Die Erkennung von Teilentladungen (TE) in einem Höchstspannungstransformator (EHV) ist ein entscheidender Aspekt für die Gewährleistung der Zuverlässigkeit und Sicherheit von Hochspannungssystemen. Als Lieferant von EHV-Transformatoren ist das Verständnis und die Durchführung einer genauen TE-Erkennung der Kern unseres Geschäfts.
Was ist Teilentladung?
Unter Teilentladung versteht man lokalisierte elektrische Entladungen, die innerhalb des Isolationssystems eines EHV-Transformators auftreten. Diese Entladungen werden durch den Zusammenbruch eines kleinen Teils der Isolierung unter Hochspannungsbelastung verursacht. Isoliermaterialien in EHV-Transformatoren, wie z. B. ölimprägniertes Papier, sind so konzipiert, dass sie hohen elektrischen Feldern standhalten. Aufgrund von Faktoren wie Herstellungsfehlern, Alterung oder mechanischer Beanspruchung können jedoch kleine Hohlräume oder Schwachstellen in der Isolierung entstehen. Wenn die elektrische Feldstärke in diesen Hohlräumen die Spannungsfestigkeit des sie füllenden Gases oder der Flüssigkeit übersteigt, kommt es zu einer Teilentladung.
PD kann in verschiedene Typen eingeteilt werden. Interne Teilentladungen finden innerhalb des Isolationsmaterials selbst statt, beispielsweise innerhalb der Papierisolierung oder zwischen Isolationsschichten. Oberflächen-Teilentladungen treten entlang der Oberfläche der Isolierung auf, häufig aufgrund von Verunreinigungen oder einer ungleichmäßigen elektrischen Feldverteilung auf der Isolierungsoberfläche. Koronaentladungen sind eine Art Teilentladung, die in der Luft rund um die Hochspannungsleiter auftritt, typischerweise an scharfen Kanten oder Punkten, an denen das elektrische Feld konzentriert ist.
Warum ist die Teilentladungserkennung für EHV-Transformatoren wichtig?
EHV-Transformatoren sind das Herzstück von Hochspannungsübertragungs- und -verteilungssystemen. Sie werden zum Erhöhen oder Verringern des Spannungsniveaus verwendet, um eine effiziente Energieübertragung über große Entfernungen zu ermöglichen. Jeder Ausfall eines EHV-Transformators kann zu erheblichen Stromausfällen, wirtschaftlichen Verlusten und potenziellen Sicherheitsrisiken führen.
Eine Teilentladung ist ein Vorbote eines Isolationsdurchschlags. Im Laufe der Zeit können wiederholte TE-Ereignisse zu fortschreitenden Schäden am Isolationsmaterial führen. Die hochenergetischen Entladungen können die chemischen Bindungen in der Isolierung aufbrechen, was zur Bildung von Kohlenstoffspuren, einer Verschlechterung der dielektrischen Eigenschaften der Isolierung und letztendlich zum vollständigen Versagen der Isolierung führt. Durch die frühzeitige Erkennung von Teilentladungen können wir potenzielle Probleme im Isolationssystem des Transformators erkennen und vorbeugende Maßnahmen ergreifen, bevor es zu einem katastrophalen Ausfall kommt.
Darüber hinaus ist die TE-Erkennung auch für die Qualitätskontrolle während des Herstellungsprozesses wichtig. Dadurch können wir sicherstellen, dass die von uns gelieferten Transformatoren den strengen Qualitäts- und Sicherheitsstandards entsprechen. Durch die Erkennung und Eliminierung von TE-Quellen im Werk können wir unseren Kunden zuverlässige EHV-Transformatoren liefern.
Methoden zur Teilentladungserkennung
Zur Teilentladungserkennung in EHV-Transformatoren stehen mehrere Methoden zur Verfügung.
Elektrische Methoden
- Kapazitive Kopplung: Bei dieser Methode werden kapazitive Sensoren verwendet, um die durch Teilentladungen erzeugten elektrischen Impulse zu erfassen. Die kapazitiven Sensoren werden an die Hochspannungsklemmen des Transformators oder an andere geeignete Punkte im Stromkreis angeschlossen. Bei einer Teilentladung wird der elektrische Impuls über die Kapazität eingekoppelt und kann gemessen werden. Der Vorteil dieser Methode ist ihre hohe Empfindlichkeit und die Fähigkeit, PD in Echtzeit zu erkennen. Es kann jedoch durch externes elektrisches Rauschen beeinträchtigt werden.
