Neue Software für ET 423 bis Ende Mai '06

[chris232]

Bis wie viel km/h bringt die E-Bremse eigentlich was? Oder kann man die auch zum Anhalten nutzen? :unsure:

[tauRus]

Bis ca. 2km/h, so ist es zumindest bei der BR 182 etc.

[ET 423]

Bis wie viel km/h bringt die E-Bremse eigentlich was? Oder kann man die auch zum Anhalten nutzen? :unsure:

Fast bis zum Stillstand; das Anhalten und sichern übernimmt die Haltebremse.

[Schneggal]

Zum Glück hat der keine Bremswiederstände!

Das würd ich gern mal näher erklärt haben. Ich kann das aus energietechnischer Sicht so nicht bestätigen. Selbst für die modernsten (sic!) Synchronantriebe (permanenterregte SM-Direktantrieb) sind Bremswiderstände vorgesehen aus obengenannten Gründen. Diese Gründe sind nicht fahrzeug- und antriebstechnisch, sondern Netztechnisch! :ph34r:

Kannst du das genauer erklären? Weil das erschließt sich mir nicht da im deutschen Eisenbahnnetz ja praktisch immer ein Zug fährt.

Der andere Zug muss anfahren, da nur hier enorm Leistung benötigt wird. Das Fahren (Rollen) selber ist ja beim Rad-Schiene-System nicht das Problem. Laufen die Motoren erst, sinkt der Strombedarf für sie. Innerhalb der Stammstrecke ist das kein Problem, da fährt ja immer was an. Außerhalb kann die Rückspeisung so gesehen schon mal ins Leere gehen.

CU Schneggal

[ET 423]

da wäre es ohnehin sinnvoller, zusätzliche Bremswiderstände einzubauen. Warum hat der 423er eigentlich keine??

Weil er keine braucht? :blink: Die beim bremsen erzeugte Energie wird halt nicht wie früher üblich (teils sinnlos) in Bremswiderständen verfeuert sondern zurückgespeist. Kann dieser Strom dann verbraucht werden von einem z.B. anfahrenden Zug, ist es schön, brauchts grad keiner, isses halt schade drum. Aber immer noch sinnvoller wie den Strom durch Bremswiderstände zu jagen.

[tauRus]

Der andere Zug muss anfahren, da nur hier enorm Leistung benötigt wird. Das Fahren (Rollen) selber ist ja beim Rad-Schiene-System nicht das Problem. Laufen die Motoren erst, sinkt der Strombedarf für sie. Innerhalb der Stammstrecke ist das kein Problem, da fährt ja immer was an. Außerhalb kann die Rückspeisung so gesehen schon mal ins Leere gehen.

Kein modernes Drehstrom-Tfz hat und braucht in Deutschland Bremswiderstände.

Die größte Leistung wird eben nicht beim Anfahren benötigt - das kann man ganz einfach nachvollziehen wenn man sich den Oberstrom ansieht (sehr niedrig).

P=U*I

[EasyDor]

Weil er keine braucht? :blink: Die beim bremsen erzeugte Energie wird halt nicht wie früher üblich (teils sinnlos) in Bremswiderständen verfeuert sondern zurückgespeist. Kann dieser Strom dann verbraucht werden von einem z.B. anfahrenden Zug, ist es schön, brauchts grad keiner, isses halt schade drum. Aber immer noch sinnvoller wie den Strom durch Bremswiderstände zu jagen.

Ich glaube Schneggal hat das so gemeint, dass es sinnvoller ist, (zuschaltbare!) Bremswiderstände zu haben, als die E-Bremse ab und an zu deaktivieren, und die ep-Bremse zu quälen.
Jetzt kommt aber die Kostenfrage... Was billiger ist, öfter die Bremsbeläge zu tauschen, oder jeden Zug mit Bremswiderständen auszurüsten. Scheinbar hat Variante 1 gewonnen.

[423-Treiber]

Ich glaube Schneggal hat das so gemeint, dass es sinnvoller ist, (zuschaltbare!) Bremswiderstände zu haben, als die E-Bremse ab und an zu deaktivieren, und die ep-Bremse zu quälen.
Jetzt kommt aber die Kostenfrage... Was billiger ist, öfter die Bremsbeläge zu tauschen, oder jeden Zug mit Bremswiderständen auszurüsten. Scheinbar hat Variante 1 gewonnen.

Warum sollte man die E-Bremse ab und an deaktivieren? Selbst um 3 Uhr nachts kann ich an jeder Station mit der E-Bremse anhalten, bisher kam noch keine Meldung im Terminal "Netz überlastet, ep-Bremse nutzen!" Im Unterwerk werden sie schon Mittel und Wege haben überschüssigen Strom loszuwerden, deswegen brauch ich doch keine Bremswiderstände im Fahrzeug haben.
Mir wurde berichtet, dass es beim Probebetrieb mit den niederländischen Dostos und der 120er Probleme auf der Stammstrecke gab, denn damals war das Netz in der Stammstrecke noch nicht für´s Rückspeisen geeignet und jedes Mal wenn der Zug also alleine unterwegs war knallte im Unterwerk die Sicherung raus bis man als Grund die Rückspeisung der 120er ausmachte...

