DE102007050455A1 - Uninterrupted power supply for telecommunication device, has switch switching one set of cells to another set of cells over consumer busbar when voltage falls below given threshold value by unloading former set of cells - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine unterbrechungsfreie Stromversorgung, die insbesondere für Telekommunikationsgeräte eingesetzt wird.The The invention relates to an uninterruptible power supply, the especially for telecommunications equipment is used.
Gebiet der ErfindungField of the invention
Telekommunikationsanlagen werden oftmals durch Notstromversorgungen bzw. unterbrechungsfreie Stromversorgungen (UGV) abgesichert. Diese stellen sicher, dass auch bei einem Stromausfall ein Betrieb über einen gewissen Zeitraum abgesichert ist, bzw. ein sicheres Herunterfahren des Systems möglich wird.telecommunications systems are often by emergency power supplies or uninterruptible Power supplies (UGV) secured. These make sure that even in the event of a power failure, operation over a period of time is secured, or a safe shutdown of the system is possible.
Zur unterbrechungsfreien Versorgung von Telekommunikationseinrichtungen mit Gleichspannung (60 V) werden eine Gleichrichteranlage (60 V) und eine Batterie (60 V) benötigt. Soll an einem Standort eine neue Technik mit 48 V und eine vorhandene Technik mit 60 V versorgt werden, muss für die 48V-Technik eine neue Gleichrichteranlage und eine neue 48V-Batterie aufgebaut werden. Die Gleichrichteranlage lässt sich durch die heutige Modulbauweise relativ gut an den Anfangs/Erweiterungsbedarf anpassen. Bei der Batterie ist das bereits wesentlich schwieriger, da Größe, Anzahl und Alter abgestimmt sein müssen. Eine hohe Fluktuationsrate mit kleinen Amortisationsraten ist sehr wahrscheinlich. Des Weiteren kann es auch leicht zu Platzproblemen (Produktionsfläche) kommen.to uninterrupted supply of telecommunications equipment with DC voltage (60 V) are a rectifier (60 V) and a battery (60 V) is needed. Should a new technology with 48 V and an existing one at a location Technology supplied with 60 V, must for the 48V technology a new Rectifier system and a new 48V battery to be built. The rectifier system let yourself Due to the modern modular design, it is relatively well suited to the initial / expansion requirements to adjust. This is already much more difficult with the battery there size, number and age must be coordinated. A high fluctuation rate with small payback rates is very high probably. Furthermore, it can also easily cause space problems (Production area) come.
Übersicht über die ErfindungOverview of the invention
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die vorhandene 60V-Batterie auch für die 48V-Verbraucher mit zu nutzen bzw. bei Erhöhung der Batteriekapazität die gemeinsame Leistung (48 V und 60 V) in einer Batterie(-Spannung) zu Grunde zu legen.task The present invention is also the existing 60V battery for the 48V consumers to use with or on increase the battery capacity the common power (48 V and 60 V) in one battery (voltage) to underlie.
Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Erfindung mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche.Is solved This object is achieved by an invention having the features of the independent claims.
Es wird zur Versorgung der 48V-Verbraucher eine 48V-Gleichrichteranlage aufgebaut. Die Batterieleitung(en) der 48V-Anlage wird über eine Entkopplungsdiode an einen Abgriff zwischen der 22. und 23. Zelle der 60V-Batterie angeschlossen. Die 48V-Anlage wird in der Betriebsart „ohne Batterie" betrieben und ist an der Ladung der Batterie nicht beteiligt. In jedem Betriebszustand ist die 48V-Anlage vom 60V-Teil entkoppelt. Die Ladung der Batterie erfolgt ausschließlich aus der 60V-Gleichrichtergruppe. In Folge, dass die Zellen 1...22 nicht von der 48V-Gleichrichtergruppe geladen werden, können bei der Wiederaufladung einzelne Batteriezellen (Zelle 23...30) nicht überladen werden.It A 48V rectifier system is installed to supply the 48V consumers. The battery line (s) the 48V system is over a decoupling diode to a tap between the 22nd and 23rd cell connected to the 60V battery. The 48V system is operated in the operating mode "without battery" and is not involved in the charge of the battery. In every operating condition the 48V system is decoupled from the 60V part. The charge of the battery takes place exclusively from the 60V rectifier group. As a result, the cells 1 ... 22 can not be charged by the 48V rectifier group, at Do not overload single battery cells (cells 23 ... 30) during recharge become.
