DE102022124183A1 - Oil transformer with an oil expansion tank - Google Patents

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Abstract

Es wird ein Öltransformator umfassend einen Transformatorkessel, ein Ölausdehnungsgefäß, einen Strömungskanal, der den Transformatorkessel mit einer ersten Öffnung in dem Ölausdehnungsgefäß verbindet, eine Zelle zum Aufnehmen von Öl, Mittel zum Befördern von Öl aus dem Ölausdehnungsgefäß in die Zelle, eine Antenne zum Beaufschlagen des Öls in der Zelle mit einem Messsignal und einen mit der Antenne elektrisch verbundenen Sensor zum Messen einer Ölqualität des Öltransformators beschrieben.There will be an oil transformer comprising a transformer tank, an oil conservator, a flow channel connecting the transformer tank with a first opening in the oil conservator, a cell for receiving oil, means for conveying oil from the oil conservator into the cell, an antenna for acting on the Oil in the cell with a measurement signal and a sensor electrically connected to the antenna for measuring an oil quality of the oil transformer are described.

Description

TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL FIELD

Die vorliegende Offenbarung betrifft einen Öltransformator mit einem Ölausdehnungsgefäß und eine Technik zum Messen der Ölqualität eines Öltransformators, der ein Ölausdehnungsgefäß umfasst.The present disclosure relates to an oil transformer having an oil conservator and a technique for measuring the oil quality of an oil transformer including an oil conservator.

HINTERGRUNDBACKGROUND

Elektrische Öltransformatoren sind Leistungstransformatoren, die meist in Energieverteilungsnetzen eingesetzt werden. Solche Öltransformatoren sind beispielsweise aus der DE202008017356U1 bekannt. Öltransformatoren umfassen einen mit Öl gefüllten Transformatorkessel, in dem der Transformatorkern mit Primär- und Sekundärwicklungen angeordnet ist. Zur Isolation können die Primär- und Sekundärwicklungen mit einem Zellulosepapier umwickelt sein. Das Öl dient als elektrisches Isolationsmedium und als Kühlmedium zum Abführen von während des Transformatorbetriebes entstehender Verlustwärme. In Abhängigkeit der betriebsbedingten Öltemperatur vergrößert und verkleinert das Öl sein Volumen. Man spricht dabei auch von einem „Atmen“ des Öltransformators.Electric oil transformers are power transformers that are mostly used in power distribution networks. Such oil transformers are, for example, from the DE202008017356U1 known. Oil transformers include an oil-filled transformer tank in which the transformer core with primary and secondary windings is arranged. For insulation, the primary and secondary windings can be wrapped with cellulose paper. The oil serves as an electrical insulation medium and as a cooling medium to dissipate heat loss generated during transformer operation. Depending on the operating oil temperature, the oil increases and decreases in volume. This is also referred to as the oil transformer “breathing”.

Öltransformatoren umfassen meist ein oberhalb des Transformatorkessels angeordnetes und über einen Strömungskanal mit dem Transformatorkessel verbundenes Ölausdehnungsgefäß. Mit Hilfe des Ölausdehnungsgefäßes können Volumenveränderungen des Öls ausgeglichen werden. Das Ölausdehnungsgefäß dient zur Aufnahme eines Ölvolumens, das aufgrund der thermischen Ausdehnung des Öls bei Temperaturschwankungen im Transformator aufgrund von Laständerungen oder Änderungen der Umgebungstemperatur entsteht. Im Inneren des Ölausdehnungsgefäßes kann eine mit Luft gefüllte, kompressible Membran angeordnet sein. Je nach Ausdehnungszustand des im Transformator befindlichen Öls wird die Membran komprimiert, wobei der Innenraum des Transformatorkessels, des Ölausdehnungsgefäßes und der Strömungskanals ein geschlossenes System bilden. Zur Überwachung des Ölstands im Ölausdehnungsgefäß kann ein magnetischer Ölstandanzeiger (MOG) verwendet werden.Oil transformers usually include an oil expansion vessel arranged above the transformer tank and connected to the transformer tank via a flow channel. With the help of the oil expansion vessel, changes in the volume of the oil can be compensated for. The oil expansion vessel is used to hold a volume of oil that arises due to the thermal expansion of the oil during temperature fluctuations in the transformer due to changes in load or changes in ambient temperature. A compressible membrane filled with air can be arranged inside the oil expansion vessel. Depending on the expansion state of the oil in the transformer, the membrane is compressed, with the interior of the transformer tank, the oil expansion vessel and the flow channel forming a closed system. A magnetic oil level indicator (MOG) can be used to monitor the oil level in the oil conservator.

Mit zunehmender Alterung des Öltransformators wird das Öl durch Feuchtigkeit und Fasermaterialien im Isoliermaterial der Wicklungen verunreinigt. Außerdem können gelöste Gase, die durch chemische Reaktionen im Öl entstehen, das Öl verunreinigen. Um einen sicheren Betrieb zu gewährleisten und Betriebsunterbrechungen bzw. Stromausfälle zu vermeiden, muss das Öl in regelmäßigen Abständen kontrolliert und wenn nötig ausgetauscht werden.As the oil transformer ages, the oil becomes contaminated by moisture and fiber materials in the insulating material of the windings. In addition, dissolved gases resulting from chemical reactions in the oil can contaminate the oil. To ensure safe operation and avoid operational interruptions or power outages, the oil must be checked at regular intervals and replaced if necessary.

Die Überwachung des Öls erfolgt üblicherweise auf eine der folgenden Weisen: Eine Ölprobe wird manuell aus dem Transformator entnommen und zur Analyse in ein Labor geschickt. In dem Labor erfolgen dann Prüfungen des Isolationswiderstands und der dielektrischen Durchschlagsspannung des Öls. Ferner kann im Labor eine Furan-Analyse vorgenommen werden. Alternativ ist es bekannt, das Öl in regelmäßigen Abständen in einem Messgerät zu analysieren. So kann eine Gaschromatographie vorgenommen werden, die jedoch den Nachteil hat, dass sie zeit- und kostenintensiv ist und von einem Fachmann durchgeführt werden muss. Des Weiteren kann eine photoakustische Spektroskopie durchgeführt werden.Oil monitoring is typically done in one of the following ways: An oil sample is manually removed from the transformer and sent to a laboratory for analysis. Tests of the insulation resistance and the dielectric breakdown voltage of the oil are then carried out in the laboratory. Furan analysis can also be carried out in the laboratory. Alternatively, it is known to analyze the oil at regular intervals in a measuring device. Gas chromatography can be carried out, but has the disadvantage that it is time-consuming and costly and must be carried out by a specialist. Furthermore, photoacoustic spectroscopy can be carried out.

