USV

Unterbrechungsfreie Stromversorgung oder UPS (Uninterruptible Power Supply)

Einsatzgebiete

• Krankenhäuser
• Leitstellen
• Eisenbahn-Stellwerke
• Rechenzentren
• In Entwicklungsländern mit schlechter Stromversorgung

• Ungeeignet zur Absicherung von Laserdruckern oder Kopierern.

Störungen

Je nach Aufbau der USV schützt ein USV-Gerät vor

• Stromausfall
• Unterspannung
• Überspannung
• Frequenzabweichung
• Oberschwingungen

Aufbau

• Am häufigsten werden Batterie-gestützte USV-Geräte eingesetzt.
  • Als Energiespeicher werden hauptsächlich NiCd-Akkumulatoren verwendet.
  • Bei 10-Jahres-Batterien Austausch acht Jahren, bei 5-Jahres-Batterien Austausch nach vier Jahren.
• Serienmäßig hergestellt werden USV-Geräte mit einer Leistung von etwa 300 VA bis hin zu mehreren 100 kVA.

Schnittstellen

PC/Server und USV kommunizieren über

• Ethernet
• SNMP
• RS-232
• USB

Darüber wird ein USV-Gerät überwacht, gesteuert und eingestellt.

Typen

Online-USV

Kostenintensivstes USV-System für sensible, hochkritische Systeme

• VFI (Voltage and Frequency Independent from mains supply, Spannung und Frequenz unabhängig vom Netz)
• Weitere Bezeichnungen „Double-Conversion“, „Dauerbetrieb“ oder „Doppelwandler“.
• Wirkungsgrad von mehr als 95 % bei voller Last ist Standard für eine VFI-USV.
• Schützt vor Folgen eines Stromausfalls, Unterspannung und Überspannung auch vor Schwankungen der Frequenz und vor Oberschwingungen.
• Sporadischer Schutz vor Blitzeinwirkungen und Spannungsverzerrungen (Burst).
• Eingesetzt in Einrichtungen die hohe Kriterien an die tolerierbaren Ausfallzeiten haben, z. B.  Rechenzentren.
• Hat den höchsten Eigenstrombedarf im Vergleich zu VI- und VFD-USV.
• Entscheidender Vorteil: Wegfall von Umschaltzeiten.

Netzinteraktive-USV

Mittleres Preissegment. Zum Absichern von einzelnen Computersystemen und kleinen Netzwerken geeignet.

• VI (Voltage Independent from mains supply, Spannung unabhängig vom Netz)
• Weitere Bezeichnungen „Line-Interactive“, „Single-Conversion“, „Delta-Conversion“ oder „aktiver Mitlaufbetrieb“.
• Schützt vor Folgen eines Stromausfalls, Unterspannung und Überspannung.
• Umschaltzeit bei Stromunterbrechung ist kürzer als bei VFD-USV, etwa 2 bis 4 ms.

Offline-USV

Einfachstes und kostengünstigstes USV-System

• VFD (Voltage and Frequency Dependent on mains supply, Spannung und Frequenz abhängig vom Netz)
• Weitere Bezeichnungen „Stand by“ oder „passiv“.
• Umschaltzeit bei Stromunterbrechung je nach Modell bis zu 10 ms.
• Kompensation von Spannungsschwankungen unter 16 ms.
• Kompensation von Spannungsspitzen zwischen 4 und 16 ms.

Eigenschaften im Überblick

	Online-USV	Netzinteraktive-USV	Offline-USV
Leistung	ab 500 VA	bis 5 kVA	bis 1 kVA
Wirkungsgrad	90%	95-98%	95%
Preis	hoch	mittel	niedrig
Anwendung	Server und Datenkommunikation	einzelne Computer, TK-Anlagen und Netzwerke	Kleinst-Verbraucher, einzelne Computer
Schutz vor	umfassender Schutz durch ständige Erzeugung einer Sinusspannung	Netzausfall, filtern von Spannungsschwankungen und -spitzen	Netzausfall, kurzzeitige Spannungsschwankungen
Umschaltdauer		2 bis 4 ms	4 bis 10 ms

Quellen

1. https://de.wikipedia.org/wiki/Unterbrechungsfreie_Stromversorgung
2. https://www.elektronik-kompendium.de/sites/grd/0812171.htm
3. https://www.computerweekly.com/de/definition/Unterbrechungsfreie-Stromversorgung-USV