<p>Bei Amperis wissen wir, dass zustandsorientierte Instandhaltung die Grundlage für höhere Produktivität ist. Darunter versteht man das Verfahren, das anhand der Messung verschiedener Parameter den künftigen Ausfall eines Maschinenbauteils vorhersagt, sodass dieses vor dem Ausfall ersetzt werden kann.</p>
Überwachungsverfahren messen diese Parameter, die Indikatoren für den Zustand der Maschine sind. Durch die Auswertung dieser Größen und den Vergleich mit Referenzwerten lässt sich der Grad der Alterung bestimmen, denn diese Parameter stehen in einem vorhersehbaren Zusammenhang mit dem Lebenszyklus des Betriebsmittels, wie es beim Isolationswiderstand der Fall ist.
Kurz gesagt zielt die zustandsorientierte Instandhaltung darauf ab, über geeignete Korrekturmaßnahmen eine hohe Netzqualität zu erreichen, um einen zuverlässigen Betrieb zu gewährleisten und die Lebensdauer des Transformators zu verlängern (angestrebt wird die Vermeidung negativer Folgen wie überhöhter Energiekosten oder Produktionsstillstände).
Mit Geräten von Amperis lassen sich die Netzqualität überwachen, Probleme genau erkennen und die Nutzungsdauer von Transformatoren verlängern, indem deren Ausfallzeiten verringert werden – kurz: die Produktivität steigt.
Diagnoseprüfungen an Leistungstransformatoren
Bekanntlich ist es bei Inbetriebnahme und Betrieb entscheidend, dass sich der Leistungstransformator in gutem Zustand befindet. Verschiedene Faktoren wirken sich negativ auf die Lebenserwartung eines Transformators aus: Alterung, thermische, mechanische und elektrische Einflüsse usw.
- Allgemeine dielektrische Prüfungen, mit denen der allgemeine Zustand der Isolierung der geprüften Betriebsmittel festgestellt werden kann, sind:
- tan δ, der Aufschluss über den Zustand der Isolierung gibt. Hohe Werte von tan δ bedeuten, dass das Dielektrikum geschädigt ist oder sich in einem Abbauprozess befindet.
- Kapazität (pF), die vor allem Aufschluss über die geometrische Anordnung des Transformators gibt.
- Strom im Dielektrikum.
- Verlustleistung im Dielektrikum.
Messungen der Kapazität und des Leistungsfaktors (PF) bzw. des Verlustfaktors (DF) dienen dazu, den Zustand der Transformatoren und der Durchführungen zu bestimmen.
Zu beachten ist, dass der Abbau der Isolierung zu Alterung, hoher Leitfähigkeit des Öls oder hohem Wassergehalt führt. Dies bewirkt einen Anstieg der Verluste. Der Wert der Verlustleistung spiegelt vor allem den Grad der Oberflächenverschmutzung und der Feuchte wider (ein hoher Leistungswert deutet auf einen großen resistiven Strom hin)
- TIP-UP-Prüfungen. Sie werden an dem Isolierabschnitt mit verdächtigem Leistungsfaktor durchgeführt und bestehen darin, die Ergebnisse der allgemeinen dielektrischen Prüfungen bei verschiedenen Spannungsstufen zu vergleichen. Daraus ergibt sich der Schwere- oder Kritikalitätsgrad der Isolationsschädigung (schlechter Zustand der Isolierung, wenn sich die Werte von tan δ bei der Messung mit 2 kV und der Messung mit 10 kV unterscheiden)
- Messungen der inneren Isolierung an Durchführungen. Durchführungen isolieren die Leiter, die Hochspannungsstrom durch eine geerdete Umhüllung führen. Sie werden geprüft, um den Zustand ihrer Isolierung zu überprüfen (Prüfungen von tan δ, Kapazität, Strom, Verlustleistung und Tip-up-Prüfung) und so niedrige Flüssigkeits- oder Füllstände zu erkennen.
- Erregungsprüfung mit reduzierter Spannung (10 kV). Wird jede Wicklung des Transformators einzeln mit Spannung beaufschlagt, lassen sich Messwerte für den Magnetisierungsstrom und die Kurzschlussverlustleistung gewinnen. Das ist entscheidend, um Probleme im Transformator zu erkennen, etwa Windungsschlüsse, einen lockeren Kern, kurzgeschlossene Eisenbleche oder Änderungen der Eigenschaften. Werden diese Schäden oder Änderungen der Geometrie von Kern und Wicklungen sowie kurzgeschlossene Windungen und bereits ab Fertigung minderwertige Anschlüsse erkannt, lassen sich die Verluste in Transformatoren senken.
