DE2619734A1 - Stromversorgungen fuer elektronische messgeraete - Google Patents

Description

• Stromversorgungen für elektronische Meßgeräte
• Die Erfindung bezieht sich auf Stromversorgungen für elektronische Meßgeräte zum Registrieren des Energieverbrauches, insbesondere für elektronische Elektrizitätszähler mit und ohne Zusatzeinrichtungen in Hehrphasenenergienetzen.
• Meßgeräte für den Energieverbrauch, z. B. Elektrizitätszähler für Nehrphasenmessungenmüssen auch bei Ausfall einer oder zweier Phasen noch einwandfreie Meßergebnisse liefern. Dies erfordert beispielsweise drei einphasige Stromversorgungsteile äe Drehstromzähler. Dieser Aufwand ist unwirtschaftlich. Auch bei hochgenauen elektronischen Elektrizitätszählern wird dalier auf diese Forderung verzichtet, indem nur zwei Stromversorgungsteile vorgesehen werden.
• Derartige Zähler sind fast ausschließlich in großen Energieübergabestellen eingesetzt, in denen der Ausfall einzelner Phasen durch entsprechende Uberwachung sofort gemeldet und dementsprechend schnell behebbar ist. Dagegen wird bei kleineren Ehergieabnehmern der Ausfall einer oder zweier Phasen nicht immer gleich bemerkt, so daß hier der Verzicht auf die Stromversorgung durch eine Phase nicht möglich ist.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, vorzugsweise für elektronische Mehrphasen-Elektrizitätszähler eine Stromversorgung zu schaffen, die eine technisch einfache und wirtschaftliche Lösung der Stromversorgung durch alle drei Phasen darstellt.
• Diese Aufgabe ist durch die in den Patentansprüchen dargestellte Erfindung gelöst. Sie wird nachfolgend anhand der Schaltungsanordnung von Stromversorgungen näher erläutert. Es zeigen die Fig. 1 das Prinzip zur Gewinnung einer Gleichstromversorgungsspannung, die Fig. 2 die Verknüpfung der einzelnen Phasen durch spannungsabhängige Zweipole und die Fig. 3 die Stromversorgungsschaltung mittels spannungsabhängiger Torschaltungen.
• In allen Figuren tragen gleiche Bauelemente gleiche Bezeichnungen.
• Die Wechselspannung der einzelnen Phasen R, S T wird in bekannter Weise gleichgerichtet (Fig. 1) und dem elektronischen Mehrphasenzähler zugeführt. Dieser ungeregelten Gleichspannung ist ein gemeinsamer Ladekondensator G zugeordnet, an dem solange eine Gleichspannung zur Verfügung steht, wie mindestens eine Netzphase eine ausreichende Wechselspannung führt. Eine derartig erzeugte Gleichspannung an den Punkten A, B wird bei Ausfall einer oder zweier Phasen nur im geringen Maße beeinflußt.
• Diese Lösung genügt für Geräte, die mit einer Versorgungsspannung betrieben werden und für Geräte, deren zusätzliche Versorgungsspannungen auf einfache Weise aus der primären erzeugbar sind. So zum Beispiel für Zähler, deren Stromverbrauch niedrig gehalten werden kann, indem der Zähler aus Großschaltkreisen, z. B. CMOS-Schaltkreisen, aufgebaut ist.
• Zum Schutz der Phasenrichtleiter D1, D2, D3 (Fig. 2) gegen Uberspannungen werden diesen Widerstände R11...R32 vorgeschaltet und zur Entstörung Kondensatoren Cl, C2, 03 vom Verbindungspunkt der Widerstände eines Netzphasenanschlusses zum Mittelplznktsleiter M gelegt. Anstelle oder auch zusätzlich zu diesen Entstörungskondensatoren Cl, C2, C3 können spannungsabhängige Zweipole Z1, Z2, Z3 als Schutzelemente vorgesehen werden, wie z. B. Varistoren und Zenerdioden.
• Eine weitere Lösung zur Stromversorgung zeigt die Figur 3. In ihr ist jedem Phasenrichtleiter D1, D2, D3 ein Ladekondensator CR, CS, C? zugeordnet. Die an den Ladekondensatoren CR, CS, OT entstehenden Gleichspannungen werden über spannungsabhängige Torschaltungen n, T2, T3 miteinander derart verknüpft, daß auch beim Ausfall zweier Netzphasen noch eine Gleichspannung an den Punkten A, B zur Verfügung steht, so lange eine Netzphase eine ausreichende Wechselspannung führt.
• Die so erzeugte Gleichspannung kann ungeregelt zur direkten Speisung eines elektronischen Zählers verwendet werden oder gegebenenfalls durch bekannte Stabilisierungs- oder Regelanordnungen, wie Gleichspannungssperr- oder -durchflußwandler, den Erfordernissen der zu versorgenden elektronischen Einrichtungen angepaßt werden.
• Sind weitere Zusatzeinrichtungen zum Zähler mitzuversorgen, wie z. B.
• Maximumwerke, so ist es zweckmäßig, die erzeugte Gleichspannung zum Speisen eines Wechselrichters mit nachfolgender Gleichrichtung zu verwenden. Dabei wird der Wechselrichter selbst geregelt, so daß die von ihm abgegebenen einzelnen Speisespannungen bereits ausreichend stabilisiert sind. Besonders vorteilhaft sind in diesem Zusammenhang Sperrwandler mit konstant gehaltenem Energieinhalt äe Impuls, weil sie große Eingangsspannungsbereiche versorgen können. Ferner kann bei solchen Wandlern, bei denen die Regelung bei zu stark abgesunkener Eingangsspannung aussetzt, ein Signal zur Verhinderung der weiteren Energiemessung abgeleitet werden, das außerdem zur Störungsmeldung ausnutzbar ist.
• In Dreileiternetzen ohne Mittelpunktsleiter muß ein solcher, um die Gleichrichtung zu ermöglichen, künstlich erzeugt werden. Ist dies nicht möglich oder unerwünscht, kann eine der Phasen als Bezugspunkt für die Gleichrichtung festgelegt werden. Dabei ist sicherzustellen, daß ein Ausfall dieser Phase durch sofortige Störungsmeldung keine schädliche Einwirkung bezüglich des Zählerlaufes hervorruft.
• Als Phasenrichtleiter Dl, D2, D3 sind vorzugsweise Dioden zu verwenden, die bei Überlastung in einen kontrollierten, nicht zerstörenden Durchbruch übergehen, wie z. B. Avalanche-Dioden.
• Die Schutzwiderstände Rll,..R32 werden bei bekanntem Stromverbrauch der zu speisenden elektronischen Einrichtungen derart bemessen, daß sie die am Ladekondensator C erhaltene Gleichspannung auf den zur Speisung erforderlichen Wert begrenzen und in Verbindung mit den spannungsabhängigen Zweipolen Z1, Z2, Z3 bei schwankendem Stromverbrauch ein Anwachsen der Spannung verhindern.

