Verfahren zum Bestimmen der Überlastfähigkeit eines Hochspannungsgeräts

Die Erfindung betri f ft Verfahren zum Bestimmen einer Überlastfähigkeit wenigstens eines Hochspannungsgeräts , insbesondere eines Leistungstrans formators .

Ein solches Verfahren ist dem Fachmann aus der Praxis bekannt . So machen es technische oder wirtschaftliche Anforderungen von Zeit zu Zeit erforderlich, Hochspannungsgeräte wie Trans formatoren in Überlast zu betreiben . Dies ist j edoch nur bis zu einem bestimmten Grad möglich, ohne den Trans formator zu beschädigen . Eine gängige Darstellung der Überlastfähigkeit von Trans formatoren erfolgt in Gestalt so genannter Überlastkurven . Überlastkurven werden statisch basierend auf der Spezi fikation des j eweiligen Hochspannungsgeräts erstellt . Der Überlast zeitraum ist in solchen statischen Überlastkurven vorab definiert und berücksichtigt nicht ein eventuell höheres Überlastpotential für kürzere Zeiträume . Eine Ermittlung der Überlastfähigkeit mit Hil fe von Überlastkurven wird später im Zusammenhang mit Figur 1 erläutert .

Aus der DE 10 2007 026 175 B4 ist ein Verfahren zum Ermitteln der Alterungsrate eines Trans formators bekannt geworden . Gemäß dem vorbekannten Verfahren wird die Alterungsrate V _IEC eines Trans formators als Hochspannungsgerät nach dem IEC- Standard 60076-7 berechnet , wobei Sauerstof f- und Feuchteanteil der I solierflüssigkeit des Trans formators berücksichtigt werden .

Weiterer Stand der Technik ist in der US 2016/ 0252401 Al und der CN 106 874 534 A of fenbart .

Dem eingangs genannten Verfahren haftet der Nachteil an, dass der Betriebs zustand des Energieversorgungsnetzes nur unzureichend ermittelt wird, so dass das Potential des Hochspan- nungsgeräts , mit Überlast betrieben zu werden, nur unzureichend ausgeschöpft wird .

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaf fen, mit dessen Hil fe die Überlastfähigkeit eines Hochspannungsgeräts voll ausgeschöpft werden kann .

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch ein Verfahren bei dem fortwährend Messwerte von Sensoren erfasst werden, die in o- der an dem Hochspannungsgerät angeordnet sind, die Messwerte und/oder davon abgeleitete Werte über eine Nahbereichs- Kommunikationsverbindung von den Sensoren zu einer Kommunikationseinheit des Hochspannungsgeräts übertragen werden, die Kommunikationseinheit über eine Fernbereichs- Kommunikationsverbindung mit einer Datenverarbeitungs-Cloud verbindbar ist , für ein oder mehrere Hochspannungsgeräte eine Lastvorhersageanfrage für einen vorgegebenen Zeitraum erstellt und an eine Datenverarbeitungs-Cloud gesendet wird, für j edes Hochspannungsgerät wenigstens ein Zustandsparameter zumindest teilweise auf Grundlage der Messwerte und/oder der davon abgeleiteten Werte ermittelt wird, die Lastvorhersageanfrage und j eder Zustandsparameter in einem Anfragezeitpunkt an ein Lastvorhersagemodell übertragen werden und das Lastvorhersagemodell die maximale Auslastung in dem vorgegebenen Zeitraum ermittelt , wobei eine vor dem Anfragezeitpunkt verbrauchte Lebensdauer j edes Hochspannungsgeräts von gespeicherten Messwerten unter Gewinnung einer tatsächlich verbrauchten Lebensdauer abgeleitet wird und die tatsächlich verbrauchte Lebensdauer dem Lastvorhersagemodell als weiterer Zustandsparameter zugeführt wird, wobei das Lastvorhersagemodell die maximale Überlastfähigkeit in Abhängigkeit der tatsächlich verbrauchten Lebensdauer für j edes Hochspannungsgerät ermittelt .

