USV-Lexikon

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MTBF (Mean Time Between Failures)

Mathematisch berechnete Größe, die die mittlere Zeit zwischen zwei Ausfällen von reparierbaren Geräten und Systemen ausdrückt. Der MTBF-Wert wird in Stunden angegeben und ist eine wichtige Beurteilungsgröße für die Zuverlässigkeit von Betriebsmitteln.


MTTF (Mean Time To Failure)

Mathematisch berechnete Größe, die die mittlere Zeit bis zu einem Ausfall von nicht reparierbaren Geräten und Systemen darstellt. Der MTTF-Wert wird in Stunden angegeben und ist eine wichtige Beurteilungsgröße für die Zuverlässigkeit von Betriebsmitteln.


MTTR (Mean Time To Repair)

Mathematisch berechnete oder ggf. statistisch ermittelte Größe für die mittlere Zeitdauer der Reparaturen und des Reparatur-Beginns an Geräten und Systemen.


Nennleistung

Die Nennleistung einer USV Anlage wird in VA (Volt/Ampére) oder kVA (Kilo Volt Ampére) angegeben. Nicht zu verwechseln mit der Wirkleistung (Watt bzw. Kilowatt). Sie errechnet sich aus dem benötigten Strom, der mit der Spannung (Volt) multipliziert wird. Dies ist die Scheinleistung, die eine USV Anlage unter bestimmten Lastbedingungen liefern kann. Diese Nennleistung ist immer höher als die Wirkleistung. Netzgeräte produzieren Oberwellen, das sind Rückströme, die auch von der USV Anlage geliefert werden müssen.


Netzform

Netzformen sind allgemein genormt und werden nach der Art ihres Erdungssystems sowie nach der Art der Neutralleiterbehandlung benannt. Grundsätzlich werden drei Netzformen unterschieden: TN-Netz (mit TN-S und TN-C), TT-Netz, IT-Netz.


Netzrückschalteinrichtung (NRE, interner automatischer Bypass)

Damit ist der interne automatische Bypass gemeint. Er wird auch statischer Bypass genannt, weil seine Komponenten keine mechanisch bewegten Teile sind. Die Umschaltung bei USV Anlagen größer 7 kVA schaltet dieser Bypass ohne Unterbrechung. Es ist ein Thyristor-Schalter mit extrem schnellem Schaltverhalten, der von elektromechanischen Leistungsteilen unterstützt wird. Bei hohem Verfügbarkeitsanspruch und aus Sicht eines sicheren Betriebes wird eine 2. Versorgungsleitung zum Eingang des Bypasses gelegt. Dann wird der Gleichrichter von „Netz 1“ versorgt und der Bypass von „Netz 2“. Die Netzrückschalteinrichtung schaltet bei einem USV-internen Ereignis (z.B. Überlast) auf das Netz zurück, um die Dauerstromversorgung zu gewährleisten für die sie gedacht ist. Siehe auch statische Netzrückschalteinrichtung


Nichtlineare Last

Verbraucher (Verbrauchergeräte mit geregelten Schaltnetzteilen), die Ströme mit starken Netzrückwirkungen verursachen, so dass der aufgenommene Strom nicht mehr die gleiche Kurvenform hat wie die Spannung. Eine nichtlineare Last nimmt einen nicht-sinusförmigen, d.h. durch Netzrückwirkungen überlagerten Strom auf (vgl. Fourier-Analyse), auch wenn an ihren Eingangsklemmen eine sinusförmige Spannung anliegt.


Niederspannungs-Schaltanlage

Einspeisepunkt (Hauptverteilung) an der Übergabestelle vom Elektroversorger an den Nutzer. Mit Niederspannung ist das Stromnetz mit 400 Volt zwischen den Phasen bzw. 230 Volt zwischen Phase und Neutralleiter gemeint. Diese Niederspannung nutzen wir - Zitat: „Der Strom kommt aus der Steckdose.“


Oberschwingungsgehalt

Verhältnis (in %) zwischen dem Effektivwert einer Harmonischen und dem Effektivwert der zugehörigen Grundschwingung. Siehe auch Oberschwingung.


Offline USV (passive Bereitschaft)

Hiermit ist eine einfache USV-Technik gemeint. Im Spannungsereignisfall schaltet sich der Wechselrichter mit einer Kurzunterbrechung zu und versorgt die Last aus der Batterie. Diese USV Anlagen sollten jedoch nur bei Ausgangsleistungen unter 3 kVA eingesetzt werden, da bei der Lastübergabe Unterbrechungen von bis zu 10 ms auftreten. Ansonsten wird die Spannung im Normalbetrieb durchgeleitet. Diese Konfiguration stellt eine äußerst wirtschaftliche Lösung dar. Die Spannungstoleranz, die durchgelassen wird, ist sehr hoch. Diese Spannungsschwankungen und Zuschaltunterbrechungen müssen die Verbrauchernetzgeräte tolerieren können. Mit der Norm DIN EN 50091-3 ist das Betriebsverhalten von USV Anlagen klassifiziert. Die offline USV Anlagen haben die Bezeichnung VFD (Voltage and Frequenz Dependent). Die Ausgangsspannung und -Frequenz ist im Normalbetrieb abhängig von der Eingangsspannung, weil sie nicht geregelt wird und auch keine Frequenzregelung erlaubt.


