Können Sie Ihren nächsten Transformatorausfall vorhersagen?

Kaum jemand kann den Waldbrand Camp Fire in Kalifornien im Jahr 2018 vergessen, der durch eine fehlerhafte elektrische Infrastruktur ausgelöst und durch starke Winde verbreitet wurde. Neben 85 Todesopfern schätzte eine deutsche Versicherungsgesellschaft den Gesamtschaden dieses einzelnen Vorfalls auf 16.5 Milliarden Dollar. Leider war es nicht der erste und wird auch nicht der letzte derart zerstörerische und verheerende Waldbrand sein. Zahlreiche Studien und Untersuchungen sowohl von Regierungsstellen als auch von Nichtregierungsorganisationen führen einen Teil der in den letzten Jahren häufigen Waldbrände auf die veraltete elektrische Infrastruktur zurück.

Diese Organisationen dokumentieren auch die Schwierigkeiten der Versorgungsunternehmen, Modernisierungen zu priorisieren. Während Leitungen, Masten und Gestrüpp die größten Probleme bereiten, können auch die Transformatoren Probleme verursachen. Dabei gibt es eine einfache und kostengünstige Möglichkeit, proaktiv zu priorisieren, wo Infrastrukturgelder zuerst ausgegeben werden sollten, und zwar im Rahmen eines „technologieorientierten“ Ansatzes zur Überwachung und Vorhersage des Zustands von Transformatoren für Geräte jeden Alters. So erhalten die Versorgungsunternehmen die Daten, die sie benötigen, um Probleme proaktiv anzugehen, bevor es zu einer Katastrophe kommt.

Transformatoren und ihre entscheidende Rolle bei der Bereitstellung einer stabilen Stromquelle

Einer der schlimmsten Albträume eines jeden Energieversorgers oder Industrieanlagenbetreibers ist ein plötzlicher Transformatorausfall, insbesondere wenn es die Technologie gibt, die „plötzliche“ Überraschungen verhindert. Wenn ein Transformator ausfällt, können Ausfälle kostspielig sein, ganz zu schweigen von potenziellen Sicherheitsrisiken. Die Folgen können von Unannehmlichkeiten bis hin zu Millionenverlusten für Unternehmen reichen, die auf eine stabile Stromversorgung angewiesen sind.

Leider kommt es nur allzu häufig zu Ausfällen von Transformatoren. Der Kostendruck hat die Hersteller dazu veranlasst, neuere Einheiten kleiner und mit weniger Isolationsspielraum zu bauen, was die Wahrscheinlichkeit vorzeitiger Ausfälle erhöht. Während ältere Transformatoren mit robusterer Isolierung und höherer Toleranz gegenüber elektrischen und thermischen Belastungen gebaut wurden, verfügen neuere Transformatoren nicht über diese Vorteile. Die minderwertigen neuen Transformatoren werden immer häufiger, da die alternde Infrastruktur über ihre vorgesehene Lebensdauer hinaus betrieben wird und Stromnetze erweitert werden, wodurch mehr Transformatorinstallationen erforderlich werden. Und was den Austausch von Transformatoren noch schwieriger macht, kann die Wartezeit für neue Geräte bis zu zwei Jahre betragen.

Neben dem Altersfaktor können Transformatorausfälle ohne Vorwarnung auftreten, und zwar aus verschiedenen Gründen, wie z. B. Verschlechterung der Isolierung, Herstellungsfehler, Überlastung oder elektrische Störgrößen und Oberschwingungen aus erneuerbaren Energiequellen wie Solarparks und Windturbinen. Solarparks erzeugen Gleichstrom, der mithilfe eines Wechselrichters in Wechselstrom für das Netz umgewandelt werden muss. Die Wechselrichter erzeugen Oberschwingungen. Tatsächlich können in der Solar- und Windkraftbranche bei einigen Anlagen in den ersten Betriebsjahren Transformatorausfälle von bis zu 50 % allein aufgrund von Oberschwingungsproblemen auftreten.

Die versteckten Kosten von Transformatorausfällen

Während die direkten Kosten für den Austausch eines defekten Transformators beträchtlich sind, gibt es auch erhebliche versteckte Kosten und Risiken, die die Vermeidung von Ausfällen noch wichtiger machen. Je nach Anlage oder Betrieb können die Kosten für Prozessausfälle aufgrund eines Transformatorausfalls die tatsächlichen Kosten für den Transformatoraustausch bei weitem übersteigen.