[Stellwerk]

Kann dieser Strom dann verbraucht werden von einem z.B. anfahrenden Zug, ist es schön, brauchts grad keiner, isses halt schade drum.

.....ähem :unsure: ...aber wenn das Triebfahrzeug "ins Leere" zurückspeist, gibt es doch keine Bremswirkung , oder ?

[Tilletappen]

Es wird immer Strom zurückgespeist und auch gebraucht. Eine S-Bahn kann in Erding Strom zurückspesien, und ein Zug im MPB der steht nimmt den Strom und benutzt den für die Klima oder so. Es wird also immer Strom gebraucht, und der zurückgespeiste wird auch immer verwendet.

In Gleichstromnetzen haben alle Fahrzeuge nen Bremswiderstand, da dort nicht immer zurückgespeister Strom gebraucht wird.

CU Tille

[luc]

.....ähem :unsure: ...aber wenn das Triebfahrzeug "ins Leere" zurückspeist, gibt es doch keine Bremswirkung , oder ?

Sollte nicht passieren. Aber ich denke, die Unterwerke sind für diesen Ernstfall gerüstet.
Zu den Bremswiderständen: Sollte wirklich mal viel Energie vernichtet werden müssen, ist es doch besser, diese stationär zu verheizen (also nicht im Fahrzeug) als unzählige Tonnen Bremswiderstände im Fahrzeug die ganze Zeit mitzuschleppen.

[ropix]

Das größere Problem dürfte da meines Wissens sein, dass im Münchner Osten poduzierter Strom eben nicht im Müncher Westen verbraucht werden kann, da er da nicht hinkommt (die ganzen Schutzstrecken zwischen Ost und West sind da die natürlichen Barrieren)

In wie weit ein Unterwerk tatsächlich in die Mittelspannungsebene/Hochspannungsebene zurückspeisen kann entzieht sich meiner Kenntniss.

Spätestens aber z.B. auf der Strecke nach Freilassing gibts da ein Problem - da ists nämlich direkt Kraftwerk->Strecke ohne Möglichkeit Leistung abzugeben - sollte dort mit der E-Bremse gebremst werden und nichts weiteres Strom brauchen, wird sofort das Kraftwerkder Energieverheizer, in dem es Wasser den Berg hinunterpumpt

Aber bei der Bahn schwankt das Netz sowieso um einiges mehr als z.B. das Stromnetz für den Hausgebrauch. Im Zweifelsfalle wird die Stromzufuhr vom Kraftwerk aus halt komplett abgeschalten - der Zug verheizt dann seinen Strom über die Oberleitungswiderstände, Kriechströme und was noch alles unerwünscht Leistung verbraucht. das ist kein Problem - solange es nicht zu viele Züge werden (wenn z.B. in der Stammstrecke jeder Zug anhalten würde, dann dürfte das Netz überlastet werden, aber das dürfte nie vorkommen). Bremswiderstände hätten den Vorteil, E-Bremse auch dann verwenden zu können, wenn das Netz - z.B. aufgrund von Baum in Oberleitung, Schutzstrecke oder anderes - nicht zur Verfügung steht.

Fragt mal die Schweizer, die müssen wissen wies geht, bei denen halten immerhin sehr viele Züge gleichzeitig an und fahren dann anschließend gleichzeitig los.

[tauRus]

Bremswiderstände hätten den Vorteil, E-Bremse auch dann verwenden zu können, wenn das Netz - z.B. aufgrund von Baum in Oberleitung, Schutzstrecke oder anderes - nicht zur Verfügung steht.

Aber auch nur theoretisch. Bis auf wenige Baureihen (BR 103 z.B.) wird a) zur Erregung und teilweise auch B ) für die Bremswiderstandslüfter (z.B. BR 110/139 mit schwacher E-Bremse) die Oberleitungsspannung benötigt!

[ropix]

Bremswiderstände hätten den Vorteil, E-Bremse auch dann verwenden zu können, wenn das Netz - z.B. aufgrund von Baum in Oberleitung, Schutzstrecke oder anderes - nicht zur Verfügung steht.

Aber auch nur theoretisch. Bis auf wenige Baureihen (BR 103 z.B.) wird a) zur Erregung und teilweise auch B ) für die Bremswiderstandslüfter (z.B. BR 110/139 mit schwacher E-Bremse) die Oberleitungsspannung benötigt!

Na gut, auf nicht-drehstromfahrzeuge ausgedehnt sieht das ganze anders aus. Die haben zum Teil bremswiderstände, die alllerdings ohne Oberleitung recht schnell den Geist aufgeben würden - oder gut sichtbar auf dem Dach verbaut sind. Siehe Trambahnen

Aber wenn man bei den Drehstromern bleibt, und das ist die Technik die in großem Stil bremsen durch Stromerzeugung ohne zusätzlichen Verbrauch desselbigen beherrscht, dann ist die Frage, warum haben die eigentlich keine Bremswiderstände? - Und das kann man eben durchaus damit erklären, dass das Netz im Normalfall rückspeisen zulässt - und wenn nicht, dann geht die Energie halt in Luft auf. Passiert genauso wenn mal wieder die PZB mitreden will - is also letztendlich auch nicht so schlimm (find ich).

