Diesel-UPS-systemen Continue stroom
Ononderbroken, continue en geconditioneerde stroomvoorziening voor kritische toepassingen
Power to rely on
People to rely on
Inleiding
Plotselinge stroomonderbrekingen kunnen ernstige gevolgen hebben en leiden vaak tot onherstelbare schade. Denk hierbij aan beschadigde data op een computer van een bank, een afgekeurde partij wafers in een halfgeleiderfabriek, een telefoonnetwerk van een drukbevolkt gebied dat uitvalt: allemaal voorbeelden van onacceptabele gevolgen van stroomonderbrekingen. Bij kritische toepassingen is een continue stroomvoorziening noodzakelijk. Dit is de wereld van Hitec Power Protection. Het is onze uitdaging klanten een oplossing te bieden om problemen met de stroomvoorziening te voorkomen voordat er verliezen optreden. Hitec Power Protection is wereldwijd leverancier van ononderbroken stroomvoorzieningssystemen (UPS-systemen), en marktleider voor het het leveren van stroomkwaliteitsoplossingen voor kritische toepassingen en processen. Van datacentra tot halfgeleiderfabrieken, van telecommunicatielocaties tot petrochemie, Hitec Power Protection zorgt voor een betrouwbare stroomvoorziening voor processen en toepassingen, voor zowel korte stroomonderbrekingen als langdurige stroomuitval.
De kwaliteit en betrouwbaarheid van stroom voor kritische toepassingen vormen een voortdurende uitdaging in de hedendaagse economie. Complexe systemen en processen hebben continue en schone stroom nodig om hun productiviteit en rendabiliteit te optimaliseren. Ononderbroken stroom wordt in onze economie als iets vanzelfsprekend gezien. De realiteit laat alleen een ander beeld zien. Stroom welke door het energie netwerk wordt geleverd kan slecht en onbetrouwbaar zijn. Dit wordt bewezen door vele stroomuitvallen elk jaar, die gevoelige apparatuur kunnen beschadigen, tot financiële verliezen leiden en zelfs mensenlevens in gevaar brengen.
160 140
U T I L I TY FA I L U R E S / Y E A R
120 100 80 60 40
Hitec Power Protection: Zekerheid die vanzelfsprekend is!
20
s
s
0m
10
- 10
0m
100
- 50
500
ms
-1
s
1-
3s
3-
20
s
0s
>2
Meer dan 280 stroomstoringen treden er elk jaar op in elk industrieland
Power to rely on
People to rely on
1
De eerste en de beste
Geschiedenis
50 jaar lang is Hitec Power Protection marktleider in het leveren van duurzame en betrouwbare UPS systemen. In 1956 maakte Hitec Power Protection als eerste gebruik van de combinatie generator en smoorspoel (choke) als draaifilterconcept. Dit concept vormt het hart van elk Hitec UPS systeem. Tegenwoordig fabriceren wij units met een vermogen tot 3.000 kVA, die tot diverse UPS-
1956 Eerste roterende batterij UPS-systeem
1963 Fusie van grote Nederlandse elektrobedrijven tot Holec
1000
INSTALLED BASE (MVA)
800
600
1969 400
Eerste diesel-UPS-systeem (300kVA)
200
1995
1996
1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
1974
systemen kunnen worden samengesteld. Tot nu toe hebben wij meer dan 1.500.000 kVA aan UPSsystemen geïnstalleerd. Onze kwaliteitsnormen en ons vakmanschap berusten op jarenlange ervaring. Deze ervaring geeft Hitec Power Protection de positie van marktleider in het leveren van betrouwbare stroomkwaliteitsoplossingen.
500 kVA diesel-UPS-systeem
1991 Eerste inductiekoppeling met vrij draaiende binnenrotor
Verzekerde kwaliteit Ons complete bedrijfsproces, van engineering en fabricage tot inbedrijfstelling en klantondersteuning, voldoet aan strenge kwaliteitseisen en is ISO 9001-gecertificeerd. Onze UPS-systemen voldoen aan de richtlijnen van de IEC (BS, VDE, EN, enz.), ANSI, UL of vergelijkbare normen. Bovendien testen wij elk UPS-systeem voordat het naar de klant gaat. Wij beschikken over het grootste testveld voor UPS-systemen in de wereld, met een totale capaciteit van 20 MVA (50 & 60Hz)!
