Refine
Has Fulltext
- no (5)
Year of publication
- 2020 (5) (remove)
Document Type
- Diploma Thesis (4)
- Master's Thesis (1)
Institute
- Elektrotechnik (5) (remove)
Language
- German (5)
Is part of the Bibliography
- no (5)
In dieser Arbeit wird, wissenschaftlich und gut nachvollziehbar, die Vorgehensweise zur Planung und Dimensionierung eines Schutzsystems für 110/20 kV Transformatoren am Beispiel des neu geplanten Umspannwerkes Sandersdorf gezeigt werden. Besondere Aufmerksamkeit gilt dabei den Möglichkeiten der neuesten Generation Schutzsysteme in Bezug auf deren Kommunikationsfähigkeiten über den Prozessbus nach IEC 61850.
Beginnend bei den für diese Aufgabe notwendigen technischen Grundlagen werden das Schutzobjekt Transformator sowie die einzelnen Schutzmöglichkeiten ausführlich erläutert. Anschließend werden bei der Erarbeitung eines redundanten Schutzkonzeptes die sich durch die konsequente Anwendung des Prozessbusses ergebenden neuen Möglichkeiten, aber auch Schwierigkeiten aufgezeigt. In diesem Zusammenhang wird auch auf die baulichen Gegebenheiten des Umspannwerkes und damit der Notwendigkeit des Einsatzes von Merging Units eingegangen.
Abschließend wird die praktische Umsetzung im Umspannwerk sowie das endgültige Schutzkonzept vorgestellt. Die Berechnung der Einstellwerte wird dabei ebenso betrachtet wie die Parametrierung und Inbetriebnahme ausgewählter Schutzgeräte.
Dynamische Differenzkalorimeter sind weit verbreitete Messgeräte in der thermischen Analyse. Aufgrund einfacher Handhabung und einer Vielzahl von Anwendungsgebieten, sind sie wichtiger Bestandteil in Forschung und Industrie. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der neuartigen Umsetzung einer Messzelle. Als Ausgangspunkt dient eine detaillierte Literaturrecherche, die sich mit den Grundlagen der Kalorimetrie, den verschiedenen Messprinzipien, den Methoden der Dynamischen Differenzkalorimetrie, der Einordnung des Gerätes hinsichtlich elektromagnetischer Grenzwerte sowie den theoretischen Vor- und Nachteilen des neuen Messsystems befasst. Ziel war es das Betriebsverhalten und die Leistung des Prototyps zu verbessern. Die Einflüsse der Messparameter und des bei Messungen verwendeten Zubehörs, sollten speziell für dieses Messgerät abgeschätzt und günstige Bedingungen herausgearbeitet werden. Des Weiteren wurde die Leistungsfähigkeit anhand von Benchmarks validiert und eingeordnet. Der Aufbau der Messzelle begünstigt eine Adaption von zusätzlichen Informationsquellen. Exemplarisch wurden deshalb eine Kamera, eine UV-Lichtquelle und ein Raman-Spektrometer implementiert und getestet. Aufgrund einer hohen Dynamik wurden außerdem eingehende Test zu temperaturmodulierten Messungen und deren Evaluierung durchgeführt.
Für die Untersuchung des 100Base-T1 Kommunikationskanals soll zunächst ein Laborversuch geplant werden. Mit dem Integrationstest im Labor auf Komponenten- und Fahrzeugebene, über genormte Prüfimpulse und Störgrößen kann eine valide allgemeingültige Aussage für den automobilen Einsatzbereich getroffen werden. Der Integrationstest des 100Base-T1 Standards im Gesamtfahrzeug soll unter realen Bedingungen im Fahrzeug getestet werden. Dafür soll ein Versuchsaufbau des 100Base-T1 Kommunikationskanals im realen Fahrzeug entwickelt werden. Der Systemaufbau soll eine Anbindung an den CAN-Bus haben und die zwei ECUs über SOME/IP mit einander kommunizieren. Auf dem Versuchsaufbau basierend sollen kritische Pfade in dem Versuchsfahrzeug ermittelt und eine Signalanalyse durchgeführt werden. Die erhaltenen Ergebnisse werden mit der ISO 26262 verglichen, zur Feststellung der Eignung des 100Base-T1 Kommunikationskanals für sicherheitskritische Anforderungen.
Das Ziel der vorliegenden Diplomarbeit war es, ein System zur zustandsorientierten Überwachung von grundlegenden und ausfallkritischen Komponenten einer Automatisierungsanlage, für die Abteilung Instandhaltung Endmontage der Volkswagen Sachsen GmbH am Standort Mosel, zu entwickeln und modular übertragbar zu gestalten. Dafür wurden die prinzipielle Arbeitsweise der Instandhaltung und das bestehende Anlagenmanagementsystem analysiert, systemseitig vorhandenes und strategisches Potenzial in Zielkriterien aufgezeigt und das verfügbare Marktangebot für fertig integrierbare Condition-Monitoring-Komplettlösungen berücksichtigt. Die Konzeptentwicklung einer schlussendlich eigenen Systemlösung und die folgende Umsetzung, sowie parallele Erprobung erfolgte an einer vorhandenen Pilotanlage. Dabei konnte auf Grundlage des in allen Automatisierungslagen der Endmontage vorhandenen Zusammenspiels zwischen Anlagensteuerung und Datenbank ein hochfunktionales und leistungsfähiges System referenziert werden. Unter Anwendung von mathematischen Grundlagen in automatisierten Algorithmen, war es zudem möglich, bereits erste instandhaltungsspezifische Informationen aus den aufgenommen Zustandsdaten durch das Finden von Anomalien aufzuzeigen und auszuwerten. Die in den Automatisierungsanlagen vorhandenen Sensoren und Aktoren offenbarten bisher ungenutzte Möglichkeiten und Informationen für einen zustandsorientierten Anlagenbetrieb. Durch diese Systemlösung wurden ohne einen kostenintensiven Neu- oder Umbau der Montageanlage des Weiteren die Grundlagen für die Ableitung von Predictive Maintenance Maßnahmen und damit einem wettbewerbsorientierten Instandhaltungsprozess im Automobilbau geschaffen.
