Dynamic Ratings E3 Transformatorüberwachung
Überwachung, Steuerung und Kommunikation für den gesamten Transformator in einem modularen System DYNAMIC RATINGS
E3
Monitor für Leistungstransformatoren
Die frühzeitige Erkennung sich anbahnender Probleme erhöht die Zuverlässigkeit, senkt die Wartungskosten und erschließt die tatsächliche Kapazität des Transformators.
Warum Leistungstransformatoren überwachen
Online-Zustandsdaten lösen Alarme aus, sobald Probleme auftreten, sodass Korrekturmaßnahmen ergriffen werden, bevor sich ein Fehler ausweitet; die integrierte Analytik filtert die Daten und führt das Wartungspersonal direkt zu den Punkten, die Aufmerksamkeit erfordern; und die Echtzeitmessung der Betriebsparameter bestimmt die dynamische Belastbarkeit des Transformators und erschließt Kapazität, die bei statischer Bemessung ungenutzt bleibt.
Ein modulares, auftragsbezogen konfiguriertes System
Der E3 wird auftragsbezogen aus Hutschienenmodulen aufgebaut: CPU und Weitbereichsnetzteil werden mit bis zu zwölf digitalen und analogen Ein-/Ausgangsmodulen und einem Multiport-Kommunikationsmodul kombiniert, sodass dieselbe Plattform von der grundlegenden thermischen Überwachung bis zur vollständigen Überwachung von Stufenschalter, Durchführungen und Teilentladungen reicht.
Überwachungsfunktionen
- Thermisch: Deckelöl, direkte faseroptische Wicklungsmessung und Isolationsalterung
- Durchführungen: Verlustfaktor, Kapazität und Teilentladungserkennung
- OLTC: Zähler je Stufe, Kontaktverschleiß, Motorausfall, Delta T und Luftentfeuchter
- Kühlung: Lüfterund Pumpenströme, Schützund Schalterausfälle, Wirkungsgrad, Betriebsstunden
- Kern, Spule und DETC: DGA, Feuchte und Teilentladungen
- Öl und Ausdehnungsgefäß: Füllstände, Leckagen, Membran, Luftentfeuchter und Stickstoffdruck
- Durchgangsfehler: Anzahl und Höhe; GIC: Neutralleiter-Gleichströme und Oberschwingungen
- Einfluss erneuerbarer Energien: Oberschwingungen, Lastprofil, Leistungsfaktor und Spannungsniveau
- Steuerung: Heizungen, Hilfsspannung, Schalterauslösungen, Tür offen und nicht in Automatik
Erkennung und Diagnose von Problemen an Durchführungen, Wicklungen, OLTC, Kühlsystem und Isolierung von Leistungstransformatoren.
Erkennung und Diagnose
Teilentladungsmonitor
Der Monitor erfasst 15 TE-Kanäle gleichzeitig; über die Messanschlüsse der Durchführungen angeschlossen, blickt er tief in die Wicklungen hinein, und seine Störunterdrückung unterscheidet innere Entladungen von äußeren Störungen. Jeder Kanal ist vollständig konfigurierbar, mit zwei Alarmstufen in mV oder pC; er zeichnet Impulshöhen, Impulszahlen und vollständige phasenaufgelöste Daten auf und speichert bis zu 2 Jahre Verlauf. Die Sensoren — Messanschlusssensoren, RFCTs und Rogowski-Spulen — werden außen montiert, und ein akustisches TE-Modul lässt sich mit dem elektrischen Monitor kombinieren.
Zustandsmonitor für Durchführungen
Bis zu 12 an den Messanschlüssen installierte Sensoren messen Kapazität und Verlustfaktor jeder Durchführung, mit drei Schutzebenen einschließlich einer Fail-Safe-Schaltung. Die Summe der Messanschlussströme gibt die Schwere eines Defekts an und ihr Zeiger zeigt, welche Durchführung sich verschlechtert; bei der Inbetriebnahme lernt das System das Verhalten in Abhängigkeit von Last, Feuchte und Temperatur und alarmiert bei jeder Abweichung; dieselben Sensoren liefern auch die Teilentladungssignale.
Durchführungssensoren: Isolationszustand und TE-Signale
Faseroptische Temperaturmessung
Faseroptische Sonden messen den Wicklungs-Hotspot direkt: 4 Sonden je Modul und bis zu 3 Module (12 Sonden), von -30 bis +200 °C mit einer Genauigkeit von ±2 °C oder 1 % vom Endwert und einem Betriebsbereich von -40 bis +70 °C. Die präzisen Daten verfeinern das Hotspot-Modell der Wicklung, das dann auf thermisch baugleiche Transformatoren der Flotte übertragen werden kann.