Bekannte Techniken zur Überwachung des Öls in einem Öltransformator weisen ferner die folgenden Nachteile auf: einige Techniken sind nicht nachrüstbar und erfordern einen relativ hohen Personalaufwand zur Installation und Konfiguration der Messvorrichtungen. Oft ist es auch notwendig, dass der Transformator während der Installation der Messvorrichtungen nicht betrieben wird und abgeschaltet werden muss. Des Weiteren kann es bei bekannten Messtechniken zu Beeinflussungen durch elektromagnetische Impulse kommen. So können Messsensoren, die direkt an die Oberfläche des Haupttanks des Transformators angebracht sind, durch Teilentladungen beeinflusst werden. Solche Teilentladungen können elektromagnetische Impulse im Ultrahochfrequenzbereich (300 MHz bis 3 GHz) erzeugen, was zu Messfehlern bzw. Messungenauigkeiten in den Messvorrichtungen führen kann. Auch die Umgebungs- und/oder Oberflächentemperatur des Transformators kann zu Problemen führen. Elektronische Messvorrichtungen, die beispielsweise in der Nähe des Schenkel- und Jochbereichs des Transformators betrieben werden, sind hohen Temperaturen ausgesetzt (Temperaturanstieg des Öls aufgrund von Hochspannungslasten). Die erhöhte Temperatur kann dazu führen, dass die Messvorrichtungen nicht mehr richtig funktionieren, was zu Messfehlern bzw. Messungenauigkeiten bis hin zu Messvorrichtungsausfällen führen kann. Messvorrichtungen, die Ölproben aus einem Auslassventil am Boden des Öltransformatorhaupttanks sammeln, können ferner mit kontaminierten Partikeln vermischt sein. Fasern und Feuchtigkeit aus den Isoliermaterialien können sich mit dem Öl verbinden und dazu führen, dass sich Rückstände am Boden des Transformators absetzen. Die in diesem Bereich entnommenen Ölproben sind oft durch Rückstände verunreinigt, was zu einer ungenauen Analyse der Ölqualität führen kann.Known techniques for monitoring the oil in an oil transformer also have the following disadvantages: some techniques cannot be retrofitted and require a relatively high level of personnel to install and configure the measuring devices. It is often necessary that the transformer is not operated during the installation of the measuring devices and must be switched off. Furthermore, known measurement techniques can be influenced by electromagnetic pulses. Measuring sensors that are attached directly to the surface of the main tank of the transformer can be influenced by partial discharges. Such partial discharges can generate electromagnetic pulses in the ultra-high frequency range (300 MHz to 3 GHz), which can lead to measurement errors or measurement inaccuracies in the measuring devices. The ambient and/or surface temperature of the transformer can also cause problems. Electronic measuring devices, for example operated near the leg and yoke area of the transformer, are exposed to high temperatures (oil temperature rise due to high voltage loads). The increased temperature can cause the measuring devices to no longer function properly, which can lead to measurement errors or measurement inaccuracies or even measuring device failures. Measuring devices that collect oil samples from an outlet valve at the bottom of the oil transformer main tank may also be mixed with contaminated particles. Fibers and moisture from the insulating materials can combine with the oil and cause residue to settle at the bottom of the transformer. Oil samples collected in this area are often contaminated by residues, which can lead to inaccurate analysis of oil quality.

KURZER ABRISSSHORT ABSTRACT

Der vorliegenden Offenbarung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Öltransformator mit einem Ölausdehnungsgefäß bereitzustellen, der es auf einfache und zuverlässige Messung ermöglicht, die Ölqualität des Öltransformators zu bestimmen.The present disclosure is based on the object of providing an oil transformer with an oil expansion vessel which makes it possible to determine the oil quality of the oil transformer in a simple and reliable manner.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Öltransformator umfassend einen Transformatorkessel, ein Ölausdehnungsgefäß, einen Strömungskanal, der den Transformatorkessel mit einer ersten Öffnung in dem Ölausdehnungsgefäß verbindet, eine Zelle zum Aufnehmen von Öl, Mittel zum Befördern von Öl aus dem Ölausdehnungsgefäß in die Zelle, eine Antenne zum Beaufschlagen des Öls in der Zelle mit einem Messsignal und einen mit der Antenne elektrisch verbundenen Sensor zum Messen einer Ölqualität des Öltransformators vorgeschlagen.To solve this problem, an oil transformer comprising a transformer tank, an oil conservator, a flow channel connecting the transformer tank with a first opening in the oil conservator, a cell for receiving oil, means for conveying oil from the oil conservator into the cell, an antenna for applying a measurement signal to the oil in the cell and a sensor electrically connected to the antenna for measuring an oil quality of the oil transformer.

Bei dem Öltransformator kann es sich um jede Bauart eines Öltransformators handeln, der ein Ölausdehnungsgefäß zum Ausgleich von Volumenänderungen des Transformatoröls aufweist. Die Form des Ölausdehnungsgefäß ist auf keine bestimmte Form beschränkt. Das Ölausdehnungsgefäß kann beispielsweise als Zylinder, Quader, Würfel oder Prisma ausgebildet sein. Bei dem Ölausdehnungsgefäß kann es sich um einen Dehnradiator, ein Ausdehnungsgefäß mit Stickstoffpolster oder mit Gummisack bzw. Gummimembran handeln. In dem Ölausdehnungsgefäß kann sich insbesondere eine kompressible Membran befinden, die in Abhängigkeit von dem Ölstand in dem Ölausdehnungsgefäß komprimiert wird bzw. sich dekomprimiert. In dem Transformatorkessel befindet sich der Transformator mit Kern und Spulen in einem Ölbad. Bei der Verbindung des Transformatorkessels mit der ersten Öffnung in dem Ölausdehnungsgefäß durch den Strömungskanal kann ein Buchholz-Schutzrelais in dem Strömungskanal vorgesehen sein. Weitere Komponenten, wie verschiedene Hohlräume, können in dem Strömungskanal vorgesehen sein. Bei dem Transformatorkessel, dem Strömungskanal und/oder dem Ölausdehnungsgefäß kann es sich um Stahlkonstruktionen handeln.The oil transformer can be any type of oil transformer that has an oil expansion vessel to compensate for changes in the volume of the transformer oil. The shape of the oil expansion tank is not limited to a specific shape. The oil expansion vessel can be designed, for example, as a cylinder, cuboid, cube or prism. The oil expansion vessel can be an expansion radiator, an expansion vessel with a nitrogen cushion or with a rubber bag or rubber membrane. In particular, there can be a compressible membrane in the oil expansion vessel, which is compressed or decompressed depending on the oil level in the oil expansion vessel. The transformer with core and coils is in an oil bath in the transformer tank. When connecting the transformer tank to the first opening in the oil expansion vessel through the flow channel, a Buchholz protection relay can be provided in the flow channel. Further components, such as various cavities, can be provided in the flow channel. The transformer tank, the flow channel and/or the oil expansion vessel can be steel structures.

In Abhängigkeit von der Form des Ölausdehnungsgefäßes ist die Antenne an entsprechenden Positionen außerhalb des Ölausdehnungsgefäßes an dem Ölausdehnungsgefäß, oder an oder in einer zweiten Öffnung des Ölausdehnungsgefäßes angeordnet. Bei der zweiten Öffnung kann es sich um eine Ventilöffnung mit einem darin angeordneten Gasablassventil (Überdruckventil) handeln. Die zweite Öffnung kann an einem oberen Ende des Ölausdehnungsgefäßes oder seitlich an dem Ölausdehnungsgefäß angeordnet sein.Depending on the shape of the oil expansion vessel, the antenna is arranged at corresponding positions outside the oil expansion vessel on the oil expansion vessel, or on or in a second opening of the oil expansion vessel. The second opening can be a valve opening with a gas release valve (pressure relief valve) arranged therein. The second opening can be arranged at an upper end of the oil expansion vessel or laterally on the oil expansion vessel.

