Effizientes Transformator-Monitoring

Warum Trendanalyse mit MSENSE® DGA 2/3 ausreicht

Die Überwachung von Transformatoren und Stufenschaltern ist entscheidend für die Betriebssicherheit und die frühzeitige Fehlererkennung. Während Multigas-DGA-Systeme oft als die umfassendste Lösung gelten, zeigt die Praxis, dass eine kontinuierliche Trendanalyse mit einfachen Sensoren wie dem MSENSE® DGA 2/3 nicht nur ausreichend, sondern auch deutlich kosteneffizienter ist.

Noch sehr häufig erfolgt die Ölprüfung meist nur alle ein bis zwei Jahre im Labor – dazwischen bleibt der Zustand des Betriebsmittels weitgehend unbekannt. Multigas-Sensoren bieten eine detaillierte Analyse des gesamten Gasspektrums, sind jedoch teuer. Und auch bei Verwendung von Multigas-Sensoren wird in der Regel eine Laboranalyse zur Validierung der Ergebnisse durchgeführt, wenn der Sensor eine Warn- oder Alarmmeldung ausgibt. Online-DGA-Systeme wie der MSENSE® DGA 2/3 hingegen liefern kontinuierlich Trends zu kritischen Gasen wie Wasserstoff (H₂) und Kohlenmonoxid (CO), die bei thermischen und elektrischen Fehlern und bei beginnendem Papierabbau entstehen.

Diese Trendanalyse ermöglicht eine frühzeitige Warnung, ohne dass hochqualifiziertes Personal erforderlich ist. Im Falle von MSENSE® DGA 2/3 reichen drei Messwerte (H₂, CO, Feuchtigkeit) aus, um den Zustand zu überwachen und bei Auffälligkeiten gezielt Laboranalysen einzuleiten. Die Wiederholgenauigkeit solcher Sensoren liegt bei 5–10 % und ist damit oft nicht schlechter als die Wiederholgenauigkeit von Laborwerten.

Ein weiterer Vorteil: Die Gesamtkosten für Single-/Dual-Gas-Sensoren sind deutlich geringer. Laut CIGRÉ TB 783 bringt der Wechsel von Laboranalysen zu Online-Trendanalysen mit einfachen Sensoren den größten Effizienzgewinn. So können mehr Betriebsmittel gleichzeitig überwacht werden – bei ausreichenden Informationswerten und niedrigeren Investitionen.

Costs/Benefits of Various DGA Monitoring Techniques

DGA Überwachung
Verwendete Technik
Anzahl der vermiedenen
Ausfälle pro Jahr
Vermiedene Kosten
in M$ pro Jahr
Keine Keine Keine
Labor DGA 2 7
Überwachungsgerät M1, M2 4 13
Überwachungsgerät M3 to M9 5(+0.8) 18(+24)

Tabelle 1: CIGRÉ D1/A2 Technische Broschüre TB 783, DGA-Überwachungssysteme, Kapitel 2.7

Gut zu wissen

Auch die Abschätzung der Gesamtkosten über die Lebensdauer eines Online-DGA-Sensors sprechen für Single-/Dualgas-Systeme. Sie weisen ein deutlich besseres Verhältnis der Gesamtkosten zu den Investitionskosten auf.

Rückversetzter Einbau MSENSE® DGA 2/3

Die neue Möglichkeit des rückversetzten Einbaus des MSENSE® DGA 2/3 erleichtert zudem die Nachrüstung bestehender Anlagen. Mit einer einfachen Doppelschraubverbindung kann der Sensor bis zu 20 cm außerhalb des Transformatortanks installiert werden – ganz ohne Kugelhahn und Qualitätsverlust der Messung.

  1. Transformatorwand
  2. Absperrschieber (oder anderes Ventil)
  3. Doppelverschraubung
  4. MSENSE® DGA 2/3
  5. Ölkonvektion im Transformator
Abbildung 2: Rückversetzter Einbau MSENSE® DGA 2/3
Abbildung 3: Doppelverschraubung des MSENSE® DGA 2/3

Fazit

Für die Zustandsüberwachung und Fehlerfrüherkennung ist die Trendanalyse mit dem MSENSE® DGA 2/3 eine praxisnahe, kosteneffiziente und zuverlässige Lösung. Sie bietet alles, was für ein effektives Monitoring notwendig ist – ohne die Komplexität und Kosten eines Multigas-Systems.

Ergebnisse zweier spannender Fallstudien

400 kV Einphasen-GSU-Transformator, 267 MVA

400 kV Einphasen-GSU-Transformator, 267 MVA

Feststellungen:

  • Anstieg der Wasserstoffkonzentration
  • Es wurde eine Ölprobe entnommen. Die Laboranalyse bestätigte eine erhöhte Wasserstoffkonzentration und zeigte ebenfalls eine erhöhte Acetylenkonzentration.
  • Eine Teilentladungsmessung ergab einen Hinweis auf einen Fehler auf der Hochspannungsseite einer Durchführung.

Untersuchungsergebnis: Eine Potenzialverbindung auf der Hochspannungsseite einer Durchführung war defekt.

Abbildung 4: Datenaufzeichnung Online-DGA-Sensor, H2-Anstieg

380 kV Einphasen-GSU-Transformator, 600 MVA

380 kV Einphasen-GSU-Transformator, 600 MVA

Feststellungen:

  • Kontinuierlicher Anstieg der Wasserstoffkonzentration und anderer Kohlenwasserstoffkomponenten.
  • Die Konzentrationen überschritten die Grenzwerte des Zustandes 4 gemäß IEEE C57.104.
  • Es wurde eine Ölprobe entnommen. Die Laboranalysenergebnisse bestätigten den Trend.

Untersuchungsergebnisse: Es gab einen mechanischen Kontakt zwischen Kern und Tank. Dies führte zu einem Erdschluss. Es entstand eine Heißstelle, die zum Schmelzen eines Erdkabels führte.

Abbildung 5: Datenaufzeichnung Online-DGA-Sensor, H2-Anstieg und Anstieg weiterer Kohlenwasserstoffe

Fazit der Fallstudien

Eine vergleichbare Trendentwicklung und damit derselbe Informationsgehalt hätte durch die Überwachung des H2-Gehalts mit Hilfe eines Single-/Dualgas-Sensors allein erzielt werden können – zu deutlich geringeren Kosten.

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Dr. Jürgen Schübel

Telefon +49 617 1639 8691
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