Online-Überwachung der gelösten Gase zur Beurteilung des Zustands von Transformatoröl
Die Online-DGA-Überwachung erfasst kontinuierlich wichtige, im Transformatoröl gelöste Fehlergase und liefert so zwischen den Laboruntersuchungen frühzeitig Einblicke in den Zustand der Isolierung und die thermischen Verhältnisse. Die Daten lassen sich direkt in Ihr SCADA-System, Ihre Umspannwerksautomatisierung oder Ihre Anlagenmanagement-Plattform integrieren und können mit Informationen zu Temperatur, Teilentladungen, Durchführungen und dem Zustand des OLTC kombiniert werden, um eine umfassendere Beurteilung des Transformatorzustands zu ermöglichen.
- Kontinuierliche Gasüberwachung zwischen den planmäßigen Laboruntersuchungen
- Automatisierte Auswertung von Gasverhältnisfehlern, nicht nur Rohmesswerte
- Flexible Integration in SCADA- und Umspannwerksautomatisierungssysteme
Was ist die Überwachung der Analyse gelöster Gase?
Die Gasanalyse (DGA) ist ein Diagnoseverfahren für ölgefüllte Leistungstransformatoren. Wenn interne Fehler – Überhitzung, Teilentladungen oder Lichtbogenbildung – das Isolieröl und die Zellulose zersetzen, setzen sie charakteristische Fehlergase frei, die sich im Öl lösen. Die langfristige Überwachung dieser Gase liefert Hinweise auf die Art und Schwere des Fehlers sowie darauf, wie schnell sich ein Zustand entwickelt.
Die Online-DGA-Überwachung führt diese Messung automatisch und kontinuierlich am Aufstellungsort durch und liefert so zusätzlich zu den regelmäßigen Laboruntersuchungen, die bereits für die Transformatorölanalyse genutzt werden, einen stetigen Strom an Trenddaten.
Warum eine kontinuierliche DGA-Überwachung wichtig ist
Transformatorfehler treten nicht immer nach einem vorhersehbaren Zeitplan auf. Die kontinuierliche DGA-Trendanalyse sorgt für mehr Transparenz zwischen den Prüfintervallen, sodass ein sich schnell entwickelnder Zustand – wie beispielsweise ein Lichtbogenereignis – erkannt werden kann, solange noch Zeit bleibt, Maßnahmen zu planen.
- Erfasst Gasentwicklungen kontinuierlich und nicht nur in festgelegten Messintervallen
- Zeigt plötzliche Gasanstiege an, die bei einer periodischen Probenahme andernfalls übersehen werden könnten
- Unterstützt die zustandsorientierte Instandhaltungsplanung mit aktuellen Trenddaten
- Ermöglicht die Fernüberwachung von Transformatoren, bei denen eine häufige Probenahme schwierig ist
Sieben wichtige Fehlergase und ihre diagnostische Bedeutung
Ein handelsübliches Online-DGA-System erfasst sieben im Transformatoröl gelöste Gase. Erst die gemeinsame Auswertung dieser Werte – und nicht die Betrachtung einzelner Zahlen – macht aus einer Messung einen Fehlerhinweis.
| Gas | Typische Fehlerzuordnung | Warum das wichtig ist |
|---|---|---|
| Wasserstoff (H₂) | Teilentladung / Niedrigenergieentladung | Empfindlicher Frühindikator für elektrische Aktivität |
| Methan (CH₄) | Thermischer Fehler bei niedrigen Temperaturen | Nützlich für die Erkennung früher thermischer Fehlerentwicklungen |
| Ethan (C₂H₆) | Überhitzung des Öls bei niedrigen Temperaturen | Unterstützt die thermische Fehlerauswertung |
| Ethylen (C₂H₄) | Thermischer Fehler bei höheren Temperaturen | Wichtiger Indikator für starke Überhitzung |
| Acetylen (C₂H₂) | Lichtbogen / Hochenergieentladung | Schlüsselgas für hochenergetische elektrische Fehler |
| Kohlenmonoxid (CO) | Zelluloseabbau | Weist auf thermische Belastung der Papierisolierung hin |
| Kohlendioxid (CO₂) | Alterung von Zellulose | Wird zusammen mit CO zur Beurteilung der Isolierung verwendet |
Bei den Methoden zur Gasanalytik und der Interpretation anhand des Duval-Dreiecks werden diese Gase miteinander verglichen, um den wahrscheinlichen Verwerfungs-Typ zu bestimmen. Die vollständigen Erfassungsbereiche und Genauigkeitsangaben finden Sie auf der Produktseite zum Online-DGA-Überwachungssystem.
