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Schaltungsanordnung zur unterbrechungsfreien Stromversorgung von Fernmeldeanlagen,
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
am Verbraucher bei Netzausfall in den geforderten Grenzen zu halten.
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Besondere Bedeutung hat die Erfindung für Schaltungsanordnungen, bei
denen nach einem früheren Vorschlag eine im voll aufgeladenen Zustand in Ruhespannung
liegende Batterie benutzt ist, die mit einem Pol unmittelbar und mit dem anderen
Pol über den Kontakt eines bei Netzausfall sich schließenden Schützes angeschaltet
ist und die mit einer Anzapfung, deren Potential kleiner oder gleich dem eines Gleichstromanschlußpunktes
des Gleichrichters ist, über ein Ventil mit diesem Anschlußpunkt verbunden ist.
Bei einer solchen Schaltungsanordnung können an sich bereits bei relativ geringem
Aufwand die bei Netzausfall auftretenden kurzzeitigen Spannungsschwankungen sehr
klein gehalten werden.
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Die Erfindung ist aber auch bei anderen Schaltungsanordnungen anwendbar,
beispielsweise dann, wenn eine ständig mit Hilfe eines Zusatzgleichrichters
aufgeladene
Batterie mit einem Pol unmittelbar und mit dem anderen Pol über ein sich bei Netzausfall
schließendes Schütz angeschaltet wird, wobei ein Anschlußpunkt des Gleichrichters
über ein Ventil mit einem Punkt etwa gleichen Potentials der Batterie verbunden
ist.
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Bei den behandelten Schaltungsanordnungen liegt bei Netzausfall die
Gleichstrombatterie unmittelbar am Gleichstromverbraucher, z. B. an den Anodenverbrauchern.
Es sind keine Kohledruckregler oder sonstigen Spannungsregler mehr vorgeschaltet.
Dies hat zur Folge, daß alle Schwankungen der Batteriespannung direkt den Gleichstromverbrauchern
zugeführt werden. Bei länger dauerndem Netzausfall entlädt sich die Batterie und
sinkt in ihrer Spannung ab, so daß die Gleichspannung (Anodenspannung) kleiner als
zulässig wird. Um den bei längerem Netzausfall infolge der Entladung der Batterie
auftretenden Spannungsabfall in einfacher und wirkungsvoller Weise zu verhindern,
ist gemäß der Erfindung ein weiterer geregelter Gleichrichter vorgesehen, der seine
Energie aus der Batterie über einen Umformer erhält und so geschaltet ist, daß er
zusätzlich zur Batteriespannung eine Spannung liefert, die dem bei Netzausfallzeiten
auftretenden Spannungsabfall der Batterie entspricht. Dieser zusätzliche Gleichrichter
erfüllt also die Aufgabe, jeweils die durch die sich in Entladung befindliche Batterie
herabsinkende Gleichspannung durch Hinzufügen einer Zusatzspannung auf den ursprünglichen
Wert zu bringen. Der Gleichrichter kann zweckmäßig etwa in den Grenzen von o bis
2o V stufenlos regelbar sein. Eine solche selbsttätig wirkende Regelung auf eine
konstante Spannung läßt sich z. B. mit den bekannten Mitteln der magnetischen Steuerung
durchführen. Als Fühlspannung wird dabei die Verbrauchergleichspannung, z. B. also
die Anodenspannung, benutzt.
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Der Gegenstand der Erfindung ist mit weiteren Einzelheiten im folgenden
an Hand der in den Abbildungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele näher
erläutert. Die Abb. z zeigt das Prinzipschaltbild einer Stromversorgungsanordnung
für ein Verstärkeramt. Der am Netz liegende Hauptgleichrichter Gl, ist ein auf konstante
Spannungsabgabe geregelter Gleichrichter, beispielsweise ein magnetisch geregelter
Gleichrichter mit Netzspannungs- und Lastaüsgleich. 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. 2I2 V ± i %.
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Die voll aufgeladene, in Ruhe befindliche Batterie Batt.
