USV Kaufberatung

Begriffserklärung USV

Eine Unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV) ist ein System zur sicheren elektrischen Versorgung kritischer und empfindlicher Verbraucher, welches je nach Bauart nicht nur eine Überbrückungszeit bei Stromausfällen, sondern auch einen Schutz vor anderen Netzstörungen wie Spannungs- und Frequenzschwankungen bietet.
 

Netzstörungen

Man unterscheidet verschiedene Arten von Netzstörungen, die je nach Bauart einer USV abgedeckt werden können:

• Stromausfall ( > 10ms)

• Überspannung (kontinuierlich, Spannungsspitzen, Blitzeinwirkung)

• Unterspannung

• Frequenzänderungen

• Oberschwingungen

Bauarten

Offline-USV

Eine Offline-USV leitet die Netzspannung im Normalbetrieb direkt an die Verbraucher weiter während sie parallel dazu die Batterien im geladenen Zustand hält. Im Falle eines Stromausfalls oder starker Spannungsschwankungen und -spitzen schaltet die USV auf Batterieversorgung der Verbraucher um, wobei die Umschaltzeit bei bis zu 10ms liegt.
Sie ist aufgrund ihrer relativ langen Umschaltzeit und der direkten Versorgung der Verbraucher mit ungefilterter Netzspannung für weniger kritische Anwendungsfälle wie PCs oder kleiner Telefonanlagen geeignet.

Offline-USV werden auch als VFD-USV (Voltage and Frequency Dependent) bezeichnet, weil der abgegebene Strom im Normalbetrieb von Netzspannung und Netzfrequenz abhängt.
 

Line-Interactive USV

Line-Interactive-USV leiten den Strom ebenfalls an den Verbraucher weiter, wobei bei dieser Bauart jedoch die abgegebene Spannung durch einen Filter geregelt wird, um große Spannungsschwankungen und kontinuierliche Über- und Unterspannung zu kompensieren.
Sie werden daher auch als VI-USV (Voltage Independent) bezeichnet.
Die Umschaltzeit beträgt bei dieser Bauart 2-4ms, wodurch sie sich für Computer, größere Telekommunikationsanlagen und Netzwerke eignet.

Online-USV

Online-USV erzeugen auch im Normalbetrieb aus den Batterien eine eigene Netzspannung, die an die Verbraucher abgegeben wird. Dadurch können sowohl die Ausgangsspannung als auch die Ausgangsfrequenz komplett unabhängig von der vom Versorger zur Verfügung gestellten Spannung betrieben werden. Online-USV nennt man deshalb auch VFI-USV (Voltage and Frequency Independent).
Sie eignen sich für besonders kritische Anwendungen wie Steuerungstechnik, Server, Messtechnik und medizinische Zwecke.
 

Leistung einer USV

Die Leistung einer USV ist seitens des Herstellers in [VA] (Voltampere) angegeben.
In der Einheit [VA] wird die Scheinleistung ausgedrückt, welche sich aus Blindleistung [var] und Wirkleistung [W] zusammensetzt. 
Blindleistung ensteht durch die Phasenverschiebung, die beim Einsatz von Kondensatoren und Spulen erzeugt wird, und spielt daher gerade in der Informationstechnik eine nicht zu vernachlässigende Rolle, da hier vor allem Kondensatoren eingesetzt werden.
Blindleistung wird nicht "verbraucht", muss jedoch vom Versorger, also in diesem Fall der USV, zur Verfügung gestellt werden.

Eine Faustformel zur Berechnung der Scheinleistung ist Wirkleistung [W] · 1,6.

Falls auf Ihren Geräten die Scheinleistung in [VA] angegeben ist, können Sie natürlich Ihre USV dementsprechend dimensionieren, wobei eine gewisse Leistungsreserve von ca. 20% empfehlenswert ist. Diese Reserve ist ebenfalls bei der Faustformel anzuwenden.

Als Beispiel sei hier ein 400W-Netzteil genannt:
Wirkleistung = 400W
Scheinleistung ≈ Wirkleistung · 1,6 = 400W ·1,6 = 640VA
Leistung der USV mit Reserve: 640VA · 1,2 = 768VA

 

Einphasige / Dreiphasige USV

Einphasige USV eignen sich für eine Leistungsabgabe bis zu 10kVA, dreiphasige für höhere Leistungen ab 10kVA.

Wärmeentwicklung und Batterietemperatur

Die optimale Temperatur zur Lagerung von Batterien beträgt 20°C, bei einer Temperatur über 25°C verkürzt sich die Lebensdauer der Batterien stark.
Deshalb ist bei der Planung einer größeren USV-Anlage auf eine ausreichende Wärmeabfuhr zu achten - vor allem Online-USV haben durch den ständigen Einsatz des Wechselrichters eine starke Wärmeerzeugung, die in Abhängigkeit der Last variiert und den Datenblättern entnommen werden kann.

Steuerung der USV

Alle ALPHA-USV verfügen in der Basisausführung über eine serielle Schnittstelle (RS232) um mit den angeschlossenen Geräten zu kommunizieren und weitere Einstellungen zu ermöglichen.
Der optional erhältliche SNMP-Adapter bietet eine LAN-Schnittstelle zur Verbindung der Geräte über das Netzwerk.
Mittels Software auf den Endgeräten kann jedes angeschlossene Gerät individuell angesteuert und je nach Restkapazität der USV zum sicheren Herunterfahren bewegt werden, sollte der Stromausfall eine gewisse Dauer überschreiten.