Technische Spezifikationen Tri Power X33
X31
10-80 kVA DREIPHASING / DREIPHASING 10-100 kVA DREIPHASING / EINPHASING Technologie-On- Double Conversion
Tri Power X33
Inhaltsverzeichnis 1.
ZWECK ............................................................................................................................. 3
2.
BESCHREIBUNG DES SYSTEMS ........................................................................................... 3
3.
BEZUGSNORMEN .............................................................................................................. 7
4.
ANWENDUNGEN ............................................................................................................... 8
5.
KONFIGURATIONEN .......................................................................................................... 9
6.
BESCHREIBUNG DER USV ................................................................................................ 15 6.1 Wandler AC/DC (Gleichrichter) .............................................................................................. 16 6.1.1 Easy Sourcer ............................................................................................................................... 17 6.1.2 Battery Care System: Batteriepflege ...................................................................................... 18 6.1.3 Wandler DC/AC (Wechselrichter) ........................................................................................... 19 6.1.4 Statischer Umschalter (Bypass) ................................................................................................. 20
7.
BEDIENFELD ................................................................................................................... 22
8.
TRENNSCHALTER ........................................................................................................... 25
9.
KOMMUNIKATION .......................................................................................................... 25 9.1 9.2 9.3 9.4
Fernmeldungen .......................................................................................................................... 25 Fernsteuerungen ........................................................................................................................ 25 Not-Aus ........................................................................................................................................ 25 Überwachungs- und Steuer-Software ..................................................................................... 26
10.
USV-SCHRANK ............................................................................................................... 26
11.
INSTALLATION ................................................................................................................ 26
12.
OPTIONEN....................................................................................................................... 26
12.1 Kommunikation .......................................................................................................................... 26 12.2 LCD-Fernbedienfeld .................................................................................................................. 30 12.3 Fern Grafikdisplay....................................................................................................................... 31 12.4 Batterieschränke ........................................................................................................................ 32 12.5 Batteriestart (Kaltstart) ............................................................................................................... 32 12.6 UGS – USV Einheiten-Synchronisierung .................................................................................... 32 12.7 PSJ - Parallel Systems Joiner ...................................................................................................... 33 12.8 Isolations-Transformatoren ........................................................................................................ 33 12.9 Rüstsatz für USV ohne Nullleiter am Eingang und Ausgang .................................................. 33 12.10 Schutzklasse .............................................................................................................................. 33
13.
UMGEBUNGSBEDINGUNGEN ............................................................................................ 33
14.
TECHNISCHE DATEN....................................................................................................... 34
15.
TECHNISCHE DATEN DREIPHASING EINGANG / EINPHASING ............................................ 42
2
Tri Power X33
ZWECK
1.
In der vorliegenden Beschreibung werden die technischen Daten des statischen Systems zur unterbrechungsfreien Stromversorgung (USV) TRI POWER X33 definiert. Es handelt sich um ein Gerät, das in der Lage ist die angeschlossenen Verbraucher unterbrechungsfrei, und unabhängig vom Zustand des Versorgungsnetzes, saubere Energie zu liefern. TRI POWER X33 Die Serie wird von der Alpha UPS, einem führendem Unternehmen, mit mehr als 25jähriger Erfahrung, im Bereich der Unterbrechungsfreien Stromversorgung von 350VA bis 800kVA produziert. Für Informationen zu anderen www.alphatechnologies.de
verfügbaren
Produkten,
siehe
die
Internetseite
2 BESCHREIBUNG DES SYSTEMS In der Modellreihe TRI POWER X33 sind folgende Modelle erhältlich 10, 15, 20, 30, 40, 60, 80 and 100 kVA dreiphasig mit Online-Technologie mit Doppelwandler gemäß USV-Klassifizierung VFI-SS-111 – entsprechend IEC Norm 62040-3 – mit Transformator am Ausgang des Inverter. Die vorliegenden Spezifikation beschreibt die UPS 10-80 kVA e 10-100 kVA.mit Dreiphasen-Eingang, Ausgang und Eingang Phase und Einphasen-Ausgang.
TRI POWER X33 ist kompatibel mit industriellen Installationen und, auf Grund des hohen Leistungsniveaus, mit den kritischsten Installationen im Bereich der Information Technology (IT). Diese Leistungswerte werden erreicht durch: a) Easy Source • •
Niedrige Verzerrung der Eingangsspannung bis 3% und Leistungsfaktor bis >0,9. Kompatibilität mit dem Stromaggregat dank der Funktionen power walk-in, die ein progressives Anlaufen des Gleichrichters, eine Verzögerung beim Start des power walk und eine Sperrung der Batterieladung garantieren.
b) Battery Care System • • • •
Batterieladung mit zwei Spannungsstufen gemäß Eigenschaft U1 U2 Ladungsausgleich abhängig von der Temperatur. Geeignet zum Laden von Batterien mit langer Autonomie. Batterietest zum Erfassen eventueller Batterie-Leistungsverschlechterungen.
c) Trenntransformator am Inverterausgang zum Schutz der Lasten gegen Netzstörungen bei allen Betriebszuständen. d) Doppelter Schutz der Lasten von der Batterie: einer durch den elektronischen Schutz der Steuerkreise und ein galvanischer Schutz durch den Transformator am Ausgang des Inverters. e) Thermische Überdimensionierung des Inverters, um eine Überlast (kVA) von 110% für 60 Minuten zu garantieren. f) Fähigkeit zur Versorgung von Lasten mit cosφ von 0,9
3
Tri Power X33
g) Schutz gegen Energie-Rückspeisung (Backfeed Protection). h) Erweiterbarkeit des Systems bis auf 8 Einheiten, Systeme Dual BUS und Dynamic Dual Bus.
