DD218465A1

DD218465A1 - Verfahren zur ueberwachung oelisolierter hochspannungsgeraete, insbes. oeltransformatoren

Info

Publication number: DD218465A1
Application number: DD24928983A
Authority: DD
Inventors: Hermann Koeppen; Eckhard Braesel
Original assignee: Orgreb Inst Kraftwerke
Priority date: 1983-03-29
Filing date: 1983-03-29
Publication date: 1985-02-06

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ueberwachen von oelisolierten Hochspannungsgeraeten, insbesondere Oeltransformatoren. Es soll eine Schadensfrueherkennung anhand der Ermittlung schadensspezifischer Gaskomponenten im Spurenkonzentrationsbereich ermoeglicht werden, in dem eine kontinuierliche Erfassung mehrerer derartiger Gaskomponenten des an einem Oelkessel im Loesungsgleichgewicht mit dem Isolieroel befindlichen freien Gases erfolgt. Dazu wird das freie Gas, das sich in einem ueber eine gasdurchlaessige Membran mit dem Oelgefaess verbundenen Gasbereitstellungsgeraet bildet, in einem geschlossenen Kreislauf mittels einer Pumpe kontinuierlich durch einen Infrarotabsorptionsanalysator gefoerdert, dessen Bandbreite und dessen Ansprechschwellwert so eingestellt werden, dass er auf eine vorgewaehlte Summe von Gaskonzentrationen der in den eingestellten Bandbereich fallenden Gaskomponenten, z. B. CH4, C2H6, C2H4, C3H3, C3H6, anspricht und Konzentrationsueberschreitungen anzeigt. Fig. 1

Description

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Titel der Erfindung

Verfahren zur Überwachung ölisolierter Hochspannungsgeräte, insbesondere 'öltransformatoren

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur ,Überwachung, ölisolierter ^ochspannungsgeräte, insbesondere öltransformatoren, durch Erfassen der Konzentration schadensspezifischer Zersetzungsgase.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen -

Ss sind Anordnungen bekannt, die direkt über Membranen am Transformator angeschlossen sind oder das zu analysierende Gas von periodisch das Isolieröl entgasende Vorrichtungen erhalten und eine einfache Einkomponentenoder komplizierte Vielkomponentenmessung ermöglichen¹.' So ist ein Meßgerät beschrieben (US 3.111.388), das über, ein manuell zu betreibendes Ansaug- und Volumenmeßsystem eine Mehrkomponentenmessung auf dem -V/ärmeleitfähigkeits— prinzip durchfuhrt. Nachteilig sind die komplizierte Handbedienung und die zu geringe Empfindlichkeit (nur Prozentbereich). In der DE-AS 2.14JVU4-5 ist ein allgemeiner Gasanalysator im Gasdurchlauf verfahr en angegeben., ohne daß genauere Hinweise auf das Analysengerät selbst ent- . halten sind. Dies gilt auch für die in der,US-Patentschrift 4·.058.373 beschriebene Anordnung zur Gasanalyse geringer Mengen im Gasumlaufverfahren mit einem Gasauf beviahrunssbehälter.

Weiterhin ist eine ,Anordnung "bekannt (US 386646U), die über eine MembranζelIe Gas liefert und zur Analyse mit einem Verbrennungsdetektor bzwV über eine zweite Membran mit einem Hp-Druck-Detektor verbunden ist. Nachteilig ist an dieser Anordnung, daß sie sehr aufwendig ist und keine Absolutwert^Grenzwert)-kontrolle und komponentenspezifische (au'läer H₂) Überwachung zuläßt.¹ Bekannt ist ferner eine Vorrichtung zur Messung des Gasgehaltes von öl, die die Gesamtgaskonzentration über den Gesamtgas-.druck mißt (DE-OS 210526). Sie ist für eine komponentenspezifische Gasanalyse unbrauchbar. Perner ist eine. Anordnung zum Schutz von flüssigkeitsgekühlten Transformatoren, mit einem Buchholzrelais bekannt, bei der eine Analyse von entflammbaren Gaskomponenten mittels Halbleiter erfolgt (DD 115971).' Diese Anordnung spricht auf entflammbare Gase an und ermöglicht keine komponentenspezifische Konzentrationsüberwachung, verbraucht laufend die brennbaren Gasanteile und erlaubt keine Analyse im Spurenbereich.'. Bei einem Verfahren zur Kontrolle des Betriebsverhal£ens von ölisolierten Hochspannungsgeräten wird das Isolieröl teilentgast und die Erhöhung der Gesamtkonzentration über die Gasdruckerhöhung gemessen (DD 144-327)'· Dieses Verfahren ist zuj aufwendig und ungenau·' Es ist ein weiteres Verfahren zur Kontrolle des Betriebsverhaltens olisolierter Hochspannungsgeräte' bekannt, das mit mehreren Detektoren die Gaskonzentration der im Luftpolster des Konservator sich sammelnde Zersetzungsgase mißt (DD 146688)·' Dieses Verfahren ist zu. aufwendig, stellt durch die starke Gasverdünnung im Konservator hohe Ansprüche an die ETac-hweisempfindlichkeit und ist durch die wechselnde Ausdehnung des'Isolieröls kompliziert aufgebaut.

Zur Vorsorgeuntersuchung von Transformatoren ist auch eine Brennstoffzelle, angeschlossen an ein Hg-cLurchlässiges Diaphragma eingesetzt worden, die robust und preiswert ist, aber nur eine Gaskomponente (B^) mißf· (Müller, RV: Gasanalyse -Yorsorgeuntersuchung für Transformatoren; Elektrizitätswirtschaft 79 (1980) 10, S. 356-36O)V In der DE-AS 1.932..004 wird ein Instrument zur Bestimmung des Gasgehaltes von Flüssigkeiten beschrieben, bei dem der Gasgehalt über Druckverringerung durch Absorption des Gases in einem Reagenz gemessen wird.' Dies ist wegen seiner Umständlichkeit, Kompliziertheit und Ungenauigkeit für -.die Transformatorenüberwachung ungeeignet.'

