Überwachung der Transformatorisolierung
Überwachen Sie sich abzeichnende Isolationsstörungen in Transformatoren, indem Sie Daten zu Teilentladungen, gelösten Gasen, dem Zustand der Durchführungen und relevante thermische Informationen miteinander kombinieren.
Entwickeln Sie eine Strategie zur Isolationsüberwachung, die auf den Transformatorentyp, den Aufbau der Isolation, die Kritikalität der Anlage und die zu beobachtenden Ausfallmechanismen abgestimmt ist.
Warum der Zustand der Transformatorisolierung von Bedeutung ist
Die Isolierung eines Transformators ist während ihrer gesamten Lebensdauer einer Kombination verschiedener Belastungen ausgesetzt:
- ●Elektrische Belastung
- ●Thermische Belastung
- ●Mechanische Beanspruchung
- ●Feuchtigkeit
- ●Altern
- ●Verunreinigung
- ●Entladungsaktivität
- ●Ungewöhnliche Betriebsbedingungen
Eine Verschlechterung der Isolierung kann sich schrittweise entwickeln, bevor ein schwerwiegender Transformatorausfall von außen sichtbar wird.
Kein einzelner Messwert kann den Zustand der Transformatorisolierung vollständig beschreiben. Bei der Beurteilung müssen Teilentladungsaktivität, gelöste Fehlergase, der Zustand der Durchführungen, der thermische Zustand und die Betriebsgeschichte gemeinsam berücksichtigt werden – einen umfassenden Überblick finden Sie unter Transformatorüberwachung.
Welche Teile des Transformator-Isolationssystems sollten berücksichtigt werden?
- ●Wicklungsisolierung — Isolierung zwischen den Wicklungsleitern, den Windungen und den Wicklungsabschnitten.
- ●Hauptisolierung — Isolierung zwischen Wicklungen, Kern, Tank und anderen Hochspannungsbauteilen.
- ●Interne Kontakte und Verbindungen — interne Hochspannungsanschlüsse und Übergangsbereiche.
- ●Buchsen — die Isolationsschnittstelle zwischen dem Transformator und dem externen Stromnetz.
- ●Isolierung aus Ölpapier — dies gilt für Öltransformatoren, bei denen Isolieröl und Zelluloseisolierung zusammenwirken.
- ●Trockene Feststoffisolierung — dies gilt insbesondere für Trockentransformatoren, bei denen die Feststoffisolierung und die thermischen Bedingungen von besonderer Bedeutung sind.
Die Isolationsstruktur und die entsprechenden Überwachungsmethoden unterscheiden sich je nach Transformatorausführung – siehe Überwachung von Öltransformatoren und Temperaturüberwachung bei Trockentransformatoren.
Teilentladung als Frühwarnsignal für Isolationsfehler
Teilentladungen können mit lokalen Isolationsfehlern oder elektrischen Belastungen innerhalb von Hochspannungsisolationsstrukturen in Zusammenhang stehen.
- ●Entstehende Entladungsaktivität erkennen
- ●Veränderungen im Zeitverlauf beobachten
- ●Anormale Trends vergleichen
- ●Beurteilung des Zustands der Stützisolierung
- ●Helfen Sie dabei, Prioritäten für weitere Untersuchungen zu setzen
Die Überwachung von Teilentladungen liefert wichtige Anhaltspunkte, doch sollten die Teilentladungsdaten im Zusammenhang mit der Bauart des Transformators, den Betriebsbedingungen und weiteren Informationen zum Zustand des Transformators ausgewertet werden.
Analyse gelöster Gase zur Beurteilung der inneren Isolierung
Bei Öltransformatoren können Veränderungen der gelösten Gase chemische Hinweise auf sich anbahnende thermische oder elektrische Störungen liefern.
- ●Elektrische Entladung
- ●Interne Überhitzung
- ●Zersetzung der Isolierung
- ●Entwicklungstrends bei Störungen
Die DGA-Prüfung und die Teilentladungsüberwachung erfassen unterschiedliche Aspekte des Transformatorzustands und können sich gegenseitig ergänzende Erkenntnisse liefern.