Die Antenne ist elektrisch mit dem Sensor verbunden. Um Messungenauigkeiten zu vermeiden, kann die Antenne direkt an dem Ölausdehnungsgefäß angeordnet bzw. angebracht sein. Der Sensor kann entfernt von dem Ölausdehnungsgefäß, beispielsweise > 1m entfernt, angeordnet sein. So können die Antenne und der Sensor über Kabel oder über Funkschnittstellen (beispielsweise über W-LAN oder Bluetooth) miteinander verbunden sein. Bei der Antenne kann es sich um eine Sendeantenne und eine Empfangsantenne, eine integrierte Sende- und Empfangsantenne, oder um zwei integrierte Sende- und Empfangsantennen handeln. Insbesondere kann/können die Antenne(n) als Vivaldi-Antennen ausgebildet sein. Vivaldi-Antenne können aufgrund ihrer großen Bandbreite, geringen Kreuzpolarisation und konstanten Gruppenlaufzeit vorteilhaft eingesetzt werden. Die Antenne(n) kann/können auch als Ultrabreitband-(UWB)-Antenne(n), Spiralantennen oder andere Antennenarten ausgebildet sein. Die Antenne und der Sensor können auch als eine Einheit oder ein Modul, beispielsweise in einem Gehäuse, ausgebildet sein. Der Sensor kann ferner eine Kommunikationsschnittstelle zum Kommunizieren mit einem Cloud-Rechner umfassen.The antenna is electrically connected to the sensor. In order to avoid measurement inaccuracies, the antenna can be arranged or attached directly to the oil expansion vessel. The sensor can be arranged at a distance from the oil expansion vessel, for example > 1m away. The antenna and the sensor can be connected to each other via cable or via radio interfaces (e.g. via Wi-Fi or Bluetooth). The antenna can be a transmitting antenna and a receiving antenna, an integrated transmitting and receiving antenna, or two integrated transmitting and receiving antennas. In particular, the antenna(s) can be designed as Vivaldi antennas. Vivaldi antennas can be used advantageously due to their wide bandwidth, low cross polarization and constant group delay. The antenna(s) may also be designed as ultra-wideband (UWB) antenna(s), spiral antennas or other types of antennas. The antenna and the sensor can also be designed as a unit or a module, for example in a housing. The sensor can further include a communication interface for communicating with a cloud computer.

Zum Anbringen der Antenne, der Zellen und den Mitteln zum Befördern von Öl aus dem Ölausdehnungsgefäß in die Zelle kann eine Befestigungsvorrichtung vorgesehen sein, welche ein lösbares Anbringen der Antenne, der Zellen und den Mitteln zum Befördern von Öl aus dem Ölausdehnungsgefäß in die Zelle an bzw. in dem Ölausdehnungsgefäß ermöglicht. Andere Befestigungsformen, wie Schrauben oder eine magnetische Befestigung sind auch denkbar.To attach the antenna, the cells and the means for conveying oil from the oil expansion vessel into the cell, a fastening device can be provided, which allows for a detachable attachment of the antenna, the cells and the means for conveying oil from the oil expansion vessel into the cell . in the oil expansion vessel. Other forms of fastening, such as screws or magnetic fastening, are also conceivable.

Der Sensor kann beispielsweise einen Basisband-Sender, einen Basisband-Empfänger und ein digitales Backend umfassen, wobei mit Hilfe der von dem Basisband-Sender erzeugten Signale und der von dem Basisband-Empfänger empfangenen Signalen die Ölqualität in dem Ölausdehnungsgefäß bzw. dem Öltransformator bestimmt werden kann. Bei der Ölqualität kann es sich um in der Norm IEC 60422 definierte Qualitätsmerkmale handeln. Insbesondere ist der Sensor dazu eingerichtet, mit Hilfe der empfangenen Messsignale, Informationen betreffend die Farbe, den Wassergehalt und/oder den Säuregehalt des Öls zu erlangen, basierend auf welchen eine Aussage zur Qualität des Öls in dem Öltransformator getroffen werden kann. Beispielsweise werden die Signale verwendet, um den Brechungsindex und/oder den Verlustfaktor des Öls zu bestimmen. So kann es sich bei dem Sensor um einen berührungslosen Nahfeldsensor für dielektrische Spektroskopie handeln. Der Sensor kann auch dazu eingerichtet sein, Breitband-Dielektrische-Spektroskopie (BDS) auszuführen. Ist der Sensor beispielsweise zur Ultrabreitband-Impedanzspektroskopie ausgelegt, so kann das Öl mit einem gepulsten Wechselstromsignal beaufschlagt werden. Ferner kann eine kombinierte Frequenzbereichs-/Zeitbereichstechnik für die Charakterisierung des Öls genutzt werden. Um die Erkennungsgenauigkeit zu verbessern, kann von dem Sensor ein Basisbandsignal erzeugt werden, das durch eine Kombination mehrerer hochkonvertierter Gaußsignale erzeugt wird. Weitere Bauelemente, wie Verstärker, Oszilloskope und eine Kommunikationsschnittstelle, können in dem Sensor vorgesehen sein. Der Sensor kann ferner dazu eingerichtet sein, eine Temperatur, Vibration und/oder Gasentwicklung des Öls zu messen.The sensor can, for example, comprise a baseband transmitter, a baseband receiver and a digital backend, with the help of the signals generated by the baseband transmitter and the signals received by the baseband receiver to determine the oil quality in the oil expansion vessel or the oil transformer can. Oil quality can be quality characteristics defined in the IEC 60422 standard. In particular, the sensor is set up to use the received measurement signals to obtain information regarding the color, water content and/or acid content of the oil, based on which a statement can be made about the quality of the oil in the oil transformer. For example, the signals are used to determine the refractive index and/or the loss factor of the oil. The sensor can be a non-contact near-field sensor for dielectric spectroscopy. The sensor may also be configured to perform broadband dielectric spectroscopy (BDS). Is the sensor For example, designed for ultra-wideband impedance spectroscopy, the oil can be subjected to a pulsed alternating current signal. Furthermore, a combined frequency domain/time domain technique can be used to characterize the oil. In order to improve the detection accuracy, a baseband signal can be generated by the sensor, which is generated by a combination of several up-converted Gaussian signals. Further components, such as amplifiers, oscilloscopes and a communication interface, can be provided in the sensor. The sensor can also be set up to measure temperature, vibration and/or gas development of the oil.

