Programmheft - HIGHVOLT Prüftechnik Dresden GmbH

PROGRAMMHEFT
HIGHVOLT
Radebeul bei Dresden, 7. bis 8. Mai 2015
KOLLOQUIUM ’15
PRÜFEN UND MESSEN
AN ELEKTRISCHEN
BETRIEBSMITTELN DER
HOCHSPANNUNGSTECHNIK
Organisatorische Informationen: HIGHVOLT KOLLOQUIUM ’15
Veranstalter:
HIGHVOLT Prüftechnik Dresden GmbH
Verantwortlich:
Dipl.-Ing. Thomas Steiner
Organisation:
HIGHVOLT Prüftechnik
Dresden GmbH
Marie-Curie-Str. 10
01139 Dresden
Veranstaltungstermin:
Donnerstag,
Freitag,
Veranstaltungsort:
Radisson Blu Park Hotel & Conference Centre Dresden Radebeul
Nizzastraße 55, 01445 Radebeul/Dresden, Deutschland
Konferenzgebühren:
660,00 EUR (zzgl. 125,40 EUR MwSt.) bei Anmeldung bis zum 20.03.2015
690,00 EUR (zzgl. 131,10 EUR MwSt.) bei Anmeldung ab dem 21.03.2015
In der Konferenzgebühr sind enthalten:
Tagungsteilnahme, Tagungsmaterialien,
Pausenversorgung (Kaffee- und Mittagspausen), Abendveranstaltung
(inkl. Programm, Speisen und Getränke)
Frau Katja Göpfert
Tel.:
+49 351 8425 850
Fax:
+49 351 8425 610
E-Mail: [email protected]
07.05.2015
08.05.2015
Für die Abendveranstaltung zahlen Begleitpersonen der Teilnehmer am
Tagungsort einen Unkostenbeitrag von 60,00 EUR (inkl. MwSt.,
Kartenzahlung ausgeschlossen).
Konferenzanmeldung:
Für die verbindliche Konferenzanmeldung nutzen Sie bitte den Link zur
Anmeldung auf unserer Internetseite http://kolloquium.highvolt.de.
Nach erfolgreicher Anmeldung erhalten Sie eine kurze E-Mail-Bestätigung
und anschließend die Rechnung über die Konferenzgebühr. Diese ist
14 Tage nach Erhalt zu begleichen.
Auch die Stornierungsbedingungen finden Sie auf unserer Internetseite
http://kolloquium.highvolt.de.
Übernachtung:
Unter dem Kennwort “HIGHVOLT“ bietet das Konferenzhotel Radisson Blu
Park Hotel Radebeul ein spezielles Übernachtungsangebot
(Tel.: +49 351 8321 432, Fax: +49 351 8321 404):
Einzelzimmer Standard: EUR 95,00 Business Class: EUR 115,00
Doppelzimmer Standard: EUR 120,00 Business Class: EUR 140,00
(pro Nacht inkl. MwSt., inkl. Business Package)
Alternativ können Sie unter dem gleichen Kennwort auf dem Gelände des
Radisson Blu Park Hotels im Grand City Hotel folgendes
Übernachtungsangebot buchen:
Einzelzimmer:
EUR 62,00
Doppelzimmer:
EUR 74,00
(pro Nacht inkl. MwSt., exkl. Frühstück/Super Breakfast kann für
EUR 18,00 pro Person/Tag vor Ort dazu gebucht werden)
Hotelanmeldung:
Für Ihre Hotelanmeldung nutzen Sie bitte den folgenden Link:
http://www.grandcityhotels.de
Kurzanleitung zur Zimmerbuchung:
Angaben im Bereich "Hotel finden"
- Stadt: Dresden
- Datum: 07.05.2015 – 08.05.2015
- Firmenpasswort: HIGHVOLT
Suche über Button "jetzt suchen" starten
Die Zimmerkontingente stehen bis einschließlich 06. März 2015 zur
Verfügung und sind von den Teilnehmern selbst zu buchen. Bei einer
späteren Anmeldung kann die Buchung nicht garantiert werden.
Hinweis:
Bitte beachten Sie, dass im Monat Mai in Radebeul/Dresden touristische
Hochsaison ist, späte Hotelanmeldungen können problematisch werden!
Einladung
Sehr geehrte Damen und Herren,
wir laden Sie herzlich zu unserem 7. HIGHVOLT KOLLOQUIUM am 7. und 8. Mai 2015 in das
Radisson Blu Park Hotel und Conference Centre Radebeul bei Dresden ein.
Die Realisierung einer nachhaltigen Energieversorgung und aller damit zusammenhängenden
Maßnahmen, die unter dem Begriff der Energiewende zusammengestellt werden, stellen neue technische und ökonomische Herausforderungen sowohl an die Netzstruktur als auch an die darin
enthaltenen Komponenten dar, insbesondere durch den Einsatz von Leistungselektronik. Gleichzeitig
verschärft sich der Wettbewerb, besonders bei den Komponentenherstellern. Hier wächst die Nachfrage nach effektiveren und hochautomatisierten Produktions- und Qualitätssicherungsverfahren.
Hieraus ergeben sich für die Hochspannungs-Prüftechnik viele neue Herausforderungen und Tätigkeitsfelder. Das HIGHVOLT KOLLOQUIUM bietet eine gute Gelegenheit, über Trends der
vergangenen Jahre und über sich abzeichnende Entwicklungen zu diskutieren. Uns ist es auch dieses
Mal gelungen, Referenten aus unterschiedlichen Bereichen, wie Industrie, Energieversorgern,
Instituten, Universitäten und Hochschulen für unsere Vortragsreihe zu gewinnen. Damit können wir
Ihnen eine große Bandbreite von Beiträgen aus der Prüf- und Messtechnik sowie der Forschungsarbeit präsentieren.
Um der besonders in den letzten Jahren steigenden Nachfrage nach Hochspannungs-Prüfsystemen
gerecht zu werden, expandierte HIGHVOLT auch in den vergangenen Jahren. Die Erweiterung des
Werksgeländes um eine Fertigungshalle für Prüftransformatoren und Prüfdrosseln, einschließlich einer
modernen Ölaufbereitungsanlage und eines Trockenofens, ist die Antwort auf diese Herausforderung.
Der stetige Ausbau des technischen Vertriebes und die Entwicklung innovativer Prüfsysteme trugen
nachhaltig dazu bei, unsere Marktstellung abzusichern und weiter auszubauen.
Das HIGHVOLT KOLLOQUIUM und die begleitende Abendveranstaltung im Historischen Güterboden
Radebeul bieten Ihnen zahlreiche Möglichkeiten für interessante Gespräche und einen regen
Erfahrungsaustausch.
Im Anschluss an den zweiten Veranstaltungstag laden wir Sie zu einer Besichtigung der HIGHVOLT
Prüftechnik Dresden GmbH ein.
Wir freuen uns auf Ihre Teilnahme und auf hochspannende Diskussionen.
Mit freundlichem Gruß
HIGHVOLT Prüftechnik
Dresden GmbH
Dr. Ralf Bergmann
Geschäftsführer
Bernhard Nick
Geschäftsführer
Thomas Steiner
Technischer Direktor
1
Einführungsvortrag
Herausforderungen der Energiewende für Übertragungsnetzbetreiber
Dr.-Ing. F. Golletz
50Hertz Transmission GmbH
Der Ausstieg aus der Kernkraftwerkstechnologie und die weitere Zunahme des Anteils von regenerativ
erzeugter elektrischer Energie am Endverbrauch ist gesellschaftlicher Konsens. Damit geht einher,
dass in Deutschland der mittlere Abstand zwischen dem Erzeugungs- und Verbrauchsort von Elektroenergie wächst. Die für diese zunehmende Transportaufgabe notwendigen Übertragungsnetze können aber (auch aufgrund des fehlenden gesellschaftlichen Konsens zur Akzeptanz für neue Infrastrukturmaßnahmen) bisher nicht im notwendigen Tempo ausgebaut werden. Dies führt einerseits zum
zunehmenden Betrieb der Bestandnetze an ihrer Belastungsgrenze und andererseits zu massiven
Eingriffen der Übertragungsnetzbetreiber in den Erzeugungsmarkt. Um die Übertragungsnetze auch
weiterhin sicher betreiben und schneller ausbauen zu können, sind bisher nur selten in der Höchstspannungsebene genutzte Technologien (z. B. DC-Leitungen, Höchstspannungskabel) bei laufendem
Betrieb in die Netze zu integrieren. Für diese neuen Asset-Klassen benötigen die Übertragungsnetzbetreiber Prüf- und Messverfahren, die sicherstellen, dass sowohl die Qualität der vor Ort errichteten
Anlagen als auch der langfristige Betrieb nachhaltig den Anforderungen des europaweiten Verbundbetriebes entsprechen.