Gelöste Gase und Feuchte
Multigas-DGA-Analysatoren und Sensoren für Feuchte im Öl werden über serielle Verbindungen eingebunden, die die digitale Genauigkeit der Messwerte erhalten. Alle Informationen werden in einem Archiv, einer Anzeige und einer SCADA-Datei zusammengeführt, und ein Fuzzy-Logik-Modell bewertet die aktive Feuchte in der Papierisolierung mit Ampelstatus und Konfidenzniveau.
Robuste faseroptische Wicklungssonde
Alle Informationen des Transformators auf einer grafischen Anzeige, einem Webserver und einer einzigen SCADA-Verbindung.
Bedienoberfläche und Kommunikation
Lokale Bedienoberfläche
- Grafikdisplay mit Verlaufskurven, einstellbarer Schriftgröße, Status-LEDs, vollständiger Zifferntastatur mit akustischer Rückmeldung und intelligenten Menütasten mit acht benutzerdefinierten Favoriten.
- Witterungsbeständige Schwenkrahmenmontage; das Display arbeitet von -20 bis +70 °C und hält -40 bis +85 °C stand.
- Mehrstufige Passwortverwaltung je Benutzergruppe; empfohlene Bedienerhandlungen mit Sicherheitshinweisen und Tipps zur Fehlerbehebung.
- Optionales Fernanzeigegerät für die Leitwarte, ohne PC-Betriebssystem; klappbare LCD-Version bei begrenztem Platz im Rack.
Alarme und Datenaufzeichnung
Eine industrielle 1-Gigabyte-Flashkarte speichert die Daten in benutzerdefinierten Intervallen — standardmäßig ein Jahr bei 1-Minuten-Intervallen mit bis zu 200 Datenpunkten pro Minute, und bis zu fünf Jahre — im CSV-Format, zusammen mit einem Alarmverlauf mit Zeitstempel und konfigurierbaren Ereignisprotokollen; eine eigenständig geführte, über NTP, DNP oder Modbus synchronisierte Uhr versieht jeden Eintrag mit einem Zeitstempel. Alarme werden zu Sammel-, Hauptund Nebenalarmen oder beliebig vielen Benutzergruppen zusammengefasst, mit Diagnose von Häufigkeit und Dauer, und ein Statusrelais meldet Spannungsausfall oder Systemstörung.
Grafikdisplay mit Status-LEDs und Volltastatur
Kommunikation und Integration
- Gleichzeitige Master-/Slave-Protokolle: IEC 61850, DNP 3.0, Modbus und TCP/IP (HTTPS, SFTP, SSH).
- RS-232, RS-485, Kupferund Glasfaser-Ethernet sowie serielle Glasfaseranschlüsse; Funkund Powerline-Kommunikation.
- Pass-Through-Kommunikation mit DGA-Analysatoren und anderen IEDs, zusammengeführt in einer einzigen SCADA-Verbindung.
- Integrierte Webseiten ohne Softwarelizenzen, einschließlich einer virtuellen Kopie der Bedienanzeige für den Fernsupport.
Optionale Fernanzeige: klappbares Rack-LCD
Analysen, die Messwerte in Betriebsentscheidungen umsetzen: Kühlung, Spannung, Belastbarkeit und Flottenübersicht.
Anwendungen und Software
Thermisches Modell und dynamische Belastbarkeit
Das thermische Modell nach IEC 60076-7 / IEEE C57 passt die Verluste an jede Stufenstellung und an den Zustand des Kühlsystems an, berechnet den Hotspot jeder Wicklung und summiert den Lebensdauerverbrauch der Isolierung. Die dynamische Belastbarkeit ermittelt die verbleibende Zeit und die maximal zulässige Last, und „Was-wäre-wenn“-Berechnungen beantworten Fragen nach Last für eine Zeit und Zeit für eine Last; ein prädiktives Deckelölmodell erkennt Kühlprobleme wie geschlossene Radiatorventile.
Prädiktive SMART-Kühlung
Die Kühlungssteuerung betreibt mehr als vier diskrete Stufen, zweistufige Lüfter, parallele Pumpen und drehzahlgeregelte Antriebe und gleicht die Betriebsstunden jeder Stufe aus. Die prädiktive SMART-Funktion startet die Kühler im Voraus anhand der prognostizierten Endtemperaturen von Öl und Wicklung, verringert so die Isolationsalterung und hält Überlastreserven vor; periodischer Probebetrieb, Pumpensperre bei niedriger Temperatur und Alarm „nicht in Automatik“ vervollständigen die Funktion.