Die Modellpalette TRI POWER X33 von 500 bis 800 kVA steht in folgenden Modellen zur Verfügung:
MODELL TRI POWER X31 10 TRI POWER X31 HC 10 TRI POWER X31 15 TRI POWER X31 HC 15 TRI POWER X31 20 TRI POWER X31 HC 20 TRI POWER X31 30 TRI POWER X31 HC 30 TRI POWER X31 40 TRI POWER X31 HC 40 TRI POWER X31 60 TRI POWER X31 60 HC TRI POWER X31 80 TRI POWER X31 80 HC TRI POWER X31 100 TRI POWER X31 100 HC
BESCHREIBUNG UPS 10kVA,6 Pulse, DreiPhasen-Eingang / Ausgang einphasig UPS 10kVA,6 Pulse, dreiphasigen Eingang / Ausgang einphasig mit Eingang harmonische Filter UPS 15kVA,6 Pulse, DreiPhasen-Eingang / Ausgang einphasig UPS 15kVA,6 Pulse, dreiphasigen Eingang / Ausgang einphasig mit Eingang harmonische Filter UPS 20kVA,6 Pulse, DreiPhasen-Eingang / Ausgang einphasig UPS 20kVA,6 Pulse, dreiphasigen Eingang / Ausgang einphasig mit Eingang harmonische Filter UPS 30kVA,6 Pulse, DreiPhasen-Eingang / Ausgang einphasig UPS 30kVA ,6 Pulse, dreiphasigen Eingang / Ausgang einphasig mit Eingang harmonische Filter UPS 40kVA,6 Pulse, DreiPhasen-Eingang / Ausgang einphasig UPS 40kVA,6 Pulse, dreiphasigen Eingang / Ausgang einphasig mit Eingang harmonische Filter UPS 60kVA,6 Pulse, DreiPhasen-Eingang / Ausgang einphasig UPS 60kVA,6 Pulse, dreiphasigen Eingang / Ausgang einphasig mit Eingang harmonische Filter UPS 80kVA,6 Pulse, DreiPhasen-Eingang / Ausgang einphasig UPS 80kVA,6 Pulse, dreiphasigen Eingang / Ausgang einphasig mit Eingang harmonische Filter UPS 100kVA,6 Pulse, DreiPhasen-Eingang / Ausgang einphasig UPS 100kVA,6 Pulse, dreiphasigen Eingang / Ausgang einphasig mit Eingang harmonische Filter
4
Tri Power X33
MODELL TRI POWER X33 10 TRI POWER X33 10 HC TRI POWER X33 15 TRI POWER X33 15 HC TRI POWER X33 20 TRI POWER X33 20 HC TRI POWER X33 30 TRI POWER X33 30 HC TRI POWER X33 40 TRI POWER X33 40 HC TRI POWER X33 60 TRI POWER X33 60 HC TRI POWER X33 60 D TRI POWER X33 60 DHC TRI POWER X33 80 TRI POWER X33 80 HC TRI POWER X33 80 D TRI POWER X33 80 DHC
BESCHREIBUNG UPS 10kVA, 6 pulse, dreiphasigen Eingang / dreiphasiger Ausgang UPS 10kVA, 6 pulse, dreiphasigen Eingang / dreiphasiger Ausgang mit Eingang harmonische Filter UPS 15kVA, 6 pulse, dreiphasigen Eingang / dreiphasiger Ausgang UPS 15kVA, 6 pulse, dreiphasigen Eingang / dreiphasiger Ausgang mit Eingang harmonische Filter UPS 20kVA, 6 pulse, dreiphasigen Eingang / dreiphasiger Ausgang UPS 20kVA, 6 pulse, dreiphasigen Eingang / dreiphasiger Ausgang mit Eingang harmonische Filter UPS 30kVA, 6 pulse, dreiphasigen Eingang / dreiphasiger Ausgang UPS 30kVA, 6 pulse, UPS 40kVA, 6 pulse dreiphasigen Eingang / dreiphasiger Ausgang UPS 40kVA, 6 pulse, dreiphasigen Eingang / dreiphasiger Ausgang mit Eingang harmonische Filter UPS 60kVA, 6 pulse dreiphasigen Eingang / dreiphasiger Ausgang UPS 60kVA, 6 pulse, dreiphasigen Eingang / dreiphasiger Ausgang mit Eingang harmonische Filter UPS 60kVA, 12 pulse, dreiphasigen Eingang / dreiphasiger Ausgang UPS 60kVA, 12 pulse, dreiphasigen Eingang / dreiphasiger Ausgang mit Eingang harmonische Filter UPS 80kVA, 6 pulse, dreiphasigen Eingang / dreiphasiger Ausgang UPS 80kVA, 6 pulse, dreiphasigen Eingang / dreiphasiger Ausgang mit Eingang harmonische Filter UPS 80kVA, 12 pulse, dreiphasigen Eingang / dreiphasiger Ausgang UPS 80kVA, 12 pulse, dreiphasigen Eingang / dreiphasiger Ausgang mit Eingang harmonische Filter
5
Tri Power X33
Die Modelle HC, D and DHC unterscheiden sich in erster Linie durch die Eingangsleistungen (Oberwellen und Leistungsfaktor). Für weitere Details siehe die technischen Daten am Ende dieser Beschreibung.
6
Tri Power X33
3 BEZUGSNORMEN Das Qualitäts-Managementsystem des Unternehmens ist nach ISO 9001/2000 zertifiziert (Zertifikat Nr. CERT-04116-99-AQ-MIL-SINCERT), und deckt alle Verfahren, Arbeitsmethoden, sowie die Kontrollen von der Entwicklung, über Produktion bis zum Verkauf ab. Diese Zertifizierung ist für den Kunden aus folgenden Gründen eine Garantie: • • •
Verwendung von Qualitätsmaterial. Streng Prüfverfahren bei Produktion und Abnahme. Konstanter Kundendienst.
Außer der Unternehmenszertifizierung hat das Produkt eine USV-Klassifizierung nach VFI-SS-111 entsprechend IEC Norm 62040-3 und entspricht folgenden USV-Normen: • • •
EN62040-1 – Unterbrechungsfreie Stromversorgungssysteme (USV): Allgemeine Anforderungen und Sicherheitsanforderungen. EN 62040-3 - Methoden zum Festlegen der Leistungs- und Prüfungsanforderungen. EN 50091-2 und IEC 62040-2 – EMV-Anforderungen.
