totally integrated - Siemens
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Energieerzeugung<br />
Für statische USV-Systeme werden<br />
vorrangig eingesetzt:<br />
Verschlossene Bleibatterien mit<br />
Elektrolytvorrat, z. B. eingebunden<br />
in Gel oder Vlies; auch als wartungsfreie<br />
Batterien bezeichnet (VRLA =<br />
ventilgesteuerte Bleiakkus (Valve<br />
Regulated Lead Acid))<br />
Geschlossene Bleibatterien, bei<br />
denen Flüssigkeit nachgefüllt<br />
werden kann; deshalb auch als<br />
wartungsarme Batterie bezeichnet<br />
Nickel-Cadmium-Batterien (NiCd)<br />
mit nachfüllbarem Elektrolyt; hohe<br />
Widerstandsfähigkeit gegenüber<br />
Korrosionseffekten (siehe dazu<br />
auch www.eurobat.org)<br />
Typische Einflussgrößen bei der Wahl<br />
des Batterietyps sind:<br />
Raumanforderungen, Aufstellung<br />
Gebrauchsdauer<br />
Umgebungstemperatur<br />
Zyklenfestigkeit und Eignung für<br />
hohe Strombelastung<br />
Wartungsfreundlichkeit<br />
Preis<br />
Wegen des hohen Preises werden<br />
NiCd-Batterien meist nur unter extremen<br />
klimatischen Bedingungen, z. B.<br />
in arktischen oder tropischen Regionen,<br />
bei unsicheren Service- und<br />
Wartungsmöglichkeiten oder bei<br />
möglicher Tiefentladung über einen<br />
längeren Zeitraum eingesetzt. Im<br />
mitteleuropäischen und nordamerikanischen<br />
Raum überwiegen stationäre<br />
Anlagen mit Bleibatterien. Serviceleistungen,<br />
die der Betreiber für seine<br />
USV-Systeme vertraglich vereinbaren<br />
sollte, sowie Überwachungssysteme<br />
bieten eine Vorsorge gegen Batterieausfälle<br />
wie hochohmige Zusammenbrüche,<br />
Kurzschlüsse oder gar Brandgefahr.<br />
Um die Eignung eines Batterieblocktyps<br />
bestimmen zu können, braucht<br />
der Planer Angaben zur gewünschten<br />
Überbrückungszeit bei der zugehörigen<br />
Ausgangsleistung, zur Nominalspannung<br />
im Zwischenkreis und zur<br />
Entladeschlussspannung. Im tatsächlichen<br />
USV-Betrieb erfolgt durch<br />
MASTERGUARD USV-Geräte der Serie<br />
C, D und S III eine Überwachung,<br />
sodass einerseits eine lastabhängige<br />
Bestimmung der Entladeschlussspannung<br />
erfolgt (zur Vermeidung<br />
von Tiefentladungen bei langen<br />
Stromausfällen und niedriger Last)<br />
und andererseits Laständerungen<br />
während des Batteriebetriebs berücksichtigt<br />
werden.<br />
5.2.3 USV-Ausgang<br />
und Last<br />
Die sichere Versorgung der angeschlossenen<br />
Verbraucher mit einer<br />
möglichst störungsfreien Wechselspannung<br />
ist Aufgabe der steuerbaren<br />
Ausgangselektronik, wie Wechselrichter<br />
und elektronischer Bypass. Zur<br />
USV-Dimensionierung sind deshalb<br />
die Lastanforderungen bei Nennbedingungen<br />
zu berücksichtigen.<br />
DC pos<br />
DC neg<br />
IGBT-WR<br />
Diese sind:<br />
Wirkleistung<br />
Powerfaktor<br />
Scheinleistung<br />
Überlastfähigkeit<br />
Spannungsstabilität<br />
Phasenwinkelpräzision<br />
Zusätzliche Betrachtungen zur Netzform,<br />
Unterverteilung, Absicherung<br />
und Verhalten bei lastseitigen Störungen<br />
gehören zum Planungsumfang.<br />
Bei statischen Drehstrom-USV-Anlagen<br />
hat sich der Wechselrichteraufbau mit<br />
IGBTs mit Pulsweitenmodulation und<br />
digitaler Regelung durchgesetzt<br />
(Grafik 5.2/4).<br />
Moderne Bauelemente mit hohen<br />
Schaltfrequenzen ermöglichen eine<br />
Verkleinerung von Filterelementen<br />
und/oder den Verzicht auf einen<br />
Wechselrichterausgangstransformator,<br />
wie vorher beschrieben, vorausgesetzt,<br />
die Steuerung ist ebenfalls<br />
mit schnellen digitalen Signalprozessoren<br />
und Echtzeit-Algorithmen ausgestattet.<br />
Neben der Verbesserung<br />
des Wirkungsgrads können dadurch<br />
Trafo<br />
Grafik 5.2/4: USV-Wechselrichteraufbau mit IGBTs, Ausgangstransformator und Filter<br />
N<br />
Filter<br />
N<br />
Last<br />
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