Beispielsweise muss ein Versorgungsunternehmen möglicherweise hohe Bußgelder zahlen, wenn ein Transformatorausfall längere Ausfälle verursacht und Zuverlässigkeitsstandards verletzt. In Fertigungsanlagen können kritische Prozessabläufe zum Stillstand kommen, wenn die Transformatorleistung ausfällt, was zu Kosten durch Produktverschwendung, verpasste Lieferungen, Mitarbeiterausfallzeiten und mehr führt. Überall in der Branche gefährden Transformatorausfälle das Personal durch Gefahren wie Brände, Explosionen und unsachgemäße Handhabung bei Notfallaustauscharbeiten.

Ein weiterer wichtiger Aspekt sind die Umweltkosten durch Transformatorausfälle, insbesondere für Unternehmen, die verstärkten Kontrollen und Vorschriften in Bezug auf Nachhaltigkeitsziele unterliegen. Ein katastrophaler Ausfall eines ölgefüllten Transformators kann zu Mineralölverschmutzungen führen, deren Beseitigung äußerst schwierig und teuer ist. Auch die Emissionen sind betroffen – wenn Stromversorger Transformatoren verlieren, müssen sie zur Kompensation die Ersatzstromerzeugung aus umweltschädlicheren Quellen hochfahren.

Transformatorausfälle verursachen nicht nur Ersatzkosten, sondern haben auch negative Auswirkungen auf Betrieb, Sicherheit und Umwelt. Daher ist es für jedes Unternehmen ein zwingendes Argument, in kostengünstige Überwachungslösungen zu investieren, die frühzeitig warnen und derartige Vorfälle von vornherein verhindern.

Lassen Sie sich nicht überrumpeln

Der alte reaktive Ansatz „bis zum Ausfall laufen“ wird zunehmend inakzeptabel, da die Kosten für Ausfälle in die Höhe schnellen und die Ersatzbeschaffung entweder lange dauert oder das Risiko minderwertiger Qualität aus Übersee besteht. Zu warten, bis ein Transformator komplett ausfällt, und dann hektisch nach einem Ersatz zu suchen, ist eine massive Störung, die sich kein Unternehmen oder Versorgungsunternehmen leisten kann.

Wie können Anlagen- und Flottenmanager also vermeiden, von einem katastrophalen Transformatorausfall überrascht zu werden? Und kann ein Transformatorausfall vorhergesagt werden? Die einfache Antwort lautet: Ja – Transformatorausfälle können mit den richtigen Überwachungstools und -praktiken vorhergesagt werden. Obwohl ungeplante Ausfälle nicht vollständig ausgeschlossen werden können, stehen Monitore und Wasserstoffsensoren zur Verfügung, die die erforderlichen Frühwarnungen liefern, um sich entwickelnden Problemen zuvorzukommen.

Einige Unternehmen haben die Offline-Analyse gelöster Gase (DGA) als Zustandsüberwachungstechnik implementiert. Dabei werden regelmäßig Ölproben manuell entnommen und an ein Labor geschickt, um dort nach gelösten Fehlergasen wie Wasserstoff, Methan, Ethylen usw. zu suchen. Die DGA kann zwar entstehende Fehler erkennen, liefert aber nur eine periodische Momentaufnahme und erfordert viel Arbeit. Fehler können sich zwischen den Probenahmeintervallen schnell entwickeln und erst zu spät erkannt werden.

Herkömmliche Mehrgas-Online-DGA-Monitore haben ihre eigenen Tücken.

• Kosten – Diese wagengroßen Analysegeräte sind extrem teuer und kosten 50,000–100,000 US-Dollar oder mehr pro Stück.
• Wartung – Mehrgas-DGA-Monitore erfordern häufige, kostspielige Wartung und Kalibrierung. Es gibt Anekdoten, die darauf hinweisen, dass einige Versorgungsunternehmen sie nach 4-5 Jahren einfach ausstecken, um die Wartungskosten zu vermeiden.
• Eingeschränkter Einsatz – Aufgrund der hohen Kosten können sich Versorgungsunternehmen die Installation von Transformatoren oft nur auf einem kleinen Teil ihres Bestands leisten.
• Komplexität und Größe – sind oft groß und komplex, die Installation und Integration in vorhandene Systeme sind anspruchsvoller.

