Fehlerort des Transformators

发布时间：6. Oktober 2025 08:17:40

  • KernzielFehlerortung bei Transformatoren: Ziel der Fehlerortung ist die genaue Bestimmung der Art des Fehlers (z. B. Kurzschluss, Unterbrechung, Entladung), des spezifischen Bauteils (z. B. Wicklung, Kern, Stufenschalter, Buchse), in dem der Fehler auftritt, und seiner physischen Position durch systematische Überwachung, Prüfung und Analyse.

  • Positionierungslogik:: Nach dem Prinzip "von der Oberfläche zum Inneren, vom Makro zum Mikro". Der erste Schritt besteht in der Analyse von Online-Überwachungsdaten und Relais-Schutzmaßnahmen für eine erste Untersuchung; der zweite Schritt besteht in der Durchführung einer Reihe zerstörungsfreier elektrischer Diagnosetests nach einem Stromausfall; und der letzte Schritt besteht in der Einbeziehung fortschrittlicher akustischer/vibrationsbezogener Techniken oder in der Durchführung interner Inspektionen, falls erforderlich.

  • Wichtige Online-Methoden:

    • Analyse gelöster Gase (DGA) in Öl:: Bestimmung der Energiedichte und der Art des Fehlers (z.B. Überhitzung, Lichtbogen, Teilentladung) durch Analyse der Art und des Inhalts des charakteristischen Gases des Fehlers.

    • Analyse von Relais-SchutzmaßnahmenSchnelles Bestimmen des Bereichs (intern/extern) und des Schweregrads eines Fehlers auf der Grundlage der wirkenden Schutzart (z. B. Differential, Gas, Überstrom).

  • Kern-Offline-Tests:

    • Elektrische RoutineprüfungenUmfasst den Gleichstromwiderstand der Wicklung, das Übersetzungsverhältnis, den Isolationswiderstand, den dielektrischen Verlustfaktor usw. Er wird verwendet, um die Leitfähigkeit der Wicklung, Windungsschlüsse und den Zustand des Isolationssystems zu beurteilen.

    • Mechanische ZustandsdiagnoseDie Frequenzganganalyse (SFRA) ist das wirksamste Mittel zur Diagnose mechanischer Schäden wie Verformung und Verschiebung von Wicklungen.

  • Endziel:: Die genaue Fehlerortung ist die Grundlage für die Erstellung eines Reparaturprogramms (Reparatur vor Ort, Rücksendung an das Werk zur Überholung oder Verschrottung), die Bewertung der Unfallschäden und die Analyse der Fehlerursache, um die Wiederholung ähnlicher Unfälle zu verhindern.

I. Erstdiagnose von Störungen: Online-Überwachung und Analyse von Unfallinformationen

Nach einer Transformatorauslösung besteht der erste Schritt zur Fehlerortung nicht in einer sofortigen Prüfung vor Ort, sondern in einer detaillierten Analyse der Online-Daten vor der Auslösung und der Informationen zu den Schutzmaßnahmen.

1. die Analyse der Informationen über die Schutzwirkung der Relais

  • Gas-Relais(Gas-)SchutzmaßnahmenDies ist der direkteste Beweis, der eindeutig darauf hinweist, dass der Fehler im Inneren des Kraftstofftanks liegt.

    • Leichter GasalarmNormalerweise entspricht dies anfänglichen latenten Fehlern, wie z. B. örtlicher Überhitzung und geringfügigen Entladungen, was auf eine niedrige Fehlerenergie schließen lässt.

    • Starke GasauslösungZeigt an, dass ein schwerer interner Kurzschluss aufgetreten ist, der einen heftigen Ölstromstoß verursacht.

  • DifferentialschutzwirkungZeigt an, dass innerhalb der vom Differentialstromwandler gebildeten Schutzzone (d.h. Transformatorgehäuse und Durchführungen) ein schwerer Phasen- oder Erdkurzschluss aufgetreten ist.

  • Überstromschutz/ImpedanzschutzfunktionWenn nur der Reserveschutz anspricht, kann der Fehler extern oder intern im Transformator liegen und erfordert eine weitere Beurteilung in Verbindung mit anderen Informationen.

2 DGA - Analyse gelöster Gase in Öl
Die DGA ist das wirksamste Mittel zur Diagnose von latenten Fehlern in einem Transformator und zur Analyse der Art der aufgetretenen Fehler. Verschiedene Arten von Fehlern führen dazu, dass sich Isolieröl und Papier bei unterschiedlichen Temperaturen zersetzen, wobei spezifische Gaskombinationen entstehen.