Dr.-Ing. Frank Golletz nahm nach Studium und Promotion am Institut für Hochspannungs- und Hochstromtechnik
der TU Dresden 1990 eine Tätigkeit bei der Verbundnetz AG in Berlin auf. Bei deren Nachfolgeunternehmen
Vereinigte Energiewerke AG und Vattenfall Europe Transmission GmbH hat er an verschiedenen Orten Verantwortung für das Umgestalten und die technische Erneuerung des nordostdeutschen Übertragungsnetzes getragen. Seit 2011 ist er Technischer Geschäftsführer der 50Hertz Transmission GmbH in Berlin.
1.0
Hochspannungs-Gleichstromübertragung I
Vorsitz:
Prof. Dr.-Ing. A. Küchler
Fachhochschule Würzburg-Schweinfurt
Prof. Dr.-Ing. Andreas Küchler studierte Elektrotechnik an der Universität Karlsruhe, wo er auch als Doktorand
und wissenschaftlicher Mitarbeiter tätig war. Anschließend arbeitete er als Entwicklungsingenieur und Entwicklungsleiter der HSP Hochspannungsgeräte Porz GmbH in Köln auf dem Gebiet der Hochspannungsdurchführungen und -kondensatoren. Heute ist er Professor für Hochspannungstechnik an der Hochschule WürzburgSchweinfurt (1991), Leiter des Labors für Hochspannungstechnik (1993) sowie stellvertretender Leiter des Würzburger Forschungsverbundes Funktionswerkstoffe WFF (2002). Außerdem begründete er das nordbayerische
Master-Research-Programm (2003), den Forschungsschwerpunkt Gleichstromtechnologie für die Energiesysteme der Zukunft (2010) und das Schweinfurter Institut für Energie- und Hochspannungstechnik IEHT (2011). In der
Forschung beschäftigt sich Prof. Küchler mit Hochspannungsisoliersystemen für Transformatoren, Durchführungen und industrielle Applikationen. Besondere Schwerpunkte sind dabei Isolierwerkstoffe, Gleichspannungsbeanspruchungen, transiente Vorgänge, thermisch-elektrische Belastungen sowie Diagnostik und Zustandsbewertung.
Prof. Küchler ist Verfasser des Lehr- und Fachbuchs „Hochspannungstechnik“ und ist in verschiedenen Fachgremien und Arbeitsgruppen von ETG und CIGRÉ SC A2 und D1 tätig.
1.1
Entladungsverhalten bei Gleichspannung und dessen Auswirkung auf Hochspannungsprüfungen
J. Speck; M. Hering; K. Backhaus; I. Ovsyanko
Technische Universität Dresden
Das Entladungsverhalten verschiedener Isolierungen bei Gleichspannung wird wesentlich durch langsam ablaufende Vorgänge in den Dielektrika bestimmt. Ursache können Raumladungs- und Grenzflächenpolarisation in festen Isolierstoffen, Ionendriftvorgänge in Flüssigkeiten, Akkumulation von Raumladungen auf Grenzflächen und Feldumbildung infolge der temperaturabhängigen Leitfähigkeit von
Isolierstoffen sein. Anhand ausgewählter Beispiele aus der Forschung werden beobachtete Phänomene dargestellt und deren Auswirkung auf Hochspannungsprüfungen diskutiert.
Dr.-Ing. Joachim Speck absolvierte 1974 ein Studium der Mathematik an der TU Dresden. Im Anschluss nahm er
ein Forschungsstudium auf und 1978 folgte die Promotion. Seither ist er wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut
für Elektrische Energieversorgung und Hochspannungstechnik (IEEH) der TU Dresden. Er forscht auf verschiedenen Gebieten der Hochspannungstechnik (SF6, Luft, Maschinenisolierungen, Öl) und lehrt in den Bereichen
Hochspannungs-, Isolier-, Prüf- und Messtechnik sowie Statistik.
2
1.2
Realisierbarkeit und Prüfung gasisolierter DC-Systeme
D. Imamovic; M. Tenzer; K. Uecker
Siemens AG, Erlangen
Die Entwicklung von kompakten Schaltanlagen für HGÜ-Anwendungen erfordert eine grundlegende
Betrachtung von verschiedenen physikalischen Phänomenen, die bei Wechselspannungsanlagen
vernachlässigbar sind. Verschiedene Mechanismen z. B. Ladungsträgerakkumulation, treten insbesondere bei hohen Gleichspannungen auf. Diese führen zu einer zeitlich veränderlichen elektrischen
Mischfeldverteilung. Zusätzlich stellen nichtlineare Materialeigenschaften und deren Abhängigkeit von
Einflussfaktoren, wie Feuchtigkeit und Temperatur, große Herausforderungen für die Entwicklung von
Anlagen und entsprechenden Prüfverfahren dar. Es werden geeignete Prüfverfahren vorgestellt. Diese umfassen DC-Polaritätswechselprüfungen, überlagerte Spannungsprüfungen sowie Langzeitprüfungen mit kombinierten thermischen und elektrischen Beanspruchungen. Hierdurch konnte die Funktionalität einer neu entwickelten kompakten ± 320 kV Schaltanlage für die HGÜ auch unter kritischen
Bedingungen nachgewiesen werden.
Dr. Denis Imamovic studierte und promovierte am Institut für Hochspannungstechnik und Systemmanagement
der TU Graz. Von 1993 bis 2008 war er in verschiedenen Positionen für diverse Elektro- und Energieversorgungsunternehmen tätig. Im Jahr 2007 war er als wissenschaftlicher Mitarbeiter an der University of New South
Wales in Australien tätig. Von 2008 bis 2011 war er wissenschaftlicher Projektassistent am Institut für Hochspannungstechnik der TU Graz. Seit 2011 ist er Product Lifecycle Manager für kompakte DC-Schaltanlagen bei der
Siemens AG, Energy Sector in Erlangen. Seit 2012 ist er Produkt Portfolio Manager im Verantwortungsbereich für
Gasisolierte Leitungen (GIL) und Energiekabel. Im April 2013 wurde er Leiter des Produktportfolios Entwicklung
„DC Compact Solutions“ und seit September 2014 ist er Leiter der Power Transmission Lines. Er ist Mitglied bei
CIGRÉ, IEEE, VDE und ÖVE.
1.3
Detektion fester Partikel auf Isolatoren in gasisolierten Gleichspannungssystemen
M. Hering; J. Speck; St. Großmann
Technischen Universität Dresden (IEEH)
U. Riechert
ABB Schweiz AG
Der Bedarf an platzsparenden Schaltanlagen erfordert den Einsatz kompakter, gasisolierter Systeme.
Metallische Partikel - trotz hoher Qualitätsstandards bei Fertigung und Montage nicht völlig auszuschließen - erweisen sich in den typischerweise schwach inhomogenen Anordnungen als besonders
kritische Feldstörung, da sie das Isolationsvermögen der Anlage herabsetzen. Gleichzeitig beeinflussen die an den Partikelspitzen produzierten Ladungsträger, insbesondere bei Gleichspannungsbetrieb, die Aufladung von Isolierstoffteilen und damit das Überschlagsverhalten der Feststoffisolatoren.
Ziel während der Inbetriebnahme muss es deshalb sein, etwaige Partikel aufzufinden. Eine effektive
Diagnostik setzt jedoch die messtechnische Detektierbarkeit derartiger Störstellen voraus. Die dabei
auftretenden Herausforderungen werden anhand des Verhaltens fester Störstellen auf Isolierstoffoberflächen in Gleichspannungssystemen beschrieben.
Dipl.-Ing. Maria Hering absolvierte 2011 ein Studium der Elektrotechnik an der TU Dresden. Am dortigen Institut
für Elektrische Energieversorgung und Hochspannungstechnik arbeitet und promoviert sie seit 2011 als wissenschaftliche Mitarbeiterin. Ihr Forschungsgebiet umfasst gasisolierte Systeme für Anwendungen unter hoher
Gleichspannung. Neben den Effekten fester Partikel auf Isolatoroberflächen, liegt der Fokus der Arbeiten auf dem
Überschlagsverhalten der Isolatoren bei stromdurchflossenem Leiter. Der Einfluss der Gastemperatur und der
temperaturabhängigen Leitfähigkeit des Isolators spielen dabei die Hauptrolle der Untersuchungen. Für ihren
Beitrag beim 18. Internationalen Symposium der Hochspannungstechnik (ISH) erhielt sie 2013 in Seoul den „Young Researcher Award“.