Online USV (Dauerbetrieb mit zweifacher Umformung)

Hiermit ist die klassische Unterbrechungsfreie Stromversorgung gemeint. Der Ausgang liefert die unterbrechungsfreie Stromversorgung. In dieser Konfiguration wird die Eingangsspannung erst gleichgerichtet und dann im Wechselrichter neu erzeugt. Der Ausgang ist unabhängig vom Eingang. Die gesamte Leistung wird im Normal- und Batteriebetrieb über den ständig laufenden Wechselrichter übertragen. Mit der Norm DIN EN 50091-3 ist das Betriebsverhalten von USV Anlagen klassifiziert. In dieser Ausführung ist die Klassifizierung VFI (Voltage and Frequency Independent). Für Anwendungen mit hoher Verfügbarkeit oder in einer Umgebung, in der mit EMV-Einwirkungen gerechnet werden muss (EMV = elektromagnetische Beeinflussungen durch Geräte in der Umgebung) ist diese USV-Technik optimal. Für hohe Ausgangsleistungen wird ausschließlich dieser USV-Typ eingesetzt.


Parallel-USV mit Redundanz

Ein USV-System aus einer oder mehreren parallel geschalteten USV Anlagen oder USV-Modulen gleicher Leistung mit den zugehörigen Batterien. Die Last verteilt sich auf alle gleichmäßig, sie sind im Einzelnen nicht voll belastet. Bei einer Redundanz wird immer ein gleicher USV-Block bzw. -Modul zusätzlich installiert. So wird bei dem Ausfall einer USV Anlage die Lastversorgung von allen anderen übernommen. Die Formel lautet: Leistung = Menge der USV Anlagen plus 1 USV Anlage gleicher Leistungsgröße.


Parallel-USV ohne Redundanz

Ein USV Anlage aus mehreren parallel geschalteten USV-Blöcken gleicher oder ungleicher Leistung mit den zugehörigen Batterien zur Erhöhung der verfügbaren Leistung. Die Gesamtleistung entspricht der Summe der Einzelleistungen.


Parallelblock

Hiermit ist eine USV Anlage mit gleicher Leistung gemeint, die parallel zu einer anderen betrieben wird, z.B. zur Leistungserhöhung. Siehe auch USV-Parallelblock.


Phasenkompensationsfilter

Filter zur Reduzierung der durch die Gleichrichter von parallelen USV Anlagen verursachten Netzrückwirkungen. Siehe auch aktives Netzfilter.


Potentialfreier Kontakt

Kontakt, der eine andere (fremde) Spannung schalten kann. Beispiel: Die USV versorgt den Kontakt nicht mit ihrer internen Spannung, sondern die Spannung wird von außen zugeführt. Für die USV Anlage ist dies eine fremde Spannung. Wenn der Kontakt schließt, wird diese Spannung weitergeleitet. Der Kontakt kann sich auch außerhalb der USV Anlage befinden, wenn er zur Steuerung der Anlage dient. Dann versorgt die USV Anlage diesen Kontakt mit ihrer eigenen Spannung. Der Kontakt kann auch mit dem englischen Begriff "Dry Contact" beschrieben werden.


Pulsbreitenmodulation

Mit hohen Pulsfrequenzen arbeitende Ansteuertechnik des Wechselrichters. Mit Hilfe eines Regelkreises werden schnelle Änderungen der Pulsbreiten während einer einzelnen Periode (Sinushalbwelle) vorgenommen. Die Ausgangssinuswelle setzt sich aus vielen Pulsen zusammen. Oberwellenimpulse von Verbrauchernetzteilen werden durch diese Technik kompensiert. Dadurch bleibt die Ausgangsspannung des Wechselrichters auch bei Versorgung nichtlinearer Lasten (Netzteile) im spezifizierten Toleranzbereich (saubere Sinuswelle). Siehe auch PWM.


PWM (Pulse Width Modulation)

Mit hohen Pulsfrequenzen arbeitende Ansteuertechnik des Wechselrichters. Mit Hilfe eines Regelkreises werden schnelle Änderungen der Pulsbreiten während einer einzelnen Periode (Sinushalbwelle) vorgenommen. Die Ausgangssinuswelle setzt sich aus vielen Pulsen zusammen. Oberwellenimpulse von Verbrauchernetzteilen werden durch diese Technik kompensiert. Dadurch bleibt die Ausgangsspannung des Wechselrichters auch bei Versorgung nichtlinearer Lasten (Netzteile) im spezifizierten Toleranzbereich (saubere Sinuswelle). Siehe auch Pulsbreitenmodulation.


Rechtsdrehendes Feld

Eine USV Anlage wird so angeschlossen, dass der Anschluss ein rechtsdrehendes Feld bildet. Das kann mit Hilfe eines Drehfeldmessers ermittelt werden. Wird eine dreiphasige USV Anlage nicht rechtsdrehend angeschlossen, so akzeptiert sie die Eingansspannung nicht und geht auf Batteriebetrieb. Wird die hausinterne Stromversorgung mit einen Ersatzstromerzeuger (Generator) unterstützt, so ist darauf zu achten, dass dieser ebenfalls rechtsdrehend angeschlossen ist. Heutige 5-Leiter Kabel besitzen als Kennzeichnung für Phasen braune, schwarze und graue, für Neutralleiter blaue und für Schutzleiter gelb-grüne Adern.


Redundanz

Konfiguration einer USV-Leistung mit einer oder mehreren parallel geschalteten USV-Einheiten mit gleicher Ausgangsleistung, die gemeinsam eine Last versorgen. Bei Ausfall einer USV-Einheit wird die Lastversorgung unterbrechungsfrei von den anderen USV-Einheiten übernommen.


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