23.07.2014

Steuerung einer Transformator-Trocknungsanlage

Die Lebenszeit von Leistungstransformatoren mit einer Öl/Papier-Isolation wird wesentlich von der Feuchtigkeit in dem Isolationssystem, dem vorhandenen Sauerstoff und der Betriebstemperatur beeinflusst. Das vorgestellte System minimiert den negativen Einfluss der Feuchtigkeit.

Autor: Pal Poth, Multilaterale B2B Cooperations.


Bild 1: Die Steuerung für die Trocknungsanlage bietet digitale und analoge E/As, F/V-Konverter und weitere Schnittstellen. Neben einer Fernüberwachungsfunktion werden auch Langzeitprotokolle gespeichert.
Bild: Group Marketing Ltd

Das mit diversen Sensoren und Aktuatoren ausgerüstete System entzieht dem Trafoöl bei Bedarf Feuchtigkeit, der Betrieb der Anlage wird überwacht und die Betriebsparameter gemeldet. Dies geschieht per Fernüberwachung via Internet und GSM oder Ethernet. Die sicherheitsrelevante Feuchtigkeits-Reduzierung ist äußerst wichtig für den Betrieb und die Verlängerung der Lebensdauer von Papier/Öl-isolierten Transformatoren. Mit diesem Feuchtigkeitsüberwachungs- und Management-System wird die Lebenszeit der Transformatoren verlängert. Auch insbesondere für schwankende Lastzustände ist eine Feuchtigkeitskontrolle sehr zu empfehlen, da durch die schnelle Erhöhung der Betriebs-Temperatur ein starker Anstieg der Feuchtigkeit im Isolieröl hervorgerufen wird. Die Folge ist eine stark reduzierte Durchschlagsspannung und daher die Gefahr eines Kurzschlusses. Im Betrieb des Transformators bilden sich aufgrund der Zersetzung der Papierisolierung Schweb- und Schmutzstoffe. Diese Zersetzung geht aus einer chemischen Reaktion des Öls und der Feuchtigkeit hervor.

Schmutzstoffe reduzieren Durchschlagsfestigkeit

Das ATMoS System filtert Schmutzstoffe ebenfalls aus dem Öl, die sonst die Durchschlagsfestigkeit reduzieren können. Ein erforderlicher Filterkartuschen-Wechsel wird automatisch angezeigt bzw. gemeldet. Die Anlage sorgt auch nach der Trocknung für den sicheren Betrieb der Transformatoren. Zum Einsatz kommen die Anlagen meist bei Transformatoren über 4MVA Leistung; für kleinere Anlagen befindet sich gerade eine Kompaktanlage in der Entwicklung, die noch in diesem Jahr zur Verfügung steht. Das komplette System, besonders wartungsfreundlich, ist geeignet für neue, instand gesetzte und auch für bereits im Betrieb befindliche Transformatoren. Der Feuchtigkeitsgehalt in der Isolierung wird konstant auf dem Wert gehalten, der für den Einsatzzweck (neuer oder alter Transformator) der geeignetste ist. Eine Übertrocknung ist ausgeschlossen. Auch Applikationen mit Öl-Lagertanks sind denkbar. Weiterhin kann auch eine Zusatzausrüstung geliefert werden, die an 'atmende' Transformatoren bzw. als Ersatz für defekte Ausdehnungsblasen angeschlossen wird, und eine Reduktion des gelösten Sauerstoffs im Öl bewirkt.

Moderne Steuerung für alle Fälle

Das preislich sehr günstig ausgelegte und trotz alledem vielseitige elektronische System ist auf Kundenwunsch als 'Ersatz' für Steuerungssysteme allgemein einsatzfähig sowohl als individuelle als auch als Serien-Steuerung. Mehrere digitale und analoge Ein-/Ausgänge einschließlich für 4...20mA, F/V-Konverter und Schnittstellen für LAN/WLAN, SD-Karten usw. stehen zur Verfügung. Selbstverständlich kann auch weitere Überwachungs-Sensorik an die vorhandene Remote Control/Web-Server Lösung in embedded Multi-Mikrocontroller-Technik angeschlossen werden, da programmierbare I/Os verwendet werden. Außer der in der Einleitung genannten Fernsteuerungs- und Fernüberwachungsmöglichkeiten enthält die Steuereinheit Langzeit-Zustandsprotokollierung, und ist auch vorbereitet für Android-Geräte und Apps. Da die geschilderten Funktionen auch mit speziell ausgelegten physikalisch-chemischen Sensoren zusammenarbeiten müssen, die teils noch relativ neu am Markt sind und daher im Preis recht hoch liegen, arbeitet der Hersteller an neuen Verfahren und Sensorlösungen, die sowohl intelligenter betrieben werden können, als auch noch besser mit der dargestellten sicherheitsrelevanten Aufgabenstellung harmonisieren.

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