1998 Bedrijfsnaam wijzigt in Hitec Power Protection
2006 50 jaar toewijding aan klanten over de hele wereld
2
Systeembeschrijving De VRIJLOOPKOPPELING vormt de mechanische koppeling tussen de inductiekoppeling/generator en de dieselmotor. Door de koppeling kan de as van de inductiekoppeling draaien, terwijl de dieselmotor stilstaat. Als de dieselmotor start en deze de snelheid bereikt van de inductiekoppeling/generator, wordt de dieselmotor automatisch gekoppeld aan de inductiekoppeling/generator. De dieselmotor start en accelereert naar volledige snelheid zonder belasting. Dit garandeert een snelle en betrouwbare start.
Een UPS van Hitec Power Protection is synoniem aan betrouwbaarheid. Het filtert de netstroom continu en beschermt op een eenvoudige en doeltreffende manier tegen stroomstoringen. Door het unieke concept en ontwerp van de Hitec Power Protection UPS, is de betrouwbaarheid maximaal en heeft de klant de hoogst mogelijke beschikbaarheid. Afhankelijk van de beschikbare brandstof kan het UPS-systeem gedurende onbepaalde tijd stroom leveren.
Het UPS-systeem kan geleverd worden inclusief het bijbehorende hoofdstroompaneel. Hitec kan hoofdstroompanelen leveren van het door u gewenste fabrikaat.
De INDUCTIEKOPPELING is het onderscheidende concept van Hitec Power Protection en vormt het hart van de UPS. De buitenste rotor (rood) bevat een tweepolige driefasenwikkeling die de vrijdraaiende binnenste rotor (geel) in netbedrijf versnelt. Als de netstroom uitvalt, herstelt de UPS de stroom via de kinetische energie van de binnenste rotor door de gelijkstroomwikkeling van de buitenste rotor te bekrachtigen. De hoeveelheid energie die beschikbaar is van de binnenste rotor voldoet ruim om de tijd te overbruggen die nodig is om de dieselmotor te starten en volledige snelheid en vermogen te bereiken.
In netbedrijf fungeert de GENERATOR als een gelijkstroommotor die de snelheid van de buitenste rotor (rood) van de inductiekoppeling aandrijft. Deze levert reactieve stroom aan de belasting en werkt samen met de smoorspoel als een actief filter. In geval van een stroomstoring op het net levert de generator, eerst aangedreven door de inductiekoppeling, dan door de dieselmotor, stroom aan de kritische belasting.
Power to rely on
People to rely on
3
De DIESELMOTOR staat standby in netbedrijf. De motor wordt voorverwarmd en voorgesmeerd om een snelle en betrouwbare start te waarborgen. Zodra de netstroom uitvalt of buiten toleranties komt, krijgt de dieselmotor het startsein en accelereert naar volledige snelheid en vermogen. In de tussentijd levert de inductiekoppeling de benodigde stroom aan de kritische belasting. De totale overdrachtstijd bedraagt ongeveer 5 tot 10 seconden.
De UPS is eenvoudig te bedienen met de digitale of analoge Human Machine Interface (HMI). Hiermee wordt een compleet overzicht gegeven van de toestand van de UPS. Toegang op afstand is mogelijk via vaste bedrading, seriële verbindingen of via internet.
De op basis van een microprocessor gebaseerde DiCon zorgt voor de besturing van de UPS. De DiCon is een universele controller voor generatorspanning, actieve en reactieve stroom, dieselsnelheid en regeling van de inductiekoppeling. Het universele ontwerp is door software geconfigureerd, zodat de controller bij alle mogelijke systemen en configuraties past.
De SMOORSPOEL (CHOKE) koppelt de voeding van de apparatuur los van de belasting. De smoorspoel fungeert in combinatie met de generator als continue filter, waardoor de UPS de uitgangsspanning binnen de strikte toleranties kan handhaven.
