WO1987004874A1 - Apparatus for ensuring maximum safety of the relief operation of storage batteries and charging apparatus in transformer stations and power plants - Google Patents

Apparatus for ensuring maximum safety of the relief operation of storage batteries and charging apparatus in transformer stations and power plants Download PDF

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WO1987004874A1
WO1987004874A1 PCT/HU1987/000004 HU8700004W WO8704874A1 WO 1987004874 A1 WO1987004874 A1 WO 1987004874A1 HU 8700004 W HU8700004 W HU 8700004W WO 8704874 A1 WO8704874 A1 WO 8704874A1
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    • H02J9/061—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems for DC powered loads

Definitions

  • the invention relates to a device for optimally securing the buffer operation of the accumulator batteries and charging devices of transformer stations and power plants, this device contributing to the supply of uninterruptible direct current auxiliary systems with constant and / or changing load.
  • auxiliary systems the consumer requirement is secured by an uninterruptible mains supply unit, which contains an accumulator connected in parallel to a charging unit, which ensures the continuity of operation in the event of a brief / 5-1000 msec / or long-term failure of the mains voltage.
  • buffer batteries function in such a way that the accumulator is directly connected in parallel with the charging device.
  • the voltage of the accumulator is selected to a value determined by the charging device.
  • the screening effect of the accumulator comes into its own with little internal resistance.
  • This sieving effect means that the accumulator delivers a current at constant DC current load, the size of which is given by the charging voltage of the charging device in the voltage minima, on the other hand absorbs this current as the charging current during the voltage peaks.
  • only a small direct current component flows through the accumulator and depends on the direct current of the consumer current alternating current.
  • the known charging devices are designed with multi-phase and multi-way rectification, so the frequency of the alternating current flowing through the battery is significantly higher than the operating frequency.
  • the alternating current flowing through the accumulator leads to a reduction in the lifespan of the accumulators.
  • the ripple of the supply voltage which should be kept within the limits of 3-5%.
  • FIG. 1 a shows the change in the AC voltage component on the accumulator as a function of time.
  • FIG. 1 a shows that the voltage U of the accumulator is between the maximum U t and minimum U t , ie between U tmax and U tmin fluctuates.
  • the DC load on the auxiliary system was constant during the period examined. It is clear from FIGS. 1 a and 1 b that the current flowing through the accumulator is an alternating current rich in harmonics.
  • the aim of the invention is to provide a device in which the accumulator is completely disconnected from the load in the presence of the supply voltage, i.e. it should be ensured that the accumulator current contains no AC component, i.e. periodically the direction does not change.
  • the electrolytic and mechanical use of the battery can be significantly reduced and the service life of the battery can be significantly increased.
  • the invention is thus a device for optimally securing the buffer operation of the accumulator batteries and charging devices of transformer stations and power plants, which has a charging unit connected to an AC voltage source, which is provided with a rectifier, sieve and voltage regulator, and an accumulator connected in parallel with the charging unit and in accordance with of the invention is designed such that between an output of the charging unit and an output of the accumulator, one input is inserted, a decoupling unit / 3 / which completely switches off the accumulator when the supply voltage is present, while the output of the decoupling unit connects the output of the Device forms.
  • the decoupling unit contains at least one diode between its two inputs and one stable voltage reducer connected between its input connected to the accumulator and its output.
  • a switch is connected in parallel with the voltage reducer.
  • the switch is actuated with a current detector connected in series to the output of the charging unit.
  • a further switch is inserted between the output of the charging unit and the output of the device.
  • a further embodiment of the invention is characterized in that between the input of the decoupling unit connected to the output of the charging unit and the input of the decoupling unit connected to the output of the accumulator, a stable voltage reducer is inserted serially, while between the output of the device and the output of the accumulator is at least one diode connected in series.
  • a switch is inserted between the output of the charging unit and the output of the device.
  • FIG. 2 shows an embodiment of the invention
  • Fig. 3 shows another embodiment of the invention.
  • FIG. 2 A block diagram of a preferred embodiment can be seen in FIG. As is apparent from Fig. 2, is an AC voltage Food source 1 provided on a charger
  • the charging unit 2 has a rectifier, sieve and a voltage regulator, a peak voltage regulator being installed as a voltage regulator in the present embodiment.
  • Output 2.1 of the charging unit 2 is via a current detector 5 at an input 3.1 of a decoupling unit
  • Another input 3.2 of the decoupling unit 3 is connected to an accumulator 4, in the present exemplary embodiment also via the current detector 5.
  • Another output 4.2 of the accumulator 4 is connected to a further output 2.2 of the charging unit 2, and these form an output of the device, to which the load Rt is connected.
