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19-10-2020 | Originalarbeit

Berechnung von geomagnetisch induzierten Strömen auf Basis eines dreidimensionalen Leitfähigkeitsmodells

Journal:
e & i Elektrotechnik und Informationstechnik
Authors:
Michael Schühle, Stefan Tenbohlen
Important notes

Hinweis des Verlags

Der Verlag bleibt in Hinblick auf geografische Zuordnungen und Gebietsbezeichnungen in veröffentlichten Karten und Institutsadressen neutral.

Zusammenfassung

Geomagnetisch induzierte Ströme (GIC) entstehen durch kosmische Einflüsse auf unser Erdmagnetfeld. Die Auswirkungen von GICs auf Transformatoren sind unter anderem ein erhöhter Scheinleistungsbedarf und eine daraus resultierende verringerte Belastbarkeit. Diese Arbeit zeigt, wie geomagnetisch induzierte Ströme innerhalb eines Übertragungsnetzes mit geerdeten Transformatorsternpunkten berechnet werden können. Für die Berechnung werden global verfügbare Magnetfelddaten und ein globales dreidimensionales Leitfähigkeitsmodell der Erde benutzt. Die Berechnung erfolgt beispielhaft für einen kleinen Ausschnitt des deutschen Übertragungsnetzes. Um die Genauigkeit zu erhöhen, wird der untersuchte Ausschnitt in ein feines Raster unterteilt. Zusammen mit einem dreidimensionalen Leitfähigkeitsmodell der Erde und der Interpolation gemessener Magnetfelddaten kann so der geomagnetisch induzierte Strom in einer Freileitung berechnet werden. Durch die Überlagerung der GICs aller Freileitungen, die an einen Transformator angeschlossen sind, kann der resultierende geomagnetisch induzierte Strom ermittelt werden. Die berechneten GIC-Ströme werden mit Messungen von Transformatorsternpunkten verglichen. Dabei zeigt sich eine weitgehend gute Übereinstimmung.

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