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist die Schadensfrüherkennung an ölisolierten Hochspannungsgeräten, insbesondere Transformatoren, anhand mehrerer schadensspezif is,cher " Gaskomponenten im Spurenkonzentrationsbereich»

Darlegung des Wesens der Erfindung t

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache und zuverlässige Methode anzugeben, mit der durch kontinuierliches Erfassen mehrerer Gaskomponenten des an einem öiisolierten ^acchspannungsgerät im Lösungsgleichgewicht mit dem Isolieröl befindlichen freien Gases rechtzeitig Grenzkonzentrationsüberschreitungen erkannt und damit Hinweise auf sich langzeitlich entwickelnde Schädigungen gegeben werden. Srfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das Gasbereitstellungsgefäß, das z.3. in bekannter Weise über eine gasdurchlässige Membran mit dem ölgefäß verbunden ist, in einen geschlossenen Kreislauf gelegt wird, in den eine Gasförderpumpe und ein

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nac-h dem Prinzip der Infrarotlicht-Absorption arbeitendes Gasmeßgerät eingebunden sind, bei dem die Bandbreite für die zu erfassenden Absorptionsbanden und der Ansprechschwellwert so eingestellt werden, daß es auf eine vorgewählte SuImIIe₁VOu Gaskonzentrationen der in den eingestellten Bandbereich fallenden Gaskomponenten, z.B. CEL , ^Hg, CpH₂, C-Ho» CnHg, anspricht und Konzentrationsüberschreitungen signalisiert. Ss ist zwar seit langem bekannt,· daß die Selektivität von Infrarotlicht-Strahlungsempfängern durch Gaskomponenten eingeschränkt wird, deren Absorp.tionsbanden sich mit den des zu bestimmenden Gases überlappen (DD 153924, BRD-PS 1123139). Dieser Effekt ist bisher jedoch.nicht für Überwachungszwecke ausgenutzt worden; im Gegenteil, es wurde durch besondere Maßnahmen eine möglichst hohe Selektivität zur Messung und Erfassung nur einer Gaskomponente angestrebt.

Ausführungsbeispiel

Die nähere Erläuterung erfolgt anhand der Abbildung. Fig. 1 zeigt eine Prinzipskizze zur Realisierung des Verfahrens, Fig. 2 verdeutlicht Absorptionsbanden von Gaskomponenten. Die Gaszuführungsleitung 1 ist über einen Filter 2', eine GasförcLerpumpe 3 und ein Yorschaltgefäß mit dem Konzentrationsmeßgerät 5> das nach dem Infrarotlicht-Absortionsprinzip arbeitet, verbunden. Das gemessene Gas wird über .einen Gasstromregler 6 und einen Gaskühler 7 in das Gasbereitstellungsgerät (Teil I) zurückgeführt. Überschreitet die gemessene Konzentration den eingestellten Grenzwert * erfolgt durch ein Grenzwertüberwachungsgerät 8 eine Signalisation 9 zum diensthabenden Betriebspersonal, das weitere Untersuchungs-, Meß- und Schutzmaßnahmen einleiten kann.'

Fig. 2 zeigt Infraro-clicht-Absorptionsbanden der Gase Methan, Äthan und Athen und die durch Filter eingestellte Bandbreite zur Messung von Athen nach der üblichen Meßpraxis. Durch wahl geeigneter Filter werden im Gegensatz zu dieser üblichen MeJipraxis nach der Erfindung die Absorptionsbanden aller drei Gase in ihrer vollen Breite und damit stets die Stimme der drei Gaskonzentrationen gemessen« Der Ansprechschwellwert wird so eingestellt, daß das überwachungsgerät anspricht, wenn diese Summe eine Höhe erreicht, die weitere Untersuchungen des isolieröls erforderlich macht, unabhängig davon, welche Gaskomponente dies verursacht hat.

Die Überwachung ist nicht auf die genannten drei Gaskomponenten beschränkt, sie kann in Abhängigkeit der eingesetzten Lichtquelle und Filter auf weitere Gase, deren Absorptionsbanden benachbart sind, ausgedehnt werden·'

Claims

Erfindungsanspruch

Verfahren- zum Überwachen von ölisolierten Hochspannungsgeräten,, insbesondere Öltransformatoren, durch Erfassen von Zersetzungsgasanteilen des an ,einem ölisolierten 'Hochspannungsgerät» 2VB. Öltransformator, im Gleichgewichtszustand mit dem Isolieröl befindlichen freien Gas, das sich z.B. in einem über eine gasdurchlässige Membran mit dem·ölgefäß verbundenen Gasbereitstellungs-. gerät bildet, bei dem das freie Gas in einem geschlossenen· Kreislauf über Analysengeräte geführt wird, gekennzeichnet dadurch, daß das Gas "bei •Gleichgewichtsdruck mittels einer Pumpe kontinuierlich durch einen Infrarotlichtabsorptionsanalysator gefördert wird, dessen Bandbreite und dessen Ansprechschwellwert so eingestellt werden, daß er auf eine vorgewählte Summe von Gaskonzentrationen der in den eingestellten Bandbereich fallenden Gaskomponenten, z.BV CR₁.jCpHt ,CpH^,, CJ3o, CUHg, anspricht und Konzentrationsüberschreitungen signalisiert."

Hierzu
.2 Blatt Zeichnungen