Die Sicherstellung des Zustands und des Betriebs von Transformatoren ist von entscheidender Bedeutung, da sie die Grundlage der gesamten Stromübertragung und -verteilung bilden. Wenn ein Fehler in einem Transformator auftritt, kann die Temperatur an der Fehlerstelle – abhängig von der Art des Fehlers – stark ansteigen. Dies führt dazu, dass sich Fehlergase im Transformator bilden. Beim finnischen Übertragungsnetzbetreiber Fingrid Oyj kommen neue Vaisala Optimus DGA-Monitore OPT100 zum Einsatz, um die Fehlergasstände in den Transformatoren zu überwachen.
Fingrid Oyj ist ein Übertragungsnetzbetreiber, dessen Aufgabe es ist, einen störungsfreien Zugang zu Elektrizität in Finnland zu gewährleisten. Fingrid sichert die Energieversorgung durch die Übertragung von Strom über das Hauptnetz – dem Hochspannungsnetz oder der „Autobahn“ des Stromnetzes –, von Produktionsanlagen über Industriekunden bis zu Elektrizitätsunternehmen.
Der Vaisala Optimus DGA-Monitor OPT100 wurde zur Messung von Transformatorgasen entwickelt. Es handelt sich um ein Gas-in-Öl-Analysegerät, das eingesetzt wird, um alle Hauptfehlergase und ihre Mengen zu messen. Es ist ein großer Vorteil, wenn das Analysegerät alle diese Gase misst. Die Temperatur des Fehlerbereichs im Transformator und die damit in Kontakt stehenden Materialien beeinflussen die Art und Menge der gebildeten Gase. Aus den Gasen ist es normalerweise möglich, den Transformatorfehlertyp und dessen Schweregrad abzuleiten und möglicherweise mit der Fehlerkorrektur zu beginnen.
Weniger Transformatorinspektionen
Im Jahr 2020 investierte der finnische Übertragungsnetzbetreiber Fingrid in neue Analysegeräte für Fehlergase für Transformatoren. „Einige unserer Analysegeräte für Fehlergase hatten das Ende ihrer Lebensdauer erreicht, und wir organisierten eine Ausschreibung zur Beschaffung von Ersatzanalysatoren. Aus diesem Grund haben wir die Gasanalysatoren Vaisala Optimus DGA-Monitor OPT100 ausgewählt. Sie haben unsere technischen Anforderungen erfüllt, und wir waren bereits mit einem früheren Einsatz des Produkts zufrieden“, sagt Juha Mertanen, Fachexperte von Fingrid Oyj.
Omexom ist ein langjähriger Geschäftspartner von Fingrid. Der Betrieb bietet Bau-, Installations- und Wartungsservices für die Erzeugung, Übertragung und Verteilung von Strom. Die Zusammenarbeit zwischen Vaisala, Omexom und Fingrid hat sich als effektive Arbeitsweise erwiesen, da jedes Unternehmen sein eigenes Know-how in das Projekt einbringt. Omexom erwarb Gas-in-Öl-Analysegeräte und baute sie im Oktober 2020 in Transformatoren ein.
Otso Takala, Project Manager bei Omexom, berichtet, dass sie von Vaisala Expert*innen in verschiedenen Phasen des Projekts hervorragend unterstützt wurden.
„Die Expert*innen von Vaisala gaben uns schnell die benötigten Produktinformationen. Unser Team nahm an Online-Schulungen zur Montage von Gas-in-Öl-Analysegeräte teil. Während der Installation diskutierten wir mit dem Vaisala Team. Der gesamte Ablauf verlief reibungslos“, erklärt Otso Takala.
Gas-in-Öl-Analysegeräte OPT100 spielen eine wichtige Rolle bei der Zustandsüberwachung der Transformatoren von Fingrid. Sie liefern laufend aktuelle Informationen zur Konzentration von Fehlergasen in Transformatoren. Daher können Veränderungen im Transformator bereits sehr früh erkannt werden, auch in Echtzeit.
„Fehlergase als solche erschweren den Betrieb des Transformators nicht. Sie sind jedoch ein Symptom für eine Veränderung. Wir müssen sicherstellen, dass der Anstieg der Gasmenge im Betrieb von Transformatoren nicht gefährlich ist“, beschreibt Juha Mertanen.
Jeder Transformator ist ein Individuum
Er merkt an, dass Transformatoren Individuen sind und jeder von ihnen Gase auf etwas andere Weise erzeugt. Daher haben Transformatoren keine gemeinsamen absoluten Cut-off-Werte, um die Bedeutung von Veränderungen zu bewerten.
„Es ist wichtig, das Verhalten des Transformators in verschiedenen Situationen zu kennen und die Veränderungen zu identifizieren. Analysegeräte für Fehlergase helfen uns dabei, den Wendepunkt zu erfassen, von dem aus wir beurteilen können, was die Veränderung verursacht hat. Beispielsweise kann ein externes Ereignis, das sich auf eine normale Betriebslastsituation bezieht, den Betrieb des Transformators verändern.“
In der Vergangenheit wurde die Überwachung durchgeführt, indem mehrmals jährlich eine Ölprobe aus dem Transformator entnommen und die Fehlergase aus der Probe analysiert wurden. Das neue Gas-in-Öl-Analysegerät OPT100 liefert regelmäßig genaue Daten über den Transformator.
„Natürlich sind die täglichen Daten für uns viel besser als die Analyse einer weniger häufigen Ölprobenahme. Beide Verfahren werden noch benötigt, aber mit einem Gasanalysator können wir Probleme schnell feststellen. Transformatorinspektionen werden erheblich reduziert, und wir sparen Kosten“, sagt Juha Mertanen abschließend.
Neuer Optimus DGA-Monitor OPT100 dient auch zur Erkennung von Luftleckagen
Im Herbst 2020 stellte Vaisala das neue Gas-in-Öl-Analysegerät Optimus DGA-Monitor OPT100 vor. Damit lässt sich nun auch der Gesamtdruck der im Isolieröl des Transformators gelösten Gase messen. Auf dieser Grundlage können Kund*innen Luftleckagen frühzeitig erkennen und den Fehler rasch beheben, was zu erheblichen Kosteneinsparungen führt.
„Wir suchen ständig nach neuen Lösungen für Messverfahren, die den unterschiedlichen Anforderungen unserer Kund*innen gerecht werden. Die auf der Messung des Gesamtgasdrucks basierende Methode ist eine völlig neue, genaue und nachhaltige Lösung für das Transformatorproblem unserer Kund*innen“, so Teemu Hanninen, Produktmanager von Vaisala.
Die neuen Gas-in-Öl-Analysegeräte Optimus OPT100 DGA werden werkseitig mit der Messlösung für den Gesamtgasdruck ausgestattet. Bestehende Kund*innen erhalten die neue Messlösung als Software-Upgrade.
