Traktionsstromversorgung und Schutztechnik

Größe: px

Ab Seite anzeigen:

Download "Traktionsstromversorgung und Schutztechnik"

Klemens Schuster
vor 8 Jahren
Abrufe

behalten kann ÖVG-Kongress Fahrstromanlagen TU Wien,

1 Traktionsstromversorgung und Schutztechnik oder: wie man den Überblick in komplexen Fahrstromnetzen behalten kann ÖVG-Kongress Fahrstromanlagen TU Wien, , Martin Aeberhard Railectric GmbH /

Schutz Von einfachen Beispielen bis zur Analyse sehr

2 Ziele des Vortrages: Aufzeigen des aktuellen Standes der Simulation in den Bereichen Traktionsstromversorgung und Schutz Von einfachen Beispielen bis zur Analyse sehr komplexer Bahnknoten Beispiel Bahnknoten Zürich Railectric GmbH /

Zielsetzungen neues Fahrstromkonzept Zürich Ermöglichen weiterer Angebotsverbesserungen (mehr und leistungsfähigere Züge) Reduktion der Komplexität der Anlagen Notspeisefähigkeit UW Zürich:

3 Zielsetzungen neues Fahrstromkonzept Zürich Ermöglichen weiterer Angebotsverbesserungen (mehr und leistungsfähigere Züge) Reduktion der Komplexität der Anlagen Notspeisefähigkeit UW Zürich: Totalausfall (inkl. 15-kV-Sammelschienen und Speisepunkte), die Notschaltung muss rasch und einfach erstellt werden können, keine Einschränkungen des Zugsverkehrs Railectric GmbH /

4 Wichtigste Untersuchungs-Gegenstände Spannung Strom Schutz Spannungs-Stabilität Spannungsdifferenzen (Streckentrennungen!) Betriebsströme (thermische Belastung von Leitungen, Trafos, Schaltern ) Kurzschlussströme Kurzschlussschutz Thermischer Schutz Railectric GmbH /

5 Spannungsstabilität Netz Last Z n AC, U q = 16 kv, Z n = j*1.8 Ω U q Z l DC, U q = 3.5 kv, R n = 0.2 Ω R l = R l = R n R l = 0 Railectric GmbH /

6 Kann es überhaupt sein, dass man über den Punkt P max «hinausfällt»? Antwort: Jein Einerseits: Aber: Train current I max B Stufenschalterlokomotiven: C P U 2 (Reihenschlussmotor bei konstanter I auxiliary current U Drehzahl), d.h. bei U = U min2 ist P 0! A (1) U min2 a U n U max2 Die Begrenzung wirkt nur auf die A B No traction Current level exceeded Traktionsleistung C Allowable current levels Begrenzungskennlinie aus der EN Neu darf anstelle des Stromes auch die Leistung begrenzt werden Bei U = U min2 ist die Traktionsleistung = 0 Wenn alle Fahrzeuge so reagieren, kann die Spannung gar nicht unter U min2 fallen Abstellanlage Zürich Herdern, gemessene 1-Minutenleisten 19 MW 13 MVAr (bei -5 C) Railectric GmbH /

7 Fazit: Es kann jederzeit sein, dass die Verbraucher mehr Leistung wollen als das Netz liefern kann Für die Zugfahrtsimulation mit integrierter Lastflussrechnung bedeutet das: Keine Konvergenz der Lastflussrechnung: Mindestens ein gesuchter Arbeitspunkt liegt ausserhalb der «Nasenkurve», der Newton-Raphson-Algorithmus findet keine Lösung. Auswirkungen können von gering (Hauptschalterauslösung auf einem einzigen Zug) bis sehr gross sein (grösserer Netzausfall), eine Prognose ist mit keiner Simulation möglich (dynamisches Verhalten, Dominoeffekte, Faktor Mensch) Solche Zustände müssen durch Netzplanung bzw. betrieb ausgeschlossen werden oder, die Lastflussrechnung konvergiert: Die Leistungsbegrenzungen haben das Netz genügend stabilisiert. Es ist zu prüfen, ob die Züge die Fahrpläne noch einhalten können. Railectric GmbH /

8 Spannungsdifferenzen an Streckentrennungen oder: Wo braucht es Schutzstrecken? Allerdings: Eindeutige Kriterien, welche U zulässig sind (bei jeder Zugsdurchfahrt, bzw. nur in Ausnahmefällen) scheint es nicht zu geben Railectric GmbH /

9 Grossraum Zürich, 2016 installierte UW-Transformatoren ca. 55 km Railectric GmbH /

10 Vermaschung oder besser doch nicht? Aber: Gute Lastaufteilung zwischen den Transformatoren/ Unterwerken Keine Schutzstrecken Kurzschlussströme (zu) hoch Railectric GmbH /

11 Vermaschung oder besser doch nicht? Aber: Kurzschlussströme kleiner Schutzstrecken Keine Lastaufteilung zwischen den Transformatoren Railectric GmbH /

12 Knoten Zürich: Es geht nur mit einem Kompromiss Railectric GmbH /

13 Schutz: Stichspeisung KS NEUTRA Railectric GmbH /

14 Schutz: T-Speisung KS NEUTRA, Schutzrelais Capolago +1 Ω Railectric GmbH /

15 Schutz: Kombination von Zugfahrtsimulation, Lastflussrechnung und Schutzfunktionen Schutzfunktion und Betriebsimpedanzen Design Lastausblend-Funktionen im Distanzschutz Railectric GmbH /

16 Knoten Zürich: Die Quadratur des Kreises ist gelungen! Railectric GmbH /

Die drei wichtigsten Zutaten zum Erfolg Railectric GmbH / 24.11.

17 Die drei wichtigsten Zutaten zum Erfolg Railectric GmbH / Leistungsfähiges Tool Gewissenhafte Datenpflege (über Unternehmens- und Divisionsgrenzen hinweg!) Fachkompetenz für Analyse und Synthese

18 Danke Railectric GmbH /

Ähnliche Dokumente

Betriebliche Forschung und Innovation bei APG

Betriebliche Forschung und Innovation bei APG Dr. Michael Weixelbraun Austrian Power GridAG Graz, 10.02.2016 Die Energiewende aktueller Stand in Österreich, Deutschland und Italien Integration steigender