Übersicht über das Online-Überwachungssystem für Teilentladungen an Transformatoren
Die Online-Überwachungssystem für Teilentladungen an Transformatoren wird zur kontinuierlichen Erkennung von Teilentladungen und zur Beurteilung des Isolationszustands von Transformatoren eingesetzt. Das System überwacht Teilentladungssignale aus der Transformatorisolierung, den Durchführungsbereichen, den Erdungspfaden und den am Tank angebrachten Sensorpositionen, während der Transformator in Betrieb bleibt.
Das System eignet sich für Leistungstransformatoren in Umspannwerken, Kraftwerken, Anlagen für erneuerbare Energien und Industrieanlagen. Es liefert Echtzeitdaten, Alarminformationen und Diagnosemuster für Wartungsteams, die Isolationsfehler erkennen müssen, bevor sie zu schwerwiegenden Ausfällen führen.
Überwachung von Teilentladungen bei Transformatoren
Teilentladungen in der Isolierung von Transformatoren sind häufig ein frühes Anzeichen für Isolationsalterung, innere Hohlräume, Oberflächenentladungen, lose Kontakte, Potentialschwankungen oder andere dielektrische Defekte. Die Online-Überwachung von Teilentladungen ermöglicht es Betreibern, die Teilentladungsaktivität kontinuierlich zu beobachten, anstatt sich ausschließlich auf regelmäßige Offline-Teilentladungsprüfungen zu verlassen.
| Ziel der Überwachung | Was das System dabei hilft zu erkennen | Wartungswert |
|---|---|---|
| Zustand der Isolierung | Signale für interne Entladung, Oberflächenentladung, Koronaentladung und schwebende Entladung | Frühwarnung vor einem Ausfall der Isolierung |
| Entwicklung der PD-Aktivität | Entladungswachstum, Phasenkonzentration und abnormale Pulssteigerung | Unterstützt die zustandsorientierte Instandhaltung |
| Alarmstatus | PD-Wert überschreitet den voreingestellten Schwellenwert | Hilft den Betreibern, rechtzeitig zu reagieren, bevor sich ein Fehler verschlimmert |
| Transformatorrisiko | Anormale Entladungsmuster im Zusammenhang mit Isolationsfehlern | Verbessert das Anlagenmanagement für Transformatoren |
Architektur eines Online-Überwachungssystems für Teilentladungen
Das System besteht aus Teilentladungssensoren, einem PD-Überwachungsrechner, Kommunikationsschnittstellen und einer Überwachungssoftware. Die Sensoren erfassen entladungsbezogene Signale an verschiedenen Positionen. Der Rechner übernimmt die Signalerfassung und -verarbeitung. Die Software zeigt Alarmdaten, PRPD-Muster, Verlaufskurven und Diagnoseinformationen an.
| Systemkomponente | Funktion | Typischer Standort |
|---|---|---|
| PD-Sensoren | UHF-, HFCT- oder Ultraschall-Teilentladungssignale erfassen | Transformatorbehälter, Erdungskabel, Ölventil oder ausgewählter Messpunkt |
| PD-Überwachungs-Host | Empfängt, abtastet und verarbeitet PD-Signale von Sensorkanälen | Schaltschrank, Bildschirmschrank oder Überwachungskonsole |
| Überwachungssoftware | Zeigt PRPD, PRPS, Trendkurven, Alarme und historische Daten an | Leitstellencomputer oder Überwachungsarbeitsplatz |
| Kommunikationsschnittstelle | Überträgt PD-Daten und Alarmstatus an externe Systeme | SCADA, Plattform zur Überwachung von Umspannwerken oder Anlagenmanagementsystem |
Sensoren zur Erkennung von Teilentladungen
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Das System zur Überwachung von Teilentladungen an Transformatoren kann je nach Transformatorbauweise, Einbaubedingungen und Überwachungsziel unterschiedliche Sensortechnologien nutzen. UHF-, HFCT- und Ultraschallsensoren bieten verschiedene Signalwege für die Erkennung und Gegenprüfung von Teilentladungen.
