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Lehrstuhl für Elektrische Energieversorgungstechnik


Univ.-Prof. Dr.-Ing. Markus Zdrallek

AvB – Alterung von Betriebsmitteln

Projektbeschreibung

Zur effizienten Bewirtschaftung der Betriebsmittel des Verteilnetzes werden moderne, optimierte Instandhaltungs- und Erneuerungsstrategien verwendet. Diese basieren auf dem realitätsgerechten, tatsächlichen Betriebsmittelzustand. Für die effiziente Budgetverteilung auf ein Betriebsmittelkollektiv des Verteilnetzes muss die Zustandsbestimmung der Betriebsmittel möglichst präzise und realitätsgerecht erfolgen.

Zur Unterstützung der Instandhaltungsstrategien von Ortsnetzstationen (ONS) existieren bereits Ansätze und Bewertungsmethoden, die den aktuellen Betriebsmittelzustand effizient bestimmen. Für (kosten-)effiziente Erneuerungsstrategien von ONS werden zusätzlich langfristige Angaben zum Alterungsverhalten (Lebensdauer, Ausfallverhalten etc.) benötigt.

Die aktuell meist genutzten Alterungsmodelle für ONS basieren überwiegend auf Annahmen und Herstellerangaben, so dass diese nicht ausreichend präzise für die effiziente Budgetverteilung sind. Aus diesen Gründen wurden in der Vergangenheit Untersuchungen zum Alterungsverhalten durchgeführt, die sich jedoch lediglich auf  die Analyse des Störungsgeschehens von ONS beziehen. Bislang führte diese Vorgehensweise jedoch nicht zu einer ausreichend großen Grundgesamtheit (Störungen stellen seltene Ereignisse dar), so dass diese Ergebnisse nicht ausreichend valide sind.

Der neue Ansatz aus Wuppertal konzentriert sich auf die - in großer Stückzahl vorhandenen - Inspektionsergebnisse. Die Inspektionsergebnisse einer Vielzahl verschiedener Verteilnetzbetreiber werden gesammelt, einheitlich analysiert und ausgewertet. Hierdurch wird eine hohe Datengrundgesamtheit von mehr als 50.000 Netzstationen erzeugt. Zur Bestimmung des Alterungsverhaltens wird das - im Rahmen der Inspektionen dokumentierte - Mängelaufkommen ausgewertet und zusätzlich über Transformationsmatrizen zu einer einheitlichen Zustandsbewertung aggregiert. Neben dem generellen, übergeordneten Alterungsverhalten wird hierdurch die spezifische (Alterungs-)Analyse, z.B. von verschiedenen Typen, Hauptkomponenten, Bauformen etc., ermöglicht. Die erzielten Erkenntnisse werden anschließend mit umfangreichen Laboruntersuchungen an ausgesuchten ONS validiert. Hierbei werden verschiedene Prüfverfahren zur Bewertung der Isolationsfähigkeit, der Stromtragfähigkeit und der mechanischen Funktion angewandt, um mit messtechnischen Verfahren zu überprüfen, ob diese Parameter auch einer Alterung unterliegen.

Als Ergebnis werden erstmals fundierte, im Hochspannungslabor überprüfte Erkenntnisse zum Alterungsverhalten von ONS und deren Komponenten ermittelt. Die Ergebnisse basieren auf einer großen Grundgesamtheit, so dass hiermit die weit verbreitete Badewannenkurve, welche oft zur Abbildung des Alterungsverhaltens dient, bestätigt werden kann – oder eben auch nicht  (Projektbeschreibung).

Projektpartner
  • Netze BW GmbH, Stuttgart
  • Mitteldeutsche Netzgesellschaft Strom mbH, Halle (Saale)
  • Rheinische NETZGesellschaft mbH (RNG), Köln
  • MVV Netze GmbH, Mannheim
  • Stadtwerke Bochum Netz GmbH, Bochum
  • EWR GmbH, Remscheid
  • SWS Netze Solingen GmbH, Solingen
  • Stadtwerke Iserlohn GmbH, Iserlohn
  • EWE NETZ GmbH, Oldenburg
  • Stuttgart Netze Betrieb GmbH, Stuttgart
  • Energienetze Offenbach GmbH, Offenbach
Ansprechpartner

Petros Dalamaras

Publikationen
  • Dalamaras, P.; Zdrallek, M.; Groß, U.; Knapp, M.; Schulze, H.; Klöckner, P.; Straube, A.; Gawlitta, R.; Johae, C.; Reinholz, D.; Hilger, D.; Richters, J.; Gücking, M.; Keller, S.; Müller, S.; Nienaber, T.; Rekowski, C.; Werner, L.:
    Ageing behaviour of medium-voltage substations
    Proceedings of the 25th International Conference on Electricity Distribution (CIRED 2019), Madrid, Spanien (2019)
  • Dalamaras, P.; Zdrallek, M.; Groß, U.; Knapp, M.; Schulze, H.; Klöckner, P.; Straube, A.; Gawlitta, R.; Johae, C.; Reinholz, D.; Hilger, D.; Richters, J.; Gücking, M.; Keller, S.; Müller, S.; Nienaber, T.; Rekowski, C.; Werner, L.:
    Alterungsverhalten von Mittelspannungs-Netzstationen
    ETG-CIRED-Workshop "Innovationen im Verteilnetz", Berlin (2018)
  • Dalamaras, P.; Zdrallek, M.; Groß, U.; Knapp, M.; Schulze, H.; Klöckner, P.; Straube, A.; Gawlitta, R.; Johae, C.; Reinholz, D.; Hilger, D.; Richters, J.; Gücking, M.; Keller, S.; Müller, S.; Nienaber, T.; Rekowski, C.; Werner, L.:
    Alterungsverhalten von Mittelspannungs-Netzstationen
    Tagungsband zur VDE-Fachtagung "Hochspannungstechnik", Berlin (2018)