DE1690027C2 - Schaltungsanordnung zur unterbrechungsfreien Gleichstromversorgung eines elektrischen Verbrauchers - Google Patents
Schaltungsanordnung zur unterbrechungsfreien Gleichstromversorgung eines elektrischen VerbrauchersInfo
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- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur unterbrechungsfreien Gleichstromversorgung
eines elektrischen Verbrauchers gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Derartige Schaltungsanordnungen
sind durch die DT-AS 11 36 764 und 10 33 736 bekannt. Als netzunabhängige Stromquellen sind dort
Akkumulatoren verwendet.
Die Zuverlässigkeit und die Spannungskonstanz der öffentlichen Starkstromnetze sind für die für Nachrichtenübertragungs-
und Meßeinrichtungen erforderliche Betriebssicherheit oft nicht ausreichend. Eine weit
verbreitete Einrichtung zur betriebssicheren, d.h. unterbrechungsfreien Stromversorgung von z. B. elektrischen
Übertragungseinrichtungen besteht darin, daß im normalen Betrieb dem öffentlichen Net7 Wechselstromenergie
entnommen, durch Gleichrichtergeräte in Gleich»u-'menergie umgeformt und gegebenenfalls
nach Stabilisierung den Gleichstromverbrauchern zugeführt wird. Wechselstromverbraucher werden unter
Zwischenschalten eines Umformers, z. B. eines Wechselrichters, ebenfalls von den Gleichrichtergeräten
gespeist. Den Gleichstromverbrauchern ist eine Speicherbatterie über einen elektronischen und oder
mechanischen Schalter parallel geschaltet, die im Normalbetrieb an der Energielieferung nicht teilnimmt
und ausschließlich als Energiespeicher für die Zeit eines Netzausfalls bestimmt ist. In diesem Fall übernimmt der
Energiespeicher selbsttätig die Stromversorgung des Verbrauchers.
Derartige Anlagen bedürfen einer sorgfältigen Pflege
und erfordern oft einen erheblichen zusätzlichen Aufwand. Zum Beispiel ist es notwendig, die Batterien
nach einem Neuausfall wieder zu laden, um dadurch den vollen Füllungsgrad zu erhalten.
Da Batterien aus wirtschaftlichen Gründen nicht beliebig groß gewählt werden können, ist die Speicherkapazität
bei längerem Netzausfall oft nicht ausreichend. In wichtigen Anlagen ist daher zusätzlich ein
Notstromaggregat zur Energielieferung vorgesehen, das z.B. aus einem Verbrennungsmotor mit einem
Wechselstromgenerator besteht. Auf eine Speicherbatterie kann hier jedoch auch nicht verzichtet werden, da
mindestens die Anlauf- und Umschaltzeit des Notstromaggregats überbrückt werden muß. Aber auch aus
anderen Gründen wird auf eine Speicherbatterie oft nicht verzichtet werden können (z.B. Ausfall des
Gleichrichtergerätes}. Die Verwendung z. B. von Dieselaggregaten
bringt nicht nur einen weiteren erheblichen Mehraufwand, sondern neue Unsicherheiten bei Netzausfall.
Es wurde auch bereits auf die Verwendungsmöglichkeiten von Brennstofffelementen, z. B. für den Betrieb
von Notstromanlagen, hingewiesen, ohne jedoch schaltungstechnische Maßnahmen für eine wirtschaftliche
Verwendung anzugeben (W. Vielstich, »Brennstoffelemente«.
1965. S. 367 bis 370).
Gemäß der Erfindung wird der wirtschaftliche Einsatz einer Brennstoffzellenbatterie als unabhängige
Stromquelle bei der eingangs erwähnten Schaltungsanordnung dadurch erreicht, daß deren Energie nach
Fortfall einer an die Brennstoffzellenbatterie mit der des Netzgleichrichters entsprechenden Polung angeschalteten,
von der Netzspannung abgeleiteten Sperrspannung unverzögert freigebbar ist.
