26.06.2023 – Mit den Systemen der HYDROCAL-Familie von EMH kommen Technologien zum Einsatz, mit deren Hilfe die Effizienz der Fernüberwachung deutlich gesteigert wird.
Die Entwicklung der Online Gas-in-Öl-Analyse im zeitlichen Ablauf: Aus technischen Gründen erlaubten die Systeme zunächst nur die automatisierte Messung von Wasserstoff und Kohlendioxid. Inzwischen ist die Leistungsfähigkeit der Geräte deutlich gewachsen, sodass weitere Inhaltsstoffe des Transformatorenöls aus der Ferne über-wacht werden können. Foto: EMH Energie-Messtechnik GmbH
Leistungstransformatoren sind eine der wichtigsten und zugleich kostspieligsten Betriebsmitteln in Stromnetzen. Um die kontinuierliche Verfügbarkeit dieser Anlagen zu gewährleisten, ist eine permanente Überwachung des Isolationssystems von entscheidender Bedeutung. Dadurch können Wartungsarbeiten frühzeitig erkannt und durchgeführt werden. Sobald bestimmte im Öl gelöste Gase bestimmte Grenzwerte überschreiten, ist es erforderlich, den Zustand der Anlagen zeitnah zu überprüfen. Netzbetreiber, die diese Methode zur Fernüberwachung von Transformatoren einsetzen wollen, können beispielsweise Geräte aus der HYDROCAL-Familie von EMH einsetzen.
Bisher waren die Möglichkeiten zur automatisierten Analyse von Transformatorenöl aus technischen Gründen begrenzt. Daher war es mit erhöhtem Aufwand verbunden, gleichzeitig verschiedene im Öl gelöste Gase zu messen. „Für die Messung wurden die im Transformatorenöl gelösten Gase automatisch mittels Membranextraktion getrennt und anschließend mithilfe von mikroelektronischen Sensoren analysiert“, erklärt Karsten Schröder, Geschäftsführer von EMH, die Methodik. „Die Membran bestand hauptsächlich aus Teflon und ermöglichte aus physikalischen Gründen nur die Analyse von einem (Wasserstoff) oder zwei Gasen (Wasserstoff und Kohlenmonoxid). Um weitere wichtige Bestandteile wie Azetylen, Ethen oder Methan zu erfassen, waren mehrere Durchläufe und der Einsatz verschiedener Sensoren erforderlich.“ Mithilfe der Weiterentwicklung von Werkstoffen und Fertigungstechnologien hat sich dies nun geändert. Durch die Zugabe eines sogenannten Kopolymers zur Membran neben Teflon können nun mehrere Gase präzise aus dem Öl extrahiert werden. Darüber hinaus steht mit der Nahinfrarotspektroskopie ein neues Verfahren zur Verfügung, das die Messung mehrerer Bestandteile mit einem einzigen Sensor ermöglicht.
Die Probenkammer der neuesten HYDROCAL genX-Systeme von EMH: Zur Vorbereitung werden die im Transformatorenöl gelösten Gase per Membranextraktion separiert. Die Analyse erfolgt dann über die im darunterliegenden Teil des Gerätes angeordnete Sensorik. Foto: EMH Energie-Messtechnik GmbH
Die neuen Geräte der HYDROCAL-Familie von EMH bieten damit eine höhere Leistung bei einer kompakten Bauweise. Der HYDROCAL 1004 genX analysiert etwa die im Transformatorenöl gelösten Gase Wasserstoff, Kohlenmonoxid und Azetylen, um beispielsweise elektrische Überschläge in den Isolationsmaterialien frühzeitig erkennen zu können. Der HYDROCAL 1006 genX ermöglicht daneben zusätzlich die Analyse von Ethen und Methan, um das Monitoring weiter zu verbessern. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die neue Methode zur Gas-in-Öl-Analyse weniger mechanische Komponenten erfordert als frühere Geräte, was den Wartungsaufwand für die Monitoring-Systeme selbst reduziert. Darüber hinaus kann die Messmöglichkeit ohne zusätzliche Hardware-Installationen auf bis zu zehn verschiedene Gase erweitert werden. Karsten Schröder berichtet: „Die neue Gerätegeneration HYDROCAL genX bietet Netzbetreibern den bestmöglichen Schutz, um auf zunehmende Lastschwankungen und die absehbare höhere Belastung der Transformatoren optimal vorbereitet zu sein.“