Zustandsüberwachung der Isolierung von Durchführungen
Transformator-Durchführungen sind wichtige Hochspannungs-Isolationskomponenten, die das interne elektrische System des Transformators mit dem externen Netz verbinden.
- ●Verschleiß der Isolierung
- ●Anormales dielektrisches Verhalten
- ●Kapazitätsbezogene Veränderungen
- ●Anomalien beim Leckstrom
- ●Entwicklung von Veränderungen des Zustands der Buchsen
Der Zustand der Durchführungen sollte getrennt von der Isolierung der inneren Wicklungen betrachtet werden, da bei einem Transformator ein Problem mit den Durchführungen auftreten kann, selbst wenn alle anderen Anzeigen des Transformators normal erscheinen.
Wie sich thermische Belastung auf die Isolierung von Transformatoren auswirkt
Thermische Beanspruchung kann die Alterung der Dämmung beschleunigen und sollte daher im Rahmen einer umfassenderen Begutachtung des Zustands der Dämmung berücksichtigt werden.
- ●Anhaltende Überhitzung der Wicklung
- ●Lokale Hotspots
- ●Kühlungsbedingter Qualitätsverlust
- ●Hohe Belastung
- ●Wiederholte Temperaturwechselbeanspruchung
Siehe Überwachung von Hotspots in Transformatorwicklungen und Temperaturüberwachung von Transformatoren für die direkte Messung der thermischen Bedingungen.
Warum bei der Isolationsüberwachung mehrere Signale kombiniert werden sollten
| Zustandsnachweis | Was sich dadurch aufdecken lässt | Relevante Überwachung |
|---|---|---|
| Teilentladungsaktivität | Mögliche lokale Defekte in der elektrischen Isolierung | Überwachung von Teilentladungen |
| Ungewöhnliche Entwicklung der gelösten Gase | Möglicher sich anbahnender thermischer oder elektrischer Defekt bei Öltransformatoren | DGA |
| Veränderung des Zustands der Buchse | Mögliche Verschlechterung der Isolierung der Buchsen | Buchsenüberwachung |
| Anhaltender Heißpunkt in der Wicklung | Thermische Belastung, die die Alterung der Dämmung beschleunigen kann | Überwachung der Wicklungstemperatur |
| Wiederholter ungewöhnlicher Temperaturtrend | Mögliche Überkühlung oder thermische Belastung, die einer weiteren Beurteilung bedarf | Temperaturüberwachung |
Der Nutzen der Isolationsüberwachung bei Transformatoren liegt darin, dass relevante Anhaltspunkte miteinander in Zusammenhang gebracht werden, anstatt sich auf eine einzelne Messung zu verlassen.
PD-, DGA- und Buchsenüberwachung – Was ist der Unterschied?
Überwachung von Teilentladungen
Elektrische Entladungsvorgänge innerhalb oder in der Umgebung von Isolationskonstruktionen.
DGA
Chemische Anzeichen für sich entwickelnde thermische und elektrische Anomalien im Transformatoröl.
Buchsenüberwachung
Zustand der Isolierung kritischer Hochspannungsdurchführungen.
Diese Überwachungsmethoden ergänzen sich, da sie unterschiedliche Aspekte bzw. Erscheinungsformen des Isolationszustands von Transformatoren erfassen.
Online-Überwachung und regelmäßige Isolationsprüfungen
Regelmäßige Prüfungen
- ●Detaillierte planmäßige Inspektion
- ●Offline-Diagnosetests
- ●Überprüfung der Wartung
- ●Labor- und Feldversuche
Online-Überwachung
- ●Kontinuierliche Trendübersicht
- ●Erkennung von Veränderungen zwischen den Inspektionen
- ●Fernüberwachung
- ●Frühzeitigere Erkennung sich entwickelnder Anomalien
Die Online-Überwachung ersetzt nicht alle regelmäßigen Transformatorprüfungen. Sie liefert zwischen den planmäßigen Inspektionen fortlaufende Informationen zum Zustand.
