Schutz eines wichtigen Kraftwerkstransformators bei Eneco

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Traditionell werden Transformatoren regelmäßig stichprobenartig geprüft, um ihren Zustand zu bewerten. Unsere neuesten DGA-Monitore (Gas-in-Öl-Analysegeräte) machen dieses Verfahren jedoch überflüssig. Die kontinuierlichen Monitore geben dem Personal Sicherheit. Sie ermöglichen proaktive Maßnahmen zur Optimierung der vorbeugenden Wartung, verlängern die Lebensdauer von Transformatoren und verringern das Risiko unerwarteter und kostspieliger Ausfälle.

Im Rahmen einer Initiative zur Sicherstellung einer zuverlässigen Leistungsabgabe und Risikominderung installierte das Biomassekraftwerk Bio Golden Raand in den Niederlanden einen kontinuierlichen Transformatormonitor. Der Vaisala MHT410 misst durchgehend drei wichtige Parameter im Transformatoröl, und zwar Feuchte, Wasserstoff und Temperatur. Das Kraftwerk ist im Besitz des Energieunternehmens Eneco, von dem es auch betrieben wird. In der Anlage werden Dampf für die lokale Industrie sowie Strom erzeugt, mit einer Leistung von rund 135 MW thermisch und 49,9 MW elektrisch.

Hintergrundinformationen

Transformatormaterialien können sich im Laufe der Zeit verschlechtern, was zu kostspieligen Fehlern, Reparaturen und Ausfällen führen kann. Wenn sich Transformatorfehler entwickeln, sammeln sich gelöste Gase im Transformatoröl an. Deshalb wird dieses Öl routinemäßig im Rahmen eines vorbeugenden Wartungsprogramms geprüft. Der Transformatorgasmonitor wurde bei Eneco installiert, um kontinuierliche Daten bereitzustellen und den Bedarf an regelmäßigen Ölprobenahmen und Laboranalysen zu reduzieren.

Das Vaisala MHT410 Messgerät wurde von Flux Transformer Services montiert. Laurens Freriksen, Project Manager und Maintenance Specialist bei Eneco, sagt: „Seit über einem Jahr profitieren wir von Onlinemessungen. Es gibt uns große Sicherheit, unabhängig von der Transformatorlast einen niedrigen Wasserstoffgehalt im Transformatoröl zu erkennen.“

Kraftwerk Bio Golden Raand

Biomasse wird als Rohstoff in der Bio Golden Raand-Anlage eingesetzt, um Energie aus ungefährlichem Altholz der Klasse B zu erzeugen. Jedes Jahr werden in der Anlage etwa 300.000 Tonnen Altholz verarbeitet, die per Schiff und Lkw aus den Niederlanden und den umliegenden Ländern in Delfzijl eintreffen.

Transformatoröl

Generatortransformatoren sind im Allgemeinen ölgefüllt, um für Isolierung und Kühlung zu sorgen. Der Transformator von Bio Golden Raand enthält beispielsweise rund 20 Tonnen Öl. Ölabbau tritt auf, wenn seine Moleküle unter dem Einfluss von thermischen und elektrischen Belastungen zerfallen – zum Beispiel aufgrund von Transformatorfehlern wie Entladungen oder heißen Stellen.

Prüfen und Überwachen von Transformatoröl

Üblicherweise werden Transformatorölproben ein- oder zweimal pro Jahr entnommen und zur Laboranalyse geschickt, um den Gehalt an Gasen zu bestimmen. Dieses Stichprobenverfahren liefert einen Hinweis auf gelöste Gase und die Ölqualität zu einem bestimmten Zeitpunkt. Die Hauptvorteile kontinuierlicher Monitore bestehen daher darin, dass sie Trends aufzeigen. So können Benutzer*innen beispielsweise Gasgehalte mit der Transformatorlast korrelieren. Wichtig ist, dass DGA-Monitore durch kontinuierliche Messungen frühzeitig vor Fehlern warnen.

Die Gehalte und Trends von gelösten Gasen können zur Fehlererkennung oder Fehlerdiagnose genutzt werden. Dies ist Gegenstand einer technischen Broschüre von CIGRE (Ref. 783) über DGA-Überwachungssysteme. 

Neben Wasserstoff misst der MHT410 auch die Temperatur, die ein wichtiger Indikator für Fehler ist. Feuchte in Öl wird ebenfalls vom Gerät gemessen. Dies liegt daran, dass Feuchte die Durchschlagfestigkeit verringert, die Zersetzung von Zellulose (Isolierung) beschleunigt und das Risiko der Blasenbildung bei hohen Temperaturen erhöht.

DGA-Überwachung bei Bio Golden Raand

Laurens Freriksen erläutert die Gründe für die Installation des Vaisala MHT410: „Ein Kraftwerkstransformator zählt zu den wertvollsten Anlagen in einem Stromnetz – unserer ist etwa zehn Jahre alt und durchgehend in Betrieb. Da es jedoch keine Redundanz gibt, ist es für uns wichtig, seinen Zustand und seine Leistung genau überwachen zu können.“

„Wir haben uns für den MHT410 entschieden, weil wir dadurch potenzielle Probleme frühzeitig erkennen können. Dies ist eine entscheidende Maßnahme zur Risikominderung. Eine vorzeitige Fehlererkennung ermöglicht zeitnahe Korrekturmaßnahmen.“

Daten vom MHT410 werden kontinuierlich in das digitale Steuerungssystem von Eneco eingespeist, auf das Laurens Freriksen von seinem Laptop aus zugreifen kann. So ist er zum Beispiel in der Lage, die Transformatorlast auf dem gleichen Bildschirm zu verfolgen wie die MHT410 Messungen.

Der MHT410 wurde für eine schnelle und einfache Installation entwickelt, und die Betriebskosten sind niedrig. Dies ist wichtig, da die Kosten für DGA-Monitore im Vergleich zum Wert der Anlagen, die sie schützen helfen, oder im Vergleich zu den Kosten von Ausfällen vernachlässigbar sind.

Zusammenfassung

Für Eneco bedeutet die Installation des Vaisala Monitors im Wesentlichen eine Maßnahme zur Risikominderung. Laurens Freriksen erklärt dazu: „Es gibt uns große Sicherheit, den Zustand des Transformators ständig im Blick zu haben. Der entscheidende Vorteil ist jedoch, dass wir dadurch Zeit gewinnen – Zeit, um eine effektive Strategie zu planen, wenn Gase im Öl auftreten, was auf einen Fehler hindeutet –, um die Leistung des Transformators zu optimieren und seine Lebensdauer zu verlängern.“

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