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Aus Regeneration
wird Anlagensicherheit.
SITRAM® REG von TLM™ – Transformer Lifecycle Management™
Answers for energy.
Für die dauerhafte Regeneration
von Transformatorenöl
Die Herausforderung:
Steigender Kosten- und Leistungsdruck zwingt viele Betreiber dazu,
die Auslastung ihrer Transformatoren zu erhöhen. Bisher moderat
gealterte Transformatoren und
Netzkuppler werden zunehmend
höher und häufig erstmals mit
Nennleistung betrieben. Gleichzeitig werden die für Wartungen geplanten Betriebsstillstände zeitlich
reduziert oder komplett gestrichen.
Die steigende Belastung führt zu
einer schnelleren Alterung des Isolieröls und der festen Isolierung.
In der Folge können sich auch die
dielektrischen Eigenschaften des
Isolieröls drastisch verschlechtern.
Ein sicherer Transformatorenbetrieb
ist dann ernsthaft gefährdet.
Um belastetes Öl zu reinigen und seine
dielektrischen Eigenschaften wiederher­
zustellen, haben wir das SITRAM® REGVerfahren entwickelt. SITRAM® REG ist ein
modifizierter Regenerationsprozess in Anlehnung an die IEC 60422 Norm. Dabei wird
das Öl kontinuierlich durch Filterkolonnen
geleitet. Ein Ölwechsel ist nicht erforderlich.
Hocheffektive Adsorptionsmittel (aktivierte Fullererde) nehmen die polaren
Verunreinigungen und Abbauprodukte
aus dem gealterten Trafoöl auf. Das gereinigte Öl fließt wieder in den Transformator zurück. Dieser Zyklus wird abhängig
von der Transformatorengröße und dem
Alterungszustand des Isolieröls mehrere
Tage oder Wochen durchgeführt. Der
Betrieb des Transformators ist dabei nicht
eingeschränkt.
Wann und wo immer Sie uns brauchen
SITRAM® REG ist eine mobile Lösung.
Montiert in einem Container steht sie
unseren Kunden am Aufstellungsort des
Transformators zur Verfügung. Dieser
Einsatz nach Bedarf spart vor allem erhebliche Investitionskosten.
Vorteile auf einen Blick
V
erbesserung des Isolieröls auf Neuölqualität
Längere Lebensdauer und erhöhte
Betriebssicherheit bei alten Transformatoren
Präventive Vorbeugung gegen einen
progressiv verlaufenden Isolations­
alterungsprozess
Nachhaltige Verbesserung des Isolationszustands
Geeignet für alle Leistungstrans­for­
matoren
Wirtschaftlich unabhängig vom
aktuellen Neuölpreis
Keine Betriebsunterbrechung
Hoher und langzeitstabiler Reinigungseffekt
Siemens verlängert das Leben Ihrer Transformatoren, senkt Ihre Kosten
und erhöht die Anlagensicherheit. Mit SITRAM® REG.
2
SITRAM® REG –
eine rundum saubere Lösung
Alterungsvorgänge im Isolationssystem des Transformators:
Feuchte
Sauerstoff
Temperatur
Öl-Zellulose-Isolierung
Chemischer Abbau Peroxide, Säuren, …
zusätzlich Wasser, Sauerstoff
Mechanischer Abbau
Blitz- und Schaltüberspannungen
Katalytische Wirkung
Dielektrischer Abbau
Isolationsdurchbruch
Kurzschlüsse
Seit mehr als 100 Jahren hat sich das Öl-Zellulose-Dielektrikum im Transformatorenbau bewährt.
Doch die Alterung des Öls und der Zellulose beeinflussen sich gegenseitig negativ und führen
letztendlich zum Ausfall.
Schlammablagerungen lassen die Wicklungen
schneller altern und beeinträchtigen die
Betriebssicherheit des Transformators.
Erneuerung statt Ölwechsel
Optionale Entschlammung
Gegenüber dem herkömmlichen Ölwechsel weist die Regeneration der
Ölfüllung mehrere Vorteile auf. Sie
bewirkt eine Verschiebung der Gleichgewichtszustände und eine sofort einsetzende Diffusion aller eingelagerten
Abbauprodukte aus der Feststoffisolation in das umliegende Isolieröl. Beim
nächsten Umlauf werden diese vom Adsorptionsmittel gebunden und aus dem
Kreislauf ausgeschieden.
Nicht zuletzt spricht die Ökobilanz klar
für Regeneration statt für die Entsorgung des Altöls. Die in der Fullererde
zurückgehaltenen (separierten oder
entstandenen) Abfallprodukte werden
nach dem Regenerationsprozess
oxidativ zersetzt. Es entstehen lediglich
Wasser und ungiftige Gase.
