Überwachung von Öltransformatoren
Überwachen Sie Warmstellen in den Wicklungen, Isolieröl, gelöste Gase, Teilentladungen, Ölstand, Druck, Durchführungen, den OLTC und die Kühlbedingungen, um sich abzeichnende Störungen in ölgefüllten Transformatoren zu erkennen.
Erstellen Sie eine Überwachungskonfiguration, die auf die tatsächlichen Risiken hinsichtlich Wärmeentwicklung, Isolierung und Ölsystem jedes einzelnen Transformators zugeschnitten ist.
Warum Öltransformatoren mehr als nur eine Temperaturüberwachung benötigen
Ölgefüllte Transformatoren sind auf das Zusammenspiel von Wicklung, Öl-Papier-Isolierung, Isolieröl, Kühlsystem, Tankzubehör, Durchführungen und OLTC angewiesen. Im Dauerbetrieb können diese Systeme durch thermische Beanspruchung, elektrische Beanspruchung, Alterung der Isolierung, Ölverschleiß, nachlassende Kühlleistung, Leckagen, abnormalen Innendruck und Entladungsaktivität beeinträchtigt werden.
Eine normale Öloberflächentemperatur bedeutet nicht zwangsläufig, dass keine Überhitzungsstellen in der Wicklung, keine Verschlechterung der Isolierung oder keine sich entwickelnden internen Fehler vorliegen.
Ein umfassender Online-Überwachungsansatz kombiniert Wicklungstemperatur, Öltemperatur, Gasanalyse, Teilentladungen, Ölstand, Druck, Zustand der Durchführungen, Zustand des OLTC und Kühlstatus, um ein umfassenderes Bild vom Zustand des Transformators zu erhalten.
Schutz des Öl-Papier-Isolationssystems
Öl und Zelluloseisolierung sorgen gemeinsam für die elektrische Isolierung und das Wärmemanagement im Inneren eines ölgefüllten Transformators. Im Laufe der Zeit können übermäßige Temperaturen, lokale Überhitzung, Feuchtigkeit, elektrische Beanspruchung, Oxidation und Entladungsvorgänge dieses System beeinträchtigen.
Thermische und elektrische Anomalien können die Alterung der Isolierung beschleunigen, noch bevor offensichtliche äußere Anzeichen auftreten.
- Direkte Überwachung der Wicklungstemperatur
- Analyse gelöster Gase (DGA)
- Überwachung von Teilentladungen
- Ölzustandsüberwachung
Überwachung von Hotspots bei Direktwicklung
Die Öloberflächentemperatur gibt Aufschluss über den allgemeinen thermischen Zustand des Transformators, spiegelt jedoch möglicherweise nicht vollständig lokale Überhitzungsstellen in den Wicklungen wider, die unter hoher Belastung, lokaler Erwärmung, einem Ungleichgewicht bei der Kühlung oder einer ungleichmäßigen Wärmeverteilung entstehen können.
Die Temperatur des Oberöls spiegelt den allgemeinen thermischen Zustand wider, während die direkte Überwachung von Hotspots in der Wicklung Informationen aus kritischen Bereichen im Inneren liefert.
- Schwere Belastungsbedingungen
- Lokale Erwärmung
- Kühlungsungleichgewicht
- Risiko einer beschleunigten Alterung der Dämmung
Überwachung gelöster Gase zur Erfassung der Entwicklung innerer Verwerfungen
Transformatoröl kann chemische Hinweise auf sich entwickelnde interne Fehler enthalten. Die Überwachungsanwendungen umfassen interne Überhitzung, Lichtbogenbildung, Entladungsaktivität, Isolationszerfall und Trends bei der Fehlerentwicklung.
Die DGA-Analyse ist besonders für Öltransformatoren von großem Nutzen, da Veränderungen bei den gelösten Gasen Hinweise auf sich anbahnende thermische und elektrische Störungen im Inneren des Transformators liefern können.
Überwachung von Teilentladungen und des Isolationszustands
Bei Öl-Papier-Isolierungen, Wicklungen, internen Leitungen und anderen Hochspannungsisolierungen können lokale Defekte auftreten. Die Überwachung von Teilentladungen kann dabei helfen, sich anbahnende Isolationsdefekte zu erkennen, Entladungsaktivitäten zu verfolgen, Zustandsentwicklungen zu beobachten, die Priorisierung von Wartungsmaßnahmen zu unterstützen und neben der DGA- und Temperaturüberwachung zusätzliche Anhaltspunkte zu liefern.
Überwachung von Öltemperatur, Ölstand und Öldruck
Öltemperatur, Ölstand und Öldruck sind keine isolierten Nebenmessgrößen. Zusammen liefern sie nützliche Informationen über den Betriebszustand des Ölsystems und des Transformatorbehälters.
