EP1588918B1 - Vorrichtung und Verfahren zur Versorgung von Gleisbremsen einer Ablaufanlage auf einem Rangierbahnhof mit elektrischer Energie - Google Patents

Vorrichtung und Verfahren zur Versorgung von Gleisbremsen einer Ablaufanlage auf einem Rangierbahnhof mit elektrischer Energie Download PDF

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EP1588918B1
EP1588918B1 EP04009287A EP04009287A EP1588918B1 EP 1588918 B1 EP1588918 B1 EP 1588918B1 EP 04009287 A EP04009287 A EP 04009287A EP 04009287 A EP04009287 A EP 04009287A EP 1588918 B1 EP1588918 B1 EP 1588918B1
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EP
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track
brake
brakes
electric energy
supply
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EP04009287A
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Peter Saalfeld
Manfred Dr. Ottow
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Few Blankenburg GmbH
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Few Blankenburg GmbH
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61RAILWAYS
    • B61KAUXILIARY EQUIPMENT SPECIALLY ADAPTED FOR RAILWAYS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B61K7/00Railway stops fixed to permanent way; Track brakes or retarding apparatus fixed to permanent way; Sand tracks or the like
    • B61K7/02Track brakes or retarding apparatus
    • B61K7/12Track brakes or retarding apparatus electrically controlled
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61RAILWAYS
    • B61KAUXILIARY EQUIPMENT SPECIALLY ADAPTED FOR RAILWAYS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B61K7/00Railway stops fixed to permanent way; Track brakes or retarding apparatus fixed to permanent way; Sand tracks or the like
    • B61K7/02Track brakes or retarding apparatus
    • B61K7/10Track brakes or retarding apparatus electrodynamic

Definitions

  • the invention relates to a device with electrodynamic rail brakes and their power supply for a drainage system on a marshalling yard, which comprises at least one capacitor for storing and delivering electrical energy to the or each rail brake, the or each rail brake electrically connected to at least one of these rail brakes associated capacitor is.
  • the shunting of individual wagons or groups of wagons in centralized shunting yards is a common production method in rail-bound freight traffic. At these shunting yards incoming trains are disbanded and new trains are formed. To speed up the operations and to reduce production costs, the majority of such Rangierbahnhöfe usually has a called "runoff" artificial survey on the individual cars or groups of cars to be resolved freight train are pressed. Under the influence of gravity, these vehicles forced over the mountain then pass through a distribution zone consisting of a plurality of successive point connections, whereby they are fed to a predefined directional track, in which the individual wagons or groups of wagons to be assembled into a new train are collected.
  • the speed of the running over the mountain vehicles to a planned for a proper and effective filling of each directional target Adjust speed and thus prevent in particular a run on other already located in the direction track rail vehicles with an impermissibly high speed.
  • the number, the local location and the exact brake design of these rail brakes is of the respective on-site conditions encountered (in particular height and slope of the constitutionalberg and inclination and usable length of the direction tracks).
  • the aim is that on the one hand, the worst-moving car can reach the furthest from the top of the professionberges target, on the other hand, even the best-running car can be braked even with a full directional track with certainty to a permissible flow rate.
  • the directional tracks can be equipped with additional slope compensation brakes.
  • Electrodynamic rail brakes (EDG) are often used for the directional track brakes or slope compensation brakes.
  • an electrodynamic rail brake in which a magnetic field is induced in such a way in both sides of a rail track arranged brake carrier by means of an electric current flow, that an attraction force between these brake carriers is constructed. By this attraction, the brake carriers attract each other and thereby form a brake groove having a preset light mass. Now rolls the wheel of an expiring rail vehicle through this brake groove, it must press the brake carrier against the magnetically generated force apart to Radsammlung Museum.
  • each electrodynamic rail brake must have a power supply with an electrical connection value designed as a function of the maximum value of the brake work to be performed by the rail brake.
  • connection values of more than 200 kVA are required.
  • operators of public rotary power supply networks prove such connections with prohibitive connection charges or even deny their provision in general.
  • UPS uninterruptible power supply
  • Such a power supply can according to the doctrine of CH 470 283 optionally be equipped with a capacitor to support the effectiveness of the rectifier.