Spannungsregelung und OLTC-Schutz
Als Hauptoder Reserveregler bietet der Dynamic Ratings E3 Leitungsspannungsfall-Kompensation, unabhängige oder inverse Zeitverzögerung sowie Parallelbetrieb nach Kreisstrom, Master-Follower, VAR-Aufteilung oder negativer Reaktanz. Spannungs-, Stromund Kreisstromsperren, die Überprüfung jedes Stufenwechsels (positive Rückmeldung) und die automatische Reinigung des Wendeschalters schützen den Stufenschalter, während Analysen von Stufenzählern, Kontaktverschleiß, Motorenergie und Delta T seine Wartung planen.
Web-Software und Flottenübersicht
Jeder E3 umfasst eine webbasierte Software, die die erfassten Daten in ein leicht verständliches Format umsetzt und jederzeit aus der Ferne verfügbar ist; ihr Dashboard bündelt die kritischen Informationen zur Beurteilung des Transformatorzustands. Eine webbasierte Flottenplattform fasst die Daten mehrerer Monitore zusammen und zeigt Status und Zustand jedes Betriebsmittels, aktuell oder historisch, auf einen Blick — eine Hilfe bei der Priorisierung von Wartungsentscheidungen in der gesamten Flotte.
Die integrierten Webseiten und die Flottenplattform stellen Live-Daten, Verläufe und Diagnosen grafisch dar.
Software-Ergebnisse und Bildschirme
Oberschwingungen und THD Oberschwingungsgehalt von Spannung und Strom mit gerader/ungerader Gesamtverzerrung
Integrierte Webseite: Live-Status, Anzeigen, dynamische Belastbarkeit und Alarmpunkte
Gemessene und berechnete Temperaturen Umgebung, Deckelöl und Wicklungs-Hotspot mit Alarmund Auslöseschwellen
Flottenübersicht Webplattform: Flottenkarte mit Status und Zustand jedes Betriebsmittels
Dynamic Ratings E3 — MODULE UND OPTIONEN
Eine modulare Plattform aus Karten: CPU und Netzteil plus die Ein-/Ausgangsund Kommunikationsmodule, die jeder Transformator benötigt.
E3-Module
Die Module CPU und Weitbereichsnetzteil sind obligatorisch; darüber hinaus nimmt der E3 bis zu zwölf Module in beliebiger Kombination auf — das Multiport-Modul zählt als eines, unabhängig von den bestückten Optionskarten.
| CPU + Weitbereichsnetzteil (obligatorisch) | Einrichtung, Konfiguration und Datei-Download über USB, Kupfer- oder Glasfaser-Ethernet; Versorgung 48 bis 275 V DC oder 60 bis 275 V AC bei 50/60 Hz. |
|---|---|
| Digitales Eingangsmodul | 12 isolierte Eingänge je Modul für Alarmkontakte, Schalter- oder Schützstellungen; Abfragespannungen bis 250 V AC/DC; Isolation 2,5 kV AC 60 s / 5 kV Stoß; Status-LED je Eingang. |
| Digitales Ausgangsmodul | 8 Wechslerausgänge (Form C, Schließer und Öffner) für Kühlung, Spannungsregelung oder Alarme; Dauer- oder Impulsbetrieb; 6 A @ 250 V AC / 6 A @ 30 V DC; 0,4 A ohmsch / 0,15 A induktiv @ 125 V DC. |
| Analoges Eingangsmodul | 6 Eingänge: 2 Wechselströme (Last, Lüfter oder Pumpe), 2 PT100-RTDs in Dreileitertechnik und 2 DC-Eingänge, konfigurierbar als 0-1 mA, 4-20 mA oder 0-10 V DC. |
| Analoges Ein-/Ausgangsmodul | Dieselben Eingänge plus 4-20-mA-DC-Analogausgänge für Bürden bis 400 W, mit einer Genauigkeit von ±0,2 % des Bereichs. |
| Modul für direkte faseroptische Temperaturmessung | Faseroptische Sonden messen den Wicklungs-Hotspot direkt; das verfeinerte Hotspot-Modell kann auf thermisch baugleiche Transformatoren übertragen werden. |
Optionen des Multiport-Moduls
Die acht Ports des Multiport-Moduls lassen sich mit Optionskarten in beliebiger Kombination bestücken.