Die Modellreihe TRI POWER X33 bezieht sich auch, wo anwendbar, auf folgende allgemeine Normen: • • • • • • • • • • • • •
IEC 60529: Schutzarten durch Gehäuse (IP-Code). IEC 60664: Isolationskoordination für elektrische Betriebsmittel in Niederspannungsanlagen. IEC 60755: Allgemeine Anforderungen an Fehlstrom-Schutzvorrichtungen. IEC 60950: Allgemeine Sicherheitsanforderungen für Geräte der “Information Technology”. IEC 61000-2-2 : Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV). IEC 61000-4-1 : Elektromagnetische Verträglichkeit - Allgemeine Übersicht über die Störfestigkeitsprüfverfahren der Reihe 61000-4. IEC 61000-4-2 : Prüfung der Störfestigkeit gegen statische Entladungen. IEC 61000-4-3 : Prüfung der Störfestigkeit gegen elektromagnetische Felder. IEC 61000-4-4 : Prüfung der Störfestigkeit gegen schnelle transiente Störgrößen (Burst). IEC 61000-4-5 : Prüfung der Störfestigkeit gegen Stoßspannungen.IEC 61000-4-6 : Prüfung der Störfestigkeit gegen leitungsgeführte Störgrößen, induziert durch hochfrequente Felder. IEC 61000-4-8 : Prüfung der Störfestigkeit gegen Magnetfelder mit energietechnischen Frequenzen. IEC 61000-4-6 : Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV); Prüf- und Messverfahren – Störfestigkeit gegen leitungsgeführte Störgrößen, induziert durch hochfrequente; IEC 61000-4-11: Prüfungen der Störfestigkeit gegen Spannungseinbrüche, Kurzzeitunterbrechungen und Spannungsschwankungen.
7
Tri Power X33
Europäische Europäische Richtlinien L V 73/23/EWG und 93/68/EWG Niederspannungsrichtlinie: Schutz der Geräte-Sicherheitsaspekte und Vorschrift zur CEKennzeichnung ab 1/1/97. EMC 2004/108/EWG EMV-Richtlinie: Schutz der Aspekte zu Störfestigkeit und Emission Installationsbereich und Vorschrift zur CE-Kennzeichnung ab 1/1/96.
der
USV
im
4. ANWENDUNGEN Die USV der Modellreihe TRI POWER X33 sind für alle Anwendungen geeignet, bei denen der Schutz kritischer Lasten erfordert ist. Das gilt von einfachen Installationen bis hin zu komplexen Installationen, wo hohe Anforderungen in Bezug auf Zuverlässigkeit und schnelle Wartungsmöglichkeiten bestehen.
Datenzentren und Telekommunikation: Das USV-System kann gemeinsam mit den Anforderungen wachsen. Es bestehen Erweiterungsmöglichkeiten von bis zu 8 Einheiten, ohne dass dabei die Anfangsinvestitionen verloren werden. Mit weiterentwickelten Konfigurationen, wie dem “Dual Bus System” und dem “Dynamic Dual Bus System” , können höchste Zuverlässigkeits- und Verfügbarkeitsniveaus erhalten werden.
Industrielle Verfahren und elektromedizinische Systeme: Die USV-Einheit ist die geeignete Lösung, um die Qualität der Stromversorgung für jegliche Art von Lasten sicherzustellen. Das gilt von industriellen Verfahren bis hin zu elektromedizinischen Anwendungen. Dies erfolgt dank der technischen Eigenschaften, die Ergebnis einer sorgfältigen Analyse während der Entwicklungsphase sind, und die folgende Eigenschaften garantieren: • • •
Galvanische Trennung der Last durch Einsatz eines Transformators am Ausgang des Inverters. Hohes Kurzschluss- und Überlast-Verhalten. Hohe Batterie-Ladeleistung, die den Einsatz unterschiedlicher Batterietypen (wartungsfreie, mit offenen Batterieelementen oder Ni-Cd) mit langer Autonomie ermöglicht.
Notfallsysteme: Es kann die Betriebsmodalität STAND-BY OFF gewählt werden, die eine Hilfsfunktion, gemäß Richtlinie EN 50171 (Zentrale Stromversorgungssysteme) ermöglicht.
8
Tri Power X33
5. KONFIGURATIONEN Es stehen folgende Konfigurationen zur Verfügung:
USV Einzelgerät Die Einheit als Einzelgerät wird normalerweise für einfache Installationen verwendet. Sie kann bis auf 8 Einheiten erweitert werden, um einem höheren Leistungsbedarf oder ein Redundanz zu gewährleisten. Die gleiche Einheit kann, mit oder ohne Batterie, nach einer einfachen Einrichtung vor Ort, als Frequenzumformer 50/60 Hz und umgekehrt funktionieren. Die MPS kann auch Vorort nachträglich als Frequenzumformer 50/60 Hz mit oder ohne Batterie programmiert werden.
Rete di Ersatznet soccorso z
Netz Rete
Batterie Batteria
Carico Last
9
Tri Power X33
10
Tri Power X33
Konfiguration in Parallelschaltung Es können bis zu 8 Einheiten parallel geschaltet werden, um die System-Leistung (LeistungsParallelschaltung) oder die Zuverlässigkeit (redundante Parallelschaltung) zu verbessern. Ein System wird als "redundante Parallelschaltung" bezeichnet, wenn das Abschalten einer oder mehrerer USV die Verbraucher nicht beeinträchtig. Alle Systeme versorgen gleichzeitig die Last mit einer automatischen gleichmäßigen Aufteilung des Stroms. Die Einheiten tauschen über eine Loop-Schaltung mit doppelter Redundanz untereinander Informationen zum Betriebszustand sowie die Synchronisationssignale aus. Das heißt, dass auch bei einer unvorhergesehenen Unterbrechung einer Verbindung sich keine USV abschaltet, sondern nur gemeldet wird. Dank der Eigenschaften des “Hot Hot System Expansion” kann ein System durch eine neue USV Expansion erweitert werden, während die anderen Online sind und die Last über den Inverter versorgen. Die neue integrierte USV konfiguriert sich automatisch selbst mit den Systemdaten, ohne die Lastversorgung zu beeinträchtigen. Bei den Konfigurationen mit mehr als 2 Einheiten, wird empfohlen, einen externen Wartungs-Bypass zu installieren. Bei Wartungsarbeit können somit einzelne Anlagen zu- und abgeschaltet werden. Das System im Parallelbetrieb kann mit eigener Batterie oder mit gemeinsamer Batterie sein, d. h. mit einer von mehreren USV gemeinsam genutzten Batterie.
