Transformator- und Temperaturüberwachung im Schienenverkehr
Überwachung von Transformatoren im Schienenverkehr für Traktionsunterwerke, Trockentransformatoren und andere kritische elektrische Anlagen, basierend auf Temperaturdaten und Glasfasersensoren, die für die anspruchsvollen Umgebungsbedingungen im Eisenbahn- und U-Bahn-Betrieb geeignet sind.
Warum die Temperaturüberwachung in Stromversorgungssystemen des Schienenverkehrs wichtig ist
Antriebsanlagen im Schienenverkehr werden unter Bedingungen betrieben, die sich von typischen Industrie- oder Versorgungsumgebungen unterscheiden, was Einfluss darauf hat, wie Temperatur- und Zustandsdaten erfasst werden sollten.
Hohe elektrische Belastung
Antriebs- und Gleichrichtertransformatoren können unter anspruchsvollen Betriebsbedingungen erhebliche Stromstärken führen, was im Laufe der Zeit zu thermischer Belastung führt.
Häufige Betriebszyklen
Wiederholte Zugbewegungen führen zu häufigen Lastwechseln, was zu wiederholten Erwärmungs- und Abkühlungszyklen bei wichtigen Transformatoren beiträgt.
Räume für gesperrte Ausrüstung
In Traktionsumspannwerken und Geräteräumen sind Platz und Zugang oft begrenzt, was häufige manuelle Inspektionen unpraktisch macht.
Umgebungen mit starken elektromagnetischen Feldern
Leistungselektronik und Antriebsausrüstung erzeugen elektromagnetische Störungen, die Messverfahren mit hoher Störfestigkeit gegenüber elektromagnetischen Störungen erfordern.
Was sollte bei Stromversorgungsanlagen im Schienenverkehr überwacht werden?
Stromversorgungssysteme im Schienenverkehr basieren auf einer Kombination verschiedener Transformatorentypen und elektrischer Anlagen, die jeweils unterschiedliche thermische Eigenschaften und Überwachungsanforderungen aufweisen.
- ●Temperatur der Transformatorwicklungen — sowohl für Trockentransformatoren als auch für Öltransformatoren.
- ●Hotspots — Stellen, an denen es unter Last am ehesten zu überdurchschnittlicher Erwärmung kommt.
- ●Kühlbedingungen — wie effektiv die Wärme während der Betriebszyklen abgeführt wird.
- ●Transformatoren für Traktionsunterwerke — die zentralen Stromumwandlungsanlagen, die das Traktionsnetz versorgen.
- ●Gleichrichtertransformatoren — sofern dies für die Traktionsstromversorgung relevant ist.
- ●Heißstellen in Schaltanlagen, Sammelschienen und Kabelklemmen — soweit dies für die elektrische Anlagengestaltung des Standorts relevant ist.
Siehe auch: Temperaturüberwachung bei Trockentransformatoren · Überwachung von Hotspots in Transformatorwicklungen · Temperaturüberwachung von Transformatoren
Temperaturüberwachung in Traktionsunterwerken
Bei der Überwachung von Traktionsunterwerken liegt der Schwerpunkt auf den Transformatoren und elektrischen Anlagen, die Strom umwandeln und an das Traktionsnetz verteilen. Die Überwachung von Traktionsunterwerken im Schienenverkehr und in der U-Bahn hat denselben Kernzweck: einen kontinuierlichen Überblick über die Leistung der wichtigsten Anlagen zwischen den Inspektionen.
Die Überwachung von Traktionstransformatoren ist oft der Ausgangspunkt, da diese Geräte die elektrische Last führen, die die Züge in Bewegung hält.
Traktionstransformatoren
Primäre Umwandlungsanlagen zur Einspeisung in das Traktionsnetz.
Gleichrichtertransformatoren
Liegt vor, wenn die Konfiguration des Antriebssystems eine Korrektur erfordert.