  • capacitors eg in the form of capacitors
  • These capacities are charged beyond the normal operating voltage of the electrical device to be supplied and, if necessary, their charge with the interposition of an inductance (to limit the current) to this device.
  • the GB 1,170,312 discloses an electrodynamic track brake and power supply, in which by dividing the excitation winding into a plurality of sub-conductors, the excitation currents are reduced to such an extent that a switching on the exciting current side is made possible.
  • a central power supply system is disclosed, to which the individual rail brakes are connected in the form of a rake.
  • the invention is therefore an object of the invention to provide a device with electrodynamic rail brakes and their power supply for a drainage system on a marshalling yard, by means of which the electrical connection characteristics of such an intermittent use of underlying systems smoothed and the systems with lower and over time better exploited connected loads on power distribution networks be designed to be connected.
  • the cost-intensive and complex systems for uninterruptible power supply should be simplified or substituted.
  • this object is achieved in conjunction with the preamble of claim 1, characterized in that a plurality of each of the individual track brakes of the Rangierablaufstrom associated capacitors electrically connected to each other via a ring line and arranged in parallel is, wherein the capacity of the or each capacitor is designed according to the average demand for electrical energy for driving the or each connected track brake.
  • all connected to the loop capacitors form an effective as a composite across all track brakes of the marshalling yard energy storage, which decouples the energy consumption of a braking work rail brake time from the removal of electrical energy from a power grid.
  • the individual peak consumption peaks can be covered by the supply network through a continuous charging process with lower electrical power.
  • each individual rail brake can access a capacitor arranged in its immediate spatial environment, as a result of which the cabling effort is effectively reduced since only short distances have to be bridged between the energy store and the consumer. This is particularly important in view of the complex, to be executed with low line resistance cable lengths between capacitor and load of importance.
  • the invention further contemplates that the or each rail brake includes a current regulator that is fed into a DC link circuit represented by the or each capacitor.
  • the capacitors have due to the elimination of an involvement of chemical conversion processes in the storage a much more dynamic behavior in terms of their charging and discharging ability and their low Internal resistance on.
  • a UPS in online bypass mode can be dispensed with, whereby the power losses caused by these components are effectively avoided.
  • the total capacity of the capacitors arranged in parallel circuit of a ring line is designed according to the demand for electrical energy of a predetermined minimum number of simultaneously each of the maximum braking work performing rail brakes.
  • the capacitors do not have to be dimensioned to the maximum required peak demand values of their respectively associated track brakes out, but only have to meet an average average power value with average braking work.
  • the additional power requirement is provided by the remaining capacitors integrated into the ring circuit.
  • a charge controller ensures the continuous recharging of all existing in the inventive device memory capacitors. Nevertheless, the composite storage is sized large enough to meet the requirements of the plant operator with regard to a simultaneous operation of multiple rail brakes under full load. Regardless of the number of track brakes connected, both the desired reduction in the grid connection power and the more uniform load on the electrical supply network are thus effectively supported.
  • FIG. 1 the device according to the invention for power supply and power storage for a single electrodynamic rail brake (EDG) (4) is shown.
  • the electrodynamic rail brake is shown in a schematic plan view.
  • the device comprises a charging current regulator (1) which draws the electrical energy from a supply network designed as an IT network.
  • IT network In such a IT network, all active parts of earth are isolated or connected to ground via an impedance; Bodies are grounded directly independent of the ground of the power source.
  • the characteristic in the form of an IT network is chosen so that it does not lead to the failure of the track brake as a result of a short circuit occurring in the earthed network. For the monitoring and signaling of such ground faults, a separate ground fault measuring device is provided.
  • the charge current regulator (1) converts this alternating current into a direct current, by means of which the capacitor store (2) is charged.
  • the voltage of this charging DC current for the capacitor can thereby call in Abhssenigikeit of different charging regimes between a nominal voltage U and a maximum value U max is varied.
  • a charging regime is desirable in which the capacitor is charged with the lowest possible voltage value U nenn over time-extended cycles.
  • the end-of-charge voltage U max is reached when the current consumption is lower than the set charging current.
