Wechselrichter für die DC-Traktionsenergierückgewinnung

UNTERWERKE
Wechselrichter
für die DC-Traktionsenergierückgewinnung
WECHSELRICHTER FÜR DIE DC-TRAKTIONSENERGIERÜCKGEWINNUNG
Sécheron-Systeme zur Energierückgewinnung
Als potenzieller Teil des Sécheron-Produktangebots bietet Sécheron technische Studien und Lösungen für
Energierückgewinnungssysteme für DC-Traktionssysteme. Diese professionellen Studien und Lösungen sind für Traktionssysteme
konzipiert, die in der Regel Nennspannungen von 600, 750, 1500 oder 3000 VDC aufweisen (in Übereinstimmung mit den
Systemdefinitionen gemäß EN50163).
Die Sécheron-Energierückgewinnungssysteme können zudem für den Betrieb außerhalb dieser Spannungsklassen nach den vom
Systembetreiber (normalerweise eine Transportbehörde oder ein Netzbetreiber) zur Verfügung gestellten Angaben ausgelegt werden.
Die Rückführung des Stroms von der DC-Traktionskette zum Wechselspannungsstromnetz erfolgt über elektronische Wechselrichter.
Um eine kosteneffiziente Auslegung zu gewährleisten, basieren diese Wechselrichter auf IGBT- oder Thyristortechnik. Grundlage
für die korrekte Strombemessung sind professionelle Vorstudien, die Prüfung gliedert sich in eine Bauart- und eine Systemprüfung.
Die Sécheron-Energierückgewinnungssysteme können in neue oder bereits bestehende Versorgungssysteme integriert werden.
Unsere Lösung für die Energierückgewinnung umfasst einen unabhängigen Schutz, um Spitzenwerte in puncto Lebensdauer und
Zuverlässigkeit der Netzversorgung auch bei außergewöhnlichen Ereignissen zu garantieren. Das Basiskonzept der Systemauslegung
ist in der Abbildung unten dargestellt.
Gleichrichter-Modus:
Wechselrichter-Modus:
MV Network
Traction
Rectifier
~
MV Network
~
=
=
Accelerating train
Traction
Inverter
Traction
Rectifier
~
~
=
=
Traction
Inverter
Braking / regenerating train
Das Diagramm unten zeigt als Beispiel die Simulation eines bergab fahrenden Oberleitungsbusses im Kettensystem 600 V und einer
möglichen rückspeisenden Ladung (zeitlicher Strom).
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Allgemeine Funktionen
Die Sécheron-Energierückgewinnungssysteme sind für umfangreiche Anwendungsbereiche ausgelegt (Straßenbahnen,
Oberleitungsbusse, U-Bahnsysteme, Züge), bei denen sich die rückgewonnene Energie anwendungsspezifisch unterscheidet. Das
System wurde vor allem für die Installation in einem Versorgungsunterwerk konzipiert, das auch ein Wechselstromversorgungsnetz
aufweist. Weitere wichtige Kriterien, die für die kosteneffiziente Auslegung zu berücksichtigen sind, betreffen beispielsweise die
Umgebungstemperatur, die Höhe sowie besondere Anforderungen (Tropenfestigkeit, besonderen Schutz usw.).
Liste der üblicherweise für eine zuverlässige Lösung herangezogenen Normen:
• IEC61000
• IEC61800
• IEC60146
• IEEE519
• EN50328
• EN50124
• EN50160
• EN50163
• EN50121-5
Sécheron verfügt über internationale Erfahrungen unter extremen Bedingungen im Bereich Versorgungsunterwerke und bietet somit
zuverlässige Auslegungen für Wechselstromnetze mit Nennfrequenzen 50 und 60 Hz.
Um den Oberwellengehalt vor allem bei Wechselstrom in Verbindung mit Spannungsoberwellen zu reduzieren, ist jedes
Energierückgewinnungssystem mit Filtern ausgestattet, um Störfrequenzen zu verringern. Die Konstruktion wird auf die entsprechende
Technik (IGBT oder Thyristor) abgestimmt, auch um Abmessungen und Systemverluste zu reduzieren.
Vorteile von IGBT-Lösungen
Die IGBT-Technik (engl. insulated-gate bipolar transistor, dt. Bipolartransistor mit isolierter Gate-Elektrode) verbindet heute hohe
Leistungsregelung mit geringem Energiebedarf für die (Gate-)Regelung. Dieser Vorteil sorgt dafür, dass heute zahlreiche Typen von
IGBT-Transistoren auf dem Markt erhältlich sind.
Im Allgemeinen bietet die IGBT-Technik folgende Vorteile:
• hohe Effizienz
• schnelle Reaktion auf Steuerschaltungen auch bei externen Störungen
• variable Schalthäufigkeit
• geringere Anforderungen an AC- und DC-Filter
Vorteile von Thyristor-Lösungen
Die Thyristor-Technik wird insbesondere für Hochleistungssysteme eingesetzt, die mit Traktionsenergierückgewinnungssystemen
ausgestattet sind. Bei netzgeführten Anwendungen sorgt diese Technik für sehr geringe Verluste in den Halbleitern, hohe Zuverlässigkeit
und ein einfaches Regelungssystem.
Die Vorteile können wie folgt zusammengefasst werden:
• hohe Effizienz
• Hochspannungssysteme
• Luftselbstkühlung möglich
• robuste Konstruktion mit hoher Ladeüberlastung
• einfaches Regelungssystem
• einfache Systemdiagnose und Fehlererkennung
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