Bei der Trambahn sieht das anders aus, da muss z.B. Bremswiderstände vorhanden sein, da garantiert sein muss, dass die E-bremse geht - auch wenns vom Netz her grad nicht geht. Läge solch ein Zustand bei der DB vor, dann würden auch die 423 Bremswiderstände haben - übrigens, man könnte mit dem Bremsstrom auch wunderbar Magnetschienenbremsen speisen (natürlich nicht wirklich...)

[Tilletappen]

Das größere Problem dürfte da meines Wissens sein, dass im Münchner Osten poduzierter Strom eben nicht im Müncher Westen verbraucht werden kann, da er da nicht hinkommt (die ganzen Schutzstrecken zwischen Ost und West sind da die natürlichen Barrieren)

Der Strom kommt da schon hin. Es gibt ja auch noch den Südring. Und ein Unterwerk kann den Strom nicht speicher wenn zurückgespeist wird. Wenn ein 423 bremst, muss Strom zurückgespeist werden, denn zum vernichten des Stroms fehlen die Bremswiderstände. Und es wird immer Energie wieder aufgenommen. Und das alle Züge gleichzeitig bremsen, das gibts nicht.

Ich hab auch vor ein paar Tagen diesbezüglich was gelesen, aber ich finde das nicht mehr. In vielen ausländischen Netzen kann nicht zurückgespeist werden. Deshalb hat der ICE3M auch Bremswiderstände, der ICE3 jedoch hat keine.

CU Tille

[ropix]

Der Strom kommt da schon hin. Es gibt ja auch noch den Südring. Und ein Unterwerk kann den Strom nicht speicher wenn zurückgespeist wird. Wenn ein 423 bremst, muss Strom zurückgespeist werden, denn zum vernichten des Stroms fehlen die Bremswiderstände. Und es wird immer Energie wieder aufgenommen. Und das alle Züge gleichzeitig bremsen, das gibts nicht.

Ich hab auch vor ein paar Tagen diesbezüglich was gelesen, aber ich finde das nicht mehr. In vielen ausländischen Netzen kann nicht zurückgespeist werden
CU Tille

Der Südring hat genauso seine Schutzstrecke direkt vorm Ostbahnhof - ansonsten wäre die der Stammstecke ja unnötig. Der Ostbahnhof hat ne andere Einspeisung als der Hauptbahnhof. - Und die Frage ist, wo und in was die Energie umgewandelt wird, die der 423 zurückspeist und die nicht in anderen Fahrzeugen weiterverwendet werden kann.

Das alle Züge gleichzeitig im Stamm bremsen gibt es übrigens schon - dazu muss nur die LZB aussteigen und jedem Zug ne Zwangsbremsung verpassen. Nur geschieht das aus gutem Grund dann wohl mittels EP-Bremse und die Sache hat sich.

Vor allem die Gleichstromnetze haben genau dieses Problem - wohin mit der Energie. Hier kann ja nicht einfach in die Mittelspannungsebene zurückgespeist werden, dazu bedurfte es Wechselrichter - und die hat man in einem Gleichrichterwerk nicht. Wies bei den Franzosen im Wechselstromnetz aussieht weiß ich nicht mehr, früher jedenfalls hatten die Angst um die ganzen Unterwerke, wenn da auf einmal der Strom in die falsche Richtung fließt - aber prinzipiell geht Rückspeisen bei Wechselstrom speisungsbereichsübergreifend wesentlich einfacher als bei Gleichstrom.

[suedbaden]

Das mit den Schutzstrecken (und auch die Tatsache, dass es verschiedene Einspeisungsabschnitte gibt) ist meiner Meinung nach nicht relevant. Denn egal wie, irgendwie muss der Stom ja in jedem Abschnitt hinkommen, also kommt er auf dem gleichen Wege auch wieder zurück (um es mal plastisch zu sagen). Und spätestens im nächsten Unterwerk wird alles ausgeglichen.

[ropix]

Das mit den Schutzstrecken (und auch die Tatsache, dass es verschiedene Einspeisungsabschnitte gibt) ist meiner Meinung nach nicht relevant. Denn egal wie, irgendwie muss der Stom ja in jedem Abschnitt hinkommen, also kommt er auf dem gleichen Wege auch wieder zurück (um es mal plastisch zu sagen). Und spätestens im nächsten Unterwerk wird alles ausgeglichen.

Aber nicht jedes Unterwerk kann Strom zurückspeisen.

[Tilletappen]

Der Strom kommt da schon hin. Es gibt ja auch noch den Südring. Und ein Unterwerk kann den Strom nicht speicher wenn zurückgespeist wird. Wenn ein 423 bremst, muss Strom zurückgespeist werden, denn zum vernichten des Stroms fehlen die Bremswiderstände. Und es wird immer Energie wieder aufgenommen. Und das alle Züge gleichzeitig bremsen, das gibts nicht.

Ich hab auch vor ein paar Tagen diesbezüglich was gelesen, aber ich finde das nicht mehr. In vielen ausländischen Netzen kann nicht zurückgespeist werden
CU Tille

Der Südring hat genauso seine Schutzstrecke direkt vorm Ostbahnhof - ansonsten wäre die der Stammstecke ja unnötig. Der Ostbahnhof hat ne andere Einspeisung als der Hauptbahnhof. - Und die Frage ist, wo und in was die Energie umgewandelt wird, die der 423 zurückspeist und die nicht in anderen Fahrzeugen weiterverwendet werden kann.

