DE4303783A1

DE4303783A1 - Verfahren zum Reinigen von Transformatorenölen und Anordnung zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE4303783A1
Application number: DE19934303783
Authority: DE
Inventors: Klaus Dr Ing Eckholz; Alfred Dr Ing Fiedler; Joachim Dr Ing Schmidt; Wolfgang Dipl Ing Bach; Manfred Engel
Original assignee: AEG Tro Transformatoren und Schaltgeraete GmbH
Current assignee: AEG Schorch Transformatoren GmbH
Priority date: 1993-02-05
Filing date: 1993-02-05
Publication date: 1994-08-11
Anticipated expiration: 2013-02-06
Also published as: DE4303783C2

Description

Die Erfindung ist anwendbar für mit Isolieröl gefüllte Trans formatoren für hohe Spannungen und Leistungen

Stand der Technik

Die Abmessungen von Leistungstransformatoren werden auch von den in Anwendung kommenden Isoliersystemen beeinflußt. Der dielektrisch schwächere Teil in den Mischisolierungen aus festen und flüssigen Isolierstoffen ist das Isolieröl. Um eine hohe Nutzung des Isoliervermögens dieses Verbundes zu erreichen, ist es notwendige neben einer zweckmäßigen Dimensionierung besonders auf die Vermeidung von Verun reinigungen zu orientieren.

Während sich vor 20 bis 30 Jahren die Bemühungen darauf richteten, das Öl von Wasser und Gas sowie von Stäuben, Fasern und Ruß im Korngrößenbereich bis 0,2 mm zu säubern konzentrieren sich im letzten Jahrzehnt die Untersuchungen darauf, den Einfluß von Schwebestoffen im Mikropartikel bereich zu erfassen.

Mit der Entfernung eines großen Teiles dieser Schwebstoffe und der vollständigen Beseitigung größerer Partikel aus dem Öl lassen sich deutlich bessere Durchschlagspannungen er zielen.

Es sind verschiedene Anordnungen bekannt, mit denen auch insbesondere beim Betrieb der Transformatoren verschmutztes Transformatorenöl gereinigt werden kann. Die eingesetzten Filteranordnungen, Ölheizungssysteme und Entgasungsein richtungen ermöglichen eine an sich weitgehende Auf-bzw. Wiederaufbereitung des Transformatorenöles, z. B. nach DE-OS 36 07 829 (C 10M, 175/00); DD-PS 2 66 671 (Holf 27/14); DD-PS 2 90 340 (HOlf, 27/12). Diesen Filteranordnungen und den zugehörigen Verfahren haftet jedoch der gemeinsame Nachteil an, daß mit ihnen im wesentlichen maximal nur die bereits im Öl vorhandenen Verunreinigungen entfernt werden können. Verunreinigungen, die noch in der Feststoffisolierung sitzen, können kaum entfernt werden, weil mit ihnen keine intensive Verwirbelung des Öles und Durchspülung der Fest stoffisolierung möglich sind.

Weiterentwicklungen auf dem Sektor Filtertechnik zu Elementen, die aus einer Kombination von Tiefenfiltern, die eine abgestufte Porenstruktur aufweisen, und Absolut filtern bestehen, lassen einen um zwei Größenordnungen besseren Filtrationsquotienten zu.

Damit werden auch bei großen Ölmengen, wie sie Leistungs transformatoren aufweisen, noch wirtschaftlich vertretbare Aufbereitungs- und Behandlungszeiten ermöglicht.

Darüber hinaus lassen sich durch eine Kreislaufspülbehandlung besonders bei Transformatoren in OD-Kühlungsausführung die fertigungsbedingten Verunreinigungen über den Ölstrom ausfördern und in den Filterkombinationen binden. Auf diese Weise wird in den inneren Isolieranordnungen für eine möglichst hohe dielektrische Festigkeit gesorgt. Als direktes Kriterium für die Ölreinheit ist die Bestimmung der Partikelgröße und -anzahl mittels automatische Partikel zählung und ihre Verteilungsdarstellung bezogen auf ein Ein heitsölvolumen einsetzbar.

Als indirektes Kriterium bieten sich die erzielten Öldurch schlagspannungswerte nach VDE 0370 bzw. IEC 163/63 an. Allen bekannten Anordnungen und den mit ihr durchgeführten Ölreinigungsverfahren haften die Nachteile an, daß nicht angegeben werden kann, wann der erforderliche Ölreinheitsgrad im Transformator erreicht ist.

Das technische Problem

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Reinigen von Transformatorenölen in mit diesem Öl gefüllten Transformatoren anzugeben, mit dem in allen Behandlungs phasen eine höchstmögliche Verunreinigungsentfernung erreicht wird, wobei eine einfache und hinreichend sichere Bewertung des Reinheitsgrades des Isolieröles möglich sein soll.

Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens zu finden, mit der in allen Phasen des Verfahrens eine gute Ver wirbelung des Öles und eine gute Durchspülung der Feststoffisolierung des Transformators erreicht wird.

Lösung des Problems

Erfindungsgemäß ist die Aufgabe mittels einer Filter einrichtung dadurch gelöst, daß das bereits aufberei tete Isolieröl, welches sich im Transformator befindet, einer vorbestimmten Abfolge der Schritte Filtern und Filtern bei gleichzeitigem Umwälzen des Öles im Transformator mittels der in der Kühlanlage vorhandenen Pumpen unterzogen wird, wobei die jeweilige Dauer dieser Schritte vorgewählt ist und die Abfolge dann abgebrochen wird, wenn über einen signifikanten Zeitraum zumindest eines der folgenden Kriterien erfüllt wird:

- vor dem Filtern der verwendeten Filtereinrichtung er folgt kein nennenswerter Druckanstieg mehr;
- der Mittelwert der Durchschlagspannung des Öles im Transformator hat eine vorbestimmte Höhe erreicht und behält sie bei;
- die Größe der noch im Öl vorhandenen Partikel und ihre Verteilung im Öl überschreiten einen jeweils vorge wählten Wert nicht mehr.

Durch diese erfindungsgemäße Reinigung des Isolieröles, insbesondere auch von Mikroteilchen wird eine erhebliche Erhöhung der Isolationsfestigkeit des freien Öles selbst und damit des gesamten Isoliersystems erreicht.

Die Aufgabe ist ferner erfindungsgemäß durch eine An ordnung gelöst, bei der die Zuflußleitung zur Filterein richtung am oberen Teil des Transformatorkessels und die Rückflußleitung von der Filtereinrichtung zum Transforma tor am unteren Teil des Transformatorkessels lösbar ange flanscht sind, die dadurch gekennzeichnet ist,

- daß beide Leitungen in mindestens zwei gleiche Teile aufgespalten sind und die Teilleitungen zur rechten bzw. linken Stirnwand des Transformators führen,
- wobei einer am vorderen Teil der einen ersten Stirn wand mündenden Teilleitung für den Rückfluß zum Transformator auch eine am vorderen Teil der anderen zweiten Stirnwand abgehende Teilleitung für den Zufluß zur Filtereinrichtung entspricht,
- während einer am hinteren Teil dieser anderen (zweiten) Stirnwand mündenden Teilleitung für den Rückfluß zum Transformator auch eine am hinteren Teil der einen (ersten) Stirnwand abgehende Teilleitung für den Zu fluß zur Filtereinrichtung zugeordnet ist. Durch diese erfindungsgemäße Aufspaltung der Rückfluß bzw. Zuflußleitungen wird eine sehr gute Verwirbelung des Isolieröles und eine sehr gute Durchspülung der Feststoffisolierung schon beim reinen Filtern erreicht, wodurch auch hierbei schon die das Öl verunreinigenden Teilchen im Ölstrom mitgerissen und den Filtern zuge führt werden. Dieser Effekt wird bei den Schritten Filtern und Umwälzen des Öles durch die in der Kühlanlage vor handenen Pumpen noch verstärkt.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen

Fig. 1 in schematischer Darstellung die Draufsicht auf einen Transformator ohne Deckel, mit angeschlossener Filtereinrichtung;

Fig. 2 die Seitenansicht des Aktivteils des Transformators in schematischer Darstellung;

Fig. 3 Diagramme der Druckverläufe an den Manometern in Abhängigkeit von der Zeit;

Fig. 4 Darstellung der Abhängigkeit des Mittelwertes der Durchschlagspannung des Transformatoröles von der Behandlungszeit.

Ein in den Fig. 1 und 2 schematisch dargestellten Trans formator besteht im wesentlichen aus einem Transformator kern 3 und auf dessen Schenkeln angeordneten Wicklungsblöcken 2. Dieser gesamte aktive Teil ist in einem Transformatorkessel untergebracht, der mit Isolieröl gefüllt ist. Zur Reinigung des Isolieröles ist der Transformatorkessel 1 mittels Leitungen mit einer Filtereinrichtung 4 verbunden. Diese Filtereinrichtung 4 hat folgenden an sich bekannten Aufbau:

Einem Anschlußventil 5 für den Zufluß vom Transformator folgt ein Grobfilter 7, dem eine Förderpumpe 8 nachge schaltet ist. Zwischen diese und einem Feinfilter 10 ist ein Manometer 9 angeordnet, wobei hier auch ein Belüftungs ventil für die gesamte Filtereinrichtung 4 vorgesehen ist.