Erfindungsgemäß wird die Überlastfähigkeit nicht länger auf der Grundlage eines grob abgeschätzten Überlastprofils ermittelt . Im Rahmen der Erfindung wird die verbleibende Lebens- dauer des Trans formators fortwährend oder in bestimmten zeitlichen Abständen berechnet und abgespeichert . Hierzu ist eine zweckmäßige Speichereinheit vorgesehen, die mit dem Lastvorhersagemodell im Anfragezeitpunkt verbindbar ist . Während bei den vorbekannten Verfahren die Kapazitäten des Hochspannungsgeräts nicht vollständig ausgeschöpft wurden, ermöglicht die Erfindung, die Überlastfähigkeit des j eweiligen Hochspannungsgeräts genauer zu ermitteln und das Potential des Transformators nahezu vollständig aus zuschöpfen .

Erfindungsgemäß werden Messwerte von Sensoren erfasst , die in oder an dem j eweiligen Hochspannungsgerät angeordnet sind, wobei die Zustandsparameter zumindest teilweise auf Grundlage der Messwerte und/oder der davon abgeleiteten Werte erhalten werden . Mit Hil fe von Messungen kann der Betriebs zustand eines Hochspannungsgeräts genau erfasst werden . Solche Messwerte und/oder davon abgeleitete Werte umfassen beispielsweise die Temperatur eines I solierfluids im oberen und unteren Bereich eines Tanks eines Leistungstrans formators und die Wicklungsströme , also die elektrischen Ströme , die über die Unter- und/oder Oberspannungswicklung fließen .

Erfindungsgemäß werden auch Messwerte und/oder von den Messwerten abgeleitete Werte verwendet , die vor dem Anfragezeitpunkt erfasst beziehungsweise abgeleitet wurden . Mit Hil fe von Messwerten oder abgeleiteten Werten aus der Vergangenheit können so genannte dynamische Ef fekte berücksichtigt und sichtbar gemacht werden . Nimmt beispielsweise die Temperatur einer I solierflüssigkeit eines Trans formators als Hochspannungsgerät nicht kontinuierlich, sondern sprunghaft z . B . von einer Minute auf die andere zu, so ist dies sicherlich ein Hinweis auf einen Fehler, der baldmöglichst behoben werden sollte . Solche sprunghaften Entwicklungen sollten j edoch bei der Modellierung der Überlast fähigkeit ausgeschlossen werden .

Die an oder in dem j eweiligen Hochspannungsgerät angeordneten Sensoren sind vorteilhafterweise über eine Nahbereichskommunikations-Verbindung mit einer Kommunikationseinheit verbun- den . Die Nahbereichskommunikations-Verbindung kann beispielsweise ein einfaches Kabel sein . Abweichend davon ist die Nahbereichskommunikations-Verbindung beispielsweise eine ZigBee- , eine Bluetooth- , eine Wireless- , Ambus- oder eine WiFi- Kommunikationsverbindung . Die Nahbereichs- Kommunikationsverbindung erstreckt sich maximal über 100 Meter .

Die Kommunikationseinheit weist bevorzugt wenigstens einen analogen und wenigstens einen digitalen Eingang auf . Somit können mehrere Sensoren mit einer Kommunikationseinheit verbunden sein . Die Kommunikationseinheit verfügt beispielsweise über einen Haupt- und einen Nebenprozessor sowie über eine Speichereinheit , in der vorverarbeitete Messwerte oder daraus abgeleitete Werte abgelegt und bearbeitet werden können, z . B . durch Mittelwertbildung . Die Messwerte verschiedener Sensoren können daher gemeinsam von einer Kommunikationseinheit z . B . über eine Fernbereichskommunikationsverbindung an eine Daten- verarbeitungs-Cloud gesendet werden .

Die Sensoren sind im Rahmen der Erfindung grundsätzlich beliebig ausgeführt . Vorteilhafterweise ist wenigstens ein Temperatursensor zum Erfassen der Temperatur des I solierfluids und wenigstens ein Stromsensor zum Erfassen des Wicklungsstromes der Ober- oder Unterspannungswicklung vorgesehen .

