Überwachung und Diagnose von Leistungstransformatoren mit «Transformer Explorer»

SIPROTEC 5 - IEC 61850 - Simply usable - EN (Kann 2019).

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Probleme frühzeitig erkennen

Leistungstransformatoren sind eine der wichtigsten Komponenten im Stromversorgungssystem. Durch die Möglichkeit, verschiedene Spannungsebenen miteinander zu verbinden, ermöglichen sie eine wirtschaftliche Übertragung von Energie über große Entfernungen.

Überwachung und Diagnose von Leistungstransformatoren mit Transformer Explorer (Foto: ABB Transformator - MHI Vestas - Anwendung Wind - Werk Vaasa; Kredit: ABB)

Leistungstransformatoren gehören ebenfalls zu den teuersten Komponenten im Netzwerk und werden oft erst bei Bestellung hergestellt .

Ein plötzlicher Ausfall, der bedeutet, dass der Transformator außer Betrieb genommen werden muss, ist oft mit beträchtlichen Kosten für den Eigentümer verbunden. Um solche Störungen zu vermeiden, ist es wichtig, Probleme frühzeitig zu erkennen, damit ein geplanter Ausfall mit notwendigen Reparaturen und Wartungsarbeiten rechtzeitig durchgeführt werden kann.

Zu diesem Zweck wurde in den letzten Jahrzehnten eine Reihe von Überwachungstechniken entwickelt. Die Mehrheit dieser Methoden sind nur sekundäre Indikatoren wie Temperaturmessungen und Gas-in-Öl-Analysen. Wenn ein Problem durch das Überwachungssystem angezeigt wird, wird der Transformator getrennt, und fortgeschrittenere Diagnoseverfahren können verwendet werden, um das tatsächliche Problem zu finden.

Sehr wenige der herkömmlichen Überwachungsmethoden adressieren die fundamentale Funktion des Transformators, dh elektrische Energie zwischen zwei Spannungsebenen mit Leistungsverlusten innerhalb annehmbarer Grenzen und ausreichender Impedanz umzuwandeln, um die Auswirkungen von Kurzschlüssen zu begrenzen.

Zwei wichtige Parameter, die diese Funktion sicherstellen, sind das Windungsverhältnis und die Impedanz. Diese sind traditionell nur mit dem Transformator offline messbar.

Ein großer Transformator im Feld (Foto: ABB)

Hintergrund

Bei ABB wird ein neues Überwachungs- und Diagnosewerkzeug entwickelt: Transformer Explorer . Das Konzept verwendet Spannungs- und Stromsignale, die von den Messwandlern in der Schaltanlage erhalten werden, um einige der grundlegendsten Parameter der Transformatoren zu schätzen:

  1. Wendeverhältnis
  2. Magnetisierungsstrom
  3. Kurzschlussimpedanz
  4. Leistungsverlust

alle, die eng mit der fundamentalen Funktion der Transformatoren verbunden sind und somit einen signifikanten diagnostischen Wert haben. Durch Anwenden der gemessenen Größen auf ein einfaches Transformatorschaltungsmodell ist es möglich, die drei ersten der oben erwähnten Parameter mittels linearer Anpassung zu schätzen. Die Verlustleistung ergibt sich einfach aus dem Leistungsunterschied zwischen dem Transformator und dem Transformator.

Zentraler Bestandteil des Konzepts ist eine gleichnamige Software, die sowohl für die Signalerfassung als auch für die Analyse und Visualisierung verwendet wird . Die aktuelle Version des Programms wird in der grafischen Programmierumgebung LabVIEW geschrieben .

Transformer Explorer Statusanzeige

Das Konzept wird voraussichtlich in zwei verschiedenen Anwendungen zum Einsatz kommen: entweder als permanente Installation, bei der die Parameter kontinuierlich überwacht werden, oder als temporäre Installation, bei der die Parameter anhand von Daten geschätzt werden, die während des Messzeitraums erfasst wurden.

Transformer Explorer bietet viele Vorteile gegenüber herkömmlichen Überwachungs- und Offline-Diagnoseverfahren. Einige der wichtigsten sind, dass keine teure Ausrüstung benötigt wird, abgesehen von den fertig installierten Messwandlern, und dass kein Ausfall für die Installation oder während der Messung erforderlich ist, was bei der Messung sowohl der Windungszahl als auch der Kurzschlussimpedanz mit herkömmlichen Geräten der Fall ist Methoden.

Ferner kann der Leistungsverlust als allgemeiner Problemindikator angesehen werden und ist viel schneller als sekundäre Indikatoren, dh Temperatur.

Titel:Überwachung und Diagnose von Transformatoren mit Transformer Explorer - Svante Karlsson (Uppsala Universitet)
Format:PDF
Größe:3, 2 MB
Seiten:71
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Überwachung und Diagnose von Transformatoren mit Transformer Explorer - Svante Karlsson (Uppsala Universitet)