  • the condenser memory (2) gives, if necessary, energy to a current regulator (3).
  • the current regulator acts on the induction windings in the electrodynamic track brake.
  • FIG. 2 is an inventive device for power supply and power storage of a plurality of 1 to n electrodynamic rail brakes (EDG 1 ... EDG n ) (4) shown.
  • each track brake (EDG 1 ... EDG n ) each assigned in their closer spatial environment and me wired her arrangement of capacitor memory (2) and current regulator (3), as taken out already FIG. 1 is known.
  • the individual capacitors are electrically connected together as a parallel circuit in a ring line (5).
  • power is drawn from the decentralized capacitor storage units in each case in the ring main. The power supply is decoupled from such load peaks and ensures by means of a constant power consumption for a continuous recharging of the capacitors connected in the loop.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit elektrodynamischen Gleisbremsen und ihrer Stromversorgung für eine Ablaufanlage auf einem Rangierbahnhof, die mindestens einen Kondensator zur Speicherung und Abgabe elektrischer Energie an die oder jede Gleisbremse umfasst, wobei die oder jede Gleisbremse mit jeweils mindestens einem dieser Gleisbremse zugeordneten Kondensator elektrisch verbunden ist.
  • Das Rangieren von Einzelwagen beziehungsweise Wagengruppen in zentralisierten Rangierbahnhöfen stellt eine gängige Produktionsmethode im schienengebundenen Güterverkehr dar. Auf diesen Rangierbahnhöfen werden ankommende Züge aufgelöst und neue Züge gebildet. Zur Beschleunigung der Betriebsabläufe und zur Reduzierung von Produktionskosten weist die Mehrzahl derartiger Rangierbahnhöfe üblicherweise eine als "Ablaufberg" bezeichnete künstliche Erhebung auf, über die die Einzelwagen bzw. Wagengruppen des aufzulösenden Güterzuges gedrückt werden. Unter Einfluss der Schwerkraft durchlaufen diese über den Berg abgedrückten Fahrzeuge sodann eine aus einer Mehrzahl aufeinanderfolgender Weichenverbindungen bestehende Verteilzone, wodurch sie einem vorab definierten Richtungsgleis zugeführt werden, in welchem die zu einem neuen Zug zusammenzustellenden Einzelwagen bzw. Wagengruppen gesammelt werden.
    Auf Grund der unterschiedlichen Beladungszustände sowie der konstruktions- und wartungstechnisch bedingten unterschiedlichen Laufverhalten der einzelnen Fahrzeuge müssen an verschiedenen Örtlichkeiten der Ablaufanlage gleisseitige Bremsvorrichtungen vorgehalten werden, die die Geschwindigkeit der über den Berg ablaufenden Fahrzeuge auf eine für ein ordnungsgemässes und effektives Auffüllen des jeweiligen Richtungsgleises vorgesehene Soll-Geschwindigkeit einregeln und somit insbesondere ein Auflaufen auf andere bereits im Richtungsgleis befindliche Schienenfahrzeuge mit einer unzulässig hohen Geschwindigkeit verhindern. Die Anzahl, die örtliche Lage sowie die genaue bremstechnische Auslegung dieser Gleisbremsen ist von den jeweiligen vor Ort anzutreffenden Gegebenheiten (insbesondere Höhe und Neigung des Ablaufberges sowie Neigung und nutzbare Länge der Richtungsgleise) abhängig. Das Ziel besteht darin, dass zum einen der am schlechtesten laufende Wagen das am weitesten von der Spitze des Ablaufberges entfernte Ziel erreichen kann, zum anderen auch der am besten laufende Wagen auch bei gefülltem Richtungsgleis noch mit Sicherheit auf eine zulässige Ablaufgeschwindigkeit abgebremst werden kann. Üblicherweise sind jedoch stets mindestens eine stärker wirkende und die Hauptlast der erforderlichen Bremsarbeit aufbringende Talbremse zu Beginn der Weichen der Verteilzone sowie mindestens eine nachregulierende und schwächer wirkende Richtungsgleisbremse zu Beginn eines jeden Richtungsgleises vorgesehen. Zusätzlich können die Richtungsgleise mit weiteren Gefälleausgleichsbremsen ausgerüstet sein.
