Die schnelle Lokalisierung von Erdschlüssen in kompensierten Freileitungsnetzen der Mittelspannungsebene stellt die Energieversorgungsunternehmen vor Herausforderungen. Bestehende Fehlerdetektionsverfahren können in Freileitungsanzeigern nicht eingesetzt werden, da die dafür notwendige hochpräzise Spannungsmessung nicht möglich ist. Daraus motiviert wird ein Sensorkonzept zur Spannungsmessung mit Freileitungsanzeigern vorgestellt. Für dieses Sensorkonzept werden entsprechende analytische Berechnungsverfahren hergeleitet, die den Einfluss der Nachbarleiter mitberücksichtigen. Darüber hinaus wird ein innovatives Kalibrierverfahren vorgestellt, welches mit Kenntnis der Randbedingungen den Störeinfluss der Freileitungsanordnung kompensiert. Die Berechnungs- und Kalibrierverfahren werden in Simulationen, aber auch in realitätsnahen Laboraufbauten analysiert und erfolgreich validiert. Den größten Einfluss auf die Messgenauigkeit des neuen Messsystems haben die klimatischen Größen. Aus diesem Grund wird nach einer detaillierten Analyse von Klimakammermessungen unter definierten Klimaparametern ein physikalisch basiertes Modell aufgestellt. Dieses dient als Grundlage für das Design von zukünftigen Freileitungsanzeigern und somit zur Reduktion der klimatischen Einflüsse auf die Messgenauigkeit.
Den zweiten Schwerpunkt der Dissertation stellt die Entwicklung innovativer Fehlerrichtungsalgorithmen für kompensierte Netze unter Berücksichtigung der Messgenauigkeit des präsentierten Sensorkonzeptes dar. Dabei werden insgesamt vier neue Verfahren entwickelt und vorgestellt.
Die neuen Methoden und Konzepte bilden somit die Basis für Neuerungen bei der Spannungs- und Fehlerdetektion mit Erdschlussanzeiger an Freileitungsnetzen.
Aktualisiert: 2021-08-19
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