Vermeidbare Totalausfälle

Der Optimus DGA Monitor überwacht die gelösten Fehlergase im Transformatoröl. Foto: Vaisala Oyj

Der finnische Anbieter Vaisala hat die Ursachen und Kosten von Totalausfällen an Transformatoren analysiert.

Vaisala ist auf dem Gebiet von Umwelt- und Industriemessungen tätig und hat Daten ausgewertet, die kürzlich vom CIGRE, dem internationalen Rat für große elektrische Netze, veröffentlicht wurden. Der Messtechnikanbieter wollte die häufigsten Risikofaktoren für Transformatordefekte und die wichtigsten Gründe für Ausfallzeiten ermitteln. Die Daten des CIGRE zeigen, dass Transformatorwicklungen knapp 50 Prozent der Fehlfunktionen verursachen, die zu Ausfällen führen. Weitere 23 Prozent gehen auf das Konto von Stufenschaltern.

Der Optimus DGA Monitor überwacht die gelösten Fehlergase im Transformatoröl. Foto: Vaisala Oyj

Die Kosten für die Beseitigung dieser unmittelbaren Fehlerursachen beinhalten Reparatur- oder Überholungsarbeiten, die bis zu 70 Prozent eines Transformatortausches ausmachen können. Dazu kommen noch ca. 100.000 Euro, die der Produktionsausfall pro 15 Minuten Downtime kostet, und gegebenenfalls noch mehrere Millionen Euro für einen neuen Transformator. Wenn eine Transformatorexplosion zudem Schäden an der umgebenden Infrastruktur des Umspannwerks und an anderen Hochspannungsanlagen verursacht, kann sich die Schadenssumme sogar verzehnfachen. Je nach Art und Schwere des Defekts schwankt die Dauer eines Ausfalls erheblich, von ein paar Stunden bis zu mehreren Jahren.

„Die Branche ist sich seit geraumer Zeit der hohen Kosten bewusst, die ein Transformatorausfall durch Schäden an der Anlage selbst sowie durch den resultierenden Einnahmenausfall verursachen kann“, erklärt Senja Leivo, Senior Industry Expert bei Vaisala. „Unsere Auswertung der CIGRE Fehlerstatistik zeigt, wie sich mit sorgfältig geplanten Überwachungs- und Wartungskonzepten zahlreiche Fehlfunktionen in einem Anlagenbestand vermeiden lassen.“

„Ein genauerer Blick macht die Faktoren im Einzelnen deutlich, die zu den meisten Ausfällen führen, nämlich Verschleiß der Isolierung, Konstruktions- und Fertigungsmängel sowie unsachgemäße Wartung und Reparatur. Die analysierten Daten legen nahe, dass es umso wichtiger ist, dass die Anlagenbesitzer Onlineüberwachungsmethoden in ihre Strategien für das Anlagenmanagement integrieren. So können sie Probleme bereits frühzeitig erkennen und beseitigen, bevor sie Schäden in Höhe von tausenden oder gar millionen von Euro verursachen können“, so Leivo.

Ein erheblicher Teil der Defekte, die zu Transformatorausfällen führen, ist vorhersehbar und berechenbar. Dazu müssen jedoch die richtigen Methoden und Systeme im Rahmen eines sorgfältig konzipierten Wartungsplans genutzt werden. Fehlfunktionen lassen sich nur verhindern beziehungsweise beheben, wenn sie auch erkannt werden. Durch regelmäßige Überwachung im Rahmen von Vor-Ort-Inspektionen und planmäßigen Ölprobenahmen lässt sich zwar rund die Hälfte aller potenziellen Defekte feststellen, bevor diese zu einem kritischen Problem werden. Aber Onlineüberwachung, die kontinuierlich Transformatordaten erfasst, ermöglicht die frühzeitige Erkennung von 90 Prozent der Fehlfunktionen.

Trotz der hohen Ausfallkosten und langen Vorlaufzeiten für den Tausch eines Transformators unternehmen Betreiber bislang keine großen Anstrengungen zur Identifizierung der wichtigsten primären und sekundären Ursachen für Defekte und Ausfälle.

Im Schnitt fallen in einem Bestand von 1.000 Transformatoren pro Jahr fünf Einheiten aus. In weiteren 100 kommt es zu abnormaler Gasbildung aufgrund von sich anbahnenden Defekten oder Heißpunkten. Um vorzubeugen und um die Anzahl von Fehlfunktionen und Ausfällen zu halbieren, empfiehlt Vaisala den Einsatz moderner DGA-Systeme (Dissolved Gas Analysis / Analyse gelöster Gase) wie beispielsweise seines Optimus DGA Monitors.

Dieser Ansatz ermöglicht nicht nur eine genauere Prüfung und gezielte Optimierung der Transformatoranlagen, sondern versetzt Besitzer und Betreiber in die Lage, anhand der erfassten Daten effiziente Entscheidungen in Bezug auf die Planung zukünftiger Wartungs- und Austauscharbeiten zu treffen. Dies wiederum kann zu langfristigen Einsparungen führen und das Risiko eines Totalausfalls verringern.

Der Optimus Monitor arbeitet beispielsweise mit Vakuumextraktion für die vollständig repräsentative Analyse aller gelösten Fehlergase im Transformatoröl. Die dabei erfassten Daten werden über eine Onlineschnittstelle zur Verfügung gestellt und ermöglichen die lückenlose Echtzeitanalyse des Betriebszustands eines Transformators. Dies reduziert die Wahrscheinlichkeit, dass ein unerwarteter Defekt zu einer teuren Reparatur oder zu einem Ausfall führt.

Kontakt: Vaisala Oyj, Senja Leivo, 00421 Helsinki (Finnland),Tel.: +358 9 894 91, senja.leivo@vaisala.com

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