3
2.0
Hochspannungs-Gleichstromübertragung II
Vorsitz:
Prof. Dr.-Ing. U. Schichler
Technische Universität Graz
Prof. Dr.-Ing. Uwe Schichler promovierte am Schering-Institut für Hochspannungstechnik und Hochspannungsanlagen der Universität Hannover. Ab 1996 arbeitete er im Schaltwerk Hochspannung Berlin der Siemens AG
und war dort verantwortlich für die Produkttechnik, Produktqualität und die Zustandsbewertung von gasisolierten
Schaltanlagen und Übertragungsleitungen (GIS/GIL). Seit Januar 2014 ist er an der TU Graz als Professor tätig
und leitet das Institut für Hochspannungstechnik und Systemmanagement. Er war von 2004 bis 2012 das
Deutsche Mitglied im CIGRE Studienkomitee D1 „Materials and Emerging Test Techniques“, ist Vorsitzender der
Advisory Group D1.03 „Insulating Gases“ sowie Mitglied in weiteren CIGRE-Arbeitsgruppen, die sich mit
Isoliermaterialien, Hochspannungs-Prüftechnik sowie der Teilentladungsmessung beschäftigen. Im Jahr 2014 hat
er den CIGRÉ Technical Award des Studienkomitee D1 erhalten. Er ist seit 2014 Mitglied im Österreichischen
Nationalkomitee CIGRÉ, Delegierter für das Studienkomitee B3 „Substations“ und Autor und Co-Autor von mehr
als 60 wissenschaftlichen Publikationen sowie Mitglied bei CIGRÉ, ÖVE, VDE und IEEE.
2.1
Besonderheiten bei der elektrischen Endprüfung von Leistungstransformatoren
für Hochspannungs-Gleichstromübertragung
M. Werner
Siemens AG, Nürnberg
HGÜ-Transformatoren sind nicht nur eine der Hauptkomponenten in einer Konverter-Station, sondern
auch aufgrund ihrer Größe die am meisten beeindruckende. Wichtige Aspekte wie Wicklungstyp,
elektrische Verluste und die Verfügbarkeit beeinflussen die Abmessungen, das Gewicht und die Kosten eines solchen speziellen Transformators. HGÜ-Transformatoren unterliegen Betriebsbedingungen
die sich stark von konventionellen Leistungstransformatoren unterscheiden, wie z. B. überlagerte
Spannungsbeanspruchungen durch AC und DC an den Ventilwicklungen, ein hoher Oberwellenanteil
im Strom sowie die Gleichstromvormagnetisierung des Kernes. Hinzu kommen Beanspruchungen
durch transiente Spannungen, hervorgerufen durch Blitzschlag oder Schalthandlungen. Der hohe
Oberwellenanteil im Strom mit seinen ungeradzahligen Harmonischen verursacht zusätzliche Verluste
in den Wicklungen und anderen metallischen Bauteilen. Die Auswahl des Materials für diese Bauteile
sowie ihr Design erfordern u. a. eine anspruchsvolle Entwicklungsarbeit. Den Nachweis für eine hohe
Betriebszuverlässigkeit eines HGÜ-Transformators mit seinen speziellen Betriebsbedingungen zu
erbringen, stellt auch besondere Anforderungen an die elektrische Endprüfung, die in diesem Vortrag
erläutert werden soll.
Dipl.-Ing. Michael Werner absolvierte 1992 ein Studium der allgemeinen Elektrotechnik, mit Spezialisierungsrichtung Hochspannungstechnik, an der TU Dresden. Bis 1996 arbeitete er in der AEG TRO Transformatorenwerk
Oberschöneweide im Bereich Konstruktion von Wicklungen und Wicklungsaufbauten. Seit 1996 ist er bei der
Siemens AG, Transformatorenwerk Nürnberg, zunächst im Bereich Konstruktion von Wicklungen und Wicklungsaufbauten tätig. Seit 1999 arbeitet er als Prüffeldingenieur und übernahm 2009 die Leitung der Prüffelder.
2.2
Prüfung von extrudierten Hochspannungs-Gleichstromkabeln (IEC PT 62895)
Ch. Frohne
Nexans Deutschland GmbH
Hochspannungs-Gleichstrom-Kabelverbindungen sind, im Anwendungsbereich der Unterwasserkabel,
seit vielen Jahren Stand der Technik. Die Veränderung der Strukturen in der Energieversorgung
macht die Übertragung von elektrischer Energie mittels Gleichspannung nun auch in Landverbindungen notwendig. Aufgrund dieses Strukturwandels rücken extrudierte DC-Kabel in den Vordergrund.
Nachdem CIGRÉ bereits 2003 in TB 219 eine Prüfempfehlung veröffentlicht hat, die 2012 in TB 496
auf Spannungen bis 500 kV ausgeweitet wurde, beschäftigt sich die IEC derzeit mit der Erstellung
einer Norm für extrudierte Gleichspanungskabel bis 320 kV für Landanwendungen. In diesem Beitrag
wollen wir einen Einblick in den derzeitigen Stand der Technik der Kabelprüfvorschriften sowie deren
technischen Hintergrund aufzeigen.
Dr.-Ing. Christian Frohne promovierte 1998 an der Leibniz Universität Hannover auf dem Gebiet der elektrischen
Großmaschinen. In der Kabelindustrie arbeitete er zunächst im Bereich der Produktionstechniken und wechselte
2004 in die Entwicklung von supraleitenden Kabelsystemen und kryogenen Anlagen. Seit 2011 leitet er die Entwicklung der extrudierten Hochspannungs-Gleichstromkabel bei Nexans.
4
2.3
Überspannungsableiter für HGÜ-Umrichterstationen und deren Prüfung nach
IEC-Vorschriften
V. Hinrichsen
Technische Universität Darmstadt
Im Jahr 2014 wurden zwei überabeitete bzw. völlig neue IEC-Vorschriften zur Prüfung von
Überspannungsableitern in elektrischen Energieversorgungsnetzen veröffentlicht: IEC 60099-4, Ed.
3.0 sowie IEC 60099-9, Ed. 1.0. Die IEC 60099-4 ist die Grundnorm zur Prüfung von
Hochspannungsableitern. Sie hat sich gegenüber der Vorgängerversion wesentlich verändert. Insbesondere wurde das bis dahin gültige Klassifizierungssystem nach Leitungsentladungsklassen durch
eine Klassifizierung nach Anwendung, thermischem Energieaufnahmevermögen und Ladungstransfervermögen ersetzt. Die IEC 60099-9 dagegen ist die erste Prüfvorschrift überhaupt für die diversen
in HGÜ-Umrichterstationen eingesetzten Ableiter. Sie entspricht in weiten Teilen der neuen Grundnorm, jedoch bestehen auch viele Sonderanforderungen, die sich aus der speziellen Anwendung ergeben. Der Beitrag umreißt die Neuerungen und die wesentlichen Prüfanforderungen der beiden neuen Prüfvorschriften.
Prof. Dr.-Ing. Volker Hinrichsen studierte Elektrotechnik an der TU Berlin. Dort arbeitete er anschließend als wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Hochspannungstechnik und Starkstromanlagen, wo er mit einer Dissertation über Überspannungsableiter promoviert wurde. 1989 nahm er seine Tätigkeit als Entwicklungs- und Prüffeldingenieur im Hochspannungsprüffeld des „Schaltwerks Hochspannung“ der Siemens AG in Berlin auf und war
am gleichen Standort von 1992 bis 2001 Entwicklungsleiter für Überspannungsableiter. Seit August 2001 ist er
Universitätsprofessor an der TU Darmstadt und leitet dort das Fachgebiet Hochspannungstechnik am Institut für
Elektrische Energiesysteme. Aktuelle Forschungsschwerpunkte sind Blitz- und Überspannungsschutz, Isolierund Feldsteuersysteme sowie Vakuumschalttechnik. Das Fachgebiet betreibt außerdem ein akkreditiertes
800-kV-Hochspannungsversuchs- und -prüffeld. Er ist Vorsitzender bzw. Mitarbeiter in diversen nationalen und
internationalen Arbeitsgruppen (IEC, CIGRÉ, IEEE, DKE, VDV) im Bereich der Vornormung und Normung in der
elektrischen Energietechnik. Er ist Chairman von IEC TC37 (Surge Arresters) sowie Convenor der für die Hochspannungs-Ableiternormen zuständigen Arbeitsgruppe IEC TC37 MT4.
3.0
Komponenten
Vorsitz:
Prof. Dr.-Ing. E. Gockenbach
Leibniz Universität Hannover, Schering-Institut
Prof. Dr.-Ing. Ernst Gockenbach studierte und promovierte an der TH Darmstadt 1974 und 1979 und war im Anschluss von 1979 bis 1982 als Entwicklungsingenieur bei der Siemens AG, Berlin, und von 1983 bis 1990 als
Chefingenieur bei der Emil Haefely AG, Basel beschäftigt. Von 1990 bis 2014 war er Professor für Hochspannungstechnik und Leiter des Schering-Instituts der Leibniz Universität Hannover. Seit vielen Jahren ist er maßgeblich in nationalen und internationalen Gremien in den Bereichen Hochspannungs-Prüf- und -Messtechnik
sowie Isoliersysteme für Komponenten der elektrischen Energieversorgung. Er war Chairman des CIGRÉ Studienkomitees D1 „Materials and Emerging Test Techniques“ und Mitglied des Lenkungsausschusses der DKE. Er
ist Obmann von DKE K 124 „Hochspannungs- und Hochstrom-Prüftechnik“ und Chairman des Technischen Komitees der IEC TC 42 „High Voltage and High Current Test Techniques“. Er ist Mitglied im VDE, IEC und CIGRÉ
sowie Fellow IEEE und Ehrenmitglied der CIGRÉ.
