Der Austausch von Elektrizität zwischen öffentlichen Drehstromnetzen und den einphasigen Bahnstromnetzen wird - anstelle von rotierenden Umformern - heute durch große leistungselektronische Frequenzumrichter ermöglicht. Bei der Kopplung eines Drehstromnetzes mit einem einphasigen Wechselstromnetz pulsiert die Leistung im einphasigen Netz mit der doppelten Netzfrequenz, während sie im Drehstromnetz weitgehend konstant bleibt. Bei statischen Frequenzumrichtern wird diese Schwingung mithilfe einer Kondensatorbank und einer Induktivität gefiltert, die auf das Doppelte der Betriebsfrequenz des Bahnstromnetzes abgestimmt sind. Der statische Umrichter fungiert nicht nur als Spannungs- und Blindleistungsquelle, sondern kann bei Störungen im Netz auch ohne Unterbrechung vom Verbund- in den Inselbetrieb wechseln. Das Prinzipschaltbild einer kompletten Umrichterstation, wie sie für den Lötschberg-Tunnel installiert wurde, zeigt folgende neun Komponenten: (1) 50-Hz-Umrichter, (2) 16,7-Hz-Umrichter, (3) Spannungsbegrenzer, (4) Gleichspannungs-Zwischenkreis, (5) Umrichtercontainer, (6) 50-Hz-Transformator, (7) 16,7-Hz-Transformator, (8) Netzfilter, und (9) Fernsteuerung. Der Umrichter sowie dessen Steuerung werden komplett verdrahtet und geprüft in einem wetterfesten Container geliefert. Sämtliche Steuerungs-, Regelungs- und Sicherheitsfunktionen werden vom bewährten digitalen, leistungselektronischen Leitsystem von ABB bereitgestellt. Die Umrichterstation Timelkam (Österreich) umfasst zwei unabhängige 30-MW-Umrichteranlagen, die mit 50 Hz/110 kV aus dem öffentlichen Stromnetz gespeist werden und das Bahnnetz mit 16,7 Hz/110 kV versorgen. Die weltweit größte Umrichterstation für Bahnstrom wird zurzeit von E.ON in Datteln gebaut. Sie wird mit einer Nennleistung von 413 MW die vorhandenen 16,7-Hz-Generatoren der Kraftwerksblöcke Datteln 1 bis 3 ersetzen. Die Umrichterstation wird mit einer Frequenz von 50 Hz vom nahegelegenen neuen Kraftwerk Datteln 4 versorgt und speist das 110-kV-Netz der Deutschen Bahn (DB) mit 16,7 Hz. Der Lieferumfang von ABB umfasst vier einzelne Umrichterstationen mit einer Nennleistung von je 103 MW, die wiederum aus vier 30-MW-Standerdumrichtern bestehen. ABB ist Marktführer für diese Art von Systemen. Da viele rotierende Umformer bald das Ende ihrer Lebensdauer erreichen, ist in den kommenden Jahren eine erhöhte Nachfrage zu erwarten.
Statische Umrichter, dynamische Leistung. Umrichter von ABB sorgen für die richtige Frequenz in Bahnstromnetzen
ABB Technik ; 2 ; 42-47
2010
6 Seiten, 8 Bilder, 7 Quellen
Aufsatz (Zeitschrift)
Deutsch
Anwendungsbeispiele , Bahnstromnetz , Betriebsfrequenz , Blindleistungsregelung , Blockschaltbild , Container (Transportbehälter) , Drehstromnetz , Einphasennetz , Eisenbahn , Fernsteuerung , Frequenzumrichter , Gleichstromzwischenkreis , Hersteller , Hochpassfilter , Induktivität , Inselbetrieb , Kondensatorbatterie , Leistungsbereich , Leistungselektronik , Leistungstransformator , Maschinenumformer , Modulbauweise , Netzrückwirkung , Oberschwingung , SCADA-System , Verbundbetrieb , Wechselrichter
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