Gemeinsamer Ölhaushalt von Transformator und Stufenschalter

Conference: VDE-Hochspannungstechnik 2016 - ETG-Fachtagung
11/14/2016 - 11/16/2016 at Berlin, Deutschland

Proceedings: VDE-Hochspannungstechnik 2016

Pages: 6Language: germanTyp: PDF

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Authors:
Frotscher, Rainer (Maschinenfabrik Reinhausen GmbH, Regensburg, Deutschland)
Findeisen, Jörg (Siemens AG, Dresden, Deutschland)

Abstract:
Laststufenschalter (OLTCs) werden in geregelten Leistungstransformatoren zur Anpassung des Übersetzungsverhältnisses eingesetzt. Sie besitzen ein Ölgefäß, das einen vom Transformatorenöl getrennten Ölraum bereitstellt und in dem die Lastumschaltung unterbrechungsfrei vollzogen wird. Mit der traditionell angewendeten Ölschalttechnik wird das Lastumschalteröl durch die Schaltlichtbögen zersetzt, die Kontakte brennen ab und es entsteht Ruß sowie große Mengen an Zersetzungsgasen. Diese Technik erfordert neben dem regelmäßigen Kontaktwechsel und dem Austausch des Lastumschalteröles grundsätzlich freiatmende Konstruktionen, damit die Schaltgase an die Umgebungsluft entweichen können. Stufenschalter in Vakuumtechnologie schließen die Schaltlichtbögen in Vakuumschaltröhren ein und sorgen damit a) für eine äußerst lange Lebensdauer der Schaltkontakte, b) für eine gleichbleibend hohe Qualität des Stufenschalteröles und c) für sehr geringe Mengen an im Öl gelösten Gasen. Die Belastungen von Transformatoren- und Stufenschalteröl sind vergleichbar. Daher liegt es nahe, die Ölräume von Transformator und OLTC miteinander zu verbinden. Zur Bewertung möglicher Nebenwirkungen eines gemeinsamen Ölhaushaltes wurden umfangreiche Versuche im Labor sowie ein Feldtest durchgeführt. Dabei wurden neben dem Gasungsverhalten der im OLTC eingebauten Überschaltwiderstände in weiteren Leistungsversuchen die maximal zu erwartenden Gasmengen für verschiedene VACUTAP(r)-Stufenschaltermodelle bei Schalthandlungen unter Vollast und Überlast ermittelt. In einem weiteren Modellversuch wurde die mögliche Beeinflussung der Transformator-DGA durch OLTC-Gase untersucht, wenn die Ölhaushalte über eine kurze Rohrleitung verbunden werden. Es zeigte sich, dass eine Beeinflussung der Transformator-DGA nicht nachweisbar ist. In einem Pilotprojekt an einem freiatmenden 40MVA-Transformator mit verbundenen Ölhaushalten und VACUTAP(r)-Stufenschalter wurde die Gasentwicklung im Transformatoren- und Stufenschalteröl über einen Zeitraum von 2 Jahren beobachtet. Auch hier zeigte sich eine äußerst geringe Gasentwicklung. Die leicht höheren Werte einiger Gase im Stufenschalteröl können mit stray-gassing-Prozessen in Verbindung mit den verwendeten Metallen erklärt werden. Der Anstieg an Kohlendioxid im Stufenschalteröl repräsentiert eine leichte thermische Belastung des Stufenschalteröles, die durch den Wärmeeintrag der Überschaltwiderstände verursacht wurde. Der gemeinsame Ölhaushalt ermöglicht einen vereinfachten Aufbau, sowohl des Stufenschalters als auch des Transformators. Für Stufenschalter in Hermetikanwendungen gilt ein spezielles Schutzkonzept, das auch bei verbundenen Ölräumen problemlos umgesetzt werden kann.