Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Entwicklung optischer Wandler geht in die heiße Phase

16.04.2007
Mit dem jetzt erfolgreich gestarteten Feldversuchs beginnt eine neue Phase der Entwicklung der optischen Strom- und Spannungswandler

Der Lehrstuhl Energieverteilung und Hochspannungstechnik der BTU Cottbus hat jetzt mit dem erfolgreichen Start eines Feldversuches zur Entwicklung der optischen Strom- und Spannungswandler eine neue Phase eingeläutet: "Indem wir erstmals erfolgreich in der Praxis testen konnten, dass optische Strom- und Spannungswandler die wesentlich langsameren und schwereren, konventionellen Wandler ersetzen könnten, sind wir in Forschung und Entwicklung auf diesem Gebiet ein großes Stück voran gekommen.

Noch steht zwar die langfristige Erprobung aus. Aber mit den beiden Versuchsanlagen im Umspannwerk in Guben (envia) sowie im Umspannwerk Nowa Sol in der Nähe von Zielona Gora können wir über ein Jahr lang in der Praxis testen, was bisher in den Laborhallenversuchen schon gelungen war" so Prof. Harald Schwarz von der BTU, der auch das Centrum für Energietechnologie Brandenburg (CEBra) mitinitiiert hat und dessen Direktor ist.

"Wenn das Projekt sich auch in der Praxis bewährt hat, können die Arbeiten der BTU die Basis bilden für eine Kleinserienfertigung von optischen Wandlern, verbunden mit der Hoffnung, diese in der Cottbuser Region zu realisieren" sagt Prof. Harald Schwarz und fügt hinzu: "Der weltweite jährliche Bedarf an Wandlern für die Energieversorgungsnetze, die mit einer Spannung von mehr als 110 kV arbeiten, beträgt mehrere zehntausend Stück. Wie hoch hieran der Bedarf an optischen Messwandlern sein kann, sollen nun beginnende Untersuchungen zeigen."

Das Novum der optischen Wandler besteht darin, dass die Höhe des Stromes oder der Spannung mit Licht gemessen werden kann. Der große Vorteil optischer Messmethoden besteht darin, dass sich zwischen der Hochspannungsebene und der empfindlichen Mess-, Schutz-, und Leittechnik nur Lichtwellenleiter befinden, die einen elektrischen Strom nicht leiten können. Somit können Überspannungen, wie sie z.B. durch Blitzeinschläge oder Schalthandlungen entstehen, nicht mehr die empfindlichen elektronischen Komponenten beschädigen oder gar zerstören. Bedingt durch ihr physikalisches Wirkungsprinzip haben optische Wandler nur noch ein Viertel des Gewichtes konventioneller Wandler, geringere Baugrößen, und sie sind in der Lage, die Spannungen und Ströme mit einer höheren Bandbreite zu wandeln.

Hintergrund
Strom- und Spannungswandler werden in den Energieversorgungsnetzen eingesetzt, um die hohen Ströme und Spannungen auf ein für die nachfolgende Messtechnik verarbeitbares Level "herunterzuwandeln". Bisher nutzte man dazu konventionelle Wandler, die im Prinzip wie ein Trafo arbeiteten.

Das Prinzip der optischen Messung hoher Spannungen und Ströme ist schon seit Beginn des 20. Jahrhunderts bekannt. Mit der rasanten Entwicklung optoelektronischer und optischer Komponenten konnten erste Labormuster in den siebziger Jahren gebaut werden. Allerdings kamen diese Muster nie über das Stadium des Laborversuches hinaus. Die teuren Anschaffungskosten, mangelnde Genauigkeit und vor allem die Störempfindlichkeit auf variierende Umgebungsbedingungen verhinderten einen großflächigen Einsatz in den Energieversorgungsnetzen.

Am Lehrstuhl Energieverteilung und Hochspannungstechnik der BTU Cottbus beschäftigt man sich seit 1997 mit der optischen Messung hoher Spannungen, seit 2001 mit der optischen Messung hoher Ströme. Ein erster großer Meilenstein wurde 2001 erreicht, als man ein Labormuster entwickelte, bei dem räumlich verteilte Kristalle eine optische Integration der elektrischen Feldstärke durchführten, was praktisch einer Spannungsmessung gleichkam. Zudem richtete man einen großen Anteil der Forschungsaktivitäten darauf, den Wandler so zu gestalten, dass er unabhängig von den Umgebungsbedingungen (Temperatur, Vibrationen, Feldverzerrungen, Feuchte) mit einer hohen Genauigkeit funktioniert. Mit der praxisnahen Realisierung wurde 2002 begonnen. Das CEBra wurde mit der Aufgabe betraut, 5 optische Wandler als Versuchsmuster zu bauen, die in den 110-kV-Netzen regionaler Energieversorger eingebaut werden sollen. Dafür wurden Kooperationsverträge mit der enviaM und dem polnischen Energieversorger ENEA geschlossen. Eine große finanzielle Unterstützung erfolgte dabei durch die Investitionsbank des Landes Brandenburg. Der Übergang vom Labormuster zum Prototyp war allerdings nicht ohne Hürden: Bei den ersten praxisnahen Tests wurde klar, dass noch ein Optimierungsbedarf bestand. Eine Überarbeitung des Sensorelementes war nötig, die Ende 2006 erfolgreich abgeschlossen werden konnte.

Nach einer erfolgreichen Typprüfung in der Hochspannungshalle der BTU Cottbus wurden die ersten beiden optischen Wandler in das Umspannwerk Guben des Regionalversorgers enviaM installiert. Die Zuschaltung der Leitung verlief reibungslos.

