DE19501323A1 - Process for drying solid insulation of electrical equipment transformer - Google Patents

Process for drying solid insulation of electrical equipment transformer

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DE19501323A1
DE19501323A1 DE1995101323 DE19501323A DE19501323A1 DE 19501323 A1 DE19501323 A1 DE 19501323A1 DE 1995101323 DE1995101323 DE 1995101323 DE 19501323 A DE19501323 A DE 19501323A DE 19501323 A1 DE19501323 A1 DE 19501323A1
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Paul Gmeiner
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    • HELECTRICITY
    • H01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/08Cooling; Ventilating
    • H01F27/10Liquid cooling
    • H01F27/12Oil cooling
    • H01F27/14Expansion chambers; Oil conservators; Gas cushions; Arrangements for purifying, drying, or filling

Abstract

The transformer 1 is coupled to a vacuum pump 2 and a processing stage for the electrically insulating oil 3. Oil line connections are made to the transformer A regulating transformer 6 connected to a frequency converter 7 has a three phase coupling to power terminals 10 of the transformer. The lines have current and voltage converters 9. A control unit 12 monitors the measured signals together with those from sensors measuring temperature and pressure within the housing oil. The windings are supplied with a low frequency heating current that causes the solid insulation within the transformer to have any gas or water content removed.

Description

TECHNISCHES GEBIET TECHNICAL FIELD

Bei der Erfindung wird ausgegangen von einem Verfahren zur Trocknung der Feststoffisolationen eines in einer elektrischen Anlage angeordneten Transformators nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. In the invention, it is assumed that a method for drying the solid insulation of an electrical system arranged in a transformer according to the preamble of claim. 1

STAND DER TECHNIK STATE OF THE ART

Ein derartiges Trocknungsverfahren wird bevorzugt bei Leistungstransformatoren angewendet, welche fest in eine elektrische Anlage, etwa ein Schaltfeld, eingebaut sind. Such a drying method is preferably applied to power transformers, which are fixedly installed in an electrical system, such as a control panel. Das Öl des zu trocknenden Leistungstransformators wird durch die Wand des Transformatorgehäuses nach außen geführt und dort in einer Ölaufbereitungsanlage erwärmt. The oil to be dried power transformer is guided through the wall of the transformer housing to the outside where it is heated in an oil treatment plant. Das erwärmte Öl wird ins Trans formatorgehäuse zurückgebracht und wälzt dabei das im Gehäuse befindliche Öl um. The heated oil is returned to the Trans formatorgehäuse and circulated it to the oil in the housing. Alternativ kann das Öl aber auch ins Gehäuse eingesprüht werden. Alternatively, the oil can also be sprayed into the case. Das ins Gehäuse gebrachte, aufgeheizte Öl kommt in Kontakt mit den Feststoffisolationen des Transforma tors, erwärmt diese und trocknet sie durch Aufnahme von in den Isolationen vorhandenem Wasser. The accommodated into the case, heated oil comes into contact with the solid insulation of transformers tors, heats it and dried by absorption of the water present insulations. Das wasserhaltige Öl wird zur Aufbereitungsanlage geführt und in dieser Anlage entgast und entwässert. The water-containing oil is fed to the processing plant and degassed in this complex and dehydrated. Aufgeheiztes, entgastes und entwässertes Öl wird sukzessive ins Transformatorgehäuse geführt und dient dort der weiteren Aufheizung und Trocknung der Feststoffisolationen. Has been heated, degassed and dehydrated oil is supplied successively into the transformer housing and serves the further heating and drying of the solid insulation.

Zugleich wird das Öl des Transformators durch Entgasen und Ent wässern in der Aufbereitungsanlage parallel dazu aufbereitet. At the same time, the oil of the transformer by degassing and Ent is water in the treatment plant processed in parallel.

Nach einer ersten Vortrocknungsphase, in der das Öl auf eine obere Öltemperatur von typischerweise 70 bis 80°C aufgeheizt ist, wird das Öl aus dem Transformatorgehäuse entfernt und das Gehäuse evakuiert. After a first pre-drying phase, in which the oil is heated to an upper oil temperature of typically 70 to 80 ° C, the oil is removed from the transformer housing and evacuating the housing. Es treten dann in besonders starkem Masse unerwünschte Gase und Dämpfe, wie insbesondere Wasserdampf, aus den Feststoffisolationen aus. It then occurred to a particularly great mass of unwanted gases and vapors, in particular water vapor out of the solid insulation. Da sich hierbei die Feststoff isolationen rasch abkühlen wird der Transformator nach dieser Trocknungsphase erneut mit Öl aufgeheizt, vorgetrocknet und nach Ablassen des Öls erneut im Vakuum getrocknet. Since in this case the solid insulation of the transformer according to this drying phase is to cool quickly reheated with oil, pre-dried, and dried by draining the oil again under vacuum.