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3.1
Besonderheiten bei der dielektrischen Prüfung von Betriebsmitteln für ultra
hohe Spannungen (UHV)
U. Riechert
ABB Schweiz AG
Aktuelle Projekte in China und Indien verstärken die Forschung, Entwicklung, Prüfung und Standardisierung im Bereich ultra hoher Spannungen (UHV). Bei vielen Prüfungen werden die Grenzen der
Laboratorien erreicht und zum Teil sogar überschritten. Damit ergeben sich auch für den Bereich der
Standardisierung neue Aufgabenstellungen, um die speziellen Anforderungen der UHV-Ebene zu
berücksichtigen. Die Erfahrungen der an den UHV-Projekten beteiligten Hersteller, Anwender und
Institute können dabei helfen und wurden von der CIGRÉ Working Group D1.36 „Special requirements
for dielectric testing of Ultra High Voltage (UHV) equipment“ ausgewertet. Basierend auf den Erfahrungen und physikalischen Betrachtungen wurden von der Arbeitsgruppe Empfehlungen für die dielektrische Prüfung erarbeitet, die in diesem Beitrag vorgestellt werden und als Grundlage für die Erweiterung der IEC 60060-1 dienen.
Dr.-Ing. Uwe Riechert absolvierte das Studium der Elektrotechnik und die Promotion an der TU Dresden. Seit
1999 ist er bei der ABB in Zürich, Schweiz tätig. Dort leitet er mehrere Entwicklungsprojekte in den Bereichen
gasisolierter Schalt- und Hochstromsysteme. Er ist Mitglied verschiedener CIGRÉ- und IEC-Arbeitsgruppen sowie
Mitglied in den nationalen Gremien DKE und CES TK42 und TK115 (Vorsitzender). Seit 2008 ist er Vorsitzender
der CIGRÉ WG D1.36.
3.2
Kombinierte Spannungsprüfungen
R. Pietsch; M. Hinow; M. Felk; M. Kubat
HIGHVOLT Prüftechnik Dresden GmbH
Durch den zunehmenden Ausbau von Gleichstromübertragungsstrecken (HGÜ), weltweit und vor
allem auch in Europa, müssen die entsprechenden Betriebsmittel, wie Kabel und gasisolierte Schaltanlagen (GIS), zunehmend mit kombinierten Spannungen geprüft werden. Das heißt, es werden Prüfungen durchgeführt, bei der das Prüfobjekt mit Gleichspannung (DC), Wechselspannung (AC) und
Impulsspannungen (LI und SI) geprüft werden muss. Dies erfordert naturgemäß zwei Spannungsquellen die in einer Prüfhalle simultan an den Prüfling angelegt werden. Neben den großen Räumlichkeiten (Isolationsabstände) ist auch der Schutz der Prüfquellen gegeneinander zu berücksichtigen. Ziel
dieses Beitrages ist, die Vorstellung der entsprechenden Schutzkonzepte und der Messtechnik (Teiler
und Messgeräte) mit Beispielen zu simulierten und gemessenen Spannungsverläufen.
Dr. rer. nat. Ralf Pietsch war nach dem Studium und der Promotion an der RWTH Aachen, im Forschungszentrum der ABB Schweiz beschäftigt und übernahm später die Leitung des ABB Prüf- und Entwicklungslabors in
Zürich-Oerlikon. Seit 2001 leitet er das Team Hochspannungstechnik der HIGHVOLT Prüftechnik Dresden
GmbH. Er ist Mitglied der CIGRE WG D1.33 und seit 2012 Deutsches Mitglied im CIGRE Studienkomitee D1
„Materials and Emerging Test Techniques“, sowie Lehrbeauftragter an der TU Chemnitz.
6
3.3
Stufenschalteranalyse mittels akustischer Verfahren
K. Viereck; A. Saveliev
Maschinenfabrik Reinhausen GmbH
Zuverlässige und praktisch anwendbare Diagnosetechniken für Stufenschalter sind seit jeher für
Transformatorenbetreiber von großem Interesse. Verschiedene CIGRÉ-Arbeitsgruppen haben den
Stufenschalter, nach Aktivteil und Durchführungen, als dritten Hauptverursacher signifikanter Ausfälle
am Transformator identifiziert. Das neue Diagnoseverfahren, welches beschrieben wird, kann die Betriebszuverlässigkeit erhöhen, da es die akustischen Signaturen eines Stufenschalters interpretiert, die
bei einem Schaltvorgang entstehen und den Betriebszustand davon ableitet. Diese Methode der Signalverarbeitung auf schnellen Prozessoren erlaubt die effektive Anwendung einer WaveletTransformation. Dadurch wird es möglich, die Analyse eines Schallsignales zweidimensional auszuführen und durch die zusätzliche Auflösung im Frequenzbereich eine eindeutige Trennung von Nutzund Störsignalen abzubilden. Eine automatische Peak-Detektion in Korrelation mit Referenzaufzeichnungen von den Endprüfungen der Stufenschalter gewährleistet eine sichere Mustererkennung und
ermöglicht damit eine Detailanalyse auch von den in wenigen Millisekunden ablaufenden Schaltvorgängen in einem Stufenschalter. Diese Anwendung komplexer Mathematik auf die Analytik mechanischer Vorgänge gewährleistet ein innovatives Herangehen an gegenwärtige und zukünftige Serviceaufgaben der weltweit alternden Stufenschalterpopulation. Aufgrund der sich permanent erhöhenden
Lebensdauer der Transformatoren und dem zunehmenden Übergang auf ein Flottenmanagement der
Betriebsmittel eines Umspannwerkes, sind diese neuen Algorithmen ein wichtiges Werkzeug, um
Aussagen über den Betriebszustand der Stufenschalter zu erhalten und gegebenenfalls konkrete Wartungsmaßnahmen zu planen und auszuführen.
Dr.-Ing. Karsten Viereck leitet bei der Maschinenfabrik Reinhausen GmbH (MR), Regensburg, die Abteilung Engineering Grids und Corporate Technologies. Von 1997 bis 2009 leitete er die Elektronikentwicklung bei der MR
und war zuvor im Transformatorenwerk Berlin Oberschönweide beschäftigt (zuletzt als AEG TRO firmiert), wo er
u. a. die Grundlagenentwicklung leitete. Er war maßgeblich an der Einführung der ersten Monitoring-Systeme für
Leistungstransformatoren im deutschen Markt beteiligt. 1985 absolvierte er ein Studium der Elektrotechnik an der
TU Dresden und promovierte 1992 ebenfalls an der TU Dresden zum Thema „Einsatz von Sensoren in Großtransformatoren“. Er ist Mitglied in nationalen und internationalen Gremien, wie bspw. DKE/AK 952.0.10 „Kommunikation und Modellierung“, CIGRÉ WG A2.44 „Guide on Transformer Intelligent Condition Monitoring (TICM)
Systems“ und IEEE PC57.157 „Guide for Transformer Paralleling“.
4.0
Messsysteme
Vorsitz:
Prof. Dr.-Ing. P. Schegner
Technische Universität Dresden
Prof. Dr.-Ing. Peter Schegner ist seit 1995 Professor an der TU Dresden und zurzeit Direktor des Institutes für
Elektrische Energieversorgung und Hochspannungstechnik. Er studierte elektrische Energietechnik an der
TH Darmstadt. Nach dem Studium war er als Systemingenieur bei AEG auf dem Gebiet der Netzleittechnik tätig.
Danach arbeitete er als wissenschaftlicher Mitarbeiter an der Universität des Saarlandes und promovierte zum
Thema Erdschlussdistanzschutz. Anschließend leitete er den Entwicklungsbereich für Netzschutzsysteme bei
AEG in Frankfurt. Er hat mehrere Auszeichnungen erhalten, zum Beispiel den „Dr. Eduard-Martin-Award“ der
Universität des Saarlandes für herausragende Forschungsergebnisse und den Literaturpreis des VDE für überragende wissenschaftliche Veröffentlichung. Er ist Senior Mitglied des IEEE, Mitglied im Kabelbeirat der Leibniz
Universität Hannover, DFG Fachkollegiat und Mitglied im PSCC Council, wissenschaftlicher Leiter des Forschungscluster für Energiespeicher an der TU Dresden „CSSI“. Er leitet zahlreiche Forschungsprojekte, wie zum
Beispiel die „Bedeutung der erneuerbaren Erzeugungsanlagen im Verteilnetz“, der „Einfluss des Ladens von
Elektrofahrzeugen auf die Versorgungsqualität von Niederspannungsnetzen“ und „Selektivschutz von Phasenschiebertransformtoren“.
