Implementierung einer Monte Carlo-Studie in EMTP ATP zur Untersuchung schnell ansteigender Überspannungen in teilverkabelten 380kV-Netzabschnitten
Masterarbeit
Untersuchung von Blitzüberspannungen auf teilverkabelten Netzabschnitten des Höchstspannungsnetzes mit Hilfe der Monte-Carlo-Methode in EMTP ATP unter Berücksichtigung der resultierenden Belastung von Phasenableitern und Mantelspannungsbegrenzern.
Hintergrund
Im Zuge des Netzausbaus in Deutschland werden immer häufiger Hochspannungskabel als alternatives Übertragungsmedium zu Freileitungen in Betracht gezogen. Der Übergang vom aktuellen Freileitungsnetz hin zu einem Übertragungsnetz mit einem höheren Verkabelungsgrad muss dabei jedoch schrittweise erfolgen. Aufgrund der geringeren Sichtverschattung spielt in diesem Zusammenhang auch eine mögliche Einsparung der Erdseile eine Rolle. Aus Kostengründen wird aber auch die Einsparung von Ableitern durch zusätzliche Erdseile denkbar. Da transiente Überspannungen eine maßgebende Belastung für Betriebsmittel darstellen, ist bei einer Teilverkabelung auch der Einfluss solcher Leiteranordnung darauf zu betrachten, und es sind resultierende Konsequenzen zu berücksichtigen.
Aufgabenstellung
Bei dieser Abschlussarbeit soll zunächst eine Literaturrecherche und Einarbeitung zu den Themen „transiente Überspannungen“, „Blitzstromparameter“ und „Mastgeometrien“ erfolgen. Auf Basis dieses Wissens sollen anschließend transiente Simulationen mit dem Simulationstool EMTP-ATP durchgeführt werden. Dazu ist zunächst eine Eingewöhnungsphase in das Programm vorgesehen. Anschließend sollen resultierende Abweichungen zwischen einer reinen Freileitungsstrecke, einer Kombination aus konventioneller Freileitung mit Teilverkabelung sowie weiterer Konstellationen mit abweichender Erdseil-Konfiguration untersucht werden. Vor allem die Betrachtung auftretender Mantelspannungen ist dabei von Interesse.
Die Berechnung auftretender Überspannungen auf Leitern und Schirmen soll dabei über die Implementierung einer Monte-Carlo-Methode in EMTP-ATP erfolgen, um eine statistische Betrachtung der zu erwartenden Überspannungen zu ermöglichen.
Voraussetzungen
- Interesse und Spaß an simulativen Aufgabenstellungen
- Motivation, sich das notwendige Hintergrundwissen selbstständig zu erarbeiten
- Erste Erfahrungen mit transienten Überspannungen / Isolationskoordination sind wünschenswert
