USV - Ausfallsicherheit für Ihre Systeme
Viele Ihrer Geräte und Anlagen müssen rund um die Uhr zur Verfügung stehen. Hierzu gehören Netzwerkkoppelelemente wie Switche und Router, aber auch Server und einzelne Computer. Damit diese Geräte eventuelle Stromschwankungen oder gar Stromausfälle überstehen, werden Unterbrechungsfreie Stromversorgungen (USV; eng. UPS) eingesetzt.
Welche Störungen können abgedeckt werden?
Je nach USV-Funktionsweise können folgende Störungen abgedeckt werden:
- Stromausfälle
- Oberschwingungen
- Frequenzänderungen
- Unterspannung
- Überspannung
- Spannungsschwankungen
Funktionsweise
Einfach beschrieben stellt eine USV einen Akku für z.B. einen PC dar. Fällt der Strom aus, springt die USV ein und übernimmt die Energieversorgung für eine gewisse Zeit. Läuft der Strom wieder normal, klingt sich die USV wieder aus, und die Batterien werden wieder aufgeladen. Auf Grund der unterschiedlichen Bedürfnisse der einzelnen Geräte haben sich drei USV-Klassen etabliert:
- Standby- oder Offline-USV
- Line-Interactive-UPS (Netzinteraktive-USV)
- Online-UPS (Dauerwandler-USV)
Standby- oder Offline-USV (Klasse 3)
Standby-USVs gehören zu den einfachsten und kostengünstigsten USVs. Sie sind zum Schutz gegen Netzausfälle und kurzzeitige Spannungsschwankungen ausgelegt. Die Umschaltdauer zwischen Netzbetrieb auf Batteriebetrieb liegt im Bereich von 4-10 ms (Millisekunden). Geräte ohne eigene Netzteile, welche Spannungsfilter besitzen, sind nicht für diese USV-Klasse geeignet, daher sollten nur einzelne Computer und kleine TK-Anlagen angeschlossen werden.
Line-Interaktive-USV (Klasse 2)
Klasse-2-USVs schützen ebenfalls vor Netzausfällen und kurzzeitigen Spannungsspitzen, jedoch können sie durch Filter Spannungsschwankungen ständig regeln. Die Umschaltzeit beträgt etwa 2 bis 4 Millisekunden. Von Batterie auf Netzbetrieb wird verzögerungsfrei geschaltet. Line-Interaktiv-USVs eignen sich für größere Anlagen, Netzwerkkoppelelemente und einzelne Computer.
Online-UVS (Klasse 1)
Online-USVs bieten den besten Schutz gegen allerlei Störungen. Anders als Klasse-2- und Klasse-3-Geräte hat diese Art USV keine Umschaltzeit. Dies resultiert daher, dass eine Dauerwandler-USV wie ein Stromgenerator ständig eine eigene "saubere" Spannung erzeugt. Diese erzeugte Spannung ist also frei von jeglichen Störungen. Durch diese Funktionsweise werden die Akkus permanent belastet und geladen. Dies hat einen schnelleren Akkuverschleiß zur Folge, so dass diese alle 3-4 Jahre gewechselt werden sollten.
Eine weitere Besonderheit ist ein eingebauter Bypass. Sollte es zu Überlastungen am USV-Ausgang kommen oder ein interner Fehler auftreten, werden die Verbraucher auf die normale Netzspannung unterbrechungsfrei umgeschaltet. Online-USVs sind für wichtige und hochverfügbare Systeme, Server und große Anlagen ausgelegt.
USV-Klassen nach Anwendungsgebieten
- Klasse 1 bis 1 kVA: Server und sensible Systeme
- Klasse 2 bis 5 kVA: einzelne Computer, TK-Anlagen und Netzwerke
- Klasse 3 ab 500 VA : Kleinst-Verbraucher, einzelne Computer
Die Leistungsangabe einer USV erfolgt in VA (Anschlussleistung in Volt-Ampere).
Wie dimensioniere ich meine USV richtig?
Sie sollten zuerst alle Geräte (Server, Computer, Kassenanlagen etc.) auflisten, die Sie mit Ihrer USV absichern möchten. Dann zählen Sie alle VA- (oder auch Watt-Angaben) dieser Geräte zusammen. Nach dem Sie diesen Wert ermittelt haben, gilt es eine passende USV auszuwählen. Dabei muss ein Leistungsfaktor für die USV-Anlagen berücksichtigt werden. Dieser muss mit in die Rechnung einbezogen werden, denn er gibt den Verlustwinkel eines Wechselstromkreises, verursacht durch die Phasenverschiebung von Blindstrom, Wirkstrom und Spannung, an. Je nach Leistungsfaktor gibt es unterschiedliche Leistungsfaktoren:
- Klasse 1: zwischen 0,7 und 0,8
- Klasse 2 und 3: zwischen 0,6 und 0,7
Zusätzlich sollten immer Reserven von etwa 30 Prozent für weitere Geräte mit eingeplant werden. Daraus ergibt sich folgende Faustformel:
- Anschlussleitung der Verbraucher (VA) / Leistungsfaktor = minimum USV-Leistung (VA)
- USV-Leistung * 30 % Reserve (1,3) = optimale USV-Leistung (VA)
- Beispiel: 1.000 VA / 0,8 = 1.250 VA; 1250 VA * 1,3 = 1.625 VA
Zubehör, Bauweise und Ausstattungsmöglichkeiten
Bauweise
USVs gibt es für den Einbau in Serverschränke, als Standgeräte in Technikräumen, oder als Standgerät am Arbeitsplatz. Wichtig ist es, bei großen Standgeräten auf einen guten und belastbaren Untergrund zu achten. Desweiteren sollten größere USVs gut zugänglich sein, um Batterien wechseln zu können. Je nach Modell verfügt eine USV über unterschiedlich viele Ausgänge. Dies sind die Anschlüsse zu Ihren Verbrauchern.
Batterien
Viele Hersteller bieten eigene Batteriesätze für Ihre Modelle an. Bei einem Austausch oder Neukauf sollte auf die richtigen Werte wie Kapazität und Spannung geachtet werden.
Schnitttstellen
Durch RS232-, USB- oder LAN-Schnittstellen können Sie Ihre USV administrieren und so konfigurieren, dass alle angeschlossenen Computer oder Server rechtzeitig runtergefahren werden. Ihre USVs sollten dazu lange genug die Systeme mit Strom versorgen können. Durch die Software vom USV-Hersteller können diese und viele andere Einstellungen wie z.B. E-Mail-Benachrichtigungen etc. lokal an einem PC oder ferngesteuert werden. Für einige Modelle gibt es auch nachrüstbare SNMP-Adapter oder Fernverwaltungsadapter, welche die oben genannten Verwaltungsmöglichkeiten realisieren.
PDUs
Power Distribution Units sind Steckdosenleisten, an denen Sie Ihre Verbraucher im Serverschrank anschließen können. Sie gibt es für verschiedene Spannungswerte, Anschlüsse und auch fernsteuerbar mit Netzwerkanschlüssen. Desweiteren könnten sie eine PDU mit Ihrer USV verbinden.
Weitere Links zum Thema
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