{"id":8414,"date":"2021-04-30T18:42:53","date_gmt":"2021-04-30T18:42:53","guid":{"rendered":"https:\/\/polywaterv2.wpengine.com\/mapping-als-eine-methode-der-risiko-und-kostenbeurteilung\/"},"modified":"2024-11-01T10:20:10","modified_gmt":"2024-11-01T15:20:10","slug":"mapping-als-eine-methode-der-risiko-und-kostenbeurteilung","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.polywater.com\/de\/knowledge-hub\/mapping-als-eine-methode-der-risiko-und-kostenbeurteilung\/","title":{"rendered":"Mapping als eine Methode der Risiko- und Kostenbeurteilung"},"content":{"rendered":"
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Abstract<\/strong><\/h2>\n

Leistungs-, Anlauf- und Hilfstransformatoren sind normalerweise f\u00fcr bestimmte Funktionen in Kraftwerken ausgelegt. \u00a0Die Planung, Fertigung und Montage von kundenspezifischen Leistungstransformatoren kann oft viele Jahre dauern.\u00a0Und wenn sie dann in Betrieb sind, kann der vorzeitige Ausfall dieser kritischen Anlagen vor dem Ende der erwarteten Lebensdauer verheerende Folgen f\u00fcr das Stromversorgungsunternehmen oder den Eigent\u00fcmer des Industriebetriebs haben. Der Mapping-Prozess unterst\u00fctzt die proaktive Ermittlung der Transformatoren, die das gr\u00f6\u00dfte wirtschaftliche und leistungsbezogene Risiko darstellen k\u00f6nnten. Der Prozess unterst\u00fctzt auch die Bestimmung von Abhilfe-, Erhaltungs- und Konditionierungsma\u00dfnahmen, die gew\u00e4hrleisten, dass diese kritischen Anlagen \u00fcber die gesamte geplante Lebensdauer funktionieren.<\/p>\n

Einf\u00fchrung<\/strong><\/h2>\n

In unserem Artikel Mapping von Transformatorbest\u00e4nden<\/strong><\/a> haben wir uns auf den Mapping-Prozess als Ausgangspunkt f\u00fcr die Bestimmung von geeigneten Abhilfe- und Erhaltungsma\u00dfnahmen konzentriert, die Ihr Wartungspersonal ergreifen muss, damit ein Transformatorblock, bei dem eine beschleunigte Alterung auftritt, seine Leistung langfristig erbringen kann.\u00a0In diesem Artikel werden Mapping und Risikobeurteilung genauer erl\u00e4utert, um die Ma\u00dfnahmen zu bestimmen, die zur Verl\u00e4ngerung der Lebensdauer von Transformatoren erforderlich sind, bei denen andere Arten von Risiken auftreten als die auf dem Design und auf zuf\u00e4llig auftretenden externen Faktoren basierenden Risiken.\u00a0Zur Verbesserung und Kontrolle dieser Risiken werden anhand des Mapping-Prozesses verschiedene Abhilfe- und Erhaltungsstrategien erarbeitet. Diese Strategien werden dann miteinander verglichen, damit die Option, die die Risiken am besten ausgleicht, mit einer Bewertung der operativen und finanziellen Aspekte umgesetzt werden kann.\u00a0Wir werden diese Konzepte anhand eines hypothetischen Beispiels veranschaulichen, das auf langj\u00e4hriger Erfahrung in der Praxis basiert.<\/p>\n\n\n\n
Verwandte Inhalte: <\/strong>Mapping von Transformatorbest\u00e4nden<\/a><\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

