bescherm uw dataSTROMEN met ups 

black-outs ondermijnen dataopslag in industrie

Kabelbreuk bij werkzaamheden, blikseminslag op het net etc. kunnen een uitval van het elektriciteitsnet veroorzaken. In de meeste gevallen lokaal, maar soms compleet. Belangrijk in industriële bedrijven is dat elke uitval de voor Industrie 4.0 cruciale dataopslag kan ondermijnen. Daarnaast kunnen de fluctuerende hernieuwbare energie en de toenemende inzet van hoogfrequente componenten de netkwaliteit onder druk zetten.

Verschil tussen noodgenerator en ups

Een noodgenerator (noodstroomaggregaat) is bedoeld om een zeker vermogen te leveren gedurende een langere tijd.  Hij combineert een generator met een dieselmotor. Omdat deze motor eerst moet aanlopen vooraleer hij de energievoorziening kan overnemen, duurt het enkele seconden voor dit systeem volledig operationeel is. Die periode is kort genoeg om infrastructuur zoals liften en operatiekwartieren weer te laten werken.

UPS (uninterruptible power supply) is eveneens bedoeld om een zeker vermogen te leveren gedurende een langere tijd, maar je treft ze aan waar kritische voorzieningen op elk moment draaiend moeten worden gehouden, zoals in ziekenhuizen en luchthavens. In industriële IT-toepassingen helpen ze de continuïteit van datastromen te garanderen.

 

Vergelijking van UPS-topologieën

Online Double conversion 

Bij een online double conversion UPS gebeurt er eerst een omzetting van de netspanning (mét inherente spanningspieken en andere anomalieën) naar een DC-spanning – belangrijk hierbij is de powerfactorcorrectie die plaatsvindt.

Vervolgens vindt er een reconversie plaats naar een stabiele AC-spanning, van nabij gemonitord door de UPS. Wanneer de netspanning buiten de opgegeven grenzen valt, kan de batterij enkele milliseconden in de UPS. Intussen wordt de werking voorzien door een capaciteit in de DC-converter.

Dit UPS-type heeft als voordeel dat het ook frequentieschommelingen kan aanpassen, wat een line-interactive uitvoering niet kan. Bovendien is dit type kleiner dan de line-interactive uitvoering, en werkt het ook bij lagere ingangsspanningen. Zo wordt de batterij minder snel aangesproken.

Een nadeel is het hogere verbruik, doordat de UPS continu de netspanning omvormt.

Line-interactive

Een line-interactive UPS heeft een vrij eenvoudige opbouw. De UPS bewaakt continu de AC-netspanning en filtert eventuele spanningspieken weg om de achterliggende apparaten te beschermen. Ondertussen laadt de batterij op – met een maximaal vermogen van 10% van de UPS – zodat de interne componenten niet opwarmen. Wanneer de netspanning uitvalt, neemt de UPS vanuit de volledig opgeladen batterij volledig de rol over van de netspanning.

Dit UPS-type beïnvloedt de sinusvorm van de spanning niet. Verdere voordelen zijn voornamelijk het kleinere elektriciteitsverbruik bij aanwezige netspanning en de geringe opwarming van de componenten.

Een nadeel is dat de batterij bij een weinig kwalitatieve netspanning vaak zal moeten overnemen, waardoor de batterij sneller degradeert.

stand-by

Het stand-bytype dient voornamelijk ter bescherming van pc’s. Deze UPS blijft de voedingsbron zolang hij de netspanning detecteert. Bij het wegvallen daarvan schakelt hij over naar de batterij.

stand-by ferro

Bij de stand-by ferro start de omvormer op bij het wegvallen van de netspanning.

Door zijn opbouw heeft de transfo een ferro-resonant vermogen, wat de golfvorm die hij genereert negatief beïnvloedt. Ondanks het stand-by ontwerp genereert dit UPS-type een zekere warmte, door het lage rendement van de transfo. Stand-by ferro’s waren ooit het dominante type in het 3 tot 15 kVA-gebied.

Delta conversion online

Het UPS-type delta conversion online is een recentere technologie, verkrijgbaar in de vermogens van 5 kVA tot 1.6 MW.
Dit type voedt de aangesloten verbruikers steeds via de inverter. De extra delta converter voedt echter ook de inverter-uitgang. Bij een uitval van de primaire voedingsspanning vertoont deze UPS een identiek gedrag als de double conversion online UPS.

Hoe een geschikte UPS kiezen?

Om concreet te bepalen welk UPS-type het meest geschikt is voor uw toepassing, dient u de installatie onder de loep te nemen. Welk vermogen moet de UPS aankunnen, wat zijn de omstandigheden, hoeveel aansluitingen komen er, welke kritieke systemen zijn er, en welke back-uptijd moet worden gegarandeerd?

De meest courante topologieën zijn online double conversion en line-interactive. Deze dekken het gros van de toepassingen af in het gebied tussen 750 en 5.000 VA.

Verbeteringen in halfgeleidertechnologie maken het UPS-type online double conversion stilaan goedkoper dan de andere systemen

Line-interactive dient daar in de meeste huidige installaties, maar verbeteringen in de halfgeleidertechnologie maken online double conversion stilaan goedkoper ten opzichte van de andere systemen. 

Onder 750 VA blijft de toepassing van online double conversion beperkt, omdat andere topologieën daar iets performanter zijn – onder meer line-interactive. 

Boven de 5.000 VA is de keuze dan weer niet in het voordeel van line-interactive, omdat de installatie dan te groot en te duur wordt.

Fabrikanten met een voorkeur voor een bepaald UPS-type zullen uiteraard dit als meest performant aanprijzen, wat het voor de gebruiker niet makkelijker maakt om de noden correct in te schatten.

Netstoringen: symptomen en oorzaken

Black-outs zijn niet het enige stroomnetgerelateerde probleem. Ook de netkwaliteit is voortdurend onderhevig aan allerhande problemen. Als de volgende symptomen zich voordoen, is een opvolging vereist:

• onverklaarbare en herhaaldelijke storingen in apparaten
• plotse resets van apparaten of storingen in processen
• uitschakeling door stroomonderbrekers (of zekeringen die doorbranden) zonder duidelijke tekenen van overbelasting
• oververhitting van transformatoren

Deze symptomen wijzen hoogstwaarschijnlijk op fouten in de netvoeding en leiden eventueel tot problemen. Mogelijke oorzaken zijn de volgende effecten:

• Spanningsvariaties zijn voornamelijk te wijten aan het in- of uitschakelen van hoge belastingen. Deze variaties beschadigen mogelijk gevoelige apparaten zoals pc, plc, verlichting etc.
• Harmonische vervormingen zijn anomaliën in de voedingsstroomfrequentie. Een belangrijke oorzaak zijn frequentieregelaars en omvormers die werken op basis van hoogfrequente schakeltechniek. Harmonischen veroorzaken opwarmingen in motoren en transfo’s en daarnaast ook problemen met zekeringen en relais.
• Spanningsonbalans wordt veroorzaakt door verschillen in de fasespanning en leidt tot oververhitting van motoren en transformatoren.
• Flicker is te wijten aan een reeks cyclische spanningsdips die bijvoorbeeld het flikkeren van lampen veroorzaken. Ze hebben verder echter weinig effect op de apparaatwerking, slechts op het comfort van wie zich in de ruimte bevindt.
• Transiënten zijn korte maar grote spanningstoenames bij het in- of uitschakelen van apparaten, het ontladen van condensatoren, of blikseminslag.