DE4017755C2

DE4017755C2 -

Info

Publication number: DE4017755C2
Application number: DE19904017755
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: Meissner Manfred Dipl-Ing 8500 Nuernberg De
Current assignee: Meissner Manfred Dipl-Ing 8500 Nuernberg De
Priority date: 1990-03-17
Filing date: 1990-06-01
Publication date: 1993-07-29
Also published as: DE4017755A1

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Anlage zur unterbrechungsfreien Stromversorgung eines Gleichstromverbrauchers in der Fernmeldetechnik und zum Einbau in Gebäuden, wobei die thermische Leistungsabgabe des Gleichstromverbrauchers den Einsatz einer Klimaanlage bedingt, wobei ferner eine Netzstromversorgung und eine bei Ausfall der Netzstromversorgung in Funktion tretende Ersatzstromversorgung vorgesehen sind, und wobei eine Pufferbatterie, für die Ersatzstromversorgung der Gleichspannung vorgesehen ist (Oberbegriff des Anspruchs 1). Die Pufferbatterie ist bevorzugt ein Bleiakkumulator.The invention relates to an electrical system for uninterruptible Power supply for a DC consumer in telecommunications and for installation in buildings, whereby the thermal power output of the DC consumer requires the use of an air conditioning system, a further Mains power supply and one if the mains power supply fails replacement power supply is to be provided are, and being a backup battery, for the backup power supply of the DC voltage is provided (preamble of claim 1). The backup battery is preferred a lead accumulator.

Wie hierin angegeben, ist der Einsatzbereich der Erfindung die Fernmeldetechnik und dabei insbesondere der Betrieb einer Telefonvermittlungsanlage und Verstärkerstelle, wie sie in Fernmeldeämtern untergebracht ist. Für einen solchen Notstrombetrieb sind bei Fernmeldeanlagen folgende Anordnungen bzw. Konfigurationen von Geräten und deren Zusammenschaltung bekannt: As indicated herein, the scope of the invention is Telecommunications technology and in particular the operation of a Telephone exchange and repeater as in Telecommunications offices is housed. For such an emergency power operation are the following arrangements for telecommunications systems or configurations of devices and their interconnection known:

Im Falle von Fernmeldeanlagen mit elektromechanischem Anwahlverfahren wird ein statischer Gleichrichtersatz wahlweise vom öffentlichen Stromnetz oder von einer fahrbaren Netzersatzanlage gespeist. Sekundärseitig wird dieser Gleichrichtersatz mit einem Bleiakkumulator (sog. Pufferbatterie) parallel geschaltet. Dieser Bleiakkumulator hat im Regelfall ein Kapazitätsmaximum, das eine unterbrechungsfreie Stromversorgung von ca. 5 bis 7 Stunden bei Netzausfall gewährleisten soll. Während einer Störphase kann vom Bedienungspersonal eine fahrbare Gleichrichteranlage an die Fernmeldestromversorgung aufgeschaltet und somit die Entladung der Pufferbatterie kompensiert oder zumindest verzögert werden. Bei derartigen Vermittlungsstellen ist die thermische Leistungsabgabe so bemessen, daß eine unzulässige Erwärmung nicht eintritt und somit eine Klimaanlage nicht zwingend erforderlich ist.In the case of telecommunications systems with an electromechanical dialing process a static rectifier set is optional from the public electricity grid or from a mobile one Back-up system powered. This becomes secondary Rectifier set with a lead accumulator (so-called buffer battery) connected in parallel. This lead accumulator has As a rule, a maximum capacity that is uninterrupted Power supply of approx. 5 to 7 hours in the event of a power failure guarantee. During a fault phase, the Operating personnel a mobile rectifier system to the Telecommunications power supply switched on and thus the discharge the buffer battery compensated or at least delayed will. In such exchanges, the thermal Power output measured so that an impermissible Heating does not occur and therefore air conditioning does not is imperative.

In jüngerer Zeit geht man aber in der Fernmeldetechnik auf eine vollelektronische, digitale Vermittlungs- und Verstärkertechnik über, deren Leistungsbedarf bei höherer Packungsdichte gegenüber den zuvor erläuterten Anlagen mit elektromechanischer Anwahltechnik um etwa 100% höher ist. Bei diesen vollelektronischen, digitalen Vermittlungsanlagen ist also eine leistungsfähige Klimatisierungstechnik erforderlich. Bei Ausfall dieser Klimaanlage würde sich je nach der Umgebungstemperatur spätestens nach 15 bis 30 Minuten eine derartige Übertemperatur bei den Baugruppen und in den betreffenden Räumlichkeiten einstellen, daß dies die automatische Abschaltung der elektronischen Vermittlungsanlage zur Folge hätte.More recently, however, telecommunications technology has become more popular a fully electronic, digital switching and amplifier technology about, their power requirements at higher packing density compared to the previously explained systems with electromechanical Dialing technology is about 100% higher. At these fully electronic, digital switching systems So an efficient air conditioning technology is required. Failure of this air conditioning would change depending on the Ambient temperature at the latest after 15 to 30 minutes Such overtemperature in the modules and in the Set the relevant premises so that this is automatic Switching off the electronic switching system for Episode.

Der o.g. Oberbegriff des Anspruchs 1 erfaßt beide vorgenannten Varianten der Ausgestaltung einer Fernmeldeanlage.The above The preamble of claim 1 covers both of the aforementioned Variants of the design of a telecommunications system.

Generell gilt, daß der jederzeit mögliche Ausfall des öffentlichen Stromnetzes Maßnahmen erfordert, daß der jewei lige Betrieb, im Beispiel der Fernmeldevermittlungsbetrieb, ungestört aufrechterhalten bleibt. Nachteilig ist hierzu bei den vorbekannten Anlagen, daß die Kapazität der Bleiakkumu latoren auf 5 bis 7 Stunden ausgelegt werden mußte, um die Funktion der betreffenden fernmeldetechnischen Anlage entwe der bei Ausfall der Stromversorgung des öffentlichen Netzes oder des vorhandenen, statischen Gleichrichtersatzes sicher zustellen, bis zumindest eine fahrbare Netzersatzanlage zugeschaltet werden kann. Im übrigen hat die bisher übliche Anwendung statischer Gleichrichtersätze, die nach dem Trans formatorprinzip mit nachgeschaltetem, gesteuertem Thyristor satz arbeiten, den Nachteil der Rückwirkung des Thyristors auf das Netz derart, daß dort Oberwellen auftreten.In general, the possible failure of the public at any time Power grid measures requires that the respective current operation, in the example of the telecommunications exchange, remains undisturbed. The disadvantage of this is the previously known systems that the capacity of the lead acid battery had to be designed for 5 to 7 hours Function of the relevant telecommunications system if the power supply to the public grid fails or the existing static rectifier set deliver until at least one mobile network replacement system can be switched on. Otherwise has the usual one Application of static rectifier sets, which after the Trans Formator principle with a downstream, controlled thyristor set work, the disadvantage of the feedback of the thyristor on the network in such a way that harmonics occur there.