Risikoarten<\/strong><\/h2>\n

Ein Transformatorblock ist ein komplexes System.\u00a0Die Transformatoren und Hilfsausr\u00fcstungen, aus denen der gesamte Block besteht, sind miteinander verbunden und m\u00fcssen auslegungsgem\u00e4\u00df funktionieren, damit die operativen Ziele \u00fcber einen l\u00e4ngeren Zeitraum erreicht werden.\u00a0Die Probleme, die durch die beschleunigte Alterung und ihre Auswirkungen verursacht werden, wurden bereits in vorhergehenden Artikeln behandelt.\u00a0Ein Transformatorblock kann auch durch eine unzureichende Auslegung und\/oder Ausf\u00fchrung gef\u00e4hrdet sein, die\u00a0zu Schwachstellen im Transformator f\u00fchren. Diese k\u00f6nnen sich wiederum durch das ganze System ausbreiten und Ausf\u00e4lle, Br\u00e4nde oder andere Probleme bei der Leistungsf\u00e4higkeit des Systems im Transformatorblock verursachen.\u00a0M\u00e4ngel wie schlecht verschwei\u00dfte Verbindungen oder defekte Kopfdichtungen k\u00f6nnen das Risiko erh\u00f6hen, dass ein einzelnes Ausr\u00fcstungsteil oder der gesamte Transformatorblock ausf\u00e4llt.\u00a0Zufallsereignisse wie Blitzschlag, Naturkatastrophen oder Kurzschl\u00fcsse stellen weitere Risikoarten dar,\u00a0die schwer vorherzusehen sind.<\/p>\n

Der Begriff Ende der Lebensdauer wird normalerweise verwendet, um den Zeitpunkt zu beschreiben, an dem ein Transformator funktionsunf\u00e4hig wird.\u00a0Dieser Begriff ist jedoch ungenau, da er die Ma\u00dfnahmen, die zur Reduzierung der Risiken, die bei einem Transformatorblock am h\u00e4ufigsten auftreten, ergriffen werden k\u00f6nnen, nicht vermittelt.\u00a0Bei diesen Ma\u00dfnahmen k\u00f6nnte es sich beim Auftreten von beschleunigter Alterung um die \u00d6laufbereitung und \u00dcberwachung oder um die Schaffung von Redundanzen im System zum Schutz gegen den pl\u00f6tzlichen Ausfall kritischer Anlagen handeln.\u00a0Ein n\u00fctzlicher Begriff, der in diesem Artikel verwendet wird, ist die verbleibende Substanz. Sie vermittelt das Konzept einer n\u00fctzlichen Anlage, die je nach der Handhabung der Risiken verbraucht werden oder erhalten bleiben kann. Die Verringerung der verbleibenden Substanz ist exponentiell, wenn die geeigneten Ma\u00dfnahmen nicht proaktiv ergriffen werden. \u00a0Es ist wichtig, die Abhilfe- und\/oder Erhaltungsma\u00dfnahmen fr\u00fchzeitig in die Wege zu leiten, damit die verbleibende Substanz w\u00e4hrend der gesamten Lebensdauer des Transformators in einem guten Betriebszustand gehalten werden kann.\u00a0Nach Erfahrungswerten aus der Praxis betr\u00e4gt die verbleibende Lebensdauer des Transformators nur noch sechs Jahre, wenn die verbleibende Substanz 60\u00a0% erreicht hat.\u00a0Durch angemessene und rechtzeitige Ma\u00dfnahmen zur Handhabung der Risikofaktoren kann die Lebensdauer des Transformators jedoch um weitere 10 bis 15\u00a0Jahre verl\u00e4ngert werden.\u00a0Im nachfolgenden Diagramm ist die verbleibende Substanz mit und ohne Erhaltungsma\u00dfnahmen dargestellt.<\/p>\n

\"\"<\/p>\n

Messwerte f\u00fcr den Wassergehalt von unter 2\u00a0% bis \u00fcber 3\u00a0% stellen den Bereich dar, von dem aus die beschleunigte Alterung gemessen wird. Die richtige Auslegung der Abdichtung ist eine M\u00f6glichkeit, um die Auswirkungen von O2<\/sub> auf die Depolymerisation zu reduzieren.\u00a0Die Teilentgasung hat sich als eine wirksame Methode zur Wiederherstellung des O2<\/sub>-Gehalts auf 30\u00a0% seiner S\u00e4ttigungswerte erwiesen.<\/p>\n

Ausf\u00e4lle des Typs\u00a01<\/strong> \u2013 Eine alterungsbedingte Schw\u00e4chung der elektromechanischen Baugruppen wie Durchf\u00fchrungen und Lastumschalter sowie der festen Isolierstoffe kann zum Ausfall des Transformators beitragen.\u00a0Die durch die beschleunigte Alterung verursachten Risiken werden durch eine Gas-in-\u00d6l-Analyse und Pr\u00fcfung der Transformatorfl\u00fcssigkeit quantifiziert.\u00a0Diese Pr\u00fcfverfahren liefern Hinweise auf den Depolymerisationsgrad der festen Isolierstoffe im Transformator, da dieser nicht direkt gemessen werden kann.\u00a0In welchem Ausma\u00df und wie h\u00e4ufig die Zellulose den Beschleunigungsfaktoren f\u00fcr die Alterung wie hohe Temperaturen, Feuchtigkeit, Sauerstoff (O2<\/sub>) und S\u00e4uren ausgesetzt war, stellt die Ausgangspunkte f\u00fcr diesen Prozess dar.\u00a0Diese beeinflussen die physikalischen und elektrischen Eigenschaften des Transformators sowie die Geschwindigkeit der beschleunigten Alterung.<\/p>\n

