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DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik in DIN und VDE

Einführungsbeitrag

Die dritte Ausgabe dieser Internationalen Norm basiert auf dem IEC Schlussentwurf 22H/267/FDIS und wurde im April 2021 veröffentlicht. Sie ersetzt die zweite Ausgabe aus dem Jahr 2011 und stellt eine technische Überarbeitung dar. Erarbeitet wurde diese vom Unterkomitee SC 22H „Unterbrechungsfreie Stromversorgungssysteme (USV)“ des IEC technischen Komitees 22 (TC22): Leistungselektronische Systeme und Geräte. In Deutschland ist das nationale Arbeitsgremium K331 „Leistungselektronik“ der DKE für diese Norm zuständig.
Es ist beabsichtigt die deutschsprachige Ausgabe dieser Norm als
DIN EN IEC 62040-3 (VDE 0558-530)
Unterbrechungsfreie Stromversorgungssysteme (USV) –
Teil 3: Methoden zum Festlegen der Leistungs- und Prüfungsanforderungen
voraussichtlich bis Ende 2021 in das Deutsche Normenwerk zu übernehmen.
Dieser Teil der Internationalen Normenreihe von IEC 62040 legt die Leistungs- und Prüfungsanforderungen für ortsveränderliche, ortsfeste und fest montierte elektronische unterbrechungsfreie Stromversorgungssysteme (USV) fest, deren Hauptfunktion die Sicherstellung der beständigen Versorgung von kritischen Lasten ist, wenn das öffentliche Stromversorgungsnetz ausfällt. Beispiele für kritische Verbraucherlasten sind u. a. Telekommunikationsanlagen, Rechenzentren, Prozess¬steuerungen, Notbeleuchtungssysteme usw.
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 und um unterschiedliche Grade der Verfügbarkeit der Lastleistung zu erzielen und/oder die Leistungskapazität und Redundanz am Ausgang zu erhöhen.
Ein klassisches USV-System besteht aus einer AC/DC-Gleichrichtereinheit (Rectifier), einem Wechselrichter (Inverter) bzw. einem bidirektionalen Stromrichter (Bidirectional converter), einer Energiespeichereinrichtung (Energy storage device, üblicherweise einem internen Batteriesystem oder einer externen Gruppe von Batterien), in einigen Fällen aus zusätzlichen AC-DC-Wandlern (Lader), aus statischen Transferschaltern (STS) oder Umgehungs-Schaltkreise, einem Controller und einer zugehörigen Verteilungseinrichtung.
In den informativen Anhängen A und B dieser Norm finden sich typische USV-Konfigurationen und –Topologien, welche sich seit viel Jahren in der Praxis bewährt haben, Beispiele:
Bild 1 – Topologie für Dauerbetrieb
Bild 2 – Netzparallele Topologie
Mit den technischen Änderungen in dieser Ausgabe wurde die Norm den Erfordernissen der Praxis angepasst. Hervorzuheben (Anhang I) ist die Anwendung von Gewichtungsfaktoren für die Bemessung der Mindestwerte des USV-Wirkungsgrades, welche nun normativ wurden. Damit ist es dem Käufer/Anwender möglich USV- Anlagen verschiedener Hersteller einfacher miteinander zu vergleichen und die zu erwartenden Betriebskosten der Anlage zu errechnen und zu bewerten.
Durch die enge und sehr konstruktive Zusammenarbeit der nationalen Komitees auf der IEC- Ebene, welche eine Überarbeitungszeit von ca. drei Jahren in Anspruch nahm, trotz der herausfordernden Pandemie COVID 19, ist ein für die Praxis wertvolles, dem Stand der Technik entsprechendes Dokument entstanden.
Folgend sind USV Lösungen abgebildet, welche in diversen Industriebereichen zum Einsatz kommen:
Bild 3 - USV-Anlage AMPLON für Leistungen zwischen 1kVA und 20kVA (ELTEK Deutschland GmbH)
Bild 4 - USV-Anlage ULTRON für Leistungen von 20 kVA bis 120kVA (ELTEK Deutschland GmbH)
Bild 5 - USV-Anlage MODULON für Leistungen von 80kVA bis 120kVA (ELTEK Deutschland GmbH)