Fachausschuss Stromversorgung Bahnanlagen

 

Aktuelles aus dem Fachausschuss:

  • die Fachausschusssitzung am 01. April 2020 wurde aus aktuellem Anlass (Maßnahmen zur Eindämmung der Ausbreitung von COVID-19) abgesagt und auf unbekannt verschoben.

    Über einen neuen Termin werden wir euch rechtzeitig informieren.

 

 

Mitglieder

tereschenko

Vorsitzender
Wladimir Tereschenko

vdei-tereschenko@mail.de

Dr. Graband & Partner GmbH
 Görl

Stellvertretender Vorsitzender
Christopher Görl

chrisgoerl@web.de

Regiobahn GmbH
 sitka

Schriftführer

Harald Sitka

harald.sitka@t-online.de

 
 

Moderation

Svetoslava Maslinkova

Deutsche Bahn AG
 

Internetbeauftragter

Patrick Prestel
Albtal-Verkehrs-Gesellschaft mbH

Wir sind vorwiegend dynamische Jungingenieure mit einer guten Mischung erfahrener Elektroingenieure.

Du hast Lust bei uns mitzuarbeiten? Dann kontaktiere unseren Vorsitzenden unter vdei-tereschenko@mail.de.

Zielstellung und Schwerpunkte

Die wesentlichen Themengebiete des Fachausschusses Stromversorgung Bahnanlagen sind

  • Energieerzeugungs- und Energieverteilungssysteme im Bahnbereich (16,7 Hz, 50 Hz, DC)
  • Umspannungs- und Verteileranlagen des Hoch- und Mittelspannungsnetzes inkl. Unterwerke und Trafostationen
  • Oberleitungsanlagen einschließlich Steuerung, Stromschienen und Schnittstellen zu anderen Staaten

Historie des Fachausschusses

Am 15.04.2019 hat sich der Fachausschuss neu ins Lebens gerufen. Durch die Aufnahme neuer Mitglieder und die Neubesetzung vieler Ämter wurde wieder die Facharbeit mit Elan und großer Motivation aufgenommen. Eine erste Handlung war hieraus die Konkretisierung der zu behandelnden Fachthemen und als Folge die Umbenennung des Fachausschusses "Elektrotechnik" in "Stromversorgung Bahnanlagen". Dem Antrag auf Umbenennung wurde am 01.11.2019 in der Bundesvorstandssitzung des VDEI stattgegeben.

 

Wir sind weiterhin auf der Suche nach interessierten Mitgliedern die Lust auf Facharbeit und den unternehmensübergreifenden Austausch haben. Du fühlst dich angesprochen? Bei Interesse kontaktiere uns einfach unter vdei-tereschenko@mail.de.

Rückblick Termine

Fachausschusssitzung in Köln bei der DB Energie

Am 04. Dezember führte der Fachausschuss Stromversorgung Bahnanlagen bei der DB Energie GmbH in Köln seine 3. Fachausschusssitzung im Jahr 2019 durch. Nach der Begrüßung der Teilnehmer informierte Svetoslava Maslinkova (DB, Think Tank Digitalisierung & Technik) in einem Fachvortrag über Bahnstrom-Erzeugeranlagen in Deutschland.

Historisch gewachsen werden verschiedene Energieversorgungssysteme bei den europäischen Bahnen genutzt: diese variieren sowohl in der Frequenz von Gleichstrom, über 16,7 Hz bis 50 Hz Wechselstrom als auch in der Spannungshöhe an der Fahrleitung bzw. Stromschiene von 750 V bis 25 kV. Eine großflächige Harmonisierung in der EU wäre aber sehr teuer und umständlich.1)

Der Zugverkehr in Deutschland wird auf elektrifizierten Strecken über die Oberleitung mit 16,7Hz-15kV-Einphasenwechselstrom gespeist. Die überregionale Energieverteilung wird über ein 8.000km langes 16,7Hz-110kV-Bahnstromnetz ermöglicht, welches die DB Energie betreibt. In deutschlandweit ca. 200 Umspannwerken wird diese Hochspannung auf die für die Versorgung der Oberleitung benötigten 15 kV transformiert. In Regionen ohne Zugang zum Bahnstromnetz sind Erzeugeranlagen im Einsatz, welche die 15 kV/ 16,7 Hz direkt in die Oberleitung einspeisen. Als Erzeugeranlagen gelten dabei alle Anlagen die aus einer beliebigen Quelle (Wasser, Wärme, 50 Hz, …) Wechselstrom von 16,7 Hz erzeugen.

