Unterschied zwischen Online- und Offline-USV | Online vs Offline USV

Schlüsseldifferenz - Online vs Offline USV

USV oder unterbrechungsfrei Power Supply ist ein Gerät, das kritische Lasten mit Strom versorgt, die auch während eines Stromausfalls ohne Unterbrechung betrieben werden sollten. USV-Anlagen haben zwei Typen: Dreh- / mechanischer Typ, zu dem Motoren und Generatoren als Stromquelle gehören, sowie statische USVs, die über eine Batteriebank Notstrom liefern und mit elektronischen Leistungsgeräten betrieben werden. Online- und Offline-USVs werden abhängig von ihrer Funktionalität unter statischen USVs kategorisiert. Der Hauptunterschied zwischen Online- und Offline-USV besteht darin, dass Offline-USVs die Last direkt aus dem Netz einschalten, wenn die Hauptversorgung verfügbar ist während Online-USVs die Last über eine Gleichrichter- ohne die Last direkt an das Stromnetz anzuschließen.

INHALT

1. Übersicht und Tastendifferenz

2. Was ist eine Offline-USV

3? Was ist Online-UPS

4? Online-Offline-UPS in tabellarischer Form

5. Zusammenfassung

Was ist eine Offline-USV?

Der Begriff offline bedeutet, dass die Batteriebank im Normalbetrieb nicht mit der Last verbunden ist (offline), wenn die Netzspannung verfügbar ist. In dieser Situation wird die Hauptstromversorgung über einen statischen Transferschalter, der normalerweise EIN ist, direkt an den Ausgang der Last angeschlossen. Wenn die Netzspannung zur Verfügung steht, wird die Pufferbatterie über eine Ladeeinheit, die aus einer Gleichrichterschaltung besteht, mit Gleichstrom aufgeladen.

Bei einem Stromausfall oder bei einer großen Unterspannung / Überspannung trennt der statische Schalter die Hauptversorgung von der Last und verbindet die Batterie innerhalb einer unwesentlichen Zeitdauer mit der Last. Diese Übertragungszeit von Netz zu Batterie beträgt typischerweise 10 bis 25 ms und hängt von den Halbleitern oder Leistungselektronikschaltungen ab, die den Stromausfall erfassen und die Umschaltung durchführen.

Da der Netzstrom im normalen Betrieb direkt an die Last angeschlossen ist, treten am Ausgang der USV offensichtlich Verzerrungen wie Spannungsspitzen, Spannungseinbrüche und Störungen im Netz auf. Es gibt jedoch USV-Systeme, die am Ausgang eine Art Stromkonditionierung durchführen. Line-Interaktive USVs sind solche speziellen Arten von Offline-USVs, die mit kleinen Überspannungen oder Unterspannungen im Netz arbeiten. Sie verwenden einen Multitappen-Spartransformator oder Buck-Boost-Transformator, um die Eingangsnetzspannung in die korrekte Ausgangsspannung umzuwandeln.

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Abbildung 01: Line-Interactive-USV

Da es bei unverzögerten USV-Systemen unvermeidlich ist, dass die Schaltzeit unvermeidlich ist, besteht ein offensichtlicher Stromausfall für die angeschlossenen Lasten. Daher wird diese Art von USV mit Lasten wie Desktop-Computern, Druckern, Notlichtschaltungen usw. verwendet, die einen so kleinen Stromausfall bewältigen können. Offline-USV sind die günstigsten unter allen USV-Systemen, da sie das einfachste Design haben.

Was ist eine Online-USV?

Online-USVs werden verwendet, um unterbrechungsfreie Stromversorgung bereitzustellen. Im Gegensatz zu Offline-USVs verbindet die Online-USV die Stromversorgung nicht mit dem Ausgang. Stattdessen wird die Last durch die Gleichrichter-Wechselrichter-Kombination mit Wechselstrom versorgt, wobei gleichzeitig die Batterie geladen wird. Bei einer Unterbrechung hört der Gleichrichter auf zu funktionieren, und die Batteriebank, die bereits mit dem Wechselrichter verbunden ist, versorgt die Last mit Strom. Infolgedessen würde es keine Übertragungszeit in Online-UPS geben. Diese werden auch als Doppelwandler-USV bezeichnet, da der Eingang AC vom Gleichrichter in Gleichstrom umgewandelt und dann vom Wechselrichter wieder in Wechselstrom umgewandelt wird.

Abbildung 02: Ein vereinfachtes Diagramm einer Online-USV

Im Gegensatz zu Offline-USVs ist der statische Übertragungsschalter in Online-USVs normalerweise ausgeschaltet. Es wird nur verwendet, wenn ein Überlastungszustand vorliegt oder wenn ein hoher Einschaltstrom durch einen angeschlossenen Motor gezogen wird. In einer solchen Situation erkennt die mit dem statischen Schalter verbundene leistungselektronische Schaltung den hohen Strom und überträgt die Versorgung vom Wechselrichter an die Netzspannung. Dies verhindert eine mögliche Beschädigung der internen Hardware der USV durch die hohen Ströme.

