DE926258C

DE926258C - Circuit arrangement for the uninterruptible power supply of telecommunications systems with constant voltage, in particular of amplifiers

Info

Publication number: DE926258C
Application number: DES24861A
Authority: DE
Inventors: Rudolf Benda
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1951-09-21
Filing date: 1951-09-21
Publication date: 1955-04-14

Description

Schaltungsanordnung zur unterbrechungsfreien Stromversorgung von Fernmeldeanlagen mit konstanter Spannung, insbesondere von Verstärkerämtern Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur unterbrechungsfreien Stromversorgung von Fernmeldeanlagen, insbesondere von Verstärkerämtern, aus einem Starkstromnetz unter Verwendung eines auf konstante Spannungsabgabe geregelten Gleichrichters und einer Batterie für Netzausfallzeiten. Bei einer derartigen Anordnung ist es wichtig, bei tragbarem Aufwand die Spannungsschwankungen bei Netzausfall in erträglichen Grenzen zu halten.Circuit arrangement for the uninterruptible power supply of telecommunications systems with constant voltage, particularly of booster offices The invention relates to a circuit arrangement for the uninterruptible power supply of telecommunications systems, in particular from amplifier offices, from a power network using a A rectifier regulated to a constant voltage output and a battery for mains failure times. With such an arrangement, it is important to reduce the voltage fluctuations while being affordable to be kept within tolerable limits in the event of a power failure.

Eine derartige Schaltungsanordnung kann in an sich bekannter Weise eine insbesondere im vollaufgeladenen Zustand in Ruhespannung liegende Batterie enthalten, die mit einem Pol unmittelbar und mit dem anderen Pol über ein sich bei Netzausfall schließendes Schütz angeschaltet ist und die mit einer Anzapfung, deren Potential wenig kleiner oder gleich dem eines Gleichstromanschlußpunktes des Gleichrichters ist, über ein Ventil mit diesem Anschlußpunkt verbunden ist. Es lassen sich so bei geringstem Aufwand die bei Netzausfall auftretenden kurzzeitigen Spannungsschwankungen außerordentlich klein halten.Such a circuit arrangement can be used in a manner known per se a battery with no-load voltage, especially when fully charged included, which with one pole directly and with the other pole via one at Mains failure closing contactor is switched on and the one with a tap whose Potential a little less than or equal to that of a DC connection point of the rectifier is connected to this connection point via a valve. It can be so with The short-term voltage fluctuations that occur in the event of a power failure with minimal effort keep it extremely small.

Bei der Anordnung nach der Erfindung wird eine zur Erhöhung der Kapazität der Notstromversorgung vorgesehene zweite Batterie, die der ersten Batterie verzögert parallel geschaltet wird, vor dem Parallelschalten für das Anlaufen von Umformern, z. B. zur Gewinnung der Heizspannung von Verstärkerämtern, herangezogen. Man erreicht dadurch, daß die durch den. hohen Anlaufstrom zeitweilig eintretende Spannungseinbuchtung ohne Einfluß z. B. auf die Anodenspannung bleibt.In the arrangement according to the invention, one is used to increase the capacity the emergency power supply provided second battery, which decelerates the first battery is switched in parallel, before switching in parallel for starting converters, z. B. to obtain the heating voltage of amplifier offices used. One achieves through this, that through the. high starting current temporarily occurring Voltage indentation without influence z. B. remains on the anode voltage.

Die Erfindung und weitere Einzelheiten der Erfindung werden an Hand des dargestellten Ausführungsbeispiels noch näher erläutert. Die Figur zeigt das Prinzipschaltbild einer Stromversorgungsanordnung für ein Verstärkeramt. Der am Netz liegende Hauptgleichrichter GLI ist ein auf konstante Spannungsabgabe geregelter Gleichrichter, beispielsweise ein magnetisch geregelter Gleichrichter mit Netzspannungs- und Lastausgleich. Er ist als reiner Netzanschlußgleichrichter ausgelegt und liefert an einen möglichst zentral im Amt gelegenen Punkt, an dem die Fühlspannung abgenommen wird (gestrichelt angedeutet), eine konstante Spannung von z. B. 2 1:2 V ± I o/o.The invention and further details of the invention will become apparent of the illustrated embodiment explained in more detail. The figure shows that Basic circuit diagram of a power supply arrangement for an amplifier office. The on Mains rectifier GLI is a regulated for constant voltage output Rectifier, for example a magnetically controlled rectifier with mains voltage and load balancing. It is designed as a pure mains connection rectifier and delivers to a point located as centrally as possible in the office, at which the sense voltage has decreased is (indicated by dashed lines), a constant voltage of z. B. 2 1: 2 V ± I o / o.

