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Fahrdraht-Spannung 600 oder 750 Volt?
geschrieben von HansL 
Können wir dieses Thema hier weiter vertiefen:

Zitat
HansL
Wollen wir dafür nicht ein eigenes Thema aufmachen? Mit der StUB-Planung hat das eigentlich nur am Rande zu tun.

Was ich bisher verstanden habe: Es wäre von Vorteil, von 600 auf 750 Volt hochzurüsten (Warum im Einzelnen), jedenfalls scheint die VAG das in der Vergangenheit schon angedacht zu haben.

Ich vermute, das wurde wegen der Umstellungsprobleme bisher nicht weiterverfolgt. Es gibt zwar in Nürnberg bereits umstellbare Fahrzeuge, aber eben nicht im laufenden Betrieb. Bei Neubeschaffung wäre es aber möglich, umschaltbare Fahrzeuge zu bekommen, wenn ich das richtig verstanden habe. Diese Fahrzeuge könnten dann auch im alten Netz mit 600 Volt fahren. Aber die alten Fahrzeuge nicht im neuen Netz mit 750 Volt, auch die bisher beschafften nicht. Ist dem so?

Mit der StUB gäbe es jetzt die Chance, die neue Strecke mit 750 Volt zu bauen, wenn man jetzt auch bei jeder künftigen Beschaffung darauf achtet, dass die Fahrzeuge mit beiden Spannungen im laufenden Betrieb zurechtkommen. So könnte man dann mittelfristig einen Übergang des gesamten Netzes auf die neue Spannung realisieren, der abgeschlossen wäre, wenn alle Altfahrzeuge außer Dienst gestellt worden sind.

Das würde die Museumsstraßenbahnen hart treffen, denn diese würde nach und nach ihr Netz verlieren, auf dem sie noch fahren könnten.

Gibt es weitere Gründe, diese sinnvoll erscheinende Anpassung nicht anzugehen?



1 mal bearbeitet. Zuletzt am 10.03.2018 10:41 von HansL.
Zitat
Daniel Vielberth
Hallo allseits,

naja ganz lapidar ist das Problem nicht. Richtig ist: Die Baureihen 1000, 1100 und 1200 sind für eine Erhöhung der Nennspannung auf 750 vorgerüstet, man wollte das ursprünglich nach Auscheiden der N8 nämlich schon angehen. Das ist zunächst mal die gute Nachricht. Die Schlechte ist: sie können nur entweder oder. Also entweder auf 600 oder auf 750 aber keinen fliegenden Wechsel.

Ich verstehe das so das die Fahrzeuge entsprechend Isoliert sind, aber die Elektronik für den fliegenden Wechsel nicht vorhanden ist. Das ist kein Widerspruch zu meinen vorherigen postings. Auch die Fahrzeuge der StUB müssten entsprechend für den fliegenden Wechsel ausgerüstet werden. Was mit höheren Kosten verbunden ist. Oder sehe ich das jetzt komplett falsch?

Wenn die Nürnberger Züge jetzt gerade überarbeitet werden, wäre das jetzt nicht eine Möglichkeit die Elektronik (der Nürnberger Züge) anzupassen?
Hallo allseits,

von mir noch kurz eine Erläuterung zu Manfred Erlg's Einwurf

> Der Hinweis auf Bürstenfeuer und heiße Widerstände ist skurril. Kein Fahrzeugtechniker kommt auf die Idee, Fahrzeuge mit solch einer Technik
> (DC-Fahrmotoren mit Vorwiderständen und Bremswiderständen) von 600 V auf 750 V umzurüsten. Dass ich ausschließlich von Fahrzeugen mit
> AC-Antriebstechnik ausgegangen bin, hielt ich nicht für erwähnenswert.

Hierbei ging es mir darum darzustellen, wie die Museumsfahrzeuge auf eine Umstellung der Netzspannung in Nürnberg ohne vorherigen Umbau reagieren würden. Denn derartiges hat man schon mal probiert, die zititere [de.wikipedia.org]
"Nach dem Ende des Zweiten Weltkriegs vereinnahmten die PKP 189 Fahrzeuge der S-Bahn Berlin [...] Die Strecke zwischen Danzig und Nowy Port wurde zeitweise im Testbetrieb mit 1500 V betrieben, die Motoren der auf 800 V ausgelegten Fahrzeuge erwiesen sich jedoch unter 1500 V als unzuverlässig."