| Sensortyp | Überwachung der Bandbreite | Installationsverfahren | Hauptzweck |
|---|---|---|---|
| UHF-Teilentladungssensor | 300 MHz bis 3000 MHz | Ölventil, Steckanschluss oder Schnittstelle zum Transformatorbehälter | Erkennt elektromagnetische Signale im Ultrahochfrequenzbereich, die von internen Teilentladungen ausgehen |
| HFCT-Teilentladungssensor | 100 kHz bis 50 MHz | Befestigung mittels Klemme am Erdungskabel oder am Erdungspfad der Durchführung | Erkennt durch Teilentladungen erzeugte hochfrequente Impulsströme |
| Ultraschall-Teilentladungssensor | 20 kHz bis 200 kHz | Magnetische oder oberflächenmontierte Befestigung am Transformatorbehälter | Erfasst akustische Emissionen, die durch Teilentladungen im Inneren des Transformators entstehen |
PRPD-Musteranalyse und PD-Diagnostik
Die PRPD-Musteranalyse dient dazu, den Zusammenhang zwischen der Entladungsstärke und der Phasenlage aufzuzeigen. Sie hilft Betreibern und Diagnoseingenieuren dabei, zu beurteilen, ob es sich bei dem Entladungsverhalten um zufälliges Rauschen, Koronaentladung, Oberflächenentladung, interne Entladung oder ein anderes isolationsbezogenes PD-Muster handelt.
PRPD-Anzeige
Das PRPD-Diagramm liefert phasenaufgelöste Informationen zu Teilentladungen zur Mustererkennung und zur Bewertung des Schweregrads.
PRPS-Visualisierung
Die PRPS-Ansicht zeigt das Verhalten der Impulssequenz im Zeitverlauf und erleichtert so die Beobachtung von Wiederholungen, Häufungen und Entwicklungstrends.
Amplitude und Phase der Entladung
Das System erfasst Informationen zu Entladungsstärke und -phase, um die Analyse des Isolationszustands und die Alarmeinstellung zu unterstützen.
Rückblick auf historische Trends
Trendkurven helfen dabei, die aktuelle PD-Aktivität mit historischen Daten zu vergleichen, wodurch sich ungewöhnliche Zuwächse leichter erkennen lassen.
Technische Daten
| Spezifikationspunkt | Standard-/Optionale Konfiguration |
|---|---|
| Produktname | Online-Überwachungssystem für Teilentladungen an Transformatoren |
| Überwachungsobjekt | Teilentladungen und Isolationszustand von Leistungstransformatoren |
| Inhalt der Erkennung | Entladungsstärke, Entladungsphase, 3D-PRPD-Muster |
| Betriebstemperaturbereich | -20 °C bis +125 °C |
| Messbereich | -80 dBm bis -20 dBm |
| Überwachungsbereich | ≤ 20.000 pC |
| Übertragungswiderstand | ≥12 mV/mA |
| Bandbreite des UHF-Sensors | 300 MHz bis 3000 MHz |
| Bandbreite des HFCT-Sensors | 100 kHz bis 50 MHz |
| Bandbreite des Ultraschallsensors | 20 kHz bis 200 kHz |
| Abtastrate | 200 MS/s |
| Kanalkonfiguration | 4 oder 6 Kanäle, konfigurierbar |
| Kanalkonsistenz | ≤ 0,5 dBm |
| Schutzart | Option für Sensorschutz nach IP68 |
| Kommunikationsschnittstelle | RJ45-Ethernet, RS485 |
| Stromversorgung | 90 V bis 240 V Wechselstrom, 50 Hz bis 60 Hz |
| Abmessungen des Hosts | 483 mm × 89 mm × 300 mm, 2U-Rackmontage |
| Installationsverfahren | Schrankmontage, Frontplattenmontage, Bildschirmschrank oder Konvergenzschrank |
