USV nterbrechungsfreie Stromversorgung

Transkript

1 USV nterbrechungsfreie Stromversorgung Version 2.0 vom 15. Juli 2005 Prof. Dr. Clemens Cap Lehrstuhl Informations- und Kommunikationsdienste Universität Rostock

2 Unterbrechungsfreie Stromversorgung Powe bleme: tromausfall Server tromausfall DB tromausfall Netzkomponenten berspannung, Blitz Inkonsistenz im Filesystem Transaktionen nicht abgeschlossen Alles Offline Alles kaputt ung: urzer Stromausfall anger Stromausfall berspannung USV überbrückt USV erlaubt kontrolliertes ShutDow USV filtert aus

3 von Stromausfällen nzahl Jahr ms ms 20 ms - 1 s 1 s - 1 h > 1

4 im Ländervergleich Vergleich

5 Toleranzen von Hardware e Ausfall werden toleriert: berspannung: Bis 10% nterspannung: Bis 20% nterbrechungen: Bis 10 ms

6 USV Arten ine USV otstromaggregat, das sich bei Bedarf zuschaltet achteil: Bei Zuschalten einige Millisekunden Einbruch ( < 10 ms ) ewertung: Günstigste Technologie e Interactive USV pannungseinbrüche kontinuierlich aus Akku nachgeregelt achteil: Phasenverschiebungen möglich ewertung: Verbesserung der Offline USV ine USV ezug stabilisierter, wechselgerichteter Gleichspannung achteil: ewertung: Teuerste Lösung Beste Technologie

7 Offline USV Funktion Netzfilter zur Stabilisieru Wenn Netzspannung de Normbereich unterschre wird Wechselrichter zug schaltet Während Schaltprozeß Pufferung durch Kondensatoren im Netz Nachteile Ansprechzeit ( < 10 ms Keine Frequenzstabilitä

8 active USV Funktion Last wird aus Netz und Batterie versorgt Umrichter wirkt auch in Rückrichtung In diesem Beispiel Netzrückschalteinricht NRE erlaubt den Wechs ein zweites Netz - bei USV Störung - bei Überlast Nachteile Ansprechzeit ( < 10 ms ) Keine Frequenzstabilität

9 USV

10 Online USV ktion ast wird aus Doppelwandler versorgt: Gleichrichter - Wechselrichter atterie puffert die Gleichspannung ohe Frequenzstabilität iesem Beispiel andumgehung zur Teilabschaltung bei Wartungsarbeiten an der Batterie Akkutausch) hteile oher technischer Aufwand (teuer)

11 Galvanische Trennung inition: Keine direkte elektrisch leitende Verbindung n: törung breitet sich nicht so schnell aus sp: Blitzschlag lisierung: eine galvanische Trennung in Offlineund Line Interactive USV ei Online USV: Über den Elektrolyten der Batterie

12 USV nach Euro Norm EN m teilt nach Konstanz von Frequenz und Spannung des Outputs Abhängigkeit von der Netzversorgung ein in: : Voltage and Frequency Dependent ypisch für Offline USV Voltage Independent ypisch für Line Interactive USV : Voltage and Frequency Independent ypisch für Online USV

13 Beispiel einer High End USV hastar Mega cheinleistung: irkleistung: berbrückungszeit: reis: ewicht 250 KVA 200 KW 9 Minuten Euro 8 Tonnen

14 Beispiel einer Low End USV e und Consumer USV: cheinleistung: 500 VA irkleistung: berbrückungszeit: reis: ewicht: 300 Watt min 200 Euro 10 kg

15 Leistung ation pannung habe harmonischen Verlauf trom hat dann ebenso harmonischen Verlauf (mit Phasenverschiebung) eistung hat harmonischen Verlauf doppelter Frequenz hnerische Aufteilung in 2 Komponenten lindleistung: irkleistung: Fließt in den Rechner hinein und wieder heraus Soll im zeitlichen Mittel den Wert Null ergeben Ist daher harmonisch um den 0-Punkt Wird im Rechner verbraucht Pendelt daher harmonisch zwischen 0 und Maximalwe

16 Leistung

17 Leistung einleistung dleistung kleistung

18 Dimensionierung einer USV muß Scheinleistungs & Blindleistungslimitierung genügen cheinleistung = Wirkleistung x Leistungsfaktor cheinleistung: irkleistung: eistungsfaktor: In VA gemessen In Watt gemessen 0,6-0,7 für PCs typisch rbrückungszeit ollte sauberes ShutDown gestatten indestens 5-8 Minuten 0% Reserve aufschlagen

19 Anbindung der USV t Down Anbindung SV signalisiert Stromausfall über RS232, Ethernet (auch: SMS, WAP, Pa S bewirkt kontrolliertes ShutDown soren Anbindung eßfühler für Temperatur etc. an USV angeschlossen ei kritischen Werten ebenso Shut Down initiiert rnsystem Anbindung tromausfall bewirkt Modemverbindung oder Paging P Anbindung bfrage von USV Werten über SNMP möglich PS Managment Information Base standardisiert Management Informatio

20

21 Wartung der USV elmässige Überprüfung der Funktion trolle von Spannung, Ladezustand, Temperatur elmässiges Auswechseln der Akkus ine USV haben Überbrückung, welche Wartung im laufenden Betrieb rmöglicht. blem: ine nicht gewartete USV eigt sich alsproblem erst enn es zu spät ist