Dem Feinfilter 10 folgt ein Feinstfilter 12, zwischen beiden ist wiederum ein Manometer 11 vorgesehen.

Dem Feinstfilter 12 folgt abschließend ein Anschlußventil 6 für den Rückfluß zum Transformatorkessel 1, wobei zwischen Feinstfilter 12 und Anschlußventil 6 wiederum ein Manometer 16 vorgesehen ist.

Eine an das Anschlußventil 6 angeschlossene Rückflußleitung 15 zum Transfarmatorkessel 1 verzweigt sich nun in zwei Teil leitungen 15.1, 15.2.

In eine an das Anschlußventil 5 angeschlossene Zuflußleitung 14 zur Filtereinrichtung 4 münden zwei Teilleitungen 14.1, 14.2. Diese Teilleitungen sind so angeordnet, daß das gereinigte Öl an den Stirnseiten unten (15.1 und 15.2) zugeführt wird und das verunreinigte Rückflußöl (14.1 und 14.2) an den Stirnwänden oben, den Zuflüssen diagonal gegenüberliegend, abgesaugt wird.

Mittels dieser erfindungsgemäßen Anordnung wird nun das Isolieröl des Transformators gereinigt, wobei gemäß der Darstellung in Fig. 3 die Schritte-Filtern- und -Filtern und Ölumwälzen durch die in der nicht dargestellten Kühl anlage enthaltenen Umwälzpumpen abwechseln.

Dabei können die Schritte zeitlich gleich (Fig. 3) oder auch zeitlich umgleich sein. Ein wesentliches Mindestkriterium für das Ende der Öl reinigung ist beispielsweise, daß über einen signifikan ten Zeitraum kein wesentlicher Druckanstieg an den Manometern 9 und 11 mehr erfolgt.

Ein anderes Mindestkriterium für das Ende der Ölreinigung kann beispielsweise sein, daß die Durchschlagspannung des im Transformator befindlichen Öles einen vorbestimmten Wert erreicht hat und über den signifikanten Zeitraum im Mittel auch beibehält (Fig. 4).

Claims

1. Verfahren zum Reinigen von Transformatorenölen, bei dem das aus dem Transformatorenkessel abgesaugte Transformatorenöl durch eine Filtereinrichtung mit Filtern unterschiedlicher Feinheitsgrade geschickt und danach den Transformator wieder zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Öl einer vorbe stimmten Abfolge der Schritte -nur Filtern- und -Filtern bei gleichzeitigem Umwälzen des Öles im Trafo mittels der in der Kühlanlage vorhandenen Pumpen- mit jeweils vorgewählter Zeitdauer der Schritte unterzogen wird, wobei die gewählte Abfolge dann abgebrochen wird, wenn über einen signifikanten Zeitraum zumindest eines folgender Kriterien erfüllt wird:

- vor den Filtern der verwendeten Filtereinrichtung erfolgt kein nennenswerter Druckanstieg mehr;
- der Mittelwert der Durchschlagspannung des Öles im Transformator hat eine vorbestimmte Höhe er reicht und behält sie bei;
- die Größe der noch im Öl vorhandenen Partikel und ihre Verteilung im Öl überschreiten einen jeweils vorgewählten Wert nicht mehr.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitdauer der Schritte gleich ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitdauer der Schritte ungleich ist.

4. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens zum Reinigen von Transformatorenölen, bei der die Zuflußleitung zur Filtereinrichtung am oberen Teil des Transformator kessels und die Rückflußleitung von der Filtereinrichtung zum Transformator am unteren Teil des Transformator kessels lösbar angeflanscht sind, dadurch gekennzeichnet,

- daß beide Leitungen (14; 15) in mindestens zwei gleiche Teilleitungen (14.1 und 14.2; 15.1 und 15.2) aufgespalten sind und die Teilleitungen jeweils zur einen (ersten) bzw. anderen (zweiten) Stirn wand des Transformatorkessels (1) führen,
- wobei der am vorderen Teil der einen (ersten) Stirn wand mündenden Teilleitung (15.1) auch eine am vorderen Teil der anderen (zweiten) Stirnwand ab gebende Teilleitung (14.1) für den Zufluß zur Filtereinrichtung (4) entspricht,
- während einer am hinteren Teil dieser anderen (zweiten) Stirnwand mündenden Teilleitung (15.2) für den Rückfluß zum Transformatorkessel (1) auch eine am hinteren Teil der einen (ersten) Stirnwand abgehende Teilleitung (14.2) für den Zufluß zur Filterein richtung (4) zugeordnet ist.