Dieses Verfahren benötigt relativ lange Prozeßzeiten, da die zuvor beschriebenen Vortrocknungs- und Trocknungsphasen mehr mals durchlaufen werden müssen, da das von außen zugeführte Öl die Feststoffisolationen nur langsam erwärmt, und da lediglich Trocknungstemperaturen von typischerweise 70 bis 80°C erreicht werden. This method requires a relatively long process times, since the pre-drying and drying phases described above must be repeatedly performed several, since the externally supplied oil heats the solid insulation is slow, and since only drying temperatures of typically from 70 to 80 ° C. Zudem erwärmen sich die Feststoffisolationen ungleich mäßig. In addition, the solid insulation heat equal terms. Ferner sinkt nach Ablassen des Öls und Evakuierung die Temperatur der Feststoffisolationen infolge Wasserverdampfung und Wärmeabstrahlung rasch ab, so daß der Grad der Trocknung gering ist und typischerweise mehr als 2% Wasser in den Isolationen verbleiben. Further, after draining the oil evacuation and the temperature of the solid insulation is lowered due to water evaporation and heat radiation rapidly, so that the degree of drying is low, and typically remain more than 2% water in the insulation.

Ein Verfahren zur Trocknung von ölgefüllten Verteiltransforma toren ist in EP 0 543 181 A1 beschrieben. A method for drying of oil-filled Verteiltransforma factors is described in EP 0543181 A1. Bei diesem Verfahren werden die Unterspannungswicklungen der zu trocknenden Transformatoren kurzgeschlossen. In this method, the low-voltage windings of the transformers are to be dried shorted. Die Transformatoren werden sodann in einen evakuierbaren Behälter gebracht, in dem die Ober- und Unterspannungswicklungen der Transformatoren mittels eines den Oberspannungswicklungen zugeführten niederfrequenten Heizstroms aufgeheizt werden. The transformers are then placed into an evacuable container in which the high and low voltage windings of the transformers are heated by means of the high-voltage windings supplied low-frequency heating current. Durch Evakuierung des Behälters werden beim Aufheizen aus den Feststoffisolationen der Trans formatoren tretendes Gas und Wasser aus dem Behälter inneren entfernt und so ein hoher Trocknungsgrad der Feststoffisolatio nen erreicht. By evacuation of the container during heating of the solid insulation of the Trans transformers trespassing gas and water from the container interior to be removed and NEN reached such a high degree of drying of the Feststoffisolatio. Dieses Verfahren benötigt einen evakuierbaren Behälter zur Aufnahme der zu trocknenden Transformatoren. This method requires an evacuated container for receiving the material to be dried transformers. Ein Einsatz dieses Verfahrens in einer elektrischen Anlage mit stationären Transformatoren ist daher nicht vorgesehen. A use of this method in an electrical system with stationary transformers is therefore not provided.

KURZE DARSTELLUNG DER ERFINDUNG SUMMARY OF THE INVENTION

Der Erfindung, wie sie in Patentanspruch 1 angegeben ist, liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Trocknung der Fest stoffisolationen eines ölgefüllten und in eine elektrische Anlage fest eingebauten Transformators zu schaffen, welches eine rasche und intensive Entwässerung und Entgasung seiner Feststoffisolationen vor Ort in der Anlage ermöglicht. The invention as set forth in claim 1, for its object to provide a method for drying the solid insulation oil filled one and permanently installed in an electrical system transformer to provide that a rapid and intensive dewatering and degassing of its solid insulation on site in the system allows.

Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich durch kurze Trocknungszeiten aus und ergibt Feststoffisolationen mit einem Feuchtigkeitsgehalt kleiner 0,5%. The inventive method is characterized by short drying time and results in solid insulation with a moisture content of less than 0.5%. Dies ist dadurch bedingt, daß durch den niederfrequenten Heizstrom die Wicklungsisola tionen des Transformators unter Vakuum und ohne die Anwesenheit von Öl auf hohe Temperaturen aufgeheizt werden und einen Teil ihrer Wärme durch Strahlung an die zwischen den Isolationen von Unter- und Oberspannungswicklungen angeordneten Barrieren isolationen sowie an das Öl des Transformators abgeben. This is caused by that are heated by the low-frequency heating current winding Isola functions of the transformer under vacuum and without the presence of oil to high temperatures and insulators part of their heat by radiation to the arranged between the insulation of upper and lower voltage windings barriers as well as on Leave the oil of the transformer. Daher wird auch das Öl rascher aufgeheizt als bei einem Verfahren nach dem Stand der Technik, bei dem das Öl ausschließlich außerhalb des Transformators in einer Aufbereitungsanlage erwärmt wird. Therefore, the oil is heated more quickly than in a method according to the prior art in which the oil is heated exclusively outside of the transformer in a treatment plant. Da den Wicklungsisolationen von der Innenseite her Wärme zugeführt wird, können die zu entfernenden Gase und Dämpfe besonders leicht nach außen diffundieren. Since the winding insulation of the inside heat is applied, the removal-gases and vapors can particularly easily diffuse to the outside. Die Fest stoffisolationen können daher unter Öl gut vorgetrocknet werden. can therefore be well pre-dried under oil cloth insulations hard. Parallel dazu kann das Öl in einer außerhalb des Transformatorgehäuses angeordneten Ölaufbereitungsanlage aufbereitet werden. In parallel, the oil can be processed in a transformer housing disposed outside of the oil treatment plant. Hierbei können in Abhängigkeit von der Ölzusammensetzung Trocknungstemperaturen von 80 bis 90°C erreicht werden. In this case drying temperatures can be reached from 80 to 90 ° C depending on the oil composition. Bei Endtrocknungen unter Vakuum können dann in Abhängigkeit von der Materialzusammensetzung der Feststoff isolationen Trocknungstemperaturen von 110 bis 120°C erreicht werden. In Endtrocknungen under vacuum insulation drying temperatures of 110 to 120 ° C can be achieved, depending on the material composition of the solid.