Aus DE-OS 38 07 942 ist eine Vorrichtung zur Notstromversorgung von Kraftfahrzeuen bei Ausfall des Hauptgenerators, d. h. der eigentlichen Lichtmaschine, bekannt. Hierbei fließt das vom Motor noch umgetriebene Motorenöl über eine Leitung zu einem Turbinenrad, treibt diese Turbine an und geht dann in den Ölsumpf zurück. Mit der Turbine ist ein Gleichstromgenerator gekoppelt, der somit beim Ausfall des Hauptgenerators tätig wird und die Batterie puffert. Eine Notstromversorgung an Kraftfahrzeugen liegt leistungsmäßig in einem Bereich bis zu 2 kW, während es bei der vorliegenden Erfindung um Ersatzleistungen ab mindestens 50 kW bis hinauf zu 200 kW oder vielleicht sogar mehr geht. Angaben hinsichtlich der erforderlichen Kapazität der Batterie im Hinblick auf eine Ersatzversorgung und die Überbrückung der Zeit bis Inbetriebnahme der Ersatzversorgung fehlen. Außerdem wird der Oberbegriff des Anspruchs 1 von dieser Literaturstelle nicht erfüllt. Sie ist daher gattungsfremd. Insbesondere ist darauf hinzuweisen, daß diese Literaturstelle eine ganz andere Branche betrifft und keine Hinweise oder Anregungen auf die Bewältigung von Problemen beinhaltet, die sich bei fernmeldetechnischen Anlagen und dabei insbesondere aus der Notwendigkeit des Einsatzes einer Klimaanlage wegen der thermischen Leistungsabgabe des Gleichsstromverbrauchers und der hierzu vorgesehenen Ersatzstromversorgung ergeben. Weitere Unterschiede des Gegenstandes dieser Literaturstelle zum Gegenstand der Erfindung werden bei deren nachfolgender Erläuterung im einzelnen angegeben.DE-OS 38 07 942 is a device for emergency power supply of motor vehicles if the main generator fails, d. H. the actual alternator, known. Here flows the engine oil still driven by the engine via a line to a turbine wheel, drives this turbine and then goes back into the oil sump. With the turbine is a direct current generator coupled, which in the event of failure of the main generator operates and the battery buffers. An emergency power supply in terms of performance, motor vehicles are all in one Range up to 2 kW while it is in the present invention for replacement services from at least 50 kW up to 200 kW or maybe even more. Information regarding the required battery capacity in terms of a replacement supply and bridging the time until Commissioning of the replacement supply is missing. Besides, will the preamble of claim 1 of this reference not fulfilled. It is therefore alien to the species. In particular is to point out that this reference is quite a other industry and no information or suggestions on coping with problems that arise with telecommunications systems and in particular from the Need to use air conditioning because of the thermal power output of the direct current consumer and of the provided backup power supply. Other differences in the subject matter of this reference become the subject of the invention in the following Explanation given in detail.

Aus der Veröffentlichung "Elektrotechnik" H. 19, 12. Oktober 1983, Seite 18-23, ist lediglich zu entnehmen, einen Gleichrichter zur Pufferung der Batterie einzusetzen, um dadurch batterieseitig eine Energie-Reserve zu haben, die über einen Wechselrichter einen Ersatzdrehstrom schaffen kann. Sofern die Batterie nicht mehr ausreicht, wird dann der Ersatzwechselstrom über einen Generator erzeugt. Ähnliche Hinweise finden sich in den Literaturstellen: Kraft: "Unterbrechungsfreie Stromversorgung mit statischem Wechselrichter im Kreiskinderkrankenhaus St. Augustin" in BBC-Nachrichten, Sept./Okt. 1972, Seite 277-279; Taylor: "Unterbrechungsfreie Wechselstromversorgungen" in Elektrisches Nachrichtenwesen, Bd. 44, Nr. 3, 1969, Seite 273-280 und Watson: "Stabilised and standby power Supplies for computers" in Electrical Review, 11. Febr. 1972, Seite 197-199.From the publication "Elektrotechnik" H. 19, October 12th 1983, pages 18-23, can only be seen a rectifier to buffer the battery to thereby to have an energy reserve on the battery side that has Inverter can create a replacement three-phase current. Provided the battery is no longer sufficient, then the alternating current becomes generated by a generator. Similar clues can be found in the references: Kraft: "Uninterrupted Power supply with a static inverter in the St. Augustin District Children's Hospital "in BBC News, Sept./Oct. 1972, pages 277-279; Taylor: "Uninterrupted AC Power Supplies "in Electrical Communication, Vol. 44, No. 3, 1969, pages 273-280 and Watson: "Stabilized and standby power supplies for computers "in Electrical Review, Feb. 11, 1972, pages 197-199.

Die Aufgabe der Erfindung besteht demgegenüber darin, bei einer Anlage gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, die sowohl eine elektromechanische Anwähltechnik, als auch insbesondere eine vollelektronische, digitale Vermittlungs- und Verstärkertechnik aufweisen kann, eine genügend lange Ersatzstromversorgung unter technisch und wirtschaftlich verbesserten Bedingungen und insbesondere eine Minimierung der Batteriegröße zu erreichen.In contrast, the object of the invention is to a system according to the preamble of claim 1, the both an electromechanical dialing technique, as well especially a fully electronic, digital switching and amplifier technology can have a sufficiently long Backup power supply under technically and economically improved conditions and especially minimization to reach the battery size.

Zur Lösung dieser Aufgaben- bzw. Problemstellung ist erfindungsgemäß, ausgehend vom Oberbegriff des Anspruchs 1, vorgesehen, daß zusätzlich und parallel zur normalen Gleichstromversorgung als Gleichsstromersatzaggregat ein dynamischer Gleichrichtersatz vorgesehen ist, der alternativ vom Stromnetz oder einer Stromersatzanlage betreibbar ist, daß die Kapazität der Pufferbatterie so dimensioniert ist, daß bei Nennbelastung dem Gleichstromnetz überlagerte Oberwellen egalisiert werden, so daß keine maßgebenden, negativen Rückwirkungen auf die Pufferbatterie entstehen und daß die Kapazität der Pufferbatterie zur Deckung von Spitzenlasten des Gleichstromverbrauchers ausreicht und daß eine Ersatzstromversorgung für die Klimaanlage vorgesehen ist (Kennzeichen des Anspruchs 1). Mit dem Zusammenwirken der Merkmale des Anspruchs 1 ist einerseits sichergestellt, daß nach wenigen Sekunden, in der Regel reichen 7 bis 15 Sekunden, der dynamische Gleichrichtersatz seine Funktion aufgenommen hat und die Gleichstromversorgung einer Fernmeldevermittlungsstelle bei Ausfall der normalen Gleichstsromversorgung sichergestellt ist. Ein solcher dynamischer Gleichrichtersatz und sein Zusammenwirken mit den übrigen Merkmalen des Anspruchs 1 ist prinzipiell technisch unterschieden zu der von Öl zu betreibenden Turbine und dem Gleichstromgenerator gemäß dem Gegenstand von DE-OS 38 07 942. Hinzu kommt, daß beim Gegenstand dieser Literaturstelle weder ein Stromnetz (Drehstromnetz) noch eine Stromersatzanlage vorhanden ist, welche den dort vorgesehenen Ersatzgleichstromgenerator betreiben könnte, während beim Erfindungsgegenstand der erläuterte dynamische Gleichrichtersatz alternativ vom Stromnetz oder einer Stromersatzanlage betreibbar ist. Im übrigen vermeidet die Erfindung gegenüber statischen Gleichrichtersätzen, bei denen die Sekundärwicklung eines Transformators auf Dioden oder Thyristoren wirkt, die gravierenden Nachteile der Entstehung hochfrequenter Oberwellen im Niederspannungsnetz. Auch würden dabei nachteilige Rückwirkungen von Oberwellen auf das Drehstromnetz durch das taktweise Zu- und Abschalten der Thyristoren entstehen.According to the invention, to solve this task or problem, starting from the preamble of claim 1, provided that in addition and in parallel to the normal DC power supply as a direct current replacement unit, a dynamic one Rectifier set is provided, alternatively from Power network or a power replacement system is operable that the capacity of the backup battery is dimensioned so that harmonics superimposed on the DC network at nominal load be equalized so that no authoritative, negative Effects on the buffer battery arise and that the Capacity of the backup battery to cover peak loads of the DC consumer is sufficient and that a backup power supply is intended for the air conditioning system (license plate of claim 1). With the interaction of the characteristics of claim 1 is on the one hand ensures that after a few seconds, usually 7 to 15 seconds are sufficient, the dynamic rectifier set started its function has and the DC power supply of a telecommunications exchange if the normal DC power supply fails is ensured. Such a dynamic rectifier set and its interaction with the other features of the In principle, claim 1 is technically different from that of oil-powered turbine and the DC generator according to the subject of DE-OS 38 07 942. In addition, that in the subject of this reference neither a power grid (Three-phase network) there is still an emergency power system, which is the replacement DC generator provided there could operate while the subject of the invention explained dynamic rectifier replacement alternatively from Power network or a power replacement system is operable. in the otherwise the invention avoids static rectifier sets, where the secondary winding of a transformer acts on diodes or thyristors, the serious Disadvantages of creating high-frequency harmonics in the Low voltage network. This would also have adverse repercussions from harmonics to the three-phase network through the cyclical connection and disconnection of the thyristors arise.