- Prüfung des Übersetzungsverhältnisses des Transformators (TTR). Sie dient dazu, das grundlegende Funktionsprinzip eines Leistungstransformators zu überprüfen. Durch Messung des Verhältnisses und des Phasenwinkels von einer Wicklung zur anderen lassen sich offene Stromkreise und kurzgeschlossene Windungen erkennen. Die Prüfung deckt kleine Isolationsfehler in den Wicklungen und im Stufenschalter auf, bestätigt das Übersetzungsverhältnis des Leistungsschilds und erkennt Windungsschlüsse in den Spulen. Sie wird im Werk bei der Abnahmeprüfung und regelmäßig im Betrieb des Transformators durchgeführt. Wichtig ist, dass die Ergebnisse mit den Werten des Leistungsschilds verglichen werden und die Messwerte um nicht mehr als 0,5 % vom Bemessungsverhältnis zwischen den Phasen abweichen dürfen (gemäß den Normen IEC 60076-1 und IEEE C57.152)
https://www.amperis.com/productos/pruebas-transformadores/ttrt01bs3/
https://www.amperis.com/productos/pruebas-transformadores/ttrt01s3/
https://www.amperis.com/productos/pruebas-transformadores/ttrt03s2/
https://www.amperis.com/productos/pruebas-transformadores/ttrt03as2/
https://www.amperis.com/productos/pruebas-transformadores/3-phase/
https://www.amperis.com/productos/pruebas-transformadores/atrt03/
- Prüfungen des Wicklungswiderstands. Wie bei der TTR-Prüfung erfolgt die Diagnose durch Vergleich der Messwerte (hier der 3 Phasen jeder Wicklung, mit einem Widerstandsmessgerät) mit den Angaben des Herstellers. Mit dieser Prüfung werden Fehler in Verbindungen, Heißstellen in der Wicklung, Windungsschlüsse und Defekte in Stufenschaltern erkannt.
- Prüfungen des Isolationswiderstands mit Gleichstrom. Dies ist die Messung schlechthin zur Bewertung des Zustands einer Isolierung; sie wird mit einem Megaohmmeter durchgeführt, das den Wert des Isolationswiderstands und den Polarisationsindex ausgibt (dieser zeigt die Sauberkeit und Trockenheit der Isolierung an).
- Frequenzganganalyse (FRA). Diese Prüfung ergibt den Fingerabdruck des Transformators. Durch Auswertung der ermittelten Kurven und deren Vergleich mit den Referenzkurven lassen sich mechanische oder elektrische Probleme in den Wicklungen erkennen, etwa Wicklungsverschiebungen, Verformungen innerer Bauteile und Windungsfehler. Sie gehört seit Einführung der Norm IEC 60076-18 zu den häufigsten elektrischen Prüfungen. Die SFRA ist ein nicht invasives Verfahren. Sie erlaubt eine zuverlässige Bewertung der Unversehrtheit des Leistungstransformators, ohne Hochspannung anzulegen.
- Prüfung der Streureaktanz. Dieses Verfahren wird bei Transformatoren eingesetzt, die durch induktive Lasten hohen mechanischen Beanspruchungen ausgesetzt sind. Es besteht darin, die Streureaktanz zu berechnen und mit der Kurzschlussimpedanz des Transformators zu vergleichen.
- Prüfung des dynamischen Widerstands an Stufenschaltern. Mit dieser Prüfung werden Defekte an den Kontakten des Laststufenschalters erkannt. Das Prüfverfahren ist einfach: In den Transformator wird eine konstante Spannung eingespeist, während die Stromänderungen beim Umschalten einer Stufe aufgezeichnet werden.
- Ölanalysen. Bei der Bewertung des Transformatorenöls im Rahmen von Instandhaltungsarbeiten werden verschiedene Analysen durchgeführt, die sich in 3 Gruppen einteilen lassen.
a. Physikalisch-chemische Analysen, die über den Zustand des Öls und seine möglichen Verunreinigungen Auskunft geben. Geprüft werden: dielektrische Durchschlagspannung, Säurezahl (die den Alterungsgrad des Öls bestimmt), Wassergehalt (Wassermenge in Teilen pro Million in einem Isolieröl nach UNE 21-384/92) und Tangens des Verlustwinkels (ein Parameter mit exponentieller Temperaturabhängigkeit, der über Verunreinigung durch kolloidale Produkte, Verunreinigung durch ungelöstes Wasser und Verunreinigung durch polare Produkte Auskunft gibt)
https://www.amperis.com/productos/pruebas-transformadores/ttrt01s3/ Amperis Trocknungsanlage
b. Gaschromatographische Analyse: Prüfungen, mit denen thermische Defekte des Transformators, Lichtbögen, Teilentladungen usw. diagnostiziert werden können. Durch Entgasung des Öls und chromatographische Analyse wird der qualitative und quantitative Gasgehalt bestimmt.
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c. Analyse der Furanverbindungen, um den Zustand des Papiers mit indirekten Methoden zu bewerten.
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