  • Another output of the device is either the output
  • the decoupling unit 3 contains a diode D1 inserted in series between the inputs 3.1 and 3.2 and a ⁇ -stable voltage reducer 8 inserted between the input 3.2 and the output 3.3, which in the present exemplary embodiment consists of serially connected oodes D1 ... Dn and with a switch 5 is bridged.
  • the switch 6 serves to short-circuit the stable voltage reducer 8 in the event of a power failure at the supply source 1 and thus to ensure that the full voltage of the battery 4 reaches the load Rt.
  • the output 3.1 and the output 3.3 are bridged by a further switch 7, by means of which the entire decoupling unit 3 can optionally be switched off.
  • the switch 6 can preferably also be operated in such a way that it is connected to the current detector 5, ie if the measured current falls below a predetermined value, it closes the stable voltage reducer 8 automatically short and enables the supply from the accumulator 4.
  • the stable voltage reducer 8 switches off the load Rt from the battery 4 as long as the voltage at the output 2.1 of the charging unit 2 is greater than the sum of the voltages of the battery 4 and the stable voltage reducer 8. However, if the voltage of the Charger 2 drops below the voltage of the accumulator 4, the accumulator 4 automatically takes over the supply of the load Rt. It is advantageous to set the value of the voltage of the stable voltage reducer 8 to the value of the permitted ripple.
  • the voltage regulator of the charging unit 2 has to function as a peak voltage regulator.
  • the voltage regulator of the charging unit 2 is to be set to the permitted value U tmin , since the stable voltage reducer 8 is inserted serially between the two inputs 3.1 and 3.2. Between the entrance 3.1 and the
  • the trained according to the invention and in Fig. The device shown 2 functions as follows:
  • the alternating current supply source 1 and the charging unit 2 provided with a rectifier, sieve and control units generate the equilibrium voltage which corresponds to the requirements with regard to viability and stability), which on the other hand is positive Busbar, d. H . the exit 3.3, and on the other hand is connected to the positive output 4.1 of the battery via the diode D1, thereby supplying the loads connected to the rail and occasionally charging the battery 4 by continuous charging or rapid charging.
  • the positive switching point of the accumulator 4 is also connected to the positive rail via a stable voltage reducer 8. If the mains supply fails, the accumulator 4 feeds the direct current consumers via the stable voltage reducer 8.
  • the stable voltage reducer 8 has the task of reducing the voltage of the accumulator 4 reaching the rail practically independently of the load current by a predetermined value.
  • the degree of voltage reduction is preferably set to the value of the ripple. In this case, a smooth DC voltage corresponding to the minimum value of the ripple remains on the rail if the AC voltage fails.
  • FIG. 3 Another possible solution is illustrated in FIG. 3.
  • it is also expedient to set the voltage drop to the value from peak to peak of the ripple in this case it is expedient to charge the accumulator to the minimum value of the ripple of the supply voltage and if the AC voltage fails, this voltage now becomes switched to the rail without further visible waste.
  • the battery 4 is subjected to a load, the size of which depends on the load current and the frequency of which corresponds to the operating frequency. It is ensured that as long as a voltage is present at the supply source 1 or a sufficiently large voltage is present at the output of the charging unit 2, the accumulator 4 is separated from the load Rt. If the voltage fails or if other faults occur in the AC network, the battery 4 takes over the supply.

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Abstract

An apparatus for ensuring maximum safety of the relief operation of storage batteries and charging apparatus in transformer stations and power plants includes a charging unit (2) connected with an alternating current supply source (1) and provided with rectifier, filter and voltage regulator, and an accumulator (4) connected in parallel with the charging unit (2). Between each output (2.1) of the charging unit (2) and each output (4.1) of the battery (4) is inserted an input (3.1, 3.2) of a decoupling unit (3) which completely separates the battery (4) from the output of the apparatus when the supply voltage is applied. An output of the decoupling unit (3) forms the output (3.3) of the apparatus.

