Einsatz einer mobilen Spannungsquelle zur Zustandsbewertung von Trockentransformatoren mittels Teilentladungsdiagnostik

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Im Rahmen der Energiewende und des damit verbundenen Ausbaus erneuerbarer Energien, steigt die Anzahl der installierten Trockentransformatoren im Mittelspannungsnetz. Ebenfalls in Industriebtrieben, im Marine Bereich und im zivilen Sektor ist eine große Anzahl dieser Betriebsmittel anzutreffen. Allen Anwendungsbereichen ist gemein, dass die Vorteile von Trockentransformatoren im Hinblick auf die besonderen Installationsorte genutzt werden sollen. So ermöglicht der Verzicht von Mineralöl als Isoliermedium den Einsatz in Gebieten mit hohen Anforderungen an den Umweltschutz. Weiterhin werden die Brandlast und die Gefahr durch starke Rauchentwicklung, bspw. in Tunneln oder Gebäuden, minimiert. Der Verzicht auf Mineralöl und die besonderen Umgebungsbedingungen stellen aber auch Herausforderungen an die Zustandsdiagnostik von in Betrieb befindlichen Transformatoren dar. So entfällt die bewährte Möglichkeit einer Gas-in-Öl-Analyse. Weiterhin können beengte Platzverhältnisse und die Zugangsmöglichkeiten zum Prüfling eine vor-Ort-Messung erschweren. Der vorliegende Beitrag liefert daher einen Ansatz zur Zustandsbewertung von Trockentransformatoren mittels Teilentladungsmessungen. Durch den Einsatz einer mobilen, tragbaren Spannungsquelle wird im Feld eine einphasige induzierte Spannungsprüfung durchgeführt. In Kombination mit einer Teilentladungsmessung wird der Isolierungszustand jedes Spulenkörpers individuell analysiert und bewertet. Je nach Leistungsklasse des geprüften Transformators variiert die benötigte Prüfleistung stark. Daher wird ein modulares System eingesetzt, das um bis zu zwei Leistungsverstärker erweitert werden kann. Auf diese Weise können Transformatoren bis 20 MVA geprüft werden. Weiterhin lässt sich durch eine frequenzvariable Einspeisung der Blindleistungsbedarf auf ein Minimum reduzieren. Im Gegensatz zu Laborprüfungen unter kontrollierten Bedingungen, ist im Feld mit einem erhöhten Störpegel durch rotierende Maschinen, Leistungselektronik und andere Verbraucher zu rechnen. Anhand von Praxisbeispielen werden Möglichkeiten aufgezeigt, wie mittels einer synchronen Mehrfrequenz-TE-Messung (3CFRD, three-centre-frequency relation diagram) zum einen Nutzsignale von Störimpulsen getrennt werden können. Zum anderen können auf diese Weise auch unterschiedliche TE-Quellen separiert werden. Weiterhin wird die Fragestellung der Wahl möglicher Bewertungskriterien für gealterte Transformatoren diskutiert.