Für die Wandlung von 50Hz zu 16,7Hz wurden früher meist Umformer und Wärmekraftwerke mit elektro-mechanischem Grundprinzip genutzt. Seit Ende des 20. Jahrhunderts werden zunehmend Umrichter eingesetzt, die mittels Leistungshalbleiter die Frequenzwandlung vornehmen. Sie bilden heute bereits über 50% der installierten Leistung ab.

Etwa 10% des gesamten benötigten Stromes der Bahn wird in Wasserkraftwerken erzeugt, die größtenteils schon über 50 Jahre in Betrieb sind und mitunter auch noch parallel 50 Hz Wechselstrom für zur regionalen Deckung des 50Hz-Bedarfs von Haushalten und Industrie erzeugen.

Bei der Bahn kamen 2018 etwa 57 % der benötigten Energie aus Erneuerbaren Energien. Ziel ist es, bis 2030 hier einen Anteil von 80 % zu erreichen. Hierzu werden die bestehenden Wärmekraftwerke in den nächsten Jahren zunehmend durch Umrichter ersetzt.

Umformer haben einen Wirkungsgrad von rund 94% und wirken zudem netzstabilisierend und sind überlastfähig. Bei Umrichtern liegt der Wirkungsgrad bei 98% (auch im Teillastbereich) und sie sind kostengünstiger zu bauen. Aber sie sind nicht überlastfähig und sie beeinträchtigen, abhängig von den verwendeten Filtern die Netzqualität. Zum Erhalt der Überlastfähigkeit und Netzstabilität werden daher vorerst die bestehenden Umformer weiterhin in Betrieb bleiben. Ein begleitendes Forschungsprojekt unterstützt dabei die Auswirkungen des veränderten Erzeugerparks rechtzeitig zu antizipieren und bei Bedarf die technischen Anforderungen an die Umrichter weiterzuentwickeln.

Nach dem Vortrag führten Ralf Nitsch (DB Energie, Leiter Betriebsbereich West) und Peter Krist (DB Energie, Meister im Umformerwerk Köln) durch die Zes Köln, die Umformerhalle und die anderen Anlagen am Schwarzen Weg in Köln.

Die Zes Köln ist für ganz NRW zuständig einschließlich der Niederspannung für die Bahnhöfe. Zur Visualisierung werden in der Zes große Anzeigetafeln und Monitore genutzt.

Im Außenbereich ist die Freiluftschaltanlage der Amprion / Westnetz zu sehen, an der angeschlossen auch die Transformation der 220/110kV auf die für die Maschinen benötigten 10,5kV erfolgt. Das so genannte Regelwerksignal kommt über Fernwirkverbindung vom Netzregler der DB Energie in Frankfurt. Über dieses Signal werden die Umformer in ihrer Leistung geregelt.

Die Maschinen können kurze Überlastbedarfe ausgleichen. Dies wird aber nur bei einem sehr starken Frequenzeinbruch erreicht. Zur Erhöhung der Verfügbarkeit sind einige wichtige Ersatzteile vor Ort vorhanden. Um schädliche Gleichströme in den Läufern der Asynchronmaschinen zu verhindern, erfolgt die Wandlung nicht genau von 50 Hz auf 16 2/3 Hz, die Sollfrequenz beträgt daher 16,7Hz. Da ein Umformer wegen Revisionsarbeiten ausgeschaltet war, konnte auch das Innere besichtigt werden.

Die anschließende Fachausschusssitzung wurde mit einem gemeinsamen Rückblick 2019 eingeleitet:

  • April 2019: Neugründung des Fachausschusses Elektrotechnik

Durch die Aufnahme neuer Mitglieder und die Neubesetzung vieler Ämter wurde die Facharbeit wieder mit Elan und großer Motivation aufgenommen.

  • August 2019: Fachausschusssitzung in Mettmann mit Besichtigung des Elektrifizierungsvorhabens der Regiobahn GmbH
  • November 2019: Umbenennung in Fachausschuss Stromversorgung Bahnanlagen (FA SB)
  • Dezember 2019: Fachausschusssitzung in Köln mit Besichtigung der Bahnstromerzeugeranlagen

Abschließend wurden die Jahresziele für 2020 diskutiert und beschlossen:

  • April 2020: Fachausschusssitzung in Karlsruhe mit Besichtigung der AVG-Anlagen in Karlsruhe inklusive Kombilösung
  • Besuch der Betriebszentrale in Leipzig
  • Besuch des Kraftwerkes in Mannheim

Genaue Termine ergeben sich aus den Gesprächen mit den jeweiligen Verantwortlichen. Langfristig sind auch Workshops und Fachartikel im EI geplant.

Quellen:
1) Deutscher Bundestag, Drucksache 17/10453, Frage 19 (S.6-7)

Hier findet du das Protokoll von der Fachausschusssitzung am 04.12.2019 in Köln. Fachlich verbindlich ist der vorangegangene Text.

