Zeitgewichtete Belastung und Belastbarkeit und deren Nutzung für die Dimensionierung von Bahnenergieversorgungsanlagen

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Zeitgewichtete Belastung und Belastbarkeit und deren Nutzung für die Dimensionierung von Bahnenergieversorgungsanlagen

Lingen, J. von / Schmidt, P.

Zur thermischen Bemessung der Betriebsmittel der Bahnstromversorgung ist wegen der zeitlich stark schwankenden Belastung der Begriff Dauerlast nicht sinnvoll anwendbar. Dagegen ist mit Hilfe zeitgewichteter Belastungskennlinien und Belastbarkeitskennlinien eine zuverlässige und ökonomisch günstige thermische Bemessung möglich. Bei der Charakterisierung der Bahnbelastung wird zunächst zwischen (1) Bahnen des allgemeinen Verkehrs und (2) Bahnen des Hochgeschwindigkeits- und Hochleistungsverkehrs (HGV) einschließlich Magnetschwebebahnen unterschieden. Für (1) kann der Belastungscharakter durch eine Zufallsfunktion beschrieben werden; bei (2) durch impulsförmige Belastung. Nach einer kritischen Bewertung des bei der ehemaligen DR angewendeten Bemessungsverfahrens wird die zeitgewichtete Belastungsdauerlinie der Effektivwerte zum Beschreiben der zeitlich stark schwankenden Bahnbelastungen vorgestellt. Sie spiegelt die für die Erwärmung der Betriebsmittel maßgebenden Effektivwerte der Belastung real wieder. Nach einer Darstellung der Grundlagen wird die Bildungsvorschrift für die zeitgewichtete Belastungsdauerlinie zunächst für arithmetische Mittelwerte und dann für die Effektivwerte erläutert. Zeitgewichtete Referenz-Belastbarkeitskennlinien werden analog zu Referenzlastspielen für Stromrichter und Transformatoren abgeleitet. Die Anwendung wird an Beispielen zur Fahrdrahterwärmung und zur Bemessung von Transformatoren und Stromrichter verdeutlicht.