Außerdem ist beim Gegenstand der Erfindung der weitere Vorteil vorhanden, daß die Kapazität der Pufferbatterie nur so zu bemessen ist, daß sie bei jedem Betrieb (also Normalbetrieb und Notbetrieb) ständig eine Egalisierung der gleichstromseitigen Oberwellen bewirkt, d. h. diese kompensiert, und daß sie durch die Rückwirkung der gleichstromseitigen Oberwellen nicht chemisch-physikalisch beschädigt wird. Dies könnte eine Beschleunigung des Alterungsprozesses der Batterie zur Folge haben. Ferner soll die Kapazität der Batterie so sein, daß sie in den Zeiträumen des Auftretens einer Spitzenbelastung seitens des Gleichstromverbrauchers den erhöhten Leistungsbedarf ebenfalls liefert, d. h. "puffert". Die hierzu notwendige Kapazität der Pufferbatterie beträgt nur etwa 5 bis 10% der Kapazität einer Pufferbatterie, welche den eingangs zum Stand der Technik genannten Zeitraum von 5 bis 7 h überbrücken müßte. Im übrigen ist eine Pufferbatterie mit einer Kapazität nach der Erfindung ohne weiteres auch in der Lage, die genannte relativ kurze Zeit von etwa maximal 15 sec zu überbrücken, die zwischen Ausfall der Normalversorgung und Inbetriebnahme der Notversorgung liegt. Insgesamt ergibt sich also eine ganz erhebliche Reduktion der Kapazität der Pufferbatterie. Dies hat aber nicht nur einen entsprechenden wirtschaftlichen Vorteil, sondern auch eine Schonung der Umwelt zur Folge, da die in der Regel verwendeten Bleiakkumulatoren beim Ladevorgang Knallgase bilden, deren Menge somit erheblich verringert wird. Außerdem ist der Raumbedarf einer nach der Erfindung benötigten Pufferbatterie wesentlich geringer als beim Stand der Technik. Ferner werden die Entsorgungsprobleme und Entsorgungskosten für alte, verbrauchte Akkumulatoren entscheidend reduziert. Die erfindungsgemäße ersatzweise Gleichstromversorgung kann gegenüber der bisher üblichen Notversorgung um einen wesentlichen Zeitraum verlängert werden und wird praktisch nur von dem Treibstoffvorrat des Antriebsmotors (Verbrennungsmotors) der zugehörigen Netzersatzanlage begrenzt. Aufgrund der Verwendung eines dynamischen Gleichrichtersatzes entstehen (siehe oben) keine hochfrequenten Oberwellen im Niederspannungsnetz. Diese können, sofern die Leistung eines statischen Gleichrichtersatzes einen gewissen Prozentsatz der Leistung der Netzersatzanlage erreicht, nämlich eine korrekte Ausregelung der Netzersatz anlage erschweren oder sogar unmöglich machen. Des weiteren addieren sich die Oberwellenspannungen im ungünstigsten Fall mit der Netzspannung auf einen Spannungswert, der elektroni sche Anlagenteile extrem gefährdet. Zusätzlich zu der be reits erläuterten Verringerung der Anschaffungskosten der Teile einer solchen Anlage werden auch die Wartungskosten reduziert. Dabei ist auch zu berücksichtigen, daß beim Stand der Technik eine fahrbare Netzersatzanlage sowie eine fahr bare Gleichrichteranlage benötigt wurden, die mit der vor liegenden Erfindung unnötig gemacht werden. Für den Antrieb des dynamischen Gleichrichtersatzes genügt bei Ausfall des statischen Gleichrichtersatzes das Stromversorgungsnetz und bei Ausfall des Stromversorgungsnetzes eine Netzersatzanla ge. Falls noch eine Haustechnik und sonstige Geräte betrie ben werden müssen, kann dies parallel zum Betrieb des dyna mischen Gleichrichtersatzes alternativ durch die Netzstrom versorgung oder die Netzersatzanlage erfolgen. Falls der im Notfall mit Gleichstrom zu versorgende Verbraucher eine Fernsprechvermittlungsstelle mit Digitaltechnik ist, zu dessen Funktion eine Klimaanlage benötigt wird, ist hierzu eine Ersatzstromversorgung vorgesehen. Bei Ausfall des Stromnetzes ist dafür gesorgt, daß die vorgenannte Ersatzstromversorgung umgehend in Funktion tritt (VDE 0108).In addition, the subject of the invention is the other Advantage available that the capacity of the backup battery only It must be dimensioned such that it is used for every operation (i.e. normal operation and emergency operation) a constant equalization of the DC harmonics causes d. H. this compensates and that by the retroactive effect of the DC side Harmonics not chemically and physically damaged becomes. This could speed up the aging process the battery. Furthermore, the capacity of the Battery be such that it occurs in the periods of occurrence a peak load from the DC consumer also provides the increased power requirement, d. H. "buffers". The required capacity of the backup battery is only about 5 to 10% of the capacity of a backup battery, which mentioned the prior art at the beginning Period of 5 to 7 hours would have to bridge. For the rest is a buffer battery with a capacity according to the invention readily able to do the aforementioned relatively short To bridge time of about 15 seconds maximum, between Failure of the normal supply and commissioning of the emergency supply lies. Overall, this results in a very significant one Reduction of the capacity of the backup battery. this has but not just a corresponding economic advantage, but also to protect the environment, because the lead accumulators usually used during the charging process Form oxyhydrogen gases, the amount of which is considerably reduced becomes. In addition, the space requirement is one according to the invention required backup battery much lower than the State of the art. Furthermore, the disposal problems and Disposal costs for old, used batteries are decisive reduced. The alternative according to the invention DC power supply can be compared to the usual Emergency care extended for a significant period become and is practically only from the fuel supply of the Drive motor (internal combustion engine) of the associated emergency power system limited. Due to the use of a dynamic Rectifier set (see above) no high-frequency Harmonics in the low-voltage network. These can, provided the performance of a static rectifier set a certain percentage of the power of the emergency power system achieved, namely a correct regulation of the network replacement make it difficult or even impossible. Furthermore in the worst case, the harmonic voltages add up with the mains voltage to a voltage value that electroni system components are extremely endangered. In addition to the be already explained reduction of the acquisition costs of the The maintenance costs are also part of such a system reduced. It should also be noted that the stand the technology a mobile network replacement system and a driving bare rectifier system were required that with the before lying invention can be made unnecessary. For the drive of the dynamic rectifier set is sufficient if the static rectifier set the power supply network and in the event of a power grid failure, a network replacement system ge. If there is still a house technology and other devices operated This can be done in parallel with the operation of the Dyna alternatively mix rectifier set by the mains current supply or the emergency power system. If the in Consumers to be supplied with direct current in an emergency Telephone exchange with digital technology is, too whose function an air conditioning system is required for this a backup power supply is provided. If the Power grid ensures that the aforementioned backup power supply immediately comes into operation (VDE 0108).