Host-Funktionen des Teilentladungsmonitors
| Funktion | Beschreibung | Einsatz bei der Transformatorüberwachung |
|---|---|---|
| Signalerfassung | Erfasst PD-Signale von ausgewählten Sensorkanälen | Kontinuierliche Überwachung von Teilentladungen an Transformatoren |
| Rauschunterdrückung | Filtert Störsignale heraus und unterstützt die Signalidentifizierung | Verbessert die Zuverlässigkeit der Überwachung in Umspannwerken |
| Einstellung des Alarmschwellenwerts | Ermöglicht die Konfiguration der PD-Alarmstufen entsprechend den Anforderungen vor Ort | Unterstützt die Warnung bei Transformatorfehlern |
| Datenspeicherung | Speichert PD-Datensätze für historische Abfragen und Trendvergleiche | Unterstützt die Wartungsüberprüfung |
| Kommunikationsausgabe | Überträgt Überwachungsdaten an externe Systeme | Lässt sich mit SCADA- oder Anlagenüberwachungsplattformen verbinden |
Online-Überwachung vs. Teilentladungsprüfung an Transformatoren
A Teilentladungsprüfung an einem Transformator wird in der Regel im Rahmen von Werksprüfungen, bei der Inbetriebnahme oder im Rahmen geplanter Wartungsarbeiten durchgeführt. Dabei werden zu einem bestimmten Zeitpunkt Prüfergebnisse geliefert. Bei der Online-Teilentladungsüberwachung liegt der Schwerpunkt auf der kontinuierlichen Zustandsüberwachung während des Transformatorbetriebs.
| Artikel | Online-Überwachung von Teilentladungen | Offline-Teilentladungsprüfung |
|---|---|---|
| Zweck | Kontinuierliche Überwachung von PD-Trends und Alarmen | Regelmäßige Prüfung oder Abnahmeprüfung |
| Betriebsstatus | Der Transformator bleibt in Betrieb | Wird in der Regel während des Testzeitraums oder bei einem Systemstillstand durchgeführt |
| Datenwert | Langfristige Trends, Alarmmeldungen und Musterentwicklung | Einmaliges Testergebnis oder diagnostische Momentaufnahme |
| Optimale Verwendung | Überwachung kritischer Transformatoranlagen | Werksprüfung, Inbetriebnahme oder regelmäßige Inspektion |
Anwendungsbereiche der Überwachung von Teilentladungen an Transformatoren
Überwachung von Teilentladungen in Leistungstransformatoren
Das System dient der Online-Überwachung des Isolationszustands großer ölgefüllter Leistungstransformatoren in Umspannwerken und Kraftwerken.
Überwachung von Transformatoren in Umspannwerken
Durch die kontinuierliche PD-Überwachung können die Betriebsteams abnormale Entladungsaktivitäten an wichtigen Transformatoranlagen erkennen.
Zustandsüberwachung von Industrietransformatoren
Industrieanlagen können das System nutzen, um ungeplante Ausfallzeiten aufgrund von Isolationsfehlern an Transformatoren zu reduzieren.
Überwachung von Transformator-Durchführungen und Erdungspfaden
HFCT-Sensoren können an Erdungspfaden installiert werden, um hochfrequente Impulssignale zu erfassen, die mit Teilentladungen in Zusammenhang stehen.
Überwachung der Isolierung von Transformatorenöl
UHF- und Ultraschallsensoren können die interne PD-Erkennung bei Transformator-Öl-Papier-Isolationssystemen unterstützen.
