Elektrische Züge, die mit der Grundfrequenz des Drehstrom-Versorgungsnetzes (50/60 Hz) über Leistungstransformatoren gespeist werden, benötigen eine stabile Versorgungsspannung ohne plötzliche Einbrüche. Beim Versorgungsnetz müssen Spannungs- und Stromunsymmetrien zwischen den Phasen begrenzt und ihre Ausbreitung über das Netz verhindert werden. Ferner müssen Spannungsschwankungen und Oberschwingungen so kontrolliert werden, dass die vorgegebenen Grenzwerte eingehalten werden. Flexible Drehstrom-Übertragungssysteme (Flexible AC Transmission Systems, FACTS) sind eine Familie von statischen Systemen auf der Basis leistungselektronischer Komponenten, die mithilfe moderner computergestützter Leittechnik gesteuert werden. Zwei dieser Systeme, der herkömmliche statische Blindleistungskompensator (Static Var Compensator, SVC) und der neuere statische synchrone Kompensator (STATCOM) vom Typ SVC Light von ABB, können in Verbindung mit speziellen Regelalgorithmen zum Ausgleich von Netzunsymmetrien eingesetzt werden. Der Lastausgleich wird dabei durch die Übertragung von Wirk- und Blindleistung zwischen verschiedenen Phasen erreicht. Darüber hinaus werden SVC- und SVC-Light-Systeme zur dynamischen Stützung der Fahrdrahtspannung gegen Spannungseinbrüche und zur Reduzierung von Oberschwingungen eingesetzt, wie sie von Thyristorlokomotiven verursacht werden. Im Falle von SVC Light kann eine bestimmte Anzahl dieser Oberschwingungen durch aktive Filterung entfernt werden. Ein SVC ist ein System mit variabler Impedanz, die durch Kombination mehrerer Elemente mit festen Impedanzen (z.B. Kondensatoren) und durch Thyristorventile steuerbare Drosselspulen (Thyristor Controlled Reactor, TCR) erreicht wird. Für die 108 km lange Hochgeschwindigkeitsstrecke 'High Speed One' (HS 1) zwischen London und dem Ärmelkanaltunnel bei Dover wurden sieben SVCs geliefert. Sechs der SVCs dienen hauptsächlich der dynamischen Spannungsstützung und sind bahnstromseitig mit den Leistungstransformatoren verbunden. Ein siebenter SVC dient dem Lastausgleich. Im 22-kV- und 11-kV-Speisenetz der Londoner U-Bahn sind an kritischen Punkten des Netzes insgesamt sechs SVCs (sowie einige einzelne Oberschwingungsfilter) in Betrieb. Im Vergleich zu klassischen SVC mit TCRs in Dreieckschaltung für dieselbe Nennleistung kann SVC Light mit phasenweise geschalteten Ventilen und einem gemeinsamen Gleichspannungs-Zwischenkreis eine um den Faktor Wurzel aus 3 größere Traktionslast kompensieren. Im französischen Eisenbahnnetz sind zwei solcher SVC-Light-Anlagen in Betrieb. Beide werden vom nationalen Drehstrom-Verteilnetz mit einer Spannung von 90 kV bzw. 63 kV gespeist.
Eisenbahn-FACTS. Systeme zur Verbesserung der Stromqualität in Bahnstrom-Versorgungsnetzen
ABB Technik ; 2 ; 35-41
2010
7 Seiten, 17 Bilder, 2 Quellen
Aufsatz (Zeitschrift)
Deutsch
Anwendungsbeispiele , Bahnstromnetz , Blindlast , Blindleistungskompensation , Drehstromnetz , Drosselspule , elektrische Impedanz , Fahrleitung , Fahrstrom , Filterschaltung , Gleichstromzwischenkreis , Hersteller , Hochgeschwindigkeitsbahn , Kompensationsdrossel , Kondensatorbatterie , Lastsymmetrie , Leistungselektronik , Leistungsfaktor , Leistungstransformator , Leittechnik , Oberschwingung , Spannungseinbruch , Spannungsqualität , Spannungsschwankung , Spannungsstabilisierung , Thyristorsteuerung , U-Bahn , unsymmetrische Last , Wirkleistung , Wirtschaftlichkeit
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