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung (An spruch 5) kann die gleiche Netzersatzanlage sowohl zum Antrieb des dynamischen Gleichrichtersatzes, als auch zum Betrieb der Klimaanlage und ferner zum Betrieb der Haustech nik und etwaiger sonstiger Geräte dienen, so daß nur eine einzige Netzersatzanlage vorzusehen ist.According to a preferred embodiment of the invention (An Proverb 5) can the same network replacement system both for Drive the dynamic rectifier set, as well Operation of the air conditioning and also for the operation of the house technology nik and any other devices serve, so that only one only emergency power system is to be provided.

Die Erfindung kann ferner mehrere, zumindest zwei dynamische Gleichrichtersätze für die Notversorgung mit Gleichstrom vorsehen und in verschiedener Weise anordnen und schalten (siehe Ansprüche 7 bis 11). Da zwei in der Leistung kleinere dynamische Gleichrichtersätze billiger sind als ein stati scher Gleichrichtersatz für die Gesamtleistung, ergeben sich hierdurch Reduzierungen der Anlagekosten. Außerdem kann somit bei Ausfall einer der dynamischen Gleichrichtersätze der andere dynamische Gleichrichtersatz bzw. die anderen dynamischen Gleichrichtersätze trotzdem die Notstromversor gung decken.The invention can also have several, at least two dynamic ones Rectifier sets for emergency supply with direct current provide and arrange and switch in different ways (see claims 7 to 11). Because two smaller in performance dynamic rectifier sets are cheaper than a stati shear rectifier replacement for the total power, result thereby reducing the investment costs. Besides, can thus if one of the dynamic rectifier sets fails the other dynamic rectifier set or the others dynamic rectifier sets still the emergency power supply cover.

Eine weitere, bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist Gegenstand des Anspruches 11. Hiermit ist eine Einheit aus dem dem Antrieb dienenden Verbrennungsmotor (in der Regel ein Dieselmotor), einem Generator für die Haustechnik und einer Klimaanlage und schließlich dem Generator des dynami schen Gleichrichtersatzes geschaffen. Dies reduziert die Herstellungskosten, da der sonst notwendige elektrische Antriebsmotor des dynamischen Gleichrichtersatzes entfällt.Another preferred embodiment of the invention is Subject of claim 11. This is a unit the internal combustion engine (usually a diesel engine), a generator for home automation and air conditioning and finally the generator of the dynami rectifier set created. This reduces the Manufacturing costs, since the otherwise necessary electrical The drive motor of the dynamic rectifier set is not required.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den weiteren, vorstehend nicht im einzelnen erläuterten Unteransprüchen zu entnehmen.Further advantageous embodiments of the invention are the others above not to be found in the detailed subclaims.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigtExemplary embodiments of the invention are described below the drawing explained in more detail. In the drawing shows

Fig. 1 eine Schemadarstellung einer ersten Ausführungsmöglichkeit der Erfindung, Fig. 1 is a schematic representation of a first possible embodiment of the invention,

Fig. 2 eine Schemadarstellung einer zweiten Ausführungsform der Erfindung, Fig. 2 is a schematic representation of a second embodiment of the invention,

Fig. 3 ebenfalls in schematischer Darstellung eine Abwandlung der Ausführung nach Fig. 2, Fig. 3 is also a schematic representation of a modification of the embodiment of FIG. 2,

Fig. 4 eine weitere Ausführungsmöglichkeit der Erfindung. Fig. 4 shows another embodiment of the invention.

Soweit in den einzelnen Ausführungsbeispielen einander identische Bauteile oder Geräte vorgesehen sind, haben sie in allen Ausführungsbeispielen die gleiche Bezifferung erhalten. Sinngemäß können bei einem der Ausführungsbeispie le vorgesehene Geräte oder Anordnungen auch bei den anderen Ausführungsbeispielen zum Einsatz kommen.As far as each other in the individual embodiments identical components or devices are provided, they have the same numbering in all exemplary embodiments receive. Analogously, one of the execution examples The intended devices or arrangements also for the others Embodiments are used.

Fig. 1 zeigt die Netzleitung 1, die über eine Leitung 2 zu einer Stromschiene 3 bzw. einem entsprechenden Stromnetz innerhalb der Anlage führt. Hiervon geht eine Leitung 4 zu der Versorgung einer Haustechnik und/oder sonstiger Geräte 4′, eine Leitung 5 zu einem statischen Gleichrichtersatz 6, eine Leitung 7 zu einem dynamischen Gleichrichtersatz 8 und eine Leitung 9′ zu einer Klimaanlage 9. Ferner ist eine Netzersatzanlage 10 vorgesehen, die über eine Leitungs- und Schaltanordnung 11 mit der Leitung 2 verbindbar ist. Eine Meldeleitung 12 führt vom Ausgang des statischen Gleichrich tersatzes bzw. Eingang einer Gleichstromschiene 37 über eine Meldeeinrichtung ⊲ U 13 zu einem Zu- und Abschalter 14 der Leitung 7. An die Gleichstromschiene 37 sind angeschlossen die Ausgangsleitung 15 des statischen Gleichrichtersatzes 6, eine Zuleitung 16 von einer Pufferbatterie 17 und eine Zuleitung 18 vom dynamischen Gleichrichtersatz 8. Der Gleichstromverbraucher ist schematisch mit 19 beziffert. Die in Frage kommende Gleichspannung sei beispielsweise 60 V. Fig. 1 shows the power line 1 , which leads via a line 2 to a power rail 3 or a corresponding power network within the system. From this, a line 4 goes to the supply of house technology and / or other devices 4 ', a line 5 to a static rectifier set 6 , a line 7 to a dynamic rectifier set 8 and a line 9 ' to an air conditioning system 9 . Furthermore, a mains replacement system 10 is provided, which can be connected to line 2 via a line and switching arrangement 11 . A signal line 12 leads from the output of the static rectifier replacement or input of a direct current rail 37 via a signaling device ⊲ U 13 to a switch 14 of line 7 . The output line 15 of the static rectifier set 6 , a feed line 16 from a buffer battery 17 and a feed line 18 from the dynamic rectifier set 8 are connected to the direct current rail 37 . The direct current consumer is schematically numbered 19 . The DC voltage in question is, for example, 60 V.