Risiken des Typs\u00a01 k\u00f6nnen mit modernen Pr\u00fcfmethoden und -technologien genau bestimmt werden.\u00a0Wenn die Auswirkungen der Beschleunigungsfaktoren quantifiziert wurden, kann die Lebensdauer des Transformators durch Ma\u00dfnahmen zur Erhaltung der Zellulose-Isolierung verl\u00e4ngert werden.\u00a0Zu diesen Ma\u00dfnahmen geh\u00f6ren unter anderem die Gas\u00fcberwachung und \u00d6laufbereitung. \u00a0Wenn Risiken des Typs\u00a01 richtig gehandhabt werden, k\u00f6nnen sie so kontrolliert werden, dass sie die altersbedingte Zersetzung und das Ende der Lebensdauer eines Transformators verlangsamen. Es ist wichtig, dass man sich hier der folgenden Tatsache bewusst ist: Auch wenn die richtigen Ma\u00dfnahmen ergriffen werden, schreitet die Alterung des Transformators fort, aber langsamer, als es sonst der Fall w\u00e4re.\u00a0Das hei\u00dft, dass sich die Wahrscheinlichkeit eines Ausfalls des Risikotyps\u00a01 im Laufe der Zeit erh\u00f6ht.<\/p>\n

Ausf\u00e4lle des Typs\u00a02<\/strong> \u2013 Die unzureichende Dimensionierung oder schlechte Bauform eines Transformators verursachen oft einen Zustand, der pl\u00f6tzlich das Ende der Lebensdauer herbeif\u00fchrt. Die unzureichende Dimensionierung des K\u00fchlsystems eines Transformators f\u00fchrt zu \u00dcberhitzung, die wiederum zur beschleunigten Alterung und zu einer h\u00f6heren Wahrscheinlichkeit des vorzeitigen Ausfalls beitr\u00e4gt. Die schlechte Ausf\u00fchrung von Schwei\u00dfverbindungen f\u00fchrt dazu, dass an den undichten Stellen \u00d6l austreten kann oder Feuchtigkeit und atmosph\u00e4rische Gase in den Transformator gelangen k\u00f6nnen. Dies f\u00fchrt wiederum zu beschleunigter Alterung und in Folge zum vorzeitigen Ausfall. Risiken des Typs\u00a02 k\u00f6nnen entstehen, wenn die unzureichende Dimensionierung oder schlechte Ausf\u00fchrung eines neues Transformators den vorzeitigen Ausfall des Transformators verursacht und daraus erhebliche Ertragsausf\u00e4lle und Reparatur-\/Wiederbeschaffungskosten entstehen. Es dauert eine gewisse Zeit, bis man wei\u00df, wie die neue Ausr\u00fcstung auf die Bedingungen vor Ort reagiert, wenn sie an die bestehende Anlage im Block angeschlossen wird.<\/p>\n

Die Wahrscheinlichkeit, dass ein Ausfall des Typs\u00a02 auftritt, ist am Anfang hoch, nimmt jedoch wieder ab, wenn der Transformator \u00fcberpr\u00fcft wird und die erforderlichen Anpassungen zur Optimierung seiner Leistung vorgenommen werden.\u00a0Ordnungsgem\u00e4\u00dfe Sicherheits\u00fcberpr\u00fcfungen k\u00f6nnen mehrere Jahre in Anspruch nehmen, bevor die Ausfallwahrscheinlichkeit ein normales Ausma\u00df erreicht.<\/p>\n

