Vorbeugen ist alles

Digitales

Trafo-Monitoring - Gelöste Gase im Isolieröl des Transformators geben Hinweise auf Defekte oder Materialalterung. Eine Onlineüberwachung der Messwerte kann Ausfälle vermeiden.

22. Januar 2018

Der finnische Atomkraftwerkbetreiber Teollisuuden Voima (TVO) hat derzeit zwei Kraftwerke mit einer Nettoleistung von 880 MW in Betrieb. Zusammen erzeugen sie ein Sechstel des gesamten Strombedarfs in Finnland. Für die interne Stromversorgung verwendet das Kraftwerk Stufentransformatoren zur Reduzierung der Spannung eines 400- oder 110-kV-Netzes.

Einer davon dient als Reservetransformator, der sich automatisch einschaltet, wenn einer der anderen plötzlich ausfällt. Die Zuverlässigkeit der Transformatoren ist entscheidend für den planmäßigen Betrieb des Kraftwerks.

Deshalb befolgt TVO auch einen sorgfältig ausgearbeiteten Wartungs- und Überwachungsplan mit regelmäßigen Ölprobenahmen. Die Industrieempfehlung sieht jährliche Probenahmen vor und das Unternehmen hat strikte Kontrollen für alle Angelegenheiten im Zusammenhang mit Sicherheit und Zuverlässigkeit eingeführt.

Es suchte nach Möglichkeiten, den Betriebszustand seiner Transformatoren lückenlos zu überwachen, um den Wartungsbedarf frühzeitig zu erkennen und reagieren zu können.

Betriebszustand Echtzeit-Überwacht

Bei richtiger Umsetzung ist eine zuverlässige Online-DGA-Überwachung (Dissolved Gas Analysis) der Schlüssel, um die Betriebsbereitschaft von Transformatorbeständen zu sichern, Risiken zu reduzieren und Wartungskosten zu senken. Dabei werden die gelösten Spaltgase überwacht, die im Transformatorenöl enthalten sind. Spaltgase entstehen als Nebenprodukt der chemischen Reaktionen, die durch den Zerfall von Zellulose- oder Ölmolekülen ausgelöst werden und auf interne Transformatordefekte oder Materialalterung hinweisen. Anhand dieser Informationen kann mit DGA-Methoden die Art des Fehlers ermittelt werden, der aufgetreten ist oder sich zu entwickeln droht.

Nachdem TVO beschlossen hatte, auf die Echtzeitüberwachung seiner Transformatoren umzustellen, führte das Unternehmen eine gründliche Evaluierung verfügbarer Systeme durch. Der Kraftwerkbetreiber entschied sich letztlich für den Vaisala Feuchte-, Wasserstoff- und Temperaturmesswertgeber MHT410 zur Onlineüberwachung des Betriebszustands von Transformatoren. Die Überwachungslösung liefert Echtzeitdaten rund um die Uhr zu diesen Messgrößen.

Dabei ist ein steigender Wasserstoffgehalt im Transformatorenöl ein Hinweis auf einen Fehler im Transformator. Die Überwachung der Feuchte liefert unter anderem Aufschluss über die Isolierfähigkeit des Öls. Mit diesen Onlinedaten können die Transformatorbetreiber Echtzeittrends für die Analyse des Transformatorzustands nutzen.

»Bei der Wahl des Systems zur Wasserstoffüberwachung verglichen wir verschiedene Produkte, wobei uns die Leistungsmerkmale des Vaisala MHT410 überzeugten«, so Systemingenieur Janne Jurkola und Wartungstechniker Pasi Pietilä bei TVO. Er sei für diesen Einsatzzweck geeignet und lasse sich einfach installieren. »Er bietet uns genau das, was wir brauchen, ohne überflüssige Funktionen. Zudem stimmen der Preis und die Betriebskosten.«

TVO installierte den Messwertgeber an seinem Reservetransformator, da dieser gerade als nächster für eine Routinewartung an der Reihe war. Das Gerät schickt Alarmhinweise an den Kontrollraum des Kraftwerks entsprechend den Grenzwerten, die das Wartungsteam definiert hat. Das Fazit nach zwölf Monaten mit dem System: »Beim Vergleich der Onlineresultate des MHT410 mit unseren manuellen Proben stellten wir große Übereinstimmungen fest. Die Ergebnisse sind zuverlässig«, so Pasi Pietilä, der für die Wartung der Transformatoren zuständig ist.

Beide Techniker sind überzeugt, dass Onlineüberwachung sich künftig zum Branchenstandard entwickeln wird. Diese informiere über die Notwendigkeit vorbeugender Wartungsmaßnahmen. »Dadurch können wir die weitreichenden und langfristigen finanziellen Folgen von Ausfällen mit einem relativ geringen Investitionsaufwand minimieren«, so Jurkola. Andreas Knop (Vaisala)

Erschienen in Ausgabe: 01/2018