Ersatznetz Rete di soccorso
Rete Netz UPS 1
Rete Netz
Rete Netz
UPS 2 UPS 3 ---UPS 8
Batterie Batteria
Batterie Batteria
Batterie Batteria
Bypass-Schrank für Wartung (optional)
Armadio Bypass di manutenzione (opzione)
Carico Last
11
Tri Power X33
12
Tri Power X33
Dual Bus System (UGS) Zwei unabhängige Systeme können als Dual Bus mit gemeinsamer oder getrennter Quelle konfiguriert werden Die Synchronisierungs-Option (USV Group Synchroniser) hält die Ausgänge der beiden Systeme, unabhängig von den Schwankungen am Eingang und wenn das System auf Batterie läuft, synchronisiert. Jedes System kann maximal aus 4 Anlagen in Parallelschaltung bestehen. Dieses System ist für Konfigurationen entwickelt worden, die STS (Static Transfer Switch) verwenden, weil es das Umschalten von einer USV-Quelle zu anderen ohne Störung der Last ermöglicht.
Rete Ersatznetz di soccorso 11
Ersatznetz 2 2 Rete di soccorso
Rete Netz
Rete Netz
Rete Netz
Rete Netz
Sistema SystemBB
System SistemaA A
UPS 1A
Batteria Batterie
UPS 2A
UPS 1B
Batteria Batterie
Batteria Batterie
UPS 2B
Batteria Batterie
Sinchroniser (UGS)
Static Transfer Switch Last 3 Carico 3
Last 1 1 Carico
Static Transfer Switch
Last 212 Carico
Last 44 Carico
13
Tri Power X33
Dynamic Dual Bus System (PSJ)
Zwei unabhängige Systeme (mit jeweils bis zu 4 Einheiten) können in Konfiguration “Dynamic Dual Bus” mit der Option PSJ (Parallel System Joiner) zusammengeschaltet werden. Genauer gesagt, wenn eine USV ausfällt oder wegen Wartungsarbeiten abgeschaltet wird, kann der Anwender die beiden Systeme einfach durch Schließen eines Schalters am Ausgang brücken und, zum Beispiel, eine einzelne redundante USV, die für beide Bereiche zur Verfügung steht, benutzen. Der Synchronismus sowie die gleichmäßige Aufteilung des Stroms wird durch die PSJ sichergestellt. Diese Eigenschaft verleiht den Systemen bei Wartungsarbeiten, oder wenn das Redundanz-Niveau zwischen den beiden Bereichen geändert werden soll, eine extreme Flexibilität.
Ersatznetz (1) Rete di soccorso (1)
Rete Netz
Ersatznetz (2) Rete di soccorso (2)
Rete Netz
Netz Rete
Netz Rete System SistemaBA B
System Sistema AA
UPS 1A
UPS 2A
Batterie Batteria
Batteria
Batterie
UPS 1B
Batterie
Batteria
UPS 2B
Batterie
Batteria
PSJ
Last 1
Carico 1
Last 2
Carico 2
14
Tri Power X33
6.
Beschreibung der USV US V
Die USV kann auf vier unterschiedliche Betriebsarten eingestellt werden: ON-LINE, STAND-BY ON, SMART ACTIVE und STAND-BY OFF .
Betriebsmodalität: ON-LINE Normaler Betrieb: Der Gleichrichter entnimmt Strom aus dem Netz, versorgt den Inverter und hält die Batterien geladen. Die Last wird vom Inverter mit stabilisierter Frequenz und Spannung und in Synchronismus mit dem Ersatznetz versorgt. Betrieb bei Notfall: Verlässt das Versorgungsnetz die vorgegebenen Grenzwerte, schaltet sich der Gleichrichter ab und der Inverter wird über die Batterie für die Dauer ihrer vorgesehenen Autonomie versorgt, ohne dass dabei die Last gestört wird. Beim Wiedereinschalten des Versorgungsnetzes fängt der Gleichrichter stufenweise wieder an zu arbeiten (power walk in) und lädt dabei die Batterien wieder auf und versorgt den Inverter. Bypass-Betrieb: Bei einer Überlastung des Inverters über die vorgesehenen Grenzwerte, oder wegen einer manuellen Abschaltung, wird die Last automatisch über den statischen Umschalter an das Ersatznetz übergeben, ohne dass dabei die Last gestört wird.
Betriebsmodalität: STAND-BY ON Die Last wird normal über das Ersatznetz versorgt, der Gleichrichter hält die Batterien geladen. Verlässt das Netz die eingegebenen Toleranzwerte, wird die Last automatisch solange an den Inverter übergeben, bis das Netz wieder geeignete Werte hat. Diese Betriebsart ist für die Versorgung von Lasten geeignet, die keine hohen Qualitätsstandards benötigen, die durch eine Dauerversorgung durch den Inverter garantiert sind. Damit kann der Wirkungsgrad des Systems bis auf 98% erhöht werden.
Betriebsmodalität: SMART ACTIVE Wenn die USV TRI POWER X33 auf Betriebsart SMART ACTIVE konfiguriert ist, wird automatisch festgelegt, ob mit Betriebsmodalität ON-LINE oder STAND-BY ON gearbeitet werden soll. Dies erfolgt anhand der Ersatznetz-Überwachung: bleibt diese innerhalb einer festgelegten Zeit innerhalb geeigneter Werte, stellt sich die Einheit auf Betriebsart STAND-BY ON, andernfalls bleibt sie auf Betriebsart ON-LINE.
15
Tri Power X33
Betriebsart: STAND-BY OFF Bei Spannungsversorgung über das Ersatznetz hält der Gleichrichter bei ausgeschaltetem Inverter die Batterien geladen. Bei einem Ausfall des Netzes schaltet sich der Gleichrichter ab und der Inverter wird mit Batteriestrom innerhalb von ungefähr 200 ms eingeschaltet. Diese Anwendung ist, gemäß Richtlinie EN 50171, für die Stromversorgung von Notbeleuchtungsanlagen geeignet.
Das Blockdiagramm der USV TRI POWER X33 sieht wie folgt aus:
SWMB
SWBY
Rete di
Ersatznetz Soccorso Rückspeisun Protezione Backfeed gsschutz
SWOUT
SWIN
Ausgang Uscita
Rete Netz
Gleichrichter Raddrizzatore
Statischer Commutatore Umschalter Statico
Inverter Inverter
Alarmkarten
Schede Allarmi
Battery Batterie
Schede di Kommunikationskarten comunicazione SNMP, MODBUS, SNMP, MODBUS; JBUS usw. JBUS etc.