Das erfindungsgemäße Verfahren benötigt zudem relativ wenig Energie, da nach der Vortrocknung der Feststoffisolationen im Öl und nach Ablassen des Öls nur noch die Wicklungen, die Wicklungsisolationen und die Barrierenisolation auf eine hohe Temperatur (110 bis 120°C) aufgeheizt und bei dieser Temperatur unter Vakuum bzw. bei Unterdruck über einen längeren Zeitraum gehalten werden. Moreover, the process of the invention requires relatively little energy, since after the pre-drying of solid insulation in the oil and, after draining the oil, only the windings, the winding insulation and the barrier insulation at a high temperature (110 to 120 ° C) heated and maintained at this temperature under vacuum be kept under reduced pressure or over a longer period. Dies vor allem deshalb, weil unter Vakuum bzw. bei Unterdruck nur-relativ wenig Wärme und zwar lediglich durch Strahlung verloren geht. This is mainly because under vacuum or with vacuum-only relatively little heat and that is only lost by radiation. Da die Endtrocknung der Feststoff isolationen unter Vakuum bei hohen Temperaturen erfolgt, sind auch die Pumpzeiten für eine Vakuumpumpe zum Trocknen der Fest stoffisolationen und die Laufzeiten der Ölaufbereitungsanlage relativ kurz. Since the final drying of the solid insulation under vacuum at high temperatures is done, the pumping time for a vacuum pump for drying the solid material are insulators, and the transit times of the oil treatment plant relatively short.

Zugleich zeichnet sich das erfindungsgemäße Verfahren durch hohe Betriebssicherheit und hohen Bedienungskomfort aus, da basierend auf den das Verfahren beeinflussenden Parametern, wie Leistung des Transformators, Größe der Oberspannung, Art der Wicklungsmaterialien, z. At the same time, the inventive method is characterized by high reliability and ease of operation, as based on the process-influencing parameters, such as power of the transformer, the size of the high voltage, type of winding materials such. B. Kupfer oder Aluminium, erwünschte Aufheizleistung, erwünschter Heizstrom und erwünschte Trock nungstemperatur, der Trocknungsprozeß in allen kritischen Prozeßphasen vollautomatisch gesteuert und überwacht werden kann. For example, copper or aluminum, desired heat-up, desired heating current and desired Trock drying temperature, the drying process can be controlled fully automatically in all critical process phases and monitored. Falls der Heizstrom zu groß werden sollte oder falls in einer der Phasen des Heizstromes, etwa infolge eines fehler haften Stromanschlusses, ein abweichender Strom fließt, so kann dies visuell und/oder akustisch gemeldet und der Heizstrom abgeschaltet werden. If the heating current should be too large or if one of the phases flowing in the heating current, for example due to a defective power source, use an alternate current, it can visually and / or acoustically signaled and the heating current are switched off.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung vereinfacht dargestellt, und zwar zeigt: In the drawings, an embodiment of the invention is shown simplified, and in which: FIG

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Leistungstransformators und einer Vorrichtung zur Trocknung der Feststoffisola tionen dieses Transformator gemäß dem erfindungs gemäßen Verfahrens, und Fig. 1 is a block diagram of a power transformer and a device for drying of the solid insulators functions of this transformer according to the fiction, modern method, and

Fig. 2 ein Diagramm, in dem wichtige Parameter des erfindungsgemäßen Verfahrens, wie niederfrequenter Heizstrom I LF (angegeben in Bruchteilen des Transformatornennstroms I N ), im Gehäuse des Transformators herrschender Druck p [mbar] und herrschende Temperaturen T [°C] sowie aus dem Gehäuse entfernte Wassermenge m WASSER , in Funktion der Zeit angegeben sind. Fig. 2 is a diagram showing the important parameters of the process of the invention, such low-frequency heating current I LF (expressed in fractions of the transformer rated current I N), prevailing in the housing of the transformer pressure p [mbar] and prevailing temperatures T [° C] as well as from the housing amount of water removed m wATER, as a function of time are given.

WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG WAYS OF IMPLEMENTING THE INVENTION

In Fig. 1 bezeichnet 1 das vakuumdichte, an eine Vakuumpumpe 2 angeschlossene Gehäuse des Transformators. In Fig. 1, 1 denotes the vacuum-tight, connected to a vacuum pump housing 2 of the transformer. Das Bezugszeichen 3 bezieht sich auf eine Aufbereitungsvorrichtung für Isolieröl. Numeral 3 refers to a treatment device for insulating oil. Diese Aufbereitungsvorrichtung weist einen nicht bezeichneten Eingang auf, welcher über eine Ölleitung 4 mit einem nicht bezeichneten Ausgang des Gehäuses 1 verbunden ist, sowie einen nicht bezeichneten Ausgang, welcher über eine Ölleitung 5 mit einem nicht bezeichneten Eingang des Gehäuses 1 verbunden ist. This processing apparatus comprises an input is not designated on, which is connected via an oil line 4 with a non-designated output of the casing 1, and an output, not designated, which is connected via an oil line 5 with a non-designated input of the housing. 1 6 bezeichnet einen Regeltransformator, der auf einen Frequenz wandler 7 wirkt. 6 designates a variable transformer which acts on a frequency converter. 7 Vom Frequenzwandlern 7 ausgehende dreiphasige Stromzuführungen 8 werden von Strom- und Spannungswandlern 9 überwacht und sind über Gehäusedurchführungen 10 an im Inneren des Transformatorgehäuses 1 befindliche, nicht dargestellte Oberspannungswicklungen geführt. Outgoing from the frequency converters 7 three-phase power supply lines 8 are monitored by current and voltage transformers 9 and are guided through the housing lead-throughs 10 in located in the interior of the transformer housing 1, not shown high-voltage windings. Ebenfalls nicht ersichtlich sind die Unterspannungswicklungen des Transformators, deren Stromanschlüsse über Gehäusedurchführungen 11 nach außen geführt und ersichtlich kurzgeschlossen sind. Also not shown are the low-voltage windings of the transformer, the power connections are routed via connections through the housing 11 to the exterior and visible short-circuited.

Eine Steuereinheit 12 dient der zentralen Erfassung und Verarbeitung von Mess-Signalen, die von nicht dargestellten Sensoren abgegeben werden, welche im Leistungstransformator und in der Trocknungsvorrichtung angeordnet sind. A control unit 12 is used for central collection and processing of measurement signals emitted by sensors, not shown, which are arranged in the power transformer and in the drying device. Die Steuereinheit 12 bildet aus den erfaßten Mess-Signalen Steuersignale, welche auf Stellglieder der vorgenannten Komponenten wirken. The control unit 12 forms from the detected measurement signals, control signals, which act on actuators of the aforementioned components. Die Sensoren befinden sich beispielsweise im Transformatorgehäuse 1 und dienen der Messung des Drucks im Gehäuse inneren oder der Temperatur von im Gehäuse 1 befindlichem Isolieröl. The sensors are located, for example, in the transformer housing 1 and used to measure the pressure in the housing interior or the temperature of the housing 1 befindlichem insulating oil. Weitere Sensoren sind die Strom- und Spannungswandler 9 . Other sensors are the current and voltage transformers. 9 Stellglieder befinden sich an der Vakuumpumpe 2 , der Aufbereitungsvorrich tung 3 , dem Regeltransformator 6 und den Frequenzwandlern 7 . Actuators are located on the vacuum pump 2, the Tung Aufbereitungsvorrich 3, the regulating transformer 6 and the frequency converters. 7 Mit der Steuereinheit 12 kann über einen Rechner 13 mit Peripheriegeräten 14 , wie Drucker und Bildschirm, kommuniziert werden. With the control unit 12 may be a computer 13 with peripheral devices 14, such as printers and video are communicated.

Bei der Durchführung des Verfahrens wird zunächst eine Vortrocknungsphase durchschritten. In carrying out the process, a pre-drying phase is first passed. Hierbei werden die Wicklun gen mit niederfrequentem Heizstrom von typischerweise 3 bis 5 Hz mit einer Größe, welche nur einem Bruchteil des Nennstroms I N des Transformators entspricht, aufgeheizt. Here, the low-frequency heating current Wicklun be gene of typically 3 to 5 Hz with a size corresponding to only a fraction of the rated current I N of the transformer, is heated. Der Heizstrom fließt hierbei lediglich durch die Oberspannungswicklungen. The heating current flows in this case only by the high-voltage windings. Durch Induktion wird aber auch in den kurzgeschlossenen Unter spannungswicklungen ein Heizstrom hervorgerufen, so daß die gesamten Wicklungen und damit auch alle Feststoffisolationen des Transformators aufgeheizt werden. By induction but a heating current is induced in the short-circuited low-voltage windings, so that the entire coils, and thus all the solid insulation of the transformer to be heated. Während des Heizens wird fortlaufend die mittlere Wicklungstemperatur der Transformator wicklungen erfaßt. During the heating, the mean winding temperature of the transformer windings is detected continuously. Dies kann beispielsweise mit einem im Stand der Technik nach der EP 0 543 181 B1 beschriebenen Widerstands meßgerät oder aber auch über Messung von Strom und Spannung des Heizstroms ermittelt werden. This can, for example, with a measuring device described in the prior art according to EP 0543181 B1 the resistor or can be determined via measurement of current and voltage of the heating current.

