Röll, [Victor] von (Hrsg.): Enzyklopädie des Eisenbahnwesens. 2. Aufl. Bd. 4. Berlin, Wien, 1913.

Im Kraftwerk wird Drehstrom erzeugt (in Europa meist mit 50 Perioden, in Amerika mit 60 oder 25 Perioden), der mittels Freileitungen oder Kabel den Umformerwerken zugeleitet wird. Die Umformung des Drehstromes in Gleichstrom kann nur mittels rotierender Maschinen (Motorgeneratoren, Konvertoren) erfolgen.

Die Generatoren zur Erzeugung des Gleichstromes in den Unterstationen übernehmen genau die Rolle der Gleichstromgeneratoren einer Zentrale. Drehstrom hoher Spannung kann – wie in Abb. 142 angenommen wurde – direkt in den Generatoren erzeugt werden. Bei Herstellung sehr hoher Spannungen (über 100.000 Volt etwa) müssen jedoch auch im Kraftwerke selbst noch ruhende Transformatoren aufgestellt werden, um die erzeugte Energie auf die gewünschte Höhe der Übertragungsspannung zu bringen.

Die Konvertoren in Umformerwerken werden im Anker mit Drehstrom gespeist, während der umgeformte Gleichstrom vom Kollektor des gleichen Ankers abgenommen wird. Diese Maschinen laufen synchron mit der Periodenzahl. Die europäische Praxis des Straßenbahnbetriebes zieht bisher den Gebrauch von Motorgeneratoren vor, wobei zum Antriebe der Generatoren meist asynchrone Hochspannungs-Drehstrommotoren verwendet werden. Die übrige Gleichstromausrüstung der Umformerwerke entspricht jener unter 1 und 2 angeführten.

Bei ausgedehnten Anlagen verwendet man zur Deckung großer Spannungsverluste an entfernten Stellen des Netzes Streckenbatterien und sog. Boostermaschinen (s. w. u. Speiseleitungen).

Zur Verhütung von Überspannungen, die durch atmosphärische Einwirkung oder Spannungsänderungen des Leitungsnetzes entstehen, dienen besondere Schutzvorrichtungen (Hörnerblitzableiter, Kondensatoren, Erdungswiderstände, Aluminiumzellen).

Kraftanlagen für Wechsel-, bzw. Drehstrombahnen.

Diese beiden Stromarten eignen sich in erster Linie für den eigentlichen elektrischen Vollbahnbetrieb auf langen Strecken.

Der in den Kraftwerken erzeugte Wechselstrom, bzw. Drehstrom, wird in der ursprünglichen Form zur direkten Speisung der Fahrleitung benutzt. Die Kraftwerke sind ähnlich eingerichtet wie die unter 3 beschriebenen, nur daß entsprechend der für direkte Bahnspeisung günstigeren niedrigen Periodenzahl die Anlagen meist mit 15 bis 16²/₃ Perioden betrieben werden. Bei Einphasenbetrieb wird häufig auch von Drehstromgeneratoren Gebrauch gemacht, indem hierbei bloß eine Phase zur Speisung benutzt wird.

Die Drehstrombahnen Europas werden in der Mehrzahl der Fälle mit 3000 Volt Spannung und 15 Perioden betrieben. Entlang der zu speisenden Fahrleitung der Bahntrasse werden in Abständen von 6–10 km Entfernung Transformatorenstationen errichtet, deren Transformatoren die Energie der hochgespannten Primärleitung zu entnehmen und auf etwa 3000 Volt heruntertransformiert der Arbeitslinie zuzuführen haben.

Die Einphasenbahnen werden derzeit meist mit 10.000 bis 15.000 Volt Fahrdrahtspannung gebaut und betrieben. Infolgedessen kann die Unterteilung der Bahntrasse für die Transformatorenstationen in größeren Abständen (etwa 30–60 km) als bei Drehstrom erfolgen, umsomehr als der zulässige Spannungsabfall bei Wechselstrombahnen 25–30% gegen 10–15% bei Dreiphasenstrombahnen erreichen darf.

Die Transformatorenstationen sind für Drehstrom und Wechselstrom im wesentlichen gleich, nur daß das Einphasenstromsystem ein, bzw. zweipolig auszurüsten ist, während bei Drehstrom zwei, bzw. drei Pole mit Apparaten (Schalter, Sicherungen Isolationsprüfer, Blitzschutzvorrichtungen u. s. w.) auszurüsten sind. Es ist stets zweckmäßig, die Transformatorenstationen nahe bei Bahnstationen aufzustellen, um die Überwachung der ersteren zu erleichtern.

Die Hochspannungsfernleitung (Primärleitung) vom Kraftwerk zu den Unterwerken (Transformatorenstationen) wird je nach den Entfernungen und der zu übertragenden elektrischen Energie für höhere Spannungen (25.000–100.000 Volt und darüber) gebaut. Es ist zu empfehlen, diese Leitungen durchweg mit Eisenmasten auszurüsten.

Bei der Bemessung der elektrischen Teile der Drehstrom-, bzw. Wechselstromanlagen, wie Generatoren, Transformatoren und Leitungen ist auch auf die Phasenverschiebung zwischen Strom und Spannung (Leistungsfaktor) Rücksicht zu nehmen. Der Leistungsfaktor der Motoren schwankt zwischen 0·3 (beim Anfahren) und 0·9 (bei voller Fahrgeschwindigkeit).

Speiseleitungen.

Bei Gleichstrombahnen wird die Energiezuführung zu den Speisepunkten in Städten meist mittels Kabel vollzogen. Man verwendet diese als Verstärkungsleitungen des Fahrdrahtes, indem man beide in bestimmten Abständen direkt miteinander verbindet, um den höchst zulässigen Spannungsabfall beim Betriebe der Bahn innerhalb der zulässigen Grenzen zu halten (30–40% der Fahrdrahtspannung).