Welche Ausfallarten sind bei einem Transformator möglich? Wie identifiziert und behebt man diese Ausfälle?

Transformator sind kritische Komponenten in Stromsystemen, und verschiedene Ausfallarten können ihren Betrieb beeinträchtigen. Die zeitnahe Identifizierung und Behebung dieser Ausfallarten ist entscheidend, um kostspielige Stillstandszeiten zu vermeiden und die Systemzuverlässigkeit sicherzustellen. Im Folgenden finden Sie einige häufige Transformatorausfälle sowie Methoden zur Identifizierung und Behebung:

• Isolierstoffausfall
  Identifizierung: Ein Isolierstoffausfall führt zu einer Verringerung des Isolationswiderstands, was durch Isolationswiderstandstests (Megger-Tests) erkannt werden kann.
  Reparatur: Ersetzen oder reparieren Sie beschädigte Isoliermaterialien nach Bedarf, einschließlich Isolierdurchführungen, Leitern oder komplette Wicklungen. Untersuchen Sie die Ursache des Isolierstoffausfalls, die auf Überhitzung, Feuchtigkeitseintritt oder Verunreinigungen zurückzuführen sein könnte.

• Überhitzung
  Identifizierung: Überhitzung kann durch Überlastung, unzureichende Kühlung oder lockere Verbindungen entstehen. Hohe Temperaturen können mit Temperatursensoren und Infrarot-Thermografie erkannt werden.
  Reparatur: Reduzieren Sie die Last innerhalb der Nennleistung des Transformators, stellen Sie eine angemessene Kühlung sicher und befestigen Sie lockere Verbindungen. Wenn nötig, überlegen Sie eine Neugestaltung des Kühlungssystems.

• Kernsättigung
  Identifizierung: Kernsättigung tritt auf, wenn der magnetische Kern seine Grenze erreicht, was zu einer Verzerrung des Ausgangssignals führt. Dies kann anhand von harmonischen Verzerrungen in Strom- und Spannungswellen beobachtet werden.
  Reparatur: Installieren Sie harmonische Filter, um die Kernsättigung zu mildern. Prüfen Sie, ob ein anderes Kernmaterial oder -design erforderlich ist, um die Sättigung zu verhindern.

• Wicklungs- und Kernschäden
  Identifizierung: Eine visuelle Inspektion kann physische Schäden wie Risse, Verformungen oder Deformationen in Wicklungen oder dem Kern aufdecken.
  Reparatur: Reparieren oder ersetzen Sie beschädigte Komponenten. Geringfügige Wicklungsschäden können lokal repariert werden, während schwere Schäden eine Neuwickelung oder einen Kernersatz erfordern könnten.

• Ölkontamination und -degradation
  Identifizierung: Öluntersuchungen, einschließlich der Lösungsgasanalyse (DGA), können Verunreinigungen und bei anfänglichen Fehlern entstehende Gase erkennen. Verdunkeltes oder schäumendes Öl kann ebenfalls auf Probleme hinweisen.
  Reparatur: Ersetzen Sie kontaminiertes Öl und beseitigen Sie die Ursache der Kontamination. Überlegen Sie, falls angebracht, den Wechsel zu umweltfreundlicheren und weniger entzündbaren Isolierflüssigkeiten.

• Isolierdurchführungs- und Dichtungslecks
  Identifizierung: Öllecks können visuell beobachtet werden, insbesondere in der Nähe von Isolierdurchführungen und Dichtungen.
  Reparatur: Reparieren oder ersetzen Sie beschädigte Isolierdurchführungen und Dichtungen. Befestigen Sie Verbindungen und stellen Sie eine ordnungsgemäße Abdichtung sicher.

• Kurzschlüsse
  Identifizierung: Kurzschlüsse verursachen Überströme und können charakteristische Geräusche erzeugen. Schutzrelais sollten aufgrund des Kurzschlusses auslösen.
  Reparatur: Ermitteln Sie die Ursache des Kurzschlusses, reparieren Sie beschädigte Komponenten und ersetzen Sie gegebenenfalls betroffene Wicklungsteile.

• Schaltstellenausfälle
  Identifizierung: Schaltstellerfehler können zu Spannungsregulierproblemen oder Bogenbildung in No-Load Tap Changers (NLTC) führen. Die Überwachung von Spannungsänderungen hilft, Schaltstellerprobleme zu identifizieren.
  Reparatur: Reinigen, ölen und warten Sie den Schaltsteller. Bei anhaltenden Problemen sollte eine Reparatur oder ein Ersatz in Betracht gezogen werden.

• Feuchtigkeitseintritt
  Identifizierung: Feuchtigkeitseintritt kann durch Feuchtigkeitsanalysen erkannt werden. Eine visuelle Inspektion kann auch Anzeichen von Feuchtigkeitsschäden, wie Rost oder Korrosion, aufdecken.
  Reparatur: Beseitigen Sie die Quelle des Feuchtigkeitseintritts, reparieren oder ersetzen Sie beschädigte Komponenten und sorgen Sie für eine ordnungsgemäße Abdichtung.

Regelmäßige präventive Wartung ist entscheidend, einschließlich visueller Inspektionen, Ölprobenentnahmen und Isolationswiderstandstests, um potenzielle Probleme frühzeitig zu erkennen. Zudem sollten Zustandsüberwachungstechniken wie Online-Monitoring und Teilentladungsprüfungen eingesetzt werden, um die Gesundheit des Transformators kontinuierlich zu bewerten. Rechtzeitige Wartung und Reparaturen helfen, die Lebensdauer des Transformators zu verlängern und kostspielige Ausfälle zu vermeiden.