Aus meinem Interesse für die Energieversorgung elektrischer Bahnen entstand die Idee für ein Modell eines dezentralen Umformerwerkes der DR in der Nenngröße TT.
Zugegeben, ein etwas exotisches Thema, aber ich wollte nicht etwas bauen was es schon mehrfach gibt. Als Karsei im Jahr 2007 den fahrbaren Sy-Sy-Umformer als Modell herausbrachte, war die Entscheidung gefallen. Nun war Vorbildrecherche angesagt. Ich habe viele stillgelegte und noch in Betrieb befindliche Umformerwerke aufgesucht und sie dokumentiert.
Eine schöne Übersicht über das dezentrale Umformerwerk in Stralsund gibt es bei Microsoft Bing: http://binged.it/Z9IdrR
Den gleichen Aufbau soll mein Umformerwerk haben. Es hat allerdings kein reales Vorbild.
Ein dezentrales Umformerwerk formt aus dem 110 kV 50 Hz Landesnetz den benötigten Bahnstrom von 15 kV 16 2/3 Hz um. Das geschiet mittels fahrbarer Umformer, die auf einem siebenachsigen Eisenbahnfahrgestell aufgebaut sind. Seit 1966 werden bei der DR diese Synchron-Synchron-Umformer eingesetzt. Insgesamt 102 Exemplare des schwersten Einzelfahrzeuges (146,0 t) der DR wurden bis 1991 gebaut. Gleichzeitig entstand bei der DR mit der fortschreitenden Streckenelektrifizierung das Einheits-Umformerwerk, ein genormter Typenbau. Bis zu vier Umformer standen in der Umformerhalle, die von Schaltanlagen, der Schaltzentrale und Werkstatt- und Sozialräumen umgeben ist. In der Freiluftschaltanlage werden über 16 MVA Transformatoren die 110 kV 50 Hz auf 6,3 kV heruntertransformiert. Im Umformer treibt ein 12-poliger Drehstrom-Synchronmotor mit einer Nennleistung von 9600 kVA bei 6300 V Klemmenspannung einen 4-poligen 16 2/3 Hz Einphasen-Synchrongenerator mit einer Nennleistung von 10000 kVA bei 5100 V an. Die 5,1 kV werden über Blocktransformatoren auf 18 kV herauftransformiert und über eine Schaltanlage auf die Fahrleitungsanlage verteilt. Die Schaltanlage soll im Modell so vorbildgetreu wie möglich nachgestaltet werden.
Die Gebäude sind Typenbauten, wie sie mit kleinen Abweichungen in vielen Umformerwerken errichtet wurden.
Da das Umformerwerk allein kein großes Verkehrsaufkommen ergibt, ist noch ein Bahnstromwerk angeschlossen. Hier ist ein ORT, ein MZA und ein Fahrleitungsmontagezug stationiert. Die Fahrzeuge sind in einer ORT-Halle abgestellt. Auch sie ist ein Typenbau. Eine Ladestelle des Bsw mit einem 5-t Kran gibt es an den Gleisen 3 und 4.
Eine öffentliche Ladestraße befindet sich am Gleis 5.
Für das Modell wurde eine benötigte Größe von 2100 x 600 mm ermittelt. 3 Modulkästen von je 700 x 600 mm werden zu einer Transporteinheit zusammengefasst. Die 5 Weichen werden mechanisch über Zug/Druckstangen gestellt. Die Herzstückpolarisierung erfolgt über Blue-Point-Schalter.
Die Gebäude sind vorläufig noch in Pappbauweise erstellt. Die meisten Teile entstehen komplett im Eigenbau.
1. Das Modell
1.1. Die Trafofundamente
Ein ordentlich aufgestellter Trafo benötigt ein solides Fundament. Also wurden alte, stillgelegte Fundamente vermessen. Die fehlenden Angaben kann man der TGL 190-167 entnehmen. Die Trafos stehen auf den Fundamenten mit 1 bis 2 % Neigung, damit sich entstehende Gasblasen nicht in den Rohrleitungen festsetzten können. Die Schienen aus S-49 Profil sind mit Rippenplatten und K-Oberbau auf den Fundamentwangen befestigt. Bei den 110/6,3 kV Trafos sind die Schienen in Normalspurweite von 1435 mm ausgeführt. Rippenplatten und Schienenprofile von TTfiligran sollen hier zum Einsatz kommen. Die Ölauffangwannen aus Beton rechts und links vom eigentlichen Fundament verfügen über je zwei Abläufe in die tiefere zentrale Wanne zwischen den Fundamentwangen. Auch das wird im Modell exakt nachgebildet.
Hier im Bild eine erste Stellprobe des 110/6,3 kV Trafos 102 auf seinem provisorischen Fundament. Noch fehlen die richtigen Schienen und Kleineisen und die Transportrollen am Trafo.
Die Trafofundamente erhielten ihre Kleineisen und Schienen. Mit einem aufgeklebten Betonschwellenband von TTfiligran auf ein Stück Leiterplattenmaterial wurde eine Bohrschablone erstellt. Damit ließen sich schnell und sauber die 0,9 mm Löcher für die Kleineisen in die Fundamentwangen einbringen. Die Kleineisen halten dort straff ohne Kleber.
Das Betriebsstellendatenblatt gibt es hier: https://fktt-module.github.io/datasheets/ufw.xml
2. Das Vorbild:
Bei einem Besuch in einem dezentralen Umformerwerk konnte ich die Schaltzentrale, die Umformerhalle sowie alle Schaltanlagen besichtigen. In der Umformerhalle standen die Sy-Sy-Umformer bereit zum Einsatz.
Zur Reduzierung der entstehenden Schwingungen im Betrieb weden die Stoßdämpfer, die Puffer und die Schraubenkupplungen abgebaut. Auch der Läuferhaltebolzen am motorsetigen Stehlager, welcher für einen Pufferstoß von 0,5 g ausgelegt ist, wird vor der Inbetriebnahme ausgebaut. Das Fahrgestell wird auf den Schienen festgelegt. Zur Kühlluftversorgung von Motor und Generator (16.000 m³ pro Stunde) im Betrieb werden Blechkanäle an den Umformer angebaut. Die Verschlußbleche zwischen Motor und Generator werden abgebaut. Das Anfahren des Umformers aus dem Stillstand bis zur Nenndrehzahl von 500 U/min dauert ca. 180 Sekunden. Dabei treten je nach Umformer recht große Schwingungen auf. Der Auslauf des Umformers bis zum Stillstand dauert ohne Bremsung durch Ständrkurzschluß am fremderregten Motor ca. 70 Minuten. Zum An- und Abfahren der Umformer wird ab der 2. Umformergeneration planmäßig eine Automatik eingesetzt, die den Ablauf unabhängig von individueller Führung übernimmt.
Die Ständermasse des Drehstrom-Synchronmotors beträgt 16,12 t, die Ständermasse des Einphasen-Synchrongenerators beträgt 40,1 t, die Läufermasse von Motor und Generator 52,3 t. Die Umformer-Nennleistung beträgt 10000 KVA, die Kurzzeitleistung (4/60 min) 17000 KVA. Die Gleichstrom-Erregermaschine hat eine Nennleistung von 45 kW bei einer Nennspannung von 105 V bei 430 A und wiegt 2,12 t.
Im Transportzustand ist der Schutzgrad IP 32 und in der Umformerhalle im Betriebszustand der Schutzgrad nach IP 10 gemäß TGL 15165 gewährleistet.
Mathias
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