Das alle Züge gleichzeitig im Stamm bremsen gibt es übrigens schon - dazu muss nur die LZB aussteigen und jedem Zug ne Zwangsbremsung verpassen. Nur geschieht das aus gutem Grund dann wohl mittels EP-Bremse und die Sache hat sich.

Vor allem die Gleichstromnetze haben genau dieses Problem - wohin mit der Energie. Hier kann ja nicht einfach in die Mittelspannungsebene zurückgespeist werden, dazu bedurfte es Wechselrichter - und die hat man in einem Gleichrichterwerk nicht. Wies bei den Franzosen im Wechselstromnetz aussieht weiß ich nicht mehr, früher jedenfalls hatten die Angst um die ganzen Unterwerke, wenn da auf einmal der Strom in die falsche Richtung fließt - aber prinzipiell geht Rückspeisen bei Wechselstrom speisungsbereichsübergreifend wesentlich einfacher als bei Gleichstrom.

Energie ist Energie. Wenn ein 423 die einspeist, wird die vielleicht in nem 425 für die Beleuchtung benutzt.

Und ne Zwangsbremsung geschieht aus dem Grund mit der ep-Bremse, weil die die höhere Bremsleistung hat. Nicht damit keine Energie zurückgespeist wird...

Und die Gleichstromnetze haben das Problem nicht. Da haben die Fahrzeuge ja Bremswiderstände. Wenn mal kein Strom aufgenommen werden kann, dann wird er halt vernichtet. Jedenfalls ist das in Deutschland so.

CU Tille

[ropix]

Energie ist Energie. Wenn ein 423 die einspeist, wird die vielleicht in nem 425 für die Beleuchtung benutzt.

Es geht grad darum, was passiert, wenn eben kein anderer Zug vorhanden ist - oder grad keine Energie braucht

Und ne Zwangsbremsung geschieht aus dem Grund mit der ep-Bremse, weil die die höhere Bremsleistung hat. Nicht damit keine Energie zurückgespeist wird...

Ich hab auch nur geschrieben, dass es so ist und mit keinem sterbenswörtchen wieso das so ist - wollte damit auch nur sagen, dass durchaus alle Züge (auf der Stammstrecke) gleichzeitg bremsen können, dies aber dann mit der EP-Bremse geschieht.

Und die Gleichstromnetze haben das Problem nicht. Da haben die Fahrzeuge ja Bremswiderstände. Wenn mal kein Strom aufgenommen werden kann, dann wird er halt vernichtet. Jedenfalls ist das in Deutschland so.

CU Tille

Naja - vernichtet nicht, das wiederspricht dem Energieerhaltungsgesetz. Er wird in Wärme verwandelt - und das Problem, dass man den Strom gerne nicht in Wärme verwandelt hätte, sondern wiederverwendet hätte hat man durchaus.

[Bing]

Moin Moin,

Oh je - wenn ich das so lese wird mit viel Halbwissen, fehlenden physikalischen und elektrotechnischen Grundlangen spekuliert was im Bahnstromnetz eigentlich so passiert. Es ist nicht einfach die Erfahrungen eines kompletten Elektrotechnik Studium's mit den Themen el. Antriebe, Leistungselektronik, Energietechnik und Fahrdynamik aus dem Maschinenbau in wenigen Sätzen zuzusammenfassen. Hier mal für's erste die Korrektur einiger grundlegender Ungereimtheiten oder der Ergänzung von Halbwissen:

@Schneggal:
Das würd ich gern mal näher erklärt haben. Ich kann das aus energietechnischer Sicht so nicht bestätigen. Selbst für die modernsten (sic!) Synchronantriebe (permanenterregte SM-Direktantrieb) sind Bremswiderstände vorgesehen aus obengenannten Gründen. Diese Gründe sind nicht fahrzeug- und antriebstechnisch, sondern Netztechnisch!

Synchronmotoren laufen wie der Name sagt synchron zur speisenden Frequenz. Wenn diese etwa durch Last aus dem Tritt kommen also nicht mehr synchron laufen warten sie mit einigen unangenehmen Eigenschaften auf - hoher Strom in Kombination mit extremen Phasenverschiebungen zwischen Strom und Spannung. Diese Bauform taugen daher für Synchronuhren, Waschmaschinensteuerungen, Schrittmotoren in Industrierobotern oder als Tachogenerator. Kein Leistungselektroniker wird sich aber die Qual antun und die Dinger mit einer hohen Leistung (0,25 bis 1MW) in einer Elektrolok einzusetzen. Als Drehstrom-Synchronmaschine gibt's die Dinger in Kraftwerken als Generatoren. Gemeint hast du vermutlich die Bürstenlose Gleichstrom-Maschine - die gibt's wo geringes Gewicht und hohe Leistung gefordert sind und die Kosten kaum eine Rolle spielen - etwa bei Flugmodellen.

@Schneggal:Der andere Zug muss anfahren, da nur hier enorm Leistung benötigt wird. Das Fahren (Rollen) selber ist ja beim Rad-Schiene-System nicht das Problem. Laufen die Motoren erst, sinkt der Strombedarf für sie. Innerhalb der Stammstrecke ist das kein Problem, da fährt ja immer was an. Außerhalb kann die Rückspeisung so gesehen schon mal ins Leere gehen.

