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 „BioFlexRobot“: Weiche Gelenke machen Roboter sicherer
29.05.2017 | Technische Hochschule Nürnberg Georg Simon Ohm

nachricht Geräteschutzschalter erfüllt NEC Class 2
19.05.2017 | PHOENIX CONTACT GmbH & Co.KG

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: Neue Methode für die Datenübertragung mit Licht

Der steigende Bedarf an schneller, leistungsfähiger Datenübertragung erfordert die Entwicklung neuer Verfahren zur verlustarmen und störungsfreien Übermittlung von optischen Informationssignalen. Wissenschaftler der Universität Johannesburg, des Instituts für Angewandte Optik der Friedrich-Schiller-Universität Jena und des Leibniz-Instituts für Photonische Technologien Jena (Leibniz-IPHT) präsentieren im Fachblatt „Journal of Optics“ eine neue Möglichkeit, glasfaserbasierte und kabellose optische Datenübertragung effizient miteinander zu verbinden.

Dank des Internets können wir in Sekundenbruchteilen mit Menschen rund um den Globus in Kontakt treten. Damit die Kommunikation reibungslos funktioniert,...

Im Focus: Strathclyde-led research develops world's highest gain high-power laser amplifier

The world's highest gain high power laser amplifier - by many orders of magnitude - has been developed in research led at the University of Strathclyde.

The researchers demonstrated the feasibility of using plasma to amplify short laser pulses of picojoule-level energy up to 100 millijoules, which is a 'gain'...

Im Focus: Lässt sich mit Boten-RNA das Immunsystem gegen Staphylococcus aureus scharf schalten?

Staphylococcus aureus ist aufgrund häufiger Resistenzen gegenüber vielen Antibiotika ein gefürchteter Erreger (MRSA) insbesondere bei Krankenhaus-Infektionen. Forscher des Paul-Ehrlich-Instituts haben immunologische Prozesse identifiziert, die eine erfolgreiche körpereigene, gegen den Erreger gerichtete Abwehr verhindern. Die Forscher konnten zeigen, dass sich durch Übertragung von Protein oder Boten-RNA (mRNA, messenger RNA) des Erregers auf Immunzellen die Immunantwort in Richtung einer aktiven Erregerabwehr verschieben lässt. Dies könnte für die Entwicklung eines wirksamen Impfstoffs bedeutsam sein. Darüber berichtet PLOS Pathogens in seiner Online-Ausgabe vom 25.05.2017.

Staphylococcus aureus (S. aureus) ist ein Bakterium, das bei weit über der Hälfte der Erwachsenen Haut und Schleimhäute besiedelt und dabei normalerweise keine...

Im Focus: Can the immune system be boosted against Staphylococcus aureus by delivery of messenger RNA?

Staphylococcus aureus is a feared pathogen (MRSA, multi-resistant S. aureus) due to frequent resistances against many antibiotics, especially in hospital infections. Researchers at the Paul-Ehrlich-Institut have identified immunological processes that prevent a successful immune response directed against the pathogenic agent. The delivery of bacterial proteins with RNA adjuvant or messenger RNA (mRNA) into immune cells allows the re-direction of the immune response towards an active defense against S. aureus. This could be of significant importance for the development of an effective vaccine. PLOS Pathogens has published these research results online on 25 May 2017.

Staphylococcus aureus (S. aureus) is a bacterium that colonizes by far more than half of the skin and the mucosa of adults, usually without causing infections....

Im Focus: Orientierungslauf im Mikrokosmos

Physiker der Universität Würzburg können auf Knopfdruck einzelne Lichtteilchen erzeugen, die einander ähneln wie ein Ei dem anderen. Zwei neue Studien zeigen nun, welches Potenzial diese Methode hat.

Der Quantencomputer beflügelt seit Jahrzehnten die Phantasie der Wissenschaftler: Er beruht auf grundlegend anderen Phänomenen als ein herkömmlicher Rechner....

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Lebensdauer alternder Brücken - prüfen und vorausschauen

29.05.2017 | Veranstaltungen

49. eucen-Konferenz zum Thema Lebenslanges Lernen an Universitäten

29.05.2017 | Veranstaltungen

Internationale Konferenz an der Schnittstelle von Literatur, Kultur und Wirtschaft

29.05.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Intelligente Sensoren mit System

29.05.2017 | Messenachrichten

Geckos kommunizieren überraschend flexibel

29.05.2017 | Biowissenschaften Chemie

1,5 Millionen Euro für vier neue „Innovative Training Networks” an der Universität Hamburg

29.05.2017 | Förderungen Preise