Überwachung von Umspannwerken mit radiometrischen Infrarotkameras

Gewährleistung von Netzstabilität, Vermeidung von Geräteausfällen sowie Reduzierung von Kosten und Ausfallzeiten in Umspannwerken

Die Aufrechterhaltung des Betriebs von Verteilungsnetzen ist entscheidend für unsere heutige Lebensweise. Stromübertragungs- und -verteilungsleitungen sind essenziell, um Kraftwerke mit Verbrauchern zu verbinden, während Umspannwerke komplexe Netzverbindungen schaffen. Der steigende Strombedarf und die sich schnell ändernden Lastprofile durch erneuerbare Energien erhöhen die Belastung dieser Umspannwerke. Diese Expansion steigert das Risiko von Geräteausfällen und gefährdet die Netzstabilität. Alternde Infrastrukturen und der wachsende Druck, kostengünstige Energie bereitzustellen, setzen die Netze zunehmend unter Stress – mit dem Risiko teurer Brownouts und Blackouts, was Energieversorger unter erheblichen Druck bringt. Zuverlässige Lösungen sind erforderlich, um die Kapazität zu erhöhen, die Zuverlässigkeit zu sichern und die Kosten zu kontrollieren. Das Verständnis der thermischen Verteilung in Umspannwerkskomponenten ist dabei entscheidend, da elektrischer Widerstand zu Materialabbau und Energieverlust in Form von Wärme führt.

Traditionelle Stichprobenmessungen mit tragbaren Wärmebildkameras sind aufgrund von Zeit- und Personalmangel sowie Sicherheitsrisiken ineffizient. Zudem finden manuelle Wärmebildinspektionen selten statt – bestenfalls monatlich – wodurch Fehler unentdeckt bleiben können, da Techniker mit Handkameras nur periodisch prüfen und so kurzzeitige oder sich zwischen den Inspektionen entwickelnde Probleme übersehen. Diese manuelle Inspektion ist arbeitsintensiv und fehleranfällig, etwa durch ausgelassene Prüfpunkte, falsche Einstellungen, unscharfe Bilder oder subjektive Interpretationen der Wärmebilder.

Ein modernes, innovatives Konzept besteht in der Installation von energieeffizienten, fest montierten Wärmebildkameras rund um die Geräte im Umspannwerk zur kontinuierlichen Überwachung. Diese Lösungen ermöglichen Fernüberwachung, reduzieren Ausfallzeiten und senken Kosten, die durch Geräteausfälle entstehen. Trotz höherer Anfangsinvestitionen erhöht dieser Ansatz die Zuverlässigkeit und senkt langfristig die Gesamtkosten durch weniger Stromausfälle, reduzierte Geräteausfälle sowie geringeren Wartungs- und Personalaufwand.

Erkennung loser Verbindungen und defekter Lüfter mit Xi410 Infrarotkameras

In einem großen Kraftwerksbetrieb im Mittleren Westen der USA war die frühzeitige Erkennung von Zuverlässigkeitsproblemen an Transformatoren und Schaltanlagen entscheidend. Durch die Implementierung von Optris Xi410 Infrarotkameras konnte dieser Prozess erheblich verbessert werden. Diese robusten Industriekameras boten eine zuverlässige, dezentrale Lösung für die kontinuierliche Infrarotbildaufnahme – ergänzt durch Backend-Software zur Trendanalyse, Alarmierung und Bildauswertung.

Bei der Überwachung eines Transformators wurden beispielsweise die Tanktemperatur und die Temperatur jeder Durchführung kontinuierlich erfasst und alarmiert. Durch die Auswertung der Maximal- und Differenztemperaturen zwischen den drei Phasen konnte eine lose Verbindung an der Hochspannungsleitung zum Transformator identifiziert werden. Zudem wurden lose Sammelschienenverbindungen sowie fehlerhafte Anschlüsse an den HV-Leitungsabgängen zu den GSU-Durchführungen entdeckt – potenzielle Ursachen für Koronaentladungen, Hitzeentwicklung und schließlich Lichtbögen, die zu katastrophalen Ausfällen führen könnten.

Darüber hinaus zeigte die thermische Überwachung, dass ein Drittel der Kühllüfter des Transformators nicht funktionierte – mit dem Risiko einer Überhitzung, Leistungsreduktion und Degradierung der Einheit. Eine Reinigung der Kühler war erforderlich, um die Effizienz wiederherzustellen.

Die Xi 410 Infrarotkameras waren entscheidend für die Identifizierung dieser Probleme und ermöglichten rechtzeitige Eingriffe und Leistungsoptimierungen. Dank ihrer hohen Genauigkeit und ihres attraktiven Preis-Leistungs-Verhältnisses senken diese industriellen Kameras die Einstiegskosten für ein umfassendes Überwachungssystem erheblich.