Unter einer Datenverarbeitungs-Cloud soll hier eine Anordnung mit einer oder mehreren Datenspeichereinrichtungen und einer oder mehreren Datenverarbeitungseinrichtung verstanden werden, die durch geeignete Programmierung zur Durchführung beliebiger Datenverarbeitungsprozesse ausgebildet werden kann . Die Datenverarbeitungseinrichtungen stellen hierbei in der Regel universelle Datenverarbeitungseinrichtungen, wie beispielsweise Server, dar, die hinsichtlich ihrer Konstruktion und ihrer Programmierung zunächst keinerlei spezi fische Auslegung aufweisen . Erst durch eine vorgenommene Programmierung lässt sich die universelle Datenverarbeitungseinrichtung zur Aus führung spezi fischer Funktionen ertüchtigen . Insofern die Datenverarbeitungs-Cloud mehrere einzelne Komponenten aufweist , sind diese auf geeignete Weise zur Datenkommunikation miteinander verbunden, beispielsweise durch ein Kommunikationsnetzwerk . Einer Datenverarbeitungs-Cloud können beliebige Daten zur Datenspeicherung und/oder Verarbeitung zugeführt werden . Die Datenverarbeitungs-Cloud selbst stellt die gespeicherten Daten und/oder die Ereignisse der durchgeführten Datenverarbeitung wiederum anderen Geräten, beispielsweise mit einer Datenverarbeitungs-Cloud verbundenen Computerarbeitsstationen, Laptops , Smartphones zur Verfügung . Eine Datenverarbeitungs-Cloud kann beispielsweise durch ein Rechenzentrum oder auch mehrere vernetzte Rechenzentren bereitgestellt werden . Üblicherweise ist eine Datenverarbeitungs-Cloud räumlich entfernt von den Hochspannungsgeräten ausgebildet .

Die Verbindung zwischen Kommunikationseinheit und Datenverarbeitungs-Cloud erfolgt über eine Fernbereichs- Kommunikationsverbindung . Um diese herzustellen, verfügt die Kommunikationseinheit über eine Fernbereichs- Kommunikationseinrichtung, wie beispielsweise ein Mobil funkmodul nach GPRS- oder UMTS-Standard auf . Mit diesem wird eine Fernbereichskommunikationsverbindung, vorzugsweise eine IPbasierte Datenverbindung, mit der Datenverarbeitungs-Cloud auf gebaut . Dabei kann beispielsweise ein Anbieter eines Mobil funkdienstes oder ein Telekommunikationsanbieter zwischengeschaltet sein und die Fernbereichskommunikationsverbindung kann zumindest teilweise über ein Kommunikationsnetz dieses Anbieters und/oder zumindest teilweise über das Internet hergestellt werden . Zur Herstellung der Verbindung fällt dann ein nur sehr geringer Konf igurations- beziehungsweise Parametrieraufwand an . Außer der Konfigurierung der Fernbereichs- Kommunikationseinrichtung mit den für den Aufbau der Fernbereichskommunikations-Verbindung notwendigen Informationen, z . B . den Einbau einer S IM-Karte eines Telekommunikationsanbieters , muss für die einzelne Kommunikationseinheit kein weiterer Aufwand betrieben werden . Im Rahmen der Erfindung kann sich ein Nutzer mit Hil fe von Zugangsdaten oder mit anderen Worten Log- In-Daten bei der Da- tenverarbeitungs-Cloud anmelden . Die Datenverarbeitungs-Cloud erkennt anhand der Nutzerdaten, welche Hochspannungsgeräte beziehungsweise welche Kommunikationseinheiten für den Nutzer relevant sind . Hierzu verfügt die Datenverarbeitungs-Cloud über eine zweckmäßige Datenbank, die auf einen Speicher der Datenverarbeitungs-Cloud abgelegt ist . I st der Nutzer beispielsweise ein Betreiber eines bestimmten Bereichs oder eines Energieversorgungsnetzes , erkennt die Datenverarbeitungs- Cloud beispielsweise , dass der Nutzer zehn Trans formatoren, betreibt . Jedes dieser Hochspannungsgeräte weist Sensoren auf , die mit wenigstens einer Kommunikationseinheit verbunden sind . Nur mit diesen Kommunikationseinheiten, die im Folgenden als ausgewählte Kommunikationseinheiten bezeichnet sind, setzt sich die Datenverarbeitungs-Cloud im Rahmen der Erfindung in Verbindung .