Online-DGA und Labor-DGA
Die DGA im Labor ist nach wie vor ein wichtiger Bestandteil der detaillierten Transformatorölanalyse. Die Online-DGA liefert zusätzlich kontinuierliche Trenddaten in den Zeiträumen zwischen den planmäßigen Laboruntersuchungen, sodass sich beide Methoden gut ergänzen.
Labor-DGA
- Regelmäßige Probenahme nach Zeitplan oder zustandsabhängig
- Detaillierte Laboranalysen und Berichte
- Manuelle Ölprobenahme und -transport
- Gut geeignet für planmäßige Zustandsbeurteilung
Online-DGA-Überwachung
- Kontinuierliche Gaswertentwicklung zwischen den Laboruntersuchungen
- Automatische, unbeaufsichtigte Messung
- Frühzeitiger Einblick in sich rasch entwickelnde Gasveränderungen
- Fernüberwachung mit Alarmfunktion und SCADA-Integration
Online-DGA-Überwachungssystem
Das Online-DGA-Überwachungssystem ist unsere Kernlösung für die kontinuierliche Gasanalyse von Transformatorenöl und lässt sich nahtlos mit entsprechenden Produkten zur Zustandsüberwachung von Transformatoren kombinieren – insbesondere bei Projekten, die einen umfassenderen Erfassungsbereich erfordern.
Online-DGA-Überwachungssystem
Kontinuierliche, automatisierte gaschromatographische Analyse von Transformatorenöl mit Fehlerauswertung anhand des Gasverhältnisses und standardisierten industriellen Kommunikationsschnittstellen für die SCADA-Integration. Projektbezogene Konfiguration hinsichtlich Gasabdeckung, Probenahmezyklus und Kommunikationsprotokoll.
Online-Überwachungssystem für Teilentladungen
UHF-, HFCT- und Ultraschall-Partikeldetektion, die die DGA ergänzt, wenn Wasserstoff- oder Acetylen-Trends auf Entladungsaktivität hindeuten.
OLTC-Online-Überwachungssystem
Überwachung von Strom, Schwingungen und Drehmoment beim Stufenschalter – dies ist besonders dann von Bedeutung, wenn das OLTC-Fach ein anderes Gasprofil aufweist als der Haupttank.
Überwachungssystem für Transformator-Durchführungen
Überwachung der Kapazität, der dielektrischen Verluste und des Ableitstroms des Isolationssystems der Durchführungen sowie des Öls im Haupttank, das von der DGA erfasst wird.
Glasfaser-Temperaturmesssystem
Direkte Temperaturmessung am Hotspot der Wicklung, nützlich für die Korrelation von thermischen Gasentwicklungen mit dem tatsächlichen Hotspot-Wert.
So funktioniert die Online-DGA-Überwachung
Ölprobenahme / Zirkulation
Ein Kreislauf mit geringem Durchfluss entnimmt Öl aus den vorhandenen Ventilen des Transformators und führt es zurück, ohne den Betrieb zu beeinträchtigen.
Gasabsaugung
Zur Analyse werden gelöste Gase aus dem zirkulierenden Öl entnommen.
Gasabscheidung und -messung
Das entnommene Gas wird aufgeschlüsselt und gemessen, um die Konzentration der einzelnen Fehlergase zu bestimmen.
Diagnose, Trendanalyse und Datenintegration
Gaskonzentrationen, Trends und Alarme werden lokal verarbeitet und können über Standard-Kommunikationsschnittstellen an SCADA-, Umspannwerksautomatisierungs- oder Anlagenmanagementsysteme übertragen werden.
Zustandsüberwachung von Transformatoren erweitern
Die DGA liefert chemische Nachweise für Isolations- und thermische Fehler. Andere Überwachungsmethoden liefern ergänzende Informationen zum elektrischen, thermischen und mechanischen Zustand und können je nach Projektanforderungen kombiniert werden.
Transformatorüberwachung
Ein Überblick über unser komplettes Angebot an Zustandsüberwachungslösungen für Transformatoren – Temperatur, DGA, PD, Durchführungen und OLTC –, die individuell auf das jeweilige Projekt zugeschnitten sind.
Temperaturüberwachung von Transformatoren
Online-Überwachung der Wicklungs- und Öloberflächentemperatur, ergänzt durch Daten zum thermischen Zustand sowie DGA-Gasverlaufsdaten.
Temperaturüberwachung mittels Glasfaser
Direkte Messung von Hotspots in Wicklungen mithilfe dielektrischer Glasfasersensoren, nützlich für die Korrelation thermischer Fehleranzeichen mit dem tatsächlichen Hotspot-Wert.
