Leistungstransformatoren sind nicht nur für die Versorgung ganzer Stadtteile über die Mittelspannungsnetze mit elektrischer Energie sowie den Transport der Energie über große Strecken unerlässlich, sondern gehören auch zu den wertwichtigsten Assets der Netzbetreiber. Allein der Austausch eines Transformators führt zu sehr hohen Kosten. Mit einem Durchschnittsalter von ca. 40 Jahren (weltweit) ist die Population bereits inzwischen deutlich gealtert. Daher stellt sich die Frage, bis zu welchem Zeitpunkt Transformatoren zuverlässig betrieben werden können bzw. ab wann mit einer erhöhten Ausfallhäufigkeit aufgrund von Alterungseffekten zu rechnen ist. Folglich birgt insbesondere die vorhandene Altersstruktur der Transformatoren im elektrischen Netz eine erhebliche Herausforderung für die Netzbetreiber. Viele Transformatoren weisen ein stark erhöhtes Alter auf und befinden sich in den nächsten Jahren am Ende ihrer bisher angenommenen technischen Lebensdauer, weshalb eine effiziente Instandhaltungs- und Erneuerungsstrategie zunehmend an Bedeutung gewinnt. Zusätzlich verstärken die gestiegenen Lieferzeiten, Materialkosten und fehlenden Mitarbeitende die Situation.

Bisherige Versuche, die zugrundeliegenden Alterungskurven – z. B. die Badewannenkurve als eine sehr weitverbreitete Annahme – nachzuweisen, waren bisher nicht zielführend, da stets versucht wurde, die Störungsereignisse mit dem zugrundeliegende Mengengerüst zu korrelieren. Vor allem im kritischen und damit interessanten Bereich hohen Alters (ab einem Alter von 40 Jahren) waren bei bisherigen Untersuchungen das Mengengerüst und die Störungsanzahl häufig zu gering, um stochastisch belastbare Alterungskurven ableiten zu können. Im Forschungsvorhaben „Alterungsverhalten von Hochspannungstransformatoren“ (Vorgängerprojekt AHtra) wurde das Alterungsverhalten von mehr als 3.600 Hoch- und Höchstspannungstransformatoren aus visuellen Inspektionschecklisten, Isolierölberichten sowie elektrischen Messberichten ermittelt. Das Forschungsprojekt AHtra bildet die Grundlage nicht nur für die Aufnahme weiterer Mess- und Stammdaten, um die Datenbasis und die Aussagekraft der kollektiven Alterungskurven weiter zu erhöhen, sondern insbesondere auch für die Verfolgung von Zustandstrends innerhalb vieler einzelner Assets. Die Verläufe der Alterungskurven bieten dem Asset-Management wichtige Entscheidungsgrundlagen für eine strategische Ausrichtung.

Ziel des Projekts ist es, durch die Sammlung von Daten, insbesondere durch Wiederholungsmessungen im Vergleich zum Vorgängerprojekt AHtra, und die Durchführung mehrerer post-Mortem-Analysen, zu einem besseren Verständnis des Alterungsverhaltens von Leistungstransformatoren und deren Komponenten beizutragen. Unter einer post-mortem-Analyse wird die Untersuchung des Transformators, insbesondere des Aktivteils, vor der Verschrottung verstanden. Bereits ermittelte Alterungskurven aus AHtra werden in diesem Zusammenhang überprüft und verifiziert. Mit der Aufnahme weiterer Projektpartner, vor allem Kraftwerks- und Industrieunternehmen, sollen die Auswirkungen unterschiedlicher Belastungen auf Transformatoren untersucht werden. Die Temperatur ist einer der größten Alterungsförderer und wird maßgeblich durch die Belastung beeinflusst. Darüber hinaus ist davon auszugehen, dass sich die EVU-Last durch die Energiewende in Richtung längerer und höherer Belastungen mit weniger Abkühlphasen verändern wird. Aus diesem Grund ist es sinnvoll, den Einfluss der Temperatur auf das Alterungsverhalten zu bestätigen und wenn möglich zu quantifizieren. Die Ergebnisse aller Analysen helfen dem Asset-Management Entscheidungen über Erneuerungs- und Instandhaltungsstrategien zu optimieren. Auf dieser Grundlage sollen Entscheidungen für das Asset-Management vereinfacht werden. Darüber hinaus werden die Transformatoren durch die Fortführung des Projekts weiter altern und weitere Zustandshinweise für das interessante Alter ab 40 Jahren liefern.