Bahnstromnetz
Das Bahnstromnetz als Übertragungsnetz mit Hochspannungs-Bahnstromleitungen verteilt Bahnstrom mit – in DACH – 16,7 Hz Wechselstromfrequenz. Mit Transformatoren wird es auf Mittelspannung für die Oberleitungen von elektrifizierten Eisenbahnstrecken umgesetzt.
Der Aufbau eines vom öffentlichen Stromnetz eigenständigen Bahnstromnetzes ist im Regelfall nur dann sinnvoll, wenn der Bahnbetrieb mit Einphasenwechselstrom verminderter Frequenz wie in Deutschland,[1] Österreich, Norwegen, Schweden und der Schweiz erfolgt.
Alternativ kann auf den Aufbau eines Bahnstromnetzes verzichtet werden, wenn der Drehstrom in den Unterwerken der Bahn mit Hilfe rotierender Umformer oder elektronischer Umrichter in die für die Speisung der Oberleitung nötige Spannung und Stromart umgeformt wird. Bei Bahnen, die mit Gleichstrom fahren, wird dieses Verfahren grundsätzlich angewandt. Auch bei Bahnen, die mit Einphasenwechselstrom verminderter Frequenz fahren, wird dies durchgeführt und zwar in Mecklenburg-Vorpommern, Sachsen-Anhalt, Norwegen und Südschweden. In diesen Gebieten konnte auf den Aufbau eigener Bahnstromnetze verzichtet werden.
Technische Daten
Das deutsche Bahnstromnetz, betrieben von der DB Energie hat eine Frequenz von 16,7 Hz und verfügt über 110-kV-Hochspannungsleitungen mit einer Gesamtlänge von 7 936 km (Stand: 2020).[2][3] Die elektrifizierten Eisenbahnstrecken mit dem Spannungsniveau 15 kV haben eine Länge von 19 715 km.[4] Einspeisepunkte sind eigene Kraftwerke, Anbindungen an das Verbundnetz und das österreichische und schweizerische Bahnstromnetz. Lastwechsel von 350 MW pro Minute aufgrund anfahrender und verzögernder Züge sind üblich.[1]
Das österreichische 15-kV-Bahnstromnetz, betrieben von der ÖBB Energie ist etwa 2100 km lang und ist mit dem deutschen Bahnstromnetz an 2 Stellen galvanisch (= elektrisch leitend) verbunden. Das gemeinsam betrachtete somit etwa 10 000 km lange Stromnetz ist das größte mit Erdschlusskompensation gelöschte Netz der Welt.
Spannungsebenen
Wie im öffentlichen Stromnetz gibt es mehrere Spannungsebenen, eine Hochspannungsebene und eine Mittelspannungsebene. Die Hochspannungsebene wird in Deutschland und Österreich mit 110 Kilovolt sowie im Bereich der Wiener S-Bahn auch mit 55 Kilovolt betrieben und dient zum Transport des Bahnstroms von den Bahnkraftwerken zu den Unterwerken. Gelegentlich hängen sie an Masten, die auch Stromkreise des öffentlichen Hochspannungsnetzes tragen.
In der Schweiz gibt es zwei Hochspannungsebenen (132 Kilovolt und 66 Kilovolt) mit praktisch äquivalenter Funktion.
Die in allen drei Ländern mit 15 Kilovolt betriebene Mittelspannungsebene entspricht der Fahrdrahtspannung und dient dazu, den Triebfahrzeugen den Bahnstrom über die Oberleitung zuzuführen. Abweichend vom Standard beträgt die Fahrdrahtspannung im Schmalspurnetz der Rhätischen Bahn und der Matterhorn-Gotthard-Bahn aus historischen Gründen nur 11 Kilovolt.
Gebiete mit Bahnstromnetzen
- Deutschland (außer Mecklenburg-Vorpommern und Teile Brandenburgs)
- Österreich. Es existieren neben dem von den ÖBB mit 16,7 Hz (15 kV Oberleitungsspannung) betriebenen Bahnstromnetz mehrere Bahnstromnetze wie ein System mit 25 kV und 50 Hz auf der Raab-Oedenburg-Ebenfurter Eisenbahn
- Schweiz
- Nordschweden
- Südnorwegen, versorgt vom Wasserkraftwerk Hakavik. Sonst wie in Schweden dezentrale Bahnstromversorgung.
- USA (im Gebiet um die Städte Washington und New York zur Versorgung der dort mit Einphasenwechselstrom mit einer Frequenz von 25 Hertz betriebenen Bahnen)
Weblinks
Einzelnachweise
- Sönke Gäthke: STROMVERTEILUNG – Smartes Netz von der Bahn, Deutschlandfunk – „Forschung aktuell“ vom 28. März 2014.
- Über uns. DB Energie GmbH, abgerufen am 5. Februar 2020 (deutsch).
- Elektrischer Bahnenergiemix 2020. In: Elektrische Bahnen. Nr. 9, September 2021, ISSN 0013-5437, S. 381 f.
- DB Energie - Bahnstrom/Gleichstrom. DB Energie GmbH, 22. Dezember 2011, archiviert vom Original; abgerufen am 5. Februar 2020.