Der Sensor kann insbesondere dazu eingerichtet sein, Signale, insbesondere elektromagnetische Signale, mit einer Frequenz von 1 Hz bis 3000 GHz zu erzeugen und an die Antenne zu senden, welche die Signale in das Öl sendet. Signale mit einer Frequenz von 1 Hz bis 3000 GHz werden dann über die Antenne von dem Sensor empfangen. So kann die Antenne als eine Einheit mit einer Sende- und Empfangsantenne ausgebildet sein, sodass in das Öl gesendete Signale reflektiert und von der Antenne wieder empfangen werden. Insbesondere kann es sich um eine Transceiver-Antenne handeln. Bei den Signalen kann es sich insbesondere um gepulste Signale im Pikosekundenbereich handeln. Die Wechselwirkungen von elektromagnetischen Wellen mit Frequenzen von 1 Hz bis 3000 GHz haben die Vorteile, dass sie für Menschen im Allgemeinen keine gesundheitlichen Risiken hervorrufen und dennoch gute Messergebnisse liefern.The sensor can in particular be set up to generate signals, in particular electromagnetic signals, with a frequency of 1 Hz to 3000 GHz and to send them to the antenna, which sends the signals into the oil. Signals with a frequency of 1 Hz to 3000 GHz are then received by the sensor via the antenna. The antenna can be designed as a unit with a transmitting and receiving antenna, so that signals sent into the oil are reflected and received again by the antenna. In particular, it can be a transceiver antenna. The signals can in particular be pulsed signals in the picosecond range. The advantages of the interactions of electromagnetic waves with frequencies from 1 Hz to 3000 GHz are that they generally do not pose any health risks to people and still provide good measurement results.

Noch bessere Messergebnisse können erzielt werden, wenn der Sensor dazu eingerichtet ist, Signale mit einer Frequenz von 3,1 GHz bis 10,6 GHz zu erzeugen, zu Senden und zu Empfangen. Insbesondere kann der Sensor dazu eingerichtet sein, im Ultrabreitband- (UWB) Bereich betrieben zu werden.Even better measurement results can be achieved if the sensor is set up to generate, send and receive signals with a frequency of 3.1 GHz to 10.6 GHz. In particular, the sensor can be set up to be operated in the ultra-wideband (UWB) range.

Bei der Zelle kann es sich um eine Membran, beispielsweise eine Gummimembran, handeln, die dazu eingerichtet ist, Öl aus dem Ölausdehnungsgefäß aufzunehmen. Insbesondere kann das Öl durch die Zelle strömen, beispielsweis aus dem Ölausdehnungsgefäß in die Zelle gepumpt und dort analysiert werden. Ferner kann das Öl nach dem Durchströmen der Zelle und der Analyse wieder in das Ölausdehnungsgefäß geführt werden. Entsprechend kann die Zelle ein oder zwei Schlauchanschlüsse aufweisen.The cell can be a membrane, for example a rubber membrane, which is designed to absorb oil from the oil expansion vessel. In particular, the oil can flow through the cell, for example pumped from the oil expansion vessel into the cell and analyzed there. Furthermore, the oil can be fed back into the oil expansion vessel after flowing through the cell and being analyzed. Accordingly, the cell can have one or two hose connections.

Die Zelle kann innerhalb des Ölausdehnungsgefäßes oberhalb eines maximalen Ölfüllstandes des Ölausdehnungsgefäßes angeordnet sein. Dadurch kann sichergestellt werden, dass die Zelle nicht mit dem Öl in dem Ölausdehnungsgefäß in Kontakt kommt. Es kann somit eine Bestimmung der Ölqualität des Öls in dem Ölausdehnungsgefäß mit einem minimalen Ölkontakt in dem Ölausdehnungsgefäß erfolgen. Der Ölkontakt in dem Ölausdehnungsgefäß kann dabei nur durch die Mittel zum Befördern von Öl aus dem Ölausdehnungsgefäß in die Zelle erfolgen. Der Öltransformator kann ferner eine Ölstandmessvorrichtung zum Messen des Ölfüllstandes des Ölausdehnungsgefäßes umfassen. Mit der Ölstandmessvorrichtung kann insbesondere der maximale Ölfüllstand des Ölausdehnungsgefäßes festgelegt werden.The cell can be arranged within the oil expansion vessel above a maximum oil level of the oil expansion vessel. This can ensure that the cell does not come into contact with the oil in the oil conservator. The oil quality of the oil in the oil expansion vessel can therefore be determined with minimal oil contact in the oil expansion vessel. The oil contact in the oil expansion vessel can only take place through the means for conveying oil from the oil expansion vessel into the cell. The oil transformer can further comprise an oil level measuring device for measuring the oil level of the oil expansion vessel. In particular, the maximum oil level of the oil expansion vessel can be determined with the oil level measuring device.

Alternativ kann die Zelle außerhalb des Ölausdehnungsgefäßes an einer zweiten Öffnung des Ölausdehnungsgefäßes angeordnet sein. Dadurch werden eine einfache Installation und Deinstallation der Zelle ermöglicht. Die zweite Öffnung kann an einem oberen Abschluss des Ölausdehnungsgefäßes angeordnet sein. Beispielsweise ist die zweite Öffnung an einem höchsten Punkt des Ölausdehnungsgefäßes angeordnet. In diesem Fall empfängt die Antenne reflektierte Signale der in das Öl ausgesendeten Signale. Dadurch kann verhindert werden, dass die Messung durch Ablagerungen am Boden des Ölausdehnungsgefäßes in dem Öl verfälscht wird. Ferner kann die zweite Öffnung ein Ventil umfassen. In dieser Ausführungsform können die Antenne und der Sensor als portables Messsystem ausgelegt sein, welches ohne großen Installationsaufwand eine einfache und berührungslose Messung der Ölqualität ermöglicht. Das portable Messsystem kann ferner die Mittel zum Befördern von Öl aus dem Ölausdehnungsgefäß in die Zelle umfassen. Das System bestehend aus Antenne, Sensor und Mitteln zum Befördern von Öl aus dem Ölausdehnungsgefäß in die Zelle ist entsprechend als Messsystem mit minimalem bzw. reduziertem Ölkontakt ausgelegt.Alternatively, the cell can be arranged outside the oil expansion vessel at a second opening of the oil expansion vessel. This allows for easy installation and uninstallation of the cell. The second opening can be arranged at an upper end of the oil expansion vessel. For example, the second opening is arranged at a highest point of the oil expansion vessel. In this case, the antenna receives reflected signals from the signals emitted into the oil. This can prevent the measurement from being distorted by deposits in the oil at the bottom of the oil expansion vessel. Furthermore, the second opening can comprise a valve. In this embodiment, the antenna and the sensor can be designed as a portable measuring system, which enables simple and non-contact measurement of the oil quality without major installation effort. The portable measuring system can further include the means for conveying oil from the oil expansion vessel into the cell. The system consisting of antenna, sensor and means for transporting oil from the oil expansion tank into the cell is designed as a measuring system with minimal or reduced oil contact.