7
4.1
Standardisierung von Digitalrekordern, IEC 61083-1 bis 4
K. Heidelberger; H. Schorn
Institute for International Product Safety GmbH
Derzeit wird in der IEC die Reihe der Standards für Digitalrekorder vervollständigt. Der 1. Teil der Reihe IEC 61083 mit dem Titel „Messgeräte und Software bei Stoßspannungs- und Stoßstromprüfungen Anforderungen an die Messgeräte“ legt die Anforderungen an die Messgeräte fest und wird derzeit
vom zuständigen Komitee IEC TC 42 „Hochstrom- und Hochspannungs-Prüftechnik“ überarbeitet. Der
2. Teil ist 2013 erschienen und beschreibt die Anforderungen an die dazugehörige Software. Er beinhaltete auch eine Software (Generator) zur Überprüfung der Auswertealgorithmen von Digitalrekordern. Der neue Teil, IEC 61083-3, wird die Anforderungen an die Hardware von Digitalrekordern für
die Messung von Gleich- bzw. Wechselspannungen und -strömen festlegen, und befindet sich im ersten Entwurfsstadium. Der ebenfalls neu erarbeitete 4. Teil ist analog zum 2. Teil zu sehen und beschreibt die Anforderungen an die dazugehörige Software bzw. die Überprüfung der Auswertealgorithmen. Die Normen berücksichtigen die Entwicklung in der Messtechnik mit Digitalrekordern der
vergangenen Jahre und legen insbesondere einen Schwerpunkt auf die Themen Kalibrierung und
Messunsicherheit. Der Beitrag gibt einen Überblick über den derzeitigen Stand der Arbeiten.
Dipl.-Ing. Klaus Heidelberger studierte Elektrotechnik an der RWTH Aachen und ist seit 1998 Prüfingenieur im
Prüflaboratorium Bonn der Moeller Firmengruppe (jetzt Institute for International Product Safety GmbH) mit den
Schwerpunkten Hochstromprüfungen an Niederspannungsgeräten und -anlagen. Derzeit leitet er dort die Abteilung Energie/Schaltleistung. Er arbeitet auf dem Gebiet der Hochspannungs- und Hochstromprüfung in verschiedenen Gremien der IEC und DKE mit.
4.2
Leistungsmessung für die Mittelspannung
J. Ermisch
IBE Ermisch GmbH
Th. Steiner
HIGHVOLT Prüftechnik Dresden GmbH
Üblicherweise bestehen Leistungsmesssysteme für die Mittelspannungsebene aus den Mittelspannungskomponenten Stromwandler, Spannungswandler und dem Leistungsmessgerät. Die Messunsicherheit hängt von allen drei Komponenten ab, wobei die Messunsicherheit bei den Wandlern durch
den Betrags- und Fehlwinkelfehler und bei den Leistungsmessgeräten durch deren Genauigkeit maßgeblich bestimmt wird. Die Fehler der Wandler werden nur in einem bestimmten Aussteuerbereich
garantiert, sodass meist eine Umschaltung von Wandlern für die Messungen an einem Objekt (z. B.
Transformatorenprüfungen Leerlauf/Kurzschluss) vorgenommen werden muss. Mit diesem Beitrag
wird ein Leistungsmesssystem LiMOS MS vorgestellt, das in Verbindung mit Weitbereichssensoren
eine Leistungsbestimmung in einem Bereich von 100 V bis einigen kV, 1 A und bis zu mehren kA ohne Umschaltung mit der geforderten Genauigkeit gestattet. Es wird gezeigt, dass auch vorhandene
Wandler mit einer Adaption und entsprechenden Kalibrierung in das Leistungsmesssytem LiMOS MS
integriert werden können und es werden die Vorteile, die bei der Leistungsmessung generiert werden
können, herausgestellt.
Dr.-Ing. habil. Jochen Ermisch studierte bis 1970 Fernmeldetechnik an der TU Dresden. Danach wechselte er an
den Lehrstuhl für Transformatoren und Messwandler. Der Forschungsschwerpunkt lag auf der Entwicklung und
Anwendung neuer Messwandler, was auch Thema der Promotion und Habilitation sowie mehrerer Veröffentlichungen und Patente war. Ab 1993 bis 2011 arbeitete er als Privatdozent an der TU Dresden und gründete 2008
die IBE Ermisch GmbH.
8
4.3
Vielkanalige Messungen im Leistungsprüffeld
M. Gerlach
Siemens AG, Berlin
Inhalt des Beitrages ist eine kurze Vorstellung des Schaltwerkes Berlin und des dortigen Leistungsprüffeldes, mit dem Schwerpunkt der Einbindung der vielkanaligen Transientenrekorder-Messtechnik
in die Messaufgaben im Leistungsprüffeld. Hierbei werden zwei Messsysteme mit bis zu je 24 Kanälen
für unterschiedlichste Aufgaben bei Ein- und Ausschaltvorgängen eingesetzt und Ströme, Spannungen, Drücke und Wege gleichzeitig gemessen. Mittels Beschreibung der Messaufgaben,
d. h. Definition der zu erfassenden Messgrößen, ergeben sich die Anforderungen an den Messaufbau,
die Patchfelder und die Messtechnik. Wichtige Größen, wie die Abtastrate, Bandbreiten usw. sind
notwendig, um die entsprechenden Ergebnisse in solch einer störbehafteten LeistungsprüffeldUmgebung zu erzielen. Ein weiterer Schwerpunkt des Beitrages befasst sich mit der Analyse der gewonnenen Rohdaten und der Frage, wie derartig komplexe Vorgänge automatisiert und dokumentiert
werden können. Dabei ist ein Lösungsansatz wichtig, der dem Prüffeldpersonal ermöglicht, diese Automatisierung an die ständig wechselnden Anforderungen selbstständig adaptieren zu können.
Dipl.-Ing. (FH) Michael Gerlach arbeitet nach seinem Studium der Elektrotechnik seit 1979 bei Siemens im
Schaltwerk Berlin als Versuchsingenieur für Leistungsschalterentwicklung. Hier entwickelte er ab 1992 eine netzwerkfähige Multiuser Software zur grafischen Darstellung von Messwerten aus Transientenrekordern basierend
auf einem UNIX-System. Ferner legte er synthetische Prüfkreise für Leistungsschalterprüfungen aus. 1997 übernahm er die Betreuung der Versuchsabwicklung insgesamt und 1998 die Leitung des Teams der Versuchsingenieure. Seit 2009 leitet er das Leistungsprüffeld.
5.0
Transformatoren und Messwandler I
Vorsitz:
Prof. Dr.-Ing. St. Tenbohlen
Universität Stuttgart
Prof. Dr.-Ing. Stefan Tenbohlen studierte an der Rheinisch-Westfälischen Technischen Hochschule Aachen die
Fachrichtung Allgemeine Elektrotechnik und promovierte 1997 zum Thema Isolationsfestigkeit von
Schwefelhexafluorid. Von 1997 bis 2004 war er Mitarbeiter der ALSTOM Schorch Transformatoren GmbH in
Mönchengladbach. Er begann 1997 als Leiter der Abteilung Produkt- und Grundlagenentwicklung. In dieser Funktion war er verantwortlich für die Entwicklung von online Monitoringsystemen zur Zustandsdiagnose von Leistungstransformatoren. Von 2002 bis 2004 leitete er die Hauptabteilung zur Entwicklung, Berechnung und Konstruktion von Leistungstransformatoren. Am 1. Juli 2004 übernahm er die Leitung des Instituts für Energieübertragung und Hochspannungstechnik an der Universität Stuttgart. Seine Forschungsschwerpunkte sind die Netzintegration erneuerbarer Energien, Hochspannungstechnik und elektromagnetische Verträglichkeit. Er ist Mitglied in
zahlreichen nationalen und internationalen Fachgremien, Mitglied im Beirat der Energietechnischen Gesellschaft
im VDE (ETG) und im internationalen Studienkomitee A2 (Leistungstransformatoren) der CIGRÉ.
9
5.1
Messungen und Prüfungen an Leistungstransformatoren sowie deren Beschreibung in geltenden Normen
K.-H. Häger
ALSTOM Grid GmbH, Mönchengladbach
Leistungstransformatoren können beschrieben werden als Drehstromtransformatoren mit einer Übertragungsleistung von deutlich mehr als 5 kVA sowie mindestens einer Wicklung, die bei Spannungen
von über 1000 Volt betrieben wird. In der Praxis liegt das Leistungsspektrum im Bereich von ca.