@Stellwerk:
...ähem unsure.gif ...aber wenn das Triebfahrzeug "ins Leere" zurückspeist, gibt es doch keine Bremswirkung , oder ?

@luc:
Sollte nicht passieren. Aber ich denke, die Unterwerke sind für diesen Ernstfall gerüstet.

Das größere Problem dürfte da meines Wissens sein, dass im Münchner Osten poduzierter Strom eben nicht im Müncher Westen verbraucht werden kann, da er da nicht hinkommt (die ganzen Schutzstrecken zwischen Ost und West sind da die natürlichen Barrieren)

Netzrückspeisung bei Asynchronantrieben mit Vier-Quanten-Wechselrichtern
Den Fall "ins Leere zurückspeisen"gibt's nicht. Dies wäre ein Widerspruch gegen den ersten Hauptsatz der Physik: Energie kann nicht verlohren gehen! Durch das Rückspeisen wird im gesammten Bahnstromnetz der DB - von Sassnitz bis Basel von Emden bis Passau - kurzfristig (1s) maximal 20% der benötigten Leistung erbracht. Somit ist sichergestellt daß, das Bahnstromnetz IMMER, sprich zu jeder Tages und Nachtzeit, den Strom der bremsenden Züges aufnehmen kann. Schließlich bremsen nie alle Züge in der gleichen Sekunde. Alle Bahnstrecken in Deutschland, Österreich und der Schweiz sind über das bahneigene Hochspannungsnetz (überwiegend 110 KV) miteinander gekoppelt. Somit auch der Münchner Osten mit dem Münchner Westen. Auch wenn die Münchner Stammstrecke der S-Bahn, der Nord- oder Südring über die Fahrdrähte direkt kaum Energie zwischen West und Ost austauschen kann - für das übergelagerte Hochspannungsnetz kein allzugroßes Problem. In dieses Hochspannungsnetz speisen auch alle Kraftwerke ein. Somit kann ein Zug der bei der Einfahrt nach München Pasing el. bremst irgendeinen Verbraucher irgendwo im deutschlandweiten Bahnnetz antreiben, egal ob der in Sassnitz auf Rügen, im Ruhrgebiet, Stuttgart, München, Bern, Chur, Wien oder Klagenfurt Energie braucht. Die Übertragunsverluste im Hochspannungsnetz fallen mit 0,5 bis 1,5% kaum in's Gewicht.

Das ein Zug nur beim Anfahren eine große Leistung aufnimmt ist nicht richtig. Der ICE-3 fährt bekanntlich auf der Schnellfahrstrecke Frankfurth - Köln mit bis zu 330 Km/h. Um diese Geschwindigkeit zu halten ist eine Dauerleistung von ca. 6,5 MW notwendig - genug um die Bremsleistung eines ET423 Vollzuges (drei Einheiten je 2200 KW el. Bremse) zu nutzen. Dies gilt auch für andere Züge - ein Güterzug der die Geißlinger Steige raufzuckelt braucht die volle Leistung einer BR 189 (6MW) und einer BR 151 (6MW) als Schublok. Macht zusammen etwa 12 MW - da müssen schon mehrere BR 423 Vollzüge ständig bremsen - die Bergfahrt dauert schließlich ca. 25 Minuten.

Unterschied Gleichstromnetz/Wechselstromnetz
Nach Siegmund Ohm - der im Münchner Südfriedhof begraben liegt - ist der el. Wiederstand (R gemessen in Ohm) die Spannung geteilt durch den Strom. Der Übertragungsverlust einer Stromleitung (Leitungsverlust P) ist Strom mal Leitungs-Widerstand. Somit ist er nur vom Strom (gemessen in Ampere = A) und dem el. Widerstand (R gemessen in Ohm) der Leitung abhänig. Die Leistung eines Triebfahrzeuges ist Strom mal Spannung. Gleichstromnetze, etwa U-Bahnen, S-Bahn Berlin und Hamburg werden typischerweise mit Spanunngen von 600V bis 800V betrieben. Demnach ist bei gleicher Leistung des Triebfahrzeuges der Strom (gemessen in A=Ampere) im Vergleich zum Wechselstromnetz der Bahn AG (15 000 V) um den Faktor 18 bis 25 höher. Da die Übertragungsverluste proportional zum el. Strom sind ist es technisch problematisch und unwirtschaftlich große Energiemengen in Gleichstromnetzen über lange Strecken zu übertragen. Im Wechselstromnetz sind große Entfernungen kein Problem - einfach in einem Unterwerk mit einem Trafo die Spannung von 15 KV auf 110 KV hochspannen und die Übertragungsverluste sinken auf 1/7. In Wechselstromnetzen ist die Energieübertragung im Unterwerk grundsätzlich in beide Richtungen ohne Einschränkungen möglich - eine Einbahnstraße gibt's da nicht. In Gleichspannungsnetzen ist dies typischerweise nicht möglich - DER Grund warum überall auf der Welt Wechselstrom aus der Steckdose kommt.

