Reise in die Zukunft

Auf der TRANSFORM in Hong­kong präsen­tierte Rein­hausen Tech­no­lo­gien für die Heraus­forderungen von morgen.


Die Vereinten Nationen gehen davon aus, dass im Jahr 2050 etwa 68 Prozent der Welt­be­völ­ke­rung in Städten und immer mehr Menschen in soge­nannten Mega­citys leben. Was bedeutet das für die Strom­netze und die Betriebs­mittel? Rein­hausen hat sich mit weiteren Premium­zulieferern zusam­men­getan und nach tech­ni­schen Antworten gesucht. Das Ergebnis präsen­tierten sie auf der TRANSFORM 2019 in Hong­kong.

Im Inno­va­tion Lab konnte das Fach­pu­blikum eine Design­studie zum Trans­for­mator der Zukunft bestaunen. (© Geoffrey Cheng)

Sieben Lösungen für mehr Energie

Wenn immer mehr Menschen in Städte ziehen, kommen die Strom­netze zuneh­mend an ihre Grenzen. Wir zeigen, welche Heraus­for­de­rungen das mit sich bringt und wie die Inno­va­tionen der Rein­hausen-Gruppe dazu beitragen, sie zu lösen.

1. Heraus­for­de­rung: Mehr Verka­be­lung

Der Bedarf an Energie und somit an Übertragungs­kapazitäten nimmt rasant zu, der Raum in der Stadt ist jedoch begrenzt. Ange­sichts des Platz­man­gels in Städten sind mehr Kabel die einzige Möglich­keit, den wach­senden Ener­gie­hunger zu stillen.

Die Lösung: Mobile Prüf­sys­teme

Inbe­trieb­nah­me­prü­fungen werden somit wich­tiger. Mit den mobilen Prüf­sys­temen von HIGHVOLT gehen neben Leistungs­transformatoren auch Hoch­span­nungs­kabel und gasiso­lierte Schalt­an­lagen sicher in Betrieb. Im laufenden Betrieb hilft der HiRES DEI (Dynamic Event Indi­cator), dyna­mi­sche Events in Netz­be­triebs­mit­teln zu erkennen.

2. Heraus­for­de­rung: Neue Einspeiser

Die Elek­tri­fi­zie­rung des Verkehrs und der Anteil erneu­er­barer Ener­gien nehmen zukünftig immer mehr zu und damit steigt auch die Belas­tung der Strom­netze.

Die Lösung: Intel­li­gente Netz­füh­rung

Was tun, wenn mit den erneu­er­baren Ener­gien auch die Vola­ti­lität der Netze wächst? Zusammen mit der PSI Soft­ware AG hat Rein­hausen eine Lösung für Leit­stellen entwi­ckelt. Damit können Betreiber erst­mals Trans­for­ma­toren dyna­misch über­lasten und bisher unge­nutzte ther­mi­sche Reserven gefahrlos mobi­li­sieren. Die Basis: Zustands­daten des Trans­for­ma­tors sowie Prognose­daten über Wetter und Last.

3. Heraus­for­de­rung: Intel­li­gente Trafos

Die Belas­tung der Netze nimmt mit stei­gendem Ener­gie­be­darf und unge­nü­gendem Netz­ausbau zu. Es wird immer wich­tiger, den Zustand des Trans­for­ma­tors genau zu kennen: Nur dann lässt er sich intel­li­gent steuern. Mit der Digi­ta­li­sie­rung wächst aber auch die Angst vor Hacker­an­griffen.

Die Lösung: Intel­li­gente Trafos

Mit ETOS® — dem Embedded Trans­former Opera­ting System — bietet Rein­hausen eine offene und modu­lare System­lö­sung zur Über­wa­chung, Steue­rung, Rege­lung und Digi­ta­li­sie­rung von Leis­tungs­trans­for­ma­toren. Alle am Trans­for­mator gesam­melten Daten werden durch intel­li­gente Algo­rithmen ausge­wertet und bewertet. Bei der Entwick­lung von ETOS® stand die IT-Secu­rity an vorderster Stelle. Das System bietet maxi­malen Schutz vor Eingriffen von außen.

4. Heraus­for­de­rung: Daten sammeln

Die Notwen­dig­keit, genaue Infor­ma­tionen über den aktu­ellen Zustand eines Betriebs­mit­tels zu haben, gewinnt weiter an Bedeu­tung. Dafür sind immer mehr Daten gefragt.

