Als Lieferant von 35-kV-Transformatoren verstehe ich die Bedeutung der Ölprobenahme für die Aufrechterhaltung der Zuverlässigkeit und Leistung von 35-kV-Öltransformatoren. Die Ölprobenahme ist ein entscheidender Prozess, der wertvolle Erkenntnisse über den Zustand des Isolieröls des Transformators und damit auch über den Gesamtzustand des Transformators liefert. In diesem Blogbeitrag werde ich die Anforderungen für die Ölprobenahme eines 35-kV-Öltransformators diskutieren.
Allgemeine Anforderungen für die Ölprobenahme
Abtastfrequenz
Um potenzielle Probleme frühzeitig zu erkennen, ist eine regelmäßige Ölprobenahme unerlässlich. Bei einem 35-kV-Öltransformator im Normalbetrieb wird im Allgemeinen empfohlen, mindestens einmal im Jahr eine Ölprobenahme durchzuführen. Wenn der Transformator jedoch unter schwierigen Bedingungen betrieben wird, beispielsweise bei Hochlastbetrieb, häufigen Start-Stopps oder in einer rauen Umgebung, muss die Abtastfrequenz möglicherweise auf einmal alle sechs Monate oder sogar noch häufiger erhöht werden. Befindet sich der Transformator beispielsweise in einem Bereich mit hoher Staub- oder Feuchtigkeitsbelastung, zersetzt sich das Öl möglicherweise schneller, und eine häufigere Probenahme kann dazu beitragen, Probleme zu erkennen, bevor sie eskalieren.
Probenahmeort
Der Ort, an dem die Ölprobe entnommen wird, ist entscheidend für die Gewinnung einer repräsentativen Probe. Das Öl in einem Transformator ist nicht homogen und verschiedene Teile des Transformators können unterschiedliche Mengen an Verunreinigungen oder Abbauprodukten aufweisen. Zu den häufigsten Probenahmestellen gehören das untere Ablassventil, das Ölausdehnungsgefäß und das mittlere Probenahmeventil. Das Bodenablassventil wird häufig zum Sammeln von Proben verwendet, mit denen Sedimente, Wasser und andere schwere Verunreinigungen nachgewiesen werden können, die sich am Boden des Transformators absetzen. Die Probenahme im Ölkonservator kann Aufschluss über den Zustand der oberen Ölschicht geben, die möglicherweise stärker Luft und Sauerstoff ausgesetzt ist. Das mittlere Probenahmeventil kann einen allgemeineren Überblick über den Ölzustand im Hauptkörper des Transformators geben.
Probenahmeausrüstung
Um genaue und zuverlässige Ergebnisse zu gewährleisten, ist die Verwendung der richtigen Probenahmeausrüstung von entscheidender Bedeutung. Der Probenbehälter sollte aus sauberem, trockenem und chemisch inertem Material wie Glas oder Polyethylen hoher Dichte bestehen. Der Behälter sollte über eine ordnungsgemäße Abdichtung verfügen, um eine Kontamination durch die Außenumgebung während der Probenahme und Lagerung zu verhindern. Vor der Probenahme muss der Behälter gründlich gereinigt und getrocknet werden, um alle Spuren früherer Proben oder Verunreinigungen zu entfernen. Darüber hinaus sollte zum Sammeln der Ölprobe ein geeignetes Probenahmegerät wie eine Spritze oder eine Pipette verwendet werden. Auch diese Geräte sollten sauber und kalibriert sein, um eine genaue Volumenmessung zu gewährleisten.
Spezifische Anforderungen für den Ölprobenahmeprozess
Vorbereitung vor der Probenahme
Vor Beginn der Ölprobenahme muss sichergestellt werden, dass sich der Transformator in einem sicheren und stabilen Betriebszustand befindet. Der Probenahmevorgang sollte durchgeführt werden, wenn der Transformator für eine bestimmte Zeit stillsteht, damit sich das Öl absetzen kann. Es müssen alle erforderlichen Sicherheitsvorkehrungen getroffen werden, einschließlich des Tragens geeigneter persönlicher Schutzausrüstung (PSA), wie Handschuhe und Schutzbrille. Der Probenahmebereich sollte sauber und frei von jeglichen Kontaminationsquellen wie Staub oder Schmutz sein.
Probenahmeverfahren
- Reinigen Sie den Probenahmeanschluss: Vor der Entnahme der Ölprobe sollte die Probenahmeöffnung am Transformator gründlich mit einem sauberen Tuch und einem geeigneten Reinigungsmittel gereinigt werden, um Schmutz oder Fett auf der Oberfläche zu entfernen. Dieser Schritt trägt dazu bei, zu verhindern, dass externe Verunreinigungen in die Ölprobe gelangen.
- Sammeln Sie das ursprüngliche Öl: Öffnen Sie das Probenahmeventil leicht und lassen Sie eine kleine Menge Öl ausfließen. Dieses anfängliche Öl kann eventuell vorhandene Verunreinigungen im Probenahmeventil oder in der Verbindungsleitung ausspülen. Entsorgen Sie dieses anfängliche Öl.