Öltemperatur
- Gesamtwärmebedingungen
- Kühlleistung
- Ungewöhnlicher Temperaturanstieg
Ölstand
- Ölverlust
- Leckageanzeige
- Anormale Werteveränderungen
Druck
- Anormaler Innendruck
- Betriebszustand des Tanks
- Druckbedingte Anomalien
Das System zur Überwachung von Temperatur, Füllstand und Druck des Transformatoröls fasst diese Messwerte zusammen, um die Beurteilung der thermischen Bedingungen, des Zustands des Ölsystems und druckbedingter Anomalien zu unterstützen.
Überwachung der Kühlleistung
Die thermische Zuverlässigkeit eines Transformators hängt auch vom ordnungsgemäßen Betrieb des Kühlsystems ab, das Kühlventilatoren, Ölpumpen, Kühler, Kühlstufen, die Oberöltemperatur sowie das Last-Temperatur-Verhalten umfasst.
Verringerte Kühlleistung → verminderte Wärmeableitung → steigende Öl-/Wicklungstemperatur → erhöhte thermische Belastung der Isolierung.
Überwachung kritischer Transformatorzubehörteile
Durchführungen und OLTCs sind kritische Komponenten, deren Verschleiß die Zuverlässigkeit des Transformators beeinträchtigen kann, selbst wenn der Zustand der Wicklungen und des Öls normal erscheint.
Überwachung von Transformator-Durchführungen
- Verschleiß der Isolierung
- Anormales dielektrisches Verhalten
- Anomalien beim Leckstrom
- Sich abzeichnende Probleme mit den Buchsen
Überwachung von Laststufenschaltern
- Schaltvorgang
- Kontaktzustand
- Antriebsmechanismus
- Mechanische und elektrische Störungen
- Geschäftsentwicklung
Was können Ihnen verschiedene Überwachungssignale verraten?
| Beobachteter Zustand | Möglicher Grund zur Sorge | Nützliche Überwachung |
|---|---|---|
| Ansteigende Wicklungstemperatur | Kann mit einer Überlastung, einer lokalen Erwärmung oder einem Kühlungsproblem zusammenhängen | Überwachung von Hotspots in Wicklungen |
| Abnormale Temperatur des oberen Öls | Kann auf eine erhöhte thermische Belastung oder eine verminderte Kühlleistung hindeuten | Öltemperatur- und Kühlungsüberwachung |
| Ungewöhnliche Entwicklung der gelösten Gase | Kann auf einen sich anbahnenden thermischen oder elektrischen Fehler hinweisen | DGA |
| Zunehmende Teilentladungsaktivität | Kann auf einen sich anbahnenden Isolationsfehler hindeuten | Überwachung von Teilentladungen |
| Sinkender oder abnormaler Ölstand | Kann mit Ölverlust, Undichtigkeiten oder einem abnormalen Zustand des Ölsystems in Zusammenhang stehen | Ölstandsüberwachung |
| Ungewöhnlicher Druck | Kann auf einen Fehler am Tank oder einen internen Betriebszustand hinweisen | Drucküberwachung |
| Störung an der Kühlanlage | Kann zu einer verminderten Wärmeableitung führen | Kühlung + Temperaturüberwachung |
| Fehler an der Buchse | Kann auf eine sich abzeichnende Verschlechterung der Isolierung hindeuten | Überwachung von Buchsen |
| Betriebsstörung des OLTC | Dies kann auf ein mechanisches oder elektrisches Problem hindeuten | OLTC-Überwachung |
Diese Signale dienen eher der Beurteilung und der Festlegung von Prioritäten bei der Wartung, als dass sie für sich allein eine eindeutige Diagnose liefern.
Überwachung neuer und bestehender Öltransformatoren
Neue Transformatorprojekte
Überwachungsfunktionen können bereits bei der Auslegung, der Herstellung oder der Inbetriebnahme des Transformators eingeplant werden.
- Erkennung von Überhitzungsstellen in eingebetteten Wicklungen
- DGA
- Teilentladung
- Überwachung von Buchsen
- OLTC-Überwachung
- Öltemperatur / Ölstand / Öldruck
- Kühlungsüberwachung
- SCADA-Integration
Die Überwachung kann bereits vor der Inbetriebnahme in das Transformatorprojekt integriert werden.
Nachrüstung bestehender Transformatoren
Bestehende Öltransformatoren lassen sich je nach installierter Ausrüstung und verfügbaren Schnittstellen häufig mit zusätzlichen Überwachungsfunktionen nachrüsten.