Ausgehend von einer Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art liegt der Erfindung die Aufgabe
zugrunde, eine netzunabhängige Ersatzstromquelle zu verwenden, die wartungsfrei ist, eine hohe Lebensdauer
hat und wirtschaftlich betreibbar ist. Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1
gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Die Erfindung wird an Hand der F i g. 1 bis 3
beschrieben
F i g. 1 zeigt eine Stromversorgungsanlage, bestehend
aus einem Leistungsgleichrichter G/l, der aus einem Wechselstromnetz betrieben wird, einem
Speicherkondensator C, einer mit gasförmigem Wasserstoff und Sauerstoff betriebenen Brennstoffzellenbatterie
BZ, einer Überwachungseinrichtung Ü und einem Schalters S Der ebenfalls am Netz liegende Hilfsgleichrichter
Gl 2 ist gleichstromseitig den Brennstoffzellen BZ parallel geschaltet. Im normalen Betrieb werden die
Verbraucher V über den Gleichrichter Gi 1 gespeist. Die in diesem Zustand vom Hilfsgleichrichter G/2 gelieferte
Spannung liegt als Sperrspannung an der Brennstoffzellenbatterie und ist von solcher Größe, daß der
Gaseigenverbrauch der Brennstoffzellen in diesem Zustand nahezu gleich Null wird. Die Überwachungseinrichtung
Ü steuert bei Netzausfall einen mechanischen Schalter S (Schaltschütz) und schaltet die
Brennstoffzellenbatterie an den Verbraucher. Die im Kondensator C gespeicherte Energie verhindert einen
unzulässigen Spannungseinbruch während des Schaltvorgangs des Schalters S.
Das Ausführungsbeispiel nach Fig.2 unterscheidet
r,;ch von dem nach Fig.l durch Fortfall eines
besonderen Speicherkondensators Cund durch Anwendung eines elektronischen Schalters, eines Thyristors T,
der durch seine extrem kurze Schaltzeit einen störenden Spannungsrückgang während des Lmschaltens von
Netzbetrieb auf Netzersatzbetrieb vermeidet Die Verwendung eines Thyristors zur Parallelschaltung ist
an sich bekannt (DT-PS 11 32 232). Bei Netzausfall wird
der Thyristor durch einen von der Überwachungseinrichtung O gelieferten Impuls gezündet, so daß die
Brennstoffzellenbatterie die Stromlieferung infolge der sehr kurzen SchaJtzei* auch dann unterbrechungslos
übernehmen kann, wenn kein besonderer Energiespeicher vorhanden ist. Nachdem der Thyristor Tgezündet
hat, wird der der Anoden-Kathodenstrecke des Thyristors T parallelliegende Schalter 5 geschlossen.
Bei Wiederkehr der Netzspannung wird de.· Schalter S geöffnet und dadurch die Brennstoffzellenbatterie BZ
abgeschaltet, weil der Thyristor durch Schließen des Schalters S wieder gelöscht wurde und sich daher im
gesperrten Zustand befindet.
Das Ausführungsbeispiel nach F i g. 3 geht von der an sich bekannten Unterteilung der Ersatzstromquelle
aus (AEG-Mitt, 1957, S. 175/176). Die Anwendung
dieser Schaltung ist immer dann vorteilhaft, wenn der Verbraucher nach Ausfall der Netzspannung nicht mit
verringerter Speisespannung aus der Brennstoffzellenbatterie weiter versorgt werden kann, weil z. B. der bei
Belastung der Brennstoffzellenbatterie auftretende Spannungsabfall nicht aus.geregelt werden kann. In der
Schaltung nach Fig.3 liegt nur ein Teil a einer Brennstoffzellenbatterie BZdem Verbraucher Vständig
parallel. Der Teil b der Brennstoffzellenbatterie wird beim Netzausfall mittels des von der Überwachungsschaltung
Ogesteuerten Schalters 51, der ein Tliyristor
sein kann, in Reihe mit dem Teil a an den Verbraucher geschaltet. Teil b der Brennstoffzellenbatterie ist so
bemessen, daß er den bei Belastung der Brennstoffzellen am Teil a entstehenden Spannungsabfall kompensiert
Uni den Eigenverbrauch in Teil b der Brennstoffzellenbatterie zu vermeiden, ist dieser an eine Sperrspannung
geschähet, die im Gleichrichtergerät G/2 erzeugt wird. Zur Vermeidung eines Kurzschlusses des Teils b der
Brennstoffzellenbatterie nach deren Anschaltung an den Verbraucher ist in die Leitung zur Anzapfung der
Brennstoffzellenbattene eine dementsprechend gepolte Diode eingeschaltet.