Die Antenne kann an der Zelle angeordnet sein. Beispielsweise ist die Antenne an eine Außenseite der Zelle geklebt. Dadurch kann eine kontaktlose Beaufschlagung des Öls in der Zelle mit Messsignalen erfolgen. Die Antenne kann auch in der Zelle angeordnet sein, wodurch noch präzisere Messergebnisse erhalten werden können. Die Antenne kann beispielsweise eine Mäanderform aufweisen. So kann die Antenne als kombinierte Sende- und Empfangsantenne, insbesondere als Transceiver-Antenne ausgebildet sein.The antenna can be arranged on the cell. For example, the antenna is glued to an outside of the cell. This allows measurement signals to be applied to the oil in the cell without contact. The antenna can also be arranged in the cell, which means that even more precise measurement results can be obtained. The antenna can, for example, have a meander shape. The antenna can thus be designed as a combined transmitting and receiving antenna, in particular as a transceiver antenna.

Für ein zuverlässiges Senden und Empfangen der Signale kann der Öltransformator ferner einen Ultrabreitband-Basisband-Sender, einen Ultrabreitband-Basisband-Empfänger und ein digitales Backend umfassen. Das digitales Backend kann einen Prozessor umfassen, der Befehle eines Computerprogramms ausführt.For reliable transmission and reception of the signals, the oil transformer may further include an ultra-wideband baseband transmitter, an ultra-wideband baseband receiver and a digital backend. The digital backend may include a processor that executes instructions from a computer program.

Des Weiteren kann der Öltransformator eine mit dem Sensor verbundene Rechenvorrichtung umfassen, wobei die Rechenvorrichtung dazu eingerichtet ist, die von dem Sensor gemessenen Messwerte zu verarbeiten und zu visualisieren. Beispielsweise kann eine gemessenes Frequenzspektrum angezeigt werden. Bei der Rechenvorrichtung kann es sich beispielsweise um einen Laptop- oder Tablet-Computer handeln. Die Rechenvorrichtung kann dazu eingerichtet sein, basierend auf den von dem Sensor gemessenen Messwerten Werte betreffend Farbe, Wassergehalt und/oder Säuregehalt des Öls zu berechnen. Beispielsweise kann eine schnelle Fourier-Transformation auf die Messdaten angewendet werden. Des Weiteren können die Messdaten in einer Rechenplattform der Rechenvorrichtung, wie beispielsweise MATLAB, extrahiert und visualisiert werden. Die Rechenvorrichtung kann auch als ein Cloud-Rechner realisiert sein,Furthermore, the oil transformer can include a computing device connected to the sensor, the computing device being set up to process and visualize the measured values measured by the sensor. For example, a measured frequency spectrum can be displayed. The computing device can be, for example, a laptop or tablet computer. The computing device can be set up to calculate values relating to color, water content and/or acidity of the oil based on the measured values measured by the sensor. For example, a fast Fourier transform can be applied to the measurement data. Furthermore, the measurement data can be extracted and visualized in a computing platform of the computing device, such as MATLAB. The computing device can also be implemented as a cloud computer,

Der Öltransformator kann ferner einen Temperatur-, Gas- und/oder Vibrationssensor umfassen. Der Temperatur-, Gas- und/oder Vibrationssensor kann an oder in dem Ölausdehnungsgefäß angeordnet sein. Insbesondere kann der Sensor dazu eingerichtet sein, Abnormalitäten des von dem Öltransformator erzeugten Gases zu erkennen. Der Sensor kann auch zusätzliche Sensor- und Elektronikkomponenten umfassen, die einen regulären Betrieb und einen Zustand des Öltransformators überwachen.The oil transformer may further include a temperature, gas and/or vibration sensor. The temperature, gas and/or vibration sensor can be arranged on or in the oil expansion vessel. In particular, the sensor can be set up to detect abnormalities in the gas generated by the oil transformer. The sensor may also include additional sensor and electronic components that monitor regular operation and condition of the oil transformer.

Die Mittel zum Befördern von Öl aus dem Ölausdehnungsgefäß in die Zelle können einen zumindest teilweise in dem Ölausdehnungsgefäß angeordneten Schlauch und/oder ein Rohr mit einem ersten Ende, das in das Öl in dem Ölausdehnungsgefäß reicht, und einem zweiten Ende, das mit der Zelle verbunden ist, und eine Pumpe zum Pumpen des Öls aus dem Ölausdehnungsgefäß in die Zelle umfassen. Die Pumpe ist vorzugsweise außerhalb des Ölausdehnungsgefäßes angeordnet. Durch diese Ausführungsform kann eine Ölqualitätsbestimmung mit minimalen Ölkontakt realisiert werden. Wird das Öl durch die Zelle gepumpt, so ist ferner einer weiterer Schlauch und/oder ein weiters Rohr vorgesehen, der/das das Öl wieder in das Ölausdehnungsgefäß und/oder ein Auffanggefäß pumpt.The means for conveying oil from the oil conservator into the cell may include a hose disposed at least partially within the oil conservator and/or a pipe having a first end extending into the oil in the oil conservator and a second end connected to the cell and a pump for pumping the oil from the oil conservator into the cell. The pump is preferably arranged outside the oil expansion vessel. With this embodiment, an oil quality determination can be realized with minimal oil contact. If the oil is pumped through the cell, another hose and/or another pipe is also provided, which pumps the oil back into the oil expansion vessel and/or a collecting vessel.

Die oben beschriebenen Aspekte und Varianten können kombiniert werden, ohne dass dies explizit beschrieben ist. Jede der beschriebenen Ausgestaltungsvarianten ist somit optional zu jeder Ausgestaltungsvariante oder Kombinationen davon zu sehen. Die vorliegende Offenbarung ist somit nicht auf die einzelnen Ausgestaltungen und Varianten in der beschriebenen Reihenfolge oder einer bestimmten Kombination der Aspekte und Ausgestaltungsvarianten beschränkt.The aspects and variants described above can be combined without this being explicitly described. Each of the described design variants can therefore be seen as optional to each design variant or combinations thereof. The present disclosure is therefore not limited to the individual embodiments and variants in the order described or to a specific combination of the aspects and embodiment variants.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Weitere Vorteile, Einzelheiten und Merkmale der hier beschriebenen Öltransformatoren ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und der Figuren.

  • 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Öltransformators mit einem Ölausdehnungsgefäß; und
  • 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Ölausdehnungsgefäßes mit einer Antenneneinheit, einem Sensor und einer Recheneinheit; und
Further advantages, details and features of the oil transformers described here result from the following description of exemplary embodiments and the figures.
  • 1 shows a schematic representation of an exemplary embodiment of an oil transformer with an oil expansion vessel; and
  • 2 shows a schematic representation of an exemplary embodiment of an oil expansion vessel with an antenna unit, a sensor and a computing unit; and

