Schadensforensik an Betriebsmitteln — Multiphysik-FEM

Wenn hochwertige Betriebsmittel versagen — ein Überspannungsableiter, ein Leistungstransformator, ein Synchrongenerator — lautet die Frage selten, ob sie versagt haben, sondern warum, und ob der Rest des Bestands gefährdet ist. Für einen regionalen Versorger in Kolumbien führte Gridradix forensische Finite-Elemente-Analysen ausgefallener Betriebsmittel durch: Überspannungsableiter unter steilfrontigen Blitzüberspannungen und unter temporären Überspannungen durch einpolige Erdschlüsse; Leistungstransformatoren unter elektrischer und thermischer Beanspruchung; und Synchrongeneratoren, elektromagnetisch in ANSYS modelliert. Jede Studie verband eine Ereignisrekonstruktion auf EMT-Ebene mit Multiphysik-Modellierung auf Komponentenebene, um den Schadensmechanismus exakt zu bestimmen.

• Ursachenanalyse von Ableiterausfällen durch steilfrontige Überspannungen infolge von Blitzeinschlägen mittels EMTP-Ereignisrekonstruktion und COMSOL-Multiphysics-Komponentenmodellen.
• Ursachenanalyse von Ableiterausfällen unter temporären Überspannungen infolge einpoliger Erdschlüsse.
• Finite-Elemente-Modellierung von Leistungstransformatoren in COMSOL Multiphysics — einschließlich 2D-gekoppelter elektromagnetisch-thermischer Analyse der Wicklungen unter Fehlerbedingungen.
• Elektromagnetische Finite-Elemente-Modellierung von Synchrongeneratoren in ANSYS zur Untersuchung von Ausfallmechanismen.
• Korrelation der simulierten Beanspruchungsverteilungen mit den physischen Schadensbefunden und Definition präventiver Maßnahmen für den verbleibenden Bestand.

Multiphysik-FEM machte aus Post-mortem-Inspektionen quantifizierte Schadensmechanismen — mit dem Nachweis, wo und warum Beanspruchungen die Auslegungsgrenzen überschritten — sodass der Versorger Austausch und Einstellungsänderungen gezielt am tatsächlichen Risiko ausrichten konnte, statt Betriebsmittel bestandsweit zu ersetzen.