Die vollaufgeladene, in Ruhe befindliche Batterie Batt.I ist mit ihrem Minuspol mit der Minusamtsleitung unmittelbar und mit ihrem Pluspol über das Schütz n, mit der Plusamtsleitung verbunden. Zwischen die Plusamtsleitung und einen Punkt der Batterie, dessen Potential wenig kleiner oder gleich dem Potential der Plusamtsleitung an der Anschaltstelle ist, ist das Ventil V, insbesondere ein Trockengleichrichter, geschaltet. Bei einem angenommenen Spannungsabfall von 2 V von dieser Stelle bis zum zentralen Verteilungspunkt muß das Potential des Batteriepunktes demnach _< 214 V sein. Wählt man es mit Rücksicht auf die Toleranz des Gleichrichters GLI um r o/o geringer, so ist bei einerRuhespannung von 2,05 VjeZelle dieserPunkt bei 103 Zellen. Tritt bei diesem Betriebszustand ein Netzausfall und damit ein Fortfall der Spannung am Gleichrichter GLI ein, so liegt die Batteriespannung über das Ventil h mit etwa 211 V vermindert um den Spannungsabfall von 2 V und den Spannungsabfall am Ventil von etwa z V am Verteilungspunkt. Die Verbraucherspannung wird also 2o8 V, d. h. sie liegt etwa 2 % unter dem Sollwert. Nach einer relativ kurzen Zeit, z. B. nach 3oo ms, schließt das Schütz nt und legt die volle Batteriespannung an die Amtsleitung. Bei insgesamt 1o8 Zellen wird die Spannung a:m Verbraucher auf etwa 221 V (oder + 4 °/a) erhöht.The fully charged, idle battery Batt.I is directly connected with its minus pole to the minus trunk line and with its plus pole via the contactor n to the plus trunk line. The valve V, in particular a dry-type rectifier, is connected between the positive trunk line and a point on the battery whose potential is slightly less than or equal to the potential of the positive trunk line at the connection point. Assuming a voltage drop of 2 V from this point to the central distribution point, the potential of the battery point must therefore be _ <214 V. If you choose it with regard to the tolerance of the rectifier GLI to be ro / o lower, this point is 103 cells with a rest voltage of 2.05 V per cell. If a power failure occurs in this operating state and the voltage at the rectifier GLI drops out, the battery voltage across the valve h is approximately 211 V less the voltage drop of 2 V and the voltage drop across the valve of approximately z V at the distribution point. The consumer voltage is 2o8 V, ie it is about 2% below the setpoint. After a relatively short time, e.g. B. after 300 ms, the contactor closes and applies the full battery voltage to the exchange line. With a total of 108 cells, the voltage a: m consumers is increased to about 221 V (or + 4 ° / a).

Eine zweite, im wesentlichen gleiche Batterie Batt. II wird verzögert durch das Schütz n2 parallel geschaltet und erhöht die Kapazität der Notstromversorgung. Bei verzögerter Parallelschaltung ergibt sich der Vorteil, daß man aus dieser Batterie (über den Schalter SI) die Umformer für die Hei= zung anlaufen lassen kann und die dabei durch den hohen Anlaufstrom zeitweilig eintretende Spannungseinbuchtung für die Anodenspannung ohne Einfluß bleibt.A second, essentially the same battery batt. II is delayed connected in parallel by contactor n2 and increases the capacity of the emergency power supply. With delayed parallel connection there is the advantage that you can use this battery (via switch SI) can start the converter for the heating and the temporarily occurring voltage indentation due to the high starting current the anode voltage remains without influence.