Die Datenverarbeitungs-Cloud verfügt zweckmäßigerweise über eine Datenbank, mit deren Hil fe sich ermitteln lässt , welche Hochspannungsgeräte dem j eweiligen Nutzer der Datenverarbeitungs-Cloud zugeordnet ist . In der Tabelle sind weitere Daten hinterlegt , die eine Verbindung zwischen der Datenverarbeitungs-Cloud und den ausgewählten Kommunikationseinheiten ermöglicht .

Ein Hochspannungsgerät im Rahmen der Erfindung ist für einen Betrieb im Hochspannungsnetz ausgelegt , d . h . für eine Betriebsspannung zwischen 1 kV und 1000 kV, insbesondere 50 kV und 800 kV . Das Hochspannungsnetz ist bevorzugt ein Wechselspannungsnetz . Aber auch ein Gleichspannungsnetz und/oder eine Kombination aus Wechsel- und Gleichspannung-net z sind im Rahmen der Erfindung möglich .

Erfindungsgemäß ist ein Hochspannungsgerät beispielsweise ein Trans formator, insbesondere Leistungstrans formator, eine Hochspannungsdurchführung oder dergleichen . Um auf die vor dem Abfragezeitpunkt liegenden Messwerte und/oder daraus abgeleiteten Werten bereitstellen zu können, ist wenigstens eine Speichereinheit notwendig . Diese Speichereinheit ist im Rahmen einer Weiterentwicklung der Erfindung beispielsweise in der Kommunikationseinheit vorgesehen . Gemäß dieser Variante der Erfindung ist es nicht notwendig, permanent eine Fernbereichskommunikationsverbindung zwischen Kommunikationseinheit und Datenverarbeitungs-Cloud aufrecht zu erhalten . Im Rahmen dieser Weiterentwicklung können die Messwerte oder daraus abgeleitete Werte lokal abgespeichert werden . Die lokal gespeicherten Werte werden dann bei der nächsten Verbindung mit der Datenverarbeitungs-Cloud an diese gesendet .

Die verbrauchte Lebensdauer des Hochspannungsgeräts wird bei erfindungsgemäß fortwährend ermittelt und auf einer Speichereinheit abgelegt .

Gemäß einer diesbezüglichen Weiterentwicklung umfassen die Zustandsparameter einen Parameter, der die zur Verfügung stehende die Kühlleistung abbildet . Die Kühlleistung ist bei der Berechnung der Überlast fähigkeit eine besonders wichtige Größe , da diese die Temperatur der I solierflüssigkeit maßgeblich mitbestimmt . Bei einer hohen Kühlleistung erwärmt sich das I solierfluid weniger stark, und ermöglicht so einen Betrieb bei höherer Last . Als Parameter eignet sich im Rahmen der Erfindung ein dimensionsloser Zustandsparameter . Dazu wird die aktuelle zur Verfügung stehende Kühlleistung z . B . bezogen auf die Nennkühlleistung . Die Nennkühlleistung ist herstellerseitig angegeben .

Vorteilhafterweise umfassen die Zustandsparameter einen Parameter, der die Wetterbedingungen abbildet , denen das Hochspannungsgerät ausgesetzt ist . Eine weitere große Einflussgröße der Überlast fähigkeit und des Alterungsprozesses eines Trans formators sind die Wetterbedingungen, die am Ort des Hochspannungsgeräts herrschen . So erwärmt sich das I solier- fluid bei 35 Grad im Schatten und starker Sonnenbestrahlung beispielsweise schneller als in der Nacht bei Temperaturen unterhalb des Gefrierpunktes . Um die für den Anfragezeitpunkt vorausgesagten Wetterbedingungen zu erhalten, kann beispielsweise auf die Datenbank eines Wetterdienstes zugegri f fen werden .