DETAILLIERTE BESCHREIBUNGDETAILED DESCRIPTION

Die 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Öltransformators mit einem Ölausdehnungsgefäß. Der Öltransformator umfasst einen Transformatorkessel 10 und ein Ölausdehnungsgefäß 20. Ein Strömungskanal 30 verbindet den Transformatorkessel 10 mit einer ersten Öffnung 22 in dem Ölausdehnungsgefäß 20. Die erste Öffnung 22 ist an einem unteren Ende des Ölausdehnungsgefäßes 20 angeordnet. Der Transformatorkessel 10 umfasst eine entsprechende Öffnung. In dem Transformatorkessel 10 ist der Transformator 15 auf Standklötzen 60 in einem Ölbad 40 gelagert. Das Ölausdehnungsgefäß 20 ist in der 1 beispielhaft oberhalb des Transformatorkessels 10 in einer zylindrischen Form dargestellt. Andere Formen (z.B. Quader, Würfel oder Prisma) und Anordnungen (auf gleicher Höhe wie der Transformatorkessel 10, weiter oberhalb, etc.) des Ölausdehnungsgefäßes 20 sind denkbar.The 1 shows a schematic representation of an exemplary embodiment of an oil transformer with an oil expansion vessel. The oil transformer includes a transformer tank 10 and an oil conservator 20. A flow channel 30 connects the transformer tank 10 to a first opening 22 in the oil conservator 20. The first opening 22 is arranged at a lower end of the oil conservator 20. The transformer tank 10 includes a corresponding opening. In the transformer tank 10, the transformer 15 is mounted on standing blocks 60 in an oil bath 40. The oil expansion vessel 20 is in the 1 shown as an example above the transformer tank 10 in a cylindrical shape. Other shapes (e.g. cuboid, cube or prism) and arrangements (at the same height as the transformer tank 10, further above, etc.) of the oil expansion vessel 20 are conceivable.

In dem Strömungskanal 30 und dem Gehäuse 26 des Ölausdehnungsgefäßes 20 befindet sich Öl 40. Wie eingangs beschrieben dient das Ölausdehnungsgefäß 20 zur Aufnahme von Öl aufgrund einer thermischen Ausdehnung des Öls bei Temperaturschwankungen im Transformator 15, hervorgerufen durch Laständerungen oder Änderungen der Umgebungstemperatur. Wie durch die Oberfläche 42 des Öls in dem Ölausdehnungsgefäß 20 angedeutet, ändert sich entsprechend der Ölstand in dem Ölausdehnungsgefäß 20. Das in dem Ölausdehnungsgefäß 20 befindliche Öl komprimiert in Abhängigkeit von dem Ölstand in dem Ölausdehnungsgefäß 20 eine Membran 28, welche bei fallendem Ölstand 42 wieder dekomprimiert wird. An einem oberen Ende des Ölausdehnungsgefäßes 20 ist in einer zweiten Öffnung 24 ein Überdruckventil 50 zum Auslassen von überschüssigem Gas vorgesehen. Des Weiteren umfasst der Öltransformator eine Ölstandmessvorrichtung 25 zum Messen des Ölstands 42 in dem Ölausdehnungsgefäß 20. Der Übersichtlichkeit halber sind weitere Komponenten des Öltransformators, wie beispielsweise der Transformatorkern, die Spulen und ein Buchholz-Schutzrelais, in der schematischen Darstellung der 1 nicht gezeigt. Alternativ zu der Ausführungsform des Ölausdehnungsgefäßes 20 mit der Membran 28 kann auch ein Ölausdehnungsgefäß vom Typ Atmoseal oder einem anderen Typ vorgesehen sein.There is oil 40 in the flow channel 30 and the housing 26 of the oil expansion vessel 20. As described above, the oil expansion vessel 20 serves to hold oil due to thermal expansion of the oil during temperature fluctuations in the transformer 15, caused by load changes or changes in the ambient temperature. As indicated by the surface 42 of the oil in the oil expansion vessel 20, the oil level in the oil expansion vessel 20 changes accordingly. The oil in the oil expansion vessel 20 compresses a membrane 28 depending on the oil level in the oil expansion vessel 20, which again when the oil level 42 falls is decompressed. At an upper end of the oil expansion vessel 20, a pressure relief valve 50 for releasing excess gas is provided in a second opening 24. Furthermore, the oil transformer includes an oil level measuring device 25 for measuring the oil level 42 in the oil expansion vessel 20. For the sake of clarity, further components of the oil transformer, such as the trans Former core, the coils and a Buchholz protection relay, in the schematic representation of the 1 Not shown. As an alternative to the embodiment of the oil expansion vessel 20 with the membrane 28, an oil expansion vessel of the Atmoseal type or another type can also be provided.

Die 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Ölausdehnungsgefäßes. Bei dem Ölausdehnungsgefäß 20 handelt es sich um das in der 1 gezeigte Ölausdehnungsgefäß 20, wobei gleiche Bezugszeichen der 1 und 2 die gleichen Elemente betreffen.The 2 shows a schematic representation of an exemplary embodiment of an oil expansion vessel. The oil expansion vessel 20 is the one in the 1 shown oil expansion vessel 20, with the same reference numbers 1 and 2 affect the same elements.

Die in der 2 gezeigte Anordnung umfasst eine Zelle 55 zum Aufnehmen von Öl 40 aus dem Ölausdehnungsgefäß 20, Mittel 57, 58 zum Befördern von Öl 40 aus dem Ölausdehnungsgefäß 20 in die Zelle 55, eine Antenne 85 zum Beaufschlagen des Öls 40 in der Zelle 55 mit einem Messsignal, einen mit der Antenne 85 elektrisch verbundenen Sensor 70 zum Messen einer Ölqualität des Öltransformators und eine Rechenvorrichtung 90.The ones in the 2 Arrangement shown comprises a cell 55 for receiving oil 40 from the oil expansion vessel 20, means 57, 58 for conveying oil 40 from the oil expansion vessel 20 into the cell 55, an antenna 85 for applying a measurement signal to the oil 40 in the cell 55, a sensor 70 electrically connected to the antenna 85 for measuring an oil quality of the oil transformer and a computing device 90.

Die Mittel 57, 58 zum Befördern von Öl 40 aus dem Ölausdehnungsgefäß 20 in die Zelle 55 umfassen einen zumindest teilweise in dem Ölausdehnungsgefäß 20 angeordneten Schlauch 57 mit einem ersten Ende, das in das Öl 40 in dem Ölausdehnungsgefäß 20 reicht, und einem zweiten Ende, das mit der Zelle 55 verbunden ist, und eine Pumpe 58 zum Pumpen des Öls 40 aus dem Ölausdehnungsgefäß 20 in die Zelle 55. Der Schlauch 57 erstreckt sich durch die Öffnung 24, wobei die Zelle 55 außerhalb des Ölausdehnungsgefäßes 20 an der Öffnung 24 angeordnet ist.The means 57, 58 for conveying oil 40 from the oil expansion vessel 20 into the cell 55 comprise a hose 57 arranged at least partially in the oil expansion vessel 20 with a first end which extends into the oil 40 in the oil expansion vessel 20 and a second end, which is connected to the cell 55, and a pump 58 for pumping the oil 40 from the oil conservator 20 into the cell 55. The hose 57 extends through the opening 24, with the cell 55 being arranged outside the oil conservator 20 at the opening 24 .

In der 2 ist ein Mindestölstand 42 in dem Ölausdehnungsgefäß 20 eingezeichnet, wobei der Schlauch 57 derart ausgebildet ist, dass das erste Ende des Schlauchs 57 immer unterhalb des Mindestölstandes 42 reicht.In the 2 a minimum oil level 42 is shown in the oil expansion vessel 20, the hose 57 being designed such that the first end of the hose 57 always reaches below the minimum oil level 42.

