Bayerisch-Tschechische Hochschulagentur

Forschungsverbund „Umweltverträglichkeit von Transformatorölen – alternative Isolierflüssigkeiten (UMTRIS)“

Das bayerisch-tschechische Verbundprojekt „UMTRIS“ testete alternative Transformatoröle auf deren elektrothermische Eignung zum Ersatz von Mineralölen. Kooperationspartner waren dabei die Ostbayerische Technische Hochschule Regensburg, die Ostbayerische Technische Hochschule Amberg-Weiden, die Westböhmische Universität in Pilsen (ZČU) sowie die Tschechische Technische Universität in Prag (ČVUT).

Transformatoren nehmen in der Energiewende eine Schlüsselfunktion ein, ihre sichere Betriebsweise ist eine Grundvoraussetzung für die störungsfreie Versorgung mit Elektroenergie. In den derzeit eingesetzten Transformatoren wird zur elektrischen Isolierung und zur Wärmeabfuhr vorzugsweise Mineralöl verwendet. Neben vielen Vorteilen ist damit allerdings ein entscheidender Nachteil verbunden, das Mineralöl ist nicht biologisch abbaubar und somit nicht umweltverträglich. Im Hinblick auf eine nachhaltige Energieversorgung und aus ökologischer Sicht ist daher das bisher verwendete Mineralöl durch alternative Flüssigkeiten zu ersetzen. Für eine breite Anwendung solcher Flüssigkeiten in Transformatoren fehlen jedoch neben Betriebserfahrungen vor allem auch wissenschaftlich-technische Grundlagen.

Diesem Ziel widmete sich ein Team um Prof. Dr.-Ing. Oliver Brückl vom Regensburg Center of Energy and Resources (RCER) der OTH Regensburg mit dem Projekt „Umweltverträglichkeit von Transformatorölen – alternative Isolierflüssigkeiten“, kurz UMTRIS. Die Zusammenarbeit der vier Forschungseinrichtungen wurde für die Dauer von drei Jahren von der Bayerisch-Tschechischen Hochschulagentur mit einer Gesamtsumme von 360.000 Euro gefördert. Projektstart war im Mai 2017.

Als Alternative zu Mineralölprodukten standen bei UMTRIS natürliche Ester-Öle im Fokus. „Es hat sich gezeigt, dass die bisher bekannten Eigenschaften von Ester-Ölen für die Sicherheit des Transformatorenbetriebs nicht ausreichend sind“, erklärte Prof. Dr.-Ing. Oliver Brückl zum Start des Forschungsverbunds. Dies erforderte detaillierte Untersuchungen, bei denen biologisch abbaubare Varianten im Mittelpunkt standen. Deren Eigenschaften sollten im technischen Anwendungsfall des Trafobetriebs verifiziert werden.

Im Rahmen des Projektes fand ein stetiger Datenaustausch der ermittelten Parameter hinsichtlich Analysen und Messungen statt. Die Westböhmische Universität Pilsen und die Technische Universität Prag führten in enger Abstimmung die Untersuchungen zum Durchschlags- und Teilenladungsverhalten der Öle durch, diese wurden dann an der OTH Amberg-Weiden hinsichtlich ihrer chemischen Eigenschaften analysiert. Zudem wurde anhand dieser Messwerte an der OTH Regensburg an den Simulationen zum thermischen Alterungsverhalten geforscht. 

Während der Projektlaufzeit haben sich die Projektpartner regelmäßig gegenseitig zu Projekttreffen eingeladen, bei welchen die beteiligten Forschungseinrichtungen ihre Zwischenergebnisse präsentierten. Außerdem wurden die nächsten Schritte zur Untersuchung der Transformatoröle und deren Belastbarkeit gemeinsam erarbeitet sowie Möglichkeit des Verlängerns der Zusammenarbeit diskutiert 

Der breiten Öffentlichkeit wurde das Projekt in zwei Vorträgen bei der Veranstaltung „NACHT.SCHAFFT.WISSEN“ im April 2019 an der OTH Regensburg präsentiert. Neben den Forschungszielen und einem Einblick in die bisherigen Ergebnisse war auch die Betriebssicherheit von Transformatoren im Fokus.   

