Leistungstransformatoren spielen im Stromnetz eine tragende Rolle. Zur Vermeidung unvorhersehbarer Ausfälle müssen der Transformator und seine internen Komponenten in jedem Fall zuverlässig funktionieren. Eine der wichtigsten Komponenten ist der Laststufenschalter (On-Load Tap Changer, OLTC). Um eine stabile Systemspannung im Stromnetz aufrechtzuerhalten, ist es erforderlich, das Windungszahlenverhältnis des Transformators anzupassen. Der OLTC muss sowohl den elektrischen als auch den mechanischen und thermischen Belastungen standhalten, die durch den Laststrom entstehen. Zur Beurteilung des Zustands von Leistungstransformatoren wurden zahlreiche Diagnoseinstrumente entwickelt. Diese reichen von Instrumenten für die Ölanalyse bis hin zu Messgeräten für die statische und dynamische Widerstandsmessung (Dynamic Resistance Measurements, DRM). Mittels DRM lässt sich das Stromverhalten während der Umschaltung zwischen zwei Stufenschalterpositionen bewerten. Das ermöglicht es, die Hilfskontakte und die Kommutierungswiderstände zu evaluieren und eine Schaltzeitanalyse durchzuführen. Mit der Veröffentlichung von PTM 4.90 wurde das Spektrum von Prüffunktionen von TESTRANO 600 um zwei leistungsstarke OLTC-spezifische Funktionen erweitert: die Vibro-akustische Messung (VAM) und den dreiphasigen OLTC-Scan. In den folgenden Beispielen werfen wir einen Blick auf beide Funktionen und erläutern, wie sie eingesetzt werden können, um die OLTC-Prüfung zu erleichtern und den OLTC-Zustand eingehend zu bewerten. 1. Funktion: VAM Basis der vibroakustischen Messung (VAM) ist die Aufzeichnung der Vibrationsmuster, die während des Schaltvorgangs entstehen. Das neue Messmodul VAM1 wurde in Kooperation mit dem deutschen OLTC-Hersteller Maschinenfabrik Reinhausen entwickelt. VAM1 ermöglicht den Anschluss von bis zu drei piezoelektrischen Sensoren, die mit Magneten am Transformatorkessel befestigt werden. Die während des Schaltvorgangs entstehenden Vibrationsmuster hängen vom inneren Aufbau und vom Schaltprinzip des Stufenschalters ab. Daher sind diese Muster für jeden Stufenschalter spezifisch und können bei zukünftigen Messungen als Referenzwerte herangezogen werden. Für hinreichend aussagekräftige Messwerte ist es wichtig, den Sensor an der richtigen Stelle zu platzieren. Für optimale Ergebnisse sollte sich der Sensor so nah wie möglich am OLTC befinden. Die neue Prüfung in PTM 4.90 überprüft die Datenqualität der aufgezeichneten Kurven selbsttätig, was den Anwender:innen die Arbeit erleichtert. Ist die Qualität nicht ausreichend, weil beispielsweise die Signalstärke zu gering ist, kennzeichnet die Software den entsprechenden Datensatz und macht Vorschläge zur Behebung des Problems. Die VAM-Prüfung kann auf zweierlei Art und Weise durchgeführt werden: Zum einen kann die Messung während einer geplanten Wartungsabschaltung des Transformators erfolgen (offline). Zum anderen ist es möglich, die VAM-Prüfung durchzuführen, während der Transformator in Betrieb ist (online). Die Ergebnisse einer solchen Vibrationsanalyse können dann bei der Festlegung von Prioritäten für die Wartungsarbeiten an einer OLTCFlotte berücksichtigt werden. Die mit einer Abtastfrequenz von 250kHz ermittelten Rohdaten werden mittels einer kontinuierlichen WaveletTransformation in den Frequenz-ZeitBereich transformiert. Dieses sogenannte Frequenz-Zeit-Diagramm veranschaulicht die verschiedenen Frequenzkomponenten der Vibrationen. Es kann zur Analyse der Signalqualität (Signal-Störabstand) und zur Identifizierung möglicher Einflussfaktoren, wie z. B. externer Störquellen, verwendet werden. Abbildung 1 zeigt ein Beispiel für ein Frequenz-Zeit-Diagramm, das den Beginn des Schaltvorgangs (links), die Aktivität des Vorwählers (Mitte) und schließlich den Schaltvorgang des Lastumschalters (rechts) darstellt. Die Farben stehen für die Signalstärke: Blau steht für ein schwaches und Rot für ein starkes Signal. Das Signal wird im Frequenzbereich integriert, was zur sogenannten Hüllkurve führt. Diese Kurve ist der eigentliche 28
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