Ultraschneller und intelligenter rein elektronischer und hybrider LVDC-Schalter mit sicherer Trennung, Teilvorhaben: Systematische Parameterraumuntersuchung an mechanischen Schaltstrecken für den Einsatz in ultraschnellen hybriden LVDC-Schaltgeräten mit sicherer Trennung

Description: Zur Erreichung der Klimaziele Deutschlands müssen sowohl die Energieeffizienz, als auch der Anteil der erneuerbaren Energien gesteigert werden. Dies kann mit einer Umstellung der Elektroenergieversorgung von wechselstrombasierten Systemen auf Gleichstromsysteme über alle Spannungsebenen hinweg erreicht werden. Allerdings stellen diese zukünftigen Gleichstromsysteme deutlich höhere Anforderungen im Bereich der Sicherheit. Hier setzt dieses Verbundprojekt an. Die TU Ilmenau entwickelt hier gemeinsam mit weiteren Partnern aus Industrie und Forschung die nächste Generation elektrische Schaltgeräte zur Erfüllung dieser Anforderungen an den Personen- und Anlagenschutz im Niederspannungsbereich. In Frage kommen hierbei nur hybride Schaltgeräte-Konzepte. Diese kombinieren klassische mechanische Schaltelemente und leistungselektronische Schaltelemente in Verbindung mit einem geeigneten Überspannungsschutz zur Erfüllung dieser hohen Anforderungen. Hierbei müssen diese einzelnen Komponenten optimal aufeinander abgestimmt sein und der Schaltvorgang durch eine gemeinsame Steuerung koordiniert werden. Der betrachtete Schaltvorgang umfasst dabei die Erkennung eines Fehlerfalls, den Vorgang der Unterbrechung des Gleichstromes und die anschließende Herstellung einer sicheren elektrischen Trennstrecke. Der Schwerpunkt der TU Ilmenau liegt in den experimentellen und simulationsgestützten Untersuchungen der mechanischen Schaltstrecken für Spannungen bis 800 V DC, sowie Betrachtungen zur Skalierbarkeit der erarbeiteten Konzepte für die Spannungsebene 1500 V DC. Darüber führt die TU Ilmenau Simulationen zu den betrachteten Konzepten hybrider Schaltgeräte durch als Grundlage der Erstellung von Demonstratoren durch die Projektpartner.

SupportProgram

Origins: /Bund/UBA/UFORDAT

Tags: Elektroindustrie ? Energieeffizienz ? Anteil erneuerbarer Energien ? Klimaziel ?

Region: Thuringia

Bounding boxes: 11° .. 11° x 50.91667° .. 50.91667°

License: cc-by-nc-nd/4.0

Language: Deutsch

Organisations

• Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (Finanzielle Förderung)
• Technische Universität Ilmenau, Institut für Elektrische Energie- und Steuerungstechnik, Fachgebiet Elektrische Geräte und Anlagen (Projektverantwortung)
• Umweltbundesamt (Bereitstellung)

Time ranges: 2023-02-01 - 2026-01-31

Alternatives

• Language: Englisch/English
  Title: Subproject: Systematic parameter space investigation on mechanical switching sections for use in ultrafast hybrid LVDC switchgear with safe isolation
  Description: To achieve Germany's climate targets, both energy efficiency and the share of renewable energies must be increased. This can be achieved by converting the electrical power supply from AC-based systems to DC systems across all voltage levels. However, these future direct current systems pose significantly higher requirements in the area of safety. This is where this joint project comes in. Together with other partners from industry and research, the TU Ilmenau is developing the next generation of electrical switchgear to meet these requirements for personal and system protection in the low-voltage range. Only hybrid switchgear concepts come into question here. These combine classic mechanical switching elements and power electronic switching elements in conjunction with suitable surge protection to meet these high requirements. These individual components must be optimally matched to each other and the switching operation must be coordinated by a common control system. The switching process under consideration includes the detection of a fault condition, the process of interrupting the direct current and the subsequent establishment of a safe electrical isolating path. The main focus of the TU Ilmenau lies in the experimental and simulation-based investigations of the mechanical switching paths for voltages up to 800 V DC, as well as considerations of the scalability of the developed concepts for the voltage level 1500 V DC. In addition, the TU Ilmenau carries out simulations of the considered concepts of hybrid switching devices as a basis for the creation of demonstrators by the project partners. https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1123093

Status

Aktiv

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