An Stelle von mit gasförmigem Sauerstoff und Wasserstoff betriebenen Brennstoffzellen können auch
nach anderem Prinzip arbeitende Brennstoffzellen treten.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (3)
- Patentansprüche:!.Schaltungsanordnung zur unterbrechungsfreien Gleichstromversorgung eines elektrischen Verbrauchers, insbesondere der elektrischen Nachrichtenübertragungs- und Meßtechnik, enthaltend einen Netzgleichrichter zur Stromversorgung des Verbrauchers aus einem Wechselstromnetz und wenigstens eine weitere, dem Verbraucher parallelgeschaltete netzunabhängige Stromquelle, die bei Netzausfall selbsttätig an den Verbraucher geschaltet wird, dadurch gekennzeichnet, daß als unabhängige Stromquelle eine Brennstoffzellenbatterie vorgesehen ist, deren Energie nach Fortfall einer an die Srennstoffzellenbattirie mit der des Netzgleichrichters entsprechenden Polung angeschalteten, von der Netzspannung abgeleiteten Sperrspannung unverzögert freigebbar ist, wobei die Sperrspannung so bemessen ist, daß der Eigenverbrauch der betriebsbereiten Brennstoffzellen nahezu gleich Null ist.
- 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß die Anschaltung der Brennstoffzellen an den Verbraucher mittels Thyristoren erfolgt
- 3. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennstoffzellenbatterie ζ. Β. durch eine Anzapfung unterteilt ist und daß ein Teil (der Brennstoffzellenbatterie), deren Leerlaufspannung kleiner ist als die Gleichrichterspannung, dem Verbraucher ständig parallel liegt und daß ferner der andere Teil der Brennstoffzellenbatterie nach Netzausfall in Reihe mit dem ersten Teil an den Verbraucher angeschaltet ist.
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DE1690027A DE1690027C2 (de) | 1967-08-11 | 1967-08-11 | Schaltungsanordnung zur unterbrechungsfreien Gleichstromversorgung eines elektrischen Verbrauchers |
Applications Claiming Priority (1)
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DE1690027A DE1690027C2 (de) | 1967-08-11 | 1967-08-11 | Schaltungsanordnung zur unterbrechungsfreien Gleichstromversorgung eines elektrischen Verbrauchers |
Publications (2)
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DE1690027B1 DE1690027B1 (de) | 1971-07-01 |
DE1690027C2 true DE1690027C2 (de) | 1975-10-09 |
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ID=5687529
Family Applications (1)
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DE1690027A Expired DE1690027C2 (de) | 1967-08-11 | 1967-08-11 | Schaltungsanordnung zur unterbrechungsfreien Gleichstromversorgung eines elektrischen Verbrauchers |
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Country | Link |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE102022203031A1 (de) | 2022-03-28 | 2023-09-28 | Siemens Energy Global GmbH & Co. KG | Ersatzstromversorgung |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE4232516C2 (de) * | 1992-09-22 | 2001-09-27 | Hans Peter Beck | Autonomes modulares Energieversorgungssystem für Inselnetze |
DE19538381C2 (de) * | 1995-10-14 | 1999-07-15 | Aeg Energietechnik Gmbh | Anordnung zur unterbrechungsfreien Stromversorgung elektrischer Verbraucher |
Family Cites Families (3)
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DE1033736B (de) * | 1955-10-19 | 1958-07-10 | Felten & Guilleaume Gmbh | Anodenstromversorgungsanlage |
DE1136764B (de) * | 1958-01-21 | 1962-09-20 | Standard Elektrik Lorenz Ag | Schaltungsanordnung zur Gleichstrom-versorgung eines Verbrauchers aus dem Wechselstromnetz |
DE1132232B (de) * | 1961-03-14 | 1962-06-28 | Standard Elektrik Lorenz Ag | Schaltungsanordnung fuer Stromversorgungsgeraete |
-
1967
- 1967-08-11 DE DE1690027A patent/DE1690027C2/de not_active Expired
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102022203031A1 (de) | 2022-03-28 | 2023-09-28 | Siemens Energy Global GmbH & Co. KG | Ersatzstromversorgung |
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