Im Normalfall, d. h. wenn weder das Netz 1 noch der statische Gleichrichtersatz 6 ausgefallen bzw. defekt sind, wird vom Stromnetz 1 her über den statischen Gleichrichtersatz 6 der Gleichstromschiene 37 und damit dem Verbraucher 19 der notwendige Gleichstrom zugeführt. Zugleich erfolgt die Energieversorgung der Haustechnik usw. 4′ und einer et waigen Klimaanlage 9 über die Leitungen 4 und 9. In the normal case, ie when neither the network 1 nor the static rectifier set 6 has failed or is defective, the necessary direct current is supplied from the power supply system 1 via the static rectifier set 6 to the direct current rail 37 and thus to the consumer 19 . At the same time, the energy supply of building services, etc. 4 ' and an et waigen air conditioning system 9 via lines 4 and 9th

Angenommen, der statische Gleichrichtersatz 6 fällt aus, so wird über die Leitung 12 und das Relais oder Schalter 13 die Leitung 7 bei 14 geschlossen und der dynamische Gleichrich tersatz 8 wird von 1 über die Leitung 2, 7 betrieben. Wäh rend der Zeit zwischen Ausfall des Gleichrichtersatzes 6 und Inbetriebnahme des Ersatzaggregates in Form des dynamischen Gleichrichtersatzes 8 versorgt die Batterie 17 den Verbrau cher 19 mit dem notwendigen Gleichstrom. Die automatische Zu- bzw. Abschaltung des dynamischen Gleichrichtersatzes 8 hängt also von der ausgangsseitigen Gleichspannung des statischen Gleichrichtersatzes 6 ab. Der dynamische Gleich richtersatz 8 selber besteht z. B. aus einem Drehstrommotor 20 normaler Netzfrequenz und einem Drehstromgenerator 21 mit demgegenüber höherer Frequenz, z. B. 400 Hz, sowie einem dem Generator nachgeschalteten Halbleitergleichrichtersatz, z. B. einem Thyristor. Der dynamische Gleichrichtersatz kann aber auch als Hybridbausatz ein Generator/Motor sein, der Motor- und Generatorwicklungen in einem gemeinsamen Stator und einem gemeinsamen Rotor aufnimmt, wobei die Generatorfre quenz des Stators auf hohe Frequenzen, z. B. die o. g. 400 Hz, ausgelegt ist. Derartige Generator-/Motoranordnungen sind für sich bekannt. Mit der somit erzeugten Hochfrequenz wird der Thyristor gespeist, der Gleichstrom mit geringer Rest welligkeit liefert. Wegen der galvanischen Trennung der Primärseite (Rotor) von der Sekundärseite (Stator) und wegen der Drehbewegung zwischen Rotor und Stator können generell vom Thyristor her keine Rückwirkungen auf das einspeisende Drehstromnetz erfolgen. Es kann stets nur entweder der statische Gleichrichtersatz 6 (bzw. ein analoges Gerät) oder aber der dynamische Gleichrichtersatz 8 auf die Gleichstrom schiene 37 und damit in den Verbraucher 19 einspeisen.Assuming that the static rectifier set 6 fails, line 7 is closed at 14 via line 12 and the relay or switch 13 and the dynamic rectifier set 8 is operated by 1 via line 2 , 7 . During the time between failure of the rectifier set 6 and commissioning of the replacement unit in the form of the dynamic rectifier set 8 , the battery 17 supplies the consumer 19 with the necessary direct current. The automatic connection or disconnection of the dynamic rectifier set 8 therefore depends on the DC voltage on the output side of the static rectifier set 6 . The dynamic rectifier set 8 itself consists, for. B. from a three-phase motor 20 normal network frequency and a three-phase generator 21 with a higher frequency, z. B. 400 Hz, and a semiconductor rectifier set downstream of the generator, for. B. a thyristor. However, the dynamic rectifier set can also be a generator / motor as a hybrid kit, which receives motor and generator windings in a common stator and a common rotor, the generator frequency of the stator being set to high frequencies, e.g. B. the above 400 Hz is designed. Such generator / motor arrangements are known per se. With the high frequency thus generated, the thyristor is fed, which delivers direct current with little residual ripple. Because of the galvanic isolation of the primary side (rotor) from the secondary side (stator) and because of the rotational movement between the rotor and stator, the thyristor can generally not have any repercussions on the feeding three-phase network. It can only either the static rectifier set 6 (or an analog device) or the dynamic rectifier set 8 on the DC rail 37 and thus feed into the consumer 19 .

Erwähnt sei, daß anstelle des üblichen statischen Gleich richtersatzes 6 bei Normalbetrieb auch eine andere Umwand lung des Drehstromes in Gleichstrom vorgesehen sein könnte. It should be mentioned that instead of the usual static rectifier 6 in normal operation, another conversion of the three-phase current into direct current could also be provided.

Fällt das Stromnetz 1 aus, so hat dies einen Ausfall der Gleichstromversorgung 6 und damit über die Leitung 12, das Relais oder dgl. 13 und den Schalter 14 eine Zuschaltung des dynamischen Gleichrichtersatzes 8 an die Leitung 7 zur Folge. Nach Inbetriebnahme der Netzersatzanlage 10 erfolgt über eine gestrichelt eingezeichnete Kommandoleitung 23 ein Umschalten des Schalters 26′ aus der dargestellten Lage in die Schließstellung und des Schalters 26′′ aus der darge stellten Lage in die Offenstellung. Damit ist die Netzer satzanlage in Betrieb genommen (siehe auch VDE 0108), denn der vom Verbrennungsmotor 24 angetriebene Generator 25 versorgt über den dann geschlossenen Schalter 26′ die Lei tung 26, den Schalter 22′ und die Schiene 3 die Haustechnik und dgl. 4′, die Klimaanlage 9 und den Antriebsmotor 20 des dynamischen Gleichrichtersatzes 8 mit der notwendigen elektrischen Leistung.If the power network 1 fails, this results in a failure of the direct current supply 6 and thus via the line 12 , the relay or the like. 13 and the switch 14 a connection of the dynamic rectifier set 8 to the line 7 . After commissioning the emergency power system 10 via a dashed command line 23 switches the switch 26 'from the position shown in the closed position and the switch 26 ''from the Darge position to the open position. Thus, the Netzer set system put into operation (see also VDE 0108), for the driven by the internal combustion engine 24 generator 25 is supplied via the then closed switch 26 'the Lei tung 26, the switch 22' and the rail 3, the home automation and the like. 4 ' , The air conditioner 9 and the drive motor 20 of the dynamic rectifier set 8 with the necessary electrical power.

Fig. 2 zeigt eine Anlage, die gegenüber der Ausführungsform nach Fig. 1 dadurch geändert ist, daß an die Stelle des in Fig. 1 vorgesehenen statischen Gleichrichtersatzes 6 ein dynamischer Gleichrichtersatz 27 getreten ist. Es sind also ausschließlich dynamische Gleichrichtersätze, im vorliegen den Ausführungsbeispiel zwei dieser Sätze, vorgesehen und einander parallel geschaltet, nämlich der vorgenannte Satz 27 und der dynamische Gleichrichtersatz 8 des ersten Ausfüh rungsbeispieles. Zur Einspeisung in das Gleichstromnetz 37 liegen also ausschließlich kompatible, dynamische Gleich richtersätze 27, 8 vor, die im redundanten Betrieb einge setzt werden. Sie können wahlweise automatisch oder manuell zu- und abgeschaltet werden. FIG. 2 shows a system which has been modified compared to the embodiment according to FIG. 1 by replacing the static rectifier set 6 provided in FIG. 1 by a dynamic rectifier set 27 . There are therefore only dynamic rectifier sets, in the present embodiment two of these sets are provided and connected in parallel with one another, namely the aforementioned set 27 and the dynamic rectifier set 8 of the first exemplary embodiment. For feeding into the DC network 37, there are therefore only compatible, dynamic rectifier sets 27 , 8 which are used in redundant operation. They can be switched on and off either automatically or manually.