Ausf\u00e4lle des Typs\u00a03<\/strong> \u2013 Externe Einfl\u00fcsse wie Blitzschlag oder Kurzschl\u00fcsse verursachen oft den pl\u00f6tzlichen und katastrophalen Ausfall von Transformatoren. Das Risiko eines Blitzeinschlags ist nicht quantifizierbar, da der Zeitpunkt und die St\u00e4rke des Blitzschlags nicht vorhersehbar sind. Dieser Risikoart kann jedoch auch durch einen Kurzschluss im Transformator eines externen Netzes oder Umspannwerks verursacht werden. Ein Risiko des Typs\u00a03 ist nicht kontrollierbar und zuf\u00e4llig. Risiken des Typs\u00a03 werden in den Mapping-Prozess miteinbezogen, indem man den Schwerpunkt auf die Transformatoren legt, die von dieser Ungewissheit am st\u00e4rksten betroffen sind.<\/p>\n

Durch die mit den Ausf\u00e4llen des Typs\u00a03 verbundene Ungewissheit sind sie schwer vorherzusagen.\u00a0Die Kosten, die bei einem Ausfall des Typs\u00a03 anfallen, werden oft als Indikator f\u00fcr das Risiko verwendet. Zu diesen Ma\u00dfnahmen geh\u00f6ren entgangene Ertr\u00e4ge durch den Ausfall der Stromerzeugung \u00fcber einen l\u00e4ngeren Zeitraum, oder die Kosten f\u00fcr den Zukauf von Energie auf dem offenen Markt.\u00a0Risiken des Typs\u00a03 erh\u00f6hen oder verringern sich nicht im Laufe der Zeit und k\u00f6nnen als eine gleichm\u00e4\u00dfige Wahrscheinlichkeitsverteilung \u00fcber die gesamte Lebensdauer des Blocks betrachtet werden. Ausf\u00e4lle des Typs\u00a03 sind besonders gef\u00e4hrlich, wenn sie bereits geschw\u00e4chte Anlagen betreffen, die weitere Ausf\u00e4lle bei anderen Aggregaten des Blocks verursachen.<\/p>\n\n\n\n
Verwandte Inhalte: <\/strong>Geschichte des Leckreparatursystems f\u00fcr Transformatoren von Polywater\u00ae<\/a><\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

Gr\u00fcnde f\u00fcr das Mapping<\/strong><\/h2>\n

Alle Transformatoren haben ein Risikopotenzial.\u00a0Sie altern im Laufe der Zeit und verursachen dadurch einen vorzeitigen Ausfall. Eine unzureichende Auslegung kann zu Schwachstellen f\u00fchren, die erst festgestellt werden, wenn die Anlage l\u00e4nger in Betrieb ist. Zuf\u00e4llig auftretende, mit dem Wetter oder Netz verbundene Risiken k\u00f6nnen zur Abschaltung des gesamten Transformatorblocks f\u00fchren. Der in diesem Artikel beschriebene Mapping-Prozess wird zur Bestimmung des Risikos, dem ein Transformatorblock ausgesetzt ist, verwendet, und welche Ma\u00dfnahmen erforderlich sind, um den negativen Auswirkungen auf die Leistung entgegen zu wirken. Der Prozess ber\u00fccksichtigt auch die Ziele des Kraftwerksbetreibers, die den zeitlichen Ablauf der Abschaltung des Kraftwerks, eine Verl\u00e4ngerung des Betriebs sowie finanzielle oder Sicherheitsziele umfassen kann. \u00a0Wenn die Wartung nicht ordnungsgem\u00e4\u00df durchgef\u00fchrt wird, kann die urspr\u00fcngliche finanzielle Grundlage f\u00fcr den Transformator und den Funktionsblock, in dem er betrieben wird, unter Umst\u00e4nden nicht aufrecht erhalten werden.\u00a0Das Endergebnis des Mapping-Prozesses besteht darin, mehrere Optionen zur Verf\u00fcgung zu stellen, aus denen der Eigent\u00fcmer des Kraftwerks auf der Basis des akzeptablen Risikos und der erforderlichen finanziellen Verpflichtung ausw\u00e4hlen kann.<\/p>\n

