USV - Unterbrechungsfreie Stromversorgung

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aktualisiert am 22.03.2021 - 13:20:28
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USV

Was ist ein USV-System und wann wird es eingesetzt?
Die Unterbrechungsfreie Stromversorgung wird eingesetzt wenn ein Stromausfall hohe Kosten oder eine Lebensgefahr als Folge mit sich ziehen kann. Die unterbrechungsfreie Stromversorgung verfügt über leistungsstarke Batterien, die im Fall eines Stomausfalls die Stromversorgung der benötigten Geräte übernimmt. Die Überbrückung kann je nach Leistung der Batterien wenigen Minuten bis zu mehrere Stunden andauern.



In einigen Bereichen müssen Geräte und Maschinen jederzeit und ohne Unterbrechung zur Verfügung stehen. Hierzu gehören bspw. Beatmungsgeräte die überlebensnotwendig sind oder Server und Router, die den Betrieb des Internets gewährleisten. Insbesondere in der Kommunikations- und Informationstechnik stellt die Stromversorgung die Grundlage der IT-Infrastruktur dar. Daher werden wichtige Geräte mit einer USV ausgestattet. Diese dient nicht nur einem Komplettausfall sondern auch einem Unter- und Überspannungsschutz.

Wo werden USV-Systeme eingesetzt?

Stromschutz- und Power-Management-Lösungen sind in den verschiedensten Bereichen vonnöten – vom kleinen Büro bis zum riesigen Datenzentrum bis in die Industrieumgebung.

  • Im Krankenhaus überbrückt die USV bspw. die Zeit bis der Dieselgenerator die Stromversorgung übernehmen kann
  • Jedes Rechenzentrum verfügt über eine großdimensionierte USV-Anlage
  • Industrielle USV-Anlagen sichern den Fortgang des Betriebs und verhindern so teure Ausfallzeiten
  • Im Büro ermöglichen USV durch eine verhältnismäßig kurze Stützzeit, den Mitarbeitern die Speicherung der aktuellen Arbeit und das Herunterfahren der Rechner.

USV-Arten

Es gibt drei Klassen im USV-Bereich, die die verschiedenen Anforderungen der einzelnen Geräte abdecken. Diese wurden vom International Engineering Consortium (IEC) unter der Produktnorm IEC 62040-3 und von der Europäischen Union unter EN 50091-3 festgelegt.

  • Offline-USV / Standby-USV
  • Line-Interactive-System / Netzinteraktiv-, Delta-Conversion-, Single-Conversion-USV
  • Online-USV / Online-Double-Conversion-USV / Dauerwandler-USV

Siehe auch dazu die USV-Info im Elektronik-Kompendium

Offline-USV / Standby-USV

Die Offline-USV ist die einfachste und günstigste USV-Art. Hier werden nur Netzausfälle und kurze Spannungsschwankungen abgefangen. Sie schützt nicht vor Unter- und Überspannungen. Bei einem Stromausfall wird der Netzbetrieb auf die integrierten Batterien umgeschalten. Ein Nachteil ergibt sich hier in der langen Umschaltzeit. Nachteilig ist ebenso die lastabhängige Ausgangsspannung. Als Vorteile sind zu nennen: geringe Anschaffungskosten, hoher Wirkungsgrad und eine lange Lebensdauer der Batterien. Die Offline-USV eignen sich vor allem für kleine TK-Anlagen und einzelne Computer die einen eigenen Überspannungsschutz besitzen.

Line-Interactive-System

Das Line-Interactive-System bezieht im Normalbetrieb wie die Offline-USV den Strom direkt vom Stromnetz. Über- oder Unterspannungen können jedoch anhand einer automatischen Spannungsanpassung abgefangen werden. Fällt der Strom aus, wird auf den Batteriebetrieb umgeschalten. Die Umschaltung auf die eingebauten Akkus benötigt einige Millisekunden. Als Vorteile sind zu nennen: hoher Wirkungsgrad, sehr geringe Umschaltzeiten, Unter- und Überspannungsschutz. Line-Interactive-Systems sind besonders für Regionen mit häufigen Spannungsschwankungen geeignet und eignen sich für die Absicherung einzelner Computer, größerer TK-Anlagen und Netzwerke. Für hochsensible Systeme reicht der Schutz nicht aus

Online-USV

Sowohl die Offline-USV als auch das Line-Interactive-System haben den Nachteil, dass erst bei einem Netzausfall auf Batteriebetrieb umgestellt wird und dadurch eine Umschaltzeit entsteht. Diese Umschaltzeit ist für sensible Systeme kritisch. Die Online-USV lässt im Normalzustand den gleichgerichteten Strom zu einem Wechselrichter fließen, der den Gleichstrom in einen Wechselstrom umwandelt. Durch den Wechselrichter wird bei einem Stromausfall keine Umschaltzeit benötigt sondern es kann direkt auf die Batterien zurückgegriffen werden. Der Wechselrichter lädt außerdem gleichzeitig die Akkus und ermöglicht einen sauberen Sinuswellenstrom ohne Störspannungen, elektromagnetischen Einflüssen, Frequenzstörungen und Spannungsverzerrungen. Das System für die Online-USV benötigt eine Kühlung und hat hohe Anschaffungskosten. Online-USVs gelten als echte Stromgeneratoren, die ständig eine eigene Netzspannung erzeugen und sind daher für hochsensible Bereiche geeignet.

Anbieter

(APC by) Schneider Electric GmbH,

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