Nun müssen die optischen Wandler im reellen Einsatz zeigen, ob sich ihr Betriebsverhalten im Laufe der Zeit nicht ändert. Der gestartete Feldversuch wird über ein ganzes Jahr lang durchgeführt, bei dem täglich die Messdaten der optischen Wandler und der Vergleichswandler aus dem Umspannwerk Guben in Cottbus eintreffen. Ein zweiter Feldversuch wird im Umspannwerk Nowa Sol in der Nähe von Zielona Gora im Juli dieses Jahres beginnen. Kooperationspartner ist hier der polnische Energieversorger ENEA.

Weitere Informationen: Prof. Harald Schwarz, Lehrstuhl Energieverteilung und Hochspannungstechnik der BTU Cottbus, Tel.: 0355/4502

Margit Anders | idw
Weitere Informationen:
http://www.tu-cottbus.de

Weitere Berichte zu: BTU Spannungswandler Umspannwerk Wandler

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Energie und Elektrotechnik:

nachricht Digitale Messtaster von WayCon – höchst präzise und vielseitig einsetzbar
14.11.2017 | WayCon Positionsmesstechnik GmbH

nachricht FAU-Forscher entwickeln neues Materialsystem für effiziente und langlebige Solarzellen
10.11.2017 | Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Energie und Elektrotechnik >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Ultrakalte chemische Prozesse: Physikern gelingt beispiellose Vermessung auf Quantenniveau

Wissenschaftler um den Ulmer Physikprofessor Johannes Hecker Denschlag haben chemische Prozesse mit einer beispiellosen Auflösung auf Quantenniveau vermessen. Bei ihrer wissenschaftlichen Arbeit kombinierten die Forscher Theorie und Experiment und können so erstmals die Produktzustandsverteilung über alle Quantenzustände hinweg - unmittelbar nach der Molekülbildung - nachvollziehen. Die Forscher haben ihre Erkenntnisse in der renommierten Fachzeitschrift "Science" publiziert. Durch die Ergebnisse wird ein tieferes Verständnis zunehmend komplexer chemischer Reaktionen möglich, das zukünftig genutzt werden kann, um Reaktionsprozesse auf Quantenniveau zu steuern.

Einer deutsch-amerikanischen Forschergruppe ist es gelungen, chemische Prozesse mit einer nie dagewesenen Auflösung auf Quantenniveau zu vermessen. Dadurch...

Im Focus: Leoniden 2017: Sternschnuppen im Anflug?

Gemeinsame Pressemitteilung der Vereinigung der Sternfreunde und des Hauses der Astronomie in Heidelberg

Die Sternschnuppen der Leoniden sind in diesem Jahr gut zu beobachten, da kein Mondlicht stört. Experten sagen für die Nächte vom 16. auf den 17. und vom 17....

Im Focus: «Kosmische Schlange» lässt die Struktur von fernen Galaxien erkennen

Die Entstehung von Sternen in fernen Galaxien ist noch weitgehend unerforscht. Astronomen der Universität Genf konnten nun erstmals ein sechs Milliarden Lichtjahre entferntes Sternensystem genauer beobachten – und damit frühere Simulationen der Universität Zürich stützen. Ein spezieller Effekt ermöglicht mehrfach reflektierte Bilder, die sich wie eine Schlange durch den Kosmos ziehen.

Heute wissen Astronomen ziemlich genau, wie sich Sterne in der jüngsten kosmischen Vergangenheit gebildet haben. Aber gelten diese Gesetzmässigkeiten auch für...

Im Focus: A “cosmic snake” reveals the structure of remote galaxies

The formation of stars in distant galaxies is still largely unexplored. For the first time, astron-omers at the University of Geneva have now been able to closely observe a star system six billion light-years away. In doing so, they are confirming earlier simulations made by the University of Zurich. One special effect is made possible by the multiple reflections of images that run through the cosmos like a snake.

Today, astronomers have a pretty accurate idea of how stars were formed in the recent cosmic past. But do these laws also apply to older galaxies? For around a...

Im Focus: Pflanzenvielfalt von Wäldern aus der Luft abbilden

Produktivität und Stabilität von Waldökosystemen hängen stark von der funktionalen Vielfalt der Pflanzengemeinschaften ab. UZH-Forschenden gelang es, die Pflanzenvielfalt von Wäldern durch Fernerkundung mit Flugzeugen in verschiedenen Massstäben zu messen und zu kartieren – von einzelnen Bäumen bis hin zu ganzen Artengemeinschaften. Die neue Methode ebnet den Weg, um zukünftig die globale Pflanzendiversität aus der Luft und aus dem All zu überwachen.

Ökologische Studien zeigen, dass die Pflanzenvielfalt zentral ist für das Funktionieren von Ökosys-temen. Wälder mit einer höheren funktionalen Vielfalt –...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Technologievorsprung durch Textiltechnik

17.11.2017 | Veranstaltungen

Roboter für ein gesundes Altern: „European Robotics Week 2017“ an der Frankfurt UAS

17.11.2017 | Veranstaltungen

Börse für Zukunftstechnologien – Leichtbautag Stade bringt Unternehmen branchenübergreifend zusammen

17.11.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Technologievorsprung durch Textiltechnik

17.11.2017 | Veranstaltungsnachrichten

IHP präsentiert sich auf der productronica 2017

17.11.2017 | Messenachrichten

Roboter schafft den Salto rückwärts

17.11.2017 | Innovative Produkte