Bei Ausfall des dynamischen Gleichrichtersatzes 27 wird über die Leitung 28 und das Relais oder dgl. ⊲ U 36 und den Schalter 14 der dynamische Gleichrichtersatz 8 an die Dreh stromschiene 3 gelegt. Falls das Netz ausgefallen ist, erfolgt in der in Fig. 1 erläuterten Weise auch die Inbe triebnahme der Netzersatzanlage 10. Durch den hier gegebenen Wegfall des statischen Gleichrichtersatzes entfällt der einem solchen Gleichrichtersatz vorgegebene Nachteil einer relativ hohen Phasenverschiebung (cos ϕ 0,75). Der dynami sche Gleichrichtersatz hat demgegenüber einen wesentlich besseren cos ϕ (bis zu 0,9). Ferner entfällt der Nachteil der der Netzfrequenz überlagerten 6- oder 12-pulsigen Ober wellen. Damit entfallen bzw. reduzieren sich auch die sonst hierfür notwendigen aufwendigen Kompensations- und Filter techniken. Insbesondere entfällt die Gefahr, daß durch hochfrequente Oberwellen die korrekte Ausregelung der Netz ersatzanlage erschwert oder sogar verhindert wird.In the event of failure of the dynamic rectifier set 27 , the dynamic rectifier set 8 is placed on the three- phase busbar 3 via the line 28 and the relay or the like ⊲ U 36 and the switch 14 . If the network has failed, the network replacement system 10 is also started up in the manner explained in FIG. 1. Due to the omission of the static rectifier set given here, the disadvantage of a relatively high phase shift (cos ϕ 0.75), which is predefined for such a rectifier set, is eliminated. In contrast, the dynamic rectifier set has a much better cos ϕ (up to 0.9). Furthermore, there is no disadvantage of the 6 or 12-pulse harmonics superimposed on the mains frequency. This also eliminates or reduces the complex compensation and filtering techniques that are otherwise required. In particular, there is no risk that the correct regulation of the network replacement system is made difficult or even prevented by high-frequency harmonics.

Die redundanten, dynamischen Gleichrichtersätze 27, 8 sind ohne Einschränkung für die volle Nennlast ausgelegt. Ein eventuell benötigter zusätzlicher Ladestrom für die Puffer batterie 17 kann von dem jeweils freien dynamischen Gleich richtersatz 27 oder 8 geliefert werden. Wie eingangs schon erläutert, wird die Pufferbatterie so ausgelegt, daß sie und der jeweilige Gleichrichtersatz (bzw. Gleichrichtersätze) einander ergänzend eine Egalisierung der Gleichspannung an der Schiene 37 bewirken. Ist die Batteriespannung abgesun ken, so wird sie vom jeweiligen dynamischen Gleichrichter satz auf den notwendigen Wert erhöht, und ist die Spannung des jeweiligen speisenden Gleichrichtersatzes zu niedrig, so kann dies von der Batterie 17 her "gepuffert" werden. Die Batteriekapazität 17 muß ferner so ausgebildet sein, daß sie etwaige Spitzenanforderungen des Verbrauchers 19 kompensie ren kann.The redundant, dynamic rectifier sets 27 , 8 are designed without restriction for the full nominal load. Any additional charging current required for the buffer battery 17 can be supplied by the free dynamic rectifier set 27 or 8 . As already explained at the beginning, the buffer battery is designed in such a way that it and the respective rectifier set (or rectifier sets) complement each other also equalize the DC voltage on the rail 37 . If the battery voltage has dropped, it is increased to the necessary value by the respective dynamic rectifier set, and if the voltage of the respective supplying rectifier set is too low, this can be "buffered" by the battery 17 . The battery capacity 17 must also be designed so that it can compensate for any peak demands of the consumer 19 .

Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform, die im wesentlichen der der Fig. 2 entspricht, jedoch ergibt sich aus Fig. 3, daß auch mehr als zwei dynamische Gleichrichtersätze vorgesehen sein können, nämlich in diesem Ausführungsbeispiel drei dynamische Gleichrichtersätze 29, 30 und 31. Die Leistung jedes dieser drei dynamischen Gleichrichtersätze beträgt jeweils nur 50% der vom Verbraucher 19 geforderten Lei stung, so daß bei Normalbetrieb und auch bei Ersatzbetrieb jeweils zwei dieser einander parallel geschalteten dynami schen Gleichrichtersätze zusammenarbeiten, z. B. 29 und 30 einerseits und 30 und 31 andererseits, usw. Dies kann entweder manuell oder automatisch geschaltet werden. Wenn einer dieser drei Gleichrichtersätze ausfällt, so geben die beiden übrigen Gleichrichtersätze immer noch die erforderli chen 100% Leistung. Dies ist aus den erläuterten Gründen eine sehr wirtschaftliche und zugleich sichere Anordnung, die sich insbesondere bei einem höheren Leistungsbedarf des Gleichstromverbrauchers 19 empfiehlt. Wie erwähnt, ist die Zahl der dynamischen Gleichrichtersätze nicht auf zwei oder drei begrenzt. Es könnten z. B. auch vier dynamische Gleich richtersätze vorgesehen sein. Die Bemessung der Leistung dieser Gleichrichtersätze berechnet sich bevorzugt nach der Formel "n+1". Dabei ist "n" die Zahl der Gleichrichtersät ze, deren Leistungen zusammen 100% der vom Verbraucher verlangten Leistung ergeben. Dann kommt noch "1" Gleichrich tersatz hinzu, der die gleiche Leistung wie einer der "n"-Gleichrichtersätze hat, so daß der Gleichrichtersatz "1" einen der "n"-Gleichrichtersätze ersetzen kann. FIG. 3 shows an embodiment which corresponds essentially to that of FIG. 2, but it follows from FIG. 3 that more than two dynamic rectifier sets can also be provided, namely three dynamic rectifier sets 29 , 30 and 31 in this exemplary embodiment. The performance of each of these three dynamic sets of rectifiers is only 50% of the power demanded by the consumer 19 , so that in normal operation and also in standby mode, two of these mutually parallel connected rectifier sets work together, e.g. B. 29 and 30 on the one hand and 30 and 31 on the other hand, etc. This can be switched either manually or automatically. If one of these three sets of rectifiers fails, the other two sets of rectifiers will still give the required 100% power. For the reasons explained, this is a very economical and at the same time safe arrangement, which is recommended in particular when the direct current consumer 19 requires more power. As mentioned, the number of dynamic rectifier sets is not limited to two or three. It could e.g. B. also four dynamic rectifier sets can be provided. The rating of the power of these rectifier sets is preferably calculated using the formula "n + 1". "N" is the number of rectifier sets, the power of which together make up 100% of the power required by the consumer. Then there is also "1" rectifier set, which has the same power as one of the "n" rectifier sets, so that the rectifier set "1" can replace one of the "n" rectifier sets.

Die Ausführungsform der Fig. 4 zeigt hinsichtlich des stati schen Gleichrichtersatzes 6 und des dynamischen Gleichrich tersatzes 8′ eine Ausgestaltung, welche der Ausführungsform gemäß Fig. 1 in etwa entspricht. Alternativ könnte aber auch gemäß der erläuterten bevorzugten Ausführungsform der Erfin dung lt. Fig. 2 anstelle des statischen Gleichrichtersatzes 6 ein dynamischer Gleichrichtersatz gemäß Ziffer 27 in Fig. 2 vorgesehen sein.The embodiment of FIG. 4 shows with respect to the static rectifier set 6 and the dynamic rectifier set 8 'an embodiment which corresponds approximately to the embodiment of FIG. 1. Alternatively, however, the illustrated preferred embodiment of the OF INVENTION could also according lt dung. Fig. 2 instead of the static rectifier set 6, a dynamic rectifier assembly in accordance with Clause be provided in Fig. 2 27.