In der Forschungsarbeit arbeiteten die Wissenschaftler an der OTH Regensburg an den Untersuchungen zum Alterungsverhalten von Transformatoren mit alternativen Isolierflüssigkeiten im Vergleich zum herkömmlichen Mineralöl. Das zuvor entwickelte und in MATLAB/Simulink aufgebaute Modell zur thermischen Alterung wurde unter anderem um die Berechnung einer momentabhängigen dynamischen Top-Oil Zeitkonstante erweitert. Die sich ergebenen Simulationen für das Maximum und Minimum des Alterungsfaktors für natürliche Ester stellen ebenso wie der Temperaturgradient einen erheblichen Einfluss auf die Endresultate dar, weshalb in Weiteren Simulationen mithilfe von konkreten Werten für die beiden einflussreichen Parameter des Modells (Temperaturgradient und Alterungsfaktor) vorgenommen werden sollten.
Basierend auf den Forschungsergebnissen aus den Jahren 2017 und 2018 haben die Westböhmische Universität Pilsen und die Technische Universität Prag im Jahr 2019 die Analyse der Daten der untersuchten Öle im homogenen elektrischen Feld und die Messung im inhomogenen elektrischen Feld fortgesetzt. Die statistische Auswertung wurde mit den Daten durchgeführt, die unter Verwendung eines speziell entwickelten Tip-to-Plan-Elektrodensystems erhalten wurden.  
Durch die OTH Amberg-Weiden wurden handelsübliche Öle (mineralisch, pflanzlich und synthetisch) hinsichtlich temperaturabhängiger Dichte und Viskosität charakterisiert. Die Daten wurden zu Simulationszwecken an die OTH Regensburg übermittelt. 
Für die restliche Projektlaufzeit stand die Bestimmung der physikalisch-chemischen Parameter der neuen Transformationsölprobe Nytro Bio 300x auf der Agenda. Anschließend sollte ein Vergleich der physikalisch-chemischen Parameter weiterer Transformationsöle durchgeführt und Ölproben nach BDV- und PD-Experimenten mit Pressspanplatten zwischen den Elektroden analysiert werden. 

Die von der Bayerisch-Tschechischen Hochschulagentur geförderte grenzüberschreitende Zusammenarbeit dieses Forschungsverbunds wurde im März 2020 abgeschlossen. Der Forschungsverbund wurde durch die Bayerisch-Tschechische Hochschulagentur aus Mitteln des Bayerischen Staatsministeriums der Finanzen und für Heimat gefördert.

Als weitere Kooperationspartner waren die regionale Kontakt- und Koordinationsstelle Oberpfalz der Europaregion Donau-Moldau sowie insbesondere die Firma Starkstrom Gerätebau GmbH (SGB) eingebunden. Die regelmäßige Teilnahme am Projekt und das hohe Interesse an der Thematik seitens der SGB gewährleisten einen Wissenstransfer in die Industrie. Umgekehrt profitieren die beteiligten Forschungseinrichtungen von der Praxiserfahrung des Transformatorherstellers. Darüber hinaus führte der Antrag eines weiteren Forschungsprojekts in Kooperation der OTH Regensburg mit der SGB im Bereich der Transformatorentechnik zum Erfolg.


Beiträge über Projekttreffen in Regensburg und eine Zwischenbilanz zum Projekttreffen in Prag unter www.europaregion.org

Pressemitteilung des Bezirks Oberpfalz

  • 2019_11_13_Team_UMTRIS_meeting_Regensburg
  • NachtSchafftWissen2019_OTH
  • UMTRIS-OTH-Regensburg
 

Bilder:

(1) UMTRIS Teamtreffen in Regensburg. Foto: OTH Regensburg
(2) Präsentation an der Veranstaltung NACHT.SCHAFFT.WISSEN. an der OTH Regensburg, 12.4.2019. Foto: OTH Regensburg
(3) Prof. Dr. Oliver Brückl vor einem Modelltrafo an der OTH Regensburg. Foto: OTH Regensburg

 

 

 

