Studien- und Abschlussarbeiten

Das Schering-Instituts sucht laufend Studierende für die Bearbeitung von Bachelor-, Master-, und Seminararbeiten. Die Themen der studentischen Arbeiten beziehen sich auf die gesamte Bandbreite der aktuellen Forschungsschwerpunkte des Schering-Instituts. Zur Bearbeitung stehen moderne Labor- sowie Arbeitsplätze am Institut zur Verfügung. Die aktuell zu vergebenden Themen sind aus der unten ausgeführten Auflistung zu entnehmen. Bei Fragen zu bestimmten Themen oder Forschungsschwerpunkten wenden Sie sich bitte an den jeweiligen Verantwortlichen. 

BACHELORARBEITEN

  • Untersuchung der Eignung von marktüblichen Monitoring-Systemen für die Zustandsermittlung von Leistungstransformatoren

    Einführung und Ziel der Arbeit

    Ziel dieser Arbeit ist die Untersuchung von Möglichkeiten und Grenzen der Zustandsbestimmung derzeit am Markt erhältlicher sowie in Entwicklung befindlicher Monitoring-Systeme für Leistungstransformatoren.

    Viele Stromnetzbetreiber stehen aufgrund geänderter Wettbewerbsstrukturen unter einem erhöhten Kostendruck. Dazu erfordern die steigenden Energieflüsse im Zuge der Einbindung erneuerbarer Energien einen Ausbau der Stromnetze, während gleichzeitig eine erhebliche Anzahl an Assets erneuert werden muss. Infolgedessen erfährt das Asset Managements eine wachsende Bedeutung. In diesem Zusammenhang weist die Instandhaltungs-strategie Condition-Based Maintenance unter gewissen Bedingungen Vorteile zur Vermeidung von Fehlern und der Verlängerung der Lebensdauer von Assets auf. Zu den Voraussetzungen für eine Implementierung der Strategie zählt die objektive Bewertung des Zustandes von Assets. Neben zyklischen Messungen (offline) ermöglichen sogenannte Monitoring-Systeme Messungen in Echtzeit (online) durchzuführen, um direkt Rückschlüsse auf den Zustand ziehen zu können. Insbesondere die kostenintensiven und strategisch bedeutsamen Leistungstransformatoren sind prädestiniert für einen Einsatz entsprechender Monitoring-Systeme.

    Im Rahmen dieser Arbeit sollen Monitoring-Systeme für Leistungstrans-formatoren beurteilt werden. Zuerst sollen Zuverlässigkeit, Langlebigkeit, Wartungsaufwand, Genauigkeit und Sensitivität sowie weitere geeignete Parameter definiert werden. Anhand dieser Parameter sollen die am Markt erhältlichen, sowie die in Entwicklung befindlichen Monitoring-Systeme beurteilt werden. Weiter gilt es zu prüfen, ob praktische Vergleichstests für bestimmte Systeme unterschiedlicher Hersteller existieren. Insofern dies nicht der Fall ist, sollen Vorschläge für solche Vergleichstests entwickelt werden.

    Die Ausarbeitung hat nach den geltenden Richtlinien des Instituts zu erfolgen.

    Leitung und Ansprechpartner der Abschlussarbeit

  • Untersuchung von Stray-Gassing Phänomenen in verschiedenen Isolierflüssigkeiten

    Einführung und Ziel der Arbeit

    Das Papier-Öl-Isoliersystem in Transformatoren unterliegt im Einsatz im Energienetz verschiedenen Beanspruchungen. Gewöhnlich wird durch eine Gas-in Öl-Analyse (DGA) die Isolierflüssigkeit aus den Transformatoren analysiert und die Konzentrationen der in ihr gelösten Fehlergase ermittelt. Die Konzentrationen der Fehlergase und vor allem die Verhältnisse zu einander erlauben einen Rückschluss auf einen vorhandenen Fehler und auf eine ungefähre Einordnung der Fehlerart. Allerdings wurde in den letzten Jahren deutlich, dass sich verschiedene Fehlergase bei leicht erhöhter Temperatur auch ohne Präsenz eines realen Fehlers generieren, welche eine genaue Schlussfolgerung aus der DGA erschweren. Dieses Phänomen wird als Stray-Gassing bezeichnet.

    In dieser Masterarbeit soll daher eine Versuchsreihe zu den verschiedenen Einflüssen auf das Stray-Gassing durchgeführt werden. Als Prüfgefäß dient dabei eine Glasspritze, sodass eine direkte Probeninjektion in den Gaschromatograph zur DGA möglich ist. Diese Glasspritze wird nach der Sättigung je Isolierflüssigkeit einmal mit Stickstoff und zum Vergleich einmal mit getrockneter Luft für 48 h in einem Wärmeschrank für 105 °C gelagert. Es sollen für diese Untersuchungen sechs verschiedene Isolierflüssigkeiten eingesetzt und miteinander verglichen werden: Midel 7131 als synthetische Esterflüssigkeit, FR3 und Midel eN als natürliche Esterflüssigkeit, inhibiertes und uninhibiertes Mineralöl (S2 und S3) und GtL-Isolieröl. Darüber hinaus wird der Einsatz von Kupfer als Katalysator und auch der Einfluss von verschiedenen Wassergehalten der Isolierflüssigkeiten untersucht.

    Leitung und Ansprechpartner der Abschlussarbeit

  • Untersuchungen von Alterungsmarkern einer gealterten Papier-Öl-Isolierung bei Variation des Papier-Öl-Verhältnisses für inhibiertes Öl

    Einführung und Ziel der Arbeit

    Öl-Papier-Isolierungen werden aufgrund der guten elektrischen und dielektrischen Eigenschaften in besonderem Maße in Leistungstransformatoren genutzt. Durch die permanente Belastung unterliegen Öl-Papier-Isolierungen allerdings einem stetigen Alterungsprozess. Das Voranschreiten dieses Prozesses führt zu einer kontinuierlichen Verschlechterung der Isolationseigenschaften des Isolierpapiers.

    Über die Erfassung von so genannten Alterungsmarkern, wie den DP-Wert, die Durchschlagspannung, der dielektrische Verlustfaktor usw. wird heutzutage eine Aussage zum aktuellen Zustand der Isolierung abgeleitet. Qualitative und quantitative Untersuchungen dieser Alterungsmarker erfolgen üblicherweise unter Laborbedingungen mittels einer beschleunigten thermischen Alterung von Papier-Öl-Proben.

    Durch konstruktive Besonderheiten der Vielzahl an Transformatortypen am Markt, ist das Verhältnis von Öl zu Papier jedoch nicht immer gleich. Es ist daher fraglich, ob das Papier-Öl-Verhältnis einen Einfluss auf die Aussagekraft einer Alterungsuntersuchung hat.

