Labor für Elektrische Systeme - Elektrische Systemtechnik & Intelligente Versorgungsnetze/Smart Grid
Elektrische Systemtechnik
Themen im Laborunterricht sind die elektrische Gebäudeausrüstung, Anlagenplanung, Projektierung von Elektroanlagen, elektrische Systeme und die Netzintegration erneuerbarer Energien. Laborpraktika und auch vorlesungsbegleitende Versuche werden im Labor für Elektrische Systeme abgehalten.
Das Labor ist eine praxisorientierte Einrichtung für Lehre und Forschung. Thematisch werden Fragestellungen aus der Praxis nach den gültigen Normen und Vorschriften für elektrische Gebäudeausrüstung behandelt.
Mit unserem virtuellen Rundgang können Sie sich selbst ein Bild vom Labor für Elektrische Systeme machen:
Die Laborausstattung ermöglicht Versuchsdurchführungen zu:
Grundlagen der elektrischen Messtechnik:
- Messung von Strom, Spannung und Leistung
- Prüfung der Spannungspolarität und Phasenfolge
Prüfungen von elektrischen Schutzeinrichtungen:
- Messung der Schleifenimpedanz zur Sicherstellung des Schutzes durch Abschaltung
- Messung von Isolationswiderständen
- Messung der Durchgängigkeit von Schutzleitern und Schutzpotenzialausgleich
- Messung von Erdübergangswiderständen
- Prüfung der Wirksamkeit von Fehlerstromschutzeinrichtungen (RCD)
Prüfungen von elektrischen Verteileranlagen
elektrischen Maschinen, z.B.
- um Anlaufverhalten von Asynchronmotoren
- zur Steuerung von Maschinen über Frequenzumrichte
Ausstattung
Das Labor ist mit bis zu acht Arbeitsplätzen ausgestattet, die jeweils über einen Zugang zum vernetzten Rechnerpool sowie einer Grundausstattung für due Durchführung grundlegender Versuche aus den Bereich elektrische Gebäudeausrüstung, elektrische Maschinen und Leistungselektronik verfügen. Dazu stehen eine umfangreiche Auswahl an Messgeräten für die Messung von elektrischen und nichtelektrischen Größen sowie verschiedene Softwaretools zur Simulation elektrischer Netze und Anlagen (z. B. Simaris, NEPLAN, Power Factory und SINCAL) zur Verfügung.
Forschungsthemen
Im Laborbereich der elektrischen Systemtechnik wird Grundlagenforschung im Bereich der Elektroenergieversorgung betrieben. Außerdem werden in Zusammenarbeit mit der Industrie Messungen an realen Anlagen durchgeführt. Dazu zählen unter anderem:
- Aufnahme von Lastgängen
- Messungen von Oberschwingungen
- Simulation und Berechnung von Elektroanlagen mit Simaris, Neplan und Powerfactory
Intelligente Versorgungsnetze / Smart Grid
Moderne Stromverteilungsnetze, in denen regenerative und konventionelle Erzeuger, Speicher und Verbraucher elektrischer Energie intelligent miteinander vernetzt werden, sind das Zukunftsthema unseres Energieversorgungssystems – die zunehmenden Anteile volatiler Erzeugung aus erneuerbaren Energien müssen zu jedem Zeitpunkt mit der aktuellen Nachfrage in Einklang gebracht werden.
Bisher gibt es nur wenige Erfahrung mit intelligenten Stromnetzen. Im hochschuleigenen Laborbereich für Smart Grids wird solch ein intelligentes Stromnetz simuliert und praktisch erprobt. Als Smart Grid-Komponenten dienen dabei verschiedene Teststände, die mittels eines SCADA-Systems (Supervisory Control and Data Acquisition) interaktiv gesteuert werden können:
Versuchsstand Windkraftanlage:
- Funktionsweise des DFIG (Doubly-fed Induction Generator)
- Funktion und Betriebsweise moderner Windkraftanlagen mit Blattverstellung
- Einbindung von Windkraftanlagen in intelligente Stromnetze
Versuchsstände Pumpspeicherkraftwerk und Netzsynchronisation:
- Kopplung von Netzabschnitten mit unterschiedlichen Frequenzen und Spannungen
- Speicher als Flexibilitätsoption und zur Regelleistungserbringung
Versuchsstand elektrische Lasten
- Nachbildung von Verbrauchsstrukturen in intelligenten Stromnetzen
Versuchsstand PV-Anlage
- Funktionsweise eines Solarmoduls sowie fachgerechte Verschaltung von Solarmodulen
- Inselbetrieb einer Solaranlage, Einbindung von Solaranalagen in intelligente Stromnetze
Der Teststand für Windkraft ist beispielsweise wie folgt aufgebaut: Ein sogenannter Servomotor treibt einen Generator an und ist gleichzeitig in der Lage, unterschiedliche Windlastprofile vorzugeben. Die Netzfrequenz des so erzeugten Stroms wird anschließend mit dem Stromnetz synchronisiert und danach eingespeist. Als Stromsenke dienen - neben unterschiedlichen Verbrauchern - auch Akkus von einem Elektrokleinkraftrad, das von den Studierenden nach den Laborversuchen benutzt werden kann.
Inzwischen konnten auch externe Stromerzeuger aus der Region Biberach (PV-, Wind- u. Wasserkraftanlage) mit in das SCADA-System des Labors eingebunden werden, die im Rahmen einer Feldlaboreinrichtung mit der notwendigen Messtechnik ausgestattet wurden.
Melden Sie sich gerne bei Fragen:
Kontakt
Prof. Dipl.-Ing. Volker Wachenfeld
Studiendekan