Mikroprozessor-
Logica di controllo Steuerlogik a microprocessore Pannello di Kontrollfeld comando e Steuerund controllo
6.1
Wandler AC/DC (Gleichrichter)
Der Wandler AC/DC für die Batterieladung wandelt die Wechselstromspannung für die Versorgung des Inverters mit Nominalladung in Gleichspannung um. Es stehen zwei Modelle (12 MP und 12 MP HC) zur Verfügung. Die Gleichrichter bestehen aus unterschiedlichen Technologien zur Reduzierung der Netzrückwirkung bis auf 3% und zur Erhöhung des Leistungsfaktors bis auf 0,95 (siehe die Tabelle mit den Technischen Daten am Ende der Beschreibung). Dieser Wandler umfasst zwei grundsätzliche Funktionen:
16
Tri Power X33
6.1.1 Easy Sourcer TRI POWER X33 ist entwickelt worden, um die Auswirkungen auf das Netz oder ein vorgeschaltetes Stromaggregat zu verringern. Die wichtigsten Merkmale in Einzelnen: •
Oberwellen am Eingang: Aufgrund der niedrigen Oberwellen am Eingang und dem hohen Leistungsfaktor reduzieren sich auf diese Weise die Installationskosten und die Bemessung einer eventuellen vorgeschalteten Stromaggregats.
•
Progressives Anlaufen des Gleichrichters (Power Walk-in): Wird Spannung am Eingang zum Gleichrichter angelegt, wie zum Beispiel nach einem Netzausfall, läuft dieser, mit einer zwischen 0 bis 30 Sekunden programmierbaren Zeit sanft an.
•
Verzögerung beim progressiven Anlaufen des Gleichrichters: Bei den Konfigurationen in Parallelschaltung kann das Anlaufen der Gleichrichter verzögert werden, um die Auswirkungen auf ein eventuell der USV vorgeschaltetes Stromaggregat zu verringern. Die Verzögerung beim Anlaufen kann bis auf 120 Sekunden programmiert werden.
Leistung des Potenza Gruppo Stromaggregats (kVA)
elettrogeno (kVA)
100 %
75 % UPS1+ UPS2+ UPS3+ UPS4
50 %
25 %
UPS1+ UPS2+ UPS 3
UPS1+UPS2 UPS1
30
60
90
Sekunden
Secondi
Beispiel für die Anlauf Einstellung der Gleichrichter in parallel geschalten Systemen •
Sperren des Batterie-Ladestroms: Bei Betrieb der USV mit einem Stromaggregat kann die Batterieladung gesperrt werden um damit die volle zur Verfügung stehende Leistung für die Stromversorgung der Verbrauchers zu nutzen.
•
Sperren der Synchronisierung mit dem By-Pass: bei einem Stromaggregat mit sehr unstabiler Ausgangsfrequenz kann die Synchronisierung des Wechselrichters mit dem By-Pass gesperrt werden. Unter dieser Bedingung erzeugt der Wechselrichter durch die Verwendung interner Schwingungen eine
17
Tri Power X33
Ausgangsspannung im Modus Free Running. Folglich ist die Lastübertragung auf den By-Pass nicht gestattet. Der Batterie-Ladestrom und das Sperren der Synchronisierung des Wechselrichters mit dem By-Pass werden über einen Fernkontakt eines an die optionale Rely Card angeschlossenen Stromaggregats
6.1.2 Battery Care System: Batteriepflege Das "Battery Care System" ist ein Zusammenspiel von Funktionen zur Kontrolle, der Verwaltung und der möglichst langen Erhaltung der Batterie.
a) Batterieladung: Die Einheit ist für einen Betrieb mit verschlossenen Bleibatterien (VRLA), AGM, mit geschlossenen Batterieelementen und Ni-Cd-Batterien geeignet. Abhängig vom Batterietyp stehen zwei Ladeverfahren zur Verfügung: •
Pufferladung (Floating): Der Batterieladezustand wird ständig überwacht. Fällt das Ladeniveaus unter ein vorgegebenes Niveau ab, wird ein zweistufiger Ladezyklus eingeschaltet. Am Ende des Ladezyklus stellt sich die Batterie automatisch auf Pufferzustand zurück.
•
Batterieladung mit zwei Spannungsstufen (konfigurierbar): Diese Art der Batterieladung erfolgt mit einem begrenzten Ladestrom mit zwei Spannungsstufen gemäß IU1 U2 (EN 50272-2). Die erste Ladephase erfolgt mit Schnellladungsspannung (U1). Es folgt eine zweite Phase mit Pufferladung (U2). Um die Lebensdauer der Batterien nicht zu beeinträchtigen, erfolgt die Nachladung, wie von der Herstellern vorgeschrieben mit Werten, bei denen die Ladespannung abhängig von der Temperatur angepasst wird. Diese Art der Batterieladung kann vor Ort konfiguriert werden und wird hauptsächlich für Batterien mit geschlossenen Batterieelementen oder für Ni-Cd-Batterien verwendet.
b) Batterietest: Bein normalem Betriebszustand wird die Batterie automatisch in regelmäßigen Abständen oder nach manueller Steuerung kontrolliert. Bei dem Test wird die Batterie unwesentlich, vollständig sicher für die Last und ohne Beeinträchtigung der erwarteten Batterie-Lebensdauer entladen. Ergibt der Test ein negatives Ergebnis, wird dies am Bedienfeld der USV und an der Fernkontrolle angezeigt. c) Schutz gegen langsames Entladen: Bei einem langsamen und lang andauernden Entladen, wird die Entladespannung, wie von den Batterieherstellern vorgeschrieben, um ungefähr 1,8V/Element angehoben, um eine Beschädigung zu vermeiden. d) Ripple-Strom: Bei normalen Betriebszuständen und geladener Batterie ist der RippleStrom auf extrem niedrige Werte reduziert. Diese Voraussetzung beseitigt eine der wichtigsten Ursachen, die die Zuverlässigkeit der Batterie reduzieren.
