DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik in DIN und VDE
IEC 62040-5-3
Unterbrechungsfreie Stromversorgungssysteme (USV) - Teil 5-3: USV mit Gleichstromausgang - Leistungs- und Prüfungsanforderungen
Uninterruptible power systems (UPS) - Part 5-3: DC output UPS - Performance and test requirements
Einführungsbeitrag
Die erste Ausgabe dieser Internationalen Norm basiert auf dem IEC-Schlussentwurf 22H/208/FDIS. Es ist vorgesehen, die deutschsprachige Ausgabe dieser Norm als DIN EN 62040-5-3 (VDE 0558-550-3) "Unterbrechungsfreie Stromversorgungssysteme (USV) - Teil 5-3: USV mit Gleichstromausgang - Leistungs- und Prüfungsanforderungen" voraussichtlich bis Mitte 2017 in das Deutsche Normenwerk zu übernehmen.
Dieser Teil der Internationalen Normenreihe IEC 62040 für unterbrechungsfreie Strom-versorgungssysteme (USV) gilt für ortsveränderliche, ortsfeste und fest montierte USV für Gleichstrom mit einem Energiespeichersystem. Diese werden von einer Wechselspannungsquelle bis maximal 1 000 V AC versorgt und liefern eine Ausgangsgleichspannung bis höchstens 1 500 V DC.
Diese Norm dient der Festlegung von Leistungs- und Prüfungsanforderungen einer vollständigen USV und nicht der einzelnen USV-Komponenten. Darüber hinaus beinhaltet sie jedoch auch Anforderungen für Last-, Trenn- und Koppelschalter, die Bestandteil einer USV sind.
DC-USV werden zur gesicherten Stromversorgung von Einrichtungen eingesetzt, deren kontinuierlicher Betrieb gefordert wird, speziell für eine festgelegte Dauer, wenn das öffentliche Stromversorgungsnetz ausgefallen ist. Solche Einrichtungen werden auch als kritische oder äußerst wichtige (bevorrechtigte) Verbraucher bezeichnet. Beispiele für kritische Verbraucher sind unter anderem Telekommunikationsanlagen, Rechenzentren, Prozesssteuerungen, Notbeleuchtungssysteme. Eine DC-USV bietet außerdem aufgrund ihres unabhängigen Ausgangs vom Wechselstromeingang eine sehr gut geregelte Ausgangsleistungsqualität.
Es wurden verschiedenartige USV entwickelt, um die Verbraucheranforderungen hinsichtlich Zuverlässigkeit und Qualität der Stromversorgung für verschiedene Lastarten über einen weiten Leistungsbereich von weniger als 100 W bis zu einigen MW zu erfüllen.
In den informativen Anhängen A und B dieser Norm finden sich typische USV-Konfigurationen und -Topologien, siehe Beispiele:((Bild 1, Bild 2))
Verschiedene DC-USV-Konfigurationen werden verwendet, um unterschiedliche Grade der Verfügbarkeit der Lastleistung zu erzielen und/oder die Leistungskapazität und Redundanz am Ausgang zu erhöhen.
Ein allgemeines DC-USV-System besteht aus einer AC/DC-Gleichrichtereinheit, einer Energiespeichereinrichtung (üblicherweise einem internen Batteriesystem oder einer externen Gruppe von Batterien); in einigen Fällen aus zusätzlichen DC-DC-Wandlern, einem Controller und einer zugehörigen Verteilungseinrichtung. Anders als die AC-USV enthält die DC-USV keinen statischen Transferschalter oder Bypass-Schaltkreise. Folgend sind DC-USV-Lösungen abgebildet, die in diversen Industriebereichen wie Bahninfrastruktur, Energieversorgungsunternehmen, Telekommunikationsunternehmen (Mobile und Festnetze), Offshore-Plattformen, Notbeleuchtungs- und Alarm-Systemen zum Einsatz kommen: ((Bild 3: DC-USV für Leistungen zwischen 120 W und 1 000 W und Ausgangsspannungen - Wahlweise 12, 24, 48 VDC (ELTEK Micropack)))
((Bild 4: DC-USV für Leistungen bis 16 kW und Ausgangsspannungen im Bereich 24-220 V DC (ELTEK Flatpack2)))
((Bild 5: DC-USV 24 V DC/48 kW für die Schifffahrt und für Offshore-Plattformen (ELTEK)))
((Bild 6: DC-USV, konfigurierbar für Ausgangsspannungen 24, 48, 60, 110, 125, 220 V DC/7 kW-16 kW mit integrierter Batterie als Energiespeichereinrichtung (ELTEK)))
Mit der Herausgabe dieser Norm wird nun eine längst überfällige Lücke geschlossen, die auch durch die Zurückziehung diverser Normen aus der Reihe DIN VDE 0800 (zum Beispiel DIN VDE 0800-5) entstanden war. Das unterstreicht aber zugleich die immer größer werdende Bedeutung der DC-USV heute in allen Bereichen der Industrie. Im Telekombereich ist die DC-USV seit über 100 Jahren ein absolutes Muss. Heute, im Zuge der zunehmenden Digitalisierung, ist die hohe Verfügbarkeit von Anlagen unerlässlich. Der Einsatz von DC-USV leistet bereits einen wesentlichen Beitrag dazu.