Der Temperaturverlauf der mittleren Wicklungstemperatur ist in Fig. 2 in Funktion der Zeit dargestellt und mit T W bezeichnet. The temperature profile of the mean winding temperature is shown in Fig. 2 in function of time and indicated by T W. Der zeitliche Verlauf des von den Strom- und Spannungswandlern 9 ermittelten niederfrequenten Heizstroms ist in Fig. 2 mit I LF bezeichnet. The time course of the determined from the current and voltage transformers 9 low-frequency heating current is indicated in Fig. 2 with I LF. Erfaßt in Fig. 2 sind ferner auch der zeitliche Verlauf der Temperatur T Ö des Transformatoröls, der zeitliche Verlauf des im Inneren des Transformatorgehäuses herrschenden Gasdrucks p G (zwei Varianten sind dargestellt) und der zeitli che Verlauf der Menge m Wasser des aus den Feststoffisolationen austretenden Wassers, welche lediglich in relativen Einheiten angegeben ist. Detected in Fig. 2 are furthermore also the variation of the temperature T E of the transformer oil, the temporal course of the pressure prevailing in the interior of the transformer housing gas pressure p G (two variants are shown) and the zeitli che course of the amount m of water emerging from the solid insulation water, which is only indicated in relative units.

Parallel zum Heizen der Wicklungen wird das im Gehäuse 1 befindliche Isolieröl hauptsächlich in der Aufbereitungs vorrichtung 3 aufgeheizt. Parallel to the heating of the windings, the insulating oil located in the housing 1 is mainly in the conditioning device 3 heated. Zu diesem Zweck wird das Isolieröl sukzessive aus dem Gehäuseinneren über die Ölleitung 4 zur Aufbereitungsvorrichtung 3 gepumpt, dort je nach Ölzusammen setzung auf eine zulässige obere Öltemperatur von ca. 70 bis 80°C, beispielsweise 80°C, erwärmt, entgast und entwässert und dann über die Ölleitung 5 ins Gehäuse zurückgepumpt. For this purpose, the insulating oil is successively pumped from the housing interior via the oil line 4 to the treatment device 3, there reduction to an allowable upper oil temperature of about 70 to 80 ° C, depending on the oil composition, for example, 80 ° C, heated, degassed and dehydrated, and then pumped back via the oil line 5 into the case. Das Öl wird im allgemeinen im Gehäuse 1 umgewälzt, es kann aber auch ins Gehäuse 1 eingesprüht werden. The oil is circulated generally in the housing 1, but it can also be sprayed into the case first In jedem Fall kontaktiert es das Transformatorgehäuse und die Feststoffisolationen und nimmt dabei als den Isolationen tretende Feuchtigkeit und Gase auf, welche durch nachfolgendes Entgasen und Entwässern des Öls in der Aufbereitungsvorrichtung 3 entfernt werden. In any case, it contacts the transformer casing and the solid insulation, and in the process passing as the insulation moisture and gases, which are removed by subsequent degassing and dewatering of the oil in the preparation device. 3

Zum Zeitpunkt t₁, welcher je nach Größe des Transformators bis zu 20 Stunden betragen kann, sind die Wicklungen auf eine erste mittlere Wicklungstemperatur von typischerweise 90 bis 100°C, beispielsweise 100°C, aufgeheizt. At the time t₁, which can be up to 20 hours depending on the size of the transformer, the windings are heated to a first average winding temperature of typically 90 to 100 ° C, for example 100 ° C. Das Transformatoröl weist dann eine Temperatur von ca. 60°C auf. The transformer oil then has a temperature of about 60 ° C. Der Druck im Gehäuse inneren kann dann noch Atmosphärendruck sein, kann aber auch zu Zwecken einer besonders guten Entgasung und Entwässerung des Öls mittels der Vakuumpumpe 2 erheblich, beispielsweise auf 200 mbar, abgesenkt sein (Varianten in Fig. 2). The pressure in the inner housing can still be atmospheric pressure, but can also significantly for purposes of particularly good degassing and dehydrating of oil by means of the vacuum pump 2, for example to 200 mbar, to be lowered (variants in Fig. 2). Die Größe des Heiz stroms wird nun so stark reduziert, daß die Wicklungen auf der ersten Wicklungstemperatur gehalten werden. The size of the heating current is now greatly reduced so that the windings are held on the first winding temperature. Es kann sich nun eine gleichmäßige Temperaturverteilung in der Feststoff isolationen einstellen. It can now insulations set a uniform temperature distribution in the solid. Gleichzeitig wird das Öl weiter erwärmt und aufbereitet. At the same time the oil is further heated and processed.

Bei Erreichen der oberen Öltemperatur von typischerweise 80°C zum Zeitpunkt t₂ ist die Menge des aus den Feststoffisolationen austretenden Wassers relativ klein. Upon reaching the top oil temperature of typically 80 ° C at the time t₂, the amount of light emerging from the solid insulation water is relatively small. Die Vortrocknungsphase ist nun abgeschlossen. The pre-drying phase is now complete. Das Öl wird sodann vollständig aus dem Transformatorgehäuse 1 gepumpt. The oil is then completely pumped out of the transformer housing. 1 Gleichzeitig wird das Gehäuse 1 evakuiert und der Heizstrom auf einen Wert vergrößert, der ausreicht, um den überwiegenden Teil von in den Feststoffiso lationen vorhandenem Wasser zu verdampfen. At the same time, the housing 1 is evacuated and the heating current increased to a value sufficient to evaporate the major part of simulations in the Feststoffiso water present. Dieses Wasser wird durch die Vakuumpumpe 2 und/oder die Aufbereitungsvorrichtung 3 abgesaugt. This water is sucked off by the vacuum pump 2 and / or the preparation device. 3 Durch den erhöhten Heizstrom erwärmen sich die Wicklungen zusätzlich. Due to the increased heating, the coils heat addition.