Description

Gerät zur optimalen Sicherung des Pufferbetriebes der Akkumulatorenbatterien und Aufladeqeräte von Transformatorenstationen und KraftwerkenDevice for optimally securing the buffer operation of the accumulator batteries and charging devices of transformer stations and power plants
Die Erfindung betrifft ein Gerät zur optimalen Sicherung des Pufferbetriebes der Akkumulatorenbatterien und Aufladegeräte von Transformatorenstationen und Kraftwerken, wobei dieses Gerät zur Speiseenergieversorgung von unterbrechungsfreien Gleichstromhilfsanlagen mit konstanter und/oder sich ändernder Belastung beiträgt. Bei diesen Hilfsanlagen wird der Verbraucherbedarf von einer unterbrechungsfreien Netzspeisseinheit gesichert, welche einen zu einer Aufladeeinheit parallelgeschalteten Akkumulator enthält, welcher bei kurzzeitigem /5-1000 msec/oder langzeitigem Ausfall der Netzspannung die Kontinuität des Betriebes sichert.The invention relates to a device for optimally securing the buffer operation of the accumulator batteries and charging devices of transformer stations and power plants, this device contributing to the supply of uninterruptible direct current auxiliary systems with constant and / or changing load. In these auxiliary systems, the consumer requirement is secured by an uninterruptible mains supply unit, which contains an accumulator connected in parallel to a charging unit, which ensures the continuity of operation in the event of a brief / 5-1000 msec / or long-term failure of the mains voltage.
Derartige, sogenannte Pufferbatterien funktionieren gemäss der derzeitigen Praxis auf die Weise, dass der Akkumulator zu der Aufladeeinrichtung unmittelbar parallelgeschaltet ist. Die Spannung des Akkumulators ist auf einen durch die Aufladeeinrichtung bestimmten We rt ausgewählt.According to current practice, such so-called buffer batteries function in such a way that the accumulator is directly connected in parallel with the charging device. The voltage of the accumulator is selected to a value determined by the charging device.
Wird jedoch beachtet, dass die Ausgangsspannung der Aufladeeinrichtungen auch im Falle einer hochgradigen Siebung noch Wechselspannungskomponenten beinhaltet, kommt die Siebwirkung des Akkumulators mit geringem inneren Widerstand weitgehend zur Geltung. Diese Siebwirkung bedeutet, dass der Akkumulator bei konstanter Gleichstrombelastung einen Strom liefert, dessen Grosse durch die in der Spannungsminima der Ladespannung der Aufladeeinrichtung gegeben ist, dagegen bei den Spannungsspitzen diesen Strom als Aufladestrom aufnimmt. Infolgedessen fliesst über den Akkumulator nur eine geringe Gleichst romkomponente und ein von dem Gleichstrom des Verbrauchers abhän giger Wechselstrom. Aus Gründen der Zweckmässigkeit wenden die bekannten Aufladeeinrichtungen mit Mehrphasenund Mehrweggleichrichtung ausgebildet, somit ist die Frequenz des über den Akkumulator fliessenden Wechselst romes bedeutend höher als die Betriebsfrequenz. Der über den Akkumulator fliessende Wechsels t rom führt jedoch zur Verringerung der Lebensdauer der Akkumulatoren. Bei Gleichst romhilfsanlagenverbrauchern besteht der grundsätzliche 8edarf an einer ununterbrochenen Speisestromversorgung. Es besteht weiterhin eine Vorschrift für die Welligkeit der Speisespannung, welche in den Grenzen von 3-5 % gehalten werden soll. Oarüberhinaus ist vorgegeben, wie weit der Gleichspannungswert in positiver bzw. negativer Richtung schwanken darf.However, if attention is paid to the fact that the output voltage of the charging devices also contains AC voltage components even in the case of high-grade screening, the screening effect of the accumulator comes into its own with little internal resistance. This sieving effect means that the accumulator delivers a current at constant DC current load, the size of which is given by the charging voltage of the charging device in the voltage minima, on the other hand absorbs this current as the charging current during the voltage peaks. As a result, only a small direct current component flows through the accumulator and depends on the direct current of the consumer current alternating current. For reasons of expediency, the known charging devices are designed with multi-phase and multi-way rectification, so the frequency of the alternating current flowing through the battery is significantly higher than the operating frequency. However, the alternating current flowing through the accumulator leads to a reduction in the lifespan of the accumulators. For DC auxiliary system consumers, there is a basic need for an uninterrupted supply of power. There is also a regulation for the ripple of the supply voltage, which should be kept within the limits of 3-5%. In addition, it is specified how far the DC voltage value may fluctuate in the positive or negative direction.
In der beigefügten Fig. 1 ist die Zeitfunktion des Stromes von Akkumulatoren mit konstanter Belastung für den Fall veranschaulicht, wenn das Gerät eine mit Phasenspalt regelung betätigte Aufladeeinrichtung enthält. Bei dieser Funktion zeigt der positive Strom die Aufladung, während der negative Strom die Entladung veranschaulicht.In the accompanying Fig. 1, the time function of the current of batteries with constant load is illustrated for the case when the device contains a charging device operated with phase gap control. With this function, the positive current shows the charge, while the negative current shows the discharge.