    In dieser Arbeit sollen Versuchsreihen durchgeführt werden, mit dem Ziel, Aussagen über den Papierzustand für verschiedene Papier-Öl-Verhältnisse zu erhalten. Das Materialverhältnis Papier zu Öl soll im Bereich von beispielsweise 1:5, 1:10, 1:15 und 1:20 variiert und die Proben unter Laborbedingungen gealtert werden. Weiterhin sollen diese Proben hinsichtlich ihrer Alterungsmarker untersucht werden, um Aussagen über den Alterungszustand der Papierproben abzuleiten und diese mit erhobenen Messdaten zu vergleichen. Hierbei soll Isolieröl verwendet werden, welches einen Alterungshemmer, einen sogenannten Inhibitor, enthält.

    Leitung und Ansprechpartner der Abschlussarbeit

  • Untersuchung der Möglichkeit des Einsatzes eines Sensors zur Ermittlung des aktuellen Zustands von Isolierpapier in Transformatoren

    Einführung und Ziel der Arbeit

    Die Öl-Papier-Isolierungen werden aufgrund ihrer guten elektrischen und dielektrischen Eigenschaften auch heute noch in besonderem Maße in Leistungstransformatoren genutzt. Dabei unterliegen Öl-Papier-Isolierungen einem stetigen Alterungsprozess durch permanente Belastung. Das Voranschreiten dieses Prozesses führt zu einer kontinuierlichen Verschlechterung der Isolationseigenschaften.

    Über die Erfassung von sogenannten Alterungsmarkern, wie den DP-Wert, die Säurezahl, das Gasungsverhalten usw. wird heute eine Aussage zum aktuellen Zustand der Isolierung abgeleitet. Die Ermittlung des DP-Werts stellt dabei aktuell die genauste Methode dar, wobei hierfür stets eine Papierprobe benötigt wird, die im Labor entsprechend untersucht wird. Da das Öffnen eines Transformators während des Betriebs nur mit einem sehr hohen Aufwand und Kosten möglich ist, wäre es wünschenswert den Zustand der Papierisolierung ohne die Probenentnahme zu ermöglichen.

    Daher soll in dieser Bachelor- Masterarbeit untersucht werden, ob es mit Hilfe von speziellen Analyseverfahren (z.B. Infrarotspektroskopie) möglich ist Informationen über den aktuellen Zustand der Papierisolierung zu erlangen. Dabei sollen verschiedene Alterungszustände der Papierisolierung berücksichtigt werden.

     

    Voraussetzungen: Erforderlich sind Vorkenntnisse im Bereich der Hochspannungstechnik, im Umgang mit elektrischer Messtechnik sowie selbstständiges und praktisches Arbeiten.

    Leitung und Ansprechpartner der Abschlussarbeit

  • Einfluss auf das Alterungsverhalten einer Transformatorisolierung bei Verwendung alternativer Isolierflüssigkeiten

    Einführung und Ziel der Arbeit

    Auch heutzutage ist die Öl-Papier-Isolierung eine der wichtigsten Isoliersysteme für Hochspannungskomponenten. Hierbei wird sie vorwiegend in Transformatoren eingesetzt. Allerdings unterliegen auch die Isolierstoffe einer ständigen Weiterentwicklung, da immer mehr Anforderungen an die Isolierstoffe gestellt werden. Vorwiegend werden zur Herstellung der Isolierung Isolierflüssigkeiten auf Basis von Mineralöl verwendet. Neben solchen Isolierflüssigkeiten gibt es einige alternative Flüssigkeiten, wie z.B. synthetische oder natürliche Ester sowie Silikonflüssigkeiten. Neben dem zuverlässigen Betrieb von Transformatoren soll auch eine möglichst lange Betriebszeit erreicht werden, welche vor allem durch die Alterung des Isoliermaterials bestimmt wird. Im laufenden Betrieb unterliegt die Isolierung einer permanenten Belastung durch hohe Temperaturen, als auch elektrische, mechanische und chemische Einflüsse, wodurch es zu einem stetigen Alterungsprozess kommt. Das Voranschreiten dieses Prozesses führt zu einer kontinuierlichen Verschlechterung der Isolationseigenschaften.

    Über die Erfassung von Alterungsmarkern, wie dem DP-Wert, die Durchschlagspannung, der dielektrische Verlustfaktor usw. wird eine Aussage zum aktuellen Zustand der Isolierung abgeleitet. Qualitative und quantitative Untersuchungen zur Entstehung und Aussagekraft dieser Alterungsmarker erfolgen üblicherweise unter Laborbedingungen mittels einer beschleunigten thermischen Alterung von Papier-Öl-Proben. In dieser Arbeit soll eine Versuchsreihe durchgeführt werden, mit dem Ziel die Papierproben bei Verwendung alternativer Isolierflüssigkeiten zu altern. Weiterhin sollen diese Proben hinsichtlich ihrer Alterungsmarker untersucht werden, um Aussagen über den Alterungszustand der Proben zu erhalten.

    Leitung und Ansprechpartner der Abschlussarbeit

  • Ermittlung des Alterungsverhaltens einer Transformatorisolierung bei Verwendung von thermostabilisiertem Papier

    Einführung und Ziel der Arbeit

    Auch heutzutage ist die Öl-Papier-Isolierung eine der wichtigsten Isoliersysteme für Hochspannungskomponenten. Hierbei wird sie vorwiegend in Transformatoren eingesetzt. Allerdings unterliegen auch die Isolierstoffe einer ständigen Weiterentwicklung, da immer mehr Anforderungen an die Isolierstoffe gestellt werden. Neben der Entwicklung verschiedener Isolierflüssigkeiten unterliegt auch die Papierisolierung einer Weiterentwicklung. Um möglichst hohen Betriebstemperaturen standhalten zu können, wurde thermostabilisiertes Papier entwickelt, welches als Wicklungsisolation eingesetzt wird. Neben dem zuverlässigen Betrieb von Transformatoren soll auch eine möglichst lange Betriebszeit erreicht werden, welche vor allem durch die Alterung des Isoliermaterials bestimmt wird. Im laufenden Betrieb unterliegt die Isolierung einer permanenten Belastung durch hohe Temperaturen, als auch elektrische, mechanische und chemische Einflüsse, wodurch es zu einem stetigen Alterungsprozess kommt. Das Voranschreiten dieses Prozesses führt zu einer kontinuierlichen Verschlechterung der Isolationseigenschaften.