Durch den Umschalter S I können die Batterien selbsttätig oder von Hand auf einen Hilfsgleichrichter, z. B. den Gleichrichter GL III, zur Nachladung (Erhaltungsladung) bei 2,2 V je Zelle angeschaltet werden. Tritt während der Ladung ein Netzausfall ein, so ist die verzögerte Parallelschaltung der Batterie Batt.II durch n2 besonders vorteilhaft, da durch den Anlaufstrom der Umformer die Spannung der in Ladung befindlichen Batterie Batt.II schnell von 2,2 V je Zelle auf 2,05 V je Zelle herabgedrückt wird und Ausgleichströme zwischen den Batterien beim Schließen von n2 vermieden werden.Through the switch SI, the batteries can automatically or manually to an auxiliary rectifier, z. B. the rectifier GL III, can be switched on for recharging (trickle charge) at 2.2 V per cell. If a power failure occurs during charging, the delayed parallel connection of battery Batt. II through n2 is particularly advantageous, as the starting current of the converter quickly increases the voltage of the charged battery Batt. II from 2.2 V per cell to 2, 05 V per cell is lowered and equalizing currents between the batteries when closing n2 are avoided.

Nach einem Netzausfall können#die beiden Batterien durch einen Hilfsgleichrichter, z. B. den Gleichrichter GLII, aufgeladen werden, wobei zweckmäßig eine automatische Umschaltung bei Erreichen von 2,4 V je Zelle vorgesehen wird.After a power failure, # the two batteries can be replaced by an auxiliary rectifier, z. B. the rectifier GLII, are charged, advantageously an automatic Switching is provided when 2.4 V per cell is reached.

Der zurAufladung der Batterie nach einem Netzausfall vorgesehene Gleichrichter GL II kann auch zur Erhaltungsladung der Batterien benutzt werden. Er kann dann als einfacher Ladegleichrichter mit Kennlinienladung ausgeführt sein, wenn der Einfluß von Netzspannungsschwankungen vermieden wird, indem der Gleichrichter über den zentralen Netzregler NR, der für die Heizspannungsversorgung vorhanden ist, angeschlossen wird.The rectifier used to charge the battery after a power failure GL II can also be used to trickle charge the batteries. He can then be designed as a simple charging rectifier with characteristic charging, if the influence of mains voltage fluctuations is avoided by connecting the rectifier to the central Mains regulator NR, which is available for the heating voltage supply, is connected will.

Es, kann vorteilhaft sein, für die Erhaltungsladung der Batterien und für die Aufladung nach einem Netzausfall getrennte Gleichrichter zu benutzen. Für die Aufladung nach Netzausfall wird beispielsweise der Gleichrichter GL II und für die Erhaltungsladung ein kleiner Gleichrichter GL III benutzt, der nur die kleine Leistung für die Erhaltungsladung zu liefern braucht. Die für die jeweils erforderlichen Umschaltungen notwendigen Schaltmittel sind im Prinzipschaltbild durch einfache Schalter angedeutet. Mit Rücksicht auf die kleine Leistung des Gleichrichters für die Erhaltungsladung braucht der Netzregler NR nicht vergrößert zu werden. Im allgemeinen kann für die Wiederaufladung nach Netzausfall ein völlig ungeregelter Ladegleichrichter mit Kennlinienladung verwendet werden. Eine weitgehende Automatisierung der Erhaltungsladung und der Wiederaufladung ist ohne weiteres möglich und hängt lediglich von dem zugelassenen Aufwand ab.It can be beneficial for trickle charging of the batteries and to use separate rectifiers for charging after a power failure. For example, the rectifier GL II and a small rectifier GL III is used for the trickle charge, which only uses the small To deliver power for the trickle charge. The ones required for each Switching means necessary for switching are simple in the basic circuit diagram Switch indicated. With regard to the small power of the rectifier for the maintenance charge does not need to be increased by the network regulator NR. In general a completely unregulated charging rectifier can be used for recharging after a power failure can be used with characteristic charging. Extensive automation of the trickle charge and recharging is easily possible and only depends on the approved one Effort.

Ein besonderer Vorteil der dargestellten Schaltungsanordnung ist noch darin zu sehen, daß für den Gleichrichter GLI keine Unterteilung in zwei Einheiten erforderlich ist. Der Gleichrichter braucht nur für die jeweilige Ausbaustufe bemessen zu sein. Der Gleichrichter GE II wird im Erhaltungsladungsteil für die Batterie vorgesehen. Im Ladeteil braucht er jeweils auch nur der Ausbaustufe angepaßt zu werden und der jeweiligen Größe von GL I zu entsprechen.A particular advantage of the circuit arrangement shown is that the rectifier GLI does not need to be divided into two units. The rectifier only needs to be dimensioned for the respective expansion stage. The rectifier GE II is provided in the trickle charge section for the battery. In the loading part it only needs to be adapted to the expansion stage and to correspond to the respective size of GL I.