50 kVA bis über 1000 MVA, die Wicklungsspannungen liegen im Bereich von ca. 400 Volt bis über
420 kV. Solche Transformatoren bestehen aus 0,23-0,3 mm dünnen Eisenblechen, Wicklungen aus
Kupfer (manchmal auch Aluminium) und Isolationen basierend auf Cellulose (Papier, Holz, Pressspan,
Kunstharz-Pressholz) oder Gießharz. Die Kerne werden bei Induktionen von 1,2 bis 1,8 Tesla, die
2
Wicklungen bei Stromdichten von 1 bis 4 A/mm und die Isolation bei Temperaturen von etwa 100 °C
betrieben. In diesem Beitrag soll aus Sicht eines Prüffeldingenieurs beschrieben werden, wie solche
Transformatoren hinsichtlich ihrer Beanspruchungen im Betrieb sinnvollerweise geprüft werden und
welche Messungen an solchen Transformatoren durchgeführt werden müssen bzw. können, um deren
Betriebseigenschaften nachzuweisen. Diese Messungen und Prüfungen werden verglichen und bewertet mit Messungen und Prüfungen, wie sie in aktuell geltenden IEC-Normen beschrieben sind.
Schwerpunktmäßig werden dabei die dielektrischen Prüfungen diskutiert.
Dipl.-Ing. Karl-Heinz Häger absolvierte 1982 das Studium der Elektrotechnik an der RWTH Aachen und nahm
anschließend eine Tätigkeit als Berechnungs- und Entwicklungsingenieur bei der Schorch GmbH in Mönchengladbach auf. Ab 1985 war er als Prüffeldingenieur im Hochspannungsprüffeld für große Leistungstransformatoren
tätig und übernahm 1993 die Leitung des Hochspannungsprüffeldes. Von 1994 bis Ende 2014 ist er berufenes
Mitglied der DKE im Komitee für die Normierung von Leistungstransformatoren und wirkt in verschiedenen Arbeitsgruppen zur Revision der IEC 60076-1 „Leistungstransformatoren - Teil 1: Allgemeines“ und der IEC 60076-3
„Leistungstransformatoren - Teil 3: Isolationspegel, Spannungsprüfungen und äußere Abstände in Luft“ mit. Seit
2005 bis Ende 2014 ist er Obmann des DKE-Komitees für die Normierung von Leistungstransformatoren und
Deutscher Sprecher in CENELEC und IEC.
5.2
Kalibrierung von Verlustleistungsmesssystemen
E. Mohns; P. Räther; M. Schmidt
Physikalisch-Technische Bundesanstalt
Der Bewertung von Verlusten und der damit einhergehenden Wirkungsgrade elektrischer Betriebsmittel im Verteil- und Übertragungsnetz kommt zunehmende Bedeutung zu. Für die Bestimmung der
Verluste von Leistungstransformatoren sind spezielle Messsysteme, bestehend aus präzisen Stromund Spannungssensoren sowie einem Leistungsmesser, bei Herstellern und auch einigen
Kalibrierlaboratorien vorhanden. Hier sind sowohl die Rückführbarkeit, als auch die Bewertung der
Messunsicherheit solcher Verlustleistungsmesssysteme in einer Betrachtung als Gesamtsystem von
zunehmendem Interesse. Die Physikalisch-Technische Bundesanstalt hat hierfür ein neues Referenzmesssystem für die elektrische Wirkleistung bei Spannungen bis 150 kV und Strömen bis zu 5 kA
entwickelt. Die berechnete Messunsicherheit dieses vor Ort einsetzbaren Messsystems liegt bei unter
0,005 %. Im Kolloquium wird über dieses Messsystem und deren Eigenschaften berichtet.
Dr.-Ing. Enrico Mohns nahm nach seiner Berufsausbildung als Elektroinstallateur und anschließendem Studium
an der Fachhochschule Wolfenbüttel (Abschluss 2001) eine Tätigkeit im Fachbereich „Elektrische Energiemesstechnik“ in der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt in Braunschweig auf. Er beschäftigte sich dort zunächst
mit der Entwicklung von Messtechnik für die präzise elektrische Leistungsmessung. Nach seinem zweiten berufsbegleitenden Studium an der TU Braunschweig (Abschluss 2007) wechselte er in den Bereich der „Messwandler
und Sensoren“ und ist dort seit 2008 Leiter dieser Arbeitsgruppe. Er promovierte 2013 auf dem Gebiet der Messtechnik zur Bestimmung des elektrischen Wirkungsgrades von HGÜ-Umrichtern. Seit 2013 ist er Mitglied im Komitee „Power and Energy“ im EURAMET.
10
5.3
Komplexes Leistungstransformator-Prüffeld mit Fokus auf eine automatische
kapazitive Kompensationseinheit
U. Flechtner
HIGHVOLT Prüftechnik Dresden GmbH
Der Trend zu immer höheren Spannungen in elektrischen Energieverteilsystemen wird begleitet von
hohen technischen Herausforderungen an die Hersteller der verwendeten Systemkomponenten. Dieser Beitrag gibt beispielhaft einen Überblick über aktuelle komplexe Leistungstransformator-Prüffelder.
Besondere Aufmerksamkeit ist dabei den Anforderungen an die Prüffelder für große Leistungstransformatoren, der Prüf- und Messtechnik sowie möglichen Maßnahmen zum Erhalt einer hohen Zuverlässigkeit gewidmet. Auch auf eine komfortable Automatisierung von kapazitiven Kompensationseinheiten, meist separat positioniert, wird zunehmende Beachtung geschenkt.
Dipl.-Ing. Uwe Flechtner studierte Elektrotechnik an der TU Dresden. 1999 nahm er bei der HIGHVOLT Prüftechnik Dresden GmbH seine Tätigkeit als Konstrukteur auf. 2003 wechselte er in das Team „Service und Prüffeld“
und war später als Senior Service Ingenieur Spezialist für Inbetriebnahmen und Fehlersuchen für AC-, DC- und
Impuls-Hochspannungsprüfsysteme der HIGHVOLT. Seit 2011 ist er im Team Hochspannungstechnik als Projektleiter/Supervisor für Projekte von Hochspannungsprüffeldern und -komponenten zuständig.
5.4
Vor-Ort-Prüfung von Blocktransformatoren
R. Gerritse
SMIT Transformers B.V., Niederlande
A. Thiede
HIGHVOLT Prüftechnik Dresden GmbH
Die Qualitätssicherung bei der Herstellung von Leistungstransformatoren ist heute nicht mehr nur auf
die Prüfungen im Werk begrenzt. Um die Betriebssicherheit der Übertragungsnetze zuverlässig sicherzustellen, gewinnen sogenannte SAT’s (Site Acceptance Tests) nach dem Transport und der
Aufstellung der Leistungstransformatoren zunehmend an Bedeutung. Auch nach Servicearbeiten und
Sanierungen ist eine off-line Diagnostik zur Bewertung des dielektrischen Zustandes der Leistungstransformatoren unerlässlich. Eine besondere Herausforderung in Bezug auf die Prüfleistung und die
Teilentladungsdiagnostik stellt dabei die Prüfung großer Blocktransformatoren Vorort im Kraftwerk dar.
SMIT Transformer Service, Nijmegen verfügt über ein mobiles Transformatorenprüfsystem mit dem
die angelegte und die induzierte Spannungsprüfung sowie die Leerlaufprüfung an Leistungstransformatoren bis 500 MVA durchführbar sind. Am Beispiel der Prüfung eines Blocktransformators im Kraftwerk KKL Leibstadt wird der Vorort-Einsatz des Prüfsystems vorgestellt.
Ingenieur Robin Gerritse absolvierte 2009 ein Studium im Bereich Hochspannungstechnologie an der Technischen Universität Eindhoven, Niederlande und war bereits seit 2002 als Projektleiter und ist nun seit 2009 als
Prüfingenieur für mobile Transformatorenprüfsysteme bei der SMIT Transformator Service (Teilgesellschaft der
SMIT Transformers B.V.), Niederlande tätig.
6.0
Transformatoren und Messwandler II
Vorsitz:
Prof. Dr.-Ing. P. Werle
Leibniz Universität Hannover
Prof. Dr.-Ing. Peter Werle hat an der Universität Hannover Elektrotechnik studiert und anschließend am ScheringInstitut in Hannover promoviert. Von 2003 bis 2014 war er bei der ABB AG im Bereich Transformatorenservice in
verschiedenen nationalen und internationalen Positionen tätig und leitete zuletzt den Transformatorenservice in
Deutschland mit den Werken Halle und Neusäß. Seit Oktober 2014 leitet er das Schering-Institut für Hochspannungstechnik und Asset Management an der Leibniz Universität Hannover. Er ist Mitglied im VDE, IEEE,
DKE K182 und tätig als CIGRÉ Liaison Officer A2-IEC TC 10, sowie Experte in der CIGRÉ Advisory Group AG
A2.4 und Mitarbeiter in verschiedenen CIGRÉ Working Groups.
