THEMA: Wechselstrom bei der DB

Hallo Karl
Lese das.
http://www.cosmiq.de/qa/show/1220872/Warum-faeh...ls-Betriebsspannung/
Gruß Josef

Hallo,

es dürfte allgemein bekannt sein, dass die DB mit 15KV und 16 2/3 Hertz fährt.

Hochachtungsvoll
Kurt Hegermann

Hallo Kurt
Die Frage war aber warum.
Gruß Josef

Moin,

Weil es, einfach gesagt,  mit 50Hz Kommutatorprobleme (Funkenüberschlag) gibt; deshalb 1/3 der Netzfrequenz.

Grüße aus Assen (NL)
Jan
der Gleichstrombahner mit 1800 V ist

Hallo,

Jan hat schon einen Aspekt erklärt, weitere gibt es bei Wikipedia http://de.wikipedia.org/wiki/Bahnstrom#Wechselstrom_mit_verminderter_Frequenz ff. Seit 1995 hat man aber die Freguenz auf 16,7 Hz festgelegt. Die Gründe stehen auch in dem Wikipedia-Bericht.

Johannes

Hallo zusammen,

die 50Hz Technik war vor dem ersten Weltkrieg technisch noch nicht in den Griff zu bekommen. Diese Technik wurde erst in den dreißiger Jahren des letzten Jahrhunderts von der Deutschen Reichsbahn auf der steigungsreichen und betrieblich anspruchsvollen Höllentalbahn zur Betriebstauglichkeit entwickelt (um dann nach dem 2. Weltkrieg dankend von der französichen Besatzungsmacht übernommen zu werden...). Wenn dieser "Technologienklau" nicht stattgefunden hätte würden die Franzosen vermutlich heute noch in ganz Frankreich mit Gleichstrom unterwegs sein

Die Umstellung auf ein 50Hz Netz wurde von der jungen Bundesbahn nach dem 2.Weltkrieg leider nie ernsthaft in Erwägung gezogen. Man hatte mit dem Wiederaufbau der zerstörten Infrastruktur andere Sorgen und wollte nicht in ein zweites Bahnstrom- und Oberleitungsnetz investieren. Zudem steckten die Mehrstromloks noch in den Kinderschuhen.

Heutzutage wäre eine Umstellung auf ein 50Hz Netz im Zuge von neugebauten Bahnstrecken oder Modernisierungen technisch kein Problem mehr, da Mehrstromfahrzeuge im großen Umfang verfügbar bzw. von der Industrie kurzfristig lieferbar sind und als technisch ausgereift gelten. Genau diese Gründe sprachen vor ca. 20 Jahren für die Einführung der 50Hz Technik bei unseren Dänischen Nachbarn obwohl alle angrenzenden Staatsbahnen mit 16 2/3Hz fahren (zuvor fuhr man dort nur mit Dieselloks).

Zurück zu Deutschland. Was mich an der Umstellung auf 16,7Hz wundert ist dass die Änderung erst 1995 erfolgte. Zuvor waren Drehstromasynchronmotoren bei der 120.0 ab 1979, bei der 120.1 ab 1988 und im ICE1 ab 1990 mit 16 2/3Hz im Einsatz. Gab es denn im täglichen Betrieb damit keine Probleme oder kannte man die Problematik von Anfang an aber die Umstellung dauerte so lange?

Grüße
Markus

Guten Morgen
Kanns nicht sein das die Umstellung nur am Papier erfolgte um eine einfachere Zahl zu erhalten? 16,6 periodisch sind ja eigentlich auch 16,7 !!!! Kann mir echt nicht vorstellen das man wegen 0,04 Hertz irgendetwas ändert. Da hat man doch ganz andere Sorgen!
Lg Peter

Edit: Eigentlich sinds ja nur 0,0333 periodische Hertz ;o)

Hallo #6 u. #7

in dem oben erwähnten Wikipedia-Artikel ist die Frequenzumstellung 16 2/3 -> 16,7 Hz haarklein aufgedröselt.
Man sollte es allerdings verstehen können

Bei 0,033 Hz Abweichung ist immerhin sichergestellt, dass sich der sonst auf einem Wicklungsteil verharrende "Hotspot" ca. zwei mal pro Minute über alle Wicklungen "bewegt" und die verlustbedingte Erwärmung gleichmäßig verteilt ist.

Es grüßt RainerNRW

Hallo Rainer,

hast du meine Frage verstanden? Anscheinend nicht, denn die wird in durch den Wikipedia-Artikel nicht beantwortet...

