Dreiphasige USV- Anlagen von EATON Powerware Technologien, Trends und Einsatzmöglichkeiten

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1 Dreiphasige USV- Anlagen von EATON Powerware Technologien, Trends und Einsatzmöglichkeiten Eaton Power Quality GmbH, Berlin Ingo Brückner Area Sales Manager 2007 Eaton Corporation. All rights reserved.

2 Das Produktprogramm / Eaton Corporation. All rights reserved.

3 Das Eaton Powerware Programm 1- phasige USV- Systeme 500VA 15kVA 3- phasige USV- Systeme 8kVA 2.475kVA

4 Einphasige USV-Systeme 500VA 15kVA Highlights: Advanced Battery Management Batterie Hot-Swap verlängerbare Überbrückungszeiten selektives Herunterfahren einzelner Lastsegmente diverse Optionen

5 Powerware Serie 3 einphasige USV-Anlagen für den Basisschutz kostengünstiger Spannungsschutz für PCs und Workstations anwenderfreundliches Produktdesign

6 Powerware 3105 Technologie: Serie 3 (VFD-SY-333) Leistungsbereich: 500VA Spannungsbereich: 230 VAC Überbrückungszeit: 4 Min. Standard bei Volllast typische Anwendungen: Office PCs Heimelektronik mit Schuko-Steckdosen oder IEC-Ausgängen erhältlich

7 Powerware Serie 5 Schutz gegen 5 der 9 möglichen Spannungsprobleme im Stromversorgungsnetz ideal geeignet für kleine Büroserver, leistungsfähige PCs und Workstations

8 Powerware 5110 Technologie: Serie 5 (VI-SY-333) Leistungsbereich: VA Spannungsbereich: 230VAC Überbrückungszeit: 3 5 Min. Standard bei Volllast typische Anwendungen: SOHO-Umgebungen PC s und Workstations in Büros

9 Powerware 5115 Technologie: Serie 5 (VI-SS-333) Leistungsbereich: VA Spannungsbereich: VAC Überbrückungszeit: 5 Min. Standard bei Volllast Typische Anwendungen: kleine Büroserver leistungsfähige PC s und Workstations

10 Powerware 5115RM Technologie: Serie 5 (VI-SS-333) Leistungsbereich: VA Spannungsbereich: VAC Überbrückungszeit: 5 Min. Standard bei Volllast typische Anwendungen: Server, Speichersysteme, Netzwerkkomponenten 19 Einschub / 1HE

11 Powerware 5125 Technologie: Serie 5 (VI-SS-333) Leistungsbereich: VA Spannungsbereich: VAC Überbrückungszeit: 5 Min. Standard bei Volllast typische Anwendungen: kleinere vernetzte Büroserver Server Netzwerkkomponenten

12 Powerware 5125RM Technologie: Serie 5 (VI-SS-333) Leistungsbereich: VA Spannungsbereich: VAC Überbrückungszeit: 5 Min. Standard bei Volllast typische Anwendungen: Server im Rack, besonders mit Powerfaktor-korrigierter Stromversorgung Netzwerkkomponenten 19 Einschub / 2HE / 3HE

13 Powerware Serie 9 USV-Anlagen in Doppelwandlertechnologie mit vollem Schutz gegen alle 9 möglichen Netzprobleme Ausgestattet mit hervorragenden Kommunikationsmöglichkeiten Zum Schutz von Datenzentren, Serverfarmen, Kommunikationsund Industrieanlagen

14 Powerware 9120 Technologie: Serie 9 (VFI-SS-111) Leistungsbereich: VA Spannungsbereich: VAC Überbrückungszeit: 8 14 Min. Standard bei Volllast typische Anwendungen: kleine Netzwerke sensible Server IT-Anwendungen Telekommunikationsanwendungen Sicherheitssysteme

15 Powerware 9125 Technologie: Serie 9 (VFI-SS-111) Leistungsbereich: VA Spannungsbereich: 230 VAC Überbrückungszeit: 5 13 Min. Standard bei Volllast typische Anwendungen: sensible Server im 19 -Format Telekommunikationsanwendungen im Rack 19 Einschub 2HE / 5HE

16 Powerware 9140 Powerware ,5 / 10kVA Dezentrale Schutz für Mittel- und Hochleistungs-Rack Rack-Umgebungen 2007 Eaton Corporation. All rights reserved.