4
Vier basisprincipes
Hitec UPS: Eenvoudig, veilig en betrouwbaar
Het unieke concept van Hitec Power Protection om ononderbroken, continue en zuivere stroom te waarborgen berust op vier basisprincipes. Elke van deze principes draagt bij tot de ongekende voordelen die ons UPS-systeem heeft ten opzichte van traditionele statische UPS-systemen met batterijen.
1. UPS = statische UPS + noodstroomaggregaat Een traditioneel batterij-UPS-systeem bestaat uit een gelijkrichter, batterijen en een omvormer. De UPS levert tijdelijk stroom via zijn batterij en draagt vervolgens de kritische belasting over aan een noodstroomaggregaat die de stroom bij langere uitvaltijden levert. Voor het installeren van dit soort systemen zijn grote ruimten nodig, die zeer kostbaar zijn. Daarnaast vereisen de energieverliezen, die door de batterij-UPS gegenereerd worden, aanzienlijke ruimte ventilatie en de batterijen vragen een geconditioneerde ruimte met constante temperatuur. Deze specifieke koelsystemen verhogen de TCO aanzienlijk. Ons UPS-systeem integreert dit traditionele systeem tot één. De voordelen zijn duidelijk. Minder onderdelen betekent lagere installatiekosten en hogere betrouwbaarheid. Een UPS van Hitec neemt aanzienlijk minder vloeroppervlak in beslag dan een batterij-UPS-systeem met noodstroomaggregaat. Hierdoor wordt aanzienlijk in ruimte en op gewicht bespaard. Als de netstroom uitvalt, ondersteunt de UPS de kritische belasting met de opgeslagen kinetische energie uit de inductiekoppeling tot de dieselmotor het overneemt. Dit principe vervangt daarmee milieuonvriendelijke en onbetrouwbare batterijsystemen.
Voedingszijde
Hitec UPS-systeem
3
4
1 2
Voedingszijde
Batterij-UPS + Noodstroomaggregaat
De eenvoud van onze UPS in vergelijking met een batterij-UPS-configuratie 1 Vermogensomzetter met dubbele omzetting (statische UPS) 2 Batterijen (VRLA) 3 Noodstroomaggregaat 4 Harmonisch filter
Power to rely on
People to rely on
5
2. Lijn interactief systeem Hitec Power Protection UPS-systemen zijn lijninteractief en draaien parallel met de netstroom. Een logische keuze, omdat het grootste gedeelte van de tijd de netstroom van hoge kwaliteit en zeer betrouwbaar is. Een lijn-interactief systeem profiteert van deze kwaliteiten door de UPS parallel aan het net aan te sluiten, in tegenstelling tot een serieschakeling.
Een traditionele batterij-UPS zet continu elektrische energie om via gelijkrichters en omvormers, welke een gemeenschappelijk storingspunt hebben en de efficiëntie verminderen. Voor een langere levensduur van de batterijen is koeling in de opstellingsruimte noodzakelijk . Worden deze energiekosten meegenomen in de operationele kosten, dan zijn deze tijdens de levensduur aanzienlijk en aantoonbaar hoger dan bij onze UPS-systemen
Het uiterst efficiënte lijn-interactieve systeem...
...in vergelijking met het traditionele concept met dubbele conversie
De UPS is een netbewaker die altijd alert is en klaar staat om, indien nodig, in actie te komen als de netstroom uitvalt of de gespecificeerde toleranties overschrijdt. Er vindt geen omzetting plaats van elektrische energie die van de netvoeding naar de kritische belasting stroomt, wat onze UPS het meest efficiënte en betrouwbare systeem maakt.