Trockentransformatoren
Häufig anzutreffen in Geräte- und Schaltraum von Bahnhöfen und Unterwerken mit begrenztem Platzangebot.
Schalt- und Verteilungsanlagen
Anschlussstellen und Sammelschienen, an denen es zu lokaler Erwärmung kommen kann.
Kabelanschlüsse
Anschlusspunkte, die berücksichtigt werden sollten, wenn das Risiko von Hotspots besteht.
Temperaturüberwachung von Trockentransformatoren im Schienenverkehr
Trockentransformatoren finden breite Anwendung in Bahnhöfen und Traktionsstationen, insbesondere dort, wo ölgefüllte Anlagen aus Platz- oder Sicherheitsgründen unerwünscht sind.
Die Überwachung von Trockentransformatoren im Schienenverkehr erfasst die Wicklungstemperatur und liefert Steuerausgänge zur Steuerung des Lüfterbetriebs sowie zur Auslösung von Alarmfunktionen. Die Temperaturüberwachung von Transformatoren im U-Bahn-Bereich stützt sich bei Trockentransformatoren auf Stationsebene in der Regel auf denselben Ansatz.
Produkt: IB-S201 Temperaturüberwachungs- und -regelgerät für Trockentransformatoren
Temperaturüberwachung mittels Glasfasertechnik in Bahnumgebungen mit hoher elektromagnetischer Störung (EMI)
Stromversorgungssysteme im Schienenverkehr sind häufig starken elektromagnetischen Einflüssen ausgesetzt, die durch Traktionsleistungselektronik und Schaltanlagen verursacht werden. Die Temperaturmessung mittels Glasfasersensoren eignet sich hervorragend für diese Bedingungen.
- ●EMI-Störfestigkeit — Die optische Erfassung wird nicht durch die in Traktionsumgebungen häufig auftretenden elektromagnetischen Störungen beeinträchtigt.
- ●Elektrische Isolierung — geeignet für die Anbringung an und in der Nähe von Hochspannungsanlagen.
- ●Mehrpunkt-Temperaturüberwachung — Es können mehrere Messpunkte an einem Transformator oder einer Schalttafel gleichzeitig gemessen werden.
- ●Überwachung von Hotspots — Sensoren können an Stellen angebracht werden, an denen es am ehesten zu Temperaturanstiegen kommen kann.
Produkte: Mehrkanaliges Glasfaser-Temperaturmess- und -überwachungssystem · Fluoreszierender Glasfaser-Temperatursensor
Wo die Temperaturüberwachung im Schienenverkehr einen Mehrwert schafft
Verschiedene Punkte in einem Stromversorgungssystem für den Schienenverkehr weisen unterschiedliche thermische Risiken auf. Nicht jeder Standort erfordert denselben Überwachungsansatz.
Traktionstransformatoren
Kernumrüstungsanlagen im Dauerbetrieb.
Trockentransformatoren
Häufig anzutreffen in Stationen und Technikräumen.
Gleichrichtertransformatoren
In bestimmten Antriebskonfigurationen vorhanden.
Anschlüsse an Schaltanlagen
Anschlussstellen, an denen es zu lokaler Erwärmung kommen kann.
Heißstellen an Sammelschienen
Stellen, an denen die Stromdichte am höchsten ist.
Kabelanschlüsse
Abschlusspunkte, die gegebenenfalls berücksichtigt werden sollten.
Nicht jeder Standort erfordert dieselbe Messmethode – die Wahl hängt vom Gerätetyp, der Zugänglichkeit und den Projektprioritäten ab.
