Schutzmaßnahmen
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Elektrotechnik
Stromversorgung und USV in einem Gehäuse
ep3/2008, 2 Seiten
Kurze Spannungseinbrüche sind keine Seltenheit Unterbrechungsfreie Stromversorgungen (USV) fangen Einbrüche der versorgenden Netzspannung ab und sorgen damit für den reibungslosen Betrieb einer Anlage. Bei länger andauernden Netzausfällen liefern sie ausreichend Energie für die Sicherung aller relevanten Prozessdaten sowie ein kontrolliertes Herunterfahren, sodass bei Rückkehr der Versorgungsspannung der Betrieb sofort wieder aufgenommen werden kann. Für exportorientierte Unternehmen sind USV-Lösungen für den Schaltschrank ein „Muss“, um Unregelmäßigkeiten in Versorgungsnetzen abzufangen. Die Zuverlässigkeit der Energieversorgungs-Unternehmen in Deutschland ist im internationalen Vergleich hoch, sodass Totalausfälle die Ausnahme bilden. Wenn überhaupt, werden sie meist durch Baggerschäden oder extreme Wetterbedingungen verursacht. Hingegen sind kurze Spannungseinbrüche von einigen Millisekunden auch hierzulande keine Seltenheit. Sie entstehen beispielsweise durch Schaltzeiten von Leistungsschaltern in Kraftwerken und lassen sich daher kaum vermeiden. Zum Schutz der zunehmend eingesetzten Elektronik ist eine USV somit auch in Deutschland sinnvoll. Kompakte Lösung spart Platz im Schaltschrank Die Mini DC-USV von Phoenix Contact vereint Netzteil und unterbrechungsfreie Stromversorgung in einem Gehäuse mit den Abmessungen 67,5 x 99 x 107 mm3 (Bild ). Der Weitbereichseingang gestattet Eingangsspannungen von AC 85 bis 264 V beziehungsweise DC 100 bis 350 V. Am Ausgang stehen 2 A sowie im normalen Betrieb eine geregelte und einstellbare Ausgangsspannung von DC 22,5 bis 28,5 V bereit. Bei Ausfall der Versorgungsspannung wird unterbrechungsfrei in den Pufferbetrieb umgeschaltet. Die Ausgangsspannung ist in dem Fall direkt von der Batteriespannung abhängig, die DC 27,9 bis 19,2 V beträgt. Angewandt wird diese Lösung immer dann, wenn vergleichsweise geringe Ströme gepuffert werden sollen. So liefert das Modul mit dem 0,8-Ah-Akku einen Strom von 2 A für 5 min oder 0,5 A für 45 min. Mit dem 1,3 Ah-Akku stehen 2 A für 30 min oder 0,5 A für 105 min bereit (Bild ). Das Gerät signalisiert die Anlagenzustände und meldet sie der Steuerung (Bild ). Die Anzeige umfasst die drei Kontrollleuchten „Power In OK“, „Battery Mode/ Charge“ und „Alarm“. Zusätzlich stehen die Relaisausgänge „Battery Mode“, „Battery Charge“ und „Alarm“ zur Verfügung. Angezeigt werden zum Beispiel der Ladevorgang des Akkumoduls, die Betriebsbereitschaft sowie der Pufferbetrieb. Bei einer Batteriespannung von 20,4 V generiert das Gerät eine Alarmmeldung, Elektropraktiker, Berlin 62 (2008) 3 237 AUS DER PRAXIS Stromversorgung und USV in einem Gehäuse Besonders kompakt und einfach in der Anwendung vereint ein neues Gerät unterbrechungsfreie Stromversorgung und Netzteil in einem handelsüblichen ME-Gehäuse. Mit 0,8- oder 1,3-Ah-Akkumodulen stellt es sowohl bei einwandfreiem Versorgungsnetz als auch bei Netzstörungen den Betrieb aller angeschlossenen 24-V-Verbraucher sicher. Aus der Tabelle lässt sich anhand des benötigten Ausgangsstroms sowie der Pufferzeit die optimale USV mit Akkumodul ablesen Die Geräte sorgen mit 0,8- oder 1,3-Ah-Akkumodulen für einen sicheren Anlagenbetrieb Das Blockschaltbild verdeutlicht