    Speziell für die Richtungsgleisbremsen beziehungsweise Gefälleausgleichsbremsen kommen dabei oftmals elektrodynamische Gleisbremsen (EDG) zum Einsatz. Falls die von einer elektrodynamischen Gleisbremse leistbare Bremsarbeit unter Berücksichtigung der topologischen Gegebenheiten ausreicht, so kann diese auch als Talbremse eingesetzt werden. Es handelt sich hierbei um Balkengleisbremsen, bei denen mittels eines elektrischen Stromflusses ein Magnetfeld derart in beidseitig einer Gleisschiene angeordnete Bremsträger induziert wird, dass eine Anziehungskraft zwischen diesen Bremsträgern aufgebaut wird. Durch diese Anziehungskraft ziehen sich die Bremsträger gegenseitig an und bilden dadurch eine Bremsrille, die ein voreingestelltes lichtes Mass aufweist. Rollt nun das Rad eines ablaufenden Schienenfahrzeuges durch diese Bremsrille, so muss es die Bremsträger entgegen der magnetisch erzeugten Kraft bis auf Radreifenbreite auseinander drücken.
  • Jede elektrodynamische Gleisbremse muss hierzu eine Stromversorgung mit einem in Abhängigkeit vom Maximalwert der von der Gleisbremse zu erbringenden Bremsarbeit ausgelegten elektrischen Anschlusswert aufweisen. Bei elektrodynamischen Gleisbremsen üblicher Grösse (mit einer Bremsenlänge von 20 m und einer Durchflutung von 25.000 Amperewindungen (Awdg)) werden dabei Anschlusswerte von mehr als 200 kVA erforderlich. Bezogen auf eine komplette Rangieranlage mit einer Vielzahl derartiger elektrodynamischer Gleisbremsen und unter Berücksichtigung eines vom Anlagenbetreiber vorgeschriebenen Gleichzeitigkeitsfaktors, wonach je nach Anlagengrösse bis zu drei Gleisbremsen zeitgleich ihre maximale Bremsarbeit verrichten können müssen, summiert sich der bereitzustellende elektrische Anschlusswert auf über 600 kVA. In Anbetracht der Tatsache, dass derartige elektrische Leistungen über den Tagesverlauf nur zu sehr wenigen und zudem sehr kurzen Zeitspannen tatsächlich abgerufen werden, belegen die Betreiber öffentlicher Drehtstrom-Versorgungsnetze derartige Anschlüsse mit prohibitiv wirkenden Anschlussgebühren beziehungsweise verweigern sogar generell deren Bereitstellung.
  • Zusätzlich erfordert es die betriebliche Sicherheit von Ablaufanlagen auf Rangierbahnhöfen, dass auch im Falle eines eventuellen Stromausfalls die bereits über den Ablaufberg abgedrückten und sich noch in der Verteilzone befindlichen Wagen eine gesicherte Bremsung erfahren müssen. Zu diesem Zweck ist die Vorhaltung einer unterbrechungsfreien Stromversorgung (USV) erforderlich. Diese USV muss nach den oben dargestellten Bedingungen der Anlagenbetreiber einen Anschlusswert von (abhängig vom Gleichzeitigkeitsfaktor) bis zu 600 kVA gewährleisten.
    Es ist derzeit üblicher Stand der Technik, derartige USV-Anlagen mittels Akkumulatoren zu realisieren. Da derartige Anlagen mit Gleichstrom betrieben werden, hat dies zur Folge, dass der aus dem Versorgungsnetz entnommene Wechselstrom zunächst in Gleichstrom zur Ladung der Akkumulatoren der USV transformiert und im Bedarfsfall sodann wieder in Wechselstrom zur Spannungsversorgung der Stromrichter zur regelbaren Stromspeisung der elektrodynamischen Gleisbremsen zurückgeformt werden muss. Da die hierfür notwendigen Umformer im Bedarfsfall nicht schlagartig hochgefahren werden können, ist ein Online-Bypass-Betrieb der USV-Anlage erforderlich. Dies führt bei einer 600 kVA-USV-Anlage üblicher Bauart zu einer als Wärme anfallenden Verlustleistung von bis zu 35 kVA, welche mittels einer zusätzlichen Klimaanlage aus den die USV aufnehmenden Räumlichkeiten abgeführt werden muss.