Die Wahl der richtigen Methode zur Temperaturüberwachung
Verschiedene Sensortechnologien eignen sich für unterschiedliche Anlagentypen und Umgebungen. In der Praxis werden bei Schienenverkehrsprojekten häufig mehrere Methoden kombiniert.
| Verfahren | Typische Anwendung | Überlegungen |
|---|---|---|
| PT100 / Herkömmliche elektrische Sensoren | Wicklungen von Trockentransformatoren, allgemeine Oberflächentemperatur | Weit verbreitet und einfach zu installieren; in der Nähe von Hochspannungs- oder stark elektromagnetisch gestörten Bereichen gelten die üblichen elektrischen Sicherheitsvorkehrungen. |
| Glasfaser-Temperatursensoren | Ausgewählte interne Hotspots, Standorte mit hoher elektromagnetischer Störung, Mehrpunktmessung | Galvanisch getrennt und störfest, geeignet für anspruchsvolle Traktionsumgebungen |
| WTI / OTI für Ölgefüllte Transformatoren | Temperatur der Transformatorwicklungen und des Öls an der Oberseite | Herkömmliches Anzeigeverfahren bei Transformatoren mit Ölbad |
Die richtige Kombination hängt von der Bauart des Transformators, der vorhandenen Messtechnik und den Überwachungsprioritäten des jeweiligen Projekts ab.
Siehe auch: Temperaturüberwachung von Transformatoren · Temperaturüberwachung mittels Glasfaser
Stromversorgungsgeräte identifizieren
Kritische thermische Punkte lokalisieren
Wählen Sie die Erfassungsmethode aus
Definition von lokaler und entfernter Überwachung
Integration mit bestehenden Systemen planen
So planen Sie die Temperaturüberwachung für ein Schienenverkehrsprojekt
Erstellen Sie zunächst eine Liste der betroffenen Transformatoren und elektrischen Anlagen – Traktionstransformatoren, Trockentransformatoren, Gleichrichtertransformatoren sowie alle relevanten Schaltanlagen und Kabelanschlüsse.
Ermitteln Sie anschließend, an welchen Stellen unter normalen Betriebsbedingungen am ehesten erhöhte Temperaturen auftreten können, und wählen Sie ein Messverfahren – oder eine Kombination von Verfahren –, das bzw. die für die baulichen Gegebenheiten und die elektromagnetische Umgebung des jeweiligen Standorts geeignet ist.
Legen Sie schließlich fest, wie die Überwachungsdaten vor Ort und aus der Ferne ausgewertet werden sollen und wie diese Daten mit bereits am Standort vorhandenen Steuerungs- oder Überwachungssystemen verknüpft werden sollen.
Fernüberwachung über Bahnhöfe und Traktionsunterwerke hinweg
Schienenverkehrsnetze umfassen zahlreiche Bahnhöfe und Unterwerke, weshalb eine zentrale und ferngesteuerte Überwachung eher eine praktische Notwendigkeit als ein zusätzlicher Komfort ist.
Der endgültige Integrationsweg hängt von den bestehenden Systemen und den verfügbaren Schnittstellen des jeweiligen Standorts ab.
Überwachung verschiedener Stromversorgungsanlagen im Schienenverkehr
Traktionstransformatoren
Diese Transformatoren tragen die primäre elektrische Last zur Versorgung des Fahrleitungsnetzes und stehen aufgrund ihrer Betriebsbedingungen und ihrer entscheidenden Bedeutung für den Betrieb in der Regel an erster Stelle bei der kontinuierlichen Temperaturüberwachung.
Trockentransformatoren für Umspannwerke
Trockentransformatoren, die in Stationen und Geräteräumen installiert sind, profitieren von einer Überwachung der Wicklungstemperatur, die die Kühlungssteuerung unterstützt und dazu beiträgt, auffällige thermische Trends frühzeitig zu erkennen.
Hochspannungsanschlüsse
An Schaltanlagenanschlüssen, Sammelschienen und Kabelanschlüssen kann es im Laufe der Zeit zu lokaler Erwärmung kommen. Die faseroptische Sensorik bietet eine praktische Möglichkeit, diese Stellen in Umgebungen mit starker elektromagnetischer Störung (EMI) zu überwachen.
Zusätzliche Zustandsüberwachung für kritische Eisenbahntransformatoren
Bei bestimmten kritischen Transformatoren kann die Temperaturüberwachung durch zusätzliche Zustandsüberwachungsfunktionen ergänzt werden.