Gruß D. Vielberth
[www.gleistreff.de]

Arbeite rückwärts, dann liegt die Zukunft hinter dir (A. Rebers)
an HansL

> Es wäre von Vorteil, von 600 auf 750 Volt hochzurüsten (Warum im Einzelnen)

Also ich selbst kannte bislang nur das mit dem Einsparen von Unterweken, [www.strassenbahnforum.de] finden sich aber noch einige weitere Vorteile. Ob diese aber tatsächlich so gewichtig sind, muss man mal schauen.

> Es gibt zwar in Nürnberg bereits umstellbare Fahrzeuge, aber eben nicht im laufenden Betrieb.

So ist mein Kenntnisstand dazu.

> Bei Neubeschaffung wäre es aber möglich, umschaltbare Fahrzeuge zu bekommen, wenn ich das richtig verstanden habe. Diese Fahrzeuge könnten dann auch im alten Netz mit 600 Volt fahren.

Das mit Sicherheit, man muss es halt von vornherein berücksichtigen.

> Aber die alten Fahrzeuge nicht im neuen Netz mit 750 Volt, auch die bisher beschafften nicht. Ist dem so?

Eine Zwei-Systemfähigkeit den alten Nachzurüsten dürfte zu teuer sein, erhöht man das ganze Netz auf 750V gibt es Wege, aber keine, die umsonst sind.

> Gibt es weitere Gründe, diese sinnvoll erscheinende Anpassung nicht anzugehen?

Möglicherweise. Die Frage ist, inwieweit unsere Stationären Anlagen schon 750V könnten, bzw dürften, möglichweise steht ein großflächiger Isolatorenersatz ins Haus, wenn die höchste auftretende Spannung nicht mehr 780V sondern 925 V sein könnten.

an 90408 reloaded

> Ich verstehe das so das die Fahrzeuge entsprechend Isoliert sind, aber die Elektronik für den fliegenden Wechsel nicht vorhanden ist. [...] Auch
> die Fahrzeuge der StUB müssten entsprechend für den fliegenden Wechsel ausgerüstet werden. Was mit höheren Kosten verbunden ist. Oder
> sehe ich das jetzt komplett falsch?

So müsste es sein. Altfahrzeuge können statisch entweder oder, Neufahrzeuge können auf dynamisch ausgestettet werden, aber das lässt sich die Industrie sicher auch bezahlen.

> Wenn die Nürnberger Züge jetzt gerade überarbeitet werden, wäre das jetzt nicht eine Möglichkeit die Elektronik (der Nürnberger Züge)
> anzupassen?

Da man bisher ja davon ausging, das man nur entweder oder braucht, hat man es leider nicht vorgesehen. Einwieweit der Platz in den Dachcontainer reicht, und inwieweit die Steuerungssoftware der Fahrzeuge derartige Erweiterungen nachträglich zuließe, kann ich nicht sagen, mir sind allerdings von den fraglichen Baureihen bisher keine Mehrsystemfahrzeuge bekannt.

Gruß D. Vielberth
[www.gleistreff.de]

Arbeite rückwärts, dann liegt die Zukunft hinter dir (A. Rebers)
An Daniel:

An Museumsfahrzeuge hatte ich überhaupt nicht gedacht, ist für mich auch kein wichtiges Thema. Ich gehe davon aus, dass diese in der nahen Zukunft auch unter 600 V nicht mehr fahren können/dürfen.

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Ob die Umstellung von 600 auf 750 V sinnvoll ist? Sicher nicht in einem Teilnetz, wo weitgehend auf der Straße gefahren wird (vmax = 50 km/h), sondern eher auf Außenästen mit eigenem Gleiskörper und größeren Haltestellenabständen, wo man schneller fahren kann (mit entsprechend höherer Leistungsaufnahme).

Der größere Abstand der Einspeisestellen in die Fahrleitung spielt bei der Umstellung eines bestehenden Netzes sicher keine Rolle.

