Forschungsbereich | Smart Diagnostik und Online Monitoring
➤ Elektrische Netze und Smart Grids
➤ Maschinendiagnose und Großgeräte
➤ Drahtlose Sensornetzwerke (WSN)
➤ Academic and Scientific Exchange
Kompetenzfeld | Elektrische Netze und Smart Grids
Für das Gelingen der Energiewende sind Elektroenergienetze von großer Bedeutung, da sie eine universell einsetzbare Energieform transportieren können. Neben der Steigerung der Übertragungsfähigkeit stellt auch die Beibehaltung bzw. Verbesserung der Zuverlässigkeit nach dem NOVA-Prinzip (Netz-Optimierung vor Verstärkung vor Ausbau) einen wesentlichen Aspekt der Entwicklungen dar. In diesem Zusammenhang werden unter anderem Themen zu Oberschwingungsanteilen, Erdungsanlagen, Diagnosewerkzeugen für Netzzustände, Monitoring Systeme für eine vorausschauende Wartung und Detektion des Freileitungsdurchhangs bearbeitet.
Kompetenzfeld | Maschinendiagnose und Großgeräte
Rotierende Maschinen sind in einer Vielzahl von Anwendungen zu finden. Trotz ihrer variablen Ausführungen haben sie eins gemeinsam: sie verschleißen mit der Zeit. Vor dem Hintergrund ökologischer und ökonomischer Gesichtspunkte hat die technische Diagnostik das Ziel, individuelle zustandsabhängige Wartungsstrategien zu entwickeln. Eine große Herausforderung stellen dabei Getriebe- und Lager-Analysen dar, da die benötigten Vibrationssensoren möglichst in das Innere eingebracht und die Messwerte kabellos nach Außen übertragen werden müssen. Der Kompromiss zwischen Abtastrate und Energiebedarf ist nur eines von vielen spannenden Forschungsthemen.
Kompetenzfeld | Drahtlose Sensornetzwerke (WSN)
Eine kontinuierliche Funkverbindung ist für den Aufbau autonomer, eingebetteter und verteilter Sensornetze unersetzlich. Allerdings benötigen selbst modernste Funkmodule häufig eine Leistung von über 10 mW, weshalb bei batteriebetriebenen Systemen die Empfangsintervalle deutlich eingeschränkt und erhöhte Latenz- und Reaktionszeiten in Kauf genommen werden. Der Ansatz des WakeUp-Receivers ist es hingegen, eine kontinuierliche Empfangsbereitschaft des Sensorknoten bei einem durchschnittlichen Energiebedarf von 10 µW zu gewährleisten. Hierfür werden verschiedenste Schaltungsvarianten innerhalb der Forschungsgruppe analysiert, aufgebaut und getestet.
Prof. Dr.-Ing. Faouzi Derbel
Professur Smart Diagnostik und Online Monitoring
Institut
EET | Institut für Elektrische Energietechnik
Telefon: +49 (0)341 3076 1148
E-Mail: faouzi(dot)derbel(at)htwk-leipzig.de
Projekte
MENKI
Messverfahren für Erdschlussströme in 110-kV-Netzen mittels komplexer Impedanznetzwerke
Um in 110-kV-Netzen die benötigten Messdaten zu gewinnen, ohne das Risiko eines Doppelerdschlusses einzugehen, wird im Projekt MENKI ein Verfahren entwickelt, bei dem ein erdschlussähnlicher Zustand über die in den Umspannwerken vorhandenen Spannungswandler und eine daran angeschlossene Messschaltung hergestellt wird. Dadurch soll es möglich werden, dass die eingesetzte Messtechnik deutlich leichter transportiert werden kann.
Förderung: BMWK
Projektlaufzeit: 10/2021 - 09/2024
S U S I C
Smart Utilities and Sustainable Infrastructure Change
Digitalisierungsprojekt: Das Gesamtvorhaben gliedert sich in die Teilvorhaben der Universität Leipzig und der HTWK Leipzig. Das Teilprojekt der Universität Leipzig befasst sich vorwiegend mit der ökonomischen Modellierung des Gesamtsystems während das Vorhaben der HTWK Leipzig sich insbesondere der Micro-Grid-Modellierung ausgewählter prototypischer Systemvarianten widmet und als Schnittstelle zum Teilprojekt der Universität Leipzig reale Datenpunkte der Sektorenkopplung liefert. Im Ergebnis dieser Kopplung können konkrete Lösungsstrategien kommunaler Energieversorgungssysteme und Handlungsempfehlungen für deren Betrieb geliefert werden.
Förderung: SMWK, SAB
Projektlaufzeit: 2020 - 2022
Projektpartner: Universität Leipzig↗
C O D I C E S
COndition DIagnostiC of Earthing Systems
Integrierte Zustandsdiagnostik an verteilten Erdungsanlagen: Ziel ist es, ein elektrisches aktives Messverfahren zu entwickeln, welches es erlaubt den Korrosionsfortschritt und damit den Zustand des Erders zu beurteilen. Aufbauend auf dem Messverfahren soll ein Messsystem entwickelt werden, welches die Datenvorverarbeitung und -weiterleitung übernimmt. Für die generische Nutzung des neuen Lösungsansatzes wird ein spezielles IoT- Device (Industrie 4.0 Komponente) entwickelt und prototypisch erprobt.
Förderung: BMBF
Projektlaufzeit: 2020 - 2022
SmartHeads
Symbiosis methods for Automotive and Digitalization Sectors in Tunisia between higher education and industry for advanced labour market-orientation of graduates
Ziel des Kooperationsprojektes ist es, Maßnahmen zum Aufbau und zur Intensivierung des industriellen Einflusses auf die Hochschulstruktur in Tunesien durch Kooperationen und Wissenstransfer zu untersuchen, zu initiieren und zu realisieren.