Neue Schienenverkehrsprojekte im Vergleich zu Modernisierungen bestehender Systeme
Neues Projekt
Neue U-Bahn-Projekte und Projekte zur Elektrifizierung des Schienenverkehrs bieten die Möglichkeit, die Sensorstandorte und die Überwachungsarchitektur bereits in der Planungsphase festzulegen.
- ●Planung von Messpunkten für Traktions- und Trockentransformatoren
- ●Erfassungsmethoden nach Gerätetyp auswählen
- ●Die Fernüberwachung von Anfang an in das System integrieren
Nachrüstung bestehender Schienensysteme
Bestehende Traktionsunterwerke und bestehende Temperaturüberwachungssysteme für Transformatoren lassen sich oft modernisieren, ohne dass die Anlagen komplett ausgetauscht werden müssen.
- ●Bestehende Temperatursensoren und -regler überprüfen
- ●Überwachung an bisher nicht überwachten Punkten hinzufügen
- ●Soweit möglich, in bestehende Wartungs- oder Steuerungssysteme integrieren
Warum sollten Sie sich bei der Temperaturüberwachung im Schienenverkehr für INNO entscheiden?
- ●Fachwissen im Bereich Glasfasertemperaturmessung — Sensoroptionen, die für die hohen EMI-Bedingungen in Traktionsstromversorgungsumgebungen geeignet sind.
- ●Temperaturüberwachung bei Trockentransformatoren — Spezielle Überwachungs- und Steuerungsgeräte für Trockenläufer in Bahnhöfen und Umspannwerken.
- ●Mehrpunkt-Temperaturüberwachung — Systeme, die mehrere Messpunkte an einem Transformator oder einer Schaltanlage gleichzeitig erfassen.
- ●Unterstützung bei neuen Projekten und Modernisierungen — Die Überwachung kann für neue Schieneninfrastrukturen geplant oder in bestehende Traktionsstationen integriert werden.
Empfohlene Produkte zur Temperaturüberwachung für den Schienenverkehr
IB-S201 Temperaturüberwachungs- und -regelgerät für Trockentransformatoren
Überwachung und Regelung der Wicklungstemperatur bei Trockentransformatoren.
Produkt anzeigen →Fluoreszierender Glasfaser-Temperatursensor
EMI-unempfindlicher Sensor für Umgebungen mit hoher Spannung und starken elektromagnetischen Störungen.
Produkt anzeigen →Mehrkanaliges Glasfaser-Temperaturmess- und -überwachungssystem
Misst gleichzeitig an mehreren Stellen an wichtigen Anlagen.
Produkt anzeigen →
6-Kanal-Fluoreszenz-Glasfaser-Temperaturdemodulator
Kompakter Demodulator, der bis zu sechs Glasfaser-Messpunkte unterstützt.
Produkt anzeigen →Glasfaser-Temperaturmesssystem für Öltransformatoren
Direkte Messung von Überhitzungsstellen in den Wicklungen von ölgekühlten Traktionstransformatoren.
Produkt anzeigen →
BWR2-Anzeige für die Wicklungstemperatur des Transformators
Herkömmliche Temperaturanzeige für die Wicklungen von Transformatoren.
Produkt anzeigen →Verwandte Anwendungen zur Temperaturüberwachung
Temperaturüberwachung bei Trockentransformatoren
Überwachung und Regelung der Wicklungstemperatur bei Trockentransformatoren.
Überwachung von Hotspots in Transformatorwicklungen
Direkte thermische Messung unter realer Betriebslast.
Überwachung von Transformatoren in Umspannwerken
Zustandsüberwachung kritischer Transformatoren in Umspannwerken.
Überwachung von Leistungstransformatoren
Umfassende Zustandsüberwachung für kritische, hochwertige Transformatoren.
Verwandte Überwachungslösungen
Welche Informationen helfen uns dabei, eine Lösung zur Überwachung des Schienenverkehrs zu empfehlen?