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Die Spannungsregelung unter 600 bzw. 750 V ist eine reine Softwareangelegenheit. Und bei den seit einigen Jahren üblichen Bussystemen ist auch die Schnittstelle für einen "Schalter" (auch nachgerüstet) kein Problem. Die Frage ist aber, was unter solch einem "Schalter" zu verstehen ist. Das ist nämlich davon abhängig, wie der Spannungswechsel auf der Fahrleitung realisiert ist:
1) automatisch während der Fahrt auf freier Strecke oder
2) im Stand an einer Haltestelle mit einem isolierten umschaltbaren Fahrleitungsabschnitt (mit 600 V hineinfahren, mit 750 V weiterfahren)

Im ersten Fall benötigt man Gleismagnete (Balisen) und dazu passende Sensoren am Fahrzeug, im zweiten Fall am Fahrzeug nur einen Schalter, den der Fahrer betätigen kann, aber eine komplizierte Umschaltung der Fahrleitung.

Diese Analogie zu Mehrsystemfahrzeugen bei der Eisenbahn ist wahrscheinlich gar nicht zutreffend. Denn bei einem Wechsel zwischen 600 und 750 V DC kann mann wohl kaum von Zweisystemfahrzeugen sprechen. Dazu ein Beispiel mit Zweisystemlokomotiven mit 1,5 und 3 kV DC - siehe [de.wikipedia.org]

>> Klassische Gleichstromlokomotiven für 3kV sind mit verringerter Leistung auch unter 1,5kV einsatzfähig. Dieses Verfahren wurde beispielsweise auf Grenzbahnhöfen zwischen Frankreich und Italien sowie Spanien angewendet, um die Fahrleitungskonstruktion zu vereinfachen. <<

[Der Vorschlag war, die StUB mit 750 V DC zu betreiben, aber evtl. auch den Nordast der Linie 4 nördlich des Fr.-Ebert-Platzes, da von hier ab weitgehend auf einem separaten Gleiskörper gefahren wird.]

Da der Spannungssprung bei der Straßenbahn viel kleiner ist, kann man Fahrzeuge für 750 V einsetzen und via Traktionssteuerung einfach eine tiefere Unterspannung zulassen, sodass auch unter 600 V gefahren werden kann. Da im Innenstadtbereich häufig auf der Straße gefahren wird, ist die Geschwindigkeit hier auf 50 km/h begrenzt, sodass die geringere Leistung unter 600 V kein Problem ist.

Da die heutigen Fahrzeuge beim Bremsen zurückspeisen, muss natürlich gewährleistet sein, dass das für 750 V ausgelegte Fahrzeug beim Bremsen unter 600 V die Fahrleitungsspannung nicht über die dort zulässige obere Grenze erhöht.

Edit: Beitrag überarbeitet, beginnend mit "Diese Analogie ..."



3 mal bearbeitet. Zuletzt am 11.03.2018 08:30 von Manfred Erlg.
Hallo,

vor Ur-Zeiten auf einer Fahrt mit einer Oldtimer-Straßenbahn hieß es, dass die Oldtimer-Fahrzeuge mit einer geringeren Spannung in Nürnberg fahren als die Neu-Fahrzeuge. Und das deswegen die Spannung in den Abschnitten herunter geschalten wird, wenn ein Oldtimer da drin ist, was die Fahrer der Neu-Fahrzeuge nicht so mögen, da dann Leistung fehlt. Im Wikipedia-Artikel über die Nürnberger Straßenbahn steht als Spannung auch 600V/750V. Ok, Wikipedia enthält auch viel Mist.

Könnte es sein, dass die Spannung daher gar kein Problem ist?
Zitat
kukuk


Könnte es sein, dass die Spannung daher gar kein Problem ist?

Eine lösbare Aufgabe der Elektrotechniker, die bei anderen Betrieben (München, Berlin etc.) auch schon erledigt wurde.
Hier mal eine Diskussion aus dem Straßenbahnforum, die sehr viel gute Erklärungen beinhaltet:

* Anhebung der Spannung - was bringt es?