  • Aufgrund der hohen Ströme auf der Erregerstromseite des Speisegerätes einer elektrodynamischen Gleisbremse können dort keine Schalter eingebaut werden. Ein - als Alternative hierzu - netzseitiges Schalten führt jedoch zu großen Ein- bzw. Ausschaltzeitkonstanten des Erregerstromes und damit zu einer großen Trägheit der Bremseinrichtung in Bezug auf die Steuerbefehle. Zur Behebung dieses Problems ist aus der CH 470 283 ein Speisegerät bekannt, bei dem mittels einer Anordnung zweier Transformatoren nebst zugehörigen Gleichrichtern ein Stromfluss in der Bremseinrichtung erzeugt wird, der bei Hinzuschaltung des zweiten Transformators durch einen gleichsinnigen Stromfluss überlagert wird. Durch diese gleichsinnige Überlagerung von Strömen wird eine Beschleunigung der Erregerstromänderung beim Ein- und Ausschalten bewirkt und damit die Trägheit der Steuerung verringert. Ein solches Speisegerät kann nach der Lehre der CH 470 283 fakultativ mit einem Kondensator zur Unterstützung der Wirksamkeit der Gleichrichter ausgestattet werden.
    Des Weiteren ist aus der US 4.560.887 der Einsatz von Kapazitäten (z.B. in Form von Kondensatoren) zum Zwecke einer Standby-Stromversorgung im Falle eines Ausfalls des Netzanschlusses bekannt. Diese Kapazitäten werden über die normale Betriebsspannung des zu versorgenden elektrischen Gerätes hinaus aufgeladen und geben im Bedarfsfall ihre Ladung unter Zwischenschaltung einer Induktivität (zur Strom-Begrenzung) an dieses Gerät ab.
    Die GB 1.170.312 offenbart eine elektrodynamische Gleisbremse nebst Stromversorgung, bei der durch Aufteilung der Erregerwicklung in mehrere Teilleiter die Erregerströme auf ein solches Maß reduziert werden, dass ein Schalten auf der Erregerstromseite ermöglicht wird. Zusätzlich wird eine zentrale Stromversorgungsanlage offenbart, an die die einzelnen Gleisbremsen in Form eines Rechens angeschlossen sind.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung mit elektrodynamischen Gleisbremsen und ihrer Stromversorgung für eine Ablaufanlage auf einem Rangierbahnhof bereitzustellen, mittels welcher die elektrische Anschlusscharakteristik derartiger, einer stoßweisen Nutzung unterliegender Anlagen geglättet und die Anlagen mit geringeren und im Zeitverlauf besser ausgenutzten Anschlusswerten an Stromverteilungsnetze anschliessbar gestaltet werden. Darüberhinaus sollen die kostenintensiven und aufwändigen Anlagen zur unterbrechungsfreien Stromversorgung vereinfacht beziehungsweise substituiert werden.
  • Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe in Verbindung mit dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 dadurch gelöst, dass eine Mehrzahl von jeweils den einzelnen Gleisbremsen der Rangierablaufanlage zugeordneten Kondensatoren über eine Ringleitung miteinander elektrisch verbunden und in Parallelschaltung angeordnet ist, wobei die Kapazität des oder jeden Kondensators entsprechend dem mittleren Bedarf an elektrischer Energie zur Ansteuerung der oder jeder angeschlossenen Gleisbremse ausgelegt ist.