In Fig. la ist die Aenderung der Wechselspannungskomponente am Akkumulator in Abhängigkeit von der Zeit dargestellt, Aus Fig. la ist ersichtlich, dass die Spannung U des Al<kumulators zwischen der maximalen Ut und minimalen Ut, d.h. zwischen U tmax und Utmin schwankt. Die Gleichstrombelastung der Hilfsanlage war in dem geprüften Zeitraum konstant. Aus den Figuren la und 1b gaht deutlich hervor, dass der über den Akkumulator fliessende Strom ein an Oberwellen reicher Wechselstrom ist. Das ist darauf zurückzuführen, dass, wenn die Spannung der Speiseeinheit bzw. der Aufladeeinrichtung geringer als die Spannung des Akkumulators ist, der Akkumulator den gesamten Strom führt, wenn jedoch die Spannung der Aufladeeinrichtung grosser als die Spannung des Akkumulators ist, führt die Aufladeeinrichtung über die gesamte Belastung hinaus auch den zur Aufrechterhaltung der Aufladung des Akkumulators erforderlicehn Ladestrom.FIG. 1 a shows the change in the AC voltage component on the accumulator as a function of time. FIG. 1 a shows that the voltage U of the accumulator is between the maximum U t and minimum U t , ie between U tmax and U tmin fluctuates. The DC load on the auxiliary system was constant during the period examined. It is clear from FIGS. 1 a and 1 b that the current flowing through the accumulator is an alternating current rich in harmonics. This is due to the fact that if the voltage of the supply unit or the charging device is less than the voltage of the accumulator, the accumulator conducts all of the current, but if the voltage of the charging device is greater than the voltage of the accumulator, the charging device conducts over the entire burden beyond that required charging current to maintain the charging of the accumulator.
Die Erfindung hat sich zum Ziel gesetzt, ein Gerät zu schaffen, bei welchem der Akkumulator bei Vorhandensein der Speisespannung vollkommen von der Belastung abgeschaltet ist, d.h. es soll gesichert werden, dass der Akkumulatorstrom keine Wechselstromkomponente enthält, d.h. periodisch die Richtung nicht wechselt. Dadurch kann die elektrolytische und mechanische Inansprchnahme des Akkumulators bedeutend verringert werden und die Lebensdauer des Akkumulators wesentlich erhöht werden.The aim of the invention is to provide a device in which the accumulator is completely disconnected from the load in the presence of the supply voltage, i.e. it should be ensured that the accumulator current contains no AC component, i.e. periodically the direction does not change. As a result, the electrolytic and mechanical use of the battery can be significantly reduced and the service life of the battery can be significantly increased.
Die Erfindung ist somit ein Gerät zur optimalen Sicherung des Pufferbetriebes der Akkumulatorenbatterien und Aufladegeräte von Transformatorenstationen und Kraftwerkden, welches eine an einer Wechselspannungs- Speisequelle angeschlossene Aufladeeinheit, die mit Gleichrichter, Sieb und Spannungsregler versehen ist, und einen zu der Aufladeeinheit parallelgeschalteten Akkumulator aufweist und gemäss der Erfindung derart ausgebildet ist, dass zwischen einem Ausgang der Aufladeeinheit und einem Ausgang des Akkumulators je ein Eingang einer, den Akkumulator bei Vorhandensein der Speisespannung von dem Ausgang des Gerätes vollkommen abschaltenden Entkopplungseinheit /3/ eingefügt ist, während der Ausgang der Entkopplungseinheit den Ausgang des Gerätes bildet.The invention is thus a device for optimally securing the buffer operation of the accumulator batteries and charging devices of transformer stations and power plants, which has a charging unit connected to an AC voltage source, which is provided with a rectifier, sieve and voltage regulator, and an accumulator connected in parallel with the charging unit and in accordance with of the invention is designed such that between an output of the charging unit and an output of the accumulator, one input is inserted, a decoupling unit / 3 / which completely switches off the accumulator when the supply voltage is present, while the output of the decoupling unit connects the output of the Device forms.
Gemäss einer Ausführungsform der Erfindung enthält die Entkopplungseinheit zwischen ihren beiden Eingängen mindestens eine Diode und einen zwischen ihrem dem Akkumulator angeschlossenen Eingang und ihrem Ausgang geschalteten stabilen Spannungsminderer.According to one embodiment of the invention, the decoupling unit contains at least one diode between its two inputs and one stable voltage reducer connected between its input connected to the accumulator and its output.
Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist parallel zu dem Spannungsminderer ein Schalter geschaltet. Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist der Schalter mit einem an dem Ausgang der Aufladeeinheit seriell angeschlossenen Stromdetektor betätigt.In another embodiment of the invention, a switch is connected in parallel with the voltage reducer. In a further embodiment of the invention, the switch is actuated with a current detector connected in series to the output of the charging unit.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist zwischen dem Ausgang der Aufladeeinheit und dem Ausgang des Gerätes ein weiterer Schalter eingefügt.In a further embodiment of the invention, a further switch is inserted between the output of the charging unit and the output of the device.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem an dem Ausgang der Aufladeeinheit angeschlossenen Eingang der Entkopplungseinheit und dem, an dem Ausgang des Akkumulators angeschlossenen Eingang der Entkopplungseinheit ein stabiler Spannungsminde rer seriell eingefügt ist, während zwischen dem Ausgang des Gerätes und dem Ausgang des Akkumulators mindestens eine Diode seriell eingebunden ist.A further embodiment of the invention is characterized in that between the input of the decoupling unit connected to the output of the charging unit and the input of the decoupling unit connected to the output of the accumulator, a stable voltage reducer is inserted serially, while between the output of the device and the output of the accumulator is at least one diode connected in series.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist zwischen dem Ausgang der Aufladeeinheit und dem Ausgang des Gerätes ein Schalter eingefügt.In a further embodiment of the invention, a switch is inserted between the output of the charging unit and the output of the device.
Nachstehend wird das erfindungsgemässe Gerät anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. In der Zeichnung zeigen: Fig. 1 die Zeitfunktion der Spannung und des Stromes desThe device according to the invention is explained in more detail below on the basis of exemplary embodiments with reference to the accompanying drawings. 1 shows the time function of the voltage and the current of the
Akkumulators bei bekannten Aufladeeinrichtungen, Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, Fig. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung.Accumulator in known charging devices, Fig. 2 shows an embodiment of the invention, Fig. 3 shows another embodiment of the invention.
Die in Fig. 1 veranschaulichte Zeitfunktion wurde bereits oben erläutert. Zur Verringerung der Wechselspannungskomponente des hier veranschaulichten Stromes wurde das erfindungsgemässe Gerät entwickelt, dessen eine mögliche Ausführungsform in Fig. 2 dargestellt ist. In Fig. 2 ist ein Blockschema einer bevorzugten Ausführungsform zu sehen. Wie aus Fig. 2 hervorgeht, ist eine Wechselspannungs Speisequelle 1 vorgesehen, die an einer AufladeeinheitThe time function illustrated in FIG. 1 has already been explained above. In order to reduce the AC voltage component of the current illustrated here, the device according to the invention was developed, one possible embodiment of which is shown in FIG. 2. A block diagram of a preferred embodiment can be seen in FIG. As is apparent from Fig. 2, is an AC voltage Food source 1 provided on a charger
2 angeschlossen ist. Die Aufladeeinheit 2 weist einen Gleichrichter, Sieb und einen Spannungsregler auf, wobei bei der vorliegenden Ausführungsform ein SpitzenSpannungsregler als Spannungsregler eingebaut ist. Ein2 is connected. The charging unit 2 has a rectifier, sieve and a voltage regulator, a peak voltage regulator being installed as a voltage regulator in the present embodiment. On
Ausgang 2.1 der Aufladeeinheit 2 ist über einen Stromdetektor 5 an einem Eingang 3.1 einer EntkopplungseinheitOutput 2.1 of the charging unit 2 is via a current detector 5 at an input 3.1 of a decoupling unit
3 angeschlossen. Ein anderer Eingang 3.2 der Entkopplungseinheit 3 ist mit einem Akkumulator 4 verbunden, bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ebenfalls über den Stromdetektor 5. Ein anderer Ausgang 4.2 des Akkumulators 4 ist mit einem weiteren Ausgang 2.2 der Aufladeeinheit 2 verbunden, und diese bilden einen Ausgang des Gerätes, an dem die Belastung Rt angeschlossen ist. Einen anderen Ausgang des Gerätes bildet entweder der Ausgang3 connected. Another input 3.2 of the decoupling unit 3 is connected to an accumulator 4, in the present exemplary embodiment also via the current detector 5. Another output 4.2 of the accumulator 4 is connected to a further output 2.2 of the charging unit 2, and these form an output of the device, to which the load Rt is connected. Another output of the device is either the output