Zitat

Eine Spannungsanpassung wurde bereits schon mal im normalen Netz für die Haushalte und Industrie praktiziert. Früher 220/380 Volt ist nun 230/400 Volt die Einspeisespannung. Speziell bei großen Verbrauchern, meist Motoren, bringt dieses bei gleicher Leistungsabgabe einen geringeren Stromverbrauch; Technische Formel: P=U*I => Leistung = Spannung * Strom => Watt = Volt * Ampere. Hierdurch kann der Leitungsverlust der Zuleitung verringert werden und die Versorgungssicherheit an abgelegenen Abnahmestellen ist einfacher zu gewährleisten; Technische Formel: Pv=I²*R also der Strom ist eine, maßgebliche Größe.

Zitat

Was wird denn dann mit den historischen Fahrzeugen? Die lassen sich vermutlich nicht oder nur mit unverhältnismäßig hohem Aufwand auf die höhere Spannung umrüsten.
Zitat

Die gesamte Technik am Wagen anzupassen, dürfte schon etwas aufwendiger sein. In München wurden DC/DC-Wandler auf Zehner-Basis hinterm Pantographen zwischen geschalten (recht einfach). In anderen Betrieben begnügt man sich, einfach die Parallelstufen zu blockieren und nur mit in Reihe geschalteten Motoren zu Fahren."]
Hinweis: Ich habe meinen Beitrag vom 10. März nachmittags noch einmal überarbeitet.
Hallo zusammen,

zu neuen Idee

> Da der Spannungssprung bei der Straßenbahn viel kleiner ist, kann man Fahrzeuge für 750 V einsetzen und via Traktionssteuerung einfach eine
> tiefere Unterspannung zulassen, sodass auch unter 600 V gefahren werden kann.

in den von mir und auch nochmal von Laufer verlinkten Beitrag auf die Diskussion im Straßenbhanforum, wurde allerdings drauf hingeiwesen, das die modenrnen Fahrzeuge mit Unterstrom mehr Probleme als mit Überstrom hätten, weil die Elektronik ggf undefinierbare Zustände bei Unterversorgung annehmen kann.

Ich könnte mir vorstellen, das es hierbei sehr auf einen Praxisversuch ankäme. Möglichweise funktioniert es in der Theorie, aber praktisch nicht, oder umgekehrt.

Gruß D. Vielberth
[www.gleistreff.de]

Arbeite rückwärts, dann liegt die Zukunft hinter dir (A. Rebers)
Aus einer Pressemitteilung der Mainzer Verkehrsgesellschaft (MVG):

>> Erhöhung der Netzspannung im gesamten Straßenbahnnetz von 600 auf 750 V

Die Netzspannung wird am Samstag, 24. März 2018, von 600 auf 750 V erhöht. Das hat den Vorteil, dass die Spannung auch bei starken Belastungen und einem wachsenden Straßenbahnbetrieb gehalten werden kann. Der Straßenbahnbetrieb kann also auch bei einer hohen Anzahl an Fahrzeugen, die sich auf einer Strecke befinden, zuverlässiger gestaltet werden. Hinzu kommt hier die Einsparung von Energiekosten. Damit die Netzspannung am 24.3. umgestellt werden kann, war eine Menge an Vorarbeiten notwendig. So wurden in den Jahren 2016 und 2017 alle Gleichrichterunterwerke umgestellt bzw. ertüchtigt. Die Erhöhung der Netzspannung erfordert Umbauarbeiten an Fahrzeugen, Gleichrichterunterwerken und Fahrsignalanlagen in Zusammenarbeit mit der Mainzer Netze GmbH. Darüber hinaus sind Probefahrten und Softwareanpassungen an den Straßenbahnen notwendig. Im Rahmen der Umstellung können keine Straßenbahnen auf der Strecke sein. Daher muss auf allen Straßenbahnlinien auf den gesamten Strecken ein Ersatzverkehr mit Bussen eingerichtet werden. <<

Meine Recherche hat ergeben, dass die Geräte im Hauptstromkreis der Fahrzeuge schon seit vielen Jahren generell für 750 V Fahrleitungsspannung ausgelegt sind (vermutlich seit Einführung der Stromrichtertechnik, anfangs mit Gleichstromsteller und DC-Fahrmotoren).
Es wurde schon verschiedentlich Bahnen zwischen München und Nürnberg hin und her geliehen. Da in Muc die Bahnen mit 750 Volt betrieben werden und es anscheinend funktioniert, denke ich dass es kein Problem ist, wenn Nürnberg auch auf 750 umstellt.