Also, warum erfolgte die Umstellung erst 1995???

Grüße
Markus

Hallo Markus,

wahrscheinlich gab es 1995 Entscheidungsträger, die Nägel mit Köpfen machten. Das Problem war ja bekannt.
Zu Deiner Frage wg Umstellung auf 50Hz Betrieb meine Vermutung. Bei dem Betrieb auf den Strecken würden bei 15 kV die Ströme hochgehen, dann reichen die Querschnitte nicht. Hebt man die Spannung auf 20 oder 25 kV, dann müßte man die Isolation anpassen. Beides also mit sehr hohem Aufwand verbunden.

Johannes

Hallo,

@Markus:


Ich kann Dir auch nicht sagen, warum es mit der Umstellung so lange gedauert hat.

Einen Zusammenhang zu den Asynchronmotoren von 120 & ICE sehe ich da erstmal nicht, denen ist die Netzfrequenz ziemlich egal, da sie ja durch eigene Frequenzumrichter gespeist werden. Im Wikipedia-Artikel geht es um die Asynchron-Maschinen der Umformer, nicht um die Fahrzeuge. Bei den Asynchronmotoren der Fahrzeuge handelt es sich zudem auch um Kurzschlussläufer, da läuft die Leistungsregelung nur über den Stator.

Das einzige, was die genannten Fahrzeuge für die Umformer an Neuerungen brachten, war die Rückspeisung von elektrischer Energie ins Netz. Ob das allerdings mit der Frequenzumstellung überhaupt was zu tun hatte, wage ich zu bezweifeln. Denn der prozentuale Anteil der Fahrzeuge war 1995 doch eher verschwindend gering (65 120er und 60 ICE1).

Viele Grüße,

Udo.

Hallo,
Grund der Erhöhung der Netzfrequenz war die neue Sicherheitsmeldetechnik und
vor allem die Vierquatrantensteller der neuen Drehstromloks.

Gerade mathematische Vielfache von 16 2/3 Hz ergeben 50Hz; 100Hz; 1000Hz, etc..
Also Spiegel- und Reflektions-Frequenzen die die sicherheitstechnischen Frequenzen harmonisch überlagerten.

Manche(r) kennt wohl aus dem Physikunterricht noch das Spiel mit Wellenbergen und Wellentälern die sich gegenseitig aufschaukeln oder auslöschen.
So schickten z.Bsp. die Loks und ICE´s  selber Energie in diesem Frequenzband in die Fahrleitung zurück. Die n-ten-harmonischen Oberwellen gingen in Schwingungsresonanz mit den Frequenzbänder der sicherheitstechnischen Übertragung.
Egal ob als elektromagnetische Felder oder im Frequenzmulitplex, sie störten halt die Sicherheitstechnik des Schienenverkehrs.

Ergo erhöhte man die Netzfrequenz um 0,03333. Hz, um so mathematische harmonische überlagernde Oberwellen  zu vermeiden.

Einzig die thyristorgesteuerten Antriebe "grummelten" etwas am Phasenanschnitt.
Alle anderen Antriebstechniken kommen gut damit zu recht.

Hans-I.

Wen es interessiert, hier ein recht guter Bericht:
http://www.energie.ch/harmonische-oberschwingungen-netzqualitaet

Hallo,

@Hans-I:
Das ist mit Sicherheit nicht der Grund. Die Verschiebung der Netzfrequenz auf 16,7 Hz verschiebt die Harmonische von 100 Hz auf 100,2 Hz. Die Signaltechnik, von der Du sprichst, ist nicht so schmalbandig ausgelegt, dass sie den Unterschied überhaupt bemerken würde. Ganz zu schweigen davon, dass die 16 2/3 Hz immernoch innerhalb der zulässigen Toleranz der Bahnstromfrequenz liegt.

Da Du ein schweizer Papier zitierst: Die SBB legt die signaltechnische Frequenz von 100 Hz auf 106 Hz, um den von Dir beschriebenen Effekten entgegenzuwirken. Und die haben ja auch seit 1995 die Sollfrequenz von 16,7 Hz.

Viele Grüße,

Udo.

Hallo Udo,

da DB, SBB und ÖBB im Verbund fahren, muß es wohl so sein. Anders müßten an den Übergabestellen Frequenzumformer installiert sein.

Johannes

Ja Johannes,
auch ÖBB und SBB haben die ihre Freqenzen dementsprechend erhöht.