Isolationsüberwachung in verschiedenen Transformatoranwendungen
Leistungstransformatoren
Umfassende Begutachtung des Isolationszustands bei kritischen, hochwertigen Transformatoren.
Überwachung von Leistungstransformatoren →
Ölgefüllte Transformatoren
Kombinieren Sie PD-, DGA-, Buchsen- und thermische Daten für die Zustandsbewertung von ölgefüllten Transformatoren.
Überwachung von Öltransformatoren →
Umspannwerk-Transformatoren
Kontinuierliche Überwachung der kritischen Transformatorisolierung in Umspannwerken.
Überwachung von Transformatoren in Umspannwerken →
Überwachung von Hotspots in Transformatorwicklungen
Überwachen Sie thermische Belastungen, die zur Alterung der Isolierung beitragen können.
Überwachung von Hotspots in Wicklungen →Planung der Isolationsüberwachung für neue und bestehende Transformatoren
Neue Transformatorprojekte
- ●Bestimmungen zur PD-Überwachung
- ●Integrierte Temperaturmessung
- ●Überwachung von Buchsen
- ●DGA bei Öltransformatoren
- ●Überwachungsarchitektur
- ●SCADA-Integration
Bei der Auslegung und Inbetriebnahme von Transformatoren können Messstellen und Schnittstellen berücksichtigt werden.
Nachrüstung bestehender Transformatoren
- ●Online-Überwachung der PD
- ●DGA-Nachrüstung
- ●Überwachung von Buchsen
- ●Integration bestehender Sensoren
- ●Integration der Temperaturüberwachung
- ●Fernerfassung von Daten
Die verfügbare Überwachungskonfiguration hängt von der Bauart des Transformators, der vorhandenen Messtechnik und den zugänglichen Installationspunkten ab.
Von Signalen zum Isolationszustand bis hin zu Überwachungsdaten
Siehe Transformatorüberwachung um einen umfassenden Überblick über die Überwachung einer Anlage zu erhalten.
Empfohlene Produkte für die Überwachung der Transformatorisolierung
Drei Kernprodukte, die für die Zustandsüberwachung von Isolierungen relevant sind – keine irrelevanten Produkte, die nur zur Platzausfüllung hinzugefügt wurden.
Online-Überwachungssystem für Teilentladungen an Transformatoren
Zur kontinuierlichen Überwachung von Teilentladungen, die mit sich entwickelnden Isolationsstörungen an Transformatoren in Zusammenhang stehen.
Online-Überwachungssystem zur Analyse gelöster Gase (DGA)
Zur Überwachung der Entwicklung der Gekonzentrationen, die Hinweise auf sich anbahnende thermische und elektrische Störungen in Öltransformatoren liefern können.
Überwachungssystem für Transformator-Durchführungen
Zur Überwachung von Zustandsänderungen an kritischen Hochspannungsdurchführungen von Transformatoren.
Verwandte Lösungen zur Transformatorüberwachung
Überwachung von Teilentladungen
Elektrische Anzeichen für sich entwickelnde lokale Isolationsfehler.
Analyse gelöster Gase
Chemische Anzeichen für sich entwickelnde thermische und elektrische Störungen.
Buchsenüberwachung
Zustand der Isolierung kritischer Hochspannungsdurchführungen.
Transformatorüberwachung
Der Gesamtüberblick – Temperatur, DGA, PD, Durchführungen und mehr, alles aus einer Hand.
Welche Informationen helfen uns dabei, eine Konfiguration für die Isolationsüberwachung zu empfehlen?