    Die Verwendung von thermostabilisiertem Papier in Kombination mit Mineralöl oder alternativen Isolierflüssigkeiten erfordert die Erforschung wichtiger Alterungsmarker zur aktuellen Zustandsbestimmung der Isolierung. Über die Erfassung von Alterungsmarkern, wie dem DP-Wert, die Durchschlagspannung, der dielektrische Verlustfaktor usw. wird eine Aussage zum aktuellen Zustand der Isolierung abgeleitet. Qualitative und quantitative Untersuchungen zur Entstehung und Aussagekraft dieser Alterungsmarker erfolgen üblicherweise unter Laborbedingungen mittels einer beschleunigten thermischen Alterung von Papier-Öl-Proben.

    In dieser Arbeit soll eine Versuchsreihe durchgeführt werden, mit dem Ziel die Isolierung beschleunigt zu altern. Weiterhin sollen Proben hinsichtlich ihrer Alterungsmarker untersucht werden, um Aussagen über den Alterungszustand der Papierproben abzuleiten.

    Leitung und Ansprechpartner der Abschlussarbeit

  • Vergleich der Impulsfestigkeit verschiedener Isolierflüssigkeiten bei kurzen und langen Distanzen

    Einführung und Ziel der Arbeit

    Das Papier-Öl-Isoliersystem in Transformatoren unterliegt im Einsatz im Energienetz inneren sowie äußeren Überspannungen. Aus diesem Gründen soll die Impulsfestigkeit der Isolierflüssigkeit untersucht werden. Vom besonderen Interesse stellt dabei die Impulsfestigkeit bei langen Distanzen dar. Da aktuell vermehrt das Gas-to-Liquid (GtL)-Isolieröl in Transformatoren- und Wandlerbau Verwendung findet, soll ein Vergleich der Impulsfestigkeit zwischen den etablierten Mineralölen und der GtL-Isolierflüssigkeit erfolgen.

    In dieser Arbeit soll daher eine Versuchsreihe zum Eigenschaftsvergleich zwischen langen und kurzen Distanzen bei Blitz- und Schaltstoßspannung durchgeführt werden. Dazu soll ein geeignetes Prüfgefäß designt und aufgebaut werden, welches den Einbau verschiedener Elektrodenanordnungen erlaubt. Der Abstand zwischen den Elektroden soll dabei variierbar sein, um verschiedene Schlagweiten einstellen zu können. Des Weiteren soll das Prüfgefäß so dimensioniert werden, dass ein äußerer Überschlag verhindert wird und einer Druckwelle standhalten kann. Dabei sollen drei verschiedene Isolierflüssigkeiten eingesetzt und miteinander verglichen werden: inhibiertes und uninhibiertes Mineralöl sowie GtL-Isolieröl. Ein weiteres Ziel der Untersuchungen soll die Möglichkeit der Nachbildung eines D2- Fehlers nach Duval darstellen, bei dem das Isoliersystem mit einem elektrischen Fehler mit sehr hoher Energie beansprucht wird. 

    Darüber hinaus sollen die belasteten Isolierflüssigkeiten hinsichtlich der entstandenen und im Öl gelösten Fehlergase mithilfe der Gas in Öl-Analyse (DGA) untersucht werden.

    Leitung und Ansprechpartner der Abschlussarbeit

  • Untersuchung von Hot-Spots verschiedener Temperaturstärken in Leistungstransformatoren mittels DGA

    Einführung und Ziel der Arbeit

    Das Papier-Öl-Isoliersystem in Transformatoren unterliegt im Einsatz verschiedenen Beanspruchungen. Gewöhnlich wird durch eine Gas-in Öl-Analyse (DGA) die Isolierflüssigkeit aus den Transformatoren analysiert und die Konzentrationen der in ihr gelösten Fehlergase ermittelt. Die Konzentrationen der Fehlergase und vor allem die Verhältnisse zu einander erlauben einen Rückschluss auf einen vorhandenen Fehler und auf eine ungefähre Einordnung der Fehlerart. Thermische Fehler werden aktuell in drei Bereiche untergliedert: T1 bis zu 300 °C, T2 zwischen 300°C und 700 °C und T3 ab 700 °C. In einer früheren Arbeit wurde ein Aufbau konstruiert, der einen Hotspot innerhalb einer Transformatorwicklung mit verschiedenen einstellbaren Temperaturen realisiert. 

    Dieser Versuchsaufbau soll in dieser Arbeit mittels sechs verschiedener Isolierflüssigkeiten erprobt und die Ergebnisse miteinander verglichen werden: Midel 7131 als synthetische Esterflüssigkeit, FR3 und Midel eN als natürliche Esterflüssigkeit, inhibiertes und uninhibiertes Mineralöl (S2 und  S3) und GtL-Isolieröl. Darüber hinaus werden die Beanspruchungszeit sowie der Wassergehalt der Isolierflüssigkeiten variiert. Ziel ist es mittels DGA eine genauere Fehlerklassenzuordnung für die verschiedenen Isolierflüssigkeiten in einem offenen Transformator zu ermitteln. Des Weiteren sollen nach jeder Probenentnahme die folgenden chemischen Parameter analysiert werden: Gas-in-Öl-Analyse, der absoluter Wassergehalt mittels Karl-Fischer-Titration, Säurezahl, Grenzflächenspannung, Verlustfaktor, Dielektrizitätszahl und Durchschlagsspannung. Darüber hinaus werden in einem Prüflabor die Konzentrationen von Methanol, Ethanol und DP-Werte ermittelt.

    Leitung und Ansprechpartner der Abschlussarbeit

  • Untersuchung des Entgasungsverhalten von unterschiedlichen Isolierflüssigkeiten

    Einführung und Ziel der Arbeit

    Das Papier-Öl-Isoliersystem in Transformatoren unterliegt im Einsatz verschiedenen Beanspruchungen. Zumeist liegen vielfach Lastwechsel vor, wodurch sich der Druck im Transformator ändert. Dies kann zur Ausgasung von der Isolierflüssigkeit führen, sodass durch die Gasansammlung das Buchholz- Relais des Transformators anschlägt. Das Buchholz-Relais des Transformators sollte aber eigentlich als Indikator für einen vorliegenden Fehler dienen.

    Die Ausgasung ist stark abhängig von der Art der Isolierflüssigkeit. Aus diesem Grund soll in dieser Arbeit das Entgasungsverhalten von verschiedenen Isolierflüssigkeiten analysiert werden. Dafür sollen sechs verschiedene Isolierflüssigkeiten eingesetzt und miteinander verglichen werden: Midel 7131 als synthetische Esterflüssigkeit, FR3 und Midel eN als natürliche Esterflüssigkeit, inhibiertes und uninhibiertes Mineralöl (S2 und S3) und GtL-Isolieröl. Eventuell zusätzlich noch das Silikonfluid Dawcorning. Zur Untersuchung des Einflusses des Transformatorbaus sollen mehrere Prüfaufbauten verwendet werden, um die Entgasung sichtbar zu machen. Darüber hinaus soll der Lastwechsel durch verschiedene Reduktionen des Drucks nachgebildet werden und die Temperatur ebenfalls variiert werden.