Bei einer bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung ist j edes elektrische Gerät ein Trans formator, wobei die Zustandsparameter einen Parameter umfassen, der auf Grundlage einer Temperatur einer Kühl flüssigkeit des j eweiligen Transformators ermittelt wurde . Selbstverständlich kann im Rahmen der Erfindung die Kühl flüssigkeit des Trans formators , die in einem Kessel des Trans formators angeordnet ist , an mehreren Stellen beispielsweise unterhalb oder oberhalb einer Anordnung von Wicklungen des Trans formators oder im Bereich der Wicklungen selber erfasst und dem Verfahren zur Verfügung gestellt werden .

Bei einer weiteren Variante der Erfindung ist j edes elektrische Gerät ein Trans formator, wobei die Zustandsparameter einen Parameter umfassen, der auf Grundlage eines durch eine der Wicklungen des j eweiligen Trans formators fließenden Stromes ermittelt wurde

Gemäß einer diesbezüglichen Weiterentwicklung kann die Lastvorhersageanfrage eine Vorhersage der Wetterbedingungen umfassen . Gemäß dieser Variante , kann sich der Nutzer des erfindungsgemäßen Verfahrens selbst an einen Wetterdienst wenden, um die Wetterbedingungen im Erfahrung zu bringen und diese anschließend in seine Anfrage mit einzubringen .

Zweckmäßigerweise umfasst die Lastvorhersaganfrage eine Angabe über den gewünschten Lebensdauerverbrauch . Diese Variante ermöglicht dem Nutzer, eine Bedingung in seine Anfrage einzuflechten . Diese Bedingung betri f ft den gewünschten Lebensdauerverbrauch . Dies wird beispielsweise dann wichtig, wenn das Hochspannungsgerät bereits älter ist und eine nur noch gerin- ge Lebensdauer aufweist . Der Nutzer versucht dann in der Regel den Lebensdauerverbrauch möglichst gering zu halten, um einen schnellen Ersatz des alten Hochspannungsgeräts durch ein neues zu vermeiden .

Bei einer weiteren Variante der Erfindung werden vor dem Abfragezeitpunkt erfasste Messwerte und/oder von diesen abgeleitete Werte auf einem Speicher der Datenverarbeitungs-Cloud abgelegt . Gemäß dieser vorteilhaften Weiterentwicklung weist entweder nur die Datenverarbeitungs-Cloud oder die Datenverarbeitungs-Cloud zusätzlich zu den Kommunikationseinheiten eine Speichereinheit auf . Diese zentrale Speichereinheit dient zum Abspeichern der Messwerte und/oder daraus abgeleiteten Werten z . B . nachdem eine Fernbereichs- Kommunikationsverbindung zwischen Kommunikationseinheit und Datenverarbeitungs-Cloud durch den Nutzer am Abfragezeitpunkt hergestellt wurde . Abweichend davon kann sich die Datenverarbeitungs-Cloud in festen Intervallen mit j eder Kommunikationseinheit in Verbindung treten, um auf lokal gespeicherten Daten zuzugrei fen, um diese auf der größeren zentralen Speichereinheit abzulegen . Ein Überlaufen der lokalen Speicher der Kommunikationseinheiten ist somit vermieden .

Gemäß einer weiteren Variante der Erfindung besteht fortwährend eine Fernbereichskommunikationsverbindung zwischen den Kommunikationseinheiten und der Datenverarbeitungs-Cloud, so dass die Messwerte und/oder daraus abgeleitete Werte fortwährend zur Speichereinheit der Datenverarbeitungs-Cloud übertragen und dort gespeichert werden, um im Abfragezeitpunkt mit anderen Daten, Werten oder Informationen zeitaufgelöst dargestellt werden zu können .