Claims (4)

1. Patentansprüche: 1)jßtromversorgungen für elektronische Meßgeräte zum Registrieren des Energieverbrauches, insbesondere fiir elektronische Elektrizitätszähler mit und ohne Zusatzeinrichtungen in Mehrphasenenergienetzen, dadurch gekennzeichnet, daß die Wechselspannung der einzelnen Phasen C, S, T) durch an sich bekannte Gleiche richteranordnungen, bestehend aus drei Phasenrichtleitern (D1, D2, D3, Fig. 2), unter Vorschalten von je je zwei Schutzwiderständen (R11, R12 bzw. R21, X22 bzw. R31, R32) pro Phasenanschluß gegen Überspannungen gleichgerichtet und allen Gleichrichteranordnungen ein gemeinsamer Ladekondensator (C) zugeordnet wird, an dem solange eine Gleichspannung abgreifbar ist, wie wenigstens eine Netzphase eine genügend hohe Wechselspannung führt, daß Kondensatoren (C1, C2, C3) und spannungsabhängige Zweipole (Z1, Z2, Z3) zur Entstörung von den Verbindungspunkten der je Phasenanschluß zugeordneten Schutzwiderstände (R11, R12 bzw. R21, R22 bzw. R31, R32) zum Mittelpunktsleiter (M) geschaltet werden und daß bei Netzen ohne Mittelpunktsleiter (M) ein solcher künstlich geschaffen wird.
2. 2) Stromversorgung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Phasenrichtleiter (D1, D2, D3, Fig. 3) ein Ladekondensator (CR, CS, CT) zugeordnet ist und die an den Ladekondensatoren (CR, CS, OT) entstehenden Gleichspannungen über spannungsabhängige Torschaltungen (T1, 2, T3) derart miteinander ver-Iaiüpft sind, daß auch beim Ausfall zweier Netzphasen eine Gleichspannung am Ausgang (A, B) der Anordnung abgreifbar ist.
3. 3) Stromversorgung nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Versorgung von dem Meßgerät zugeordneten Zusatzeinrichtungen, wie z. B. Maximumwerken, die erzeugte Gleichspannung durch bekannte Stsbilisierungs-und/oder Regelanordnungen den Erfordernissen der Zusatzeinrichtungen anzupassen ist.
4. 4) Stromversorgung nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Phasenrichtleiter (D1, D2, D3) Dioden verwendet werden, die bei Uberlastungen in einen kontrollierten, nicht zerstörenden Durchbruch übergehen.