2.1 der Aufladeeinheit 2 oder der Ausgang 4.1 des Akkumulators 4 in Abhängigkeit davon, ob an der Speisequelle 1 eine Speisespannung anliegt oder nicht. Die Entkopplungseinheit 3 enthält eine zwischen den Eingängen 3.1 und 3.2 in Reihe eingefügte Diode D1 und einen zwischen dem Eingang 3.2 und dem Ausgang 3.3 eingefügten β-tabilen Spannungsminderer 8, der in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel aus seriell geschalteten Oioden D1...Dn besteht und mit einem Schalter 5 überbrückt ist. Wobei der Schalter 6 dazu dient, bei Spannungsausfall an der Speisequelle 1 den stabilen Spannungsminderer 8 kurzzuschliessen und somit zu sichern, dass dei vollständige Spannung des Akkumulators 4 an die Belastung Rt gelangt. Der Ausgang 3.1 und der Ausgang 3.3 sind durch einen weiteren Schalter 7 überbrückt, mittels dessen gegebenenfalls die gesamte Entkopplungseinheit 3 ausgeschaltet werden kann.2.1 of the charging unit 2 or the output 4.1 of the accumulator 4, depending on whether a supply voltage is present at the supply source 1 or not. The decoupling unit 3 contains a diode D1 inserted in series between the inputs 3.1 and 3.2 and a β-stable voltage reducer 8 inserted between the input 3.2 and the output 3.3, which in the present exemplary embodiment consists of serially connected oodes D1 ... Dn and with a switch 5 is bridged. The switch 6 serves to short-circuit the stable voltage reducer 8 in the event of a power failure at the supply source 1 and thus to ensure that the full voltage of the battery 4 reaches the load Rt. The output 3.1 and the output 3.3 are bridged by a further switch 7, by means of which the entire decoupling unit 3 can optionally be switched off.
Der Schalter 6 kann vorzugsweise auch auf die Weise betätigt werden, dass er mit dem Stromdetektgr 5 verbunden wird, d.h. wenn der gemessene Strom einen vorgegebenen Wert unterschreitet schliesst er den stabilen Spannungs minderer 8 automatisch kurz und ermöglicht die Speisung von dem Akkumulator 4.The switch 6 can preferably also be operated in such a way that it is connected to the current detector 5, ie if the measured current falls below a predetermined value, it closes the stable voltage reducer 8 automatically short and enables the supply from the accumulator 4.
Bei der vorliegenden Ausführungsform schaltet der stabile Spannungsminderer 8 solange die Belastung Rt von dem Akkumulator 4 ab, solange am Ausgang 2.1 de r Aufladeeinheit 2 befindliche Spannung grosser ist als die Summe der Spannungen des Akkumulators 4 und des stabilen Spannungsminderers 8. Wenn jedoch die Spannung der Aufladeeinheit 2 unter die Spannung des Akkumulators 4 sinkt, übernimmt der Akkumulator 4 automatisch die Versorgung der Belastung Rt. Es ist vorteilhaft, den Wert der Spannung des tsabilen Spannungsminderers 8 auf den Wert der zugelassenen Welligkeit einzustellen. Der Spannungsregler der Aufladeeinheit 2 hat dagegen als Spitzenspannungsregler zu funktionieren.In the present embodiment, the stable voltage reducer 8 switches off the load Rt from the battery 4 as long as the voltage at the output 2.1 of the charging unit 2 is greater than the sum of the voltages of the battery 4 and the stable voltage reducer 8. However, if the voltage of the Charger 2 drops below the voltage of the accumulator 4, the accumulator 4 automatically takes over the supply of the load Rt. It is advantageous to set the value of the voltage of the stable voltage reducer 8 to the value of the permitted ripple. The voltage regulator of the charging unit 2, on the other hand, has to function as a peak voltage regulator.
Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Spannungsregler der Aufladeeinheit 2 auf den zugelassenen Wert Utmin einzustellen, da hier der stabile Spannungsminderer 8 zwischen den beiden Eingängen 3.1 und 3.2 seriell eingefügt ist. Zwischen dem Eingang 3.1 und demIn the embodiment shown in FIG. 3, the voltage regulator of the charging unit 2 is to be set to the permitted value U tmin , since the stable voltage reducer 8 is inserted serially between the two inputs 3.1 and 3.2. Between the entrance 3.1 and the
Ausgang 3.3 ist ein Schalter 9 eingefügt. Durch die gemäss der Erfindung realisierte Anordnung wird gesichert, dass der Strom des Akkumulators /Iakku/ preriodisch dieOutput 3.3 a switch 9 is inserted. The arrangement realized according to the invention ensures that the current of the accumulator / I accumulator / preriodically
Richtung nicht wechselt, dadurch wird die in dem Akkumulator 4 entstehende und mit Betriebsfrequenz oder deren Vielfachem wechselnde elektrolytische und mechanische Inanspruchnahme verhindert.Direction does not change, thereby preventing the electrolytic and mechanical use occurring in the accumulator 4 and changing with the operating frequency or its multiple.
