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EPrüfer 13/2020

Magazin für die

Magazin für die Energiewirtschaft zur Erhöhung der Versorgungssicherheit Fortschrittliche Ortungsmethoden ermöglichen punktgenaue Ortung Die bis hier genannten Analyse-Methoden bieten bereits ohne tiefgehende Kenntnisse der physikalischen Hintergründe zur Entstehung von Teilentladung wertvolle Informationen über die Position der Fehlerstelle innerhalb des Transformators. Mittels der folgenden fortschrittlichen Analyse-Methoden kann man darüber hinaus die Fehlerstelle bis auf wenige Zentimeter genau lokalisieren. Teilentladungsmuster-Analyse Die Erscheinung des phasenaufgelösten Teilentladungsmusters wird auch durch die physikalischen Eigenschaften des umgebenden Isolationsmediums und der Position im Isolationsmedium bestimmt. Dabei gibt es einige typische TE-Muster, die häufig an Leistungstransformatoren vorkommen. Indirekt trägt also auch die TE-Musteranalyse zur Lokalisierung der TE bei. Zum Beispiel haben Ablösungen innerhalb von Papierschichten ein sehr eindeutiges TE-Muster. So kann man infrage kommende Bereiche innerhalb des Transformators stark eingrenzen. Impedanzänderungen, Dämpfungs- und Dispersionseffekten entstehen. Aus dem Vergleich zwischen abgestrahlten und eingeleiteten Signalen mittels des im ICMsystem eingebauten mehrkanaligen Oszilloskops können daher, über die bisher genannten Methoden hinaus, weitere wichtige Information über die Position der TE-Aktivität im Transformator gezogen werden. Bild 5: Frequenzspektrum akustische Fehlerortung von TE-Aktivitäten. Bild 4: TE-Muster einer Papierablösung Zeitbereichsmessung Bei Teilentladungssignalen handelt es sich um hochfrequente Impulse mit Anstiegszeiten im Bereich von 1 ns (unter Stickstoff), was zu Frequenzanteilen bis 400 MHz führt. Leistungstransformatoren sind jedoch wie alle Hochspannungsbetriebsmittel zur Übertragung von großen Strömen und Spannungen bei Frequenzen von 50 bis 60 Hz entwickelt worden. Auf dem Weg durch den zu prüfenden Trafo unterliegen die hochfrequenten TE-Signale unweigerlich Reflektions- und Oszillationseffekten, die durch Frequenzbereichsmessung Ein Spektrum-Analysator nimmt ein analoges Eingangssignal und tastet den Frequenzbereich des angelegten Eingangssignals in festgelegten Schritten ab. Das Ergebnis dieser Abtastung ist ein Frequenzspektrum, das Auskunft über die Frequenzanteile des angelegten Signals gibt. Die Zusammensetzung des Frequenzspektrums eines Teilentladungssignals lässt Rückschlüsse über den Weg zu, den das Signal zurückgelegt hat. Ein Beispiel für eine solche Frequenzbereichsmessung im Bereich von 100 kHz bis 10 MHz sieht man in Bild 5. Hier zeigt sich beispielsweise das Fehlen einer Hochfrequenzkomponente. Das Signal musste demzufolge eine längere Strecke innerhalb des Transformators zurücklegen, bevor es vom Sensor am Durchführungsabgriff erfasst wurde. Ein relativ gleichmäßig verteiltes Amplitudenspektrum zeigt einen Ort an, der vergleichbar nahe am Durchführungsabgriff oder am verwendeten Messpunkt liegt. Daneben muss auch die komplexe Impedanz der Durchführung selbst berücksichtigt werden. Der Einspeiseimpuls an derselben Durchführung wird nun mit jenem Impuls verglichen, der während der Kalibrierung vor dem Einschalten des Transformators aufgenommen wurde. Die Abweichung gibt jetzt Aufschluss über die Lage der TE-Aktivität. Seite 6 EPrüfer | Magazin der Megger Gruppe