Der Mapping-Prozess<\/strong><\/h2>\n

Der Mapping-Prozess besteht aus acht Schritten.\u00a0Jeder Schritt baut auf dem vorhergehenden Schritt auf und f\u00fchrt zur Bewertung verschiedener langfristiger Wiederbeschaffungs-, Abhilfe- und Erhaltungsma\u00dfnahmen, die zur Minderung der Risiken in Bezug auf das Ende der Lebensdauer ergriffen werden k\u00f6nnen.\u00a0In diesen Ma\u00dfnahmenpl\u00e4nen werden die damit verbundenen Kosten und Risiken angegeben, damit der Betreiber des Transformatorblocks die Ma\u00dfnahmen ausw\u00e4hlen kann, die f\u00fcr das Erreichen der Anlagenziele am besten geeignet sind.<\/p>\n

Die einzelnen Schritte des Mapping-Prozesses werden anhand der folgenden Szenarios beschrieben:<\/p>\n

Beschreibung des Szenarios<\/strong><\/h2>\n

Um zu gew\u00e4hrleisten, dass die Transformatoren in einem Heizkraftwerk (HKW) bis zur geplanten Stilllegung in sechs Jahren in Betrieb bleiben, wurde ein Erhaltungsplan f\u00fcr die Anlage erstellt. Die Anfangsphase dieses Plans bestand darin, die Isolierfl\u00fcssigkeit f\u00fcr Hochspannungs-, Anlauf- und Eigenbedarfstransformatoren aufzubereiten.\u00a0Ein Jahr nach dem Beginn des Erhaltungsplans begann die zweite Phase der Konditionierungs- und Erhaltungsma\u00dfnahmen an einem der Maschinentransformatoren mit dem Einbau einer transportf\u00e4higen Konditionieranlage.\u00a0Im dritten Jahr des Erhaltungsprozesses wurde eine zweite, transportierbare Konditionieranlage installiert, um die Konditionierung des zweiten Maschinentransformators weiter zu verst\u00e4rken.<\/p>\n

Die Daten, die von Online-Gas\u00fcberwachungssystemen in den ersten drei Jahren des Programms zur Verl\u00e4ngerung der Lebensdauer gesammelt wurden, lieferten eine gro\u00dfe Menge grundlegender Informationen zum Trend der verbleibenden Substanz. Die Analyse dieser Daten hat die M\u00f6glichkeit aufgezeigt, die Lebensdauer noch weiter zu verl\u00e4ngern.\u00a0Deshalb wurde beschlossen, die Beurteilung der kritischen Anlagen im Kraftwerk zu erweitern. Der Umfang wurde so ge\u00e4ndert, dass die Bewertung der drei Szenarien, in denen die Kosten und Risiken einer l\u00e4ngeren Betriebsdauer bewertet wurden, mit aufgenommen wurde.\u00a0Die drei Szenarien w\u00fcrden dem Kraftwerksbetreiber einen Vergleich der verschiedenen Alternativen erm\u00f6glichen, um festzustellen, ob eine weitere Verl\u00e4ngerung um zehn Jahre m\u00f6glich w\u00e4re und, falls ja, welche die optimale Vorgehensweise w\u00e4re. Mit diesem gr\u00f6\u00dferen Umfang sollte bestimmt werden, ob das Kraftwerk mit einem angemessenen Kostenaufwand ohne wesentliche Betriebsrisiken weiterhin Ertr\u00e4ge durch die Strom- und W\u00e4rmeerzeugung erzielen k\u00f6nnte.<\/p>\n

Die einzelnen Schritte des Mapping-Prozesses zum Erreichen der umfangreicheren Beurteilung des HKW lauten wie folgt:<\/p>\n\n\n\n
Verwandte Inhalte: <\/strong>Kosteneffiziente Vor-Ort-Leckreparatur von Transformatoren<\/a><\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

Mapping Schritt\u00a01:<\/strong> Feststellung der Ziele<\/p>\n

Bestimmung der M\u00f6glichkeiten zur Verl\u00e4ngerung der Lebensdauer des Transformatorblocks, um den sicheren und zuverl\u00e4ssigen Betrieb bis zur geplanten, verl\u00e4ngerten Abschaltung in 12\u00a0Jahren zu gew\u00e4hrleisten.\u00a0Bereitstellung einer kompletten Risiko-Ertrags-Analyse der vorgeschlagenen Optionen f\u00fcr den Eigent\u00fcmer der Anlage.<\/p>\n

Mapping Schritt\u00a02:<\/strong> Datenerfassung und Dokumentation<\/p>\n

Eine komplette Historie der folgenden Daten sollte verf\u00fcgbar gemacht werden und muss Folgendes umfassen:<\/p>\n