Fig. 4 zeigt nun eine bevorzugte Ausgestaltung des Antriebes des als Ersatzaggregat dienenden dynamischen Gleichrichter satzes 8′ und zugleich auch des Generators 25 der Netzersatz anlage durch einen gemeinsamen Verbrennungsmotor 32. Mit diesem Verbrennungsmotor 32 kann wahlweise nur der dem Antrieb dienende Rotor des dynamischen Gleichrichtersatzes 8′, oder nur der Rotor des Generators 25, oder aber beide vorgenannten Rotoren gekoppelt werden; je nachdem, welcher Betriebszustand jeweils erforderlich ist. Wenn die Anordnung 8′, 25, 32 im sogenannten "Insel"-Betrieb gefahren wird, d. h. der Generator 25 angetrieben wird, und wenn ferner ein statischer Gleichrichtersatz 6 vorhanden ist, so ist in diesem Falle über eine Auswerteeinheit ⊲ U 33 ein Schalter 34 zu öffnen, der den statischen Gleichrichtersatz 6 von der Schiene 3 trennt. Dies hat den Vorteil, daß dann von dem statischen Gleichrichtersatz keine schädlichen Oberwellen mehr in den Drehstromgenerator 25 geliefert werden können. Fig. 4 shows a preferred embodiment of the drive of the dynamic rectifier set serving as a spare unit 8 'and at the same time the generator 25 of the network replacement system by a common internal combustion engine 32nd With this internal combustion engine 32 , either only the drive of the rotor of the dynamic rectifier set 8 ', or only the rotor of the generator 25 , or both of the aforementioned rotors can be coupled; depending on which operating status is required. If the arrangement 8 ', 25 , 32 is operated in the so-called "island" mode, ie the generator 25 is driven, and if a static rectifier set 6 is also present, then a switch 34 is in this case via an evaluation unit ⊲ U 33 to open, which separates the static rectifier set 6 from the rail 3 . This has the advantage that no harmful harmonics can then be supplied to the alternator 25 by the static rectifier set.

Die Zuschaltung des Verbrennungsmotors 32 erfolgt über das Relais oder dgl. ⊲ U 35, wobei dieses Relais oder dgl. dann wirksam wird, wenn die Gleichspannung an der Schiene 37 unter den Sollwert gesunken ist bzw. der ausgefallene Gleichrichtersatz 6 oder 27 keine Gleichspannung mehr lie fert. Fällt dagegen das Netz 1 aus, so wird der Verbren nungsmotor 32 über ⊲ U 33 in Betrieb genommen. Wie erwähnt, wird dann je nach Erfordernis der dynamische Gleichrichter satz 8′ und/oder der Generator 25 mit dem Verbrennungsmotor 32 gekoppelt. Ein Antrieb nur des dynamischen Gleichrichter satzes kommt dann in Frage, wenn zwar der für Normalbetrieb vorgesehene Gleichrichtersatz (6 oder 27) ausgefallen sein sollte, nicht aber das Stromnetz 1.The connection of the internal combustion engine 32 takes place via the relay or the like ⊲ U 35 , this relay or the like becoming effective when the DC voltage on the rail 37 has dropped below the setpoint value or the failed rectifier set 6 or 27 no longer has a DC voltage finished. If, on the other hand, the network 1 fails, the combustion engine 32 is put into operation via ⊲ U 33 . As mentioned, the dynamic rectifier set 8 'and / or the generator 25 is then coupled to the internal combustion engine 32 as required. Only the dynamic rectifier set can be driven if the rectifier set ( 6 or 27 ) intended for normal operation should have failed, but not the power grid 1 .

Der Generator 25 dient auch hier zur Ersatz-Drehstromversor gung der Haustechnik und der Klimaanlage. Ein weiterer Vorteil der Anordnung nach Fig. 4 besteht darin, daß nicht nur der gesonderte Antriebsmotor 20 für den dynamischen Gleichrichtersatz wegfällt, sondern daß außerdem der Dreh stromgenerator 25 nur für den Leistungsbedarf der allgemei nen Haustechnik und der Klimaanlage auszulegen ist.The generator 25 is also used here for replacement three-phase power supply for building services and air conditioning. Another advantage of the arrangement according to FIG. 4 is that not only the separate drive motor 20 for the dynamic rectifier set is omitted, but also that the rotary current generator 25 is only to be designed for the power requirements of general domestic technology and the air conditioning system.

Der Vollständigkeit halber sei erwähnt, daß auch beim Aus führungsbeispiel der Fig. 4 die Vorteile erreichbar sind, die anhand des ersten Ausführungsbeispieles (Fig. 1) erläu tert wurden.For the sake of completeness, it should be mentioned that the advantages that can be achieved with the aid of the first exemplary embodiment ( FIG. 1) are also achieved in the exemplary embodiment from FIG. 4.

Alle dargestellten und beschriebenen Merkmale sowie ihre Kombinationen untereinander sind erfindungswesentlich.All features shown and described as well as their Combinations with one another are essential to the invention.

Claims

1. Elektrische Anlage zur unterbrechungsfreien Stromversorgung eines Gleichstromverbrauchers in der Fernmeldetechnik und zum Einbau in Gebäuden,

- wobei die thermische Leistungsabgabe des Gleichstromverbrauchers den Einsatz einer Klimaanlage bedingt,
- wobei ferner eine Netzstromversorgung und eine bei Ausfall der Netzstromversorgung in Funktion tretende Ersatzstromversorgung vorgesehen sind, und
- wobei eine Pufferbatterie für die Ersatzstromversorgung der Gleichspannung vorgesehen ist,

1. Electrical system for the uninterruptible power supply of a direct current consumer in telecommunications and for installation in buildings,

the thermal power output of the direct current consumer requires the use of an air conditioning system,
- A mains power supply and a backup power supply that comes into operation in the event of a failure of the mains power supply are also provided, and
a buffer battery is provided for the backup power supply of the DC voltage,

dadurch gekennzeichnet,characterized,

- daß zusätzlich und parallel zur normalen Gleichstromversorgung als Gleichstromersatzaggregat ein dynamischer Gleichrichtersatz (8; 8′; 27, 29, 30, 31) vorgesehen ist, der alternativ vom Stromnetz (1) oder einer Stromersatzanlage (10, 32) betreibbar ist,- That a dynamic rectifier set ( 8; 8 '; 27, 29, 30, 31 ) is provided in addition and parallel to the normal DC power supply as a DC power pack, which can alternatively be operated from the power supply system ( 1 ) or a power backup system ( 10, 32 ),
- daß die Kapazität der Pufferbatterie (17) so dimensioniert ist, daß bei Nennbelastung dem Gleichstromnetz überlagerte Oberwellen egalisiert werden, so daß keine maßgebenden, negativen Rückwirkungen auf die Pufferbatterie entstehen, und- That the capacity of the backup battery ( 17 ) is dimensioned so that superimposed harmonics are equalized at nominal load on the DC network, so that no significant negative effects on the backup battery arise, and
- daß die Kapazität der Pufferbatterie zur Deckung von Spitzenlasten des Gleichstromverbrauchers (19) ausreicht und- That the capacity of the backup battery to cover peak loads of the DC consumer ( 19 ) is sufficient and
- daß eine Ersatzstromversorgung für die Klimaanlage (9) vorgesehen ist.- That a backup power supply for the air conditioning system ( 9 ) is provided.

2. Elektrische Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuschaltung des dynamischen Gleichrichtersatzes (8; 8′; 27; 29, 30, 31) in Abhängigkeit von der minimal zulässigen Gleichspannung erfolgt, die von dem Gleichrichtersatz (6) für normale Stromversorgung abgegeben wird.2. Electrical system according to claim 1, characterized in that the connection of the dynamic rectifier set ( 8; 8 ';27; 29, 30, 31 ) takes place as a function of the minimum permissible DC voltage, which is provided by the rectifier set ( 6 ) for normal power supply is delivered.