So wählen Sie ein System zur Überwachung von Teilentladungen an Transformatoren aus
| Auswahloption | Was ist zu überprüfen? |
|---|---|
| Transformatortyp | Ölgefüllter Transformator, Trockentransformator oder Spezialtransformator |
| Ziel der Überwachung | Isolationswarnung, PD-Trendanalyse, Durchführungsüberwachung oder Fehlerdiagnose |
| Sensorverfahren | UHF-, HFCT-, Ultraschall- oder kombinierte Sensorkonfiguration |
| Anzahl der Kanäle | 4-Kanal-, 6-Kanal- oder projektspezifische Konfiguration |
| Einbaulage | Tankoberfläche, Ölventil, Erdungspfad der Buchse, Erdung des Kerns oder Standort des Schaltschranks |
| Kommunikationsanforderung | Anbindung an lokale Software, Ethernet, RS485, SCADA oder eine Plattform zur Anlagenüberwachung |
Empfohlene Projektinformationen
| Erforderliche Angaben | Beispiel |
|---|---|
| Nennleistung des Transformators | Spannungspegel, Kapazität, ölgefüllte oder trockene Bauweise |
| Installationsumgebung | Umspannwerk, Kraftwerk, Industriestandort oder Anlage für erneuerbare Energien |
| Zugriff auf den Sensor | Zugang zum Ölventil, Zugang zur Tankoberfläche, Zugang zum Erdungskabel oder Verlegung im Schaltschrank |
| Überwachungskanäle | Anzahl der UHF-, HFCT- und Ultraschallsensorpunkte |
| Ausgabeanforderung | Lokale Überwachungssoftware, RJ45-Ethernet, RS485 oder SCADA-Integration |
| Alarmanforderung | Alarmschwellenwerte, Ereignisaufzeichnungen, Trendanzeige und Anforderungen an Diagnoseberichte |
Häufig gestellte Fragen
Was ist ein Online-Überwachungssystem für Teilentladungen an Transformatoren?
Es handelt sich um ein Überwachungssystem, das kontinuierlich Teilentladungssignale in Transformatoren erfasst und Daten zur Beurteilung des Isolationszustands liefert.
Welche Sensoren werden zur Überwachung von Teilentladungen in Transformatoren eingesetzt?
Das System kann je nach Transformatorbauweise und Überwachungsanforderungen UHF-Sensoren, HFCT-Sensoren und Ultraschallsensoren einsetzen.
Was ist der Unterschied zwischen Online-Überwachung und Teilentladungsmessung?
Die Online-Überwachung liefert während des Transformatorbetriebs kontinuierlich Daten zu den Teilentladungstrends. Bei Teilentladungsprüfungen liegt das Prüfergebnis in der Regel zu einem bestimmten Zeitpunkt vor.
Kann das System PRPD-Muster anzeigen?
Ja. PRPD- und PRPS-Anzeigen können zur Analyse von Entladungsmustern und zur Überprüfung der Teilentladungsdiagnose verwendet werden.
Kann es eine Verbindung zu SCADA herstellen?
Ja. Der Überwachungshost kann mit RJ45-Ethernet- und RS485-Schnittstellen konfiguriert werden, um die Integration in ein externes Überwachungssystem zu ermöglichen.
Wo sind die Sensoren installiert?
Zu den typischen Stellen zählen die Oberfläche des Transformatorbehälters, der Anschluss des Ölventils, das Erdungskabel, der Erdungspfad der Durchführung sowie ausgewählte Verlegungswege im Schaltschrank.
Welche Informationen werden vor der Auswahl benötigt?
Der Transformatorentyp, der Sensorzugang, die Anzahl der Überwachungskanäle, die Installationsumgebung, die Kommunikationsanforderungen und die Alarmlogik sollten bestätigt werden.
Online-Überwachungssystem für Teilentladungen an Transformatoren zur Warnung vor Isolationsfehlern
Das Online-Überwachungssystem für Teilentladungen an Transformatoren bietet eine kontinuierliche Erkennung von Teilentladungen, eine PRPD-Analyse, Alarmausgabe und Kommunikationsintegration zur Überwachung des Isolationszustands von Transformatoren. Es eignet sich für Leistungstransformatoren in Umspannwerken, Kraftwerken und industriellen elektrischen Anlagen, in denen eine frühzeitige Warnung vor Isolationsfehlern und eine langfristige Anlagenüberwachung erforderlich sind.
