcyj¬ ny pradu, wynikajacego ze zlej izolacji, na uzwojenie napiecia wysokiego przez swe dzialanie ochronne. Z tych powodów wla¬ sciwiej jest w tym przypadku umiescic u* rzadzenie ochronne na uzwojeniu napiecia niskiego. Ale nawet w tym przypadku na¬ lezaloby niekiedy zasilac przekaznik po¬ przez transformator, jezeli np. pozadane jest uziemienie punktu zerowego uzwojenia napiecia niskiego (ewentualnie poprzez cewke tlumiaca). W tym przypadku punkt srodkowy uzwojenia pierwotnego transfor¬ matora posredniego moze sluzyc jako punkt przyczepienia przewodu uziemiaja¬ cego. W podobny sposób mozna jednak u- skutecznic równiez uziemienie punktu ze¬ rowego uzwojenia napiecia wysokiego. Je¬ zeli jednak uzwojenie napiecia wysokiego, jak to przedstawia fig. 1, posiada jedynie proste skojarzenie gwiazdowe, to wystarczy dla dolaczenia przewodu uziemiajacego wyprowadzic punkt zerowy. Mozna oczy¬ wiscie zamiast dwóch polaczonych równo¬ legle uzwojen dla urzadzenia ochronnego uzyc wiekszej ich ilosci i zgrupowac je sto¬ sownie, zawsze jednak uzyskane w ten spo¬ sób urzadzenie stanowi miernik symetrji transformatora, wylaczajacy transforma¬ tor natychmiast lub jesli trzeba z pewnem opóznieniem, skoro tylko okaze sie w nim niedokladnosc. Skuteczne urzadzenia o- pózniajace mozna w sposób znany umie¬ scic na urzadzeniu wylaczajacem. Mozna równiez uzaleznic dlugosc opóznienia od napiecia w ten sposób, ze czas wylaczenia staje sie tern krótszy, im wieksze jest na¬ piecie asymetrji zachodzace pomiedzy punktami zerowemi (0' i 0"). W ten sposób mozna uniknac natychmiastowego wylacze¬ nia transformatora w razie powstania drob- - 4nych niedokladnosci. W tym przypadku za¬ lecaloby sie jednak dolaczenie optycznego lub akustycznego przyrzadu meldujacego zaburzenie. Jezeli rozporzadzamy trans¬ formatorem zapasowym, to mozna przy¬ rzad wylaczajacy urzadzic równiez w ten sposób, aby z odlaczeniem transformatora wadliwego polaczone bylo dolaczenie trans¬ formatora normalnego (zapasowego), co pozwoli uniknac przeciazenia jednej czesci instalacji.Urzadzenie opisane ma nad wspomnia- nemi na wstepie znanemi urzadzeniami ochronnemi te wyzszosc, ze nie wymaga dodatkowych transformatorów pomocni¬ czych wzglednie transformatorków i ze, dzialajac selekcyjnie w stosunku do przy¬ czyny zaburzenia, wylacza jedynie wadli¬ wy transformator z opóznieniem zaleznem od woli ewentualnie równiez od wielkosci, niedokladnosci. PL