Die unerschwinglichen Kosten dieser DGA-Monitore sind wahrscheinlich die größte Gefahr, die die Versorgungsunternehmen dazu zwingt, sie nur bei einem Bruchteil der betriebenen Transformatoren zu installieren, in manchen Fällen nur bei 10 % der Transformatorflotte. Dies bietet nur einen dürftigen Schutz und im Falle eines Ausfalls drohen hohe potenzielle Ersatzkosten, da diese Transformatoren 5 Millionen Dollar oder mehr kosten können.

Die H2scan-Lösung – Frühzeitige Wasserstoffsensorwarnung zu einem Bruchteil der Kosten

Es gibt eine wesentlich kostengünstigere und wartungsärmere Lösung für die Online-Überwachung von Transformatorflotten – die wasserstoffspezifische Fehlergaserkennung. H2scan hat Pionierarbeit in der Wasserstoffsensortechnologie geleistet, indem es ein patentiertes Festkörpersensorelement entwickelt hat, das eine zuverlässige, wartungsfreie Überwachung mit einer erwarteten Lebensdauer von zehn Jahren oder mehr zu einem Bruchteil der Kosten von Mehrgasanalysatoren ermöglicht.

Während Mehrgasgeräte eine Handvoll verschiedener Gase analysieren, reicht die Erkennung von Wasserstoff allein aus, um frühzeitig vor Transformatorfehlern zu warnen. Wasserstoff ist ein wichtiges Fehlergas, das bei praktisch jeder Art von Transformatorfehler entsteht, einschließlich thermischer Fehler, Teilentladungen und Lichtbögen. Steigende Wasserstoffwerte weisen auf Probleme hin, die weiter diagnostiziert und behoben werden müssen.

Mit der Wasserstoffsensortechnologie H2scan erhalten Anlagenmanager oder Wartungsteams eine kostengünstige „Motor prüfen“-Leuchte, die warnt, wenn ein Transformator aktiv ausfällt. Anstatt Transformatoren bis zum Ausfall laufen zu lassen, können Versorgungsunternehmen oder Unternehmen echte vorausschauende Wartung betreiben. Durch die frühzeitige und schnelle Identifizierung eines Problems bleibt Zeit, um eine Reparatur oder einen Austausch zu planen und so einen katastrophalen Ausfall zu verhindern.

Welcher Transformatortyp kann von der Wasserstoffsensorüberwachung von H2scan profitieren?

H2scan-Sensoren können für alle Arten und Größen von Transformatoren verwendet werden, wie z. B. Verteilungs-, Übertragungs-, Umspannwerk-, Windturbinen- und Industrietransformatoren. Die Halbleitersensoren sind extrem kompakt und können mit minimaler Störung sowohl an neuen als auch an bestehenden Anlagen installiert werden. Wenn Versorgungsunternehmen nur einen Bruchteil der Flotte größerer „kritischer“ Transformatoren überwachen, ermöglicht ein kostengünstiger Einzelgassensor, der eine kontinuierliche Echtzeitüberwachung bietet, Unternehmen und Versorgungsunternehmen gleichermaßen, Transformatoren jeder Größe zu schützen.

Beginnen Sie noch heute mit der Vorhersage Ihrer Ausfälle für ein erfolgreiches Energiemanagement

In der heutigen Umgebung mit alternder Infrastruktur, steigendem Energiebedarf und knappen Fachkräften ist es zu zeit- und kostenintensiv, wenn wichtige Anlagen wie Transformatoren unerwartet ausfallen. Die Implementierung einer kostengünstigen Online-Wasserstoffüberwachung bietet die erforderliche Frühwarnung für den Übergang zu einer vorausschauenden Wartungsstrategie, die die Zuverlässigkeit und Betriebszeit der Transformatoren maximiert.

Lassen Sie sich nicht überraschen. Kontaktieren Sie H2scan noch heute und erfahren Sie, wie die Transformatorüberwachungslösungen Ihnen helfen können, den nächsten Ausfall vorherzusagen und kostspielige Störungen zu vermeiden.