    Neben der fotographischen Dokumentation mit den genauen Zeitdauern soll auch zu Beginn und am Ende jedes Messpunktes eine Gas-in-Öl- Analyse (DGA) gemessen werden.

    Leitung und Ansprechpartner der Abschlussarbeit

  • Untersuchung von der Papieralterung und der Ölalterung in Leistungstransformatoren

    Einführung und Ziel der Arbeit

    Das Papier-Öl-Isoliersystem in Transformatoren unterliegt im Einsatz verschiedenen Beanspruchungen. Gewöhnlich wird durch eine Gas-in Öl-Analyse (DGA) die Isolierflüssigkeit aus den Transformatoren analysiert und die Konzentrationen der in ihr gelösten Fehlergase ermittelt. Die Konzentrationen der Fehlergase und vor allem die Verhältnisse zu einander erlauben einen Rückschluss auf einen vorhandenen Fehler und auf eine ungefähre Einordnung der Fehlerart. Zu den über die DGA ermittelten Fehlerarten zählen aktuell lediglich thermische Fehler, elektrische Fehler, eine Kombination aus elektrischen und thermischen Fehler sowie Teilentladungen.

    Zur genaueren Zuordnung zu den Fehlerklassen sollen in dieser Arbeit die reine Ölalterung und die Papieralterung in einem Transformator bei einer thermischen Beanspruchung mit einer Temperatur von 120 °C nachgebildet und vor allem mittels Gas-in-Öl-Analyse analysiert werden. Zur Nachbildung des Transformators sollen Isolierpapiere in Streifen geschnitten und Kupfer als Katalysator beigefügt werden, während die Isolierflüssigkeit das Umgebungsmedium bildet. Für diese Untersuchungen sollen sechs verschiedene Isolierflüssigkeiten eingesetzt und miteinander verglichen werden: Midel 7131 als synthetische Esterflüssigkeit, FR3 und Midel eN als natürliche Esterflüssigkeit, inhibiertes und uninhibiertes Mineralöl (S2 und S3) und GtL-Isolieröl. Es werden nach verschiedenen Alterungsdauern Proben entnommen.

    Zunächst werden nur offene Transformatoren nachgebildet. Es sollen nach jeder Probenentnahme die folgenden chemischen Parameter analysiert werden: Gas-in-Öl-Analyse, der absoluter Wassergehalt mittels Karl-Fischer-Titration, Säurezahl, Grenzflächenspannung, Verlustfaktor, Dielektrizitätszahl und Durchschlagsspannung. 

    Leitung und Ansprechpartner der Abschlussarbeit

  • Ermittlung des Alterungsverhaltens einer Transformatorisolierung bei Verwendung von thermostabilisiertem Papier

    Einführung und Ziel der Arbeit

    Auch heutzutage ist die Öl-Papier-Isolierung eine der wichtigsten Isoliersysteme für Hochspannungskomponenten. Hierbei wird sie vorwiegend in Transformatoren eingesetzt. Allerdings unterliegen auch die Isolierstoffe einer ständigen Weiterentwicklung, da immer mehr Anforderungen an die Isolierstoffe gestellt werden. Neben der Entwicklung verschiedener Isolierflüssigkeiten unterliegt auch die Papierisolierung einer Weiterentwicklung. Um möglichst hohen Betriebstemperaturen standhalten zu können, wurde thermostabilisiertes Papier entwickelt, welches als Wicklungsisolation eingesetzt wird. Neben dem zuverlässigen Betrieb von Transformatoren soll auch eine möglichst lange Betriebszeit erreicht werden, welche vor allem durch die Alterung des Isoliermaterials bestimmt wird. Im laufenden Betrieb unterliegt die Isolierung einer permanenten Belastung durch hohe Temperaturen, als auch elektrische, mechanische und chemische Einflüsse, wodurch es zu einem stetigen Alterungsprozess kommt. Das Voranschreiten dieses Prozesses führt zu einer kontinuierlichen Verschlechterung der Isolationseigenschaften.

    Die Verwendung von thermostabilisiertem Papier in Kombination mit Mineralöl oder alternativen Isolierflüssigkeiten erfordert die Erforschung wichtiger Alterungsmarker zur aktuellen Zustandsbestimmung der Isolierung. Über die Erfassung von Alterungsmarkern, wie dem DP-Wert, die Durchschlagspannung, der dielektrische Verlustfaktor usw. wird eine Aussage zum aktuellen Zustand der Isolierung abgeleitet. Qualitative und quantitative Untersuchungen zur Entstehung und Aussagekraft dieser Alterungsmarker erfolgen üblicherweise unter Laborbedingungen mittels einer beschleunigten thermischen Alterung von Papier-Öl-Proben.

    In dieser Arbeit soll eine Versuchsreihe durchgeführt werden, mit dem Ziel die Isolierung beschleunigt zu altern. Weiterhin sollen Proben hinsichtlich ihrer Alterungsmarker untersucht werden, um Aussagen über den Alterungszustand der Papierproben abzuleiten.

    Leitung und Ansprechpartner der Masterarbeit


MASTERARBEITEN

  • Untersuchung der Raumladungsausbildung in geschichteten Silikondielektrika mittels PEA-Methode

    Einführung und Ziel der Arbeit

    In dieser Arbeit soll die Raumladungsentwicklung in geschichteten Silikonanordnungen mittels eines PEA-Messaufbaus untersucht werden. Anhand der Messergebnisse ist der PEA-Aufbau und die Interpretation der gemessenen Signale zu optimieren.  

    Leitung und Ansprechpartner der Masterarbeit

  • Untersuchungen von Alterungsmarkern einer gealterten Papier-Öl-Isolierung bei Variation des Papier-Öl-Verhältnisses für inhibiertes Öl

    Einführung und Ziel der Arbeit

    Öl-Papier-Isolierungen werden aufgrund der guten elektrischen und dielektrischen Eigenschaften in besonderem Maße in Leistungstransformatoren genutzt. Durch die permanente Belastung unterliegen Öl-Papier-Isolierungen allerdings einem stetigen Alterungsprozess. Das Voranschreiten dieses Prozesses führt zu einer kontinuierlichen Verschlechterung der Isolationseigenschaften des Isolierpapiers.

    Über die Erfassung von so genannten Alterungsmarkern, wie den DP-Wert, die Durchschlagspannung, der dielektrische Verlustfaktor usw. wird heutzutage eine Aussage zum aktuellen Zustand der Isolierung abgeleitet. Qualitative und quantitative Untersuchungen dieser Alterungsmarker erfolgen üblicherweise unter Laborbedingungen mittels einer beschleunigten thermischen Alterung von Papier-Öl-Proben.

