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Advanced Battery Management Zuverlässigkeit durch lange Lebensdauer Die Lebensdauer der Batterie ist von elementarer Bedeutung für die Zuverlässigkeit einer USV-Anlage. Da es sich bei Bleiakkus um elektrochemische Stromquellen handelt, ist davon auszugehen, dass sich ihre Leistung im Laufe der Zeit verringert. Eine vorzeitige Alterung jedoch bedeutet in jedem Fall höhere Kosten durch die anfallenden Servicearbeiten und die insgesamt kürzere Betriebsdauer. Weiterhin kann es dazu kommen, dass die Batterie im Bedarfsfall nicht mit voller Leistung zur Verfügung steht, was die Verbraucherversorgung gefährden kann. Bei normalem USV-Betrieb wird die Batterie nur gelegentlich benötigt und ihre „Verschleißrate“ hängt in hohem Maße davon ab, wie sie geladen wird. Eine übermäßige Aufladung ist in jeder Betriebsart von Schaden. Eaton hat daher das automatische Batteriemanagement ABM – Advanced Battery Management – entwickelt, das mit ausgefeilter Logik und einem fortschrittlichen Ladeverfahren die Lebensdauer ventilgeregelter Bleiakkumulatoren optimiert. Bei der herkömmlichen Erhaltungsladung führt der auch im Standby-Betrieb ständig durch die Batterie fließende Strom zu Korrosionserscheinungen an den Elektroden und zum Austrocknen des Elektrolyten. Das automatische Batteriemanagement hingegen sorgt dafür, dass die Batterie nur bei Bedarf geladen wird, wodurch sich ihre Lebensdauer wesentlich verlängern lässt. Zum Funktionsumfang gehört auch die Optimierung der Wiederaufladedauer, was insbesondere bei aufeinanderfolgenden Stromausfällen innerhalb kurzer Zeit von Vorteil ist. 48 ABM überwacht zudem laufend den Batteriezustand und gibt rechtzeitig Warnmeldungen ab, sollte die Batterie nicht in Ordnung sein. Das automatische Batteriemanagement hat sich bei unseren USV-Anlagen von 1 – 160 kVA schon seit Jahren bewährt. <strong>Produkt</strong>Highlights • Automatische Diagnose des Batteriezustands einschließlich Prognose • Wesentliche Verlängerung der Batterielebensdauer verglichen mit herkömmlichen Ladeverfahren • Optimierung der Aufladedauer durch mehrstufiges Ladeverfahren • Automatische Temperaturkompensation der Batterieladespannung im Bereich 0 bis +50 ºC
HotSync ® -Technologie Mit USV-Parallelbetrieb auf dem Weg zu kompletter Systemredundanz Die patentierte HotSync ® Technologie Da ein HotSync ® -System ohne direkte Kommunikation zwischen den einzelnen Einheiten arbeiten kann, ergibt sich die Frage, wie diese Einheiten synchronisiert werden und wie sie die Lastaufteilung bewältigen. Das Geheimnis besteht in einem patentierten, in jede Einheit integrierten DSP (digitaler Signalprozessor), dessen Algorithmus für die Synchronisation der Ausgänge und eine gleichmäßige Lastaufteilung sorgt. Falls eine gemeinsame Umgehung zur Verfügung steht, wird diese als Referenz für die Ausgangsfrequenz benutzt. Ist keine gemeinsame Umgehung vorhanden, stimmt der Prozessor die Wechselrichterfrequenz laufend und präzise auf Basis der erfassten Ausgangsleistung ab, um eine gemeinsame Frequenz und Lastauftei- P1 P2 Phasenverschiebung der Spannungen VUSV 1 VUSV 2 USV UPS 1 f 1 USV 2 f 2 Die Leistungsdifferenz verringert sich Die Frequenzen werden auf Basis von P1 und P2 laufend justiert P 1 P 2 P 1+2 Die Ausgänge sind synchronisiert lung der Einheiten sicherzustellen. Nachstehend ist zu sehen, welche Beziehung zwischen einem Ungleichgewicht der Leistung und der Phasenverschiebung der Spannung besteht. Die interne Ausgangsimpedanz einer USV ist hauptsächlich induktiv, d. h. sie wirkt wie eine kleine Drossel, die mit einer stabilen Wechselspannungsquelle in Reihe geschaltet ist. Besteht also eine Phasenverschiebung der Ausgangsspannungen, bedeutet dies einen Energie fluss von einer Einheit zur anderen, was zu einer ungleichen Lastaufteilung führt. In nachstehender Zeichnung sind zwei Einheiten mit gleichen Ausgangsspannungen und einer Verschiebung des Phasenwinkels zu sehen. Die Differenzen V und I zwischen den Ein- Diff Diff heiten zeigen eine Phasenverschiebung von 90º aufgrund der induktiven Impedanz der Span- 90° V 2 V 1 VDiff IDiff 0° Paralleler Ausgang zur Versorgung der angeschlossenen Verbraucher nungsquelle. Die Hauptspannungen (V1 und V2) und der Strom zwischen den Einheiten (I ) Diff liegen in Phase, was zu einem Wirkleistungsfluss führt. Je größer die Phasenverschiebung, desto größer das Ungleichgewicht. Wenn wir nun eine Regelung zur Abstimmung der Phasenspannung auf Basis der Ausgangsleistung einführen, kann die Phasenverschiebung verringert werden. Um die Phasenverschiebung gegen Null gehen zu lassen und somit eine exakte Lastaufteilung zu erreichen, beziehen wir die gemessene Phase mit lastabhängiger Taktfrequenz ein. Zum Zwecke einer schnellen Frequenzkopplung, und um eine Synchronisation mit einer externen Umgehung zu ermöglichen, wird zudem die Leistungsänderungsrate berücksichtigt. Die Funktionsgleichung sieht dann wie folgt aus: F n = F n-1 – K1(P n) – K2(DP n) wobei: F = Frequenz n F = vorige Frequenz n-1 P = Ausgangsleistung n K1 = Frequenzverringerungsfaktor K2 = Leistungsänderungsfaktor 49 Zubehör
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