 

 20191204 FA SB
Abbildung: Der Fachausschuss vor einem Umformer in Köln

Fachausschusssitzung in Mettmann mit Besichtigung des Elektrifizierungsvorhabens

Am 21. August 2019 führte der Fachausschuss Elektrotechnik eine Sitzung in Mettmann bei der Regiobahn durch. Die Sitzung begann mit einer kurzen Vorstellung der Regiobahn und den aktuellen Bauvorhaben.Die Regiobahn GmbH ist ein kommunales Unternehmen mit Sitz in Mettmann. Aktuell baut die Regiobahn GmbH ihr Streckennetz Richtung Wuppertal aus, weiterhin ist geplant, die gesamte Strecke 2550 zu elektrifizieren.

Der erste Abschnitt der Elektrifizierung soll Ende 2020 fertig sein. Das Zusammenwirken der einzelnen Gewerke auf der Baustelle zeigt mitunter auch Probleme. Insbesondere die Ausführung von Entwässerungsanlagen und Planung der Standort für Oberleitungsmaste und Anlagen der Sicherungstechnik ist nicht immer einfach. Dies ist aber auch bei vielen Baustellen der Bahn so. In der Planungsphase ist die Koordination der Gewerke noch berücksichtigt, aber ein Auftrag zur Koordination der Gewerke in der Ausführungsphase fehlt dann oft. Im aktuellen Projekt wurde eine Lösung gefunden, bei der die Entwässerungskanäle unterhalb der Leitungskanäle für die Leit- und Sicherungstechnik gelegen sind und darüber der Evakuierungsweg verläuft. Diese vertikale Anordnung wird zunehmend auch bei der Bahn AG eingesetzt.

Nach diesen Informationen wurde dann die Baustelle Dornap Hahnenfurth besichtigt. Dort führte uns dann der Projektleiter Herr Meckenstock über die Baustelle. Der Lückenschluss der Gleise für die Verlängerung nach Wuppertal ist vor wenigen Wochen erfolgt. Derzeit wird die Leit- und Sicherungstechnik gebaut, später dann die Oberleitung. Über 200.000 m³ Erde wurden auf der Deponie Halde Hahnenfurth bewegt. Bei einer ursprünglich geplanten maximalen Steigung von 12,5 ‰ wären etwa 1,3 Millionen m³ notwendig gewesen. Die Regiobahn baut an dem neuen einen videoüberwachten, kostenfreien P+R-Parkplatz sowie eine Bushaltestelle mit 4 Standplätzen. So-mit kann der Zug sowohl mit Bus als auch mit dem Auto erreicht werden. Der Zugang zum Bahnsteig erfolgt über Treppe und Rampe. Der neue Haltepunkt ist beleuchtet und hat eine Notrufsäule sowie Anzeigetafeln für Bahn und Bus. Gezeigt wurde auch eine zugelassene Hohlschwelle, die als Kabelkanal unter der Schiene statt einer Schwelle verlegt ist. Die Benutzung einer Stopfmaschine wird dadurch nicht eingeschränkt.

Nach der Rückfahrt von der Baustelle wurde intensiv über eine neue Bezeichnung des Fachausschusses diskutiert, der dem Inhalt der Facharbeit besser entspricht und mögliche Irritationen mindert. Es wurde vorgeschlagen, künftig den Namen Fachausschuss Stromversorgung von Bahnanlagen (FA VSB) zu verwenden. Die Zustimmung des Präsidiums muss aber noch abgewartet werden.

Im weiteren Verlauf wurde das zuvor verteilte Themenpapier besprochen. Darin ging es auch um die Präzisierung der Aufgaben des Fachausschusses, womit dann der Internetauftritt auf der VDEI Seite weiter aktualisiert werden kann/sollte. Bei der Planung und Durchführung von Firmenbesuchen wird mit den anderen Fachausschüssen des Fachbereiches zusammengearbeitet. Vorgesehen ist, eine Fachausschusssitzung zum Thema Bahnstromerzeugeranlagen im November durchzuführen. Um zu erreichen, dass möglichst viele Mitglieder des Fachausschusses an der nächsten Sitzung teilnehmen können, wird wieder eine Doodle-Abfrage durchgeführt.

Hier findet du das Protokoll von der Fachausschusssitzung am 21.08.2019 in Mettman.

20190821 FAS Mettmann Gruppenfoto 
 Abbildung: Der Fachausschuss vor dem Eingang zur Regiobahn

Fachausschusssitzung in Fulda mit Wahl der Vorsitzenden

Hier findest du das Protokoll zur Fachausschusssitzung in Fulda am 15.04.2019.