Für das Rückspeisen der Bremsenergie eines Triebfahrzeuges im Gleichspannungsnetz ergibt sich dann in der Konsequenz: Ist der abnehmende Verbraucher zu weit entfernt muß der el. Widerstand der Leitung durch eine höhere Spannung des speisenden (bremsenden) Fahrzeuges ausgeglichen werden. Die Spannung überschreitet ab einer bestimmten Entfernung den Wert für den das Fahrzeug ausgelegt ist. Somit muß um Schäden am Fahrzeug zu vermeiden auf das Rückspeisen verzichtet werden. Um den Verschleiß der mechanischen Bremsen bei Schnellbahnen (S-, Straßen- und U-Bahn) aufgrund der häufigen Bremsvorgänge zu minimiren wird dann die Bremsenergie der Fahrmotoren über el. Widerstände in Wärme umgesetzt.

Entscheidend ob nun ein Triebfahrzeug mit Bremswiderstände ausgerüstet wird oder nicht ist somit die Aufnahmefähigkeit des Stromnetzes die wiederum direkt mit der Spannung und der Stromart zusammenhängt. Grundsätzlich ist dar Rückspeisen in Gleichstromnetze problematischer. Daher haben nahezu alle Fahrzeuge die in Gleichstromnetzen fahren (Italien 1,5 KV, Frankreich 1,5 KV und 3,0 KV, Straßen-, S- und U-Bahnen) typischerweise Bremswiederstände.

Was passiert wenn nun das Bahnstromnetz trotzdem keine Leistung aufnehmen kann?
Was passiert wenn ein Unterwerk, etwa durch einen Blitzschlag in die Hochspannungsleitung, tatsächlich vom restlichen Bahnstromnetz getrennt sein sollte:

• Es gibt im direkt vom Unterwerk versorgten Gleisnetz keinen weiteren Verbraucher, etwa einen Zug.
• Das Unterwerk hat nur eine Kopplung zum Hochspannungsnetz.
• Die Oberleitung der Strecke hat keine Kopplung zu benachbarten Unterwerken.
• Ein Zug bremst und speist el. Energie in die Oberleitung und über das Unterwerk in das Hochspannungsnetz zurück.
• Die Energieübertragung an das Hochspanungsnetz wird plötzlich, etwa durch Bitzschlag unterbrochen.
• Die Netzfrequenz (16 2/3 Hz) und der Strom steigt durch das Rückspeisen und die fehlende Lastabnahme plötzlich sehr schnell an. Die Netzspannung bricht ein.
• Die Überwachungselektronik im Triebzug erkennt daß die Netzfrequenz und die Spannung außerhalb des zulässigen Bereiches liegt.
• Die Stromrichter werden abgeschaltet - die Bremswirkung durch die Fahrmotoren geht gegen Null.
• Die Druckluftbremse (Scheibenbremsen, Klotzbremsen oder auch Mg Bremsen) werden aktiviert und setzen die Bremsenergie in Wärme um.
• Der Zug bremst wie gewünscht

Ein Fall der in der Praxis kaum auftritt da, wie ich bereits geschrieben habe das Bahnstromnetz Längs- und Quergekuppelt ist. Somit wird jeder Streckenabschnitt durch mindestens zwei Unterwerke versorgt. Zudem, jedes Unterwerk wird typischerweise mit zwei Leitungen an's Hochspannungsnetz gekoppelt.

[/LIST]

[Tilletappen]

@ropix, mit bings Beitrag müsste ja jetzt fast alles geklärt sein.

@bing, firma dankt für den Beitrag.

CU Tille

[Woodpeckar]

@bing, spannend erklärt - Danke!

[ropix]

@ropix, mit bings Beitrag müsste ja jetzt fast alles geklärt sein.

@bing, firma dankt für den Beitrag.

CU Tille

Ja, fast. Wie z.B. erhöht das Fahrzeug die Netzfrequenz - das kommt eher daher, dass die Last vom Kraftwerk genommen wird, also Kraftwerksseitig die Frequenz hochgeht - das wiederum erkennt aber das Kraftwerk von sich aus.

Was passiert an Speisestellen (gibts die noch?), die aus dem 50Hz Netz gespeist werden?

Und warum wenn alles schon immer geganen ist, gabs dann anfangs bei der 120er Probleme mit nicht-rückspeisefähigem Netz?

Der Rest ist mir als E-Technik Student ebenfalls bekannt.

Und was bitte sind "Vier-Quanten-Wechselrichtern"

Und wieso baut man mittlerweile eigentlich auch gern Gleichstrom-Überlandleitungen (allerdings eher in Ländern der dritten Welt)??? *grins*

[Bing]

Moin Moin,

@ropix:
Und was bitte sind "Vier-Quanten-Wechselrichtern"

Naja - wenn man morgens um halb zwei noch sein 15 Jahre zurückliegendes E-Technik Studium rekapituliert gibt's schon den ein oder anderen Flüchtigkeitsfehler. Gemeint ist ein Vierquadranten-Stromrichter für Wechselstrombetrieb. Somit eine Zusammenschaltung von vier Stromrichtern über einen gemeinsamen Gleichspannungs-Zwischenkreis um alle vier Betriebsarten eines Elektromotors zu unterstützen:
I. rechts drehen - beschleunigen
II. rechts drehen - verzögern
III. links drehen - verzögern und
IV. links drehen - beschleunigen
Schließlich will man mit einer Elektrolok in beide Fahrtrichtungen ohne den Einsatz eines Wendegetriebes beschleunigen und verzögern (bremsen).