Bei Online-USVs muss der Gleichrichter sowohl die Last als auch die Batteriebank zum Laden mit Strom versorgen. Daher sollte der Gleichrichter eine höhere Last bewältigen, und Online-USVs werden normalerweise mit großen Kühlkörpern geliefert. Darüber hinaus sind Online-USVs im Vergleich zu Offline-USVs deutlich teurer. Sie werden bei kommerziellen Anwendungen und an Orten eingesetzt, an denen unterbrechungsfreie Stromversorgungen wichtig sind, wie z. B. Rechenzentren und Krankenhausintensivstationen. Obwohl sie für Anwendungen verwendet wurden, die mehr als 10 kW nutzten, mit der dramatischen Weiterentwicklung der Technologie und der Kostenreduzierung, sind Online-USVs jetzt auch für Geräte mit weniger als 500 W verfügbar. Obwohl zusätzliche Kosten entstehen, bieten Online-USVs eine Trennung der Last vom Netz. Somit kann sich keine Spannungsverzerrung im Netz auf den Ausgang ausbreiten, und die Versorgungsspannung für die Last ist immer sauber.

Was ist der Unterschied zwischen Online- und Offline-USV?

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Online vs Offline USV
Die Online-USV verbindet die Stromversorgung bei normalem Betrieb oder Ausfall nicht mit der Last. Die Batteriebank ist immer eingeschaltet, in Übereinstimmung mit der Last.	Die Batteriebank der Offline-USV ist im Normalfall nicht mit der Last verbunden. Das Netz ist direkt an die Last angeschlossen.
Übertragen von Normal- auf Backup-Situationen
Da die Batterie immer an die Last angeschlossen ist, gibt es keine Übertragungszeit für Online-USV.Der Umschalter schaltet den Umrichter im normalen Zustand an die Last an.	Aufgrund der Stromleitungserkennung und des Schaltens durch die Leistungselektronikschaltung gibt es eine Millisekunde Verzögerung bei der Übertragung.
Kosten
Die Kosten für die Online-USV sind höher, da der Gleichrichter so ausgelegt ist, dass er mit hoher Leistung für den gleichzeitigen Ladevorgang und die Lastversorgung arbeitet.	Offline-USVs sind aufgrund des einfacheren Designs vergleichsweise kostengünstiger.
Anwendungen
Sensible und sehr kritische Lasten wie medizinische Instrumente, Rechenzentren werden von Online-USV betrieben. Durch die Trennung vom Netz zur Last entsteht keine Verzerrung am Ausgang.	Offline-USVs bieten keine Isolation. Daher wird es beim normalen Betrieb der Offline-USV zu Spannungsverzerrungen am Eingang kommen, die am Ausgang reflektiert werden.

Zusammenfassung - Online- / Offline-USV

USVs dienen zur Stromversorgung von Geräten ohne Unterbrechung bei Stromausfall oder starken Spannungseinbrüchen im Netz. USVs werden in Online- und Offline-USVs kategorisiert, bei denen es sich um statische USVs handelt, die an elektronischen Halbleiterbauelementen betrieben werden. Online-USVs bieten eine unterbrechungsfreie Stromversorgung ohne Übertragungsverzögerung, da ihre Batterie immer an den Wechselrichter angeschlossen ist, wodurch die Last auch im normalen Betrieb bereitgestellt wird. Im Gegensatz dazu verbinden Offline-USVs im normalen Betrieb die Netzversorgung direkt mit der Last und laden die Batterie durch den Gleichrichter. Bei einem Stromausfall verbindet der Transferschalter den Wechselrichter mit der Last, um Wechselstrom aus der umgewandelten Gleichstromleistung in der Batterie zu liefern. Dies ist der Hauptunterschied zwischen Online- und Offline-USV. Im Gegensatz zu Offline-USVs bieten Online-USVs eine Trennung zwischen Netzstrom und Last. Eine Spannungsverzerrung wird daher nicht von der Online-USV an die Ausgangsspannung weitergegeben. Auf Kosten der Spannungsverzerrung sind die Kosten von Offline-USVs jedoch wesentlich geringer als bei Online-USVs.

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Referenz:

1. "Vergleich zwischen unterbrechungsfreier und ununterbrechbarer Online-Stromversorgung. "Leistungselektronik A bis Z. N. p., 01 Jan. 2015. Web. Hier verfügbar. 13. Juni 2017.

2. Humayun, Naveed. "UPS Geschichte. "PK UPS. N. p., 10. Jan. 2014. Web. Hier verfügbar. 13. Juni 2017.

Bild mit freundlicher Genehmigung:

1. "Line-Interactive UPS Diagram SVG" Von hier einen Benutzernamen eingeben - Eigene Arbeit (CC0) via Commons Wikimedia

2. "Ups-online" Von Benutzer: Tomia - Eigene Arbeit (CC BY 2. 5) über Commons Wikimedia (Relabeled in Englisch)