Die Pumpe 58 pumpt Öl 40 aus dem Ölausdehnungsgefäß 20 in die Zelle 55. Es ist ferner denkbar, dass die Pumpe 58 das Öl 40 durch die Zelle 55 pumpt, d.h., das Öl 40 wieder in das Ölausdehnungsgefäß 20 zurückgeführt wird. Die Pumpe 58 ist als elektrische Pumpe ausgebildet und elektrisch mit der Antenne 85 verbunden. Die Pumpe 58 ist in der Nähe der Antenne 85 angeordnet.The pump 58 pumps oil 40 from the oil expansion vessel 20 into the cell 55. It is also conceivable that the pump 58 pumps the oil 40 through the cell 55, i.e. the oil 40 is returned to the oil expansion vessel 20. The pump 58 is designed as an electric pump and is electrically connected to the antenna 85. The pump 58 is located near the antenna 85.

Gemäß einer alternativen Ausführungsform (nicht gezeigt) ist die Zelle 55 in dem Ölausdehnungsgefäß 20, insbesondere oberhalb eines maximalen Ölfüllstandes des Ölausdehnungsgefäßes 20 angeordnet.According to an alternative embodiment (not shown), the cell 55 is arranged in the oil expansion vessel 20, in particular above a maximum oil level of the oil expansion vessel 20.

Die Antenne 85 ist an einer Außenwand der Zelle 55 angebracht und elektrisch mit dem Sensor 70 verbunden. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Antenne 85 als eine mäanderförmige Transceiver-Vivaldi-Antenne ausgebildet.The antenna 85 is attached to an outer wall of the cell 55 and electrically connected to the sensor 70. In this exemplary embodiment, the antenna 85 is designed as a meandering transceiver Vivaldi antenna.

Gegenüber der Unterseite 21 des Ölausdehnungsgefäßes 20 befindet sich an einem oberen Abschluss des Ölausdehnungsgefäßes 20 die Öffnung 24, die mit einem Überdruckventil 50 verschlossen ist. Oberhalb der Öffnung 24 ist die Antenne 85 angeordnet, die mit dem Sensor 70 elektrisch verbunden ist.Opposite the underside 21 of the oil expansion vessel 20, there is an opening 24 at an upper end of the oil expansion vessel 20, which is closed with a pressure relief valve 50. The antenna 85, which is electrically connected to the sensor 70, is arranged above the opening 24.

Der Sensor 70 umfasst einen Basisband-Sender 71, einen Basisband-Empfänger 72 und ein digitales Backend 73, und ist elektrisch über ein Kabel mit einer Rechenvorrichtung 90 verbunden. Der Basisband-Sender 71 erzeugt gepulste Anregungssignale für die Antenne 85, wobei reflektierte Signale an den Basisband-Empfänger 72 weitergeleitet werden. Das digitale Backend 73 steuert das Senden und Empfangen der Signale durch den Basisband-Sender 71 und den Basisband-Empfänger 72. Dabei ist der Sensor 70 dazu eingerichtet, über die Antenne 85 gepulste Signale mit einer Frequenz von 1 Hz bis 3000 GHz zu Senden und zu Empfangen. Bevorzugt arbeitet das System im Ultra-Breitbandbereich, sodass der Sensor 70 dazu eingerichtet ist, über die Antenne 85 Signale mit einer Frequenz von 3,1 GHz bis 10,6 GHz zu Senden und zu Empfangen. Der Sensor 70 sendet und empfängt über die Antenne 85 Messsignale, mit deren Hilfe die Qualität des Öls in dem Ölausdehnungsgefäß 20 bestimmt werden kann. Dieses Ausführungsbeispiel ermöglicht eine vorteilhafte Portabilität, was die notwendige Zeit zur Überprüfung der Ölqualität verringert.The sensor 70 includes a baseband transmitter 71, a baseband receiver 72 and a digital backend 73, and is electrically connected to a computing device 90 via a cable. The baseband transmitter 71 generates pulsed excitation signals for the antenna 85, with reflected signals being forwarded to the baseband receiver 72. The digital backend 73 controls the sending and receiving of the signals by the baseband transmitter 71 and the baseband receiver 72. The sensor 70 is set up to send pulsed signals with a frequency of 1 Hz to 3000 GHz via the antenna 85 and to recieve. The system preferably operates in the ultra-broadband range, so that the sensor 70 is set up to send and receive signals with a frequency of 3.1 GHz to 10.6 GHz via the antenna 85. The sensor 70 sends and receives measurement signals via the antenna 85, with the help of which the quality of the oil in the oil expansion vessel 20 can be determined. This embodiment allows for advantageous portability, reducing the time required to check oil quality.

Bei der Rechenvorrichtung 90 handelt es sich um einen Laptop-Computer oder jede andere Art von Computer, der dazu eingerichtet ist, die von dem Sensor 70 gemessenen Messwerte zu verarbeiten und zu visualisieren. Insbesondere ist die Rechenvorrichtung 90 dazu eingerichtet, basierend auf den von dem Sensor 70 gemessenen Messwerten Werte betreffend Farbe, Wassergehalt und/oder Säuregehalt des Öls zu berechnen. Beispielsweise kann eine schnelle Fourier-Transformation auf die Messdaten angewendet werden.The computing device 90 is a laptop computer or any other type of computer that is set up to process and visualize the measured values measured by the sensor 70. In particular, the computing device 90 is set up to calculate values relating to the color, water content and/or acidity of the oil based on the measured values measured by the sensor 70. For example, a fast Fourier transform can be applied to the measurement data.

Der Öltransformator umfasst ferner einen Temperatur-, Gas- und/oder Vibrationssensor 65. Der Temperatur-, Gas- und/oder Vibrationssensor 65 ist in dem Ölausdehnungsgefäß 20 angeordnet. Der Temperatur-, Gas- und/oder Vibrationssensor 65 ist dazu eingerichtet, Messdaten an den Sensor 70 und/oder an die Rechenvorrichtung 90 zu senden. Dazu kann der Temperatur-, Gas- und/oder Vibrationssensor 65 eine Kommunikationsschnittstelle umfassen, die eine Kommunikation mit dem Sensor 70 und/oder der Rechenvorrichtung 90 ermöglicht. Die Kommunikationsschnittstelle kann bei der Öffnung 24 angeordnet sein und beispielsweise eine kabelgebundene Verbindung zu dem Sensor 70 bereitstellen. Ist der Temperatur-, Gas- und/oder Vibrationssensor 65 als Gassensor ausgebildet, so kann er dazu eingerichtet sein, Abnormalitäten des von dem Öltransformator erzeugten Gases zu erkennen. Der Sensor kann auch zusätzliche Sensor- und Elektronikkomponenten umfassen, die einen regulären Betrieb und einen Zustand des Öltransformators überwachen.The oil transformer further comprises a temperature, gas and/or vibration sensor 65. The temperature, gas and/or vibration sensor 65 is arranged in the oil expansion vessel 20. The temperature, gas and/or vibration sensor 65 is set up to send measurement data to the sensor 70 and/or to the computing device 90. For this purpose, the temperature, gas and/or vibration sensor 65 can include a communication interface that enables communication with the sensor 70 and/or the computing device 90. The communication interface can be arranged at the opening 24 and, for example, provide a wired connection to the sensor 70. If the temperature, gas and/or vibration sensor 65 is designed as a gas sensor, it can be set up to detect abnormalities in the gas generated by the oil transformer. The sensor may also include additional sensor and electronic components that monitor regular operation and condition of the oil transformer.