Das gemäs s de r E rfindung ausgebilde te und in Fig . 2 gezeigte Ge rät f unktionie rt folgende rweise :The trained according to the invention and in Fig. The device shown 2 functions as follows:
Die Wechse lst rom-Speisequelle 1 und die mit Gleich richte r , Sieb und Regelungseinheiten ve rsehene Au fladeeinhe it 2 e rzeugen die den An fo rde rungen in Hinsicht auf We lligkeit und Stabilität entsp rechende Gle ichspannung) , die eine rseits auf die positive Sammelschiene , d . h . den Ausgang 3.3, und anderseits über die Diode D1 an den positiven Ausgang 4.1 des Akkumulators geschaltet wird, dadurch werden die an der Schiene angeschlossenen Verbraucher versorgt und fallweise durch Dauerladung oder Schnelladung der Akkumulator 4 aufgeladen. Der positive Schaltungspunkt des Akkumulators 4 ist über einen stabilen Spannungsminderer 8 ebenfalls an der positiven Schiene angeschlossen. Bei Ausfall der Netzversorgung speist der Akkumulator 4 über den stabilen Spannungsminderer 8 die Gleichstromverbraueher. Der stabile Spannungsminderer 8 hat die Aufgabe, von dem Belastungsstrom praktisch unabhängig die auf die Schiene gelangende Spannung des Akkumulators 4 um einen im Voraus bestimmten Wert zu verringern. Das Mass der Spannungsverringerung wird vorzugsweise auf den Wert der Welligkeit einstellt. In diesem Fall bleibt auf der Schiene bei Ausfall der Wechselspannung eine dem minimalen Wert der Welligkeit entsprechend grosse, glatte Gleichspannung.The alternating current supply source 1 and the charging unit 2 provided with a rectifier, sieve and control units generate the equilibrium voltage which corresponds to the requirements with regard to viability and stability), which on the other hand is positive Busbar, d. H . the exit 3.3, and on the other hand is connected to the positive output 4.1 of the battery via the diode D1, thereby supplying the loads connected to the rail and occasionally charging the battery 4 by continuous charging or rapid charging. The positive switching point of the accumulator 4 is also connected to the positive rail via a stable voltage reducer 8. If the mains supply fails, the accumulator 4 feeds the direct current consumers via the stable voltage reducer 8. The stable voltage reducer 8 has the task of reducing the voltage of the accumulator 4 reaching the rail practically independently of the load current by a predetermined value. The degree of voltage reduction is preferably set to the value of the ripple. In this case, a smooth DC voltage corresponding to the minimum value of the ripple remains on the rail if the AC voltage fails.
Eine andere mögliche Lösung ist in Fig. 3 veranschaulicht. Bei dieser Lösung ist es ebenfalls zweckmässig, den Spannungsabfall auf den dem Wert von Spitze zu Spitze der Welligkeit entsprechend einzustellen, in diesem Falle ist es zweckmässig, den Akkumulator auf den minimalen Wert der Welligkeit der Speisespannung aufzuladen und bei Ausfall der Wechselspannung wird diese Spannung nun ohne weiteren ansichtlich erfolgenden Abfall auf die Schiene geschaltet.Another possible solution is illustrated in FIG. 3. With this solution, it is also expedient to set the voltage drop to the value from peak to peak of the ripple, in this case it is expedient to charge the accumulator to the minimum value of the ripple of the supply voltage and if the AC voltage fails, this voltage now becomes switched to the rail without further visible waste.
Mit Hil fe des e rfindungsgemäss ausgebildeten Gerätes wird verhindert, dass an dem Akkumulator 4 eine Inansprchnahme auftritt, deren Grosse von dem Belastungsstrom abhängt und deren Frequenz der Betriebsfrequenz entspricht. Es ist gesichert, dass solange an der Speisequelle 1 eine Spannung anliegt, bzw. am Ausgang der Aufladeeinheit 2 eine ausreichend grosse Spannung anliegt, der Akkumulator 4 von der Belastung Rt getrennt ist. Sollte die Spannung ausfallen oder sollten sonstige Störungen im Wechselstromnetz auftreten, übernimmt der Akkumulator 4 die Versorgung. With the help of the device designed according to the invention, it is prevented that the battery 4 is subjected to a load, the size of which depends on the load current and the frequency of which corresponds to the operating frequency. It is ensured that as long as a voltage is present at the supply source 1 or a sufficiently large voltage is present at the output of the charging unit 2, the accumulator 4 is separated from the load Rt. If the voltage fails or if other faults occur in the AC network, the battery 4 takes over the supply.

