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Simulation und Diagnose der multiphysikalischen Betriebsbelastung von elektrischen Isoliersystemen

Lehrstuhl: Lehrstuhl für Energiewandlung, Lehrstuhl für Hochspannungstechnik

Betreuer: Sebastian Lange (EWA), Alessandro Cimino (HST),

Beginn ab: nach Absprache

Maximale Anzahl der Teilnehmer: 6

Beschreibung: Die Integration dezentraler Erzeugung elektrischer Energie und die daraus resultierenden Erzeugungsarten führen zu einem veränderten, teilweise stark schwankendem Belastungsprofil von Betriebsmitteln der elektrischen Energietechnik. Die steigende Volatilität des elektrischen Verbundnetzes zeigt sich in einer hohen Anzahl an schnellen Lastwechseln über einen großen Leistungsbereich. Dies resultiert in einer erhöhten mechanischen und thermo-mechanischen Belastung des elektrischen
Isoliersystems. Die elektrische Isolierung stellt vielfach eine Ausfallursache dar.

Ziel dieser Projektgruppe ist es das Alterungsverhalten des elektrischen Isoliersystems zu untersuchen. Im Fokus stehen dabei mechanische
Schädigungserscheinungen. Neben der eigenständigen Ideenfindung mit der dazugehörigen Recherche beinhaltet dies analytisch-theoretische Verifikationen
als auch die praktische Umsetzung und Arbeiten im Labor. Die Schwerpunkte können in Anlehnung an die eigenen Fähigkeiten von den Teilnehmern selbst definiert
werden.

Theoretische Einarbeitung in die Themenfelder Strukturdynamik, Hochspannungstechnik, Alterung und messtechnische Diagnosemethoden (Betreuer: Alessandro Cimino - HST, Sebastian Lange - EWA)
Neben der Einarbeitung in die komplex zusammenwirkenden Alterungsmechanismen ist ein hohes Maß an Fachwissen in den Themenfelder Strukturdynamik und Diagnose im Rahmen der
Projektgruppe erforderlich. Dieses Wissen soll in den ersten Wochen der Projektgruppe gezielt erarbeitet werden, indem spezialisierte Leitfragen aufgestellt und beantwortet werden.

Simulation thermischer und mechanischer Belastungen des elektrischen Isoliersystems (Betreuer: Sebastian Lange - EWA)
Das Zusammenwirken thermisch-mechanischer Beanspruchungen ist derzeit einer der Hauptalterungsmechanismen des elektrischen Isoliersystems in rotierenden Hochspannungsmaschinen.
Mit Hilfe von vereinfachten Simulationen, die iterativ an einen rrealen Betriebsfall erweitert werden, sollen Hinweise auf das Temperaturprofil und die resultierende
Belastung des elektrischen Isoliersystems abgeleitet werden.

Multiphysikalische Alterung und Diagnose des elektrischen Isoliersystems (Betreuer: Alessandro Cimino - HST)
Die gezielte, zeitraffende Alterung erfolgt unter simultaner thermischer, mechanischer und elektrischer Belastung. Möglich sind hier unterschiedliche Prüfdurchläufe bei Variation der Temperatur und/oder mechanischen Belastung. Mit Hilfe der zuvor gewählten Diagnosemethode (z.B. Polarisationsindex, Verlustfaktor, Teilentladungsmessung, Modalanalyse etc.) soll subzyklisch der Stand der Schädigungserscheinungen in den Bezug zum Alterungszustand gesetzt werden.