Überwachung von Teilentladungen
UHF-/HFCT-/Ultraschall-PD-Erfassung, die neben den chemischen Anzeichen der DGA auch Informationen zu elektrischen Entladungen in Echtzeit liefert.
OLTC-Überwachung
Überwachung von Strom, Schwingungen und Drehmoment des Stufenschalters sowie Erfassung von Daten zum mechanischen Zustand des OLTC-Fachs.
Buchsenüberwachung
Überwachung von Kapazität, dielektrischem Verlust und Leckstrom bei Durchführungen, ergänzend zur DGA-Überwachung des Öls im Haupttank.
Flexible Integration in SCADA- und Transformatorüberwachungssysteme
Die Online-DGA-Überwachungslösungen von INNO sind für eine flexible Integration in bestehende Infrastrukturen zur Überwachung von Umspannwerken und Transformatoren ausgelegt. Messdaten, Gasentwicklungstrends und Alarme können über standardmäßige industrielle Kommunikationsschnittstellen an SCADA-, Umspannwerksautomatisierungs- oder Anlagenmanagementsysteme übertragen werden.
Wenn im Rahmen eines Projekts eine umfassendere Zustandsbewertung des Transformators erforderlich ist, können die DGA-Daten auch zusammen mit Informationen zu Temperatur, Teilentladungen, Durchführungen und dem Zustand des OLTC ausgewertet werden.
- RS-485 / Modbus RTU
- Ethernet / Modbus TCP
- IEC 61850
- Optionaler Analogausgang, abhängig von der Projektkonfiguration
Wo sich die Online-DGA-Überwachung am meisten lohnt
Die kontinuierliche Gasüberwachung bietet den größten Nutzen bei Anlagen, bei denen ein unentdeckter Defekt hohe Kosten verursachen würde, schwer zugänglich ist oder bei denen eine regelmäßige Probenahme schwierig ist.
Stromtransformatoren für die Energieversorgung
Übertragungs- und Umspannwerkstransformatoren, bei denen ein ungeplanter Ausfall die Netzzuverlässigkeit und einen großen Kundenstamm beeinträchtigt.
Generator-Hochspannungstransformatoren
Kritische Anlagen, die die Stromerzeugung mit dem Netz verbinden, wobei eine kontinuierliche Zustandsüberwachung die Verfügbarkeit der Stromerzeugung sicherstellt.
Transformatoren für industrielle Umspannwerke
Prozessanlagen, in denen ein ungeplanter Ausfall die Produktion unterbrechen kann, was weitaus höhere Kosten verursacht als der Transformator selbst.
Aufwärtswandler für erneuerbare Energien
Solar- und Windkraft-Aufwärtstransformatoren, die häufig an abgelegenen Standorten stehen, an denen eine regelmäßige manuelle Probenahme nicht praktikabel ist.
Kritische Öltransformatoren
Ältere oder stark beanspruchte Transformatoren, bei denen Entscheidungen zur zustandsorientierten Instandhaltung von kontinuierlichen Trenddaten profitieren.
Prüfung und Zustandsbeurteilung von Transformatoren bei Erstausrüstern
Hersteller und Prüfeinrichtungen, die während Werksprüfungen oder der Inbetriebnahme vor Ort fortlaufende Daten zu Gasentwicklungstrends benötigen.
Standards und typische Konfiguration
Die Extraktionsmethode und die Logik zur Fehlerinterpretation des Online-DGA-Systems basieren auf den Referenzstandards, die für die Analyse von gelöstem Gas in Transformatorenöl verwendet werden.
| Artikel | Typische Konfiguration |
|---|---|
| Probenahme-/Analysezyklus | Einstellbar; mindestens ≤ 2 Stunden |
| Analysemethode | Gaschromatographie (GC) mit TCD-/FID-Detektoren |
| Trägergas | Hochreiner Stickstoff (Generator vor Ort optional) |
| Datenspeicherung | ≥ 10 Jahre Messdaten aus Bordaufzeichnungen |
| Kommunikation | RS-485 / Modbus RTU, Ethernet / Modbus TCP, IEC 61850 |
| Stromversorgung | 220 V Wechselstrom ±15%, 50/60 Hz; ≤ 200 W |
| Installationsverfahren | Spannungsführender Transformator; nur Anschluss für Ölzu- und -ablassventil |
Umfassende Informationen zu den Gasmessbereichen, der Genauigkeit, der Hardwarekonfiguration und den technischen Daten finden Sie im Produktseite zum Online-DGA-Überwachungssystem.