11
6.1
Prüfsysteme für die automatisierte Prüfung von Verteiltransformatoren
R. D. Harkenthal; D. Kremzow
HIGHVOLT Prüftechnik Dresden GmbH
Verteiltransformatoren werden als Bindeglied zwischen regionalen Mittelspannungsnetzen und lokalen
Niederspannungsnetzen weltweit in sehr hohen Stückzahlen eingesetzt. Zur Qualitätssicherung müssen bei der Herstellung die geforderten elektrischen Eigenschaften durch umfangreiche Prüfabläufe
bei jedem Verteiltransformator nachgewiesen werden. Der Beitrag gibt einen Überblick über die Funktionsweise der zur automatisierten Prüfung von Verteiltransformatoren notwendigen Prüf- und Messtechnik. Es werden außerdem verschiedene Möglichkeiten vorgestellt, wie durch die Optimierung des
Zusammenspiels von automatischen Umschalteinrichtungen, intelligenter Anlagensteuerung und weitgehend intuitiv gestalteter Prüfabläufe eine deutliche Verkürzung der benötigten Prüfzeit erreicht werden kann.
Dipl.-Ing. Raoul D. Harkenthal nahm nach seinem Studium der Elektrotechnik an der TU Dresden zunächst eine
Tätigkeit als Entwicklungsingenieur bei der OSRAM GmbH auf und war später verantwortlich für die Entwicklung
von Stromrichtertechnik bei der ENASYS GmbH. Seit 2013 arbeitet er als Projektleiter für die Entwicklung von
Prüfsystemen für Verteiltransformatoren bei der HIGHVOLT Prüftechnik Dresden GmbH.
6.2
Überspannungen an Transformatoren mit einem direkten Kabelanschluss
Th. Leibfried; M. Suriyah
Karlsruher Institut für Technologie
F. Martin; N. Majer
TenneT TSO GmbH
Der Beitrag befasst sich mit der Messung von Überspannungen an der Mittelspannungsseite von
400-kV-Netzkuppeltransformatoren mit einem direkten Kabelanschluss an der Mittelspannungsseite,
die bei Schalthandlungen auf der 400-kV-Seite infolge von Resonanzen zwischen Transformatorwicklung und Kabelkapazität auftreten können. Durch Vor-Ort-Messungen dieser Überspannungen und
Resonanzuntersuchungen an Transformatoren wird das Gefährdungspotenzial durch diese Überspannungen abgeschätzt und die ggf. in jedem Einzelfall erforderlichen Untersuchungen zur Minimierung des Risikos definiert.
Prof. Dr.-Ing. Thomas Leibfried studierte Elektrotechnik an der Universität Stuttgart und promovierte dort 1996.
Von 1996 bis 2002 war er in verschiedenen Fach- und Managementpositionen im Geschäftsgebiet Transformatoren der Siemens AG tätig. Seit 2002 ist er Leiter des Instituts für Elektroenergiesysteme und Hochspannungstechnik am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) und beschäftigt sich dort mit elektrischen Energienetzen und
Betriebsmitteln. Seit 2014 ist er Dekan der dortigen Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik. Er ist
Mitglied in nationalen und internationalen Gremien, wie VDE, insbesondere VDE Q2, CIGRÉ und IEEE.
6.3
Erfahrungen mit der akustischen Ortung von Teilentladung an flüssigkeitsisolierten Leistungs- und Verteiltransformatoren unter Zuhilfenahme von
UHF-Messtechnik
St. Hoek; M. Krüger
OMICRON electronics
GmbH, Österreich
O. Kesser; St. Körber
OMICRON energy
solutions, Berlin
A. Kraetge
HIGHVOLT Prüftechnik
Dresden GmbH
K. Rethmeier
FH Kiel
Wenn Teilentladungs(TE)-Fehlstellen in Transformatoren detektiert werden, wird oft eine schnelle
Ortungsmethode notwendig, um die richtige Handlung ableiten zu können. Akustische TEOrtungssysteme nehmen die Signale mittels piezoelektrischer Schwingungssensoren auf, die von
außen am Transformatorkessel angebracht werden. Aus den zeitlichen Signalverschiebungen der
durch die TE-Impulse ausgelösten akustischen Signale werden unter Berücksichtigung der Sensorpositionen und der Schallgeschwindigkeit im Öl Rückschlüsse auf den geometrischen Ort der Schallquelle gezogen. Zusätzliche Genauigkeit und Robustheit der Ergebnisse kann erreicht werden, wenn ein
Triggersignal zur Verfügung steht, das von einer elektrischen TE-Messung - beispielsweise am Messanschluss einer Durchführung - oder einer Messung im UHF-Bereich stammen kann.
Dipl.-Ing. Stefan Hoek studierte bis 2002 Elektrotechnik an der Universität Stuttgart. Danach arbeitete er dort am
Institut für Energieübertragung und Hochspannungstechnik (IEH) als wissenschaftlicher Mitarbeiter auf dem Gebiet der Teilentladungsortung in gasisolierten Schaltanlagen im hochfrequenten Bereich (UHF). 2008 wechselte
er ins Produktmanagement für TE-Messsysteme zur OMICRON electronics GmbH in Österreich. Er ist Mitglied
des VDE ETG und den CIGRÉ-Arbeitsgruppe B3.24 und JWG A3/D1.51.
12
7.0
Kabel
Vorsitz:
Prof. Dr.-Ing. R. Plath
Technische Universität Berlin
Prof. Dr.-Ing. Ronald Plath promovierte 1994 an der TU Berlin. Von 1993 bis 1997 war er beratender Ingenieur im
Projekt zur Präqualifizierung von 400-kV-VPE-isolierten Höchstspannungskabeln bei CESI Mailand.1997 wechselte er zum IPH Berlin und übernahm 1998 die Leitung der Hochspannungsprüffelder. Parallel erhielt er den
Lehrauftrag an der TU Berlin für die Vorlesung Hochspannungs-Prüf- und Messtechnik. 2007 wechselte er zur
OMICRON electronics GmbH ins Business Development Monitoring. Im April 2010 übernahm er die Geschäftsführung der HPS Berlin GmbH. Seit April 2013 ist er Universitätsprofessor an der TU Berlin und leitet das Fachgebiet Hochspannungstechnik. Darüber hinaus wirkt er aktiv in zahlreichen nationalen und internationalen Gremien mit, bspw. DKE K124, VDE/ETG, CIGRÉ, IEC und IEEE.
7.1
Einfluss der Prüfspannungsart und -frequenz auf die TE-Messung
K. Rethmeier
Fachhochschule Kiel, Institut für Elektrische Energietechnik
7.2
Das Prinzip der Online-Fehlerortung an HVAC- und HVDC-Kabeln bei Prüfung
und Betrieb
F. Böhme
HIGHVOLT Prüftechnik Dresden GmbH
Der Beitrag beschäftigt sich mit den Chancen, die das Monitoring von HVAC- sowie HVDCKabelstrecken großer Länge bezüglich der Erkennung und Lokalisierung von schweren Fehlern bietet.
Betrachtet wird der Einsatz einer neuen Technik zur Fehlerortung hinsichtlich seiner Rahmenbedingungen, Vorteile und Grenzen. Die vorgestellte Technologie kann sowohl während der Inbetriebnahme eines neuen Kabels, bei der Prüfung von bereits verlegten Kabeln großer Länge, als auch zur
Überwachung des Kabels im laufenden Betrieb genutzt werden. Dabei eignet sie sich genauso für
Land- wie auch für Seekabel. Besondere Beachtung findet die verwendete Messtechnik und die anzuwendende Auswertung per Software-Algorithmen.
Dr.-Ing. Frank Böhme absolvierte sein Studium an der TU Dresden im Fachbereich Elektrotechnik und promovierte 2001 im Fachbereich Leistungselektronik. Seit 2002 ist er bei der HIGHVOLT Prüftechnik Dresden GmbH als
Entwicklungsingenieur tätig und übernahm 2008 die Leitung des Teams Messtechnik. Seit 2012 betreut er auch
das DAkkS-akkreditierte Kalibrierlabor von HIGHVOLT als Teamleiter und stellvertretender Kalibrierlaborleiter.
Darüber hinaus ist er Mitglied im nationalen Gremium der DKE K124.
13
7.3
Qualitätssichernde Vor-Ort-Prüfung von Kabelsystemen
K. Vaterrodt
IPH Institut „Prüffeld für elektrische Hochleistungstechnik“ GmbH
Die in den nationalen und internationalen Normen festgelegten Prüfzyklen, die im Rahmen von Typprüfungen, Präqualifikationsprüfungen, Auswahlprüfungen und Stückprüfungen durchgeführt werden,
dienen dem grundlegenden Nachweis der Qualität der Komponenten eines Kabelsystems. Abweichungen von den gegebenen Prüfparametern haben einen Einfluss auf das nachgewiesene Qualitätsniveau des Endproduktes. Prüfungen zur Inbetriebnahme dienen dem Nachweis der fachgerechten
Montage. Die Erfahrung der vergangenen 16 Jahre zeigt, dass die in der Praxis angewandten Prüfparameter zur Prüfung von Hochspannungskabeln mit Resonanzanlagen so gewählt sind, dass Montagefehler sicher erkannt, die Kabelsysteme dabei aber nicht überbeansprucht werden. Somit kann bei
Prüfungen mit Resonanzanlagen nach den Vorgaben der VDE-Vorschriften von einem langjährigen
ungestörten Betrieb ausgegangen werden. Unterstützend ist eine diagnostische Teilentladungsmessung durchaus sinnvoll.