    Auf diese Weise bilden alle an die Ringleitung angeschlossenen Kondensatoren einen als Verbund übergreifend für alle Gleisbremsen des Rangierbahnhofes wirksamen Energiespeicher, der den Energieverbrauch einer Bremsarbeit verrichtenden Gleisbremse zeitlich von der Entnahme elektrischer Energie aus einem Stromversorgungsnetz entkoppelt. Die einzelnen punktuellen Verbrauchsspitzen können seitens des Versorgungsnetzes durch einen kontinuierlichen Ladeprozess mit geringeren elektrischen Leistungen abgedeckt werden. Die im Kondensator gespeicherte Ladung macht den Betrieb der Gleisbremse unabhängig von dem zum jeweiligen Arbeitszeitpunkt der Gleisbremse aktuellen Spannungszustand des Versorgungsnetzes. Somit bleibt die Gleisbremse auch bei Ausfall des Versorgungsnetzes für die Bremsarbeit an zumindest den zum Zeitpunkt des Spannungsabfalls bereits über den Ablaufberg abgedrückten und noch nicht im Richtungsgleis angekommenen Wagen betriebsbereit. Eine separate Vorrichtung zur unterbrechungsfreien Stromversorgung wird durch die aktive Einbindung eines Kondensators in die Stromversorgung überflüssig.
    Zugleich kann jede einzelne Gleisbremse auf einen in ihrer unmittelbaren räumlichen Umgebung angeordneten Kondensator zugreifen, wodurch der Verkabelungsaufwand wirksam reduziert wird, da zwischen Energiespeicher und Verbraucher nur kurze Wege überbrückt werden müssen. Dies ist insbesondere hinsichtlich der aufwändigen, mit geringem Leitungswiderstand auszuführenden Kabelstrecken zwischen Kondensator und Verbraucher von Bedeutung. In vorteilhafter Weise sieht die Erfindung ferner vor, dass die oder jede Gleisbremse einen Stromregler aufweist, der in einem durch den oder jeden Kondensator dargestellten Gleichstromzwischenkreis gespeist wird. Im Gegensatz zu der aus dem Stand der Technik bislang bekannten Vorrichtung, bei der eine unterbrechungsfreie Stromversorgung mittels Akkumulatoren gewährleistet wird, weisen die Kondensatoren auf Grund des Wegfalls einer Beteiligung von chemischen Umwandlungsprozessen am Speichervermögen ein wesentlich dynamischeres Verhalten bezüglich ihrer Lade- und Entladefähigkeit und ihres geringen Innenwiderstandes auf. Somit kann auf eine USV im Online-Bypass-Betrieb verzichtet werden, wodurch auch die von diesen Bauteilen bewirkten Verlustleistungen wirkungsvoll vermieden werden.
  • Gemäss einer sinnvollen Ausgestaltung des erfinderischen Grundgedankens ist die Gesamtkapazität der in Parallelschaltung angeordneten Kondensatoren einer Ringleitung entsprechend dem Bedarf an elektrischer Energie einer vorgebbaren Mindestzahl von gleichzeitig jeweils die maximale Bremsarbeit leistenden Gleisbremsen ausgelegt. Auf diese Weise ist es möglich, dass die Kondensatoren nicht auf die maximal erforderlichen Spitzenbedarfswerte der ihnen jeweils zugeordneten Gleisbremsen hin dimensioniert werden müssen, sondern lediglich einem gemittelten üblichen Leistungswert bei durchschnittlicher Bremsarbeit genügen müssen. Der darüber hinausgehende Leistungsbedarf wird durch die übrigen in die Ringschaltung integrierten Kondensatoren bereitgestellt. Ein Laderegler sorgt für die kontinuierliche Nachladung aller in der erfindungsgemässen Vorrichtung vorhandenen Speicher-Kondensatoren. Dennoch ist der Verbundspeicher ausreichend gross bemessen, um den Anforderungen der Anlagenbetreiber hinsichtlich eines gleichzeitigen Betriebes mehrerer Gleisbremsen unter Voll-Last zu genügen. Unabhängig von der Anzahl der angeschlossenen Gleisbremsen werden somit sowohl die angestrebte Verringerung der Netzanschlussleistung als auch die gleichmässigere Belastung des elektrischen Versorgungsnetzes wirkungsvoll unterstützt.