Wenn Sie uns einige grundlegende Informationen zu Ihrer Bahn- oder U-Bahn-Anwendung mitteilen, können wir Ihnen schneller eine geeignete Überwachungskonfiguration vorschlagen.
- ●Anwendungsart: Bahn oder U-Bahn
- ●Anlagentyp (Traktionsanlage, Gleichrichteranlage, Trockenanlage usw.)
- ●Transformatorentyp und Nennleistung
- ●Anzahl der zu überwachenden Vermögenswerte
- ●Gegebenenfalls vorhandene Temperatursensoren
- ●Erforderliche Überwachungspunkte
- ●Neues Projekt oder Nachrüstung eines bestehenden Systems
- ●Anforderungen an die Fernüberwachung
Häufig gestellte Fragen zur Temperaturüberwachung im Schienenverkehr
Was versteht man unter der Überwachung von Transformatoren im Schienenverkehr?
Dabei handelt es sich um die kontinuierliche Erfassung von Temperatur- und zugehörigen Betriebsdaten an Transformatoren, die in Stromversorgungssystemen des Schienenverkehrs eingesetzt werden, einschließlich Traktions- und Trockentransformatoren.
Was versteht man unter der Überwachung von Traktionstransformatoren?
Bei der Überwachung von Traktionstransformatoren liegt der Schwerpunkt auf den Transformatoren, die das Traktionsnetz direkt mit Strom versorgen, wobei die Wicklungstemperatur und damit verbundene thermische Kennwerte erfasst werden.
Was umfasst die Überwachung von Traktionsunterwerken?
Dies umfasst in der Regel Traktionstransformatoren, gegebenenfalls Gleichrichtertransformatoren, Trockentransformatoren sowie die dazugehörigen Schaltanlagen innerhalb eines Traktionsumspannwerks.
Inwiefern unterscheidet sich die Überwachung von Eisenbahntransformatoren von der Überwachung von U-Bahn-Transformatoren?
Der zugrunde liegende Überwachungsansatz ist ähnlich; Unterschiede ergeben sich in der Regel aus der Gerätekonfiguration, der Standortgestaltung und der spezifischen Traktionsstromversorgung des jeweiligen Netzes.
Warum ist die Temperaturüberwachung bei Trockentransformatoren wichtig?
Trockentransformatoren sind in Bahnhöfen weit verbreitet, und die Überwachung der Wicklungstemperatur ermöglicht eine rechtzeitige Steuerung der Kühlung sowie die frühzeitige Erkennung ungewöhnlicher thermischer Entwicklungen.
Warum sollte man im Schienenverkehr eine Temperaturüberwachung mittels Glasfasertechnik einsetzen?
Die faseroptische Sensorik bietet Störfestigkeit gegen elektromagnetische Störungen (EMI) und elektrische Isolierung, was für die Umgebungen mit starken elektromagnetischen Feldern rund um Traktionsstromversorgungsanlagen ideal ist.
Kann die Überwachung von Bahn-Umspannwerken aus der Ferne erfolgen?
Ja – Temperatur- und Zustandsdaten können lokal erfasst und, je nach den vor Ort vorhandenen Systemen, einer Wartungs- oder Leitstelle zur Verfügung gestellt werden.
Können bestehende Traktionsunterwerke mit einer Temperaturüberwachung nachgerüstet werden?
In vielen Fällen ja, allerdings hängt die verfügbare Konfiguration von der Bauweise des Transformators, der vorhandenen Messtechnik und den zugänglichen Installationspunkten ab.
Überwachen Sie kritische Temperaturen in Ihrem Stromversorgungssystem für den Schienenverkehr
Teilen Sie uns die Details zu Ihrer Traktionsunterstation oder Ihrer Stationsausrüstung mit, damit wir Ihnen bei der Ausarbeitung einer geeigneten Konfiguration für die Temperaturüberwachung helfen können.
