DE4303783C2

DE4303783C2 - Verfahren zum Reinigen von Transformatorenölen und Anordnung zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE4303783C2
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: 1997-03-27
Anticipated expiration: 2013-02-06
Also published as: DE4303783A1

Description

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 notwendig, neben einer zweckmäßigen Dimensionierung besonders auf die Vermeidung von Verunreinigungen 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 Kerngrößen bereich 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 höhere Durchschlagspannungen erzielen.

Es sind verschiedene Anordnungen bekannt, mit denen auch insbesondere beim Betrieb der Transformatoren verschmutztes Transformatorenöl gereinigt werden kann. Die eingesetzten Filteranordnungen, Ölheizungssysteme und Entgasungseinrichtungen ermöglichen eine an sich weitgehende Auf- bzw. Wiederaufbereitung des Transformatorenöles, z. B. nach DE 36 07 829 A1; DD-PS 266 671; DD-PS 290 340. 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 Feststoffisolierung möglich sind.

Aus der DE-OS 23 58 072 ist ein ölisolierter elektrischer Transformator wie beim Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt, bei dem das Innere des Transformatorkessels ständig mit einer Vakuumentgasungseinrichtung in Verbindung steht, bei dem Mittel zum kontinuierlichen oder intermittierenden Zuführen von Öl zur Entgasungseinrichtung und zum Rückleiten des behandelten Öles in den Transformatorkessel vorgesehen sind, wobei der Verunreinigungsgrad des Öles im Transformator ein Maß für die Steuerung der Ölreinigung ist.

Der Verunreinigungsgrad des Öles eines Transformators bzw. eines Stufenschalters für Transformatoren läßt sich z. B. nach der DE-AS 11 01 607 aus der jeweiligen Durchschlagfestigkeit des Öles ableiten.

In der US-PS 4.437082 ist eine Anordnung für eine kontinuierliche Verbesserung von Transformatorenöl beschrieben, bei der das Öl aus dem oberen Teil des Transformatorenkessels abgesaugt - über Filter geleitet - unten am Kessel wieder zugeführt wird.

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

Damit werden auch bei großen Ölmengen, wie sie Leistungstransformatoren aufweisen, noch wirtschaftlich vertretbare Aufbereitungs- und Behandlungsseiten 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 Partikelzählung und ihre Verteilungsdarstellung bezogen auf ein Einheitsölvolumen einsetzbar.

Als indirektes Kriterium bieten sich die erzielten Öldurchschlagsspannungswerte 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 Behandlungsphasen 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 Verwirbelung des Öles und eine gute Durchspülung der Feststoffisolierung des Transformators erreicht wird.

Lösung des Problems

Erfindungsgemäß ist die Aufgabe verfahrensmäßig durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

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 Anordnung gelöst, bei der die Zuflußleitung zur Filtereinrichtung am oberen Teil des Transformatorenkessels und die Rückflußleitung von der Filtereinrichtung zum Transformator am unteren Teil des Transformatorkessels lösbar angeflanscht sind, die entsprechend den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 2 ausgebildet ist.

Ausführungsbeispiel

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

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

Fig. 2 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 dargestellter Transformator besteht im wesentlichen aus einem Transformatorkern 3 und auf dessen Schenkein angeordneten Wicklungsblöcken 2.

Dieser gesamte aktive Teil ist in einem Transformatorkessel 1 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 nachgeschaltet ist. Zwischen diese und einem Feinfilter 10 ist ein Manometer 9 angeordnet, wobei hier auch ein Belüftungsventil 13 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 Transformatorkessel 1 verzweigt sich nun in Teilleitungen 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 Kühlanlage enthaltenen Umwälzpumpen abwechseln. Dabei können die Schritte zeitlich gleich (Fig. 3) oder auch zeitlich umgleich sein.

Ein wesentliches Mindestkriterium für das Ende der Ölreinigung ist beispielsweise, daß über einen signifikanten 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 signifikaten 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 dem Transformator wieder zugeführt wird, unter Überwachung des Verunreinigungsgrades, dadurch gekennzeichnet, daß das Öl einer vorbestimmten Abfolge der Schritte - nur Filtern und Filtern bei gleichzeitigem Umwälzen des Öles im Trafo mittels der in der zugehörigen Kühlanlage vorhandenen Pumpen - mit jeweils vorgewählter Zeitdauer der Schritte unterzogen wird, wobei die ge wählte 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 erreicht 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. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 zum Reinigen von Transformatorenölen, bei der die Zuflußleitung zur Filtereinrichtung am oberen Teil des Transformatorkessels 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 Teil leitungen jeweils zur einen (ersten) bzw. anderen (zweiten) Stirnwand des Transformatorkessels (1) führen,
- wobei der am vorderen Teil der einen (ersten) Stirnwand mündenden Teilleitung (15.1) auch eine am vorderen Teil der anderen (zweiten) Stirnwand abgehende Teilleitung (14.1) für den Zufluß zur Filtereinrichtung (4) entspricht,
- während der am hinteren Teil dieser anderen (zweiten) Stirnwand mündenden Teilleitung (15.2) für den Rückfluß zum Transformator kessel (1) auch eine am hinteren Teil der einen (ersten) Stirnwand abgehende Teilleitung (14.2) für den Zufluß zur Filtereinrichtung (4) zugeordnet ist.