    Durch konstruktive Besonderheiten der Vielzahl an Transformatortypen am Markt, ist das Verhältnis von Öl zu Papier jedoch nicht immer gleich. Es ist daher fraglich, ob das Papier-Öl-Verhältnis einen Einfluss auf die Aussagekraft einer Alterungsuntersuchung hat.

    In dieser Arbeit sollen Versuchsreihen durchgeführt werden, mit dem Ziel, Aussagen über den Papierzustand für verschiedene Papier-Öl-Verhältnisse zu erhalten. Das Materialverhältnis Papier zu Öl soll im Bereich von beispielsweise 1:5, 1:10, 1:15 und 1:20 variiert und die Proben unter Laborbedingungen gealtert werden. Weiterhin sollen diese Proben hinsichtlich ihrer Alterungsmarker untersucht werden, um Aussagen über den Alterungszustand der Papierproben abzuleiten und diese mit erhobenen Messdaten zu vergleichen. Hierbei soll Isolieröl verwendet werden, welches einen Alterungshemmer, einen sogenannten Inhibitor, enthält.

    Leitung und Ansprechpartner der Masterarbeit

  • Untersuchung der Möglichkeit des Einsatzes eines Sensors zur Ermittlung des aktuellen Zustands von Isolierpapier in Transformatoren

    Einführung und Ziel der Arbeit

    Die Öl-Papier-Isolierungen werden aufgrund ihrer guten elektrischen und dielektrischen Eigenschaften auch heute noch in besonderem Maße in Leistungstransformatoren genutzt. Dabei unterliegen Öl-Papier-Isolierungen einem stetigen Alterungsprozess durch permanente Belastung. Das Voranschreiten dieses Prozesses führt zu einer kontinuierlichen Verschlechterung der Isolationseigenschaften.

    Über die Erfassung von sogenannten Alterungsmarkern, wie den DP-Wert, die Säurezahl, das Gasungsverhalten usw. wird heute eine Aussage zum aktuellen Zustand der Isolierung abgeleitet. Die Ermittlung des DP-Werts stellt dabei aktuell die genauste Methode dar, wobei hierfür stets eine Papierprobe benötigt wird, die im Labor entsprechend untersucht wird. Da das Öffnen eines Transformators während des Betriebs nur mit einem sehr hohen Aufwand und Kosten möglich ist, wäre es wünschenswert den Zustand der Papierisolierung ohne die Probenentnahme zu ermöglichen.

    Daher soll in dieser Bachelor- Masterarbeit untersucht werden, ob es mit Hilfe von speziellen Analyseverfahren (z.B. Infrarotspektroskopie) möglich ist Informationen über den aktuellen Zustand der Papierisolierung zu erlangen. Dabei sollen verschiedene Alterungszustände der Papierisolierung berücksichtigt werden.

    Voraussetzungen

    Erforderlich sind Vorkenntnisse im Bereich der Hochspannungstechnik, im Umgang mit elektrischer Messtechnik sowie selbstständiges und praktisches Arbeiten.

    Leitung und Ansprechpartner der Masterarbeit

  • Einfluss auf das Alterungsverhalten einer Transformatorisolierung bei Verwendung alternativer Isolierflüssigkeiten

    Einführung und Ziel der Arbeit

    Auch heutzutage ist die Öl-Papier-Isolierung eine der wichtigsten Isoliersysteme für Hochspannungskomponenten. Hierbei wird sie vorwiegend in Transformatoren eingesetzt. Allerdings unterliegen auch die Isolierstoffe einer ständigen Weiterentwicklung, da immer mehr Anforderungen an die Isolierstoffe gestellt werden. Vorwiegend werden zur Herstellung der Isolierung Isolierflüssigkeiten auf Basis von Mineralöl verwendet. Neben solchen Isolierflüssigkeiten gibt es einige alternative Flüssigkeiten, wie z.B. synthetische oder natürliche Ester sowie Silikonflüssigkeiten. Neben dem zuverlässigen Betrieb von Transformatoren soll auch eine möglichst lange Betriebszeit erreicht werden, welche vor allem durch die Alterung des Isoliermaterials bestimmt wird. Im laufenden Betrieb unterliegt die Isolierung einer permanenten Belastung durch hohe Temperaturen, als auch elektrische, mechanische und chemische Einflüsse, wodurch es zu einem stetigen Alterungsprozess kommt. Das Voranschreiten dieses Prozesses führt zu einer kontinuierlichen Verschlechterung der Isolationseigenschaften.

    Über die Erfassung von Alterungsmarkern, wie dem DP-Wert, die Durchschlagspannung, der dielektrische Verlustfaktor usw. wird eine Aussage zum aktuellen Zustand der Isolierung abgeleitet. Qualitative und quantitative Untersuchungen zur Entstehung und Aussagekraft dieser Alterungsmarker erfolgen üblicherweise unter Laborbedingungen mittels einer beschleunigten thermischen Alterung von Papier-Öl-Proben. In dieser Arbeit soll eine Versuchsreihe durchgeführt werden, mit dem Ziel die Papierproben bei Verwendung alternativer Isolierflüssigkeiten zu altern. Weiterhin sollen diese Proben hinsichtlich ihrer Alterungsmarker untersucht werden, um Aussagen über den Alterungszustand der Proben zu erhalten.

    Leitung und Ansprechpartner der Masterarbeit

  • Ermittlung des Alterungsverhaltens einer Transformatorisolierung bei Verwendung von thermostabilisiertem Papier

    Einführung und Ziel der Arbeit

    Auch heutzutage ist die Öl-Papier-Isolierung eine der wichtigsten Isoliersysteme für Hochspannungskomponenten. Hierbei wird sie vorwiegend in Transformatoren eingesetzt. Allerdings unterliegen auch die Isolierstoffe einer ständigen Weiterentwicklung, da immer mehr Anforderungen an die Isolierstoffe gestellt werden. Neben der Entwicklung verschiedener Isolierflüssigkeiten unterliegt auch die Papierisolierung einer Weiterentwicklung. Um möglichst hohen Betriebstemperaturen standhalten zu können, wurde thermostabilisiertes Papier entwickelt, welches als Wicklungsisolation eingesetzt wird. Neben dem zuverlässigen Betrieb von Transformatoren soll auch eine möglichst lange Betriebszeit erreicht werden, welche vor allem durch die Alterung des Isoliermaterials bestimmt wird. Im laufenden Betrieb unterliegt die Isolierung einer permanenten Belastung durch hohe Temperaturen, als auch elektrische, mechanische und chemische Einflüsse, wodurch es zu einem stetigen Alterungsprozess kommt. Das Voranschreiten dieses Prozesses führt zu einer kontinuierlichen Verschlechterung der Isolationseigenschaften.

