Umbau nimmt Fahrt auf

Technik

Bahnstrom - Die Bahn ist Deutschlands größter Stromverbraucher. In ihrem Programm ›Masseloses Netz‹ bringt sie ihre Umrichter auf den neuesten Stand.

12. Dezember 2008

Der Strom, der die Eisenbahnen von Bahnhof zu Bahnhof bewegt, fließt über ein eigenes 7.700km langes Stromnetz. Samt seiner Umrichterwerke, die den Strom aus dem Mittelspannnetz (220kV) auf 110kV heruntertransformatieren, hat es eine eigene Historie, die zwar bewährt, aber schon in die Jahre gekommen ist.

Die Umrichterwerke gelten unter anderem aufgrund ihrer Größe als überholt – der Energieversorger der Deutschen Bahn, die DB Energie, tauscht sie daher in ihrem Programm ›Masseloses Netz‹ nach und nach aus. »Wir ersetzen dabei die mechanisch rotierenden Umformerwerke mit Generator und Motor durch statische Anlagen, die die Frequenz allein mit elektronischen Bauteilen wandeln«, erläutert Gunter Oberreich. Als Niederlassungsleiter der Areva T&D Leipzig ist er für die Zusammenarbeit mit der Bahntochter und die Umsetzung der Modernisierungsmaßnahmen zuständig.

Netzfrequenz von 16,7 Hertz

In Frankfurt (Oder) etwa steht momentan der Neubau eines Umrichterwerkes an. Im sächsischen Lohsa soll ein Umrichterwerk für die geplante Niederschlesische Magistrale – eine Güterautobahn auf Schienen von Wittenberg durch die Lausitz zur polnischen Grenze – entstehen. Als eines der wichtigen Schienenprojekte in Norddeutschland gilt laut Oberreich das Umrichterwerk Lübeck. Mit der Elektrifizierung der Strecke Hamburg-Lübeck-Travemünde erhält Lübeck als letzte deutsche Großstadt einen elektrischen Bahnanschluss.

»Soeben hat uns zudem die Bahn mit dem Bau von zwei neuen Gleichrichter-Unterwerken für die Hamburger S-Bahn beauftragt«, ergänzt Oberreich die Aktivitäten von Areva T&D. Mit einer Netzfrequenz von nur 16,7Hz stellt der Einphasenwechselstrom der Bahn spezielle Ansprüche an die verwendeten Schaltanlagen. Als Containerbauten realisiert, erinnern sie rein äußerlich an die sonst in der deutschen Stromlandschaft üblichen Umspannwerke. In ihrem Innenleben unterscheiden sie sich jedoch wesentlich von der des normalen Stromnetzes, wie Oberreich betont.

Zur Zusammenstellung dieser Technik arbeiten die Werksniederlassungen der Areva T&D aus Deutschland und aus Italien Hand in Hand: Im Ludwigsluster Werk stellen die Spezialisten die Strom- und Spannungswandler her. Die Schalter kommen aus den Werken in Kassel und Regensburg, die Schutz- und Leittechnik aus Frankfurt und Dresden, die Leistungstransformatoren aus Mönchengladbach und die Trenner aus Piave, Italien.

Eine wichtige Innovation, die bei Areva T&D übers Werksfließband läuft und ab 2009 bei der Bahn zum Einsatz kommen wird, sind insbesondere die Trafos in patentierter Hermetik-Ausfühung (siehe Interviewkasten). Sie transformieren in Unterwerken (siehe Bild links) den Strom nochmals von 110kV auf die letztendlich benötigten 15kV herunter. Neben der technischen haben die Aufträge der DB Energie für Oberreich auch eine soziale Komponente: »Als nach der Öffnung des Strommarktes 1998 bei vielen Netzbetreibern ein Sparprogramm angesagt war, hat die Bahn weiter in Neubau, Instandhaltung und Modernisierung ihres Netzes investiert – sie hat uns als Spezialisten Arbeitsplätze erhalten.«

Interview mit Gunter Oberreich, Areva T&D Nord-Ost

Was bedingt den Neubau der Umrichterwerke der Deutschen Bahn?

Sie sind leider recht unhandlich, groß und gelten als überholt. Die DB Energie hat jetzt ein Programm aufgelegt, bis 2017 sechs rotierende Umformerwerke durch statische Umrichterwerke abzulösen. Diese wandeln die Frequenz allein mit elektronischen Bauteilen um.

Wo liegen die Vorteile eines statischen Umrichters?

Er ist kompakter und semiportabel. Das heißt, er kann standortunabhängig aufgestellt werden. Die kurze Montagezeit und der hohe Wirkungsgrad sind ein weiterer Gewinn. Bei einem herkömmlichen Umrichter beträgt der Wirkungsgrad rund 98 Prozent. Ein statischer Umrichter übertrifft diesen noch.

Welche Innovationen kommen in der Bahntechnik zum Einsatz?

Eine wichtige Innovation in diesem Bereich sind die Transformatoren in patentierter Hermetik-Ausführung.

Wo liegen die konkreten Vorteile?

Im Gegensatz zu herkömmlichen Trafos brauchen sie keine Ausdehnungsgefäße und keine Luftentfeuchter. Stattdessen kommen hier speziell gestaltete Dehnradiatoren zum Einsatz, die zwei Funktionen erfüllen: Sie können erstens die Abfuhr der Verlustwärme übernehmen und zweitens das Dehnvolumen des Transformatorenöls ausgleichen. Das Öl altert durch eine geringere Oxidation und Feuchtigkeitsaufnahme nicht so schnell. Daher sind diese Transformatoren extrem langlebig und wartungsarm.

In welche Projekte, die das Bahnnetz betreffen, sind Sie involviert?

Vor Kurzem haben wir einen Rahmenvertrag mit der DB Energie geschlossen. Von 2009 bis 2011 liefern wir insgesamt 13 Transformatoren, die in sogenannten Unterwerken zum Einsatz kommen. Dort wird der Strom von 110Kilovolt auf 15Kilovolt heruntertransformiert. Soeben hat uns der Einkauf der Deutschen Bahn mit dem Bau von zwei neuen Gleichrichter-Unterwerken für die Hamburger S-Bahn in Bergedorf und Hasselbrook beauftragt.

Erschienen in Ausgabe: 12/2008