Zum Zeitpunkt t₃ sind die Wicklungen auf eine zweite mittlere Wicklungstemperatur aufgeheizt, welche je nach Ausbildung der Isolation zwischen 110 bis 120°C, beispielsweise bei 115°C, liegt. t₃ at the time the windings are heated to a second average winding temperature which, is depending on the design of the insulation between 110 to 120 ° C, for example at 115 ° C. Der Heizstrom wird nun wieder reduziert und zwar so, daß die zweite Wicklungstemperatur beibehalten wird. The heating current is then reduced again in such a manner that the second winding temperature is maintained. Dies wird mit besonderem Vorteil dadurch erreicht, daß der Heizstrom pulsierend zugeführt wird. This is achieved with particular advantage in that the heating current is supplied pulsating. Während dieser Zeit wird ersichtlich der größte Teil der unerwünschten Feuchtigkeit (Kurve m WASSER ) durch die Vakuumpumpe 2 und/oder die Aufbereitungsvorrichtung aus den Feststoffisolationen entfernt. During this time, most of the unwanted moisture (curve m WATER) by the vacuum pump 2 and / or the preparation device is removed from the solid insulation can be seen. Die niedrige Frequenz des Heizstroms ermöglicht den Einsatz niedriger Heizspannungen. The low frequency of the heating allows the use of lower heating voltages. Durch das im Gehäuse herrschende Vakuum begünstigte elektrische Überschläge an den Feststoffisolationen werden so vermieden. By prevailing in the housing vacuum electrical arcing beneficiary of the solid insulation can be avoided.

Sobald das Vakuum im Gehäuse 1 einen vorgegebenen Grenzwert von beispielsweise 0,5 bis 5 mbar unterschreitet, oder wenn inner halb einer vorgegebenen Zeitspanne ein vorgegebener Druck gehalten wird, wird der Heizstrom zum Zeitpunkt t₄ unterbro chen. As soon as the vacuum in the housing 1 below a predetermined limit, for example, 0.5 to 5 mbar, or when intra-half of a predetermined period of time, a predetermined pressure is maintained, the heating current is at time t₄ unterbro chen. Das parallel zum Trocknen der Feststoffisolationen aufbereitete Öl kann nun eingefüllt werden. The parallel for drying the solid insulation of recycled oil can now be filled. Die Zeitdauer des Trocknungsvorganges ist ca. 40 bis 60% kürzer als bei Verfahren nach dem Stand der Technik. The duration of the drying process is about 40 to 60% shorter than in methods according to the prior art. Da die Wasserabdampfung bei wesentlich höheren Temperaturen erfolgt als bei Verfahren nach dem Stand der Technik, werden neben einer kurzen Trocknungszeit zugleich auch äußerst geringe Restwassermengen von weniger als 0,5 Gewichtsprozent in den Feststoffisolationen erreicht. Since the water evaporation takes place at substantially higher temperatures than processes of the prior art, even very small residual amounts of water of less than 0.5 weight percent can be achieved in the solid insulation in addition to a short drying time at the same time.

Um ein zu starkes Aufheizen der Wicklungen mit Sicherheit zu vermeiden, wird kurz vor Erreichen der zweiten mittleren Wick lungstemperatur zusätzlich auch die mittlere Temperatur der Oberspannungswicklungen, etwa über das vorgenannte Widerstands- Meßgerät ermittelt. In order to avoid excessive heating of the windings with certainty is winding temperature also determines the average temperature of the high-voltage windings, such as via the aforementioned resistance measuring device shortly before reaching the second center Wick. Liegt die durch Vergleich der mittleren Temperaturen von Oberspannungswicklungen und Transformatorwick lungen ermittelte Temperatur unterhalb der Solltemperatur der Oberspannungswicklungen, so wird der Heizstrom auf sehr tiefe Frequenzen, beispielsweise 0,05 Hz, heruntergefahren und werden nur noch die Oberspannungswicklungen mit dem sehr niederfre quenten Strom bzw. mit dem Gleichstrom nachgeheizt. If the temperature settings by comparison of the mean temperatures of high-voltage windings and transformer Wick determined below the target temperature of the high-voltage windings, the heating current to very low frequencies, for example 0.05 Hz, is shut down and only the high-voltage windings with very niederfre-frequency current or reheated to the DC.

Durch geeignet angeordnete und verteilte Schaltstellen kann es ermöglicht werden, daß die mittlere Temperatur mindestens einer der Oberspannungswicklungen unabhängig von den mittleren Temperaturen der restlichen Oberspannungswicklungen gemessen wird. By suitably arranged and distributed switching points may be allowed that the mean temperature of at least one of the high-voltage windings is measured independently of the average temperatures of the remaining high-voltage windings. Liegt die Temperatur der vermessenen Oberspannungswick lung noch unter ihrer Solltemperatur, so wird diese Wicklung unabhängig von den restlichen Oberspannungswicklungen nachgeheizt. If the temperature of the measured high-voltage Wick lung still below its desired temperature, so that winding is reheated independently of the remaining high-voltage windings.

