eb - Elektrische Bahnen Axel Schuppe, Verband der Bahnindustrie (Vorschau)

Bahnenergieversorgung
6 Der Nullpunktwiderstand im
Uw Feldkirch
Das Bahnenergienetz von Vorarlberg ist an das gesamte
Bahnenergienetz der ÖBB über eine zweisystemige
Verbindung angeschlossen. Diese Verbindung
führt über alpines Gebiet mit der Gefahr
von Vermurungen und Lawinen. Bei einer zweisystemigen
Unterbrechung der Verbindung entsteht
ein Inselnetz in Vorarlberg, in dem die vorhandene
Löschspule mit einem minimal einstellbaren induktiven
Löschstrom von 45 A einem Netz mit einem
kapazitiven Erdschlussstrom von rund 5 A gegenübersteht.
Zur Überprüfung der theoretischen
Ansätze wurden Erdschlussversuche durchgeführt,
wobei die Löschfähigkeit eines fast rein induktiven
Fehlerstromes mit rund 45 A untersucht wurde. Bei
diesen Versuchen war die Löschfähigkeit des Lichtbogens
nicht mehr gewährleistet (Bild 14).
In dem isoliert betriebenen Inselnetz Vorarlberg
ist die Spannung zwischen den Leitern durch die
Transformatoren der Kraftwerksmaschinen gegeben.
Die Spannungen zwischen den Leitern und
dem Erdpotenzial sind jedoch nicht fest vorgegeben.
Ein rein kapazitiver Erdschlussstrom von rund
5 A in diesem isolierten betriebenen Inselnetz würde
von selbst verlöschen. Er kann jedoch wieder
zünden. Es kann in Folge von Schalthandlungen
und von intermittierenden Erdschlüssen in dem
Inselnetz zu Spannungsschwingungen kommen
und die Leiterisolation wird überbeansprucht. Dieses
Verhalten wurde bereits beobachtet. Durch die
geringe Dämpfung dauern diese Schwingungen
längere Zeit an. Im Falle von Resonanzen kann es
sogar zur Zerstörung von Betriebsmitteln kommen.
Deshalb war ein Konzept zur Mittelpunktbehandlung
in diesem Inselnetz notwendig. Als effektivste
und billigste Lösung hat sich eine Widerstandserdung
herausgestellt. Daher ist der Mittelpunkt der
110-kV-Seite des Kuppeltransformators über einen
Trennschalter und einen Hochspannungs-Hochlastwiderstand
geerdet (Bild 15). Dieser Trennschalter
wird dann geschlossen, wenn das Vorarlberger
Netz im Inselbetrieb ist oder wenn es ausschließlich
über den Kuppeltransformator und die 132-kV-
Kabelverbindung mit dem Netz der SBB verbunden
ist.
Das induktiv geerdete österreichische Bahnenergienetz
besitzt eine mittlere Dämpfung von rund
2,5 %. Der ohmschen Erdschlußreststrom beträgt
acht Ampere. Vorarlberg hat einen ohmschen Erdschlussreststrom
von rund 0,2 A. Das Ziel war eine
ausreichende Dämpfung von Schwingungen und
ein möglichst kleiner Fehlerstrom, um die Löschung
eines Erdschlußlichtbogens zu gewährleisten. Berechnungen
mit einem Simulationsprogramm und
die Berücksichtigung von Erfahrungen im Bahnenergienetz
haben ergeben, dass ein Widerstand
von rund 12 kΩ mit einer zulässigen Belastbarkeit
von 4,5 A im Erdschlussfall den Anforderungen entspricht.
Seit der Inbetriebnahme der Anlage des
Mittelpunkt widerstandes funktioniert die ohmsche
Mittelpunkt erdung im Inselnetz Vorarlberg erwartungsgemäß.
7 Uw Feldkirch Leittechnik
Bild 20:
Uw Feldkirch, Schutzschrank (Foto: ÖBB).
oben Schutzgeräte 132-kV-Kabel (Differentialschutz,
Überspannungsschutz) und Nullpunktwiderstand
Mitte Schutzgerät Kuppeltransformator 132/110 kV
unten Schutzgerät 132-kV-Kabel (Distanzschutz)
Die Leittechnik im Uw Feldkirch ist mittels dezentral
angeordneter Automatisierungskomponenten
realisiert. Die Feldleitgeräte Typ Bay-Controller BC-
ACP der Schaltanlagen 15 kV, 110 kV und 132 kV
sind jeweils über einen eigenen Lichtwellenleiterring
(LWL-Ring) an die Zentralleitgeräte angekoppelt. Die
Schutzeinrichtungen sind ebenfalls über LWL mittels
Protokoll IEC 60870-5-103 an die Leittechnik angeschlossen
(Bild 16).
Zur Vorort-Steuerung der Anlage ist ein Wartenleitsystem
mit zwei Monitoren eingerichtet. Für die
ferngesteuerte Betriebsführung wurden Fernwirkverbindungen
in Ethernet-Technologie, Protokoll
IEC 60870-5-104, zur Regionalen Leitstelle Zirl
(15-kV-Betriebsführung) und zur Zentralen Leitstel-
50 111 (2013) Heft 1