18
Tri Power X33
6.1.3 Wandler DC/AC (Wechselrichter) Der Wandler DC/AC wandelt den Gleichstrom in einen stabilisierten Sinuswechselstrom für die LastStromversorgung um. Bei UVS in Betriebsart ON-LINE wird die Last immer vom Inverter mit Strom versorgt . Er besteht aus einem IGBT-Dreiphaseninverter (IGBT - Isolated Gate Bipolar Transistor), einem Transistor, der hohe Umschaltfrequenzen (>20kHz) und damit eine hohe Spannungsqualität bei niedrigem Verbrauch und geringer Geräuschentwicklung ermöglicht. Der Ausgang des Inverters ist am Transformator angeschlossen und garantiert damit eine galvanische Trennung zwischen Ausgang und Batterie. Spannungsregulierung Die Ausgangsspannung wird durch eine unabhängige Phasensteuerung reguliert, die eine bessere statische und dynamische Stabilität ermöglicht. Im Detail: a) Statischer Zustand: Die Ausgangsspannung des Inverters bleibt innerhalb von ±1% bei allen Schwankungen der Eingangsspannung innerhalb der zulässigen Grenzwerte. b) Dynamischer Zustand: Bei Schwankungen der Last von 0 auf 100% bleibt die Ausgangsspannung innerhalb von ±5% unter den gemäß Richtlinie EN 62040-3 festgelegten Werten für die Klasse 1. Frequenzregulierung Die Ausgangsfrequenz des Inverters wird von einem internen Oszillator autonom und in Synchronismus mit der Frequenz des Ersatznetzes geschaffen. Die Frequenzstabilität zur Last hängt daher vom Betriebszustand ab: a) Frequenzstabilität a. Bei Netzbetrieb: Der interne Oszillator folgt den Frequenzschwankungen des Ersatznetzes nach dem eingegebenen Wert, der normalerweise ±2% beträt (kann von ±1% bis ±6% eingestellt werden). b. Bei nicht vorhandenem Netz: Der Inverter erzeugt die Frequenz der Ausgangsspannung autonom mit einer Stabilität von ±0,05%. b) Geschwindigkeit der Frequenzschwankung Die Höchstgeschwindigkeit für die Schwankung der Ausgangsfrequenz am Inverter zum Angleich an die Frequenz des Ersatznetzes beträgt 2Hz/s für eine USV in Einzelausführung und 1Hz/s für die Ausführung mit Parallelschaltung.
Verzerrung der Ausgangsspannung
19
Tri Power X33
Die Einstellung des Inverters garantiert eine Verzerrung der Ausgangsspannung bei linearen Lasten innerhalb von 1% (max. 2% bei fast entladener Batterie). Bei nicht linearen Lasten liegt, gemäß Richtlinie EN 62040-3, die Verzerrung der Ausgangsspannung bei nicht mehr als 3%. Ausgangsleistung Der Wechselrichter ist so entwickelt worden, dass er 100% Wirkleistung (kW) für jede Ausgangslast von cosfi mit 0,9 in Voreilung (kapazitiv) bis 0,8 in Verzögerung (induktiv) liefert. Siehe nachstehendes Diagramm.
Überlast Der Inverter ist so bemessen, dass er an den drei Phasen eine Überlast in Leistung (kVA) von 110% für eine Stunde, 125% für 10 Minuten und 150% für eine Minute abgeben kann, während der Grenzwert zwischen Phase und Nullleiter 200% für 7 Sekunden ist. Bei einer Überschreitung der Zeit- oder Leistungsgrenzen wird die Last an das Ersatznetz übergeben.
Kurzschluss-Leistung Bei einem Kurzschluss bei Batteriebetrieb ist der Inverter in der Lage bei einem Phase-Phase Kurzschluss für 1 Sek. einen auf 150% begrenzten Strom und bei einem Phase-Nullleiter Kurzschluss 250% für 1 Sek. Abzugeben. Symmetrie der Ausgangsspannung Die Ausgangsspannung ist bei symetrischer Belastung aller 3-Phasen ±1% und bei 100% unsymetrischer Last ±2% stabil. Bei jedem Zustand ist die Symmetrie der Ausgangsspannung innerhalb von ±1% für ausgeglichene Lasten und mit (z. B. eine Phase mit Nominallast und die anderen beiden ohne). Phasenungleichheit Die dreiphasige Ausgangsspannung am Inverter werden mit einem Phasenverschiebungswinkel von 120° ±1° für symetrische und 100% bei Schieflast garantiert.
6.1.4 Statischer Umschalter (Bypass) Der statische Schalter ist eine elektronische Einrichtung mit dem die Last bei folgenden Bedingungen und ohne Störung an das Ersatznetz übergeben werden kann: a) b) c) d) e)
Manuelles Abschalten des Inverters. Überschreitung der Überlast-Grenzwerte des Inverters. Überschreitung der internen Temperatur-Grenzwerte des Inverters. Störung des Inverters. DC-Spannung außerhalb der zulässigen Toleranzwerte.
Ist im Moment des Umschaltens die Spannung des Inverters nicht in Synchronismus mit der Spannung des Ersatznetzes, erfolgt die Übergabe mit einer Verzögerung von ungefähr 20 ms, um eventuelle Schäden an den Verbrauchern zu vermeiden. Dieser Wert kann auf jeden Fall,
20
Tri Power X33
entsprechend der Anforderungen der unterschiedlichen Last-Typologien, auf Zeiten zwischen 10 bis 100 ms eingestellt werden.
Ersatznetz-Spannung Die Übergabe an das Ersatznetz erfolgt nur, wenn die Spannung und die Frequenz als "geeignet" für die Lastversorgung eingeschätzt werden. Die Eignungs-Grenzwerte werden vom Anwender, abhängig der angeschlossenen Verbraucher festgelegt. • •
Spannungsbereich: ± 10% (einstellbar von ± 5% bis ± 25%). Frequenzbereich: ±1Hz (einstellbar von ± 1Hz bis ±6Hz).
Überlast Um maximale Leistung in Bezug auf die Betriebs-Verfügbarkeit zu garantieren, besitzt der statische Umschalter keine Überstrom-Schutzvorrichtungen sowohl mechanische als auch elektronische. Damit ist die Kompatibilität mit allen Anlagentypen gegeben. Die Absicherung und Trennung entsprechend der Anforderungen wird in extern installierten Schutzvorrichtungen realisiert.
Die statische Umschalter der USV ist so bemessen, dass er folgende Überlasten aushält: • • •
110% für 60 Minuten 125% für 10 Minuten 150% für 1 Minute
Bezüglich der Überstrom-Istwerte abhängig von der Leistungsgröße siehe die in der Tabelle mit den technischen Angaben aufgeführten Daten.