- Integration bestehender Sensoren
- Zusätzliche Temperaturüberwachung
- DGA-Nachrüstung
- PD-Überwachung
- Ölstand-/Öldrucküberwachung
- Überwachung von Buchsen
- OLTC-Überwachung
- Überwachung des Kühlstatus
- Integration der Kommunikation
Bei Nachrüstungsprojekten ist es nicht unbedingt erforderlich, die gesamte bestehende Überwachungsinfrastruktur zu ersetzen; dies hängt von den vorhandenen Geräten und den Projektbedingungen ab.
Sie sind sich nicht sicher, welche Parameter kontinuierlich überwacht werden müssen?
Teilen Sie uns bitte den Typ und die Nennleistung Ihres Transformators, die vorhandenen Sensoren, die derzeitigen Überwachungsgeräte sowie die Parameter mit, die Sie überwachen möchten. Wir helfen Ihnen gerne dabei, eine geeignete Überwachungskonfiguration für Ihr Projekt zu finden.
Entscheiden Sie sich für eine Überwachung nach Transformatorrisiko statt nach einem festen Paket
Schwerpunkt: Thermische Risiken
Typische Problembereiche: hohe Belastung, Temperaturanstieg, Kühlleistung. Relevante Überwachungsparameter: Hotspots in der Wicklung, Öltemperatur, Kühlsystem.
Fokus auf interne Fehler
Typische Problembereiche: alternde Transformatoren, frühere Störungen, Isolationsprobleme, kritischer Betrieb. Relevante Überwachungsparameter: DGA, Teilentladung, Temperatur.
Umfassende Zustandsüberwachung
Typische Herausforderungen: kritischer Leistungstransformator, hochwertiges Anlagegut, Betrieb an abgelegenen Standorten bzw. im unbeaufsichtigten Betrieb, erhöhte Anforderungen an die Zuverlässigkeit. Mögliche Überwachungsparameter: Wicklungstemperatur, DGA, PD, Durchführungen, OLTC, Öltemperatur/-stand/-druck, Kühlung.
Hierbei handelt es sich eher um Konfigurationsbeispiele als um festgelegte Pakete. Die endgültige Überwachungskonfiguration sollte entsprechend dem Zustand des Transformators, der Kritikalität, der vorhandenen Messtechnik und den Projektzielen ausgewählt werden.
Von Transformatorsensoren bis hin zu SCADA
Überwachungsfunktionen können entsprechend den vorhandenen Sensoren, den installierten Geräten, dem Zustand der Transformatoren und der Architektur des Steuerungssystems des Kunden integriert werden.
Empfohlene Überwachungssysteme für Öltransformatoren
Wählen Sie die Überwachungsfunktionen entsprechend dem thermischen Zustand des Transformators, dem Isolationsrisiko, dem Ölsystem, den kritischen Komponenten und der vorhandenen Überwachungsinfrastruktur aus.
System zur Überwachung von Hotspots in Transformatorwicklungen
Direkte Überwachung kritischer Überhitzungsstellen in den Wicklungen von Öltransformatoren zur Unterstützung der thermischen Bewertung, von Belastungsentscheidungen und der Beurteilung der Lebensdauer der Isolierung.
Überwachungssystem für Temperatur, Füllstand und Druck von Transformatoröl
Integrierte Überwachung der Temperatur, des Ölstands und des Drucks des Transformatoröls zur Unterstützung der Beurteilung der thermischen Bedingungen, des Zustands des Ölsystems und druckbedingter Anomalien.
Online-DGA-Überwachungssystem
Kontinuierliche Überwachung der Entwicklung der gelösten Gase im Transformatoröl, um aufkommende thermische und elektrische Anomalien frühzeitig zu erkennen.
Online-Überwachungssystem für Teilentladungen an Transformatoren
Online-Überwachung der Teilentladungsaktivität zur Erkennung sich anbahnender Isolationsfehler und zur Unterstützung der Bewertung der Transformatorisolierung.
Überwachungssystem für Transformator-Durchführungen
Zustandsüberwachung kritischer Transformator-Durchführungen zur Erkennung sich anbahnender Isolations- und elektrischer Störungen.
OLTC-Online-Überwachungssystem
Kontinuierliche Überwachung des Betriebszustands des Laststufenschalters, um aufkommende mechanische und elektrische Störungen frühzeitig zu erkennen.
So wählen Sie eine Überwachungskonfiguration für Öltransformatoren aus
Die Auswahl sollte sich an folgenden Faktoren orientieren:
- Transformatortyp
- Nennleistung des Transformators
- Spannungspegel
- Alter und Betriebsgeschichte
- Kritikalität der Anlagen
- Beladungszustand
- Vorhandene Sensoren
- Vorhandene Überwachungsgeräte
- Bekannte Risikopunkte
- Erforderliche Überwachungsparameter
- Bestehendes SCADA- bzw. Steuerungssystem
- Neubau- oder Sanierungsprojekt
- Wartungsstrategie
Das effektivste Überwachungssystem ist nicht unbedingt das mit der größten Anzahl an Sensoren, sondern das, das auf die tatsächlichen Risiken des Transformators und die Wartungsziele zugeschnitten ist.