  • Der Erfindungsgedanke wird in nachfolgenden Figuren verdeutlicht. Es zeigen:
  • Figur 1
    Prinzipdarstellung für die Stromversorgung und Stromspeicherung einer einzelnen elektrodynamischen Gleisbremse (EDG)
    Figur 2
    Prinzipdarstellung für eine dezentrale Stromversorung und Stromspeicherung über eine Ringleitung
  • Anhand dieser Figuren lässt sich folgendes Ausführungsbeispiel nachvollziehen:
  • In Figur 1 ist die erfindungsgemässe Vorrichtung zur Stromversorgung und zur Stromspeicherung für eine einzelne elektrodynamische Gleisbremse (EDG) (4) dargestellt. Die elektrodynamische Gleisbremse ist in einer schematischen Draufsicht dargestellt.
    Die Vorrichtung umfasst einen Ladestrom-Regler (1), der die elektrische Energie einem als IT-Netz ausgeführtem Versorgungsnetz entnimmt. Bei einem derartigen IT-Netz sind alle aktiven Teile von Erde isoliert bzw. über eine Impedanz mit Erde verbunden; Körper sind unabhängig von der Erde der Stromquelle direkt geerdet. Die Ausprägung in Form eines IT-Netzes wird gewählt, damit es nicht zum Ausfall der Gleisbremse in Folge eines im geerdeten Netz auftretenden Kurzschlusses führt. Für die Überwachung und Signalisierung derartiger Erdschlüsse ist ein separates Erdschluss-Messgerät vorgesehen. Der Ladestrom-Regler (1) wandelt diesen Wechselstrom in einen Gleichstrom um, mittels dem der Kondensator-Speicher (2) aufgeladen wird. Die Spannung dieses Lade-Gleichstroms für den Kondensator kann dabei in Abhängigikeit von unterschiedlichen Lade-Regimen zwischen einer Nennspannung Unenn und einem Maximalwert Umax variiert werden. Zur Erzielung einer gleichmässigen und möglichst niedrigen Belastung des liefernden Versorgungsnetzes ist ein Lade-Regime anzustreben, bei dem der Kondensator mit einem möglichst niedrigen Spannungswert Unenn über zeitlich langgestreckte Zyklen aufgeladen wird. Die Ladeschlussspannung Umax wird erreicht, wenn die Stromaufnahme geringer als der eingestellte Ladestrom ist.
    Der Kondensator-Speicher (2) gibt bedarfsweise Energie an einen Stromregler (3) ab. In Abhängigkeit von den Steuersignalen USt aus einer Bremsensteuerung beaufschlagt der Stromregler die Induktionswicklungen in der elektrodynamischen Gleisbremse. In Abhängigkeit von den ablaufdynamischen Eigenschaften und der Zielposition des ablaufenden und zu bremsenden Wagens werden dabei unterschiedliche Stromstärken in die Bremsspulen eingespeist und somit unterschiedliche Bremskräfte erzeugt. Auf die Vorhaltung einer separaten Anlage zur unterbrechungsfreien Stromversorgung (USV) und allen mit dieser verbundenen Nachteile (Verlustleistung, Klimatisierung, Investitionsmittel etc...) kann verzichtet werden, da der Kondensator auf Grund seiner Fähigkeiten zum schnellen Auf- bzw. Entladen mit unwesentlichen zeitlichen Verzögerungen diese Funktion wirksam wahrnehmen kann.
  • In Figur 2 ist eine erfindungsgemässe Vorrichtung zur Stromversorgung und zur Stromspeicherung einer Mehrzahl von 1 bis n elektrodynamischen Gleisbremsen (EDG1 ... EDGn) (4) dargestellt. Hierbei weist jede Gleisbremse (EDG1 ... EDGn) jeweils eine in ihrer näheren räumlichen Umgebung zugeordnete und mir ihr verdrahtete Anordnung aus Kondensator-Speicher (2) und Stromregler (3) auf, wie sie für sich genommen bereits aus Figur 1 bekannt ist. Die einzelnen Kondensatoren sind in als Parallelschaltung in einer Ringleitung (5) miteinander elektrisch verbunden. Auf diese Weise wird einerseits auf der Verbraucherseite eine dezentrale Struktur von Energiespeicher und Stromquellen zugleich aber auch auf der Netzanschluss-Seite eine zentrale Struktur zum Strombezug aus einem Versorgungsnetz geschaffen. Somit können die dezentral den einzelnen Gleisbremsen (4) zugeordneten Elemente (2, 3) geringer dimensioniert, da sie nicht mehr auf eventuelle Spitzenlasten sondern lediglich auf durchschnittlich zu erwartende Mittel-Lastwerte hin ausgelegt sein müssen. Für Fälle, in denen eine Gleisbremse eine über den mittleren Lastfall hinausgehende Bremsarbeit aufbringen muss, erfolgt eine Leistungsentnahme aus den in der Ringleitung jeweils benachbarten dezentralen Kondensator-Speichern. Der Netzanschluss ist von derartigen Lastspitzen entkoppelt und sorgt mittels einer beständigen Leistungsaufnahme für ein kontinuierliches Nachladen der in der Ringleitung angeschlossenen Kondensatoren.