Weiterhin bietet die Behandlung mit
SITRAM® REG eine deutlich verbesserte
Alterungsstabilität: bei einem Ölwechsel verbleiben bis zu 15 % des alten Öls
und fast alle ein- und abgelagerten
Zersetzungsprodukte im Transformator
zurück. Diese bewirken eine schnell einsetzende Alterung der Neuölfüllung –
ein Problem, das mit SITRAM® REG erst
gar nicht auftritt.
Die Vorteile gegenüber einem
Ölwechsel
Keine Betriebsunterbrechung
Ressourcenschonend
Zusätzlicher Feuchteaustrag
Hoher und langzeitstabiler
Reinigungsgrad
Optional ist Entschlammung möglich
Mindere Ölqualitäten, hohe Auslastung
und versäumte vorbeugende Instand­
haltungsmaßnahmen führen zur Bildung
von Ölschlämmen im Transformator.
Unbeachtet bewirken diese ein schnelleres Versagen des Isolations­systems und
beeinträchtigen die Kühlung. Das frisch
regenerierte Isolieröl besitzt bei ausreichend hohen Temperaturen hervorragende Schlammlösungseigenschaften.
Im Rahmen einer optionalen Entschlammung können bereits abgelagerte Ölschlämme im Transformator gelöst und
aus diesem ausgetragen werden.
Vorteile der Anwendung im Betrieb
E
in Temperaturgefälle von den Wicklungen zum umliegenden Öl erhöht
den Diffusionsdruck.
Mechanische Vibrationen tragen zur
Rücklösung abgelagerter Schlämme
bei.
SITRAM® REG ist Teil der SITRAM®-Familie. Darunter verstehen wir modulare Lösungen,
mit denen sich Verfügbarkeit und Lebensdauer Ihrer Transformatoren auf hohem Niveau erhalten lassen.
Gemeinsam definieren wir die passenden Lösungen für Ihre Anforderungen.
3
Eigenschaft
Empfohlene Grenzwerte für Regeneration
Azidität (mg KOH/g Öl)
≥ 0,15
PermittivitätsVerlustfaktor bei 90 °C
und 40 Hz bis 60 Hz
≥ 0,20 bei Leistungstransformatoren/Drosseln mit
einer Nennspannung über 170 kV
≥ 0,50 bei Leistungstransformatoren/Drosseln mit
einer Nennspannung unter 170 kV
Inhibitorgehalt
Inhibitorkonzentration < 40 % des
Ausgangs- / Ursprungswertes
Kombination aus
Azidität und
Grenzflächenspannung
Azidität > 0,06 mg KOH/g Öl und
Grenzflächenspannung < 30 mN/m
Schlamm
Wenn ausgefällter Schlamm festgestellt wird,
ist das Öl zu regenerieren
Zusätzlich zu den oben genannten Kriterien empfiehlt die IEC-Norm 60422 eine
Regeneration, sobald eine schnelle Alterung oder Beschleunigung der Abbauprozesse
beobachtet wird.
Präventive Anwendung zahlt sich aus
Sicherheit und Prozesskontrolle
Ölanalyse inklusive
Die im Isolationssystem eingelagerten
Alterungsprodukte wirken katalytisch.
Zusammen mit der höheren Betriebstemperatur kann es zu einer drastischen
Zunahme des Lebensdauerverbrauchs
kommen. Beschädigungen der Feststoff­
isolation sind irreversibel und können
auch durch Regenerationstechnik nicht
rückgängig gemacht werden. Deswegen
sollte die Anwendung der Regenerationstechnik grundsätzlich präventiv stattfinden. Entscheidend im Kampf gegen Lebensdauerverbrauch ist der frühzeitige,
vorbeugende Einsatz von SITRAM® REG.
Wir haben SITRAM® REG mit zahlreichen Sicherheitsmaßnahmen aus­
gestattet. Zum Beispiel: kontinuierliche
Messung und Vergleich des ein- und
ausgeförderten Ölvolumens, Messung
der Füllstandshöhe im Transformator,
anlagen- und trafoseitig pneumatische
Schnellschlussventile sowie Luftfallen
an den Anschlusspunkten.
Durch die genaue Kontrolle der Öleigenschaften kann der Regenerationsprozess
präzise geplant und gesteuert werden.
Nachdem Isolieröl und feste Isolierung
gereinigt sind, wird das Isolieröl entgast
und inhibiert. Die Inhibierung ist ein
wichtiger Schritt, um die Oxidationsstabilität des gereinigten Öls zu erhöhen
und die Alterungsdynamik der ÖlZellulose-Isolierung zu verlangsamen.
Sie wird ausdrücklich in der IEC 60422
Norm empfohlen.
Jedoch empfiehlt sich auch bei stark
gealterten Transformatoren, die weiterbetrieben werden müssen, eine Ölregeneration. Der Zustand der Feststoff­
isolation wird so konserviert und einer
progressiven Alterung entgegengewirkt.
