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 Gut sortiert: Schüttgutanlagen werden klüger
30.03.2017 | Karlsruher Institut für Technologie

nachricht Organisch-anorganische Heterostrukturen mit programmierbaren elektronischen Eigenschaften
29.03.2017 | Technische Universität Dresden

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: Atome rennen sehen - Phasenübergang live beobachtet

Ein Wimpernschlag ist unendlich lang dagegen – innerhalb von 350 Billiardsteln einer Sekunde arrangieren sich die Atome neu. Das renommierte Fachmagazin Nature berichtet in seiner aktuellen Ausgabe*: Wissenschaftler vom Center for Nanointegration (CENIDE) der Universität Duisburg-Essen (UDE) haben die Bewegungen eines eindimensionalen Materials erstmals live verfolgen können. Dazu arbeiteten sie mit Kollegen der Universität Paderborn zusammen. Die Forscher fanden heraus, dass die Beschleunigung der Atome jeden Porsche stehenlässt.

Egal wie klein sie sind, die uns im Alltag umgebenden Dinge sind dreidimensional: Salzkristalle, Pollen, Staub. Selbst Alufolie hat eine gewisse Dicke. Das...

Im Focus: Kleinstmagnete für zukünftige Datenspeicher

Ein internationales Forscherteam unter der Leitung von Chemikern der ETH Zürich hat eine neue Methode entwickelt, um eine Oberfläche mit einzelnen magnetisierbaren Atomen zu bestücken. Interessant ist dies insbesondere für die Entwicklung neuartiger winziger Datenträger.

Die Idee ist faszinierend: Auf kleinstem Platz könnten riesige Datenmengen gespeichert werden, wenn man für eine Informationseinheit (in der binären...

Im Focus: Quantenkommunikation: Wie man das Rauschen überlistet

Wie kann man Quanteninformation zuverlässig übertragen, wenn man in der Verbindungsleitung mit störendem Rauschen zu kämpfen hat? Uni Innsbruck und TU Wien präsentieren neue Lösungen.

Wir kommunizieren heute mit Hilfe von Funksignalen, wir schicken elektrische Impulse durch lange Leitungen – doch das könnte sich bald ändern. Derzeit wird...

Im Focus: Entwicklung miniaturisierter Lichtmikroskope - „ChipScope“ will ins Innere lebender Zellen blicken

Das Institut für Halbleitertechnik und das Institut für Physikalische und Theoretische Chemie, beide Mitglieder des Laboratory for Emerging Nanometrology (LENA), der Technischen Universität Braunschweig, sind Partner des kürzlich gestarteten EU-Forschungsprojektes ChipScope. Ziel ist es, ein neues, extrem kleines Lichtmikroskop zu entwickeln. Damit soll das Innere lebender Zellen in Echtzeit beobachtet werden können. Sieben Institute in fünf europäischen Ländern beteiligen sich über die nächsten vier Jahre an diesem technologisch anspruchsvollen Projekt.

Die zukünftigen Einsatzmöglichkeiten des neu zu entwickelnden und nur wenige Millimeter großen Mikroskops sind äußerst vielfältig. Die Projektpartner haben...

Im Focus: A Challenging European Research Project to Develop New Tiny Microscopes

The Institute of Semiconductor Technology and the Institute of Physical and Theoretical Chemistry, both members of the Laboratory for Emerging Nanometrology (LENA), at Technische Universität Braunschweig are partners in a new European research project entitled ChipScope, which aims to develop a completely new and extremely small optical microscope capable of observing the interior of living cells in real time. A consortium of 7 partners from 5 countries will tackle this issue with very ambitious objectives during a four-year research program.

To demonstrate the usefulness of this new scientific tool, at the end of the project the developed chip-sized microscope will be used to observe in real-time...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Industriearbeitskreis »Prozesskontrolle in der Lasermaterialbearbeitung ICPC« lädt nach Aachen ein

28.03.2017 | Veranstaltungen

Neue Methoden für zuverlässige Mikroelektronik: Internationale Experten treffen sich in Halle

28.03.2017 | Veranstaltungen

Wie Menschen wachsen

27.03.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Nierentransplantationen: Weisse Blutzellen kontrollieren Virusvermehrung

30.03.2017 | Biowissenschaften Chemie

Zuckerrübenschnitzel: der neue Rohstoff für Werkstoffe?

30.03.2017 | Materialwissenschaften

Integrating Light – Your Partner LZH: Das LZH auf der Hannover Messe 2017

30.03.2017 | HANNOVER MESSE