Stromversorgung

Stromversorgung
Stand: 14. September 2011

Die Schweriner Straßenbahn wird wie fast alle elektrischen Nahverkehrsmittel weltweit mit Gleichstrom betrieben. Die Entscheidung für den Gleichspannungsbetrieb liegt über 100 Jahre zurück. Damals konnte auf den Fahrzeugen eine Umwandlung von Wechselspannung in Gleichspannung weder wirtschaftlich noch räumlich realisiert werden. Für den Fahrbetrieb von Straßenbahnen oder Vorortbahnen hat jedoch ein Gleichspannungsmotor die beste Charakteristik. Außerdem konnte man die Motordrehzahl technisch sehr einfach über Vorwiderstände regeln. Heute rüsten die Hersteller die Straßenbahnfahrzeuge meist mit Drehstrommotoren aus. Im Gegensatz zum Gleichstrommotor hat der Drehstrom-Asynchronmotor ein günstigeres Masse-Leistungs-Verhältnis. Dies heißt, große Antriebsleistung bei kleinem Volumen und etwa einem Drittel geringerer Masse. Daraus ergibt sich eine größer konstruktive Freiheit im verfügbaren Raum. des Fahrwerkes, was gerade bei Niederflurbahnen besonders wichtig ist. Ein großer Vorteil ist der geringe Wartungsaufwand, da es außer den Rollenlagern keine rotierenden und verschleißenden Teile gibt. Der größere nutzbare Drehzahlbereich, sowie die Unempfindlichkeit gegenüber Feuchtigkeit und Schmutz sind weitere Vorzüge. Dazu wird auf den Fahrzeugen die Gleichspannung in Drehstrom umgewandelt. Nachteil der Gleichspannung sind die im Verhältnis zur Wechselspannung großen Übertragungsverluste. Deshalb ist der Abstand der Unterwerke und der Einspeisepunkte bei Straßenbahnbetrieben deutlich kürzer als bei Eisenbahnstrecken, die mit Wechselspannung elektrifiziert sind.

In Schwerin beträgt die Spannung 720 Volt. Dabei sind Differenzen von +20 bis -30% zulässig. Der Bahngleichstrom ist nicht absolut gleichgerichtet, sondern besitzt einen geringen Anteil an Oberwellen.

In den Gleichrichterunterwerken formen Transformatoren aus dem Drehstrom mit einer Spannung von 20 kV, der von den Stadtwerken Schwerin bezogen wird, den für den Fahrbetrieb erforderlichen Gleichstrom. Jeder Transformator ist ein Silizium-Gleichrichter nachgeschaltet, der den herabgespannten Drehstrom in Gleichstrom wandelt. Je nach Größe des zu versorgenden Bahnnetzbereiches und der Belastung sind die Unterwerke mit unterschiedlich vielen Transformator-Gleichrichtereinheiten ausgestattet. Alle speisen eine gemeinsame Gleichspannungssammelschiene. Eine weitere so genannte Umgehungssammelschiene dient als Reserve. Die Sammelschienenspannung liegt wegen den Übertragungsverlusten max. 20% über der Nennspannung. Eine weitere Sammelschiene, die Rückleitungssammelschiene, ist mit den Schienen der einzelnen Speiseabschnitte verbunden. Die einzelnen Speiseabschnitte werden über Gleichstromschalter versorgt. Für Reservezwecke dient ein zusätzlicher Streckenersatzschalter.

Die Gleichrichterunterwerke sind heute durch Lichtwellenleiterkabel mit dem Betriebshof verbunden und können ferngesteuert, überwacht und geschaltet werden.

Durch die völlige Erneuerung des Wagenparks fanden in den Jahren von 1997 bis 2011 erhebliche Investitionen von rund 11,9 Millionen Euro in die Stromversorgung der Schweriner Straßenbahn statt.

Die früheren Tatrafahrzeuge benötigten beim Anfahren kurzzeitig sehr viel Strom. So war die Stromversorgung bisher von relativ kurzen Speiseabschnitten mit jeweils zwei parallel geschalteten Einspeisungen gekennzeichnet. Auf besonders stark belasteten Strecken waren für jede Richtung sogar eigenständige Speiseabschnitte vorhanden. Mit der Einführung der Choppersteuerung in diesen Fahrzeugen war es nun möglich die beim Bremsen entstehende Energie nicht einfach in Wärme umzuwandeln, sondern konnte diese in das Fahrleitungsnetz zurückspeisen. Dies funktioniert aber nur, wenn der zurück gespeiste Strom sofort von einem anderen Fahrzeug verbraucht wird. Dies ist aber bei den kurzen Speiseabschnitten eher selten der Fall. So begann der Nahverkehr nach und nach die Speiseabschnitte im Rahmen von Neu- oder Umbauten der Gleichrichterunterwerke zu verlängern. Mit der neuen Technik in den Unterwerken ist es nun auch möglich einen Speiseabschnitt von zwei benachbarten Unterwerken gleichzeitig zu speisen. Dabei ist sichergestellt, dass beide Unterwerke bei Netzüberlastung (z.B. Kurzschluss) gleichzeitig die Stromversorgung des betreffenden Abschnittes unterbrechen.

Einspeisung mit Streckentrenner in der Lübecker Straße nähe Platz der Freiheit
Foto: Axel Aurich

In Schwerin sind zur Zeit folgende Unterwerke in Betrieb:

Unterwerk	Hersteller	Inbetriebnahme	Einspeisungen
Lobedanzgang	Elpro Berlin	23.12.1996	E20, E19, E18, E17
Fliederberg	Haase Brüsewitz	21.10.1999	E27, E26
Platz der Freiheit	Haase Brüsewitz	08.09.2000	E26.1, E25, E20.1
Julius-Polenz-Straße	Haase Brüsewitz	18.07.2002	E28, E27.1
Haselholz	Elpro Berlin	18.07.2002	E7, E8, E36, E37, E39, E40, E41
Slüterufer	Haase Brüsewitz	26.02.2004	E15, E17.1, E16
Wismarsche Straße	Balfour Beatty Rail Berlin	02.03.2005	E24, E23, E22, E21
Gartenstadt	Elpro Berlin	04.06.2008	E16.1, E6, E7.1
Berliner Platz	Elpro Berlin	11.06.2008	E6.1, E5
Lomonossowstraße	Elpro Berlin	15.12.2009	E5.1, E4, E3
Heizkraftwerk	Elpro Berlin	13.04.2011	E8.1, E9

Zur besseren Veranschaulichung der einzelnen Speiseabschnitte geht es hier zu einer Grafik als PDF-Datei.