  • Überhitzung bei niedrigen Temperaturen (<300°C):: Produziert hauptsächlich Methan (CH₄) und Ethan (C₂H₆).

  • Überhitzung bei mittleren bis hohen Temperaturen (300°C - 700°C)Hauptsächlich produziert es Ethylen (C₂H₄).

  • Teilentladung (PD)Wasserstoff: Produziert hauptsächlich Wasserstoff (H₂) und eine kleine Menge Methan.

  • Bogenentladung (>700°C)Erzeugt große Mengen an Wasserstoff (H₂) und Acetylen (C₂H₂). Acetylen ist das einzige wirksame Gas zur Charakterisierung von Lichtbogenfehlern.

Durch die Analyse der Veränderungen der DGA-Daten vor und nach dem Ausfall und die Verwendung derDuval-Dreieck Mit äquivalenten grafischen Methoden lässt sich genau bestimmen, ob es sich um einen Überhitzungsfehler, eine Teilentladung oder einen energetischen Lichtbogen handelt.

II. elektrische Diagnoseprüfung und Positionierung nach einem Stromausfall

Nach Abschluss der Erstdiagnose und der Sicherstellung von Sicherheitsmaßnahmen wird eine Reihe von elektrischen Offline-Tests durchgeführt, um den Fehler weiter zu lokalisieren.

Testaufgaben Prinzip der Prüfung Lokalisierbare Fehlerarten und Komponenten
Messung des DC-Widerstands der Wicklung Messen Sie den Gleichstromwiderstandswert der Wicklungsleiter und vergleichen Sie die Dreiphasenbilanz mit den Werks- oder Erfahrungswerten.
  • Hoher WiderstandswertGebrochene Wicklungsleitungen, schlechter Kontakt oder Verbrennungen an den Leitungsanschlüssen, schlechter Kontakt am Stufenschalter.
  • Niedriger WiderstandswertStarker Kurzschluss von Windung zu Windung oder Schicht zu Schicht der Wicklungen (jedoch mit geringer Empfindlichkeit).
Messung des variablen Druckverhältnisses (Ratio) Messen Sie das Spannungsverhältnis der Hoch- und Niederspannungswicklungen in jeder Stufenstellung und vergleichen Sie es mit den theoretischen Werten.
  • Verhältnisabweichung übersteigt den Standard: Die effektivste Methode zur Lokalisierung von Kurzschlüssen zwischen den Windungen. Der Kurzschluss kann auf die spezifische Wicklung und Phase zurückgeführt werden, in der der Windungsschluss aufgetreten ist.
  • Ausfall des StufenschaltersWenn das Übersetzungsverhältnis beim Schalten der Stufe abnormal ist, kann ein Fehler im Laststufenschalter lokalisiert werden.
Isolationswiderstand und Polarisationsindex Messen Sie den Isolationswiderstand der Wicklungen gegen Erde und zwischen den Wicklungen, um den Gesamtzustand des Isolationssystems zu beurteilen.
  • Widerstandswert zu niedrig:: Die Wicklungsisolierung ist insgesamt feucht, stark verschmutzt oder es liegt ein durchgehender Isolationsdurchbruch vor. Es ist möglich zu lokalisieren, welche Wicklung (HV, MV, LV) in ihrem Isolationssystem gegen Erde oder zwischen den Phasen ausgefallen ist.
Dielektrischer Verlustfaktor (Tanδ) und Kapazität Misst den dielektrischen Verlust eines Isolationssystems und ist empfindlich gegenüber Defekten wie Alterung, Feuchtigkeit und Verschmutzung der Isolierung.
  • Anomaler Anstieg des Wertes von TanδIsolationswiderstand: Ähnlich wie der Isolationswiderstand kann er eine Verschlechterung des Isolationssystems lokalisieren und ist empfindlicher als der Isolationswiderstand. Verschiedene Verdrahtungsmethoden (z.B. vorwärts und rückwärts) können verwendet werden, um zwischen Wicklungs- und Gehäuseisolationsproblemen zu unterscheiden.
Kurzschluss-Impedanzmessung Messen Sie die prozentuale Impedanz des Transformators unter Kurzschlussbedingungen und vergleichen Sie sie mit dem Wert auf dem Typenschild.
  • Signifikante Änderungen der Impedanzwerte: Zeigt an, dass die Wicklungen großen Kurzschlussstromstößen ausgesetzt waren und eineAllgemeine Verformung, Verschiebung oder Lockerung. Dies ist ein wichtiger Indikator dafür, ob die mechanische Struktur des Transformators beschädigt ist.

