Simulation des Resonanzverhaltens von Wicklungen

Projektleitung:

• Marcel Lukahsen, Elektrotechnik (B.Sc.)

Projektteam:

• Henrik Fimpler, Elektrotechnik (B.Sc.)
• Fabian Lübbers, Elektrotechnik (B.Sc.)
• Daniel Maier, Elektrotechnik (B.Sc.)
• Jens Schulte, Elektrotechnik (B.Sc.)
• Jonas Vinke, Elektrotechnik (B.Sc.)  

Modul: Elektrotechnik-Projekt

Betreuer: Prof. Dr.-Ing. Eckart Buckow

In der heutigen Energieversorgung spielt die Versorgungssicherheit eine immer größere Rolle. Im Jahre 2019 lag die ungeplante Ausfallzeit für das Stromnetz in Deutschland laut Bundesnetzagentur im Schnitt bei 12,2 Minuten pro angeschlossenen Verbraucher.

Die Gründe dafür beruhen unter anderem auf technischen Fehlern im Versorgungsnetz. Eine Fehlerart ist die sogenannte innere Überspannung, die in einem versorgungstechnischen Bauteil, wie dem Transformator, auftreten kann. Auslöser einer solchen inneren Überspannung sind beispielsweise Blitzeinschläge oder Schalthandlungen innerhalb des Stromnetzes. Tritt dieser Fall auf, kann dies den Transformator in Resonanz versetzen und durch die dabei entstehenden Überspannungen zerstören. Ein Ausfall des Stromnetzes wäre die Folge.

Die Erforschung und positive Beeinflussung des Resonanzverhaltens von Transformatorenwicklungen stellt somit einen wichtigen Aspekt der Versorgungssicherheit dar.

Bisher wird das Resonanzverhalten mit einem Netzwerkmodell berechnet, was zwar eine sehr gute Näherung ist, aber einen realen Transformator nicht genau darstellt.

Dort setzt das Projektteam nun an und überprüft, ob für die genaue Erforschung des Resonanzverhaltens eine Simulationssoftware für elektromagnetische Felder, wie COMSOL Multiphysics, genutzt werden kann.