den Aufbau des Geräts Die Pufferzeit der Akkumodule hängt vom Laststrom ab Elektropraktiker, Berlin 62 (2008) 3 238 AUS DER PRAXIS DC- oder AC-USV Entscheidet sich der Anlagen-Betreiber aufgrund hoher Sicherheitsanforderungen für eine unterbrechungsfreie Stromversorgung, bleibt noch die Wahl zwischen DC- und AC-Geräten. Der Einsatz einer AC-USV ist immer dann sinnvoll, wenn die angeschlossenen Verbraucher Wechselstrom benötigen, beispielsweise in IT-Anlagen. Soll hingegen die in der Industrie übliche Gleichspannung von DC 24 V abgesichert werden, kommen DC-USV-Systeme zum Einsatz. Sie sind im Vergleich kostengünstiger sowie kompakter und erzielen einen besseren Wirkungsgrad. Ein zusätzlicher Vorteil der DC-USV-Lösung ist die unkomplizierte Ankopplung der Batterie an die Verbraucher. noch bevor das Akkumodul die Versorgung nicht mehr sicherstellen kann. Sinkt infolge eines tiefentladenen Akkumoduls die Ausgangsspannung auf 19,2 V, schaltet das Gerät dauerhaft ab, um das Akkumodul vor einer Zerstörung zu bewahren. Nach Rückkehr der Versorgungsspannung schaltet sich die Mini-USV automatisch wieder ein. Die Beendigung des Pufferbetriebs kann entweder durch externe Abschaltung oder nach einer vorgegebenen Zeit erfolgen, die über einen Wahlschalter auf der Gerätefront eingestellt wird. Mit einem optimalen Batteriemanagement verlängert sich die Lebensdauer des Akkumoduls. Beispielsweise schont temperaturkompensiertes Laden das Akkumodul bei hohen Umgebungstemperaturen. Insgesamt minimieren die Combicon-Anschluss-Steckverbinder, die integrierte Zeitabschaltung sowie das vorkonfektionierte Verbindungskabel des Akkumoduls zusätzlich den Installationsaufwand. Höhere Ströme oder längere Pufferzeit Um eine optimale USV auszuwählen, muss der Strombedarf der zu puffernden Last sowie die gewünschte Dauer der Pufferzeit bekannt sein (Bild ). Aufgrund ihres modularen Aufbaus ermöglichen hier auch die unterbrechungsfreien Stromversorgungen vom Typ Quint DC USV flexible Lösungen. In der Variante mit einem Ausgangsstrom von 10 A für 1,5 min ist bereits ein 1,3-Ah-Akku integriert. Die Geräte für Ausgangsströme von 20 und 40 A können wahlweise mit 3,4-, 7,2- oder 12-Ah-Akkumodulen kombiniert werden (Bild ). Ein Puffermodul speichert die benötigte Energie in wartungsfreien Kondensatoren. Diese verlängern die Netzausfallüberbrückungszeit der Stromversorgung bei 20 A auf 200 ms - bei geringerem Strombedarf entsprechend länger. Fazit Bereits kurzzeitige Netzstörungen führen zu finanziellen Einbußen, denn sobald die Stromversorgung zusammenbricht, kommt es zu Produktionsausfällen. Um die Produktivität zu sichern, ist daher der Einsatz von unterbrechungsfreien Stromversorgungen empfehlenswert. A. Moldehn-Kleinesdar Für lange Pufferzeiten sowie hohe Lastströme eignen sich die unterbrechungsfreien Stromversorgungen vom Typ Quint DC-USV Fotos: Phoenix Contact Frische Produkte auf der LIGHT & BUILDING Halle 9.0; Stand B60 Wir freuen uns auf Ihren Besuch. Energy Division Tyco Electronics Raychem Gmb H, 85521 Ottobrunn www.energy.tycoelectronics.com/egh TE Logo und Tyco Electronics sind eingetragene Marken. Wir machen den Mix! B[]hWdZ#8J_Y_de=cX>Ç7cI_bX[h]'*Ç+/*/*Ie[ijÇmmm$Xj_Y_de$Z[ Wkiij Wj_ed 7NEBKJ;:_ifb Wo0 ("+¹B9:#h[hbei[Wkiij Wj_ed$
Autor
- A. Moldehn-Kleinesdar
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