Hier waren die österreichischen Wissenschaftler sogar eine Nasenlänge voraus!

Hans-I.

@14 und 15,Johannes und Hans-I.
An den Grenzen sind Trennstellen installiert, das heisst auch wenn ÖBB, SBB, und DB mit dem selben System fahren sind sie doch elektrisch voneinander getrennt.
Lg Peter

@9 und 10, Markus und Johannes
Leider kann man die Spannung nicht einfach so in die Höhe setzen denn über 17500 Volt gibts Probleme mit der Isolierung. Das ist auch der Grund warum eine Taurus wenn sie zurückspeist immer 8 Volt mehr Spannung anlegt als in der Fahrleitung ist und wenn sie 17500 Volt erreicht hat geht sie in die Phasenverschiebung ;o) Ausserdem haben alte Loks die für 15000 Volt ausgelegt sind einen Überspannungsschutz, den sogenannten Kathodenfallableiter eingebaut, der bei 22500 Volt durchschlägt um die Bauteile der Lok zu schützen, allerdings ist er selber dann kaputt und die Lok ein Fall für die Werkstatt ;o)  Lokführer der ÖBB haben übrigens vor der Zeit des Taurus im Bahnhof Heygyshalom immer wieder eindrucksvoll bewiesen das er funktioniert :o)
Lg Peter

Nun,
an jeder Abspannungseinheit sind Trennstellen möglich.

Hans-I.

@Hans
Was meinst Du mit Abspannungseinheit?
Lg Peter

Hallo Peter,

klar sind die Oberleitungen an den Grenzen elektrisch voneinander getrennt. Der Verbund geht über die 110 kV Bahnstromleitungen.

Joihannes

Mann!
Abspannwerke mit Kettenfahrwerk und Aufhängung..

Hans-I.

@Hans
Ein Abspannwerk ist für mich eine Abspannung um den Fahrdraht zu spannen und hat mit einem Streckentrenner nix zu tun !!!!!
Lg

Hallo,

@Peter:

Im Prinzip hast Du recht, aber ganz so schnell gibt die Isolierung dann doch nicht auf. Spannungen über 17,5 kV sind in der Realität keine Seltenheit und auch die EN 50163 "Speisespannungen von Bahnnetzen" nennt schon 18 kV für maximal 5 Minuten und Transiente (< 1s) liegen nochmal höher.

Viele Grüße,

Udo.

@Udo
Also bei uns in Österreich ist es bei 17,5kV definitiv aus. SIe pendelt sowieso zwischen 17,2kV und 17,3kV herum. Ob die Umspannwerke eventuell mit mehr reingehen um den Spannungsabfall bis zum Verbraucher zu kompensieren kann ich Dir allerdings nicht sagen.
Lg Peter

Hallo,


Jeder Abspanneinheit muß man Strom zuführen,
sonst geht da nix.
So setzt am dann in das Kettenfahrwerk die Trenner.
Wo sonst?

Hans-I.

PS.. kann nicht mal jemand über Fourieranalyse diskutieren?

@Hans
Erklärst mir jetzt bitte was Du unter einer Abspanneinheit und Kettenfahrwerk verstehst?
Lg Peter

Hallo Peter (@24),

achso, Österreich, ich schrieb über Deutschland; mag sein, dass die Verhältnisse in Österreich anders liegen. Sicher ist es nicht ganz einfach, die OL-Spannung ständig auf einen bestimmten Wert zu begrenzen, bei den ganzen, teils quasi schlagartigen Lastwechseln inklusive Rückspeisungen. Die Fahrzeughersteller werden wohl bei ihrer Isolationskalkulation etwas Luft nach oben lassen, damit es nicht bei der ersten Toleranzgrenzenüberschreitung das Fahrzeug stilllegt.

Viele Grüße,

Udo.

@Udo
Ja das hoff ich auch das man hier etwas Luft lässt ;o) Aber bis jetzt funkts ja ganz gut. Auch im Ungarischen Grenzbahnhof Heygyshalom. Zumindest hört und sieht man die letzten 10 Jahre eigentlich nichts mehr von Überspannungsschäden an Tfz ;o)
Lg Peter

Hallo:

Bei "Kettenfahrwerk" meinte ich natürlich die Kettenfahrleitung.
http://www.modellbau-wiki.de/wiki/Oberleitung

Mit "Abspanneinheit" den gesamten Fahrleitungsaufbau von einem festen Stützpunk bis zum Abspannwerk.