Technisch wird der Einphasen Wechselstrom der Bahnstromleitung über den Haupttrafo der Lok heruntergespannt und über einen Gleichrichter in den Gleichstrom Zwischenkreis mit 2800V (BR 401) eingespeist. Von diesem Zwischenkreis gibt es einen Wechselrichter der den Strom mit passender Spannung und Frequenz als Drehstrom (zumeist drei Phasen, seltener auch 5 oder 7) an den Asynchronmotor liefert. Ein paralleler Gleichrichter speist die Bremsenergie vom Asynchronmotor in den Zwischenkreis, der vierte Stromrichter speist die Energie beim Bremsen aus dem Gleichstromkreis in das Wechselstromnetz mit 16 2/3 Hz. In der Praxis übernehmen dank GTO Technik je ein Stromrichter die Funktion Wechsel- und Gleichrichter. Drum hat die BR401 sechs Stromrichter - vier für jeden Fahrmotor, zwei für die Kopplung der beiden getrennten Gleichstromzwischenkreise an den Trafo - spart Gewicht.

@ropix:
Ja, fast. Wie z.B. erhöht das Fahrzeug die Netzfrequenz - das kommt eher daher, dass die Last vom Kraftwerk genommen wird, also Kraftwerksseitig die Frequenz hochgeht - das wiederum erkennt aber das Kraftwerk von sich aus.

Na da fehlen dann noch ein paar Lesungen in Energietechnik. Am besten kann man sich's vorstellen wie der Radfahrer der mit einem an einem Hometrainer gekoppelten Dynamo Strom erzeugt. Der erzeugte Strom z.B. 200 Watt wird mit fünf Glühbirnen à 40 Watt in Wärme und Licht umgesetzt. Dem Radfahrer wird gesagt er soll die Leistung (200W) konstant halten. Wird nun plötzlich eine Glühbirne ausgeschaltet sinkt der Verbrauch um 1/5, der Tretwiderstand für den Radfahrer sinkt ebenfalls und da er ja die gleiche Leistung abgeben soll steigt die Trittfrequenz. Wer's gerne selber ausprobieren möchte - im Deutschen Museum in München gibt's in der Abteilung Energietechnik einen entsprechenden Versuchsaufbau. Jedenfalls hoffe ich, daß der da noch steht.
Übertragen auf ein Triebfahrzeug: Beim Bremsen soll eine bestimmte gleichbleibende Verzögerung erreicht werden. Dazu muß eine bestimmte Leistung kontinuierlich an das Stromnetz abgegeben werden. Die Rückspeisung arbeitet gegen den Lastwiderstand (z.B. Beharrungsfahrt) eines anderen Triebfahrzeuges. Wird die Lastabnahme etwa bei Kurzschlus oder in Folge eines Blitzschlages kleiner oder gar null, sinkt aus Sicht des speisenden Triebfahrzeuges der Widerstand des aufnehmenden Stromnetzes. Die Frequenzumrichter beim Rückspeisen laufen synchron zum speisenden Netz - fällt dies aus oder wird weich[/] hat er nix mehr zum festhalten. Da ja die abgegebene Leistung (Bremswirkung) konstant bleiben soll steigt Frequenz und Strom.

@ropix:
Was passiert an Speisestellen (gibts die noch?), die aus dem 50Hz Netz gespeist werden?

Im Bereich der DR (DDR) waren rotierende Umformer eingesetzt, davon sind meines Wissens noch einige (wenige) in Betrieb. Sprich ein 50HZ 3-Phasen-Synchronmotor treibt einen 16 2/3 Hz 1-Phasen-Synchrongenerator. Motor und Generator sind dabei direkt ohne Getriebe gekoppelt - schließlich ist die Frequenz des Einphasen Bahnstromnetz genau 1/3 des öffentlichen 50Hz Netzes (50Hz geteilt durch drei gleich 16 2/3 Hz). Rückspeisen vom Bahnstromnetz in's öffentliche Netz ist zwar grundsätzlich möglich - wird aber vermieden. Die kurzfristigen Lastwechsel im Bahnstromnetz sind bedeutend höher als im öffentlichen Netz und das bekommt dem nicht so gut.

Und warum wenn alles schon immer geganen ist, gabs dann anfangs bei der 120er Probleme mit nicht-rückspeisefähigem Netz?

Die BR 120 Komponenten und Prototypen wurden ab 1978 erprobt. Zu dieser Zeit waren noch nicht alle Strecke ausreichend längs- und quergekuppelt um immer die zurückgespeiste Energie an einen Verbraucher weiterzugeben. Als erstes wurden die BR 120 Teststrecken z.B. München-Augsburg-Donauwörth-Treuchtlingen mit den fehlenden Längs- und Querkupplungen nachgerüstet. Sprich es wurden einfach die Oberleitungen zwischen den einzelnen Bahnstrecken engmaschiger miteinander elektrisch verknüpft. Zudem, GTO Stromrichter gibt's erst seit Mitte der 90er Jahre des letzen Jahrhunderts. Die vorher in der BR 120 eingesetzen Stromrichter hatten anfänglich mit unangenehmen Oberwellen im Stromnetz und Blindströmen in den als Rückleiter verwendeten Schienen zu kämpfen. Dies führte unter anderem zu Signalstörungen und Fehlschaltungen in den Unterwerken. Das Problem konnte erst durch optimierte Saugkreise sowohl in der Lok wie auch in manchen Unterwerken behoben werden - mit ein Grund warum sich die Tf's mit dem Abstimmen von Saugkreisen in der Ausbildung beschäftigen müssen. GTO Stromrichter sind da netzfreundlicher[/]. Saugkreise haben, vereinfacht dargestellt, die Aufgabe lästige Oberwellen zu eliminieren.

