Gesteigerte Netzqualität

Wenn es um die Optimierung der Anlagenverfügbarkeit geht, spielen unterbrechungsfreie Stromversorgungen (USV) eine wichtige Rolle. Mit dem Klassifikations-Code VFI-SS-111 wurde ein brauchbares Instrument geschaffen, um USV-Geräte einer eindeutigen Beurteilung zu unterziehen. Inzwischen sind einphasige AC-Stromversorgungen (Wechselstrom) bis zu einer Leistung von zwölf Kilovoltampere verfügbar, die dem neuen Code entsprechen.

Die neuen USV der Baureihe "UPS compact" kommen als Standgerät sowie als 19-Zoll-Rackmodul auf den Markt. (Bild: Phoenix)

USV wurden in der Vergangenheit als Online-, Line-Interactive- oder Offline-Systeme bezeichnet. Seit 2003 gibt es diese schwammigen Begrifflichkeiten nicht mehr - dank der DIN EN 62040-3 (VDE 0558-530). Eine eindeutige Codierung nach dem Muster XXX-YY-123 gibt jetzt detailliert Auskunft über Art und Eigenschaft der USV.

Eindeutige Klassifizierung

Die erste Buchstabengruppe legt die Betriebsweise fest - hier unterscheidet die Norm die Klassen VFI (Voltage Frequency Independend), VI (Voltage Independend) und VFD (Voltage Frequency Depend). Die Klassifizierung VFI stellt die höchsten Anforderungen. Sie verlangt, dass die Ausgangsspannung unabhängig von Einflüssen der Eingangsspannung und der Eingangsfrequenz ist, und dass sie gegen alle Typen von Netzstörungen wirkt.

Die nächste untergeordnete Klasse ist die VI-Klassifizierung. Sie fordert die Unabhängigkeit der Ausgangsspannung von der Eingangsspannung, was allerdings synchron zur Netzfrequenz sein kann. Die VI-Geräte können fünf von zehn möglichen Störungstypen ausschließen.

Die Klassifikation VFD hingegen haben die USV-Geräte, bei denen der Ausgang sowohl von der Eingangsspannung als auch von der Eingangsfrequenz abhängig ist - diese Geräte helfen lediglich gegen drei Störungsarten.

Die zweite Buchstabengruppe beschreibt die Kurvenform der Ausgangsspannung, wobei der erste Buchstabe für den Netz- und der zweite für den Batteriebetrieb gilt. Das Ausgangsverhalten ist in drei Stufen eingeteilt. Die Kennzeichnung S steht für sinusförmig, der Buchstabe X für nicht-sinusförmig mit einem Verzerrungsfaktor D größer als 0,08. Ein Y zeigt an, wie weit die Ausgangsspannung auch die Grenzwerte nach DIN EN 61000-2-2 (VDE 0839-2-2) überschreiten kann.

Der angehängte Zifferblock geht ins Detail und definiert die Umschaltzeiten bei Betriebsartenwechsel und Lastsprüngen am Ausgang des USV. Die Codierung 111 beschreibt die höchst mögliche Anforderung: Die höchste Klassifizierung trägt demnach der Code VFI-SS-111.

Anforderungen der Industrie

Unter den Bedingungen im industriellen Umfeld wird schnell klar, dass der Einsatz von USV-Geräten mit der Klassifizierung VFI-SS-111 unumgänglich ist. Durch das Schalten großer Verbraucher - wie Pumpen oder Motoren - kommt es häufig zu Lastspitzen und Spannungseinbrüchen, die sich unmittelbar auf die Qualität der Netzversorgung auswirken.

Eine USV, die nicht zu jeder Zeit die Kontrolle über die erzeugte Spannung am Ausgang hat, würde derartige Störungen an die angeschlossenen Verbraucher weiter geben. Je schneller die USV auf Störungen reagiert, desto besser. Hier sind USV-Geräte ohne ausgangsseitigen Transformator von Vorteil. Sie müssen nicht gegen die Trägheit der massiven induktiven Last ankommen und können so Laständerungen ohne Verzögerung ausregulieren.

Mit der Reihe "UPS compact" bietet Phoenix Contact einphasige AC-Stromversorgungen bis zu einer Leistung von zwölf Kilovoltampere in der Klassifikation VFI-SS-111 an. Die neuen USV, die als Standgeräte oder zum Einbau in das 19-Zoll-Rack lieferbar sind, können auf einfache Weise in das bestehende Stromnetz integriert werden.

Da USV-Systeme regelmäßig gewartet werden müssen, sollten sie aktiv in ein Überwachungskonzept eingebunden werden, bei dem Status und Batteriezustand permanent überwacht werden. Die USV muss über verschiedene Schnittstellen kommunizieren können, damit der Anwender seine bevorzugte Signalisierungsart wählen kann. Ist die Verbindung zum Überwachungssystem hergestellt, lässt sich das Gerät nicht nur überwachen, sondern auch administrieren.

Hartwig Derenthal,