Wartungs- und Betriebshandbuch für große Leistungstransformatoren: 100 MVA 132/22 kV Best Practices Teil 4

1. Die Rolle der Transformatorwartung für die Transformatorzuverlässigkeit

 

 

In der Praxis wird die Wartung von Transformatoren oft als routinemäßige Inspektionsarbeiten missverstanden. In realen technischen Umgebungen verhält es sich eher wie ein kontinuierlicher Risikokontrollprozess und nicht wie eine geplante Aufgabe.

Bei großen Leistungstransformatoreinheiten wie 100-MVA-132/22-kV-Systemen wird dies in der Praxis der Leistungstransformatorwartung noch deutlicher. Diese Transformatoren arbeiten in der Regel unter langen Belastungsbedingungen, oft nahe an den Auslegungsgrenzen, abhängig von der Netz- oder Rechenzentrumsnachfrage. In solchen Fällen können sich kleine Abweichungen im thermischen oder Isolationsverhalten allmählich zu Transformatorfehlern entwickeln und erfordern eine frühzeitige Erkennung von Transformatorfehlern.

Erfahrungsgemäß geht es bei der Wartung elektrischer Transformatoren weniger darum, „Probleme zu finden“, als vielmehr darum, zu verhindern, dass kleine Anomalien zu Leistungstransformatorausfällen führen, was ein Schlüsselkonzept bei der Transformatorfehlerdiagnose und Transformatorausfallanalyse ist.

 

Um ein umfassendes Verständnis des Lebenszyklusmanagements von Transformatoren zu erlangen, können Sie auch Folgendes erkunden:

• Transformator-Vor-Installations- und Inspektionsanleitung (Teil 1)
• Installationsanleitung für Transformatordurchführungen (Teil 2)
• Leitfaden zur Transformatorfehlerdiagnose und Fehlerbehebung (Teil 3)

 

2. Täglicher Betrieb und Überwachung von Leistungstransformatoren

 

Ein stabiler Transformatorbetrieb hängt von einer Kombination aus Laststeuerung, thermischem Verhalten und Überwachung des Isolationszustands ab. Dies ist der Kern der modernen Praxis der Zustandsüberwachung von Transformatoren. In den meisten Umspannwerken verlassen sich die Betreiber stark auf Online-Systeme, die Interpretation erfordert jedoch immer noch technisches Urteilsvermögen für eine ordnungsgemäße Fehlerbehebung bei Transformatoren.

Wichtige Betriebsüberwachungsparameter

In vielen Feldfällen ist das Temperaturverhalten aussagekräftiger als die absolute Belastung. Eine stabile Last mit langsam steigender Temperatur deutet häufig auf eine ineffiziente Kühlung hin, während schnelle Temperaturspitzen auf eine frühzeitige -Fehlerdiagnose des internen Transformators im Zusammenhang mit sich entwickelnden internen Transformatorproblemen hinweisen können.

3. Checkliste für die routinemäßige Wartung des Transformators

 

Die routinemäßige Ausführung der Checkliste für die Transformatorwartung ist in der Regel die Ursache für die meisten langfristigen Zuverlässigkeitsgewinne, auch wenn sie in der Praxis der Transformatorwartung oft unterschätzt wird.

3.1 Wartung des Entlüfters (Feuchtigkeitskontrolle).

Beim Austausch des Entlüfters wird das Buchholzrelais normalerweise in den Alarmmodus geschaltet, um Fehlauslösungen zu vermeiden. Wenn ein Laststufenschalter vorhanden ist, müssen AVC-Anpassungen möglicherweise auch mit der Versandsteuerung koordiniert werden.

Nach der Wartung sollten die Luftstromstabilität und die Dichtungsintegrität bestätigt werden. Dieser Schritt wird bei der Fehlersuche bei Transformatoren oft übersehen, obwohl er sich direkt auf das zukünftige Risiko des Eindringens von Feuchtigkeit auswirkt.

 

3.2 Wartung des Kühlsystems

Kühlsysteme stehen in direktem Zusammenhang mit dem Überhitzungsverhalten des Transformators, insbesondere unter Dauerlastbedingungen bei Wartungsszenarien für Leistungstransformatoren.

Wenn Indikatoren wie Lüfterstatusleuchten, Leistungsschalter, Thermorelais oder Schütze ausfallen, ist im Allgemeinen ein Austausch erforderlich. Es wird bevorzugt, -wenn auch nicht immer möglich-, identische Komponenten zu verwenden, um die Systemkonsistenz aufrechtzuerhalten.

Nach dem Austausch ist die Überprüfung wichtiger als die Installation selbst. Vor der Wiederinbetriebnahme sollten die korrekte Verkabelung, die ordnungsgemäße automatische Umschaltung und die stabile Reaktion des Lüfters oder der Pumpe überprüft werden.

