It / Technik
Veröffentlicht vor 5 Jahre, 5 Monate

Unterbrechungsfreie Stromversorgung USV

Die «Versicherung» für Ihre sensiblen Energieverbraucher

Verlust von Daten, Programmen oder unproduktive Wartezeiten sind die Folgen von Stromunterbrüchen oder Störungen im Versorgungsnetz. Obwohl das Schweizer Stromnetz eine hohe Versorgungssicherheit aufweist, ist die totale Verfügbarkeit nicht garantiert. Eine Unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV) schafft hier Abhilfe.

Liegt die Versorgungssicherheit beispielsweise bei 99,999 % bedeutet dies fünf Minuten Stromausfall pro Jahr! Typischerweise treten solche aufgeteilt in mehreren kurzen Unterbrüchen auf. Berücksichtigt man noch Spannungs- und Frequenzschwankungen die zusätzlich auftreten können, kann dies zu erheblichen Folgekosten führen. Mit einer USV-Anlage lassen sich diese Unsicherheitsfaktoren beherrschen. Sie gewährleistet für kritische Verbraucher eine qualitativ hochwertige Stromversorgung indem sie die Energie aus einer Stromquelle, die stark gestört sein kann, filtert und stabilisiert. Die USV-Anlage erzeugt also ein neues Ausgangsnetz das unabhängig von Netzspannungs- und Frequenzschwankungen ist. Bei einem Ausfall bietet sie dem Betreiber maximale Sicherheit indem es ihm ermöglicht die Autonomiezeit zu verwalten: Entweder kann der Unterbruch vollständig überbrückt werden oder sonst werden Programme gesichert, automatisch geschlossen sowie heruntergefahren. Weiter kann eine Alarmierung des Servicepersonals erfolgen. Auch beim Einsatz einer Netzersatzanlage (z.B. Diesel-Generator) kann in der Regel nicht auf eine USV-Anlage verzichtet werden, da das so erzeugte Stromnetz für kritische Verbraucher zuwenig stabil ist. Die Netzersatzanlage dient meist dazu, die Autonomiezeit der USV-Anlage zu verlängern und zusätzlich weniger kritische Verbraucher (wie Klimaanlage, Licht etc.) zu stützen.

Woraus besteht eine USV-Anlage?

USV-Systeme setzen sich in der Regel aus drei Grundkomponenten zusammen:

  • Aus einem Gleichrichter, der den Wechselstrom in Gleichstrom umwandelt zur Versorgung des Wechselrichters und zur Ladung der Batterie
  • Aus einem oder mehreren Batteriekreisen (in der Regel verschlossene wartungsfreie Bleigel-Akkus), um Energie zu speichern und diese im Bedarfsfall sofort bereit zu halten, um Zeiträume von im Normalfall 5 bis 30 Minuten oder auch mehr zu überbrücken
  • Aus einem Wechselrichter (Inverter), der aus dem Gleichstrom perfekten Wechselstrom erzeugt, der in Spannung und Frequenz stabil ist.

Zu diesen drei Aufgaben kommen in der Regel ergänzende Funktionen hinzu: ein automatischer Bypass zur Stromversorgung im Fall einer Überlast oder bei einem Fehler an der USV, ein manueller Bypass, der ein vollständiges Freischalten der USV ermöglicht sowie verschiedene Optionen zur lokalen oder ferngesteuerten Überwachung und Wartung.

Wahl einer USV-Anlage

Die Wahl einer USV-Anlage richtet sich nach den angeschlossen Verbraucher beziehungsweise nach der geforderten Verfügbarkeit.

Die Klassifizierung nach IEC/EN 62040-3 bietet dazu eine Entscheidungsgrundlage. Sie unterscheidet grundsätzlich drei verschiedene USV-Technologien:

VFI = Voltage and Frequency Independent (Online-Doppelwandlung): Die Ausgangsspannung der USV ist unabhängig von allen Netzspannungs- und Frequenzschwankungen. Diese Technologie bietet den bestmöglichen Schutz der gespiesenen Last.

VFD = Voltage and Frequency Dependent (Offline): Der Ausgang der USV-Anlage ist abhängig von Schwankungen der Netzspannung und -Frequenz.

VI = Voltage Independent (Line-Interaktiv): Ausschliesslich Spannungsschwankungen werden von passiven elektronischen Regelsystemen innerhalb eines Toleranzfensters gehalten, die Ausgangsfrequenz ist von der Eingangsfrequenz abhängig.

Die kostengünstigen Offline (VFD) und Line-Interaktiv (VI) USV-Anlagen werden vor allem bei wenig kritischen Anwendungen eingesetzt, wie zum Beispiel bei PC's oder TVA's.

Für wirklich kritische Anwendungen kommen ausschliessliech Online-Doppelwandler-USV-Anlagen (VFI) in Frage. Überall dort wo hohe Verfügbarkeit gefordert ist kommen sie zum Einsatz. Klassische Anwendungen liegen in der ICT, der Medizin aber auch bei Industrieprozessen.

So oder so ist es in anbetracht der Komplexität des Themas empfohlen sich bei der Planung und Anschaffung von Notstromlösungen von Fachleuten beraten zu lassen.

Sicherheit durch Pflege und Unterhalt

Eine USV-Anlage enthält verschiedene Komponenten die vom Verschleiss betroffen sind. Allen voran die Batterien, die auch das Herzstück jeder USV-Anlage sind, haben eine beschränkte Lebensdauer. Deshalb ist es wichtig, die Batterien mindestens einmal jährlich unter Belastung zu messen und zu protokollieren. So kann aufgrund der Aufzeichnungen der Zustand und die noch zu erwartende Lebensdauer der Batterien ermittelt werden. Ebenfalls die USV selber sollte einmal im Jahr kontrolliert und getestet werden. Insbesondere AC-DC Kondensatoren und Lüfter werden dabei überprüft. Weiter werden Justierung und Parametriesierung der USV aufs Eingangsnetz abgestimmt.

Bei einer so gewarteten USV-Anlage kann die Betriebssicherheit massiv erhöht beziehungsweise sichergestellt werden.

Die CTA Energy Systems AG ist einer der führenden USV-Anbieter der Schweiz. Sie bietet eine umfangreiche Palette an USV-Anlagen in allen Grössen und Technologien an und verfügt mit ihren erfahrenen USV-Technikern über eine effiziente Serviceorganisation.

Kontaktinfo

Peter Liechti

Name Peter Liechti
Frima CTA Energy Systems AG
Adresse

Hunzikenstrasse 2
CH-3110 Münsingen

Newsletter

Newsletterabo

Melden Sie sich zu unserem kostenlosen Newsletter an. Sie haben jederzeit die Möglichkeit, das Abo zu kündigen.



Musterexemplar

Interaktives Muster

Musterexemplar