Aktuell sind aufwendige Belüftungsanlagen Stand der Technik, die die Sortierkabinen mit klimatisierter und gereinigter Luft versorgen. Dabei wird Frischluft angesaugt und über mehrere Filterstufen gereinigt und anschließend aufgeheizt oder gekühlt. Diese Anlagen sind dabei meist in der Nähe oder auf dem Dach der Sortierkabine installiert. Über Zuluftelemente, welche über jedem Sortierkabinenarbeitsplatz installiert sind, strömt die Luft turbulenzarm aus, um entsprechende Keime im Inhalationsbereich des Mitarbeiters unterhalb des vom Gesetzgeber vorgegebenen Wertes zu halten. Betritt ein Mitarbeiter nun die Sortierkabine und möchte mit seiner Arbeit beginnen, muss er zunächst mithilfe eines mechanischen Schiebers das entsprechende Zuluftelement an seinem Arbeitsplatz öffnen. Somit erhält der Mitarbeiter einen definierten temperierten Luftstrom an seiner Arbeitsstätte. Da der Gesamt-Luftvolumenstrom und die Zulufttemperatur der Belüftungsanlage zentral geregelt werden, sind individuelle Einstellungen nicht möglich. Zudem werden die Lüftungsanlagen meist für eine bestimmte Anzahl von Arbeitsplätzen ausgelegt, die aktuell in der Sortierkabine vorhanden sind. Erweitert der Anlagenbetreiber die Sortierkabine oder integriert weitere Arbeitsplätze, kommt die bereits installierte Lüftungsanlage schnell an ihre Leistungsgrenzen. Das Ziel dieser Masterarbeit ist die Entwicklung eines modularen kompakten Klimasystems, dass über jeden Arbeitsplatz in der Sortierkabine installiert wird. Damit kann jeder Mitarbeiter seine klimatischen Wunschparameter in bestimmten Grenzen selbst wählen. Die Einstellungsgrenzen gibt dabei der Gesetzgeber vor. Weitere Vorteile dieses Systems könnten die beliebige Erweiterbarkeit sowie die Platzersparnis im Betrieb selbst sein. Zudem wäre es vorstellbar das entwickelte Klimamodul über entsprechender Lineartechnik an einem individuellen Ort in der Sortierkabine zu betreiben. Aktuell werden zwei Arten von Sortierkabinenbelüftungen unterschieden und sind Stand der Technik. Das sind zum einen reine Zuluftanlagen und zum anderen Zu-/Abluftanlagen. Reine Zuluftanlagen haben den Vorteil, dass diese einen gewissen Überdruck in der Sortierkabine erzeugen. Dadurch wird der Eintrag von verschmutzter Hallenluft über Türen oder Abwurfschächte in die Kabine verhindert. Bei den heute standardmäßigen Zu-/Abluftanlagen wird die Abluft unterhalb der Sortierbänder abgesaugt und über ein Kanalnetz mit Filterstufe und Wärmetauscher dem zentralen Lüftungsgerät zugeführt. Dabei wird die Abluft zur Vorwärmung der Zuluft genutzt werden. Dies reduziert den Energieverbrauch gegenüber reiner Zuluftanlagen. Das Klimamodul, welches in dieser Masterarbeit entwickelt werden soll, wählt einen völlig neuen Ansatz. Hier wird der Betrieb im Umluftverfahren gewährleistet. Dadurch wird zum einen der Verrohrungsaufwand minimiert und zum anderen der Energieverbrauch deutlich reduziert. Durch die geschickte Kommunikation der Module untereinander könnten zudem intelligente Klimatisierungsverfahren entwickelt werden. So könnten die Klimamodule entweder separat gesteuert oder auch, bei extremen äußeren klimatischen Bedingungen, zusammen angefahren werden. Beispielsweiße könnten bei niedrigen Außentemperaturen alle Klimamodule eine Stunde vor Schichtbeginn parallel angesteuert werden und die Sortierkabine schnell auf eine akzeptable Raumtemperatur anheben. Bei Schichtbeginn kann sich dann jeder Mitarbeiter eine individuelle Arbeitsplatz-Lufttemperatur einstellen. Die Module der nicht besetzten Arbeitsplätze schalten sich nach der Aufheizphase automatisch ab. Der Einsatzbereich der beschriebenen Klimamodule soll sich in dieser Arbeit auf Sortierkabinen in Recyclinganalgen beschränken. Es wären jedoch weitere Einsatzbereiche denkbar. So könnte das entwickelte Modul zum Beispiel in größeren Hallen wie Autohäusern oder Logistikzentren zum Einsatz kommen bei denen lediglich der Arbeitsplatz der Mitarbeiter klimatisiert werden soll. Parallel dazu könnte die Raumtemperatur des restlichen Bereiches abgesenkt werden um so Heizenergie einzusparen. Ein weiterer Einsatzbereich könnten Drogerien oder Einzelhandelsläden sein. Hier könnte den Mitarbeitern im Kassenbereich klimatisierte und hygienisch einwandfreie Luft zur Verfügung gestellt werden. Dies sind nur einige Beispiele in den das entwickelte Klimamodul zum Einsatz kommen könnte.