DGA-Überwachung, konfiguriert für Ihr Transformatorprojekt
INNO bietet Online-DGA-Überwachungssysteme und projektspezifische Lösungen zur Zustandsüberwachung von Transformatoren für Anwendungen in den Bereichen Energieversorgung, Industrie und OEM an.
- Anforderungen an die Gasüberwachung werden projektbezogen festgelegt
- Kommunikationsprotokoll, das auf Ihr SCADA-System oder Ihre Plattform abgestimmt ist
- Einbauumgebung und Anordnung der Ölventile wurden im Vorfeld überprüft
- Optionales Zubehör und technische Unterstützung von der Beratung bis zur Inbetriebnahme
Häufig gestellte Fragen zur Überwachung der Analyse gelöster Gase
Was versteht man unter der Überwachung der Analyse gelöster Gase?
Die DGA-Überwachung identifiziert und quantifiziert in Transformatoröl gelöste Gase, die entstehen, wenn interne Fehler wie Überhitzung, Teilentladungen oder Lichtbogenbildung das Isolieröl und das Isolierpapier zersetzen.
Welche Transformatorfehler kann die DGA-Analyse erkennen?
DGA-Trends können auf thermische Fehler, Teilentladungen und Lichtbogenbildung sowie auf den Zerfall von Zelluloseisolierungen hinweisen, je nachdem, welche Gase aufsteigen und wie schnell dies geschieht.
Welche Gase werden überwacht?
In der Standardkonfiguration werden sieben Fehlergase erfasst: Wasserstoff, Methan, Ethan, Ethylen, Acetylen, Kohlenmonoxid und Kohlendioxid.
Was ist der Unterschied zwischen einer Online-DGA und einer Labor-DGA?
Die Labor-DGA liefert detaillierte Analyseergebnisse auf der Grundlage einer regelmäßig entnommenen Ölprobe. Die Online-DGA ergänzt dies durch eine kontinuierliche, automatisierte Überwachung der Gasentwicklung in den Zeiträumen zwischen diesen Tests, sodass sich die beiden Methoden gegenseitig ergänzen.
Kann eine Online-DGA-Überwachung an einem in Betrieb befindlichen Transformator installiert werden?
Ja. Das System wird im laufenden Betrieb an die vorhandenen Ölprobenahmeventile des Transformators angeschlossen, ohne dass der Transformator stromlos geschaltet oder entleert werden muss.
Wie oft analysiert ein Online-DGA-Messgerät Transformatoröl?
Der Erfassungs- und Analysezyklus ist einstellbar, wobei das Mindestintervall bei etwa zwei Stunden liegt, wodurch sich eher ein kontinuierlicher als ein einmaliger Trend erkennen lässt.
Wie werden DGA-Daten in das SCADA-System integriert?
Die Datenübertragung kann je nach dem von Ihrer Plattform verwendeten Kommunikationsprotokoll über RS-485/Modbus RTU, Ethernet/Modbus TCP oder IEC 61850 erfolgen.
Inwiefern ergänzt die DGA-Messung die Teilentladungsüberwachung?
Die PD-Überwachung erkennt das Entladungsereignis selbst in Echtzeit, während die DGA zeigt, ob diese Aktivität im Laufe der Zeit Fehlergase im Öl erzeugt – zusammen liefern beide ein umfassenderes Bild.
Kann DGA bei der Temperaturüberwachung von Transformatoren eingesetzt werden?
Ja. Temperaturdaten helfen dabei, die Entwicklung von Gasemissionen aufgrund thermischer Fehler in einen Zusammenhang zu bringen, und beide können im Rahmen eines umfassenderen Zustandsüberwachungsprojekts gemeinsam ausgewertet werden.
Welche Transformatoren profitieren am meisten von einer Online-DGA-Überwachung?
Bei kritischen, in die Jahre gekommenen oder schwer zu prüfenden Transformatoren – wie beispielsweise Netztransformatoren, Generator-Hochspannungstransformatoren, Industrietransformatoren und Hochspannungstransformatoren für erneuerbare Energien – lassen sich durch kontinuierliche Trenddaten in der Regel die größten Vorteile erzielen.
Fordern Sie eine DGA-Konfiguration für Ihren Transformator an
Teilen Sie uns Ihren Transformatorentyp, die Spannung/Leistung, die benötigten Gase, die Anordnung der Ölventile, das Kommunikationsprotokoll, die SCADA-Anforderungen sowie die Installationsumgebung mit – unser Ingenieurteam erstellt dann eine DGA-Überwachungskonfiguration für Ihr Projekt.