  • Bezugszeichenliste:
  • 1
    Ladestrom-Regler
    2
    Kondensator-Speicher
    3
    regelbare Stromquelle
    4
    elektrodynamische Gleisbremse (EDG)
    5
    Ringleitung
    U
    Spannung
    USt
    Steuerspannung (Steuerstrom) von Bremsensteuerung
    I
    Stromstärke
    AC
    Wechselstrom
    DC
    Gleichstrom
    1 ... n
    Anzahl der Gleisbremsen
    EDG1
    elektrodynamische Gleisbremse; Nummer 1
    EDGn
    elektrodynamische Gleisbremse; Nummer n

Claims (5)

  1. Vorrichtung mit elektrodynamischen Gleisbremsen und ihrer Stromversorgung für eine Ablaufanlage auf einem Rangierbahnhof, die mindestens einen Kondensator (2) zur Speicherung und Abgabe elektrischer Energie an die oder jede Gleisbremse (4) umfasst, wobei die oder jede Gleisbremse mit jeweils mindestens einem dieser Gleisbremse zugeordneten Kondensator elektrisch verbunden ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass eine Mehrzahl von jeweils den einzelnen Gleisbremsen der Rangierablaufanlage zugeordneten Kondensatoren (2) über eine Ringleitung (5) miteinander elektrisch verbunden und in Parallelschaltung angeordnet ist, wobei die Kapazität des oder jeden Kondensators entsprechend dem mittleren Bedarf an elektrischer Energie zur Ansteuerung der oder jeder angeschlossenen Gleisbremse (4) ausgelegt ist.
  2. Vorrichtung zur Versorgung von Gleisbremsen einer Ablaufanlage auf einem Rangierbahnhof mit elektrischer Energie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die oder jede Gleisbremse einen Stromregler (3) aufweist, der in einem durch den oder jeden Kondensator dargestellten Gleichstromzwischenkreis gespeist wird.
  3. Vorrichtung zur Versorgung von Gleisbremsen einer Ablaufanlage auf einem Rangierbahnhof mit elektrischer Energie nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gesamtkapazität der in Parallelschaltung angeordneten Kondensatoren (2) einer Ringleitung (5) entsprechend dem Bedarf an elektrischer Energie einer vorgebbaren Mindestzahl von gleichzeitig jeweils die maximale Bremsarbeit leistenden Gleisbremsen (4) ausgelegt ist.
  4. Vorrichtung zur Versorgung von Gleisbremsen einer Ablaufanlage auf einem Rangierbahnhof mit elektrischer Energie nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der oder jeder Kondensator (2) bzw. der ringförmige Verbund (5) von Kondensatoren unter Zwischenschaltung eines Ladegleichrichters (1) an ein Strom-Versorgungsnetz angeschlossen ist.
  5. Vorrichtung zur Versorgung von Gleisbremsen einer Ablaufanlage auf einem Rangierbahnhof mit elektrischer Energie nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die oder jede Gleisbremse als elektrodynamische Gleisbremse (4) ausgeführt ist.
EP04009287A 2004-04-20 2004-04-20 Vorrichtung und Verfahren zur Versorgung von Gleisbremsen einer Ablaufanlage auf einem Rangierbahnhof mit elektrischer Energie Expired - Lifetime EP1588918B1 (de)

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