Title (deu)
Untersuchung von Energieversorgungsvarianten für die Elektrifiezierung der Steirischen Ostbahn
unter Berücksichtigung abzweigender Strecken
Author
Aleksandr Psecuk
Degree supervisor
Otfried Knoll
Description (deu)
Fachhochscule St. Pölten, Masterarbeit 2022, Studiengang Bahntechnologie und Management von Bahnsystemen
Description (deu)
Die vorliegende Masterarbeit beschäftigt sich mit dem Thema Energieversorgung der grenzüberschreitenden Strecke Graz – Szentgotthárd, die zwischen zwei Eisenbahnstrecken mit unterschiedlichen Bahnstromsystemen liegt, und der drei abzweigenden Strecken Gleisdorf – Weiz Nord, Feldbach – Bad Gleichenberg und Anschlussbahn Steirische Basalt- und Hartgesteinwerke Appel Steinbruch. Das Ziel der Arbeit ist, die Variante mit 16,7-Hz-Energieversorgung mit drei 50-Hz-Energieversorgungsvarianten für die oben genannten Strecken zu vergleichen und eine Handlungsempfehlung abzugeben. Zu den 50-Hz-Varianten gehören die Variante mit einfachem Bahntransformator am Unterwerk und einer Einphasen-Oberleitungsanlage (1x25kV-Variante) und zwei Varianten mit Autotransformator-System (2x25kV-Varianten mit ein- und zweiphasiger Einspeisung). Die Ergebnisse der Zugfahrtensimulationen haben gezeigt, dass die Strom- und Spannungswerte aller Varianten im zulässigen Bereich liegen und die Auslegungsfahrpläne der Strecken ohne Einschränkungen bei allen Varianten gefahren werden können. Die 16,7-Hz-Variante mit Frequenzumrichtern hat ähnliche Spannungsqualität wie bei den 50-Hz-Varianten gezeigt, die Kurzschlussströme im Oberleitungsnetz und die Energieübertragungsverluste am Umrichterwerk Studenzen-Fladnitz sind allerdings deutlich höher. Die 16,7-Hz-Variante hat auch die höchsten Investitionskosten von über 86 Mio. Euro aufgewiesen, gefolgt von den beiden 2x25kV-Varianten mit ein- und zweiphasiger Einspeisung mit den Werten von ca. 75 bzw. 74 Mio. Euro. Die 2x25kV-Variante mit einphasiger Einspeisung, die mit Negativ-Feeder (NF) und fünf Autotransformator-Stationen (ATS) entlang der Strecken ausgerüstet ist, hat gegenüber der Variante mit zweiphasiger Einspeisung mit Spezialtransformatoren am Unterwerk, zwei ATS und NF entlang der Strecke weder technische noch wirtschaftliche Vorteile gezeigt. Die Rückströme über Fahrschienen, Rückleiter und Erdreich und somit auch die Beeinflussung der unterirdischen Systeme sind bei der 2x25kV-Variante mit zweiphasiger Einspeisung am geringsten. Abgesehen davon hat diese Variante aber keine weiteren signifikanten Vorteile gegenüber der 1x25kV-Variante aufgewiesen, die die niedrigsten Investitionskosten von ca. 65 Mio. Euro hat. Insgesamt hat sich die 1x25kV-Variante mit den technischen und wirtschaftlichen Vorteilen als die optimale Lösung für die Energieversorgung der betrachteten Strecken gezeigt.
Description (eng)
This master thesis deals with the topic of energy supply for the cross-border line Graz - Szentgotthárd, which lies between two railway lines with different traction supply systems, and the three branching lines Gleisdorf - Weiz Nord, Feldbach - Bad Gleichenberg and connecting railway Steirische Basalt- und Hartgesteinwerke Appel Steinbruch. The aim of the work is to compare the variant with 16,7 Hz power supply with three 50 Hz power supply variants for the above-mentioned lines and to make a recommendation for action. The 50 Hz variants include the variant with a simple railway transformer at the substation and a single-phase overhead line system (1x25kV variant) and two variants with autotransformer system (2x25kV variants with single-phase and two-phase feeding). The results of the train simulations have shown that the current and voltage values of all variants are within the permissible range and that the design timetables of the lines can be run without restrictions for all variants. The 16,7 Hz variant with frequency converters has shown similar voltage quality as the 50 Hz variants, but the short-circuit currents in the overhead line network and the energy transmission losses at the Studenzen-Fladnitz converter station are significantly higher. The 16,7 Hz variant also showed the highest investment costs of over 86 million euros, followed by the two 2x25kV variants with single-phase and two-phase feed-in with values of approx. 75 and 74 million euros respectively. The 2x25kV variant with single-phase feeding equipped with negative feeder (NF) and five autotransformer stations (ATS) along the lines showed neither technical nor economic advantages compared to the variant with two-phase feeding with special transformers at the substation, two ATS and NF along the line. The return currents via contact rails, return conductors and earth and thus also the influence on the underground systems are lowest with the 2x25kV variant with two-phase feeding. Apart from this, however, this variant has not shown any other significant advantages over the 1x25kV variant, which has the lowest investment costs of approx. 65 million euros. Overall, the 1x25kV variant with the technical and economic advantages has shown itself as the optimal solution for the energy supply of the regarded lines.
Keywords (deu)
Steiermark ; Energieversorgung ; Eisenbahn
Type (eng)
other
Language
[deu]
Persistent identifier
https://phaidra.ustp.at/o:5252
AC number
AC16743636
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