Bei Beginn eines Netzausfalls liegt an der Verbraucherschiene etwa 42–48 V je nach Entladebelastung der Batterie an. Nach kurzer Zeit schaltet ein Schutz die jetzt auf etwas unter 60 V abgesunkene Spannung (30. Zelle) unterbrechungsfrei auf die 48V-Verbraucherschiene.at Beginning of a power failure lies at the consumer rail about 42-48 V each after discharging the battery. After a short time turns on Protect the voltage that has dropped to just below 60 V (30. Cell) without interruption on the 48V consumer rail.
Das Abgriffsventil sollte entsprechend der Verfügbarkeitsanforderung der UGV redundant ausgelegt werden.The Tap valve should be according to the availability requirement of the UGV be designed redundant.
Nach Netzwiederkehr trennt das Schütz die 48V-Verbraucherschiene wieder von der 30. Zelle der 60V-Batterie ab. Die 48V-Gleichrichter übernehmen wieder die Versorgung der Verbraucher. Da die Verbindung zum Abgriff an der 22. Zelle immer bestehen bleibt (nur entkoppelt über Dioden), tritt keine Unterbrechung bei der Versorgung der Telekommunikationseinrichtungen auf. Lediglich die erlaubten Spannungsgrenzen werden ausgeschöpft.To Mains return disconnects the contactor the 48V consumer rail again from the 30th cell of the 60V battery. The 48V rectifier take over again the supply of consumers. Because the connection to the tap at the 22nd cell always remains (only decoupled via diodes), There is no interruption in the supply of telecommunications equipment on. Only the permitted voltage limits are exhausted.
Im
Rahmen eines Betriebsversuchs sind die Spannungskurven auf der 48V-Schiene
gemessen worden. Hieraus ist die in
Ein Spannungsüberwachungsrelais erkennt durch Abfall der Batteriespannung einen Netzausfall. Spannungsabhängig wird nun die 48V-Schiene unterbrechungsfrei auf die 30. Zelle geschaltet (Ubatt(3o zelten) = 59,5 V). Die Rückschaltung nach Netzrückkehr erfolgt ebenfalls spannungsabhängig →Ubatt(30 Zellen) = 60,0 ... 60, 5 V).A voltage monitoring relay detects a power failure by dropping the battery voltage. Depending on the voltage, the 48V rail is now switched to the 30th cell without interruption (U batt (3o tent) = 59.5 V). The switch- back after mains return is also voltage-dependent → U batt (30 cells) = 60.0 ... 60, 5 V).
Durch diese Nachrüstung ist eine neue Schaltungsvariante entstanden, die eine Zusammenschaltung von 60V- und 48V-Verbraucher an einer Batterie ermöglicht. Diese Schaltungsvariante verhindert, dass bei Abgriff verschiedener Spannungen aus einer Batterie eine schädliche „Schieflast" im Lade- und Entladezustand der Batterie entsteht.By this retrofit has emerged a new circuit variant, which is an interconnection from 60V and 48V consumers on a battery allows. This circuit variant prevents that when different tap Voltages from a battery create a harmful "unbalanced load" during charging and discharging the battery is created.
Bei diesem Konzept ist es kostenneutral, in welchem Zeitrahmen die Kommunikationstechnik von 60 V auf 48 V umgestellt wird. In jedem Fall wird die Energie aus einer Batterie bereitgestellt.at With this concept, it is cost - neutral in which time frame the communication technology of 60 V to 48 V is converted. In any case, the energy gets out a battery provided.
