Ladeunterwerk mit Symmetrierumrichter für AC 15 kV 50 Hz in Betrieb genommen

 

Im Alstom-Werk Salzgitter wurde erstmals ein Ladeunterwerk mit Symmetrierumrichter in Betrieb genommen
und zusammen mit einem Akkumulator-Triebfahrzeug getestet.

Die Firmen Rail Power Systems GmbH (RPS) und F&S PROZESSAUTOMATION GmbH (F&S) haben das gemeinsam entwickelte Kompakt-Ladeunterwerk für eine Ladespannung von AC 15 kV 50 Hz fertiggestellt [1]. Das Ladeunterwerk wurde Mitte Februar 2023 von Dohna bei Dresden in das Alstom-Werk Salzgitter per Straßentransport überführt und dort innerhalb von vier Tagen betriebsfertig errichtet.

Die Inbetriebnahme wurde in zwei Phasen vorgenommen. Zunächst wurde das Ladeunterwerk im Leerlauf getestet und Funktionalität und Schutzeinstellungen überprüft. Für die zweite Phase wurde von Alstom das Triebfahrzeug Coradia Continental 1440 402 bereitgestellt, ein Fahrzeug aus der Vorserie von Akkumulator-Triebfahrzeugen für den Verkehrsverbund Mittelsachsen (VMS). Diese sollen künftig auf der Strecke Leipzig – Chemnitz eingesetzt werden. Die Fahrzeuge wurden neben der sonst üblichen Fahrleitungsspannung AC 15 kV 16,7 Hz zusätzlich für die Ladespannung AC 15 kV 50 Hz ertüchtigt.

Die Tests wurden seitens Alstom durch die für das Fahrzeug verantwortlichen Ingenieure aus Salzgitter, Charleroi (BE) und Tarbes (FR) begleitet. Für den 50-Hz-Betrieb wurde die Software im Antriebssteuergerät angepasst. Wissenschaftlich betreut wurden die Messungen durch die Professur für Elektrische Bahnen an der Technischen Universität Dresden.

Straßentransport des Ladeunterwerks nach Salzgitter.

Ladeunterwerk (links) und Testzug im Alstom-Werk Salzgitter.

Die Tests betrafen das Zusammenspiel des Symmetrierumrichters mit den übrigen Komponenten des Ladeunterwerks, dessen Zusammenwirken mit dem Fahrzeug in unterschiedlichen Betriebsmodi und das Verhalten zum speisenden Netz mit und ohne Fahrzeug, dessen Symmetrierfunktion und netzunterstützende Wirkung. Das Fahrzeug wurde zunächst in einem Leistungsbereich bis 150 kVA betrieben. Mit den Tests wurde der Nachweis erbracht, dass eine Speisung der Fahrzeuge mit AC 15 kV 50 Hz problemfrei möglich ist, ohne das dreiphasige Netz durch Asymmetrien oder hohe Oberschwingungen zu belasten. Des Weiteren wurden fahrzeugspezifische Tests durchgeführt. Leistungen bis 1,2 MVA sind in einer zweiten Testserie geplant.

Die Tests sind Voraussetzung für die Umsetzung des Ladeunterwerks zum Bahnhof Annaberg-Buchholz Süd [2]. Dort sind die Vorbereitungen zur Errichtung einer Ladestation weitgehend abgeschlossen. Hier soll das Ladeunterwerk unter realen Betriebsbedingungen getestet und weiteren Fahrzeugherstellern für Tests zur Verfügung gestellt werden. An dem Entwicklungsprojekt beteiligen sich neben den bereits genannten Firmen die DB Energie GmbH, die DB Regionetz Infrastruktur GmbH Erzgebirgsbahn und der Smart Rail Connectivity Campus (SRCC).

Veröffentlichungen

[1] Lindenmüller, L.; Müller, M.; Northe, J.; Röhlig, S.: Konzept für 50-Hz-Ladestationen für Akkumulatortriebzüge mit Symmetrierumrichter. In: Elektrische Bahnen 119 (2021), H. 3, S. 90–99.

[2] Kooperationsprojekt ETA-Ladestation AC 15 kV 50 Hz. In: Elektrische Bahnen 120 (2022), H. 9, S. 366–367.