USV auf Transformatorbasis für Industrieanlagen: Was Sie vor der Spezifikation prüfen sollten

Bei einer USV mit Transformator sagt das Typenschild nur sehr wenig über den Stromkreis auf der Lastseite aus. Überprüfen Sie zuerst die einpolige Darstellung: wo sich der Transformator befindet, was die Last im Bypass versorgt und welche Überlast das ausgewählte Modell tatsächlich verkraften kann. Vergleichen Sie dann die genauen Modelldaten mit der Last und dem Standort.

"Transformatorbasiert" und "niederfrequent" werden oft zusammen verwendet, aber keine der beiden Phrasen ist eine vollständige Verdrahtungsbeschreibung. Einige Hochfrequenzdesigns enthalten ebenfalls Transformatoren, und ein Transformator kann sich an verschiedenen Stellen im Strompfad befinden. Unser Vergleich von niederfrequenten und hochfrequenten USVs behandelt die umfassendere Frage der Architektur. Dieser Leitfaden konzentriert sich auf die Projektprüfungen, die darauf folgen sollten.

Bitten Sie den Lieferanten, jeden Transformator im einpoligen USV-Diagramm zu markieren: Eingang, Wechselrichter-Ausgang, statischer Bypass-Pfad oder ein externer Transformator zwischen der USV und der Last. Fordern Sie die Wicklungsanschlüsse, das Spannungsverhältnis, die Abgriffe, die Nenn-kVA, die Impedanz und die Neutralleiterklemmen für das spezifische Modell an.

Verfolgen Sie dann separat den normalen Zustand, den Batteriebetrieb, den statischen Bypass und den Wartungsbypass. Ein Transformator im Wechselrichterpfad ist möglicherweise nicht im Bypass-Pfad. Ein älteres technisches Papier von Eaton veranschaulicht diesen Punkt mit einem typischen SCR-USV-Diagramm und unterscheidet diese Anordnung von einem externen Ausgangstransformator, der sowohl den Wechselrichter- als auch den statischen Bypass-Ausgang isolieren soll. Behandeln Sie es als Topologiebeispiel, nicht als aktuelle Produktspezifikation. Überprüfen Sie den tatsächlichen Stromkreis; leiten Sie die Isolierung nicht vom Produktetikett ab.

"Hat einen Isolationstransformator" kann in einer Spezifikation unterschiedliche Bedeutungen haben. Stellen Sie fest, ob die Anforderung eine Spannungsänderung, einen separat abgeleiteten Ausgang, eine Neutralleiterreferenz, eine galvanische Trennung zwischen spezifizierten Leitern, eine Reduzierung von Gleichtaktstörungen oder eine andere definierte Funktion ist.

Identifizieren Sie für jeden Betriebsmodus, welche Wicklungen und Leiter verbunden bleiben. Notieren Sie, wo die Neutralleiter-Erde-Verbindung vorgesehen ist, ob der Neutralleiter geschaltet wird und wie der Erdschlussschutz im Wechselrichter- und Bypass-Betrieb funktioniert. Fügen Sie keine Neutralleiter-Erde-Verbindung hinzu, nur weil ein Transformator vorhanden ist; das Erdungsdesign und die Anweisungen des USV-Herstellers bestimmen die Anordnung.

Geben Sie die Quell- und Lastspannung separat an, einschließlich der Werte zwischen den Leitern und vom Leiter zum Neutralleiter, der Phasenanzahl, der Frequenz und des erforderlichen Neutralleiters. Wenn der Transformator die Spannung ändert oder einen Neutralleiter erzeugt, bestätigen Sie die Wicklungskonfiguration und den tatsächlichen Ausgang im Normal-, Batterie- und Bypass-Modus. Berücksichtigen Sie jeden nachgeschalteten Transformator, der die Ausrüstung bereits versorgt; die Duplizierung der Spannungsänderung kann Verluste verursachen und die Erdung erschweren.

Überprüfen Sie die zulässige Spannungstoleranz und die Phasenunsymmetrie der Ausrüstung. Wenn eine Maschine über eine Steuerstromversorgung, Hilfsgeräte oder einphasige Lasten verfügt, nehmen Sie diese in die Anschlussliste auf, anstatt anzunehmen, dass eine dreiphasige Nennleistung jeden Lastanschluss beschreibt.

Verwenden Sie gemessene oder geplante Lastdaten: kW, kVA, Leistungsfaktor, Strom pro Phase, nichtlineare Anteile und die Betriebssequenz. Für Motoren, Kompressoren, Pumpen, CNC-Maschinen oder Antriebe geben Sie die Anlaufmethode, den Spitzenstrom, die Spitzenstromdauer und die Häufigkeit des Ereignisses an. Ein kW-Nennwert auf dem Motortypenschild ist keine USV-Überlastkurve.

Fordern Sie die Überlastkurve und die Ausgangsstrombegrenzungen des ausgewählten Modells im Wechselrichtermodus, einschließlich des Batteriebetriebs, an. Überprüfen Sie die Laststufe, die die USV verkraften muss, und die zulässige Reaktion an den Lastanschlüssen. Ein Transformator kann Teil des Designs sein, aber er legt die Transientenfähigkeit der USV nicht allein fest. Unser Leitfaden für Nenn-, tatsächliche und Spitzenlasten von USVs erklärt, was in diese Liste aufgenommen werden muss.