Nachrichten

Die Bayerische Repräsentanz in Prag, das Sächsische Verbindungsbüro in Prag und die Deutsche Botschaft Prag veranstalten zusammen mit der tschechischen Technologischen Agentur, dem tschechischen Außen- und dem Umweltministerium am 2.–3.9.2021 die Innovationskonferenz „Pathways into a sustainable future“ zum Thema Green Technologies:
www.green-technologies.org


Die Technische Hochschule Ingolstadt und die Westböhmische Universität Pilsen organisieren am 21.9.2021 den Workshop „Virtual Development in Passive Safety and Human Models for Future Mobility“:
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Die Europaregion Donau-Moldau lädt zur Online-Veranstaltung „INTERREG VI-A: Bayern-Österreich & Bayern-Tschechien 2021 – 2027: Möglichkeiten für Hochschulen in der Europaregion Donau-Moldau“ am 8.10.2021:
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BAYHOST und BTHA suchen ab September 2021 Studierende für eine Mitarbeit als studentische oder wissenschaftliche Hilfskräfte:
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Das Koordinierungszentrum Deutsch-Tschechischer Jugendaustausch – Tandem sucht für das Projekt ahoj.info vom 1.9. oder 1.10.2021 Freiwilligen mit Wohnsitz in Deutschland oder Tschechien, Bewerbung bis 31.7.2021:
Ausschreibung PilsenAusschreibung Regensburg


Das Collegium Carolinum sucht Assistenz der Geschäftsführung (in Teilzeit), Bewerbung bis 9.8.2021:
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Fakultät für Ingenieurwissenschaften der Technischen Hochschule Rosenheim bietet den Bachelorstudierenden ein Flexi-Startsemester an:
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An der Technischen Hochschule Rosenheim wird ein neuer englischsprachiger Bachelorstudiengang Applied Artificial Intelligence angeboten:
www.th-rosenheim.de


Die Universität Bayreuth und die Karls-Universität eröffnen einen neuen Double-Degree-Bachelorstudiengang Philosophy, Politics and Economy:
www.pe.uni-bayreuth.de


Die Universität Regensburg und das Fakultätsklinikum der Karls-Universität in Pilsen eröffneten im Wintersemester 2020/21 den bilateralen Kurs Precision Medicine International (eduBRoTHER) zum Thema Biobanken und personalisierte Medizin:
Informationen zum Kurs


Das BMBF eröfnette das neue Förderprogramm FH-Europa zur Unterstützung von Hochschulen bei grenzüberschreitender Vernetzung:
www.bmbf.de


Der Deutsch-Tschechische Zukunftsfonds bietet anteilige Projektförderungen:
Antragsfrist zur Durchführung von Projekten im
1. Quartal bis 30.9. / 2. Quartal bis 31.12. /
3. Quartal bis 31.3. / 4. Quartal bis 30.6.
www.fondbudoucnosti.cz


Der Adalbert Stifter Verein vergibt Förderstipendien für Projekte zur Kultur und Geschichte der Deutschen in den böhmischen Ländern:
www.stifterverein.de


Die Europaregion Donau-Moldau bietet eine Praktikumsstelle in Freyung an:
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Die Repräsentanz des Freistaats Bayern in Prag sucht geeignete Praktikanten:
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Die OTH Amberg-Weiden bietet den neuen Studiengang International Business mit Schwerpunkt auf Mittel- und Osteuropa an:
www.oth-aw.de


Die Technische Hochschule Deggendorf eröffnete zusammen mit der Westböhmischen Universität in Pilsen und dem Institute of Technology and Business in Budweis das internationale duale Studium CAST
www.th-deg.de/dual


An der FAU Erlangen-Nürnberg wird neuer Bachelorstudiengang International Economic Studies angeboten:
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Wissenschaftsstandort Bayern ist Spitze  LMU und TUM setzen sich als Exzellenz-Universitäten durch:
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Nature Index 2021 listet zwei bayerische Universitäten unter Top 100: LMU und TUM schneiden beim weltweiten Vergleich der Qualität der wissenschaftlichen Publikationen in den Naturwissenschaften hervorragend ab.


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