Haben sich, bei mir, im Laufe der Jahre, schon seltsame Idome angehäuft.

Hoffe das bei der ÖBB gleiche oder ähnliche Außdrücke durchgesetzt haben.

Hans-I.

@Hans-I.
Ok :o) jetzt hab ich auch geschnallt was Du meinst. :o) Das ganze als Abspannungseinheit zu bezeichnen kannte ich echt nicht ;o)
Lg Peter

Hallo Karl,
formuliere deine Frage doch einfach so, das sie zur besch.... Antwort von Kurt passt.
Lg Herbert

@SEB

im Jahr 1995 wurde zufällig auch der Ersatz von Thyristoren durch die neue GTO-Technik beschlossen. Möglicherweise hing die Umstellung auf 16,7Hz damit zusammen. Beim durchlesen der ganzen Beiträge fiel mir ein dass im EisenbahnMagazin 1995 eine Begründung für die Umstellung abgedruckt. Muss diese Woche doch mal in mein Archiv schauen.

Zur Umstellung auf 50Hz hatte ich doch gar keine Frage gestellt

Grüße
Markus

Schön,
bei mir in der "Arbeit" begreift man nicht,
was der Unterschied zwischen GTO´s und IGBT´s ist.....

Keine Angst, ich (er)finde demnächst schon noch Modelle,
damit es selbst junge Damen verstehen.

Der bayrische Staatsürger hat halt, für meine Bildung, gerne einige Millionen schrecklich in den Sand gesetzt!

UPPS!
Hans-I.

Hallo Markus,

Du schreibst und darauf bezog sich meine Spekulation zur Umstellung auf 50 Hz Netzfrequenz.

Johannes

Hallo Leute
Hab dieLösung Dank eines anrufes bei Kraftwerk/Energie der ÖBB :o)
Also es gibt 2 Gründe:
1. Da alle Bahnen noch mit Mechanischen Umformersätzen arbeiten ergib sich durch Drittelung der Frequenz eine mechanische Schwingung die auf die Lagerfedern der Umformer wirkte und diese damit immer wieder zerstörte.
2. Der zweite Grund ist die Reihe 1044 der ÖBB
Sie erzeugt Konstruktionsbedingt jede Menge Oberwellen ( die keiner braucht bzw will ) ;o)
Die fünfte Oberwelle ergab genau 100 Hz welches immer wieder zu Störungen an Sicherungs und Schrankenanlagen führte. Mit der leichten Verschiebung auf 16,7 Hz ergibt sich ca eine Verschiebung auf 101 Hz. Somit war man einige Probleme mit einem Schlag los. Der in einem vorige Beitrag erwähnte Hotspot war zwar nicht der Grund für eine Umstellung, über angenehme Nebeneffekte wie der Verteilung des Hotspots war bzw ist man auch nicht ganz unglücklich :o). Die Schweiz zog damals in Hinblick auf die Verknüpfung der Stromsysteme im Verbund auch gleich mit. Hoffe, euch damit geholfen zu haben.
Lg Peter

Danke,
felix Austria.

Hatte ich oben doch schon Alles umfangreicher beschrieben.
Die 1044 ist eine Thyristorlok, dort kann man die Bauelemente nachrüsten.
Wie bei unseren 111;112;114 und 143.

Hans-I.

Hallo Hans
Was soll dein blöder Eintrag?
Gruß Josef

Du hast recht! Der arme bayrische "Staatsürger" kann einem schon leid tun. Wird Zeit das Uli Hoeneß endlich mal steuern zahlt

@Nspurbodi
Danke für dein Anruf beim Kraftwerk. Zum zweiten Grund mit der 1044: Die Lok wurde ab 1976 (!) mit 1044.03 in Serie gebaut und in mehreren Serien an die ÖBB ausgeliefert. Die ÖBB lebten dann noch 19 weitere Jahre mit konstruktionsbedingten Oberwellen und "Bagatellen" wie Störungen an Sicherungs- und Schrankenanlagen? Und erst ab 1995 war dann das Problem mit 101 Hz bei der fünften Oberwelle behoben. Kaum zu glauben...
So schlimm kann dann doch die 152 der DB AG bei Probefahrten auf dem ÖBB Netz nicht gewesen sein oder?

Grüße
Markus

Nun,
bezogen wäre es ja nicht auf die 1044 sondern auf die Störungen der moderen Sicherungstechniken.
Das schaffen auch andere Lokomotiven.
Die 152 hatte angeblich zu "harte" Laufeigenschaften.

Hans-I.