17 Technische Spezifikation Leistung: Nenn-Eingangsspannung: Nenn-Ausgangsspannung: Frequenz: Abmessungen: Topologie: 10kVA / 8kW 7.5kVA / 6kW 1/1: 230 VAC ( V) 3/1: 400 / 230VAC 200, 208, 230, 240VAC, einstellbar 50/60Hz, automatische Erkennung 6 HE Rackmount, inkl. Batterien 263 mm (6 HE) x 430 mm x 760 mm Online, Doppel-Wandler-Technologie

18 Anwendungen Dezentraler Schutz für 1 3 Racks mittlerer Leistung (2 4kW/Rack) Server- und Netzwerk-Equipment mittlerer und hoher Leistung Hochleistungs-Rack (4 8kW/Rack) Hochleistungs- und Blade-Server zum Beispiel für: Netzwerk-Räume/-Kabinette SMB (Server Message Block) Verteilerschränke Professionelles IT-Equipment Hochleistungs-Server Speicher (SAN = Storage Area Network, NAS =Network Attached Storage) Einzelhandel Schutz für Server und POS-Systeme

19 Modernes Engineering Kompaktes Design spart wertvollen Platz im Rack: 10 kva Leistung in nur 6 HE inkl. Batterien 2. Leichtgewichtige, hot-swap fähige Batterie- und Elektronik-Module sorgen für einfache Installation + Wartung und erhöhen die Verfügbarkeit durch kürzere Reparaturzeiten 3. Statischer Bypass im Gehäuse, getrennt von der Elektronik 4. Aufrüstbares Power-Modul von 7,5 kva bis 10 kva: So wächst Ihre USV mit Ihren Leistungsanforderungen

20 Modernes Engineering HE Externe Batteriemodule (EBM) liefern bis zu 45 Min. Laufzeit bei Volllast Serienmäßiger USB-Anschluss und optionale X-Slot-Karten bieten eine Vielzahl an Anschluss-Optionen, um die USV zu managen und zu überwachen 8. Umschaltbarer 3-Phasen/1-Phasen- Eingang sorgt für hohe Flexibilität in Gebieten mit 400/230 V AC (EMEA) 9 9. Standard-IEC-Ausgänge dadurch ist die USV kompatibel mit den meisten Blade-Servern

21 Kommunikation Ein bedienerfreundliches LCD-Display liefert detaillierte Informationen und ermöglicht das USV-Management vor Ort Powerware LanSafe Software für Überwachung, Verwaltung und Herunterfahren aus der Ferne 4 LEDs zeigen deutlich den USV-Status an: Online, Battery-Betrieb, Bypass-Betrieb, Alarm Mehrsprachiges LCD für globalen Einsatz Die kostenlos erhältliche Software ermöglicht die Fernüberwachung der USV und das geregelte Herunterfahren im Fall eines längeren Stromausfalls.

22 Powerware Produktplattform Powerware 9155 Powerware 9155 Powerware 9355 Powerware 9390 Powerware , kva N-Modell 3: kva S-Modell 1: kva, kva kva, kva 225 / 275 kva, 225 / 275 kva n+1

23 Eigenschaften im Detail: X-Slot-Schnittstelle Schnittstellen-Optionen Web/SNMP Modbus/Jbus AS400-Relais serielle Schnittstelle #1 and #2 XSlot Multiplex- Kanal: #3 and #4 XSlot PC-Anschluss

24 Eigenschaften im Detail: ABM Advanced Battery Management (ABM) Verlängert Lebenszeit der VRLA-Batterien...um bis zu 50% verglichen mit der herkömmlichen Lademethode Ubat batchargev batequalizev Batterien werden die meiste Zeit über im Ruhe-Modus statt im Ladeerhaltungs- Modus gehalten Besonderheiten: mikroprozessor-gesteuert intelligenter Ruhe-Modus zur Vorbeugung gegen Korrosion im Batterie-Elektrolyt automatischer Batterie-Test für optimalen Ausfallschutz batopchrgv I = batchrgi CHARGE MODE batcharget FLOAT MODE batfloattext + batfloatt REST MODE batmaxrestt time

25 Eigenschaften im Detail: ABM Temperatur- Kompensation steuert die VRLA-Ladespannung...gemäß der USV-Schaltschrank-Temperatur Um die Batterielebensdauer zu erhöhen. 2,345 VPC 2,27 VPC 2,195 VPC Besonderheiten: mikroprozessorgesteuert automatische Einstellung Erhaltungsspannung 0 C 25 C 50 C Spannung pro Zelle wird um 3 mv je C verringert Temperaturbereich: ±0 C bis 50 C

26 Technologie modernster USV Anlagen - Entwicklungstrends 2007 Eaton Corporation. All rights reserved.

27 Technologie modernster USV Anlagen THDi (= Stromklirrfaktor = Netzrückwirkung) <2,5-5% durch IGBT-Gleichrichter geringe Beeinflussung des Eingangsnetzes durch hohen Eingangsleistungsfakors der USV von 0,99 durch IGBT-Gleichrichter kein Überdimensionieren von Kabeln, Trafos, Trennern, Netzersatzanlagen / Generatoren etc. erforderlich keine zusätzlichen THDi-Filter notwendig weniger Fehlfunktionen durch Netzrückwirkungen Modularität HotSync für USV-Redundanz- bzw. Parallellösungen und maximale Verfügbarkeit Gewichts- und Kostenersparnis höhere Verfügbarkeit Geregelter Front-/End IGBT-Gleichrichter

