Prüfung und Monitoring von Leistungstransformatoren Isolationsprüfung von Transformatoren

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12 Oktober 2017
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Die Frequenzganganalyse (SFRA) an Transformatoren liefert äußerst wertvolle Informationen über die mechanische Unversehrtheit der Transformator-Komponenten.
Autor/Autorin: Tony Wills - Application Engineer | 2 Min. Lesezeit

Die Frequenzganganalyse (SFRA) an Transformatoren liefert äußerst wertvolle Informationen über die mechanische Unversehrtheit der Transformator-Komponenten – Informationen, die auf keine andere Weise gewonnen werden können, ohne den Transformator zu demontieren oder zumindest eine gründliche interne Inspektion durchzuführen.

 

Was misst die SFRA?

 

Mechanische Bewegungen oder Verformungen innerhalb des Transformators führen zu Änderungen der Induktivität und Kapazitätsverteilung des Transformators. 

Diese Veränderungen sind die Messgrößen der SFRA-Prüfung.

Einige Ingenieure und Techniker empfinden die Auswertung von SFRA-Testergebnissen jedoch als schwierig, insbesondere wenn sie noch wenig Erfahrung mit dieser Technik haben. 

Vergleichbare Ergebnisse, idealerweise aus Tests, die durchgeführt wurden, als der Transformator neu oder in bekannter guter Betriebsbedingung war, sind sehr hilfreich, da sich die Ergebnisse der Frequenzganganalyse im Verlauf der Lebensdauer eines Transformators nicht verändern sollten.

 

Doch was bedeutet es, wenn sich die Testergebnisse ändern?

 

Internationale Normungsorganisationen haben Leitfäden und Broschüren entwickelt, um diese Frage zu beantworten, doch für diejenigen, die einen eher praktischen Ansatz bevorzugen, ist das Demonstrationsgerät FDB101 von Megger eine sehr attraktive Alternative.

 

Abbildung 1: Frax-Demonstrationgerät FDB101

 

 

Dieses Demonstrationsgerät, das in Abbildung 1 abgebildet ist, hat sich bei denjenigen, die es gesehen haben, als außerordentlich beliebt erwiesen. 

Sein Herzstück bildet ein echter – wenn auch natürlich stark verkleinerter – Transformator. Tests können an diesem Transformator in seinem neuwertigen Zustand durchgeführt werden, und die Schalter am Gerät ermöglichen das Einführen verschiedener Fehlerbedingungen, sodass Anwender die Unterschiede in den SFRA-Ergebnissen beobachten können. 

Es gibt Schalter, um kurzgeschlossene Windungen, Verlust von Windungen und schlechte Verbindungen zu simulieren. Darüber hinaus können Anwender die HV-Transformatorwicklung mit einer Klemme zusammendrücken und die Kernklemme verschieben, um magnetische Probleme zu simulieren.

 

Abbildung 2: Einfluss eines beschädigten Kerns

 

Abbildung 3: Radiale Verformung der HV-Transformatorwicklungen

 

In den Abbildungen 2 und 3 sind lediglich einige Beispiele für Ergebnisse dargestellt, die mit dem Demonstrationswerkzeug generiert wurden; das Werkzeug ist jedoch äußerst vielseitig und kann zur Darstellung vieler anderer Arten von Ergebnissen genutzt werden, beispielsweise in Bezug auf die axiale Verschiebung von Wicklungen, den Verlust von Windungen in der Niederspannungswicklung, fehlerhafte Verbindungen sowie den Einfluss kurzgeschlossener Windungen auf TTR-Messungen zwischen den Wicklungen.

 

SFRA als wichtige Prüftechnik für Transformatoren

 

Sie spart Zeit und Geld, denn wenn die Prüfergebnisse perfekt mit früheren Ergebnissen übereinstimmen, besteht die Gewissheit, dass der Transformator keine elektromechanischen Fehler aufweist. 

Und mit etwas Erfahrung lassen sich die SFRA-Prüfergebnisse etwas leichter interpretieren.