In den vorgestellten Ausführungsbeispielen sind unterschiedliche Merkmale und Funktionen der vorliegenden Offenbarung getrennt voneinander sowie in bestimmten Kombinationen beschrieben worden. Es versteht sich jedoch, dass alle oder einige dieser Merkmale und Funktionen, wo dies nicht explizit ausgeschlossen ist, miteinander frei kombinierbar sind.In the presented exemplary embodiments, different features and functions of the present disclosure have been described separately from one another and in certain combinations. However, it is understood that all or some of these features and functions can be freely combined with one another, where this is not explicitly excluded.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 202008017356 U1 [0002]DE 202008017356 U1 [0002]

Claims (13)

Öltransformator umfassend einen Transformatorkessel (10), ein Ölausdehnungsgefäß (20), einen Strömungskanal (30), der den Transformatorkessel (10) mit einer ersten Öffnung (22) in dem Ölausdehnungsgefäß (20) verbindet, eine Zelle (55) zum Aufnehmen von Öl (40), Mittel (57, 58) zum Befördern von Öl (40) aus dem Ölausdehnungsgefäß (20) in die Zelle (55), eine Antenne (85) zum Beaufschlagen des Öls (40) in der Zelle (55) mit einem Messsignal und einen mit der Antenne (85) elektrisch verbundenen Sensor (70) zum Messen einer Ölqualität des Öltransformators.Oil transformer comprehensive a transformer tank (10), an oil expansion vessel (20), a flow channel (30) which connects the transformer tank (10) with a first opening (22) in the oil expansion vessel (20), a cell (55) for receiving oil (40), Means (57, 58) for conveying oil (40) from the oil expansion vessel (20) into the cell (55), an antenna (85) for applying a measurement signal to the oil (40) in the cell (55) and a sensor (70) electrically connected to the antenna (85) for measuring an oil quality of the oil transformer. Öltransformator nach Anspruch 1, wobei der Sensor (70) dazu eingerichtet ist, über die Antenne (85) Signale mit einer Frequenz von 1 Hz bis 3000 GHz zu Senden und zu Empfangen.oil transformer Claim 1 , wherein the sensor (70) is set up to send and receive signals with a frequency of 1 Hz to 3000 GHz via the antenna (85). Öltransformator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Sensor (70) dazu eingerichtet ist, über die Antenne (85) Signale mit einer Frequenz von 3,1 GHz bis 10,6 GHz zu Senden und zu Empfangen.Oil transformer according to one of the preceding claims, wherein the sensor (70) is set up to send and receive signals with a frequency of 3.1 GHz to 10.6 GHz via the antenna (85). Öltransformator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Zelle (55) innerhalb des Ölausdehnungsgefäßes (20) oberhalb eines maximalen Ölfüllstandes des Ölausdehnungsgefäßes (20) angeordnet ist.Oil transformer according to one of the preceding claims, wherein the cell (55) is arranged within the oil expansion vessel (20) above a maximum oil level of the oil expansion vessel (20). Öltransformator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Zelle (55) außerhalb des Ölausdehnungsgefäßes (20) an einer zweiten Öffnung (24) des Ölausdehnungsgefäßes (20) angeordnet ist.Oil transformer according to one of the Claims 1 until 3 , wherein the cell (55) is arranged outside the oil expansion vessel (20) at a second opening (24) of the oil expansion vessel (20). Öltransformator nach Anspruch 5, wobei die zweite Öffnung (24) an einem oberen Abschluss des Ölausdehnungsgefäßes (20) angeordnet ist und/oder die zweite Öffnung (24) ein Ventil (50) umfasst.oil transformer Claim 5 , wherein the second opening (24) is arranged at an upper end of the oil expansion vessel (20) and / or the second opening (24) comprises a valve (50). Öltransformator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Antenne (85) an oder in der Zelle (55) angeordnet ist.Oil transformer according to one of the preceding claims, wherein the antenna (85) is arranged on or in the cell (55). Öltransformator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Antenne (85) als kombinierte Sende- und Empfangsantenne ausgebildet ist.Oil transformer according to one of the preceding claims, wherein the antenna (85) is designed as a combined transmitting and receiving antenna. Öltransformator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Sensor (70) umfasst: einen Ultrabreitband-Basisband-Sender (71), einen Ultrabreitband-Basisband-Empfänger (72) und ein digitales Backend (73).Oil transformer according to one of the preceding claims, wherein the sensor (70) comprises: an ultra-wideband baseband transmitter (71), an ultra-wideband baseband receiver (72) and a digital backend (73). Öltransformator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend eine mit dem Sensor (70) verbundene Rechenvorrichtung (90), wobei die Rechenvorrichtung (90) dazu eingerichtet ist, die von dem Sensor (70) gemessenen Messwerte zu verarbeiten und zu visualisieren.Oil transformer according to one of the preceding claims, further comprising a computing device (90) connected to the sensor (70), the computing device (90) being set up to process and visualize the measured values measured by the sensor (70). Öltransformator nach Anspruch 10, wobei die Rechenvorrichtung (90) dazu eingerichtet ist, basierend auf den von dem Sensor (70) gemessenen Messwerten Werte betreffend Farbe, Wassergehalt und/oder Säuregehalt von Öl in dem Ölausdehnungsgefäß (20) zu berechnen.oil transformer Claim 10 , wherein the computing device (90) is set up to calculate values relating to color, water content and / or acid content of oil in the oil expansion vessel (20) based on the measured values measured by the sensor (70). Öltransformator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend einen Temperatur-, Gas- und/oder Vibrationssensor (65), der an oder in dem Ölausdehnungsgefäß (20) angeordnet ist.Oil transformer according to one of the preceding claims, further comprising a temperature, gas and/or vibration sensor (65) arranged on or in the oil expansion vessel (20). Öltransformator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Mittel (57, 58) zum Befördern von Öl aus dem Ölausdehnungsgefäß (20) in die Zelle (55) einen zumindest teilweise in dem Ölausdehnungsgefäß (20) angeordneten Schlauch (57) und/oder ein Rohr (57) mit einem ersten Ende, das in das Öl (40) in dem Ölausdehnungsgefäß (20) reicht, und einem zweiten Ende, das mit der Zelle (55) verbunden ist, und eine Pumpe (58) zum Pumpen des Öls (40) aus dem Ölausdehnungsgefäß (20) in die Zelle (55) umfasst.Oil transformer according to one of the preceding claims, wherein the means (57, 58) for conveying oil from the oil expansion vessel (20) into the cell (55) comprises a hose (57) and/or a pipe arranged at least partially in the oil expansion vessel (20). (57) having a first end extending into the oil (40) in the oil conservator (20) and a second end connected to the cell (55), and a pump (58) for pumping the oil (40 ) from the oil expansion vessel (20) into the cell (55).
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