Häufig gestellte Fragen zur Überwachung von Öltransformatoren
Was sollte bei einem Öltransformator überwacht werden?
Je nach Bedeutung und Zustand des Transformators kann die Überwachung folgende Aspekte umfassen: Heißstellen in den Wicklungen, Öl-Papier-Isolierung, gelöste Gase, Teilentladungen, Öltemperatur, Ölstand, Druck, Zustand der Durchführungen, Zustand des OLTC und Status des Kühlsystems.
Reicht die Öloberflächentemperatur aus, um den thermischen Zustand eines Transformators zu überwachen?
Die Temperatur des oberen Öls spiegelt den allgemeinen thermischen Zustand wider, gibt jedoch möglicherweise keinen vollständigen Überblick über lokale Überhitzungsstellen in der Wicklung. Die direkte Überwachung von Überhitzungsstellen in der Wicklung liefert zusätzliche Informationen aus kritischen Bereichen im Inneren.
Warum ist die Überwachung von Heißstellen in Wicklungen wichtig?
Lokale Erwärmung unter hoher Belastung oder ein Ungleichgewicht bei der Kühlung können die Alterung der Isolierung an bestimmten Stellen beschleunigen, was sich allein anhand der Temperatur des oberen Öls nicht vollständig erkennen lässt.
Warum ist DGA besonders nützlich für Öltransformatoren?
Transformatoröl kann chemische Hinweise auf sich anbahnende interne Fehler enthalten, sodass die Beobachtung der Entwicklung der gelösten Gase Aufschluss über sich anbahnende thermische und elektrische Anomalien im Inneren des Transformators geben kann.
Was ist der Unterschied zwischen DGA und der Überwachung von Teilentladungen?
Die DGA erfasst fehlerbedingte Gase, die im Transformatoröl gelöst sind, während die Teilentladungsüberwachung die elektrische Entladungsaktivität direkt im Isolationssystem erfasst. Die beiden Verfahren liefern unterschiedliche Anhaltspunkte und werden häufig gemeinsam eingesetzt.
Warum sollten der Ölstand und der Druck im Transformator überwacht werden?
Der Ölstand und der Öldruck können dabei helfen, Ölverlust, Anzeichen für Undichtigkeiten, ungewöhnliche Schwankungen des Ölstands und abnormale Betriebsbedingungen des Tanks zu erkennen.
Kann ein bestehender Öltransformator mit einer Online-Überwachung nachgerüstet werden?
In vielen Fällen ja. Bei Nachrüstungsprojekten muss nicht unbedingt die gesamte bestehende Überwachungsinfrastruktur ausgetauscht werden – dies hängt von den vorhandenen Geräten und den Projektbedingungen ab.
Können vorhandene Transformatorsensoren in ein neues Überwachungssystem integriert werden?
Bestehende Sensoren lassen sich je nach Signaltyp, installierten Geräten und verfügbaren Schnittstellen oft integrieren.
Können die Überwachungsdaten von Transformatoren an das SCADA-System angebunden werden?
Ja. Überwachungsfunktionen können über eine Kommunikations- und Gateway-Schicht in SCADA-, Leitstellen- oder Fernüberwachungsplattformen integriert werden.
Muss bei jedem Öltransformator eine DGA-, PD-, Durchführungs- und OLTC-Überwachung erfolgen?
Nein. Die endgültige Überwachungskonfiguration sollte sich nach dem Zustand des Transformators, seiner Kritikalität, den vorhandenen Messgeräten und den Projektzielen richten und nicht nach einem festen Paket.
Wie sollten Überwachungsfunktionen für einen vorhandenen Transformator ausgewählt werden?
Berücksichtigen Sie dabei den Transformatorentyp, die Nennleistung, das Alter und die Betriebsgeschichte, die Kritikalität der Anlage, die Auslastungsbedingungen, vorhandene Sensoren und Überwachungsgeräte, bekannte Risikopunkte, erforderliche Überwachungsparameter, das vorhandene SCADA- bzw. Steuerungssystem sowie die Wartungsstrategie.
Planen Sie ein neues Transformator- oder Modernisierungsprojekt?
Teilen Sie uns den Typ Ihres Transformators, die Nennleistung, die vorhandene Messtechnik, Ihre Überwachungsanforderungen sowie Ihre Anforderungen an die Systemintegration mit. Wir helfen Ihnen dabei, geeignete Überwachungspunkte zu ermitteln und eine Überwachungsarchitektur zu entwickeln, die genau auf die tatsächlichen Anforderungen Ihres Projekts zugeschnitten ist.
