Die elektrischen Triebfahrzeuge der Deutschen Bahn und weiterer Eisenbahnunternehmen beziehen ihren Fahrstrom mittels Stromabnehmer fast überwiegend aus Oberleitungen. Ausnahme sind lediglich die über ebenerdige Stromschienen mit Gleichstrom versorgten S-Bahnen in Berlin und Hamburg. Zudem wird ein geringer Teil des Bahnstroms in stationären Anlagen genutzt, z.B. zur Vor- und Beheizung von Waggons und Weichen in kalten Jahreszeiten.

Historisch bedingt weist Bahnstrom im Gegensatz zur öffentlichen 50-Hz-Stromversorgung die "spezielle" Frequenz von 16,7-Hz auf und wird von Bahnstromkraftwerken sowie Umformer- und Umrichtwerken erzeugt. Die Bahnstromkraftwerke sichern überwiegend die Grund-/Mittellast, d.h. den ständig vorhandenen Bedarf. Umformer und Umrichterwerke hingegen decken durch ihre schnelle und flexible Einsatzfähigkeit die Lastspitzen.

Nach seiner Erzeugung gelangt der Bahnstrom in ein bundesweites 110-kV-Bahnstromleitungsnetz, von wo aus er über sogenannte Unterwerke auf 15-kV heruntertransformiert und in die Bahnoberleitung eingespeist wird. Durch das Bahnstromleitungsnetz lassen sich die bahntypischen Bedarfsschwankungen von bis zu 300 MW - dies entspricht dem gleichzeitigen Einschalten von etwa 2 Millionen Fernsehern - innerhalb weniger Sekunden ausgleichen. Selbst der Totalausfall eines Kraftwerkes oder einer anderen Bezugsstelle wird aufgefangen. Die Hauptschaltleitung - eine der modernsten Energieeinsatzzentralen in Europa - steuert und überwacht den gesamten Prozess.

50-Hz-Licht- und Kraftstrom – vom Erzeuger bis zur Steckdose

Die DB Energie ist für die Stromversorgung mit 50-Hz-Licht-/Kraftstrom für Handel und Gewerbe in und um 5.400 Bahnhöfen zuständig. Ebenso werden Signalanlagen und Weichen versorgt. Hinzu kommen Instandhaltungswerke, Sicherungssysteme der Bahn aber auch Verwaltungsgebäude, Casinos und vieles mehr.

Der Strom, wie er in den Kraftwerken erzeugt wird, hat üblicherweise eine Spannung von 21.000 Volt. Das ist für die Steckdose des Endverbrauchers viel zu hoch und für einen verlustarmen Transport über größere Entfernungen aber noch zu gering. Deshalb wird der Strom auf höhere Spannung transformiert (bis zu 400.000 Volt) und dann für den Endverbraucher wieder schrittweise auf eine Spannung 230/400 Volt umgespannt.

Der Strom fließt aus den Kraftwerken über ein Spannungsnetz zu den Umspannwerken. In diesen wird die Spannung auf Mittelspannung - d.h. in der Regel 10.000 oder 20.000 Volt – heruntertransformiert. Am Ende dieser Transportkette verteilt die DB Energie den 50-Hz-Strom bundesweit über insgesamt 184 Mittelspannungsnetze an ihre Kunden.