USV - Funktionsbeschreibung


Unter normalen Betriebsbedingungen sind die Schalter C1 und C2 geschlossen, der Schalter C3 geöffnet und das Netz liefert die Verbraucherlast über die Drossel. Der Synchrongenerator läuft am Netz und kompensiert den Blindstromverbrauch der USV-Verbraucher. Der Hauptläufer der Maschine dreht sich mit 1500 U/min-1, während der Energiespeicher mit 2600 U/min-1 rotiert.

Die Anlage "No-Break-KS" besteht im wesentlichen aus einem Dieselmotor, einer Elektro-Magnet-Kupplung, einem Synchrongenerator mit zwei Läufern, einer Drossel und einem Steuersystem.

Beim Netzausfall oder bei Überschreitung der Sicherheits-Grenzwerte öffnet Schalter C1. Der selbsterregte Synchron-Generator versorgt dann die USV-Verbraucher. Gleichzeitig läuft der bereits vorgewärmte Dieselmotor an und erreicht die Nenndrehzahl innerhalb von 2,5 Sekunden. Die kurze Zeitspanne für den Anlauf und Erreichen der Nennleistung wird durch die Kombination Elektrostart und schließen der Magnetkupplung gewährleistet. In dieser von 0 bis 2,5 Sekunden dauernden Übergangsphase liefert der Energiespeicher über den Synchrongenerator die erforderliche Energie zur Versorgung der Verbraucher.

Nach Netzrückkehr und aufgeladenem Energiespeicher mit Solldrehzahl von 2600 U/min-1 wird nach Rücksynchronisierung der Netzschalter C1 geschlossen und die Verbraucherschiene wieder über das Netz versorgt. Danach wird die Elektromagnetkupplung zwischen Synchrongenerator und Dieselmotor entregt und der Dieselmotor nach einer Abkühlphase stillgesetzt.

Hochlauf-Diagramm

Im Diagramm sind die Vorgänge bei Netzausfall, wie Frequenzeinbruch an der USV-Verbraucherschiene, Drehzahlveränderung des Energiespeichers und Startvorgänge des Dieselmotors genau ersichtlich.

Der Dieselmotor wird mittels Elektrostarter weich gestartet und nach 1,5 Sekunden über die Elektrokupplung auf die Nenndrehzahl hochgezogen. Nach 2,0 Sekunden liefert der Dieselmotor bereits die Energie für die USV-Verbraucher.

Sollte aus irgendeinem Grund innerhalb von 1,5 Sekunden der Batteriestart nicht funktionieren, wird der Dieselmotor über den eigenen Energiespeicher und der Elektromagnetkupplung hochgefahren und liefert nach etwa 2,5 Sekunden Energie an die USV-Verbraucher.

Je nach Startvorgang liefert die USV-Anlage bei Netzausfall innerhalb von 2,0 bis 3,0 Sekunden Energie über den Dieselmotor an die USV-Verbraucher.

Im Diagramm ins ein Nullstart dargestellt. Tatsächlich wird aber der Dieselmotor erst mit einer Startverzögerung von 50 ms gestartet, damit ein Dieselstart bei Kurzunterbrechungen im Netz bis zu dieser Zeit unterbunden wird.