- Induktive Kopplung: Induktive Sensoren wie Rogowski-Spulen können verwendet werden, um die Magnetfelder zu erfassen, die durch die mit Teilentladungen verbundenen elektrischen Ströme erzeugt werden. Diese Sensoren sind nicht störend und können problemlos um die Leiter des Transformators herum installiert werden. Im Vergleich zu kapazitiven Kopplungsmethoden sind sie weniger von elektrischem Rauschen betroffen.
Akustische Methoden
Zur Erfassung der durch Teilentladungen erzeugten Ultraschallwellen werden akustische Sensoren, beispielsweise piezoelektrische Wandler, eingesetzt. Bei einer Teilentladung kommt es zu einer plötzlichen Energiefreisetzung, die eine lokale Druckänderung verursacht und Ultraschallwellen erzeugt. Diese Wellen können von den am Kessel des Transformators installierten akustischen Sensoren erfasst werden. Akustische Methoden können Aufschluss über den Ort der Teilentladung innerhalb des Transformators geben. Durch den Einsatz mehrerer Sensoren und Triangulationstechniken können wir die Quelle der PD genau lokalisieren. Akustische Signale können jedoch durch die Struktur des Transformators gedämpft werden und durch Hintergrundgeräusche, wie z. B. Geräusche aus dem Kühlsystem des Transformators, beeinträchtigt werden.
Chemische Methoden
Teilentladungen können zu chemischen Veränderungen im Transformatorenöl führen. Beispielsweise können beim Abbau der Ölmoleküle Gase wie Wasserstoff, Methan, Ethan, Ethylen und Acetylen entstehen. Durch die Analyse des gelösten Gasgehalts im Transformatorenöl mittels Gaschromatographie können wir das Vorhandensein von Teilentladungen erkennen. Diese Methode ist besonders nützlich für die Erkennung langfristiger oder geringer PD-Aktivität. Allerdings hat es eine relativ lange Reaktionszeit und ist möglicherweise nicht für die Echtzeitüberwachung geeignet.
Unsere Rolle als Lieferant von Höchstspannungstransformatoren
Als Lieferant von EHV-Transformatoren verfügen wir über einen umfassenden Ansatz zur Teilentladungserkennung. Während des Herstellungsprozesses führen wir strenge Qualitätskontrollmaßnahmen durch. Wir verwenden fortschrittliche TE-Erkennungsgeräte, um jeden Transformator zu testen, bevor er das Werk verlässt. Dadurch wird sichergestellt, dass die von uns gelieferten Transformatoren frei von nennenswerten Teilentladungsquellen sind.
Darüber hinaus stellen wir unseren Kunden Überwachungslösungen zur Teilentladungserkennung zur Verfügung. Unsere Überwachungssysteme können die TE-Aktivität des Transformators kontinuierlich in Echtzeit überwachen. Die von den Überwachungssystemen gesammelten Daten können analysiert werden, um Trends zu erkennen und potenzielle Probleme vorherzusagen. Wir bieten unseren Kunden technischen Support und helfen ihnen bei der Interpretation der PD-Daten und der Ergreifung geeigneter Maßnahmen.
Darüber hinaus engagieren wir uns in der Forschung und Entwicklung im Bereich der Teilentladungsdetektion. Wir erforschen ständig neue Methoden und Technologien, um die Genauigkeit und Zuverlässigkeit unserer TE-Erkennungssysteme zu verbessern. Indem wir an der Spitze der Technologie bleiben, können wir unseren Kunden die besten EHV-Transformatoren und TE-Erkennungslösungen ihrer Klasse bieten.
Abschluss
Die Teilentladungserkennung ist ein wesentlicher Bestandteil der Gewährleistung der Zuverlässigkeit und Sicherheit von EHV-Transformatoren. Als Lieferant vonExtra-HochspannungstransformatorWir wissen, wie wichtig eine genaue PD-Erkennung ist. Zur Erkennung von Teilentladungen in unseren Transformatoren nutzen wir eine Kombination aus elektrischen, akustischen und chemischen Methoden. Unser Engagement für Qualitätskontrolle und kontinuierliche Verbesserung der TE-Erkennungstechnologie ermöglicht es uns, unseren Kunden zuverlässige EHV-Transformatoren anzubieten.
Wenn Sie hohe Qualität benötigenUltrahochspannungs-LeistungstransformatoroderTransformator für ein elektrisches KraftwerkWir laden Sie ein, mit uns für ein ausführliches Gespräch Kontakt aufzunehmen. Unser Expertenteam unterstützt Sie gerne bei der Suche nach den besten Lösungen für Ihre Energiesystemanforderungen.
Referenzen
- Les Renard, „Grundlagen der Hochspannungstechnik“, Springer, 2016.
- John Meek und John Craggs, „Electrical Breakdown of Gases“, Oxford University Press, 1978.
- IEC 60270:2000, „Hochspannungsprüftechniken – Teilentladungsmessungen“.