Entsprechend den mittleren Wicklungstemperaturen können die mittleren Temperaturen jeder Ober- oder jeder Unterspannungs wicklung aus einer Messung von Strom und Spannung des Heiz stroms oder aus einer Messung des elektrischen Widerstands der Ober- oder Unterspannungswicklung ermittelt werden. Accordingly, the average winding temperatures mean temperatures of each upper or each under-voltage winding can be determined from a measurement of current and voltage of the heating current or from a measurement of the electrical resistance of the upper or lower voltage winding. Alternativ oder zusätzlich ist es auch möglich, diese Temperaturen durch Sensoren zu ermitteln, welche durch das Transformatorgehäuse an die betreffenden Wicklungen geführt sind. Alternatively or additionally, it is also possible to determine these temperatures by sensors, which are guided through the transformer housing at the respective windings.

Eine besonders schonende Trocknung der Feststoffisolationen wird erreicht, wenn die Wicklungen durch Anpassung des Heiz stroms stufenweise auf einer dritten mittleren Wicklungs temperatur und gegebenenfalls auf weiteren mittleren Wicklungstemperaturen gehalten werden, wobei diese mittleren Wicklungstemperaturen jeweils zwischen der ersten und der zweiten mittleren Wicklungstemperatur liegen. A particularly gentle drying of the solid insulation is achieved if the windings by adjusting the heating current stepwise to a third middle winding temperature and optionally maintained at another middle winding temperatures, said central winding temperatures are in each case between the first and second middle winding temperature.

Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS

1 Gehäuse 1 case
2 Vakuumpumpe 2 vacuum pump
3 Aufbereitungsvorrichtung 3 treatment device
4 , 5 Ölleitung 4, 5 oil passage
6 Regeltransformator 6 variable transformer
7 Frequenzwandler 7 frequency converter
8 Stromzuführungen 8 power supply lines
9 Strom- und Spannungswandler 9 current and voltage transformer
10 , 11 Durchführungen 10, 11 feedthroughs
12 Steuereinheit 12 control unit
13 Rechner 13 computers
14 Peripheriegeräte. 14 peripherals.

Claims (13)