Die Lösung: Intel­li­gente Sensoren

Für die Steue­rung und Über­wa­chung der Betriebs­mittel sind intel­li­gente Sensoren und Schutz­ein­rich­tungen notwendig. Sie liefern die für die Digi­ta­li­sie­rung und die intel­li­gente Steue­rung wich­tigen Daten und ermög­li­chen so den störungs­freien Betrieb. Rein­hausen bietet mit den Produkten der Tochter MESSKO ein breites Angebot unter­schied­li­cher Sensoren. So über­wacht beispiels­weise der MSENSE® DGA den Gasge­halt im Öl und die hoch­in­tel­li­gente Lösung MESSKO® MTeC® EPT303 steuert die Lüfter­an­lagen — eine wich­tige Voraus­set­zung für den Betrieb bei Über­last.

5. Heraus­for­de­rung: Daten­ag­gre­ga­tion

Die Komple­xität der Netze wächst, aber auch die Anzahl verwert­barer Infor­ma­tionen nimmt immer weiter zu. Intel­li­gente Steue­rungs- und Über­wa­chungs­sys­teme zur Verdich­tung von Infor­ma­tionen sind gefor­dert.

Die Lösung: Flot­ten­mo­ni­to­ring

Die von Rein­hausen entwi­ckelte Lösung zum Flot­ten­mo­ni­to­ring TESSA® FLEET MONITORING erstellt aus den am Trans­for­mator gesam­melten Daten ein Zustands­bild und ist damit das intel­li­gente Tool zur Über­wa­chung aller Betriebs­mittel. Netz­be­treiber können dank Echt­zeit­über­wa­chung die Wartungs­in­ter­valle verlän­gern und Bege­hungen der Anlagen redu­zieren. Mit dem Früh­warn­system können Betreiber reagieren, bevor eine Störung eintritt. Aufwen­dige Repa­ra­turen werden vermieden.

6. Heraus­for­de­rung: Mehr Leis­tung auf kleinem Raum

Kompakte Betriebs­mittel mit hoher Leis­tung werden in dicht besie­delten Ballungs­räumen wich­tiger. Zudem nimmt die Bedeu­tung von Umwelt­schutz­aspekten zu.

Die Lösung: Hoch­tem­pe­ra­tur­schalter

Rein­hausen bietet Hoch­tem­pe­ratur-Last­stu­fen­schalter und ‑Umsteller, die aus Ester-gefüllten Trans­for­ma­toren deut­lich mehr Leis­tung herausho­len.

Hoch­tem­pe­ra­tur­fä­hige Trans­for­ma­toren können damit dieselbe Leis­tung in redu­zierter Baugröße bezie­hungs­weise eine höhere Leis­tung bei gleich­blei­bender Baugröße errei­chen. Damit sind platz­spa­rende Lösungen bei stei­gendem Ener­gie­be­darf möglich. Zudem ist Ester die umwelt­freund­liche Alter­na­tive zu Mine­ralöl und mini­miert somit das Risiko im Scha­dens­fall.

7. Heraus­for­de­rung: Alternde Betriebs­mittel

Der Inves­ti­ti­ons­be­darf im Ener­gie­netz steigt gewaltig.Die finan­zi­ellen Mittel für neue Betriebs­mittel sind knapp. Für deren stra­te­gi­schen Einsatz benö­tigen Netz­be­treiber intel­li­gente Entschei­dungs­hilfen.

Die Lösung: Flot­ten­ma­nage­ment

Wie geht es meiner Trafo­flotte? Mit der herstel­ler­un­ab­hän­gigen Flot­ten­ma­nage­ment­lö­sung TESSA® FLEETSCAN 2D lassen sich kriti­sche Einheiten recht­zeitig iden­ti­fi­zieren. In das zwei­di­men­sio­nale Bewer­tungs­schema fließt die Wahr­schein­lich­keit für einen Funk­ti­ons­aus­fall ein. Der Ausfall­ri­si­ko­index liefert wich­tige Anhalts­punkte für die Instand­hal­tungs­stra­tegie des Netz­be­trei­bers. Die zweite Dimen­sion betrachtet den Lebens­dau­er­ver­brauch und ist für lang­fris­tige Inves­ti­ti­ons­ent­schei­dungen wichtig.

Das steckt dahinter

Die sieben Heraus­for­de­rungen basieren auf den Ergeb­nissen einer Studie zu Mega­citys, die Rein­hausen und die TRANS­FORM-Partner in Auftrag gegeben haben. Durch­ge­führt hat sie das inter­na­tional tätige Ingenieur­beratungs­unternehmen P3. Es sollte heraus­finden, welche Probleme und Heraus­for­de­rungen die zuneh­mende Urba­ni­sie­rung mit sich bringt. P3 befragte dazu 39 Experten aus der Ener­gie­wirt­schaft.


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Haben Sie Fragen zum Trafo der Zukunft?
Dr.-Ing. Martin Wolfram ist für Sie da:
M.Wolfram@reinhausen.com


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