Informationen zum Transformator
- ●Transformatortyp
- ●Nennleistung
- ●Spannungspegel
- ●Alter / Betriebsgeschichte
Informationen zum aktuellen Zustand
- ●Bisherige PD-Ergebnisse
- ●Geschichte der DGA
- ●Informationen zur Buchsenprüfung
- ●Temperaturabweichungen
- ●Bekannte Probleme mit der Isolierung
Überwachungsanforderung
- ●Neubauprojekt oder Modernisierung
- ●Erforderliche Überwachungsfunktionen
- ●Vorhandene Sensoren
- ●Vorhandene Überwachungsgeräte
- ●Anforderung an die Fernüberwachung
Vorhandene Prüfberichte, Transformatorzeichnungen oder bereits vorhandene Überwachungsdaten können bei der Bewertung geeigneter Überwachungsoptionen hilfreich sein.
Wann sollte eine Online-Isolationsüberwachung in Betracht gezogen werden?
Häufig gestellte Fragen
Was umfasst die Isolationsüberwachung von Transformatoren?
In der Regel werden dabei Teilentladungen, gelöste Gase, der Zustand der Durchführungen sowie relevante thermische Daten kombiniert, die je nach Transformatorentyp und Projektanforderungen ausgewählt werden.
Was sind die Hauptursachen für die Verschlechterung der Transformatorisolierung?
Elektrische Beanspruchung, thermische Beanspruchung, mechanische Beanspruchung, Feuchtigkeit, Alterung, Verschmutzung und abnormale Betriebsbedingungen können im Laufe der Zeit alle dazu beitragen.
Können Isolationsprobleme durch die Überwachung von Teilentladungen erkannt werden?
Die PD-Überwachung kann dabei helfen, sich anbahnende Entladungsaktivitäten zu erkennen und die Beurteilung des Isolationszustands zu unterstützen, sollte jedoch in Verbindung mit anderen Zustandsinformationen ausgewertet und nicht als eigenständige Diagnose herangezogen werden.
Was ist der Unterschied zwischen der Teilentladungsüberwachung und der DGA?
Bei der PD-Überwachung wird die elektrische Entladungsaktivität direkt im Isolationssystem erfasst, während die DGA-Überwachung die im Transformatoröl gelösten, auf Fehler hinweisenden Gase nachverfolgt – unterschiedliche Anhaltspunkte, die häufig gemeinsam genutzt werden.
Warum sollten Transformator-Durchführungen separat überwacht werden?
Bei einem Transformator kann es zu einem Problem mit den Durchführungen kommen, auch wenn andere Anzeigen des Transformators normal erscheinen; daher muss der Zustand der Durchführungen gesondert überwacht werden.
Wie wirkt sich die Wicklungstemperatur auf die Lebensdauer der Transformatorisolierung aus?
Anhaltende Überhitzung und Temperaturwechselbeanspruchung können die Alterung der Isolierung beschleunigen, weshalb thermische Beanspruchung als Teil einer umfassenderen Beurteilung des Zustands der Isolierung berücksichtigt wird.
Können PD-, DGA- und Buchsenüberwachung gemeinsam eingesetzt werden?
Ja – die Kombination dieser Signale liefert in der Regel aussagekräftigere Informationen als die alleinige Auswertung einer einzelnen Messung, da jedes Signal einen anderen Aspekt des Isolationszustands erfasst.
Können bestehende Transformatoren mit einer Online-Isolationsüberwachung nachgerüstet werden?
In vielen Fällen ja, allerdings hängt die verfügbare Konfiguration von der Bauart des Transformators, der vorhandenen Messtechnik und den zugänglichen Installationspunkten ab.
Ersetzt die Online-Isolationsüberwachung die regelmäßigen Transformatorprüfungen?
Nein – die Online-Überwachung liefert zwischen den planmäßigen Inspektionen fortlaufende Informationen zum Zustand der Anlage und ersetzt damit nicht die regelmäßigen Prüfungen.
Entwickeln Sie eine Strategie zur Isolationsüberwachung, die sich am tatsächlichen Transformatorrisiko orientiert
Der Isolationszustand eines Transformators lässt sich nicht anhand einer einzigen Messung erfassen. Teilen Sie uns Ihren Transformatorentyp, die Betriebsgeschichte, die vorhandenen Überwachungsgeräte und bekannte Probleme mit der Isolierung mit, damit wir beurteilen können, welche Zustandsgrößen überwacht werden sollten.