Magazin für die Energiewirtschaft zur Erhöhung der Versorgungssicherheit Akustische Fehlerortung von TE-Aktivitäten TE-Aktivitäten verursachen auch Schallwellen und damit eine akustische wahrnehmbare Emission. Piezoelektrische Sensoren am Transformatortank können diese Signale messen, so dass sie für die Nachortung nutzbar sind. Mit dem internen Mehrkanaloszilloskops kann man das ICMsystem durch einfachen Wechsel der Vorverstärker zur akustischen Fehlerortung einsetzen. Es braucht dazu weiter keine kostenintensiven Messgeräte. Bisher waren viele Akustiksenosren notwendig Verglichen mit elektrischen Signalen sind akustische Signale vergleichsweise langsam und die Geschwindigkeit ist abhängig vom Material. In Öl besitzt ein akustisches Signal eine Ausbreitungsgeschwindigkeit von ca. 1.400 m/s (temperaturabhängig) während die Ausbreitungsgeschwindigkeit in Stahl über 5.000 m/s beträgt. Mittels mehrerer Akustiksensoren kann man nun durch eine Analyse der Laufzeitunterschiede der akustischen Signale die Fehlerstelle innerhalb des Transformators bis auf wenige Zentimeter eingrenzen. Das größte Problem bei der akustischen Fehlerortung ist die präzise Bestimmung des Ursprungszeitpunkts des Teilentladungsimpulses. Um diesen zu ermitteln, wurden bei rein akustischer Ortung buisher sehr viele Sensoren benötigt. ICMsystem benötigt nur drei Akustiksensoren Das ICMsystem umgeht dieses Problem elegant durch die Nutzung des elektrisch ausgekoppelten TE- Signals. Dieses bietet einen präzisen Referenzzeitpunkt, so dass drei Akustiksensoren ausreichen, um die Ursprungsposition der durch die Teilentladung entstandenen Schallwellen noch während der Messung zu bestimmen und ein sofortiges Ergebnis zu liefern. Aufgrund der wenigen Sensoren führt ICMsystem die akustische Ortung im TE-Fehlerfall mit kleinem Aufwand vergleichsweise schnell durch. Das führt zu erheblichen Zeit- und Kostenvorteilen für den Anwender. Insgesamt kann man also festhalten, dass sich eine TE-verursachende Schwachstelle innerhalb des Isolationssystems eines Transformators mit dem ICMsystem so genau eingrenzen lässt, dass eine punktgenaue Reparatur des schadhaften Bereichs ermöglicht wird. Daurch machen TE-Messung Reparaturen am Transformators planbar und kann so viel Zeit und viele Kosten für Netzbetreiber einsparen. Bild 6: Laufzeitunterschiede zwischen elektrischem und akustischem Signal. TE-Messungen im Feld Grundsätzlich sind die meisten der beschriebenen Techniken auch im Feld vor Ort durchführbar. Es sind jedoch die besonderen Gegebenheiten einer Vor-Ort-Messung zu berücksichtigen. Während man Fabrik-Abnahmeprüfungen in speziell geschirmten Hochspannungslaboren durchführt, verhindern erhöhte Grundstörpegel empfindliche Messungen im Messbereich unter 1 MHz. Der optional eingebaute Spektrum-Analysator bietet daher nicht nur die Möglichkeit das Frequenzspektrum des gemessenen Signals zu untersuchen, sondern auch die Möglichkeit TE-Messungen mit variabler Mittenfrequenz in 9 und 300 kHz Bandbreite durchzuführen. ICMsystem eignet sich sowohl zur Wartung als auch zu Werksabnahmeprüfungen von Leistungstransformatoren. Die Kombination traditioneller Methoden mit moderner TE-Messtechnik bietet sowohl Herstellern als auch Betreibern von großen Leistungstransformatoren eine sehr genaue Option, zuverlässige Erkenntnisse über den aktuellen Zustand des Leistungstransformators zu gewinnen. • Kostenlose Webinare Registrieren Sie sich jetzt für unsere kostenlosen Webinare zu dieser hocheffizenten Prüfmethode, mit der Netzbetreiber enorm viel Kosten einspa-ren können auf unsere Web-Site unter: megger.com/seminare-messen-ausstellung EPrüfer | Magazin der Megger Gruppe Seite 7

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Zugang zu Gerichten in Umweltangelegenheiten, UVP und UVP-Vorprüfung, Präklusion
Rundbrief Windenergie und Recht 2-2018
Aktuelle Entwicklungen im Bereich der Windenergieerlasse der Länder
Grundstückswert in Windparknähe - Der-Immobilienbrief-Nr-321
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BWE-Positionspapier Massnahmenplan Weiterbetrieb von Windenergieanlagen nach 20 Jahren
Grundsätze für die Durchführung einer Bewertung und Prüfung über den Weiterbetrieb von Windenergieanlagen (BPW) an Land
BWE-Positionspapier Länderoeffnungsklausel 2.0 für 1.000m Mindestabstand
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BWE-Hintergrundpapier Windenergie im Zeichen des Naturschutz
EEG-Umlage 2017
BWE-Hintergrundpapier - Möglichkeiten des Recyclings von Rotorblättern
BWE Industry Report - Wind Industry in Germany 2020
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Patent Review 01/18
Patent Review 03/2017
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ENERGIEWENDE UND TOURISMUS
Gemeinsam gewinnen - Windenergie vor Ort
BWE Windbranchentag Schleswig-Holstein
Offshore-Windenergie
WINDKRAFT - Eine Bürgerenergie
Wer den Wind erntet - Zwölf gute Beispiele für kommunale Windprojekte
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A-Z - Fakten zur Windenergie
Magazin Energieland MV 2/2017
ENERGIElandMV - Saubere Energie - Neue Arbeitsplätze
Schulmaterial: Windkraftanlagen - Vom Wind zum Strom
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Jahrbuch Windenergie 1990 - BWE Marktübersicht
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Unternehmensinformation der PNE-Gruppe
Info-Flyer der Firma BioConstruct
Sonderheft Branchentag Erneuerbare Energien
Unternehmensbroschüre HessenEnergie
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Luftpost 6/2019
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