Abgesehen von dem normalen Mehrbedarf schwenkt der Energiebedarf von der 60V- auf die 48V-Seite. Ferner bedarf es keiner zusätzlichen Produktionsfläche für Batterien. Erst- und Folgeinvestition einer 48V-Batterie entfällt. Bei einem Technikwechsel (Versorgung von 60 V auf 48 V oder umgekehrt) ist keine ständige Anpassung der Batteriegrößen erforderlich (60V-Batterie kleiner, 48V-Batterie größer)Apart from the normal extra demand, the energy requirement swings from the 60V to the 48V side. Furthermore, there is no need for additional production space for batteries. Initial and follow-up investment of a 48V battery is eliminated. In case of a technical change (supply from 60 V to 48 V or vice versa reversed) no constant adjustment of the battery sizes is required (60V battery smaller, 48V battery larger)
Je nach Verschiebung der Last können die getakteten Gleichrichter (nach Spannungsumschaltung) bei neueren Anlagen gleichen Herstellers von der 60V-Gruppe zur 48V-Gruppe umgesetzt werden.ever after shifting the load can the clocked rectifier (after voltage switching) in newer Systems from the same manufacturer implemented by the 60V group to the 48V group become.
Die Batteriegesamtkapazität (in der Summe 60 V und 48 V) ist je Standort, auf Grund von Reserven durch Abstufungsgrößen von zwei auf einer Batteriegruppe, geringer (nur eine baubedingte Reserve).The Battery total capacity (in total 60 V and 48 V) is per location, due to reserves by grading sizes of two on one battery group, lower (only one construction-related reserve).
Der volle Energieinhalt der 60V-Batterie kann auch für 48V-Verbraucher ausgeschöpft werden. Batterieauswechslungen auf Grund des höheren Strombedarfs der 48V-Einrichtungen entfallen somit bei gleichem LeistungsbedarfOf the full energy content of the 60V battery can also be exploited for 48V consumers. battery replacements because of the higher Electricity requirements of the 48V devices thus account for the same power requirement
Spannungswanderlösungen, die zusätzliche Verlustleistungen mit sich bringen, entfallen.Voltage hiking solutions the additional power losses bring with you, eliminated.
Dass die Zukunft hinsichtlich der Versorgungsspannung bei Telekommunikationseinrichtungen bei 48 V liegt, kann man bereits heute erkennen. Die ersten 48V-Anlagen werden bzw. sind bereits als Zweitanlagen in einigen Betriebsstellen aufgebaut.That the future in terms of supply voltage for telecommunications equipment at 48 V, you can already see today. The first 48V systems are or are already as secondary plants in some operating points built up.
Da die Umstellung nicht schlagartig erfolgt, sondern schleichend, kann gesagt werden, dass in den nächsten 10 Jahren (oder auch bereits früher) in allen Betriebsstellen 48 V benötigt wird, entweder zusätzlich zur auslaufenden 60 V oder bereits nur noch 48 V. Sollte eine Komplettumstellung innerhalb einiger Jahre (oder noch kürzer) abgeschlossen sein, kann die in dieser Zeit doppelt genutzte 60V-Batterie problemlos durch Abbau von sechs Zellen in eine 48V-Batterie umgebaut werden (wirtschaftliche Weiternutzung vorausgesetzt) und die „Umschalteinrichtung 6048" kann wieder eingesetzt werden.There the changeover is not sudden, but creeping, can be said that in the next 10 years (or even earlier) 48 V is required in all operating points, either in addition to expiring 60 V or already only 48 V. Should be a complete conversion can be completed within a few years (or even shorter) the double-used in this time 60V battery easily through Removal of six cells to be converted into a 48V battery (economic Continued use provided) and the "switching device 6048" can be used again become.
Die Konstruktion und Dimensionierung, in Anlehnung an Standartbaugrößen von Schützen und Dioden, muss mit den Herstellerfirmen von Gleichrichteranlagen abgesprochen werden. Die Vorstellung liegt bei 200 A für kleine und mittlere Betriebsstellen in einem Wandgehäuse und bei 1000 A (kaskardierbar) für große Betriebsstellen im Schrank.The Construction and dimensioning, based on standard sizes of Protect and diodes, must be with the manufacturers of rectifier equipment be agreed. The presentation is at 200 A for small and middle operating points in a wall housing and at 1000 A (cascadable) for large operating points in the cupboard.
