Intelligente Betriebsführung von Transformatoren: Ein neues Modell der anlagengestützten Verwaltung auf Basis von Online-Überwachungsdaten

• Von der reaktiven Reparatur zur proaktiven Prävention: Bei der herkömmlichen Wartung und dem Betrieb von Transformatoren werden Reparaturen erst nach Auftreten eines Defekts durchgeführt. Die intelligente Wartung und der intelligente Betrieb erkennen anhand von Online-Überwachungsdaten frühzeitig auffällige Trends und ermöglichen so die Planung von Wartungsarbeiten noch vor dem Auftreten eines Defekts, wodurch aus einer reaktiven in eine proaktive Herangehensweise gewechselt wird.
• Von erfahrungsbasiert zu datengestützt: Bei der herkömmlichen Betriebsführung stützt man sich auf die Erfahrungswerte der Fachkräfte – man hört auf Geräusche, misst die Temperatur und nimmt Gerüche wahr. Bei der intelligenten Betriebsführung werden diese Erfahrungen in Datenmodelle umgewandelt, sodass Entscheidungen auf der Grundlage objektiver Daten getroffen werden und die Abhängigkeit von persönlicher Erfahrung verringert wird.
• Von der regelmäßigen Wartung zur bedarfsorientierten Wartung: Stromausfälle für Wartungsarbeiten werden nicht mehr nach festen Zeitabständen geplant, sondern es wird anhand des tatsächlichen Zustands der Anlagen entschieden, wann welche Wartungsarbeiten durchgeführt werden. Bei einwandfreien Anlagen werden die Wartungsintervalle verlängert, bei Anlagen mit Auffälligkeiten werden die Wartungsarbeiten vorgezogen.

1. Die vier Kernkomponenten des intelligenten Betriebs und der Wartung

1.1 Datenerhebung——Das Online-Überwachungssystem liefert kontinuierlich mehrdimensionale Daten zum Anlagenzustand. Die Daten der Ölchromatographie geben Aufschluss über chemische Produkte interner Fehler, die Daten zu partiellen Entladungen spiegeln die Entladungsaktivität der Isolierung wider, die Temperaturdaten geben Aufschluss über den thermischen Zustand, der Kernstrom spiegelt den Zustand der Erdungsisolierung wider und die Schwingungs- und Geräuschmuster geben Aufschluss über den Zustand der mechanischen Struktur. Mehrdimensionale Daten bilden die Grundlage für einen intelligenten Betrieb und eine intelligente Wartung.

1.2 Zustandsbewertung——Auf der Grundlage mehrdimensionaler Daten wird eine umfassende Zustandsbewertung der Anlagen vorgenommen. Normale Daten erhalten die volle Punktzahl, Werte im Beobachtungsbereich die Hälfte der Punkte und Alarmwerte null Punkte. Die Gesamtbewertung ergibt sich aus der gewichteten Summe der einzelnen Dimensionen entsprechend ihrer Wichtigkeit. Anlagen, deren Punktzahl unter dem Schwellenwert liegt, werden in die Liste der besonders zu beobachtenden Anlagen oder in den Wartungsplan aufgenommen.

1.3 Entscheidungshilfe——Das System erstellt anhand der Auswertungsergebnisse automatisch eine Rangfolge der Wartungsprioritäten sowie konkrete Empfehlungen. Beispiele: Bei einem anhaltenden Anstieg des Acetylenwerts wird eine Betriebsunterbrechung zur Überprüfung empfohlen, bei einer zu hohen Öltemperatur eine Überprüfung des Kühlsystems und bei einem Anstieg des Kernstroms eine Überprüfung auf Mehrpunkt-Erdung. Das Betriebs- und Wartungspersonal erhält Diagnoseempfehlungen und keine Rohdaten.

1.4 Management mit geschlossenem Regelkreis——Nach Durchführung der Wartungsarbeiten werden die bei der Wartung festgestellten Mängel und die Ergebnisse der Behebung an das System zurückgemeldet und mit den vor der Wartung erstellten Diagnoseprognosen verglichen. Die Rückmeldedaten dienen der kontinuierlichen Optimierung des Bewertungsmodells und der Diagnosealgorithmen und bilden so einen datengesteuerten Kreislauf der kontinuierlichen Verbesserung.

2. Vorgehensweise

2.1 Schaffung einer Überwachungsgrundlage– An wichtigen Transformatoren sind Online-Überwachungssysteme zu installieren, die mindestens die beiden grundlegenden Parameter Ölchromatographie und Temperatur abdecken.

2.2 Erfassung der Datenbasis——Erstellen Sie nach mehr als einem Jahr Betrieb ein Datenprofil des Normalzustands der Anlage, um die normalen Schwankungsbereiche unter verschiedenen Betriebsbedingungen zu ermitteln.

2.3 Festlegung von Bewertungsregeln——Auf der Grundlage von Branchenstandards (z. B. GB/T 7252 „Leitfaden zur Bestimmung von gelösten Gasen in Öl“) und den eigenen Betriebs- und Wartungserfahrungen des Unternehmens sollen ein Bewertungssystem und entsprechende Regeln erstellt werden.

2.4 Einbindung in den Verwaltungsprozess——Die Ergebnisse der Zustandsbewertung werden mit den Instandhaltungsplänen, der Ersatzteilverwaltung und der Budgetierung verknüpft, um einen geschlossenen Managementkreislauf zu bilden.

3. häufig gestellte Fragen

3.1 Frage: Wie viele Daten sind für den Einstieg in den intelligenten Betrieb und die Wartung erforderlich?

Antwort: Es werden Daten aus mindestens einem vollständigen Jahreszyklus benötigt, die die verschiedenen Betriebsbedingungen und Umgebungstemperaturen aller vier Jahreszeiten abdecken. Je länger die Datenreihe ist und je vielfältiger die abgedeckten Betriebsbedingungen sind, desto genauer ist das Bewertungsmodell.

3.2 Frage: Ist eine intelligente Betriebsführung auch ohne KI möglich?

Antwort: Ja. Für grundlegende Schwellenwertwarnungen und die Regel-Engine ist keine KI-Technologie erforderlich. Sammeln Sie zunächst die Daten und wenden Sie die Regeln an – KI kann dann später als zusätzliches Plus dienen. Warten Sie nicht, bis die KI-Technologie perfekt ist, bevor Sie mit dem intelligenten Betrieb und der Wartung beginnen.

3.3 Frage: Welche neuen Kompetenzen benötigt das Betriebs- und Wartungsteam?

Antwort: Man muss in der Lage sein, die Überwachungsdaten und Analyseberichte zu verstehen sowie die Backend-Software des Überwachungssystems zu bedienen. Die vom Anbieter angebotenen Systemschulungen sind entscheidend dafür, dass das Betriebs- und Wartungsteam den Umgang mit dem System erlernen kann. Man muss kein Experte für Datenanalyse sein, sollte aber die Bedeutung der Daten und die entsprechenden Reaktionsabläufe verstehen.

Haftungsausschluss: Der Inhalt dieses Artikels dient ausschließlich dem technischen Austausch und der Information und stellt weder eine Kaufzusage noch ein Vertragsangebot dar.

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