Die Anordnung ist insbesondere so auszubilden, daß bei Ausfall des geregelten Hauptgleichrichters GL I über den Gleichrichter GLII und die Batterien ein Puffernotbetrieb, z. B. durch Einschaltung von Hand, durchgeführt werden kann.The arrangement is to be designed in such a way that if the regulated main rectifier GL I via the rectifier GLII and the batteries a buffer emergency operation, e.g. B. can be carried out by switching on by hand.

Der Gleichrichter GLI kann auch aus mehreren Einheiten bestehen, die so ausgebildet und geregelt sind, daß sie jeweils an verschiedene Punkte eine konstante Spannung abgeben. Die Batterieanzapfung ist dann über getrennte Ventile mit den Anschlußpunkten der verschiedenen Einheiten zu verbinden. Wenn es wünschenswert ist, können räumlich ungünstig liegende Amtsteile getrennte Speiseleitungen erhalten, und die auf z. B. 212 V geregelte Spannung je Einheit kann an verschiedenen Punkten eingehalten werden. Es ist auch möglich, die einzelnen Einheiten des Gleichrichters GLI an räumlich getrennte Stellen, z. B. unmittelbar an besonders ungünstig liegende Amtsteile zu legen und so die Spannung im Normalbetrieb unmittelbar am Verbraucher konstant zu halten.The rectifier GLI can also consist of several units that are designed and regulated in such a way that they are constant at different points Release tension. The battery tap is then via separate valves with the To connect connection points of the various units. When it is desirable is, spatially unfavorable parts of the office can receive separate feed lines, and those on z. B. 212 V Regulated voltage per unit can be used at different Points are observed. It is also possible to use the individual units of the rectifier GLI at physically separate locations, e.g. B. directly to particularly unfavorable To put office parts and so the voltage in normal operation directly at the consumer to keep constant.

Bei notwendig werdenden Erweiterungen können die Gleichrichter GLI und GLII ohne weiteres durchZusatz entsprechenderEinheiten entsprechend vergrößert werden.If expansions become necessary, the rectifiers GLI and GLII is easily enlarged accordingly by adding appropriate units will.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Circuit arrangement for uninterruptible power supply of telecommunication systems with constant voltage, especially of repeater offices, from a power network using a constant voltage output regulated Rectifier and a battery for mains downtimes, one in particular is provided in the fully charged state in idle voltage lying battery, the with one pole directly and with the other pole via one in the event of a power failure closing contactor is switched on and the one with a tap whose potential is less than or equal to that of a DC connection point of the rectifier, is connected to this connection point via a valve, characterized in that that a second battery that is delayed in parallel with the first battery is, before the parallel connection for starting converters, z. B. for extraction the heating voltage of amplifier offices is used.

2. Circuit arrangement according to claim i, characterized in that means are provided for the batteries) recharge to maintain their full state of charge.

3. Circuit arrangement according to Claim 2, characterized by an auxiliary rectifier and means for the battery (s) automatically or manually in any or adjustable time periods for reloading (Trickle charge). q ..

Circuit arrangement according to Claim 2, characterized by an auxiliary rectifier and means for charging the battery (ies) after a Power failure.

5. Circuit arrangement according to claim characterized by an automatic Switchover of the battery (ies) when a maximum permissible voltage is reached Cell.

6. Circuit arrangement according to claim or 5, characterized in that the rectifier designed to charge the battery (s) after a power failure is also used to trickle charge the battery (ies).

7. Circuit arrangement according to claims -. to 6, characterized by the use of a simple charging rectifier with characteristic charging. B. Circuit arrangement according to claims 4 to 7, characterized by switching means to provide emergency operation in the event of failure of the regulated main rectifier via the auxiliary rectifier and the battery (s). perform. G. Circuit arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the main rectifier consists of several units which are designed and regulated in such a way that they each emit a constant voltage at different points. ok Circuit arrangement according to Claim g, characterized in that the rectifier units are arranged spatially separated. Cited pamphlets: German Patent Nos. 738 153, 687 255; Swiss Patent No. 262,082; USA. Pat. No. 2,033,070.