Gerade auf längeren Strecken hat eine 25% höhere Spannung erhebliche Vorteile.
Die "Citybahn" wurde damals in Prinzip von der Stange bei Adtranz gekauft, da auch viele andere Städte dieses Modell verwenden.
Dort wird in der Mehrzahl 750V verwendet, so dass das auch alle Nürnberger Fahrzeuge vertragen würden, aber durch Softwareanpssung auf 600V gedrosselt sind. Man müsste hier nur salop ausdrückt, einen Knopf umlegen und das war es auch schon. Daher ist der Tausch mit München oder sonstwohin relativ leicht.
Diese Umstellung sollte bei allen Planzügen in Nürnberg möglich sein. Die Betonung liegt auf PLANzügen..
Die Bremse liegt hier an den nicht im Plan eingesetzten Fahrzeugen...
Hallo allseits,

ich hats im Avenio-Thread schon geschrieben, beim Avenio konnte man die Netzspannung auch als Fahrgast gut verfolgen. Der Avenio war nicht auf Nennspannung 600V eingestellt, sondern lief während seines Nürnberg-Einsatzes auf der 750V Einstellung.
Der im Display angezeigte defacto-Wert ist um die 650V herum gependelt, bei Annäherung an die 600V wurde der Balken dort schon gelb, als Zeichen, das es aktue Unterspannung ist. Der Fahrer beschrieb es mir so, wenn man in den Unterspannungsbereich kommt, beginnt der Antrieb zu ruckeln, als Fahrer nimmt er dann den Sollwertgeber zurück und lässt sich etwas rollern, bis die Spannungswerte wieder passen.

Diese beobachteten 650V jedenfalls schienen auch für die historischen Bahnen noch zu gehen, schließlich fuhr ja die Linie V an jenem Tag das Teilstück Schweiggerstraße - Dutzendteich auf den selben Schienen wie der Avenio und die 15er machte die große Runde, und an ein permanentes Umschalten 600V auf 650 glaube ich eher nicht, dafür ist die mir bekannte Ortung der Straßenbahnen zu ungenau, grade bei den historischen, die ja noch weniger Anhaltpunkte über ihren Aufenthalt liefern (mangels Infrarotsender), und nur via Oberleitungskontakt bisweilen eine Rückmeldung geben (bzw möglicherweise noch auf den Induktionsspulen der Weichen, sofern die auch in die Zentrale übertragen werden)).

Die Kombi 650 Stadtnetz und 750V Überlandnetz könnte möglicherweise genau der Kompromis sein, damit Nürnbergs Straßenbahn alle "Features" die es hat, behalten kann, und man auf der Überlandstrecke trotzdem Unterwerke sparen kann, und auch für etwaige Schellfahrten genug Saft hat. In Nürnberg braucht es dann halt Fahrerkönnen, aber die Fahrer, die ich am Avenio erlebt habe, hatten das gut im Griff, also sollte es wohl keine unzumutbare Härte darstellen, wenn man in Nürnberg langfristig bei den nun eben 650V bleibt.

Gruß D. Vielberth
[www.gleistreff.de]

Arbeite rückwärts, dann liegt die Zukunft hinter dir (A. Rebers)



2 mal bearbeitet. Zuletzt am 18.09.2018 13:39 von Daniel Vielberth.
Dass die Fahrleitungsspannung in einem 600V-System oftmals oberhalb 600V liegt ist durchaus normal. Gemäß EN 50163 ist für 600V-Bahnen die höchste zulässige Dauerspannung 720V, kurzzeitig sind bis zu 800V zulässig, die kleinste zulässige Spannung ist 400V. Für 750V-Systeme liegen die entsprechenden Grenzwerte bei 900V/1000V/500V.

