blog

Luftdichte Leistungstransformatorüberwachung – Gesamtdruck

Kraftwerkinfografik
Senja Leivo
Senja Leivo
Senior Industry Expert, Vaisala
Published: Sep 10, 2021
Energieübertragung

Ständig steigende Effizienzziele betreffen alle Industrien und deren Anlagen. Leistungstransformatoren sind davon nicht ausgenommen. Bei der Maximierung und Verlängerung ihrer Lebensdauer geht es darum, diese Herausforderung zu meistern.

Die  verbleibende Betriebsdauer eines Leistungstransformators hängt vom Zustand des Isolierpapiers in seinen Wicklungen ab. Sauerstoff und Feuchte wirken abbauend und altern das Papier. Es ist daher leicht zu erkennen, dass es entscheidend ist, den Transformator trocken und sauerstofffrei zu halten.
 

Wenn nur Sauerstoff beobachtet wird, erhält man gemischte Ergebnisse.

Neue Leistungstransformatoren werden heutzutage meist abgedichtet, um Sauerstoff und Luftfeuchtigkeit draußen zu halten. Viele alte Transformatoren werden auch mit Dichtungssystemen nachgerüstet. Für Anlagenmanager*innen besteht die Herausforderung darin, die Dichtheit der Tanks zu bestätigen.

Die Messung der Sauerstoffkonzentration in Öl stellt nur eine Möglichkeit dar, den Sauerstoffeintritt nachzuweisen. Die direkte Messung von O2 zeigt jedoch nicht, ob Sauerstoff eindringt oder auch in einer Reaktion verbraucht wird. Darüber hinaus benötigen Sie erfahrene DGA-Expert*innen (Gas-in-Öl-Analyse), um die gemessenen Ergebnisse zu überprüfen und zu „übersetzen“, da es keinen internationalen Standard für die Interpretation der Sauerstoffkonzentration in Transformatoröl gibt.

Die Situation muss nicht so kompliziert sein wie oben beschrieben, weil Sie nicht wirklich wissen müssen, wie viel Sauerstoff im Öl enthalten ist. Sie müssen lediglich wissen, ob der aktive Teil des Transformators der Luft im Öl ausgesetzt ist – es ist die einzige Sauerstoffquelle. Mit anderen Worten, eine Situation,  in der die Tankabdichtung versagt hat.
 

Eine bessere Möglichkeit finden – fundierte Wissenschaft von Vaisala

Nachdem wir diese Aufgaben untersucht hatten, dachten wir, dass es eine einfachere Möglichkeit geben muss, um den Eintritt von Sauerstoff zu erkennen. Etwas, das nicht mit der Interpretation der Mengen der sieben wichtigsten Fehlergase in der DGA zusammenhängt. Etwas, das selbsterklärend und intuitiv wäre, direkt nutzbar als Input für automatische Zustandsbewertungssysteme.

Dieser Gedanke war der Ausgangspunkt für die Einführung des Gesamtdruckverfahrens. Alles dreht sich darum, den  Gesamtdruck aller Fehlergase in Öl zu erkennen. Falls Luft in den Tank eintritt, würde der Gesamtdruckwert steigen, da Stickstoff und Sauerstoff die dominierenden Gase sind.

Abgedichtete Transformatoren mit zunächst entgastem Öl halten über Jahrzehnte einen niedrigen Gesamtdruck aufrecht. Der Druckwert wird weit unter dem Atmosphärendruck liegen. Wenn der Druckwert steigt, ist dies ein klares Anzeichen dafür, dass Luft eintritt. Das deutet wiederum auf ein Problem mit der Abdichtung hin, entweder mit dem Material oder sogar mit der Verarbeitung, sollte der Anstieg nach einer Wartung  auftreten.
 

Einfach. Intuitiv. Bahnbrechend.

Gesamtdruck ist ein sehr einfacher und intuitiver Parameter. Seine Entwicklung zeigt Ihnen auf einen Blick, ob eine Luftleckage vorliegt, ohne dass Expertenmeinungen und Interpretationen erforderlich sind. Natürlich können Sie auch eine direkte Verbindung zu einem automatischen Überwachungssystem herstellen und dessen Alarmstufe auf einen etwas höheren Druck einstellen, als es für den jeweiligen Transformator typisch ist.

Es muss auch beachtet werden, dass Lufteintritt allein kein sofortiges Handeln erfordert – im Gegensatz zu einem Fehlergas. Wenn der Gesamtdruck auf ein Problem mit der Abdichtung hinweist, kann dies während der nächsten Wartung behoben werden, damit keine weitere Verschlechterung des Isolierpapiers auftritt.

Kurz gesagt, beim Gesamtdruck geht es darum sicherzustellen, dass Sauerstoff draußen bleibt – und  die Betriebsdauer des Transformators verlängert wird.

Senja Leivo

Expertin treffen: Senja Leivo

Senja Leivo ist Senior Industry Expert bei Vaisala und aktives Mitglied der CIGRE-Arbeitsgruppen.
Ihre Arbeit konzentriert sich auf die Zustandsüberwachung von Leistungstransformatoren. Mit ihren 20 Jahren Erfahrung ist sie für die Erkennung strategischer Trends und neuer Überwachungsanforderungen innerhalb der Industrie zuständig, außerdem agiert sie als Sprachrohr für Kunden in der Vaisala Produktentwicklung. Senja Leivo hat ihren Master of Science-Abschluss in Materials Engineering.

Add new comment