3. Elektrische Anlage nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Meldeleitung (12), die von dem Gleichrichtersatz (6) für Normalstromversorgung zu einer Zuschaltung (14) des Antriebsmotors (20) des die Ersatzstromversorgung bildenden dynamischen Gleichrichtersatzes (8) führt.3. Electrical system according to claim 2, characterized by a signal line ( 12 ) leading from the rectifier set ( 6 ) for normal power supply to a connection ( 14 ) of the drive motor ( 20 ) of the dynamic rectifier set ( 8 ) forming the backup power supply.

4. Elektrische Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der dynamische Gleichrichtersatz (8) als Antrieb einen Drehstrommotor (20) und ferner einen davon getriebenen Drehstromgenerator (21) mit gegenüber der Netzfrequenz höherer Frequenz, z. B. 400 Hz, sowie einem dem Drehstromgenerator nachgeschalteten Halbleitergleichrichtersatz aufweist.4. Electrical system according to one of claims 1 to 3, characterized in that the dynamic rectifier set ( 8 ) as a drive, a three-phase motor ( 20 ) and also a three-phase generator ( 21 ) driven therefrom with a higher frequency than the mains frequency, for. B. 400 Hz, and a three-phase generator downstream semiconductor rectifier set.

5. Elektrische Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine durch einen Verbrennungsmotor (24) angetriebene Netzersatzanlage (10) vorgesehen ist, die im Ersatzfall den Antriebsmotor (20) des dynamischen Gleichrichtersatzes (8), die sogenannte Haustechnik und sonstige Verbraucher (4′), und die Klimaanlage (9) mit elektrischer Energie versorgt.5. Electrical system according to one of claims 1 to 4, characterized in that a mains replacement system ( 10 ) driven by an internal combustion engine ( 24 ) is provided which, in the event of replacement, the drive motor ( 20 ) of the dynamic rectifier set ( 8 ), the so-called building technology and other consumers ( 4 '), and the air conditioning system ( 9 ) is supplied with electrical energy.

6. Elektrische Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere dynamische Gleichrichtersätze vorgesehen sind und entweder ersatzweise arbeiten oder elektrisch parallel geschaltet sind.6. Electrical system according to one of claims 1 to 5, characterized in that several dynamic rectifier sets are provided and either alternatively work or are electrically connected in parallel.

7. Elektrische Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest zwei dynamische Gleichrichtersätze (27, 8) vorgesehen und kompatibel im einander ersetzenden (redundanten) Betrieb automatisch oder manuell zu- und abschaltbar sind, wobei zumindest ein Gleichrichtersatz für Normalbetrieb und zumindest ein Gleichrichtersatz für Ersatzbetrieb vorgesehen und geschaltet sowie antreibbar ist.7. Electrical system according to one of claims 1 to 6, characterized in that at least two dynamic rectifier sets ( 27 , 8 ) are provided and can be switched on and off automatically or manually in mutually replacing (redundant) operation, with at least one rectifier set for normal operation and at least one rectifier set is provided for replacement operation and can be switched and driven.

8. Elektrische Anlage nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch zwei dynamische Gleichrichtersätze (27, 8) mit je 100% der vom Gleichstromverbraucher geforderten Leistung.8. Electrical system according to claim 7, characterized by two dynamic rectifier sets ( 27, 8 ), each with 100% of the power required by the DC consumer.

9. Elektrische Anlage nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch drei dynamische Gleichrichtersätze (29, 30, 31) mit je 50% der vom Gleichstromverbraucher geforderten Leistung.9. Electrical system according to claim 7, characterized by three dynamic rectifier sets ( 29, 30, 31 ), each with 50% of the power required by the DC consumer.

10. Elektrische Anlage nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest einer der dynamischen Gleichrichtersätze (27, 8; 29, 30, 31) zur Ladung der Pufferbatterie (17) dient.10. Electrical system according to one of claims 7 to 9, characterized in that at least one of the dynamic rectifier sets ( 27, 8; 29, 30, 31 ) is used to charge the backup battery ( 17 ).

11. Elektrische Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein gemeinsamer Antrieb in Form eines Verbrennungsmotors (32) für den Antrieb des dynamischen Gleichrichtersatzes und ferner für den Antrieb des Drehstromgenerators (25), der für den Betrieb der Klimaanlage (9) und der Haustechnik (4′) dient.11. Electrical system according to one of claims 1 to 10, characterized in that a common drive in the form of an internal combustion engine ( 32 ) for driving the dynamic rectifier set and also for driving the three-phase generator ( 25 ) which is used for the operation of the air conditioning system ( 9 ) and the house technology ( 4 ') is used.

12. Elektrische Anlage nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der gemeinsame Antriebsmotor (32) wahlweise koppelbar ist mit

a. nur dem Generator (21) des dynamischen Gleichrichtersatzes (8′),
b. nur dem Drehstromgenerator (25) einer Netzersatzanlage für den Betrieb der Klimaanlage (9) und der Haustechnik (4′),
c. sowohl mit dem Generator (21) des dynamischen Gleichrichtersatzes (8′) als auch mit dem Drehstromgenerator (25) der Netzersatzanlage.

12. Electrical system according to claim 11, characterized in that the common drive motor ( 32 ) can optionally be coupled with

a. only the generator ( 21 ) of the dynamic rectifier set ( 8 '),
b. only the three-phase generator ( 25 ) of an emergency power system for the operation of the air conditioning system ( 9 ) and the building services ( 4 '),
c. both with the generator ( 21 ) of the dynamic rectifier set ( 8 ') and with the three-phase generator ( 25 ) of the emergency power system.

13. Elektrische Anlage nach Anspruch 11 oder 12, gekennzeichnet durch Mittel, um bei Betrieb der Netzersatzanlage gemäß Anspruch 12 und 13 einen etwa vorhandenen statischen Gleichrichtersatz (6) der Normalversorgung abzuschalten (34).13. Electrical system according to claim 11 or 12, characterized by means for switching off an existing static rectifier set ( 6 ) of the normal supply ( 34 ) during operation of the emergency power system according to claim 12 and 13.

14. Elektrische Anlage nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß eine Meldeleitung von der Gleichspannungsseite oder -schiene (37) des Gleichstromverbrauchers (19) zum gemeinsamen Antriebsmotor (32) führt und durch eine Steuerung (35) derart, daß der gemeinsame Antriebsmotor inkl. dynamischem Gleichrichtersatz (8′) bei Abfall der Gleichspannung unter den Sollwert (1) zugeschaltet wird.14. Electrical system according to one of claims 11 to 13, characterized in that a signal line from the DC voltage side or rail ( 37 ) of the DC consumer ( 19 ) leads to the common drive motor ( 32 ) and by a controller ( 35 ) such that the common drive motor including dynamic rectifier set ( 8 ′) is switched on when the DC voltage drops below the setpoint ( 1 ).

15. Elektrische Anlage nach einem der Ansprüche 11 bis 14, gekennzeichnet durch eine Meldeleitung vom Stromversorgungsnetz (1) her zum gemeinsamen Antriebsmotor (32) inkl. Drehstromgenerator (25) und durch eine Steuerung (33) derart, daß der gemeinsame Antriebsmotor bei Ausfall der Netzversorgung (1) zugeschaltet wird.15. Electrical system according to one of claims 11 to 14, characterized by a signal line from the power supply network ( 1 ) to the common drive motor ( 32 ) incl. Three-phase generator ( 25 ) and by a controller ( 33 ) such that the common drive motor in the event of failure Mains supply ( 1 ) is switched on.