28 Leistung Technologie modernster USV Anlagen: Generatordimensionierung Dimensionierung des Generators: Faktor 2 bis 2,5 mit 6-puls Gleichrichter, Netzrückwirkung (THDI) = 27% und Faktor 1.2 bis 1.3 mit IGBT Gleichrichter, THDI 2,5% bis 5% 208kVA 32kVA 160kVA 192kVA Generator für 160kVA IGBT USV => Faktor = 1.2:1 400kVA Generator für 160kVA 6-pulsige USV => Faktor = 2,5:1 THDi

29 Technologie moderner USV Anlagen: Trafolose Anlagen Transformator versus Transformatorlos

30 Technologie moderner USV Anlagen: Vergleich USV mit Ausgangs-Trafo + DC/AC Spannungs Verhältnis besser Nachteile: Grösse und Gewicht Kosten des Transformators Geräusch zusätzliche Wärmeverluste niedriger Wirkungsgrad zusätzliche elektomagnetische Belastung (EMV etc.) Trend Transformatorlose USV + kompakt und leicht + hoher Wirkungsgrad + leiser Kostenerhöhung linear mit Leistung DC/AC Spannungs- Verhältnis konstant

31 Technologie moderner USV Anlagen: Technische Argumente Klarstellung: USV-Anlagen mit Trafo werden oft als USV-Anlagen mit echter galvanischen Trennung am Ausgang bezeichnet. eine vollständige galvanische Trennung kann jedoch nur durch einen echten galvanischen Isolations-Trenntrafo erzielt werden. teilweise kommen aber bei USV-Anlagen sogenannte Inverter-Trafos zum Einsatz, die lediglich die Ausgangsspannung der IGBTs des Inverters herauftransformieren.

32 Technologie moderner USV Anlagen: Technische Argumente Der Einsatz solcher Inverter-Trafos gilt in zunehmenden Maße als nicht zeitgemäss und ist nur bei der Verwendung kostengünstiger IGBTs notwendig. eine echte galvanische Trennung zur Netzeinspeisung ist aber hierdurch nicht gegeben, da der Neutralleiter trotzdem durch die USV-Anlage durchgeführt wird und nach dem Inverter-Trafo auf den Sternpunkt des Ausgangs der USV geschaltet wird. auch der Bypasszweig weist keinerlei galvanische Trennung durch die Verwendung eines Inverter-Trafos auf.

33 Technologie moderner USV Anlagen: Sicherheit Sicherheit ohne Trafo: beim den 3-Phasen-Invertern handelt es sich bei Eaton Powerware um insgesamt sechs, über Optokoppler angesteuerte IGBT s. jeder einzelne IGBT wird diskret überwacht weiterhin wird der Ausgangsstrom und die Spannung des Inverters gemessen im Fehlerfall wird unterbrechungsfrei das Schütz hinter dem Inverter geschaltet und die Anlage wechselt sofort auf den internen, wechselseitig zum Inverterswitch angesteuerten Thyristorbypass. eine Trennung zum Batteriezwischenkreis ist somit im Fehlerfall des Inverters sofort gewährleistet. im Worst Case also im Fehlerfall des Inverter-Thyristorschalters spricht zusätzlich der sogenannte Backfeed Contactor an um eine Rückspeisung über den Bypasszweig zu verhindern.

34 Technologie moderner USV Anlagen: Zusammenfassung Trafo / trafolos Ein Kunde geht keine Kompromisse ein, wenn er eine transformatorlose anstatt eine auf einem Transformator basierende Lösung wählt: Vorteile der transformatorlosen USV: hoher Wirkungsgrad kompaktes Design niedriges Gewicht optimaler Preis geeignet für alle Leistungsgrößen

35 Kosten & Energieeffizienz 2007 Eaton Corporation. All rights reserved.

36 Kosten-Einsparungen durch hohen Wirkungsgrad Beispielrechnung Wirkungsdgrad bei 75 % Leistung kvacos phi kw (Ausgang) nicht lineare Last Typische Last Situation Verluste kalkuliert in [W] bei 75% Last Laufzeit 1 Jahr Kosten für Verluste Typische Last Situation Verluste in [kw/h] 0,15EUR / kw/h PW ,9 247, Konventionell 300 0, Differenz: Kunde spart pro Jahr je USV- Anlage des Typs: PW kva: Wirkungsgrad konventionell Wirkungsgrad 100% 75% 50% 25% an Stromkosten - 6P rectifier Linear load: 93% 92% 92% 89% Sollten solche Kalkulationen bei der Anschaffung einer USV eine Rolle spielen? - 12P rectifier Linear load: 91% 90% 89% 88% Stimmen Sie zu?

37 Zusammenfassung Entwicklungstrends: globales konstruktives Design geregelter Front End IGBT Gleichrichter auch bei Leistungen >200kVA Modularität höchste Verfügbarkeit durch: - geringste MTTR - höchsten MTBF - patentiertes ABM - patentierte HotSync Technologie trafolose Technologie hoher Wirkungsgrad

38 Noch Fragen?

39 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!