Zugangsdaten sind hier beispielsweise übliche Log- In-Daten . So bestehen die Zugangsdaten beispielsweise aus einem Benutzernamen und einem Passwort , das dem Benutzernamen individuell zugeordnet ist . Vorteilhafterweise werden mittels einer Antenne zur Positionsbestimmung, die in der Kommunikationseinheit angeordnet ist , die geografische Lage der j eweiligen Kommunikationseinheit und des damit verbundenen Hochspannungsgeräts ermittelt und auf Grundlage der geografischen Daten die Wetterbedingungen von einem Wetternachrichtendienst ermittelt . Gemäß dieser vorteilhaften Weiterentwicklung müssen die Wetterbedingungen Vorort nicht aufwändig erfasst werden . Vielmehr kann im Rahmen der Erfindung auf ohnehin - z . B . im Internet - vorhandene Daten zurückgegri f fen werden . Die auf diese Weise gewonnenen Daten über die Wetterbedingungen können bei der Berechnung der tatsächlichen Lebensdauer ebenfalls berücksichtig werden .

Das Lastvorhersagemodell kann im Rahmen der Erfindung den erwarteten Lebensdauerverbrauch angeben .

Vorteilhafterweise wird das Verfahren in zuvor festgelegten Zeitintervallen kontinuierlich wiederholt und die dabei erhaltene Überlastfähigkeit einem Nutzer bereitgestellt . Gemäß dieser Variante kann der Nutzer vor einer zu großen Überlast im Vorfeld gewarnt werden, so dass er die notwendigen Gegenmaßnahmen ergrei fen kann .

Gemäß einer vorteilhaften Weiterentwicklung weist die Daten- verarbeitungs-Cloud eine Speichereinheit auf , auf der fortwährend Messwerte und/oder aus den Messwerten abgeleitete Werte gespeichert werden, die von den Kommunikationseinheiten über eine Fernbereichs-Kommunikationsverbindung übermittelt werden . Die Fernbereichs-Kommunikationsverbindung kann, wie bereits weiter oben ausgeführt wurde , fortwährend oder mit anderen Worten permanent sein . Abweichend davon ist es im Rahmen der Erfindung j edoch auch möglich, die Fernbereichs- Kommunikationsverbindung in bestimmten Intervallen auf zubauen, um Datenblöcke aus Messwerten, die zwischen Abfrageintervallen erfasst und lokal gespeichert wurden, zu übertragen . Vorteilhafterweise ist j ede Kommunikationseinheit mit einer Antenne zur Positionsbestimmung ausgerüstet .

Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbespielen der Erfindung unter Bezug auf die Figuren der Zeichnung, wobei gleiche Bezugs zeichen auf gleichwirkende Bauteile verweisen und wobei

Figur 1 eine Überlastkurve eines Trans formators gemäß dem Stand der Technik,

Figur 2 eine schematische Darstellung eines Aus führungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens und

Figur 3 einen Trans formator mit Kommunikationseinheit und Datenverarbeitungs-Cloud schematisch verdeutlichen .

Figur 1 zeigt ein Aus führungsbeispiel einer bereits weiter oben eingeführten Überlastkurve eines Trans formators , wobei auf der Abs zisse die Zeit in Stunden und auf der Ordinate die Auslastbarkeit des besagten Trans formators bezogen auf die Nennleistung abgetragen sind . Die gezeigte Überlastkurve wurde nach der Herstellung des ihr zugeordneten Trans formators auf Grundlage von Probemessungen am besagten Trans formator angefertigt und dem Kunden zur Verfügung gestellt .

In dem in Figur 1 gezeigten Aus führungsbeispiel kann der besagte Trans formator 2 Stunden lang mit einer Überlast von 120% bezogen auf die Nennleistung ( 100% ) betrieben werden . Anschließend ist ein Betrieb mit einer Überlast von 110% über 3 Stunden hinweg möglich .

Dabei wird davon ausgegangen, dass der Überlastbetrieb j eweils , also 2 Stunden mit 120% der Nennleistung und 3 Stunden mit 11 % der Leistung, konstant erfolgt . Dies ist j edoch in der Realität nicht der Fall . Vielmehr wird der Trans formator über die besagten 2 Stunden hinweg nicht kontinuierlich mit 120% Überlast betrieben . Vielmehr kommt es zu Schwankungen in den besagten 2 Stunden . So ist beispielsweise in der Realität ein Betrieb von über 20 Minuten hinweg bei Nennleistung, ein Betrieb über 10 Minuten bei 80% der Nennleistung, über 30 Minuten hinweg bei 70% der Nennleistung und bei 60 Minuten lang mit einer Überlast von 120% der Nennleistung möglich . Diese unterschiedliche Belastung wirkt sich selbstverständlich auf die Lebensdauer, bzw . die Alterung des Trans formators aus . Mit anderen Worten wird das Potential des Trans formators nicht vollständig ausgeschöpft .