| OLTC/LTC-Motorüberwachung | Motorstrom und -spannung des Stufenschalterantriebs, mit Alarmen bei jeder unerwarteten Abweichung. |
|---|---|
| Dual CT+ | Zwei Wechselstromeingänge: Transformatorlast, Lüfter- oder Pumpenstrom, Fehlerzählung und Oberschwingungsgehalt. |
| Doppel-PT100-RTD | Zwei RTD-Eingänge in Dreileitertechnik: Deckel- oder Bodenöl, Umgebung, OLTC, Hauptkessel oder Kühlerein-/-austritt. |
| AC+-Eingang | Misst Wechselspannung und -strom und berechnet Watt und VAR. |
| RS-232 | Verbindung zu einem Modem oder einem anderen seriellen Gerät (EIA-232). |
| RS-485 | Serielle Zwei- oder Vierdrahtverbindung zu SCADA oder anderen Geräten (EIA-485). |
| Serielle Glasfaser | Serielle SCADA-Verbindung; Multimode-Faser 50/100 und 62,5/125, ST-Steckverbinder. |
| DC-Analog | Zwei DC-Signale mit Bereichen 0-1 mA, 4-20 mA und 0-10 V DC. |
| C/ María Barbeito, 14 | Contact Contact T [+34] 982 20 99 20 |
|---|---|
| 27003, Lugo, Spain | T [+34] 982 20 99 20 info@amperis.com | www.amperis.com |
Dynamic Ratings E3 — TECHNISCHE DATEN
| Architektur | Modular: CPU und Netzteil plus bis zu 12 E/A- und Kommunikationsmodule; 35-mm-Hutschiene (1,37 in); steckbare, nummerierte Klemmenblöcke |
|---|---|
| Umgebung | Betriebstemperatur -40 °C bis 80 °C; Feuchte bis 95 %, nicht kondensierend |
| Stromversorgung | 48-275 V DC oder 60-265 V AC eff., 47-63 Hz, 50 W; Ausgang 24 V DC nominal (18-32 V DC) 0,5 A; IEC 60664 Überspannungskategorie II |
| Eingangsnennwerte | Digitaleingänge 125 V DC/AC; Digitalausgänge 125 V DC / 250 V AC; Motorenergie 300 V AC; Spannungswandlereingänge 150 V AC; Analog und Kommunikation 24 V DC (IEC 60664 Kategorie I) |
| Ein-/Ausgänge | Module mit 12 Digitaleingängen und 8 Wechslerausgängen (6 A @ 250 V AC / 6 A @ 30 V DC); Isolation 2,5 kV AC 60 s / 5 kV Stoß; analog 0-1 mA, 4-20 mA, 0-10 V DC |
| Thermische Überwachung | Deckelöl, Umgebung, Hauptkessel, Laststrom, berechneter Wicklungs-Hotspot, Isolationsalterung |
| Durchführungsüberwachung | Bis zu 12 Messanschlusssensoren (OS und US); Kapazität und Verlustfaktor; selbstlernend |
| Teilentladung | 15 simultane Kanäle; Messanschlusssensoren, RFCTs und Rogowski-Spulen; 2 Jahre Daten |
| DGA und Feuchte | Serielle Einbindung von Multigas-Analysatoren und Feuchtesensoren; Analyse Wasser im Papier |
| Faseroptik | 4 Sonden je Modul, bis zu 3 Module (12 Sonden); -30 bis +200 °C; ±2 °C oder 1 % |
| OLTC | Stellung und Zähler je Stufe, Kontaktverschleiß, Motorstrom, Delta T, Pendelerkennung |
| Netz und Ereignisse | Oberschwingungen, Zählung von Durchgangsfehlern, geomagnetisch induzierte Ströme (GIC) |
| Thermisches Modell | IEC 60076-7 / IEEE C57; dynamische Belastbarkeit: Restzeit, max. zulässige Last, Was-wäre-wenn-Berechnung |
| Kühlungssteuerung | Prädiktiv SMART; mehr als 4 Stufen, zwei Drehzahlen, parallele Pumpen, FU; periodischer Probebetrieb |
| Spannungsregelung | Haupt- oder Reserve-AVR; Parallelbetrieb nach Kreisstrom, Master-Follower, VAR-Aufteilung und negativer Reaktanz |
| Kommunikation | IEC 61850, DNP 3.0, Modbus, TCP/IP; RS-232, RS-485, Kupfer-/Glasfaser-Ethernet, serielle Faser, Funk, Powerline |
| Datenaufzeichnung | 1-Minuten-Intervalle mit bis zu 200 Datenpunkten; bis zu 5 Jahre; 1 GB nichtflüchtig; CSV-Export |
| Alarme | Sammel-, Haupt- und Nebengruppen; Protokoll mit Zeitstempel; Diagnose von Häufigkeit und Dauer |
| Bedienoberfläche | Grafikdisplay, Status-LEDs, Zifferntastatur, witterungsbeständiger Schwenkrahmen; integriertes Web (HTTPS) |
| C/ María Barbeito, 14 | Contact Contact T [+34] 982 20 99 20 |
|---|---|
| 27003, Lugo, Spain | T [+34] 982 20 99 20 info@amperis.com | www.amperis.com |