Üblicherweise wird die Leerlaufspannung (das ist der Wert, der sich ohne Belastung an der Fahrleitung einstellt) deutlich oberhalb der Nennspannung gewählt, bei 750V-Systemen z.B. zwischen 790 und 830V. Das dient dazu sicherzustellen, dass bei Betrieb, möglichst auch noch bei Ausfall eines Unterwerks, die Spannung unter Last am Ende der Speiseabschnitte und in der Mitte zwischen zwei Unterwerken immer noch nennenswert über dem unteren Grenzwert bleibt.

In einem normal funktionierenden 600V-Netz sind daher Spannungswerte zwischen 600 und 650V voll im Erwartungsbereich. Das Ruckeln unter 600V dürfte an der Leistungsbegrenzung des Fahrzeugs liegen. Das ist ein Mittel um ein progressives Einbrechen der Spannung zu verhindern, denn bei konstanter Leistung würde sich gemäß der Formel P=U*I bei kleinerer Spannung ein höherer Strom ergeben, das wiederum größeren Spannungsfall im Unterwerk und entlang der Fahrleitung und folglich noch kleinere Spannung am Fahrzeug, dadurch zum Konstanthalten der Leistung weiter erhöhter Strom und schon dreht sich der Teufelskreis. Die Leistungsbegrenzung lässt man bei 750V-Fahrzeugen üblicherweise ab etwa 600V greifen.



1 mal bearbeitet. Zuletzt am 18.09.2018 17:57 von hub17.
Vor ein paar Tagen wurde die Straßenbahn Gmunden mit der Lokalbahn Gmunden-Vorchdorf verknüpft. Der eine Ast hatte 600 V, der andere 750 V, irgendwie haben die das hingekriegt.
Zitat
Flauschi
Vor ein paar Tagen wurde die Straßenbahn Gmunden mit der Lokalbahn Gmunden-Vorchdorf verknüpft. Der eine Ast hatte 600 V, der andere 750 V, irgendwie haben die das hingekriegt.

Wie Du ja schreibst hatte der eine Ast 600 V. Jetzt hat das Gesamtsystem 750 V und es kommen nur noch Neubaufahrzeuge zum Einsatz.

Grüßle,
der Werkstattmeister
Zitat
werkstattmeister
Jetzt hat das Gesamtsystem 750 V und es kommen nur noch Neubaufahrzeuge zum Einsatz.

Grüßle,
der Werkstattmeister

Das bestätigt meine Vermutung...
an hub17

> In einem normal funktionierenden 600V-Netz sind daher Spannungswerte zwischen 600 und 650V voll im Erwartungsbereich. Das Ruckeln
> unter 600V dürfte an der Leistungsbegrenzung des Fahrzeugs liegen. Das ist ein Mittel um ein progressives Einbrechen der Spannung zu
> verhindern, denn bei konstanter Leistung würde sich gemäß der Formel P=U*I bei kleinerer Spannung ein höherer Strom ergeben, das
> wiederum größeren Spannungsfall im Unterwerk und entlang der Fahrleitung und folglich noch kleinere Spannung am Fahrzeug, dadurch zum
> Konstanthalten der Leistung weiter erhöhter Strom und schon dreht sich der Teufelskreis. Die Leistungsbegrenzung lässt man bei
> 750V-Fahrzeugen üblicherweise ab etwa 600V greifen.

Meine Frage wäre dann: Könnte das, sagen wir Burgberg-aufwärts ein Problem geben, wenn man in 750V Einstellung fährt und an die 600V-Grenze kommt, oder ist da soviel Reserve, das es vernachlässigbar ist? (Wenn sagen wir mal die Bergfahrt statt mit 30km/h mit 25 geht, ist das sicher tolerabel, ginge es dann nur noch in Schrittgeschwinigkeit weiter, sicher nicht) Kannst du dazu was sagen?

Gruß D. Vielberth
[www.gleistreff.de]

Arbeite rückwärts, dann liegt die Zukunft hinter dir (A. Rebers)
Das kann ih leider nicht beantworte, da ich Auslastung und Spannungshaltung des Nürnberger Oberleitungsnetzes nicht kenne.
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