    Die Verwendung von thermostabilisiertem Papier in Kombination mit Mineralöl oder alternativen Isolierflüssigkeiten erfordert die Erforschung wichtiger Alterungsmarker zur aktuellen Zustandsbestimmung der Isolierung. Über die Erfassung von Alterungsmarkern, wie dem DP-Wert, die Durchschlagspannung, der dielektrische Verlustfaktor usw. wird eine Aussage zum aktuellen Zustand der Isolierung abgeleitet. Qualitative und quantitative Untersuchungen zur Entstehung und Aussagekraft dieser Alterungsmarker erfolgen üblicherweise unter Laborbedingungen mittels einer beschleunigten thermischen Alterung von Papier-Öl-Proben.

    In dieser Arbeit soll eine Versuchsreihe durchgeführt werden, mit dem Ziel die Isolierung beschleunigt zu altern. Weiterhin sollen Proben hinsichtlich ihrer Alterungsmarker untersucht werden, um Aussagen über den Alterungszustand der Papierproben abzuleiten.

    Leitung und Ansprechpartner der Masterarbeit

  • Vergleich der Impulsfestigkeit verschiedener Isolierflüssigkeiten bei kurzen und langen Distanzen

    Einführung und Ziel der Arbeit

    Das Papier-Öl-Isoliersystem in Transformatoren unterliegt im Einsatz im Energienetz inneren sowie äußeren Überspannungen. Aus diesem Gründen soll die Impulsfestigkeit der Isolierflüssigkeit untersucht werden. Vom besonderen Interesse stellt dabei die Impulsfestigkeit bei langen Distanzen dar. Da aktuell vermehrt das Gas-to-Liquid (GtL)-Isolieröl in Transformatoren- und Wandlerbau Verwendung findet, soll ein Vergleich der Impulsfestigkeit zwischen den etablierten Mineralölen und der GtL-Isolierflüssigkeit erfolgen.

    In dieser Arbeit soll daher eine Versuchsreihe zum Eigenschaftsvergleich zwischen langen und kurzen Distanzen bei Blitz- und Schaltstoßspannung durchgeführt werden. Dazu soll ein geeignetes Prüfgefäß designt und aufgebaut werden, welches den Einbau verschiedener Elektrodenanordnungen erlaubt. Der Abstand zwischen den Elektroden soll dabei variierbar sein, um verschiedene Schlagweiten einstellen zu können. Des Weiteren soll das Prüfgefäß so dimensioniert werden, dass ein äußerer Überschlag verhindert wird und einer Druckwelle standhalten kann. Dabei sollen drei verschiedene Isolierflüssigkeiten eingesetzt und miteinander verglichen werden: inhibiertes und uninhibiertes Mineralöl sowie GtL-Isolieröl. Ein weiteres Ziel der Untersuchungen soll die Möglichkeit der Nachbildung eines D2- Fehlers nach Duval darstellen, bei dem das Isoliersystem mit einem elektrischen Fehler mit sehr hoher Energie beansprucht wird. 

    Darüber hinaus sollen die belasteten Isolierflüssigkeiten hinsichtlich der entstandenen und im Öl gelösten Fehlergase mithilfe der Gas in Öl-Analyse (DGA) untersucht werden.  

    Leitung und Ansprechpartner der Masterarbeit

  • Untersuchung von der Papieralterung und der Ölalterung in Leistungstransformatoren

    Einführung und Ziel der Arbeit

    Das Papier-Öl-Isoliersystem in Transformatoren unterliegt im Einsatz verschiedenen Beanspruchungen. Gewöhnlich wird durch eine Gas-in Öl-Analyse (DGA) die Isolierflüssigkeit aus den Transformatoren analysiert und die Konzentrationen der in ihr gelösten Fehlergase ermittelt. Die Konzentrationen der Fehlergase und vor allem die Verhältnisse zu einander erlauben einen Rückschluss auf einen vorhandenen Fehler und auf eine ungefähre Einordnung der Fehlerart. Zu den über die DGA ermittelten Fehlerarten zählen aktuell lediglich thermische Fehler, elektrische Fehler, eine Kombination aus elektrischen und thermischen Fehler sowie Teilentladungen.

    Zur genaueren Zuordnung zu den Fehlerklassen sollen in dieser Arbeit die reine Ölalterung und die Papieralterung in einem Transformator bei einer thermischen Beanspruchung mit einer Temperatur von 120 °C nachgebildet und vor allem mittels Gas-in-Öl-Analyse analysiert werden. Zur Nachbildung des Transformators sollen Isolierpapiere in Streifen geschnitten und Kupfer als Katalysator beigefügt werden, während die Isolierflüssigkeit das Umgebungsmedium bildet. Für diese Untersuchungen sollen sechs verschiedene Isolierflüssigkeiten eingesetzt und miteinander verglichen werden: Midel 7131 als synthetische Esterflüssigkeit, FR3 und Midel eN als natürliche Esterflüssigkeit, inhibiertes und uninhibiertes Mineralöl (S2 und S3) und GtL-Isolieröl. Es werden nach verschiedenen Alterungsdauern Proben entnommen.

    Zunächst werden nur offene Transformatoren nachgebildet. Es sollen nach jeder Probenentnahme die folgenden chemischen Parameter analysiert werden: Gas-in-Öl-Analyse, der absoluter Wassergehalt mittels Karl-Fischer-Titration, Säurezahl, Grenzflächenspannung, Verlustfaktor, Dielektrizitätszahl und Durchschlagsspannung. 

    Leitung und Ansprechpartner der Masterarbeit


STUDIEN- UND LABORARBEITEN

  • Einfluss von Graphitfüllstoff auf die Permittivität und den dielektrischen Verlustfaktor von geschichteten Silikonelastomeren

    Einführung und Ziel der Arbeit

    Eine Alternative zu VPE als Isolierstoff für HGÜ-Kabel können Silikonelastomere darstellen. Sie kommen allerdings bisher lediglich in Nieder- und Mittelspannungskabeln, sowie Durchführungen und Muffen zum Einsatz. Hierbei werden sich deren vergleichsweise guten elektrischen, thermischen und mechanischen Eigenschaften zu Nutze gemacht. Sie weisen zudem eine geringere Anfälligkeit für Teilentladungen und die Ausbildung von Raumladungen auf. Zusätzlich könnte das Einbringen leitfähiger Partikel als Füllstoff für Silikonisolationen den Abbau der Raumladungen zeitlich begünstigen.

    Vor diesem Hintergrund ist hierbei die Aufgabe, die relative Permittivität von unterschiedlich mit Graphitfüllstoff dotierten Silikonelastomeren zu untersuchen. Zuzüglich dazu soll parallel auch die Änderung des dielektrischen Verlustfaktors beobachtet werden. Alle Untersuchungen sind bei mindestens drei Temperaturen (Raumtemperatur, 50 °C und 70 °C) zu wiederholen. Für diese Messungen ist ein geeigneter hochspannungsfester und temperaturresistenter Prüfaufbau, der Elektroden mit Schutzringanordnung beinhaltet, anzuwenden.