- Sammeln Sie die Probe: Nachdem Sie das ursprüngliche Öl entsorgt haben, verwenden Sie das Probenahmegerät, um die erforderliche Menge Ölprobe in den sauberen Probenahmebehälter zu sammeln. Das Probenvolumen hängt in der Regel von der Art der durchzuführenden Tests ab, im Allgemeinen ist jedoch eine Probe von etwa 500–1000 ml für die meisten Routinetests ausreichend.
- Verschließen Sie den Probenbehälter: Sobald die Probe entnommen wurde, verschließen Sie den Probenbehälter sofort dicht, um das Eindringen von Luft und eine weitere Kontamination zu verhindern. Beschriften Sie den Behälter deutlich mit wichtigen Informationen wie der Identifikationsnummer des Transformators, dem Probenahmedatum und dem Ort der Probenahme.
Handhabung und Lagerung von Proben
Nach der Probenahme sollte die Ölprobe sorgfältig gehandhabt und gelagert werden. Um die Genauigkeit der Testergebnisse sicherzustellen, sollte die Probe so schnell wie möglich zum Testen ins Labor transportiert werden. Während des Transports sollte die Probe vor übermäßigen Vibrationen, Temperaturschwankungen und direkter Sonneneinstrahlung geschützt werden. Ist ein sofortiger Test nicht möglich, sollte die Probe an einem kühlen, trockenen Ort bei stabiler Temperatur gelagert werden. Generell wird für die Probenlagerung ein Temperaturbereich von 5 - 30°C empfohlen.
Anforderungen für die Prüfung der Ölprobe
Physikalische und chemische Tests
Die aus dem 35-kV-Öltransformator entnommene Ölprobe wird normalerweise einer Reihe physikalischer und chemischer Tests unterzogen. Diese Tests umfassen die Messung der Viskosität, des Flammpunkts, des Wassergehalts, des Säurewerts und der Durchschlagsfestigkeit des Öls.
- Viskosität: Die Viskosität ist eine wichtige Eigenschaft des Isolieröls, die sich auf dessen Wärmeübertragungs- und Zirkulationsleistung im Transformator auswirkt. Ein Anstieg der Viskosität kann auf das Vorhandensein von Oxidationsprodukten oder Verunreinigungen im Öl hinweisen.
- Flammpunkt: Der Flammpunkt ist die niedrigste Temperatur, bei der das Öl einen brennbaren Dampf erzeugen kann. Eine Senkung des Flammpunkts kann auf das Vorhandensein von Verunreinigungen mit niedrigem Siedepunkt oder auf die Zersetzung des Öls aufgrund von Überhitzung hinweisen.
- Wassergehalt: Wasser im Isolieröl kann dessen Spannungsfestigkeit erheblich verringern und das Risiko eines elektrischen Durchschlags erhöhen. Daher ist die Kontrolle des Wassergehalts im Öl für den sicheren Betrieb des Transformators von entscheidender Bedeutung.
- Säurewert: Der Säurewert misst die Menge an sauren Stoffen im Öl. Ein Anstieg des Säurewerts kann auf eine Oxidation oder Zersetzung des Öls hinweisen, was zu Korrosion der internen Komponenten des Transformators führen kann.
- Spannungsfestigkeit: Die Durchschlagsfestigkeit ist ein Maß für die Fähigkeit des Öls, elektrischer Belastung standzuhalten, ohne zusammenzubrechen. Eine Abnahme der Spannungsfestigkeit kann ein Zeichen für eine Verunreinigung oder Zersetzung des Öls sein.
Analyse gelöster Gase (DGA)
Die Analyse gelöster Gase ist ein weiterer wichtiger Test für die Ölprobe. Wenn der Transformator abnormalen Bedingungen wie Überhitzung, Teilentladung oder Lichtbogenbildung ausgesetzt ist, werden bestimmte Gase erzeugt und im Isolieröl gelöst. Durch die Analyse der Arten und Konzentrationen dieser gelösten Gase ist es möglich, die Art und Schwere der internen Fehler im Transformator zu diagnostizieren. Zu den gängigen Gasen, die in der DGA analysiert werden, gehören Wasserstoff, Methan, Ethan, Ethylen und Acetylen.
Fazit und Aufruf zum Handeln
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass eine ordnungsgemäße Ölprobenahme eine Grundvoraussetzung für den zuverlässigen und sicheren Betrieb von 35-kV-Öltransformatoren ist. Durch die Einhaltung der Anforderungen an Probenahmehäufigkeit, -ort, -ausrüstung, -prozess und -tests können potenzielle Probleme im Transformator frühzeitig erkannt und entsprechende Wartungsmaßnahmen rechtzeitig ergriffen werden.
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Referenzen
- Electrical Power Transformer Engineering: Design and Application, von Turan Gonen
- Leitfaden zur Transformatorwartung, IEEE Standards Association