Der Fehlerstrom ist in jedem Modus nicht gleich. Fordern Sie modellspezifische Wechselrichter-Kurzschlussströme und -dauern, statische Schaltergrenzwerte, Bypass-Fehlerstromdaten und Übertragungsbedingungen an. Der verfügbare Fehlerstrom kann sich ändern, wenn die Last vom Wechselrichter auf eine Netz- oder Generator-Bypass-Quelle umgeschaltet wird. Überprüfen Sie die Ausgangs-Zweiggeräte, den vorgelagerten Schutz und die Leistungsschalterwerte in jedem Modus, den das Projekt zulässt.

Die veröffentlichten Spezifikationen von Schneider Electric listen beispielsweise separate Wechselrichter-Kurzschlussausgangsdaten von Bypass-Überlast- und Kurzschlussdaten für eine bestimmte USV-Familie auf. Diese Zahlen sind modellspezifisch; die nützliche Lektion ist, die Daten beider Pfade für die tatsächliche Einheit zu erhalten. Verwenden Sie unsere Checkliste für die Koordination von USV-Eingangs- und Ausgangsunterbrechern für die quellenspezifische Schutzprüfung. Für einen externen Wartungspfad siehe den Leitfaden für Wartungs-Bypass-Schalter und Kurzschlüsse.

Die Generatorabnahme und die Bypass-Abnahme sind getrennte Prüfungen. Bestätigen Sie die Eingangsspannungs- und Frequenzfenster des Gleichrichters, das Verhalten der Eingangsstromrampe oder des Einlaufens, den Ladebedarf und die Transientenreaktion des Generators. Überprüfen Sie dann separat die statische Bypass-Abnahme. Eine USV kann Generatorleistung am Gleichrichter akzeptieren, während der Bypass nicht verfügbar oder außerhalb seines zulässigen Bereichs bleibt.

Verwenden Sie "generatorfähig" nicht als Ersatz für diese Grenzwerte. Der Leitfaden für die Spezifikation von generatorgestützten USVs listet die Daten auf, die mit dem Generatorlieferanten ausgetauscht werden müssen.

Fordern Sie das Versand- und Betriebsgewicht der konfigurierten Einheit, die Bodenbelastungspunkte, die Grundfläche, den Wärmeverlust bei der erwarteten Last, die Lüftungsanforderungen, die Zugangsabstände und die Details zum Kabeleingang an. Schließen Sie den Transformatorschrank ein, wenn er separat ist. Stellen Sie sicher, dass der Raum die Ausrüstung tragen kann und dass die Techniker die Klemmen, Leistungsschalter und Servicepaneele erreichen können.

Definieren Sie auch die Wartungsgrenze: Welche Komponenten müssen isoliert werden, während die Last weiterhin versorgt wird, und ob der Wartungsbypass die Last über denselben Transformator führt. Die Anzahl der Leistungsschalter im Schrank allein kann diese Frage nicht beantworten. Verwenden Sie die genehmigte einpolige Darstellung, die Verriegelungsliste und die Herstellerverfahren.

Die Batteriebelastung ist eine separate Eingabe für das Design als der Transformator. Geben Sie die erforderliche Laufzeit bei der geschützten Last, die Batteriechemie und -konfiguration, die Entladeendbedingung und ob die Last auch am geplanten Batteriewechselpunkt noch erfüllt werden muss, an. Wenn Ausfälle wiederholt auftreten können, geben Sie das Ladefenster vor dem nächsten Ereignis an und fordern Sie den Ladestrom und die Erholungszeit für die vorgeschlagene Batteriebank an.

Verwenden Sie unseren Leitfaden zur Dimensionierung der Batterielaufzeit von USVs zur Definition der Entladebelastung und unseren Leitfaden zum Laden von USV-Batterien zur Überprüfung der Erholung zwischen Ausfällen.

• Befindet sich der Transformator im Wechselrichterpfad, im Bypass-Pfad, in beiden oder außerhalb der USV?
• Was genau muss isoliert werden und in welchen Betriebsmodi?
• Entsprechen die Neutralleiter- und Erdungsanordnung am Ausgang dem Erdungsdesign des Standorts?
• Kann die USV die tatsächlichen Lastspitzen im Batteriebetrieb verkraften und was zeigt ihre Überlastkurve?
• Welcher Fehlerstrom ist in den Modi Wechselrichter, statischer Bypass, Generator und Wartungs-Bypass verfügbar?
• Passen Gewicht, Wärmeverlust, Abstände und Servicegrenzen in den Raum?

Die Genehmigung sollte auf dem genauen Modell und seinen Betriebspfaden basieren, nicht auf dem Kategorienamen. Überprüfen Sie gemeinsam die Position des Transformators, die Lastbelastung, die Schutzdaten und die Installationsanordnung. Die Serie von niederfrequenten Online-USVs von TAFENG kann anhand dieser Projektanforderungen überprüft werden; senden Sie die einpolige Darstellung und den Lastplan für eine modellspezifische Überprüfung.

• Eaton, High Power UPS Achieves Significant Size and Weight — Topologiebeispiele, die Ausgangstransformatoren und statische Bypass-Pfade diskutieren. Das Papier stammt aus dem Jahr 2013; verwenden Sie es als Diagrammbeispiel, nicht als aktuelle Produktspezifikation.
• Vertiv, Liebert APS Installer/User Guide — beschreibt Ausgangstransformatoren an bestimmten Rahmen und die Bypass-Modi des Geräts.
• Schneider Electric, Easy UPS 3L 500–600 kVA installation manual — modellspezifische Eingangs-, Bypass-, Ausgangs-, Neutralleiter- und Kurzschlussdaten.