Trans formatoren als erfindungsgemäßes elektrisches Gerät sind Schlüsselkomponenten elektrischer Versorgungsnetze . Der Ausfall eines Trans formators kann zu extremen Einbußen und sogar zu Netzaus fällen führen . Trans formatoren werden daher gut überwacht . Um die Alterung eines Trans formators fest zustellen wird beispielsweise eine „Fieberkurve" des Trans formators aufgenommen, um auf diese Weise Informationen über die aktuelle Belastung und Lebensdauer zu gewinnen .

Aus dem ICE-Standard 60076-7 ist bekannt , eine Alterungsrate eines elektrischen Trans formators in Abhängigkeit der so genannten Hotspot-Temperatur zu berechnen . Bei der Berechnung wird insbesondere das I solationspapier der Wicklungen berücksichtigt . Dabei wird näherungsweise angenommen, dass die isolierenden Eigenschaften des I solierpapiers neben anderen Einflussgrößen von dem Polymerisationsgrad des I solierpapiers abhängig sind . Die beim Betrieb des Trans formators entstehenden Belastungen verändern j edoch den Polymerisationsgrad des Isolierpapiers dahin, dass die I solations fähigkeit des Wicklungspapiers mit zunehmender Lebensdauer abnimmt und schließlich unzureichend wird, sodass der Trans formator das Ende seiner Lebensdauer erreicht .

Die Hot-Spot- oder Heißpunkttemperatur kann aus Messungen der Temperatur des I solierfluids und aus der Messung des Wicklungsstromes ermittelt werden . Wie bereits weiter oben ausge- führt ist , kann aus der Hot-Spot Temperatur die Lebensdauer des Trans formators ermittelt werden .

Die Erfindung beruht auf der Idee , dass die Temperatur der Kühl flüssigkeit oder mit anderen Worten des I solierfluids und der Wicklungsstrom ohnehin fortwährend beobachtet werden . Es ist im Hinblick auf die Digitalisierung darüber hinaus wahrscheinlich, dass diese Messgrößen oder davon abgeleitete Daten von dem j eweiligen Hochspannungsgerät zu einer Datenver- arbeitungs-Cloud übertragen werden, wobei die Datenverarbei- tungs-Cloud aus dem ihr zur Verfügung gestellten Daten fortwährend die Lebensdauer des besagten Trans formators ermittelt und diese Größe , beispielsweise einem Lastvorhersagemodell , zur Verfügung stellen kann .

Figur 2 zeigt ein Aus führungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens 1 , dass in Figur 2 schematisch dargestellt ist . Es ist ein Lastvorhersagemodell 2 gezeigt , dass zu einem Anfragezeitpunkt eine Lastvorhersageanfrage 2 erhält . Die Lastvorhersageanfrage 2 beinhaltet die Frage , mit wieviel Überlast kann der Trans formator in 2 Stunden 8 Stunden lang betrieben werden, wenn der Lebensdauerverbrauch bei 110% liegen soll . Hierbei wird sich auf den Lebensdauerverbrauch bezogen ( 100% ) , der bei einem Betrieb des Trans formators unter Nennleistung entsteht .

Dem Lastvorhersagemodell 2 werden darüber hinaus Zustandsparameter 4 übermittelt , wobei die Zustandsparameter 4 in dem gezeigten Aus führungsbeispiel die Temperatur des I solierfluids im oberen Bereich des Trans formators und den Wicklungsstrom umfassen . Weitere Zustandsparameter beziehen sind auf die zur Verfügung stehende Kühlleistung und die vorausgesagten Wetterbedingungen am Ort des Trans formators . Darüber hinaus wird dem Lastvorhersagemodell 2 die bislang verbrauchte Lebensdauer 5 als Zustandsparameter zugeführt .