Dipl.-Ing. Klaus Vaterrodt absolvierte 1993 ein Studium der Elektrotechnik an der TU Berlin. Von 1994 bis 1998
war er als Entwicklungsingenieur bei der BICC KWO Kabel GmbH tätig. 1999 wechselte er zur IPH GmbH und
nahm zunächst die Tätigkeit als Prüfingenieur im Hochspannungsprüffeld auf. Seit April 2004 ist er parallel Dozent für Hochspannungstechnik an der Hochschule für Technik und Wirtschaft Berlin. Ab 2008 arbeitete er als
Projektmanager und Vertriebsingenieur und seit Juli 2010 hat er die Position des Senior Engineer des Kompetenzcenters für Vor-Ort-Prüfungen, insbesondere für Energiekabel und Hochspannungsprüftechnik, bei der IPH
inne. Er ist darüber hinaus Mitarbeiter im DKE-Normungskomitee für Starkstromkabel (DKE UK411.1) und Gast
im Komitee DKE K124 „Hochspannungs- und Hochstrom-Prüftechnik“. Weiterhin ist er Deutscher Vertreter im
Projektteam der IEC PT 62895 „HVDC power transmission cables with extruded insulation and their accessories“
sowie Mitglied bei der CIGRÉ.
14
Postersession
Verschiedene Universitäten und Hochschulen erhalten hier die Möglichkeit Schwerpunkte Ihrer Lehre
und Forschung in einer Postersession darzustellen. Zur Motivation für diese Institute wird die beste
Arbeit prämiert.
15
Anreise zum Tagungsort
Mit dem Pkw:
Von der Autobahn (A4) - ca. 6 min/3 km:
-
Mit der Bahn:
Verlassen Sie die Autobahn an der Abfahrt Dresden Wilder Mann
Biegen Sie rechts in Richtung Moritzburg ab und fahren entlang der
Moritzburger Landstraße
Biegen Sie an der Ampelkreuzung in Höhe des Hotels Baumwiese links ab,
danach folgen Sie der Hotelleitbeschilderung
Fahren Sie geradeaus auf der Waldstraße und biegen der Hauptstraße
folgend links auf die August-Bebel-Straße ab
An der Ampelkreuzung gelangen Sie nach rechts auf die Meißner Straße
und folgen dieser ca. 800 m geradeaus
Biegen Sie an der Ampel vor der Kirche rechts auf die Gutenbergstraße ab
Über die Gutenbergstraße - Nizzastraße gelangen Sie nach 200 m direkt
zum Hotel
Vom Bahnhof Dresden Neustadt - ca. 25 min:
-
Nach einem 5-minütigen Fußweg erreichen Sie die Haltestelle
Anton-/Leipziger Straße
Steigen Sie in die Linie 4 in Richtung Radebeul West/Weinböhla
An der Haltestelle Schildenstraße steigen Sie aus
Das Hotel erreichen Sie nach ca. 2 min
Vom Hauptbahnhof Dresden - ca. 30 min:
Mit dem Flugzeug:
Fahren Sie mit der S-Bahn S1 in Richtung Meißen
Am S-Bahnhof Radebeul Ost steigen Sie aus
Nach einem 15-minütigen Fußweg erreichen Sie das Hotel
Vom Flughafen Dresden International ca. 13 min/9 km:
-
-
Sie verlassen das Flughafengelände und biegen laut dem Hinweisschild
unmittelbar nach der Tankstelle rechts in Richtung Autobahn ab
Über die Schnellstraße erreichen Sie die Autobahnauffahrt in Richtung
Chemnitz
Verlassen Sie die Autobahn über die Abfahrt Dresden Wilder Mann und
folgen der oberen Wegbeschreibung
Programm am Donnerstag, 07. Mai 2015
07:30
09:00
Bergmann (HIGHVOLT)
Golletz (50Hertz)
09:55
10:25
Steiner (HIGHVOLT)
1.0 Vorsitz: Küchler
(FH Würzburg-Schweinfurt)
1.1 Speck (TU Dresden)
1.2 Imamovic (Siemens, Erlangen)
1.3 Hering (TU Dresden)
11:50
2.0 Vorsitz: Schichler (TU Graz)
2.1 Werner (Siemens, Nürnberg)
2.2 Frohne (Nexans)
2.3 Hinrichsen (TU Darmstadt)
13:10
14:10
3.0 Vorsitz: Gockenbach
(Leibniz Universität Hannover)
3.1 Riechert (ABB, Schweiz)
3.2 Pietsch (HIGHVOLT)
3.3 Viereck (MR)
15:30
16:00
4.0
4.1
4.2
4.3
17:20
19:00
Vorsitz: Schegner (TU Dresden)
Heidelberger (i²p)
Ermisch (IBE)/Steiner (HIGHVOLT)
Gerlach ((Siemens,, Berlin))
Steiner
Abendveranstaltung
08:30
Steiner (HIGHVOLT)
Anmeldung
Eröffnung
Einführungsvortrag
Herausforderungen der Energiewende für
Übertragungsnetzbetreiber
Eröffnung der Poster Session
1. Kaffeepause
Hochspannungs-Gleichstromübertragung I
Entladungsverhalten bei Gleichspannung und dessen
Auswirkung auf Hochspannungsprüfungen
Realisierbarkeit und Prüfung gasisolierter DC-Systeme
Detektion fester Partikel auf Isolatoren in gasisolierten
Gleichspannungssystemen
Hochspannungs-Gleichstromübertragung II
Besonderheiten bei der elektrischen Endprüfung von
Leistungstransformatoren für HGÜ
Prüfung von extrudierten Hochspannungs-Gleichstromkabeln
(IEC PT 62895)
Überspannungsableiter für HGÜ-Umrichterstationen und
deren Prüfung nach IEC-Vorschriften
Mittagspause
Komponenten
Besonderheiten bei der dielektrischen Prüfung von
Betriebsmitteln für ultra hohe Spannungen (UHV)
Kombinierte Spannungsprüfungen
Stufenschalteranalyse mittels akustischen Verfahren
2. Kaffeepause
Messsysteme
Standardisierung von Digitalrekordern, IEC 61083-1 bis -4
Leistungsmessung für die Mittelspannung
Vielkanalige
g Messungen
g im Leistungsprüffeld
g p
Veranstaltungshinweise
Programm am Freitag, 08. Mai 2015
08:45
5.0 Vorsitz: Tenbohlen
(Universität Stuttgart)
5.1 Häger (Alstom, Mönchengladbach)
5.2 Mohns (PTB)
5.3 Flechtner (HIGHVOLT)
5.4 Gerritse (SMIT, Niederlande)
10:30
11:00
6.0 Vorsitz: Werle
(Leibniz Uni Hannover)
6.1 Harkenthal (HIGHVOLT)
6.2
6.3
12:20
13:20
7.0
7.1
7.2
7.3
14:40
15:30
Zusammenfassung des vorherigen Tages und
Eröffnung der Poster Session
Transformatoren und Messwandler I
Messungen und Prüfungen an Leistungstransformatoren
sowie deren Beschreibung in geltenden Normen
Kalibrierung von Verlustleistungsmesssystemen
Komplexes Leistungstransformator-Prüffeld
Vor-Ort-Prüfung von Blocktransformatoren
1. Kaffeepause
Transformatoren und Messwandler II
Prüfsysteme für die automatisierte Prüfung von
Verteiltransformatoren
Leibfried (KIT)
Überspannungen an Transformatoren mit einem direkten
Kabelanschluss
Hoek (OMICRON)
Erfahrungen mit der akustischen Ortung von Teilentladung an
Transformatoren unter Zuhilfenahme von UHF Messtechnik
Mittagspause
Vorsitz: Plath (TU Berlin)
Kabel
Rethmeier (FH Kiel)
Einfluss der Prüfspannungsart und -frequenz auf
die TE-Messung
Böhme (HIGHVOLT)
Online-Fehlerortung in Kabelsystemen
Vaterrodt (IPH)
Qualitätssichernde Vor-Ort-Prüfung von Kabelsystemen
Steiner (HIGHVOLT)
Schlusswort
Exkursion zur HIGHVOLT Prüftechnik Dresden GmbH
Der Veranstalter behält sich Programmänderungen aus dringendem Anlass vor.

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