Prof. Dr. techn. Stefan Kornhuber und Dr.-Ing. Stefan Kittan haben zusammen mit der HSZG ein innovatives Verfahren zur Zustandsbewertung von Transformatoren patentieren lassen, das klassische Health-Index (HI) Verfahren mit entropiebasierten Verfahren kombiniert.

Die Zustandsbewertung von Transformatoren spielt in Zeiten des Klimawandels eine essentielle Rolle. Denn um die durch die Bundesregierung gesteckten Klimaziele zu erreichen wird unter anderem das System unserer Energieversorgung umstrukturiert – weg von wenigen zentralen, grundlastfähigen Großkraftwerken hin zu vielen dezentralen, volatilen Energiequellen. Diese Trendwende führt zu einer erhöhten Last des Übertragungsnetzes und seiner Komponenten. Dabei kommt es durch die erneuerbaren Energien zeitweise zu einer Lastumkehr und somit zu bisher nicht betrachteten Belastungen für die Netzkomponenten. Der nur schleppend vorangehende Ausbau des Übertragungsnetzes verschärft diese Situation zusätzlich. In der Folge nimmt die zu erwartende Lebensdauer bzw. die Betriebszuverlässigkeit der Einzelkomponenten ab.

Transformatoren sind wesentliche Bestandteile der Übertragungsnetze. Somit ist deren Zuverlässigkeitsbewertung von besonderer Bedeutung. Um auch in der aktuellen Energiepolitischen Situation einen sicheren Netzbetrieb zu gewährleisten, haben Dr.-Ing. Stefan Kittan und Prof. Dr. techn. Stefan Kornhuber im Rahmen des Smart-TR Projektes "Zustandsbewertung von Leistungs- und Verteiltransformatoren der elektrischen Energietechnik" neuartige Bewertungsverfahren für Verteil- und Leistungstransformatoren entwickelt.

Ein wichtiges Werkzeug bei der Zustandsbewertung von Transformatoren sind die Health-Index (HI) Verfahren. Hierbei wird eine Vielzahl von Messwerten gewichtet und zu einer Kennzahl zusammengefasst. Anhand dieser Kennzahl können Rückschlüsse auf die Alterung des Transformators gezogen werden. Es gibt mehre HI Verfahren, welche sich in Anzahl und Art der berücksichtigen Messwerte unterscheiden. Außerdem wird durch unterschiedliche Wichtung die Fokussierung des jeweiligen Verfahrens gesteuert. Ein Nachteil der HI Verfahren ist, dass diese nur anwendbar sind, wenn alle notwendigen Messdaten vorliegen. Dieser Nachteil wiegt umso schwerer vor dem Hintergrund, dass bestimmte Messungen nur mit hohem Aufwand durchgeführt werden können.

Ein neueres, entropiebasiertes HI Verfahren gleicht diesen Nachteil aus, indem die notwendigen Wichtungsfaktoren aus den Messdaten heraus bestimmt werden. Dies hatte allerding bisher einen neuen Nachteil nach sich gezogen: Entropiebasierte HI Werte sind untereinander nicht vergleichbar. Dadurch sind absolute Rückschlüsse auf den Alterungszustand nicht mehr möglich. Es kann nur detektiert werden, wenn der Zustand sich verschlechtert.

Prof. Kornhuber und Dr. Stefan Kittan haben im Rahmen ihrer wissenschaftlichen Tätigkeit eine Möglichkeit gefunden diesen Nachteil zu kompensieren, in dem Teile der klassischen HI Verfahren mit dem entropiebasierten Verfahren kombiniert werden. Diesen innovativen Ansatz haben die Wissenschaftler zusammen mit der Hochschule Zittau/Görlitz erfolgreich patentieren lassen.