Die bereits verbrauchte Lebensdauer ist im Rahmen der Erfindung keineswegs grob abgeschätzt . Vielmehr wird die ver- brauchte Lebensdauer fortwährend an Hand von Messwerten ermittelt und auf einer Speichereinheit 6 abgelegt . Diese verbrachte Lebensdauer wird hier als tatsächlich verbrauchte Lebensdauer bezeichnet . Auf Grundlage der so bestimmten tatsächlich verbrauchten Lebensdauer oder mit anderen Worten des so erfassten Lebensdauerverbrauchs ist es im Rahmen der Erfindung möglich, dass das Lastvorhersagemodell 2 die Überlastfähigkeit des Trans formators genauer bestimmt .

Ausgangsseitig erzeugt das Lastvorhersagemodell zum einen die Aussage 7 , dass wie hoch der maximal mögliche Überlastbetrieb in dem gewünschten Zeitraum ist . Ferner gibt das Lastvorhersagemodell den erwarteten Lebensdauerverbrauch 8 in dem gewünschten Zeitraum an .

Figur 3 zeigt einen schematisch dargestellten Trans formator 9 mit seinen drei Durchführungen 10 , die an einem Tank des Trans formators 11 abgestützt sind . An ihrem vom Kessel 11 abgewandten Ende , verfügen die Durchführungen 10 über einen so genannten Freiluftanschluss zum Anschluss einer luftisolierten Hochspannungsleitung eines Energieversorgungsnetzes . Jede Durchführung 10 verfügt über einen inneren Hochspannungsleiter, der sich durch einen hohlen I solator erstreckt . Dabei durchgrei fen der I solator und der Hochspannungsleiter die obere Wandung des Kessels 11 des Trans formators 9 und erstrecken sich mit ihrem freien Ende in Ölraum des Kessls 11 hinein . Die Hochspannungsleiter j eder Durchführung 10 kann so mit der j eweiligen Oberspannungswicklung des Trans formators 9 verbunden werden . Jede Hochspannungswicklung ist konzentrisch zu einer Unterspannungswicklung angeordnet , durch die sich ein Schenkel eines magnetisierbaren Kerns erstreckt . Oberspannungs- und Unterspannungswicklungen sind so induktiv miteinander gekoppelt .

Der Kessel 11 der Trans formators 9 ist mit einem I solierfluid befüllt , das zur I solierung und zur Kühlung der beim Betrieb auf Hochspannung liegenden Wicklungen und des Kerns dient . Der Trans formator weist ferner eine Kühleinheit auf , die figürlich j edoch nicht dargestellt ist .

Der Trans formator 9 ist mit Temperatursensoren bestückt , die im Inneren des Kessels 11 zur Erfassung der Temperatur des Isoliert luids angeordnet sind und figürlich daher nicht dargestellt sind . Jeder Temperatursensor ist über eine Nahbereichskommunikationsverbindung 12 mit einer an dem Trans formator 9 befestigten Kommunikationseinheit 13 verbunden, wobei die Nahbereichs-Kommunikationsverbindung 12 in diesem Fall als Kabel ausgeführt ist . Die Kommunikationseinheit 13 ist wiederum über eine Fernbereichs-Kommunikationsverbindung 14 mit einer Datenverarbeitungs-Cloud 15 verbunden .

Die von den Temperatursensoren erfassen Temperaturmesswerte werden über die Nahbereichs-Kommunikationsverbindung 12 zur Kommunikationseinheit 13 gesendet . Diese überträgt die Temperaturmesswerte über die Fernbereich-Kommunikationsverbindung 14 zur Datenverarbeitungs-Cloud 15 . Die Datenverarbeitungs- Cloud 15 verfügt über den in Figur 2 verdeutlichten Speicher 6 und berechnet die verbrauchte Lebensdauer anhand der erfassten Temperaturmesswerte sowie der erfassten Wicklungsströme nach dem oben genannten Standard . Auf diese Art und Weise wird der Lebensdauerverbrauch des Trans formators 9 fortwährend ermittelt und steht dem Lastvorhersagemodell 2 gemäß Figur 2 bei Bedarf zur Verfügung .