Und wieso baut man mittlerweile eigentlich auch gern Gleichstrom-Überlandleitungen (allerdings eher in Ländern der dritten Welt)??? *grins*

Stand der Technik auf mittlere Entfernungen (20km bis 500km) ist das Wechselstrom Hochspannungsnetz. Die Hochspannungs Gleichstrom Leisungsübertragung (HGÜ) ist erst mit der Entwicklung leistungsfähiger Thyristoren mit einer Sperrspannung von über 100KV möglich geworden. Aufgrund des hohen technischen und damit auch finanziellen Aufwandes für die Schaltanlage und das Kabel/Hochspannungsleitung macht dies nur für die Übertragung von großen Leistungen (>600 GW) über große Entfernungen (>500Km) oder bei Seekabeln Sinn. Das Deutsche Stromnetz beispielsweise ist über das HGÜ Baltic-Cabel mit dem schwedischen Stromnetz gekoppelt.

[Schneggal]

Synchronmotoren laufen wie der Name sagt synchron zur speisenden Frequenz. Wenn diese etwa durch Last aus dem Tritt kommen also nicht mehr synchron laufen warten sie mit einigen unangenehmen Eigenschaften auf - hoher Strom in Kombination mit extremen Phasenverschiebungen zwischen Strom und Spannung. Diese Bauform taugen daher für Synchronuhren, Waschmaschinensteuerungen, Schrittmotoren in Industrierobotern oder als Tachogenerator. Kein Leistungselektroniker wird sich aber die Qual antun und die Dinger mit einer hohen Leistung (0,25 bis 1MW) in einer Elektrolok einzusetzen. Als Drehstrom-Synchronmaschine  gibt's die Dinger in Kraftwerken als Generatoren.

Nein mein Lieber, den Synchronantrieb gibt es wirklich Vielleicht informierst Du Dich mal über diese Angelegenheit in "Elektrische Bahnen" (Heft 3/ 2003) zum Beispiel. Es handelt sich um einen Synchronmotor mit Permanenterregung der direkt auf der Radachse sitzt, also getriebelos ist. Das ganze steckt noch in den Kinderschuhen, wird aber kontinuierlich vorangetrieben. Was sich die Leistungselektroniker antun, ist nicht mein Problem, scheinbar tun sie es sich doch an *ggg* Du brauchst mir da nichts erzählen, meine Gebiete sind dieselben wie die Deinen und auch ich arbeite bereits auf dem Gebiet Antriebe :rolleyes:
Neben Erfahrung sollte man sich auch auf den aktuellen Stand bringen

*lg* Schneggal

[jadefalcon]

Das ganze steckt noch in den Kinderschuhen, wird aber kontinuierlich vorangetrieben.

Elloks mit Synchronmotoren (allerdings IIRC mit Achsgetrieben) gibt es schon seit den 80er Jahren, vornehmlich in Frankreich (BB 26000, div. TGV-Triebköpfe). Meintest du jetzt etwas anderes? Ich blick gerade nicht ganz durch, worauf du dich mit den Kinderschuhen beziehst :unsure: .

[Schneggal]

Hm, haben die Franzosen dann definitiv Getriebe oder nicht? Ich glaube die TGVs haben Getriebe. Das was ich meine, hat kein Getriebe, da sitzt der Motor direkt auf der Achse und das einzig verschleißanfällige wären die Lager. Möglicherweise ist das der Unterschied.
Da bin ich jetzt überfragt, weil ich mich bei den Franzosen zugegeben nicht besonders auskenne...

*lg* Schneggal

[jadefalcon]

Hm, haben die Franzosen dann definitiv Getriebe oder nicht? Ich glaube die TGVs haben Getriebe. Das was ich meine, hat kein Getriebe, da sitzt der Motor direkt auf der Achse und das einzig verschleißanfällige wären die Lager.

Doch, haben sie in der einen oder anderen Form. Die Franzosen verwenden meiner Kenntnis nach bei den neueren Baureihen zumeist den Hohlwellenantrieb, bei den TGV einen Kardanantrieb (mir liegt dafür gerade nur die französische Bezeichnung "tripode" auf der Zunge, ich hoffe, es wird deutlich, was ich meine ), bei dem die Fahrmotoren im Kasten des Triebkopfes statt im Drehgestell gelagert sind.
Hattest mich wohl nur auf dem falschen Fuß erwischt, als du von einer Antriebsform mit Synchronmotoren sprachst, eben weil ich wusste, dass die Franzosen lange Zeit schon Synchronmotoren verwendet haben und erst u.a. bei den BB 27000/37000 und 36000 zu Asynchronmotoren übergegangen sind .