21
Tri Power X33
7. BEDIENFELD Das Bedienfeld besteht aus einem Blockdiagramm mit Anzeige des Leistungsflusses vom Eingang bis zum Ausgang und einem LCD-Display (2 Zeilen mit jeweils 40 Zeichen). Am Display kann die Auflistung der letzten 120 Ereignisse angezeigt werden. Für jedes Ereignis werden die entsprechenden Messwerte und Alarme gespeichert.
7
1
4
2
5
3
6
F1
F2
F3
F4
F5
F6
F7
F8
LED Anzeige Bypass Einspeisung
LED Anzeige Bypass-Ausgang
LED Anzeige Netz Einspeisung
LED Anzeige Wechselrichter Ausgang
LED Anzeige Batterie
LED Anzeige interne Fehler Graphische Anzeige
F1, F2, F3, F4, F5, F6, F7, F8: FUNKTIONSTASTEN Die Funktion der Tasten wird unten im Display angezeigt und variiert je nach ausgewähltem Menü 22
Tri Power X33
Die Meldungen können in folgenden Sprachen angezeigt werden: Italienisch, Englisch, Französisch, Deutsch, Spanisch, Portugiesisch, Holländisch, Schwedisch, Polnisch, Ungarisch, Türkisch, Tschechisch, Rumänisch und Russisch (als Option).
Messungen • • • • • • • • • • •
Eingangsspannung und Frequenz. Bypass-Spannung und Frequenz. Eingangsleistung. Ausgangsspannung und Frequenz. Ausgangsleistung. Ausgangs-Spitzenleistung. Batteriespannung. Batterie-Ladestrom/ Entladestrom. Eingangsspannung Inverter. Innentemperatur (Steuerlogik, Gleichrichter, magnetische Bauteile). Sinus-Darstellung folgender Signale: -
• • • • •
Inverter,
statischer
Umschalter
und
Eingangs / Ausgangsstrom Eingangs / Ausgangsspannung
Betriebsstunden über Inverter. Betriebsstunden über Bypass. Betriebsstunden über Batterie. Batterie-Eingriffszeiten. Anzahl Batterie-Vollentladungen.
23
Tri Power X33
Meldungen Es gibt folgende Alarmmeldungen: STÖRUNG AN BYPASSLEITUNG
Es bestehen Störungen an der Bypass-Leitung.
MANUELLER BYPASSSchalter geschlossen.
Der manuelle Bypass-Schalter ist geschlossen.
FALSCHE BYPASS – SPANNUNG oder SWBY, FSCR OFF
Die Spannung bzw. Frequenz der Leitung liegt außerhalb der Grenzwerte oder der Schalter ist geöffnet.
FALSCHE VERSORGUNGS – SPANNUNG oder SWIN OFF
Die Versorgungsspannung des Gleichrichters liegt außerhalb der Grenzwerte oder der Gleichrichter ist ausgefallen.
VORALARM MINIMALE BATTERIE-AUTONOMIE
Die Batterie ist entladen und hat den Wert der minimalen BatterieAutonomie (einstellbar) erreicht.
BATTERIETEST FEHLGESCHLAGEN oder BATTERIE-SCHALTER OFFEN
Der Batterietest ist fehlgeschlagen oder der Batterie-Schalter ist offen.
NIEDRIGE Die Batteriespannung liegt unterhalb des eingegebenen Grenzwertes. VERSORGUNGSSPANNUNG: ÜBERLAST AUSGANG
Die an den Inverter angeschlossene Last hat den Nennwert in kVA überschritten.
LAST ÜBER BYPASS Wenn die Last geringer als der vom Bediener eingegebene VERSORGT wegen Mindestlast Voreinstellungswert ist, wird sie an die Bypass-Leitung übertragen. INTERNER FEHLER Nummer
Interner Fehler. Die Details zum Alarm werden über einen Code angegeben.
LAST VORÜBERGEHEND ÜBER BYPASS
Die Last läuft vorübergehend über den Bypass, wegen Anlaufstrom oder wegen Anlaufen des Inverters.
LAST ÜBER BYPASS WEGEN Last über Bypass wegen Überschreitens der Überlast-Grenzwerte am ÜBERLAST AM AUSGANG Inverter. BYPASS STEUERUNG EINGESCHALTET
Last manuel auf Bypass geschaltet.
FERNSTEUERUNG FÜR BYPASS: EINGESCHALTET
Last durch Fernsteuerung auf Bypass geschaltet.
ÜBERHITZUNG ODER AUSFALL KÜHLGEBLÄSE
Die Temperatur im Schrank hat den maximalen Temperatur-Grenzwert überschritten oder das Kühlgebläse ist ausgefallen.
FALSCHE PHASENLAGE EINGANG
Zeigt an, Drehfeld am Eingang falsch angelegt.
AUSFALL AUSGANGSSPANNUNG
Alarm bei Ausfall der Ausgangsspannung weil SWOUT und SWMB gleichzeitig geöffnet sind.
AUTO-OFF Timer: Toff= 0: 0', Falsch Eingabe für Datum und Uhrzeit zum automatischen Ein- und
24
Tri Power X33
Ton= 0: 0'
Ausschalten der USV.
8. TRENNSCHALTER Die USV ist mit vier Last-Trennschaltern ausgestattet. Die Last-Trennschalter befinden sich an der Fronseite des Schranks und sind zugänglich, wenn die Tür geöffnet wird: • • • •
Eingang Gleichrichter; Eingang Ersatznetz; Ausgang Last; Wartungs-Bypass.
Der Batterie-Trennschalter befindet sich im Batterieschrank oder muss in einer externen Batterieanschlußeinheit realisiert werden.
9. KOMMUNIKATION Nachstehend sind die Alarme, die Steuerungen und Software aufgelistet, die zum Lieferumfang der USV gehören und zur Schnittstellenverbindung mit der Anlage dienen. Sind sie nicht ausreichend, siehe das Kapitel Optionen.
9.1
Fernmeldungen
Werden über Spannungsfreie Relais geliefert, die maximal anwendbare Spannung beträgt 0,5 A – 42 V: • • •
9.2
Niedrige Batteriespannung; Batterie fast entladen; Last über Bypass oder USV-Fehler.