Auch die Prozesskontrolle ist eigensicher
ausgeführt. Bei einer Fehlfunktion oder
einem Systemausfall fährt die Anlage
selbsttätig in einen sicheren Zustand
herunter. Mit Hilfe einer Fernüberwachung kann der Regenerationsprozess
zusätzlich begleitet werden. Einmal
angefahren, ermöglicht die Automatisierung und Prozesskontrolle den
bedienungslosen Betrieb während
bestimmter Prozessphasen.
Zur Kontrolle des Regenerationsprozesses werden prozessbegleitend Analysen durchgeführt – sowohl auf der mobilen Anlage als auch im Isolieröllabor
des Siemens-Transformatorenwerkes.
[email protected]  www.siemens.com/energy/TLM
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SITRAM® REG:
Zahlen und Fakten
Exemplarischer Verlauf einer Ölregeneration
Ud [kV]
H2O [ppm]
GFS [mN/m]
Temperatur [°C]
0,4
80
NZ [mg KOH/g Öl]
Verlustfaktor
Inhibitor [%]
70
Farbe
6
60
5
50
4
40
3
30
2
20
1
10
0,3
0,1
0
0
0
Reg.Start
Öltemp.
Reg.Mitte
Farbe
Durchschlagspannung
Reg. Ende
Wasser
Grenzfläche
Inhibitor
Azidität
Verlustfaktor
Im obigen Diagramm ist die Entwicklung der wichtigen Ölparameter bei der Regeneration eines
216-MVA-Maschinentransformators mit ca. 40 Tonnen stark gealtertem Isolieröl dargestellt.
Rechtzeitig eingesetzt hilft SITRAM® REG nachweislich,
die Lebensdauer von Transformatoren nachhaltig zu verlängern.
Empfohlene Grenzwerte für Isolieröle auf Mineralölbasis nach
Einfüllung in neue elektrische Betriebsmittel vor der Inbetriebnahme
Parameter
Einheit
Neuölfüllung, vor Inbetriebnahme IEC 60422
Höchste Spannung des Betriebsmittels
Farbe nach ISO 2049
Azidität
< 72,5 kV
72,5 bis 170 kV
> 170 kV
max. 2,0
≤ 0,03
max. 2,0
≤ 0,03
max. 2,0
≤ 0,03
≤ 0,015
≤ 0,015
≤ 0,010
≥ 35
> 55
< 20
≥ 35
> 60
<10
≥ 35
> 60
<10
vor Regeneration
nach Regeneration
nach drei Jahren
4,5
0,24
1,0
< 0,01
1,0–1,5
0,02
0,090
< 0,005
0,008
19,5
60,5
19
≥ 45
≥ 75
< 10
> 40
68
mg KOH/g Öl
Permittivitäts-Verlustfaktor bei
90 °C und 40 Hz bis 60 Hz
Grenzflächenspannung
Durchschlagspannung
Wassergehalt
mN/m
kV/2,5 mm
mg/kg Öl
Erfahrungswerte aus durchgeführten Regenerationen
Parameter
Farbe nach ISO 2049
Azidität
Einheit
mg KOH/g Öl
Permittivitäts-Verlustfaktor bei
90 °C und 40 Hz bis 60 Hz
Grenzflächenspannung
Durchschlagspannung
Wassergehalt
mN/m
kV/2,5 mm
mg/kg Öl
Nach erfolgreich durchgeführter Ölregeneration unter optimalen Prozessbedingungen
erfüllt auch jahrelang eingesetztes Isolieröl noch die Grenzwerte, wie sie für die Befüllung neuer Leistungstransformatoren gelten. Darüber hinaus bleiben die für die
dielektrischen Eigenschaften des Öls wesentlichen Parameter auch Jahre nach der Regenerationsbehandlung stabil. Rechtzeitig eingesetzt hilft SITRAM® REG damit nachweislich, die Lebensdauer von Transformatoren nachhaltig zu verlängern.
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Siemens AG
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Siemens AG
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Tel.: +49 180/524 70 00
Fax: +49 180/524 24 71
(Gebühren in Abhängigkeit vom Provider)
E-Mail: [email protected]
Power Transmission Division
Bestell-Nr. E50001-G640-A133
Printed in Germany
Dispo 19200, c4bs No. 7487
GB-090412 470642 WS 09090.5
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Änderungen vorbehalten.
Die Informationen in diesem Dokument enthalten
allgemeine Beschreibungen der technischen Möglichkeiten, welche im Einzelfall nicht immer vorliegen.
Die gewünschten Leistungsmerkmale sind daher im
Einzelfall bei Vertragsschluss festzulegen.
www.siemens.com/energy