    Leitung und Ansprechpartner der Laborarbeit

  • Untersuchung der Eignung von marktüblichen Monitoring-Systemen für die Zustandsermittlung von Leistungstransformatoren

    Einführung und Ziel der Arbeit

    Ziel dieser Arbeit ist die Untersuchung von Möglichkeiten und Grenzen der Zustandsbestimmung derzeit am Markt erhältlicher sowie in Entwicklung befindlicher Monitoring-Systeme für Leistungstransformatoren.

    Viele Stromnetzbetreiber stehen aufgrund geänderter Wettbewerbsstrukturen unter einem erhöhten Kostendruck. Dazu erfordern die steigenden Energieflüsse im Zuge der Einbindung erneuerbarer Energien einen Ausbau der Stromnetze, während gleichzeitig eine erhebliche Anzahl an Assets erneuert werden muss. Infolgedessen erfährt das Asset Managements eine wachsende Bedeutung. In diesem Zusammenhang weist die Instandhaltungs-strategie Condition-Based Maintenance unter gewissen Bedingungen Vorteile zur Vermeidung von Fehlern und der Verlängerung der Lebensdauer von Assets auf. Zu den Voraussetzungen für eine Implementierung der Strategie zählt die objektive Bewertung des Zustandes von Assets. Neben zyklischen Messungen (offline) ermöglichen sogenannte Monitoring-Systeme Messungen in Echtzeit (online) durchzuführen, um direkt Rückschlüsse auf den Zustand ziehen zu können. Insbesondere die kostenintensiven und strategisch bedeutsamen Leistungstransformatoren sind prädestiniert für einen Einsatz entsprechender Monitoring-Systeme.

    Im Rahmen dieser Arbeit sollen Monitoring-Systeme für Leistungstrans-formatoren beurteilt werden. Zuerst sollen Zuverlässigkeit, Langlebigkeit, Wartungsaufwand, Genauigkeit und Sensitivität sowie weitere geeignete Parameter definiert werden. Anhand dieser Parameter sollen die am Markt erhältlichen, sowie die in Entwicklung befindlichen Monitoring-Systeme beurteilt werden. Weiter gilt es zu prüfen, ob praktische Vergleichstests für bestimmte Systeme unterschiedlicher Hersteller existieren. Insofern dies nicht der Fall ist, sollen Vorschläge für solche Vergleichstests entwickelt werden.

    Die Ausarbeitung hat nach den geltenden Richtlinien des Instituts zu erfolgen.

    Leitung und Ansprechpartner der Laborarbeit

  • Untersuchungen von Alterungsmarkern einer gealterten Papier-Öl-Isolierung bei Variation des Papier-Öl-Verhältnisses für inhibiertes Öl

    Einführung und Ziel der Arbeit

    Öl-Papier-Isolierungen werden aufgrund der guten elektrischen und dielektrischen Eigenschaften in besonderem Maße in Leistungstransformatoren genutzt. Durch die permanente Belastung unterliegen Öl-Papier-Isolierungen allerdings einem stetigen Alterungsprozess. Das Voranschreiten dieses Prozesses führt zu einer kontinuierlichen Verschlechterung der Isolationseigenschaften des Isolierpapiers.

    Über die Erfassung von so genannten Alterungsmarkern, wie den DP-Wert, die Durchschlagspannung, der dielektrische Verlustfaktor usw. wird heutzutage eine Aussage zum aktuellen Zustand der Isolierung abgeleitet. Qualitative und quantitative Untersuchungen dieser Alterungsmarker erfolgen üblicherweise unter Laborbedingungen mittels einer beschleunigten thermischen Alterung von Papier-Öl-Proben.

    Durch konstruktive Besonderheiten der Vielzahl an Transformatortypen am Markt, ist das Verhältnis von Öl zu Papier jedoch nicht immer gleich. Es ist daher fraglich, ob das Papier-Öl-Verhältnis einen Einfluss auf die Aussagekraft einer Alterungsuntersuchung hat.

    In dieser Arbeit sollen Versuchsreihen durchgeführt werden, mit dem Ziel, Aussagen über den Papierzustand für verschiedene Papier-Öl-Verhältnisse zu erhalten. Das Materialverhältnis Papier zu Öl soll im Bereich von beispielsweise 1:5, 1:10, 1:15 und 1:20 variiert und die Proben unter Laborbedingungen gealtert werden. Weiterhin sollen diese Proben hinsichtlich ihrer Alterungsmarker untersucht werden, um Aussagen über den Alterungszustand der Papierproben abzuleiten und diese mit erhobenen Messdaten zu vergleichen. Hierbei soll Isolieröl verwendet werden, welches einen Alterungshemmer, einen sogenannten Inhibitor, enthält.

    Leitung und Ansprechpartner der Laborarbeit

  • Einfluss auf das Alterungsverhalten einer Transformatorisolierung bei Verwendung alternativer Isolierflüssigkeiten

    Einführung und Ziel der Arbeit

    Auch heutzutage ist die Öl-Papier-Isolierung eine der wichtigsten Isoliersysteme für Hochspannungskomponenten. Hierbei wird sie vorwiegend in Transformatoren eingesetzt. Allerdings unterliegen auch die Isolierstoffe einer ständigen Weiterentwicklung, da immer mehr Anforderungen an die Isolierstoffe gestellt werden. Vorwiegend werden zur Herstellung der Isolierung Isolierflüssigkeiten auf Basis von Mineralöl verwendet. Neben solchen Isolierflüssigkeiten gibt es einige alternative Flüssigkeiten, wie z.B. synthetische oder natürliche Ester sowie Silikonflüssigkeiten. Neben dem zuverlässigen Betrieb von Transformatoren soll auch eine möglichst lange Betriebszeit erreicht werden, welche vor allem durch die Alterung des Isoliermaterials bestimmt wird. Im laufenden Betrieb unterliegt die Isolierung einer permanenten Belastung durch hohe Temperaturen, als auch elektrische, mechanische und chemische Einflüsse, wodurch es zu einem stetigen Alterungsprozess kommt. Das Voranschreiten dieses Prozesses führt zu einer kontinuierlichen Verschlechterung der Isolationseigenschaften.

    Über die Erfassung von Alterungsmarkern, wie dem DP-Wert, die Durchschlagspannung, der dielektrische Verlustfaktor usw. wird eine Aussage zum aktuellen Zustand der Isolierung abgeleitet. Qualitative und quantitative Untersuchungen zur Entstehung und Aussagekraft dieser Alterungsmarker erfolgen üblicherweise unter Laborbedingungen mittels einer beschleunigten thermischen Alterung von Papier-Öl-Proben. In dieser Arbeit soll eine Versuchsreihe durchgeführt werden, mit dem Ziel die Papierproben bei Verwendung alternativer Isolierflüssigkeiten zu altern. Weiterhin sollen diese Proben hinsichtlich ihrer Alterungsmarker untersucht werden, um Aussagen über den Alterungszustand der Proben zu erhalten.

