Definition von Bewertungskriterien für die Diagnose von Leistungstransformatoren durch die Analyse der Übertragungsfunktion (Frequenzanalyse).
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Im Verlauf des Förderzeitraums wurden an rund 60 Transformatoren über 500 Messungen der Übertragungsfunktion vorgenommen. Für die Bewertung von Frequenzgangmessungen an Transformatoren in der Zukunft steht eine umfangreiche Messdatenbank zur Verfügung. Durch eine enge Kooperation mit einem Hersteller konnte für eine Vielzahl von Transformatoren auch deren innerer Aufbau archiviert werden. Dies spielt für die Auswahl eines geeigneten Vergleichsobjektes eine entscheidende Rolle. Den Arbeiten zur Reproduzierbarkeit der Messungen musste im Bearbeitungszeitraum ein wesentlich breiterer Raum als im Antrag erwartet eingeräumt werden. Durch die Vielzahl der Messungen bestand jedoch auch Gelegenheit, unterschiedlichste Störungen während der Messung zu untersuchen, deren Simulation im Labor mit Sicherheit einigen Aufwand erfordert hätte oder in der durchgeführten Form unmöglich gewesen wäre. Durch umfangreiche Versuche im Labor und vor allem vor Ort wurden alle Aspekte reproduzierbarer Messungen untersucht und mögliche Fehlerquellen lokalisiert. Hier wurde der Aufbau des Erdsystems als hauptsächliche Quelle für abweichende Messungen identifiziert. Unter der Beachtung der in diesem Projekt erarbeiteten Richtlinien, die auch in die Arbeiten der CIGRE WG A2.26 eingeflossen sind, kann die FRA-Messtechnik an Leistungstransformatoren nunmehr als „feldtauglich" betrachtet werden. Anhand der bei den Vor-Ort-Messungen gewonnenen Erfahrungen konnten für die Vergleichsalgorithmen frequenzabhängige Vertrauensintervalle definiert werden. Im Vergleich zur Messung im Zeitbereich konnten bei der Messung im Frequenzbereich bei wesentlich geringerem Aufwand von Hardware und Signalverarbeitung ähnlich schmale Toleranzbänder, welche die Messabweichungen berücksichtigen, gewählt werden. Durch die Entscheidung, einen Großteil der Untersuchungen vor Ort durchzuführen sind die Messungen organisatorisch wesentlich aufwändiger ausgefallen als dies bei Labormessungen der Fall gewesen wäre. Die Untersuchung des Einflusses von Fertigungstoleranzen auf den Frequenzgang bei neuen Transformatoren konnte nicht wie geplant durchgeführt werden. Die bisher erzielten Ergebnisse haben jedoch zu einem Gemeinschaftsprojekt geführt, bei dem ab Januar 2008 systematisch 15 Netzkuppeltransformatoren untersucht und hinsichtlich ihres Frequenzganges miteinander verglichen werden sollen. Die Transformatoren werden im Zeitraum von 2008 bis 2009 geliefert und werden vor Ort als auch im Prüffeld des Herstellers gemessen. Ein Ergebnis dieser Untersuchungen wird bei der nunmehr erreichten sehr guten Reproduzierbarkeit der Messungen eine Aussage hinsichtlich der notwendigen Breite des Toleranzbandes aufgrund von Fertigungstoleranzen sein.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- „Praktische Aspekte bei der Messung der Übertragungsfunktion an Leistungstransformatoren". ETG-Tagung „Diagnostik elektrischer Betriebsmittel" 2006
Homagk C., Leibfried T.
- "Circuit design for reproducible on-site measurements of transfer function on large power transformers using the SFRA method". 15th International Symposium on High Voltage Engineering, Ljubljana 2007
Homagk C., Mössner K., Leibfried T., Fischer R.
- "Reproducible on-site measurements of transfer function on power transformers in frequency domain". Nordic Insulation Symposium 2007, Kopenhagen
Homagk C., Mössner K., Leibfried T.