Förderung: BMZ/DAAD
Projektlaufzeit: 09/2020 - 12/2023
Z A P D O S
Zuverlässige, autarke und praktikable Durchhangsermittlung auf Grundlage optischer Systeme
Im Vorhaben soll eine Messeinrichtung entwickelt werden, welche den Durchhang der Leitungen direkt und präzise bestimmen kann, ohne dass sie am Freileitungsseil befestigt werden muss.
Förderung: SAB, EFRE
Projektlaufzeit: 09/2019 - 02/2022
iFacts
Intelligente funktionale und dezentrale Anlagenüberwachung für eine effiziente Prozessautomatisierung
„Intelligente Fakten“ (iFacts) bezeichnen integrierte Prozessinformationen, die auf intelligente Weise Sensordaten ergänzen und erweitern. Sie besitzen einen niedrigen Stromverbrauch und sind insbesondere auf dem unteren Level der Prozesssteuerungshierarchie relevant und können u.a. zur Überwachung und Diagnose von Werksprozessen herangezogen werden.
Förderung: BMBF (FKZ: 13FH025PX2)
Projektlaufzeit: 2018 - 2020
EMBSeil
Untersuchung elektromagnetischer Beeinflussung während des Seilzugs beim Freileitungsbau
Basierend auf den Ergebnissen vorangegangener Forschungsprojekte hat sich gezeigt, dass es beim Freileitungsbau mit benachbarten, sich in Betrieb befindenden Leitersystemen, zu erheblichen Strömen und Berührungsspannungen kommen kann. Die dabei auftretenden Gefährdungen für das Montagepersonal und die eingesetzten Geräte sowie mögliche Abhilfemaßnahmen sind der Fokus dieses Projekts.
Förderung: BG ETEM
Projektlaufzeit: 2017
MIBRAG
Multiple integrated bearing vibration sensors on RF-basis for automated gearbox diagnostics
Die Mitteldeutsche Braunkohlengesellschaft mbH (MIBRAG) betreibt im Süden Leipzigs mehrere Tagebaue mit unterschiedlichen Schaufelradbaggern. Angetrieben werden diese Stahlkolosse von leistungsstarken Motoren, die ihre Kraft mittels mehrstufiger Getriebe übersetzen. Für die Diagnostik und optimale Wartung der Wälzlager der Planetenstufe werden in Kooperation MIBRAG-Module entwickelt.
Projektpartner: MIBRAG
Projektlaufzeit: seit 2016
DemoS TP1
Sensorbasiertes Management- und Überwachungssystem
Es wird ein nutzerfreundliches sensorbasiertes Monitoring- und Managementsystem zur Erhaltung der Bausubstanz entwickelt. Dabei wird auf die Anforderungen, die das Nutzungsverhalten während des demografischen Wandels stellt, dynamisch eingegangen. Einen wichtigen Teil des Systems wird die Sensorik von TP2 stellen und so neue Möglichkeiten des Monitorings bieten. Somit kann das Raum- und Gebäudeklima sowie deren Einfluss auf die Bausubstanz überwacht werden.
Förderung: Europäischer Sozialfond (ESF)
Projektlaufzeit: 10/2016 - 07/2019
Projektseite ↗
AiS
Autarke Intelligente Sensornetze in der Produktion
Die Forschergruppe AiS will mit dem Projekt Energieautonome Sensorik für ein breites Anwendungsfeld in Fabriken und Anlagen verfügbar machen. Informationen über Prozesse und Abläufe, Zustand von Maschinen, Nachschub, Tranportwege und ähnliche Aspekte ermöglichen eine effizientere Planung und schnellere Reaktion auf unvorhergesehene Zustände in der Produktion. Damit lassen sich wichtige Ressourcen einsparen. Die Einsparungen an Material und Energie erhöhen zudem die Konkurrenzfähigkeit und ermöglichen eine nachhaltige Produktion.
Förderung: Europäischer Sozialfond (ESF)
Projektlaufzeit: 2013 - 2014
FERD
Frequenzselektiver Erdschluss
Die hohe Versorgungszuverlässigkeit der deutschen Verteilnetze wird maßgeblich durch Ihre Fähigkeit bestimmt gegenüber einem der häufigsten Netzfehler, dem Erdschluss, eine hohe Fehlertoleranz aufzuweisen. Um das Risiko von Netzabschaltungen zu vermeiden, wurde in enger Zusammenarbeit mit der MITNETZ Strom GmbH der frequenzselektive Erdschluss entwickelt.
Förderung: BMWi
Projektpartner: MITNETZ Strom GmbH
Projektlaufzeit: 2014
KoppBF
Kopplungen und Beeinflussung an Freileitungsanlagen
Durch die höhere Auslastung von Hochspannungsfreileitungen kommt es häufig zur elektromagnetischen Beeinflussung Dritter. Im Rahmen dieses Projektes werden Berechnungen von speziellen Anordnungen bei Beeinflussung von Hochspannungsfreileitungen durchgeführt. Mittels entwickelter Berechnungswerkzeuge können spezielle Beeinflussungsanordnungen berechnet werden.
Förderung: BMWI
Projektlaufzeit: 2014
WakeUp-Receiver
Eine kontinuierliche Funkverbindung ist für den Aufbau autonomer, eingebetteter und verteilter Sensornetze unersetzlich. Im Projekt soll eine spezielle Empfangsschaltung entwickelt werden, die es ermöglicht, eine kontinuierliche Empfangsbereitschaft des Sensorknoten zu gewährleisten.
Projektlaufzeit: seit 2013