    Leitung und Ansprechpartner der Laborarbeit

  • Untersuchung von Stray-Gassing Phänomenen in verschiedenen Isolierflüssigkeiten

    Einführung und Ziel der Arbeit

    Das Papier-Öl-Isoliersystem in Transformatoren unterliegt im Einsatz im Energienetz verschiedenen Beanspruchungen. Gewöhnlich wird durch eine Gas-in Öl-Analyse (DGA) die Isolierflüssigkeit aus den Transformatoren analysiert und die Konzentrationen der in ihr gelösten Fehlergase ermittelt. Die Konzentrationen der Fehlergase und vor allem die Verhältnisse zu einander erlauben einen Rückschluss auf einen vorhandenen Fehler und auf eine ungefähre Einordnung der Fehlerart. Allerdings wurde in den letzten Jahren deutlich, dass sich verschiedene Fehlergase bei leicht erhöhter Temperatur auch ohne Präsenz eines realen Fehlers generieren, welche eine genaue Schlussfolgerung aus der DGA erschweren. Dieses Phänomen wird als Stray-Gassing bezeichnet.

     In dieser Masterarbeit soll daher eine Versuchsreihe zu den verschiedenen Einflüssen auf das Stray-Gassing durchgeführt werden. Als Prüfgefäß dient dabei eine Glasspritze, sodass eine direkte Probeninjektion in den Gaschromatograph zur DGA möglich ist. Diese Glasspritze wird nach der Sättigung je Isolierflüssigkeit einmal mit Stickstoff und zum Vergleich einmal mit getrockneter Luft für 48 h in einem Wärmeschrank für 105 °C gelagert. Es sollen für diese Untersuchungen sechs verschiedene Isolierflüssigkeiten eingesetzt und miteinander verglichen werden: Midel 7131 als synthetische Esterflüssigkeit, FR3 und Midel eN als natürliche Esterflüssigkeit, inhibiertes und uninhibiertes Mineralöl (S2 und S3) und GtL-Isolieröl. Darüber hinaus wird der Einsatz von Kupfer als Katalysator und auch der Einfluss von verschiedenen Wassergehalten der Isolierflüssigkeiten untersucht.     

    Leitung und Ansprechpartner der Laborarbeit

  • Untersuchung von Hot-Spots verschiedener Temperaturstärken in Leistungstransformatoren mittels DGA

    Einführung und Ziel der Arbeit

    Das Papier-Öl-Isoliersystem in Transformatoren unterliegt im Einsatz verschiedenen Beanspruchungen. Gewöhnlich wird durch eine Gas-in Öl-Analyse (DGA) die Isolierflüssigkeit aus den Transformatoren analysiert und die Konzentrationen der in ihr gelösten Fehlergase ermittelt. Die Konzentrationen der Fehlergase und vor allem die Verhältnisse zu einander erlauben einen Rückschluss auf einen vorhandenen Fehler und auf eine ungefähre Einordnung der Fehlerart. Thermische Fehler werden aktuell in drei Bereiche untergliedert: T1 bis zu 300 °C, T2 zwischen 300°C und 700 °C und T3 ab 700 °C. In einer früheren Arbeit wurde ein Aufbau konstruiert, der einen Hotspot innerhalb einer Transformatorwicklung mit verschiedenen einstellbaren Temperaturen realisiert. 

    Dieser Versuchsaufbau soll in dieser Arbeit mittels sechs verschiedener Isolierflüssigkeiten erprobt und die Ergebnisse miteinander verglichen werden: Midel 7131 als synthetische Esterflüssigkeit, FR3 und Midel eN als natürliche Esterflüssigkeit, inhibiertes und uninhibiertes Mineralöl (S2 und  S3) und GtL-Isolieröl. Darüber hinaus werden die Beanspruchungszeit sowie der Wassergehalt der Isolierflüssigkeiten variiert. Ziel ist es mittels DGA eine genauere Fehlerklassenzuordnung für die verschiedenen Isolierflüssigkeiten in einem offenen Transformator zu ermitteln. Des Weiteren sollen nach jeder Probenentnahme die folgenden chemischen Parameter analysiert werden: Gas-in-Öl-Analyse, der absoluter Wassergehalt mittels Karl-Fischer-Titration, Säurezahl, Grenzflächenspannung, Verlustfaktor, Dielektrizitätszahl und Durchschlagsspannung. Darüber hinaus werden in einem Prüflabor die Konzentrationen von Methanol, Ethanol und DP-Werte ermittelt.

    Leitung und Ansprechpartner der Laborarbeit

  • Untersuchung des Entgasungsverhalten von unterschiedlichen Isolierflüssigkeiten

    Einführung und Ziel der Arbeit

    Das Papier-Öl-Isoliersystem in Transformatoren unterliegt im Einsatz verschiedenen Beanspruchungen. Zumeist liegen vielfach Lastwechsel vor, wodurch sich der Druck im Transformator ändert. Dies kann zur Ausgasung von der Isolierflüssigkeit führen, sodass durch die Gasansammlung das Buchholz- Relais des Transformators anschlägt. Das Buchholz-Relais des Transformators sollte aber eigentlich als Indikator für einen vorliegenden Fehler dienen.

    Die Ausgasung ist stark abhängig von der Art der Isolierflüssigkeit. Aus diesem Grund soll in dieser Arbeit das Entgasungsverhalten von verschiedenen Isolierflüssigkeiten analysiert werden. Dafür sollen sechs verschiedene Isolierflüssigkeiten eingesetzt und miteinander verglichen werden: Midel 7131 als synthetische Esterflüssigkeit, FR3 und Midel eN als natürliche Esterflüssigkeit, inhibiertes und uninhibiertes Mineralöl (S2 und S3) und GtL-Isolieröl. Eventuell zusätzlich noch das Silikonfluid Dawcorning. Zur Untersuchung des Einflusses des Transformatorbaus sollen mehrere Prüfaufbauten verwendet werden, um die Entgasung sichtbar zu machen. Darüber hinaus soll der Lastwechsel durch verschiedene Reduktionen des Drucks nachgebildet werden und die Temperatur ebenfalls variiert werden.

    Neben der fotographischen Dokumentation mit den genauen Zeitdauern soll auch zu Beginn und am Ende jedes Messpunktes eine Gas-in-Öl- Analyse (DGA) gemessen werden.

    Leitung und Ansprechpartner der Laborarbeit