Da die Nichtbeschaffungskosten der 48V-Batterie im ersten Schritt durch die Beschaffungskosten dieser neuen Einrichtung aufgehoben werden, setzt die eigentliche Ersparnis erst bei der ersten notwendigen Erweiterung/Auswechslung der 48V-Batterie durch zusätzliche Bedarfsanmeldungen ein. Besonders sparend wird das Ganze bei einer Umstellung der Technikversorgung von 60 V auf 48 V. Die erforderliche Gesamtleistung der Betriebsstelle bleibt gleich oder sinkt durch neue Technik. Die geforderte Batterieleistung ist vorhanden und wird je nach erforderlichem Bedarf von beiden Spannungsversorgungsarten aus der einen Batterie entnommen.There the non-procurement cost of the 48V battery in the first step the procurement costs of this new facility are lifted, sets the actual savings only at the first necessary Extension / replacement of the 48V battery by additional Requests for registration. The whole thing is particularly saving in a conversion the technical supply from 60 V to 48 V. The required total power the plant remains the same or sinks due to new technology. The required battery power is available and will vary depending on the required Need of both types of power supply from one battery taken.
Bei dieser flexiblen Bauweise der UGV können Komplettumrüstungen der Telekommunikationseinrichtungen zeitlich wesentlich weiter gestreckt werden.at This flexible design of UGV can complete conversions the telecommunication facilities are extended considerably in time.
Figurenbeschreibung:Brief Description:
Im Folgenden werden die Figuren beschrieben, auf die die folgende detaillierte Beschreibung Bezug nimmt. Es zeigt:in the The following describes the figures to which the following detailed Description refers. It shows:
Detaillierte Beschreibung der Erfindung:Detailed description of the invention:
Der
Ferner
weist die Schaltung einen Schalter (bzw. Schütz) auf, der bei einem Unterschreiten
einer vorgegebenen Spannung (in der bevorzugten Ausführungsform
von 1,9 V/Zelle) umschaltet, um auch die Restspannung der 30 Zellen
an die 48V-Verbraucherschiene
zu schalten. Die
Die
Sicherungen dienen zum Schutz der Dioden und der weiteren Komponenten,
die hinter den Sicherungen angeordnet sind. Die Dioden dienen zur Entkopplung
und haben ferner eine Reduktionsfunktion, um die nach ETSI-EN 300
132-2 geforderten Spannungsgrenzen einzuhalten (V1–V5). Diese
Dioden-Kaskaden dienen somit, um im Spannungsbereich bzw. Arbeitsbereich
des Gleichrichters zu bleiben. Die
Die
Die
Nach z. B. ca. 5 Minuten ist die Netzspannungsversorgung wieder hergestellt, die dazu führt, dass das Schütz spannungsgesteuert zurückschaltet. Die Ladung der Batterie wird aus der 60V-Gleichrichtergruppe eingeleitet.To z. B. about 5 minutes, the mains voltage supply is restored, which causes that the contactor switched back voltage-controlled. The charge of the battery is introduced from the 60V rectifier group.
Claims (14)
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Publications (2)
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DE102007050455A1 true DE102007050455A1 (en) | 2009-04-23 |
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ID=40458960
Family Applications (1)
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2007
- 2007-10-19 DE DE102007050455.3A patent/DE102007050455B4/en not_active Expired - Fee Related
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Title |
---|
VENEKAMP,H.-P.:Das Konzept der Stromversorgung von Fernmeldeanlagen.In:Signal + Draht, 79, 1987,H.1/ 2,S.21-24 $Fig.1 2$ |
VENEKAMP,H.-P.:Das Konzept der Stromversorgung von Fernmeldeanlagen.In:Signal + Draht, 79, 1987,H.1/2, S. 21-24 (Fig.1 2) * |
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---|---|
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