Claims

Patentansprüche Claims
1. Gerät zur optimalen Sicherung des Puf erbetriebes der Akkumulatorenbatterien und Aufladegeräte von Trans- f ormatσreπstationen und Kraftwerken, welches eine, an einer Wechselspannuπg-Speisequelle angeschlossene, mit Gleichrichter, Sieb und Spannungsregler versehene Aufladeeinheit und einen, zu der Aufladeeinheit parallelgeschalteten Akkumulator aufweist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass zwischen einem Ausgang (2.1) der Aufladeeinheit (2) und einem Ausgang (4.1) des Akkumulators (4) je sin Eingang (3.1,3.2) einer, den Akkumulator (4) bei Vorhandensein der Speisespannung von dem Ausgang. des Gerätes vollkommen abschaltenden Entkopplungseinheit (3) eingefügt ist, wobei ein Ausgang (3.3) der Entkoppluπgse nheit (3) den Ausgang (3.3) des Gerä- tes bildet.1. Device for optimally securing the buffer operation of the accumulator batteries and charging devices of transformer stations and power plants, which has a charging unit connected to an alternating voltage supply source, provided with a rectifier, sieve and voltage regulator, and an accumulator connected in parallel with the charging unit that between an output (2.1) of the charging unit (2) and an output (4.1) of the accumulator (4) one sin input (3.1,3.2) per one, the accumulator (4) in the presence of the supply voltage from the output. the decoupling unit (3) which completely switches off the device is inserted, an output (3.3) of the decoupling unit (3) forming the output (3.3) of the device.
2. Gerät nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Entkoppluπgseinheit (3) zwischen ihren beiden Eingängen ( 3.1 ,3.2)mindesteπs eine Di- ode (D,) und einen zwischen dem an dem Akkumulator (4) angeschlossenen Eingang (3.2) und ihrem Ausgang (3.3)' geschalteten stabilen Spannungsminderer (8) aufweist.2. Device according to claim 1, characterized in that the decoupling unit (3) between its two inputs (3.1, 3.2) at least one diode (D,) and one between the input (3.2) connected to the accumulator (4) and its Output (3.3) 'switched stable voltage reducer (8).
3. Gerät nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n π - z e i c h n e t , dass parallel zu dem stabilen Spannungsminderer (8) ein Schalter (6) geschlatet ist.3. Device according to claim 2, so that a switch (6) is slid parallel to the stable voltage reducer (8).
4. Gerät nach Anspruch *3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Schalter (6) von einem, seri- eil an dem Ausgang der Aufladeeinheit (2) angeschlossenen Stromdetektor (5) betätigt ist.4. Apparatus according to claim * 3, so that the switch (6) is actuated by a current detector (5) connected in series to the output of the charging unit (2).
5. Gerät nach einem der Ansprüche 2 bis 4 , d. a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass zwischen dem Ausgang (2.1) der Aufladeeinheit (2) und dem Ausgang (3.3) des Gerätes ein weiterer Schalter (7) eingefügt ist.5. Device according to one of claims 2 to 4, d. characterized by the fact that between the output (2.1) of the charging unit (2) and the output (3.3) of the Another switch (7) is inserted into the device.
6. Gerät nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass zwischen dem, an dem Ausgang (2.1) der Aufladeeinheit (2) angeschlossenen Eingang6. Apparatus according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that between the, connected to the output (2.1) of the charging unit (2)
(3.1) der Entkopplungseinheit (3) und dem, an dem Ausgang (4.1) des Akkumulators (4) angeschlossenen Eingang(3.1) the decoupling unit (3) and the input connected to the output (4.1) of the accumulator (4)
(3.2) der Entkopplungseinheit (3) seriell ein stabiler Spannungsminderer (8) geschaltet ist, während zwischen dem Ausgang (3.3) des Gerätes und dem Ausgang (4.1) des Akkumulators (4) mindestens aine Diode (D1) seriell eingeschaltet ist.(3.2) the decoupling unit (3) has a stable voltage reducer (8) connected in series, while at least one diode (D 1 ) is connected in series between the output (3.3) of the device and the output (4.1) of the accumulator (4).
7. Gerät nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass zwischen dem Ausgang (2.1) der7. Device according to claim 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that between the output (2.1) of the
Aufladeeinheit (2) und dem Ausgang (3.3) des Gerätes ein Schalter (9) eingefügt ist. Charger (2) and the output (3.3) of the device, a switch (9) is inserted.
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