Fernsteuerungen
Wird ein Schließkontakt an den Klemmen des USV-Signals angebracht, können folgende Steuerungen eingeschaltet werden: • ON/OFF Inverter (oder "Sperren der Batterieladung" mit Voreinstellung über USVBedienfeld). • Vollständiges Abschalten der USV.
9.3
Not-Aus
Im Notfall kann die USV durch einen externen Steuerbefehl vollständig blockiert werden.
25
Tri Power X33
9.4 Überwachungs- und Steuer-Software Die Einheit wird mit der Steuerungs- und Überwachungs-Software PowerShield³ mit folgenden Leistungsmerkmal geliefert: • • • •
Zeitliche Auflistung der Ereignisse. Gesamtverwaltung der Ereignisse. Unterstützung von E-Mail, Modem, SNMP Agent. Sequenzielles Runterfahren alle PC im Netz, mit Speicherung der offenen Arbeiten in den am verbreitetsten Programmanwendungen.
10 . USVUSV - SCHRANK Der Schrank ist aus verzinktem Stahl hergestellt und hat auch bei geöffneter Fronttür die Schutzklasse IP 20. Die Kühlung erfolgt über Kühlgebläse am Schrankdach. Der Lufteinlass ist auf der Fronseite, der Luftauslass nach oben. Die Teile mit der größten Wärmeableitung, wie die Leistungsmodule und die magnetischen Teile, werden durch Temperatursensoren überwacht.
11 . INSTALLATION Die USV sind so entwickelt worden, dass alle rutinemässigen und außerplanmässigen Wartungsarbeiten von der Fronseite her ausgeführt werden können. Ein seitlicher Zugang bzw. ein Zugang von der Rückseite ist daher überflüssig. Die Kabelzuführung erfolgt von unten. Als Option kann eine Kabelzuführung von oben bestellt werden. Der Transport und das Umstellen soll auf Transportpaletten erfolgen.
12 . OPTIONEN 12.1 Kommunikation Die Software PowerNETGuard ist ein Programm zur zentralisierten Steuerung der USV, das bei der Kommunikation mit dem SNMP-Protokoll arbeitet. Ein ideales Instrument für EDV-Manager in den Datenzentren oder für Netze mittleren oder größeren Umfangs. Die wichtigsten Eigenschaften sind: • • • • • •
Mehrstufige Anzeige geografischer Bereiche, Gebäudepläne, Karten. Zugänge für mehrere Nutzer mit mehreren Sicherheitsstufen. Kompatibel mit SNMP-Agenten Standard RFC 1628. Erstellen von Diagrammen und Speicherung in Dateien für physikalische Größen am Eingang und Ausgang. Alarm-Benachrichtigung über E-Mail und SMS. Integrierter WAP-Server für Alarmanzeige.
26
Tri Power X33
•
Geeignet für den Betrieb mit Windows-Betriebssystemen: (98, ME, NT, 2000, Xp, 2003, und Vista) Linux, Mac OS X, Unix.
Hardware Am unteren Teil des Gerätes stehen zwei Steckplätze (Slot) zur Verfügung, in denen zwei der nachstehenden Kommunikations-Optionen eingesetzt werden können:
a) NetMan 102 Plus: Netzwerkadapter für die Verwaltung der direkt an LAN 10/100Mbps angeschlossenen USV unter Verwendung der wichtigsten NetzKommunikationsprotokolle (TCP/IP, HTTP und SNMP). An die gleiche Vorrichtung kann auch ein Modem angeschlossen werden. b) Netman 202 Plus c) MultiCom 302: Protokollumsetzer für die USV-Überwachung in BMS (Build Management System) mit dem Modbus/Jbus Protokoll auf Ausgängen RS485 oder RS232. Er kann auch eine zweite unabhängige RS232 Leitung verwalten, die zum Anschluss anderer Vorrichtungen wie Netman Plus oder eines PC dienen kann. d) MultiCom 352: Schnittstellenverdoppler, über den zwei Vorrichtungen an eine einzige serielle Schnittstelle einer USV angeschlossen werden können. Dies ist von Nutzen, wo zahlreiche serielle Anschlüsse und Mehrfach- Umfragebetrieb mit USVs gebraucht wird.
27
Tri Power X33
Zusätzlich zu den oben genannten Adapterkarten stehen folgende Kommunikationsoptionen zur Verfügung: e) Karte mit programmierbaren Relaiskontakten (3A-230 V) für den Anschluss an eine Fernkontrollvorrichtung. Als Voreinstellung stehen folgende Alarme zur Verfügung: a. b. c. d. e. f.
Last über Inverter; Last über Netz; Niedrige Batteriespannung; Überlast; Übererwärmung; Last über Wartungs-Bypass.
ALARM
BESCHREIBUNG
STÖRUNG AN BYPASS-LEITUNG
Störungen an der Bypass-Leitung (z. B. Spannungsspitzen, Oberwellen-Verzerrung usw.), während die Spannungsund Frequenzwerte innerhalb des zulässigen Wertebereichs liegen. Der Wechselrichter ist nicht mit dem Netz synchronisiert. Der manuelle Bypass-Schalter SWMB ist geschlossen.
MANUELLER BY-PASS, SWMB-ON
FALSCHE BYPASS –SPANNUNG oder SWBY, FSCR OFF
Dieser Alarm liegt vor, wenn die Spannung am Eingang des Bypass falsch ist oder der BypassSchalter SWBY geöffnet ist.
FALSCHE VERSORGUNGS –SPANNUNG oder SWIN OFF
Die Versorgungsspannung für den Gleichrichter ist falsch oder der Schalter SWIN ist offen. Die Batterie ist fast entladen.
VORALARM NIEDRIGE BATTERIESPANNUNG
Die Batteriespannung ist niedriger als der berechnete Wert, um ungefähr 5 Minuten Autonomie liefern zu können. Der Wert für den Voralarm kann eingegeben werden.
BATTERIE ENTLADEN (SWB) OFFEN
Die Batterie ist entladen Batterieschalter ist offen.
NIEDRIGE ÜBERLAST
oder
BATTERIE-SCHALTER
VERSORGUNGS-SPANNUNG
ÜBERLAST AUSGANG BY-PASS WEGEN VA AUTO_OFF
INTERNER FEHLER: Nummer
AUSGANG