I ist mit ihrem Minuspol mit der Minusamtsleitung unmittelbar und mit ihrem
Pluspol über den zusätzlichen Gleichrichter Glz und den Schaltkontakt n1 eines Schützes
mit der Plusamtsleitung verbunden. Bei Netzausfall wird durch den Schaltkontakt
n1 des Schützes die volle Zellenzahl an die Verbraucherleitung geschaltet. Zwischen
der Plusamtsleitung und einem Punkt der Batterie, dessen Potential wenig kleiner
oder gleich dem Potential der Amtsleitung an der Anschaltstelle ist, ist das Ventil
h, insbesondere ein Trockengleichrichter, geschaltet.
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Eine zweite, im wesentlichen gleiche Batterie Batt.II kann über den
Schaltkontakt n2 eines Schützes gleichzeitig oder verzögert parallel geschaltet
werden und erhöht die Kapazität der Notstromversorgung. Bei verzögerter Parallelschaltung
ergibt sich der Vorteil, daß man aus dieser Batterie (über den Schalter SI) den
rotierenden Umformer (Motor 11W Generator G) für die Heizung anlaufen lassen kann
und die dabei durch den hohen Anlaufstrom kurzzeitig eintretende Spannungseinbuchtung
für die Anodenspannung ohne Einfluß bleibt.
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Nach einem Netzausfall können die beiden Batterien durch einen Hilfsgleichrichter,
z. B. den Gleichrichter GZII, aufgeladen werden, wobei zweckmäßig eine automatische
Umschaltung mit Kontakt n3 bei Erreichen einer bestimmten Sollspannung vorgesehen
wird. Der Ladegleichrichter GZII kann auch zur Erhaltungsladung der Batterie benutzt
werden. Es kann jedoch vorteilhaft sein, für die Erhaltungsladung der Batterien
und für die Aufladung nach einem Netzausfall getrennte Gleichrichter zu benutzen.
Für die Rufladung nach Netzausfall wird beispielsweise der Gleichrichter GlII und
für die Erhaltungsladung ein kleiner Gleichrichter GLIIi benutzt, der nur die kleine
Leistung für dieErhaltungsladung zu liefern braucht. Eine weitgehende Automatisierung
der Erhaltungsladung und der Wiederaufladung ist ohne weiteres möglich und hängt
lediglich von dem zugelassenen Aufwand ab.
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Der zusätzliche Gleichrichter Gl, hat die Aufgabe, die durch die sich
in Entladung befindliche Batterie herabsinkende Anodenspannung durch Hinzufügen
einer Zusatzspannung auf den ursprünglichen Wert zu bringen. Er erhält seine Energie
aus der Batterie über den Umformer M/G, und zwar wird die Vergleichsspannung vorzugsweise
hinter einem für die Heizspannungsversorgung an sich vorhandenen Wechselstromregler
1V R abgenommen. Die Fühlspannung für den geregelten Gleichrichter Gl, wird ebenfalls
an einem möglichst zentral im Amt gelegenen Punkt abgenommen. Es kann die gleiche
Fühlspannung benutzt werden, die für den Hauptgleichrichter GII verwendet wird.
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Der zusätzliche Gleichrichter Gl, kann dauernd in der Verbindung zwischen
Plusbatterie und Plusanode an Stelle des Ventils V eingeschaltet sein. Eine solche
Anordnung zeigt die Abb. 2. Das in der Abb. i angegebene Ventil V und der Schützkontakt
iii sind hier nicht mehr erforderlich. Irn Normalbetrieb wirkt der Zusatzgleichrichter
Gl, dann als Ventil, und erst bei Netzausfall liefert er die Zusatzspannung. Die
Anzapfung an der Batterie kann entfallen, wenn die Zellenzahl so bemessen ist, daß
die Ruhespannung der Batterie höchstens gleich der Spannung des Hauptgleichrichters,
also
=2i6 V ist. Hierbei können die beiden Batteriehälften nach Anlaufen des Heizumformers
parallel geschaltet werden.