  1. 1. Verfahren zur Trocknung der Feststoffisolationen eines in einer elektrischen Anlage angeordneten Transformators, bei dem die Feststoffisolationen mit aufgeheiztem Transforma toröl kontaktiert werden, und das mit den Feststoffisola tionen kontaktierte Transformatoröl entgast und/oder entwässert wird, dadurch gekennzeichnet, 1. A method for drying the solid insulation of an in an electrical system transformer, wherein the solid insulation with heated transformers can be contacted toröl, and with the solid Isola functions contacted transformer oil is degassed and / or drained, characterized in that
    daß bei kurzgeschlossenen Unterspannungswicklungen die Wicklungen mittels eines in den Oberspannungswicklungen geführten niederfrequenten Heizstromes auf eine erste mittlere Wicklungstemperatur aufgeheizt werden (Zeitpunkt t₁) , that at the short-circuited low-voltage windings, the windings are heated by means of a guided in the high-voltage windings low-frequency heating current to a first average winding temperature (time t₁),
    daß die Feststoffisolationen bei dieser Temperatur im Öl solange vorgetrocknet werden, bis das Öl auf eine unter halb der ersten mittleren Wicklungstemperatur liegende obere Öltemperatur erwärmt ist (Zeitpunkt t₂), that the solid insulation are pre-dried at this temperature in the oil until the oil is heated to a temperature below half of the first mean winding temperature upper oil temperature (time t₂),
    daß nach Erreichen der oberen Öltemperatur das aufberei tete Öl aus dem Transformatorgehäuse ( 1 ) entfernt und die Wicklungen unter Vakuum oder bei Unterdruck im ölfreien Transformatorgehäuse ( 1 ) mittels des niederfrequenten Heizstroms auf eine zweite mittlere Wicklungstemperatur, welche höher ist als die erste mittlere Wicklungstempera tur, aufgeheizt werden (Zeitpunkt t₃) und that removes the aufberei preparing oil from the transformer housing (1), after reaching the top oil temperature and the windings under vacuum or at low pressure in the oil-free transformer housing (1) by means of the low-frequency heating current to a second mean winding temperature which is higher than the first average winding Tempera ture are heated (time t₃) and
    daß die Feststoffisolationen bei der zweiten mittleren Wicklungstemperatur unter Vakuum oder bei Unterdruck vollständig getrocknet werden (Zeitpunkt t₄). that the solid insulation will be completely dried at the second middle winding temperature under vacuum or under reduced pressure (time t₄).
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach Erreichen der ersten Wicklungstemperatur die Größe des Heizstroms auf einen ersten Wert reduziert wird, der so bemessen ist, daß die Wicklungen auf der ersten mittleren Wicklungstemperatur gehalten werden. 2. The method of claim 1, characterized in that, after reaching the first temperature, the winding of the heating current is reduced to a first value which is dimensioned so that the windings are held on the first central winding temperature.
  3. 3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der reduzierte Heizstrom nach Entfernen des Öls auf einen Wert erhöht wird, der ausreicht, um die zweite mittlere Wicklungstemperatur zu erreichen. 3. A method according to any one of claims 1 or 2, characterized in that the reduced heating current is increased to a value after removal of the oil sufficient to achieve the second average winding temperature.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß nach Erreichen der zweiten mittleren Wicklungstemperatur der Heizstrom auf einen dritten Wert reduziert wird, der so bemessen ist, daß die Wicklungen auf der zweiten mittleren Wicklungstemperatur gehalten werden. 4. The method according to claim 3, characterized in that is reduced to a third value, after reaching the mean second winding temperature, the heating current which is dimensioned so that the windings are held on the second central winding temperature.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der auf den dritten Wert reduzierte Heizstrom pulsierend zugeführt wird. 5. The method according to claim 4, characterized in that the reduced heating current to the third value is supplied pulsating.
  6. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizstrom unterbrochen wird, wenn der Druck im Transformatorgehäuse ( 1 ) einen vorgegebenen Grenzwert unterschreitet, oder wenn im Gehäuse ( 1 ) innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne ein vorgegebener Druck gehalten wird. 6. The method according to any one of claims 4 or 5, characterized in that the heating current is interrupted if the pressure in the transformer housing (1) falls below a predetermined threshold value, or if in the housing (1) within a predetermined period of time, a predetermined pressure is maintained.
  7. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Transformatorgehäuse ( 1 ) beim Vortrocknen der Feststoffisolationen Unterdruck aufweist. 7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the transformer housing (1) during pre-drying the solid insulation comprises a vacuum.
  8. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß vor Erreichen der zweiten mittleren Wicklungstemperatur die mittleren Temperaturen der Unter und/oder Oberspannungswicklungen gemessen werden. 8. A method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that measured prior to reaching the second central winding temperature, the average temperatures of the lower and / or high-voltage windings.
  9. 9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere Temperatur der Oberspannungswicklungen mit der zweiten mittleren Wicklungstemperatur verglichen wird, und daß bei einer zu geringen Temperatur der Oberspann ungswicklungen die Frequenz des Heizstroms reduziert oder solange mit Gleichstrom nachgeheizt wird bis die Oberspan nungswicklungen die erwünschte Solltemperatur aufweisen. 9. The method according to claim 8, characterized in that the average temperature of the high-voltage windings is compared with the second intermediate coil temperature, and that at too low temperature of the upper clamping the frequency of the heating current ungswicklungen reduced or until reheated with direct current to the upper clamping voltage windings, the have desirable target temperature.
  10. 10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere Temperatur mindestens einer der Oberspannungswicklungen unabhängig von den mittleren Temperaturen der restlichen Oberspannungswicklungen gemessen wird, und daß die mindestens eine Oberspannungswicklung bei Abweichung von der Solltemperatur unabhängig von den restlichen Oberspannungswicklungen nachgeheizt wird. 10. The method according to claim 9, characterized in that the mean temperature of at least one of the high-voltage windings is measured independently of the average temperatures of the remaining high-voltage windings, and in that the at least one high-voltage winding in case of deviation from the target temperature regardless of the remaining high-voltage windings is reheated.
  11. 11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die mittleren Wicklungstemperaturen und die mittleren Temperaturen der Ober- und/oder Unterspannungswicklungen aus einer Messung von Strom und Spannung des Heizstroms oder aus einer Messung des elektrischen Widerstandes der Wicklungen ermittelt werden. 11. The method according to any one of claims 8 to 10, characterized in that the middle winding temperatures and mean temperatures of the upper and / or low-voltage windings from a measurement of current and voltage of the heating current or from a measurement of the electrical resistance of the windings can be determined.
  12. 12. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die mittleren Temperatur der Wick lungen und/oder die mittleren Temperatur mindestens einer der Ober- und/oder mindestens einer der Unterspannungs wicklungen jeweils mit einem ins Gehäuse des Trans formators eingeführten Temperatursensor ermittelt wird. 12. The method according to any one of claims 8 to 11, characterized in that the average temperature of the Wick lungs and / or the average temperature of at least one of the upper and / or at least one of the low voltage windings each with a formators introduced into the housing of the Trans temperature sensor is determined.
  13. 13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß vor Erreichen der zweiten mittleren Wicklungstemperatur die Wicklungen durch Anpassung des Heizstroms stufenweise auf einer dritten Wicklungs temperatur und gegebenenfalls auf weiteren mittleren Wicklungstemperaturen, welche jeweils zwischen der ersten und der zweiten mittleren Wicklungstemperatur liegen, gehalten werden. 13. The method according to any one of claims 1 to 12, characterized in that before reaching the second central winding temperature, the windings by adaptation of the heating stepwise to a third winding temperature and optionally on other central winding temperatures, which in each case between the first and second middle coil temperature are to be kept.
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