III. fortschrittliche Fehlerortungstechnologie

Für einige komplexe Fehler, die mit herkömmlichen elektrischen Prüfungen nur schwer zu lokalisieren sind, werden fortschrittlichere Techniken benötigt.

1 SFRA - Sweep-Frequenzgang-Analyse

  • TheorieSFRA ist als "Fingerabdruck"-Test für Transformatoren bekannt. Sie misst die Reaktion einer Wicklung, indem sie ein Wobbelsignal (Hz bis MHz) in die Wicklung einspeist und eine eindeutige Frequenzgangkurve aufzeichnet. Die Induktivität (Wicklungen) und die Kapazität (Windung zu Windung, Schicht zu Schicht und Erde) im Transformator bilden ein komplexes RLC-Netzwerk, und jede mechanische Veränderung (z. B. Verformung der Wicklungen, Kernverschiebung, Lockerung der Klemmen) verändert dieses Netzwerk, was zu einer Veränderung der "Fingerprint"-Kurve führt.

  • GerätDurch den Vergleich der Stromprüfkurve mit der Werkskurve oder der historischen Kurve kann mit hoher Empfindlichkeit festgestellt werden, ob der Transformator einen mechanischen Schaden erlitten hat, sowie die Schwere und den ungefähren Bereich des Schadens.

2. akustische Teilentladungen

  • TheorieWenn Teilentladungen im Inneren eines Transformators auftreten, werden Ultraschallsignale erzeugt. Diese Schallwellen wandern durch das Isolieröl zur Tankwand.

  • ausfindig machen.Anordnung mehrerer Ultraschallsensoren außerhalb der Tankwand, durch Messung der Zeitdifferenz (Zeitverzögerung) zwischen dem Eintreffen des Abflusssignals an den verschiedenen Sensoren und Verwendung desTriangulationsalgorithmusDies ermöglicht die Berechnung der dreidimensionalen Raumkoordinaten der Austrittsquelle innerhalb des Tanks und damit die genaue physische Lokalisierung des Austrittspunktes.

Häufig gestellte Fragen (FAQ)

1) Was ist der erste Schritt bei der Fehlersuche nach einer Transformatorauslösung?
Der erste Schritt ist definitiv nicht die sofortige Prüfung. Der erste Schritt istGewährleistung der Sicherheit(Isolierung, Leistungsprüfung, Erdung), gefolgt von derSammeln von InformationenAufzeichnung und detaillierte Analyse der ausgelösten Schutzvorrichtungen, des Zeitpunkts der Auslösung, der Last und der Wetterbedingungen vor der Auslösung sowie Entnahme einer Probe des Transformators für die Analyse gelöster Gase (DGA) in Öl. Die Kombination dieser Informationen ermöglicht eine grundlegende Beurteilung der Art und des Ausmaßes des Fehlers und dient als Leitfaden für das anschließende Prüfprogramm.

2) Was ist der Unterschied zwischen DGA und SFRA bei der Fehlersuche?
Sie sind komplementär: Die DGA diagnostiziert dieelektrochemisches Versagendie Ihnen mitteilt, ob ein Ereignis wie Überhitzung, Entladung usw. im Transformator auftritt oder aufgetreten ist. Und SFRA diagnostiziert dieStrukturelles mechanisches VersagenSie zeigt an, ob das "Skelett" des Transformators (Wicklungen, Kern usw.) verformt oder verschoben wurde, weil es den elektrischen Kräften oder äußeren Einwirkungen nicht standhalten kann. Ein schwerwiegender Kurzschluss kann sowohl einen Lichtbogen (DGA kann Acetylen erkennen) als auch eine Verformung der Wicklungen (SFRA kann eine Kurvenänderung erkennen) verursachen.

3) Inwieweit ist es möglich, den Fehler zu lokalisieren, ohne die Transformatorglocke anzuheben (Öffnen des Gehäuses)?
Mit der gesamten Palette der oben beschriebenen nicht-invasiven Diagnosetechniken (DGA, elektrische Prüfung, SFRA, akustische Lokalisierung usw.) kann die überwiegende Mehrheit der Fehler (mehr als 90%) einem bestimmten Bauteil (z. B. Hochspannungswicklung der Phase A) und einer bestimmten Art von Fehler (z. B. Kurzschluss zwischen den Windungen) zugeordnet werden, ohne dass das Gehäuse geöffnet werden muss. Diese genaue Lokalisierung ist für die Beurteilung der Durchführbarkeit einer Reparatur und die Entwicklung eines effizienten Reparaturplans von entscheidender Bedeutung, da so blinde, teure Inspektionen vermieden werden können.