Erfahrungsgemäß beginnen viele Fehlerursachen bei Transformatoren unbemerkt im Kühlsystem und nicht in den Wicklungen, was ein zentraler Punkt bei der Diagnose von Transformatorfehlern ist.

 

3.3 Ölgrube und Brandschutzsystem

Ölgruben werden oft übersehen, bis eine Störung auftritt. In Wirklichkeit sind sie Teil der ersten Reaktionsbarriere für Transformatorbrandszenarien und auch indirekt mit dem Risikomanagement von Transformatoröllecks verbunden.

Um eine Ansammlung von Schmutz und Wasseransammlungen zu verhindern, ist eine regelmäßige Reinigung erforderlich. Selbst kleine Wartungslücken können in Kombination mit Ölleckagen das Risiko einer Brandeskalation erhöhen.

 

3.4 Verfahren zur Handhabung von Buchholz-Relaisgas

 

 

Der Betrieb eines Gasrelais gehört zu den Signalen, die bei der Erkennung von Transformatorfehlern immer eine sorgfältige Interpretation erfordern.

Gasvolumen und Freisetzungszeit sollten immer aufgezeichnet werden. Nach dem Entlüften muss das Ventil sicher verschlossen sein. In der Praxis können hier kleine Dichtungsprobleme zu irreführenden Wiederholungsalarmen bei der Fehlersuche am Transformator führen.

Wenn eine Gasprobenahme erforderlich ist, müssen spezielle abgedichtete Anschlüsse verwendet werden. Prüfungen mit offener Flamme in der Nähe von Gasauslässen werden unter allen Feldbedingungen strikt vermieden.

Wenn kein Gassammelsystem verfügbar ist, wird während der Entlüftung der vorübergehende Signalmodusbetrieb verwendet. Dieser Schritt unterstützt sicherere Transformatorfehlerdiagnosevorgänge.

 

4. Erdung, Schutz und Wartung des Sicherheitssystems

 

Erdstromprüfung von Transformatorkernen und -klemmen

Erdstromprüfungen werden in der Regel einmal pro Jahr für Geräte der 110-kV--Klasse durchgeführt und sind Teil der Standardpraxis zur Zustandsüberwachung von Transformatoren.

Wenn der Erdstrom etwa 100 mA übersteigt, wird dies normalerweise als abnormaler Indikator behandelt, der eine tiefergehende Fehlerdiagnose des Transformators und keine sofortige Fehlerklassifizierung erfordert.

Anomalien des Blitzschutz- und Erdungssystems

Diese Bedingungen sind häufig mit fortgeschrittenen Transformatorfehlermodi verbunden und erfordern möglicherweise sofortige Maßnahmen zur Fehlerbehebung am Transformator.

 

5. Infrarot-Thermografie und Zustandsüberwachung

 

Die Infrarotinspektion wird in modernen Systemen zur Zustandsüberwachung von Transformatoren häufig eingesetzt, da sie einen nicht-invasiven Überblick über den Zustand des Transformators bietet.

In der Praxis deuten anormale Hotspots nicht immer auf einen unmittelbaren Ausfall hin, sie weisen jedoch häufig auf eine Überhitzung des Transformators im Frühstadium oder einen losen Anschluss hin, der eine weitere Fehlerdiagnose des Transformators erfordert.

 

6. Wartung des Online-Überwachungssystems

 

Online-Überwachungssysteme, insbesondere Transformatorsysteme zur Analyse gelöster Gase, erfordern einen stabilen Betrieb, um in der Strategie zur Erkennung von Transformatorfehlern sinnvoll zu bleiben.

7. Betriebsstörungen und Frühwarnindikatoren

 

Hier ist die Erkennung von Transformatorfehlern in realen technischen Umgebungen am wertvollsten.

Typische Frühindikatoren sind ein langsamer Temperaturanstieg (im Zusammenhang mit einer Überhitzung des Transformators), geringfügige Abweichungen des Ölstands (manchmal im Zusammenhang mit Öllecks im Transformator) und intermittierende Gasalarme, die durch die Überwachung gelöster Gase im Transformator erkannt werden.

Diese Signale werden häufig über die Fehlerdiagnoselogik des Transformators analysiert und nicht über sofortige Abschaltentscheidungen.

 

8. Fazit: Instandhaltung als kontinuierliche Risikokontrolle

 

Die Wartung von Transformatoren sollte als kontinuierliche Risikokontrolle und nicht als regelmäßige Wartung betrachtet werden.

Wenn Transformatorwartung, thermische Überwachung und Transformatorfehlerdiagnose effektiv kombiniert werden, können die schwerwiegendsten Ausfälle vorhergesagt oder abgemildert werden.

In realen technischen Systemen ist Zuverlässigkeit selten das Ergebnis einer einzelnen Aktion. Dabei handelt es sich in der Regel um die Anhäufung vieler kleiner Wartungsentscheidungen, die im Laufe der Zeit richtig getroffen werden.