Lijn-interactief: Bewaking van uw kritische toepassingen
6
3. Actief filter Uitstekende kwaliteiten van het actief filter: • Compensatie van netspanningsafwijkingen • Filteren van de door het net opgewekte harmonische spanningen • Filteren van door de belasting opgewekte harmonische elektrische spanningen • Geen door de UPS opgewekte harmonische elektrische spanningen • Powerfactor is nagenoeg één (>0,98)
De combinatie van de smoorspoel (choke) en generator fungeert als een filter om de binnenkomende netstroom te zuiveren. Dit wordt bereikt door de positie van de aansluiting op de smoorspoel zo in te stellen dat de gelijkwaardige circuitimpedanties van de gene-rator en de smoorspoel een nulimpedantiepad (X”d + Xc = 0) laten zien. Hitecs UPS-systeem gebruikt geen vermogenselektronica om de uitgangsspanning op te wekken, te conditioneren of om te zetten, dus produceert het zelf geen harmonischen, in tegenstelling tot conventionele UPS- systemen. In plaats daarvan fungeert het als een harmonisch filter voor zowel stroom als ook belaste harmonischen. Bovendien levert de generator de reactieve stroom die door de belasting wordt gevraagd. Het resultaat is dat de powerfactor van het net nagenoeg één is.
Roterend filter: Net en belasting onafhankelijk
Smoorspoel (Choke) Xb
Xa Xc Net
Belasting
X"d
Elektrisch equivalentsdiagram van het actief filter
Hitec UPS een filter voor alle soorten netstoringen
Q3 1
3
7
6
Q1
Q2
4 2
5
1 Spanningspieken
5 Hoogfrequentiestoringen
2 Frequentievariaties
6 Harmonische vervormingen
3 Spanningsdalingen
7 Continue kwaliteitsstroom
4 Stroomuitval
7
4. Batterijvrije oplossing Het UPS-systeem van Hitec Power Protection maakt gebruik van opgeslagen kinetische energie om de tijd tot de dieselmotor is aangestuurd na stroomuitval te overbruggen. Het is een concept zonder batterijen dat in 1969 door Hitec Power Protection is uitgevonden, gepatenteerd en wereldwijd een succesvolle toepassing is.
Het hart van een batterij-UPS is tevens zijn zwakste punt. De grote hoeveelheid batterijen die nodig zijn, vormt een aanzienlijk probleem dat met name duidelijk wordt nadat het systeem een aantal jaren in bedrijf is.
Weergave van enkele typische batterij gerelateerde zwakke punten
Batterijvrij: probleemloos
110 100
WERKELIJKE LEVENSDUUR (JAREN)
90
VERWACHTE LEVENSDUUR (%)
80 70 60 50 40 30 20 10
25/77
30/86 35/95 Temperatuur (oC/oF)
40/104
45/113
50/122
9
7
5
3
5
55/131
10 15 Theoretische verwachte levensduur (jaren)
De verwachte levensduur van een batterij daalt snel bij hogere
Het verschil tussen de theoretische en de daadwerkelijke
omgevingstemperaturen
levensduur van de batterij!
Batterij gerelateerde problemen die u met ons systeem voorkomt: Verwachte levensduur De levensduur van de batterijen bedraagt theoretisch 5 tot 15 jaar; in de praktijk gaan ze 3 tot 5 jaar mee. De economische levensduur van een batterij-UPS bedraagt 10-15 jaar; een Hitec-UPS gaat 25 jaar mee!
Milieueffecten Batterijen bevatten milieuschadelijke materialen; oude batterijen zijn chemisch afval. De verwijderingskosten hiervoor zijn hoog!
Temperatuurgevoeligheid De batterijcapaciteit vermindert aanzienlijk bij lage temperaturen, terwijl de levensduur halveert per 10°C boven 20°C. Installatie in geconditioneerde ruimten is daarom een vereiste!
Onderhoud De enige juiste methode om de batterijcapaciteit te bewaken is een ontladingstest, die tijdrovend is (batterijen moeten worden losgekoppeld van de UPS)!
8
Werking van het systeem
Afhankelijke systeembelasting Snelheid (omw/m)
3n
n
0
1
2
4
3
1 Tijd
1
Normaalbedrijf Q3
In normaalbedrijf fungeren de smoorspoel en de generator als een actief filter dat voorkomt dat storingen de kritische belasting bereiken. De generator draait als een motor en drijft de buitenste rotor van de inductiekoppeling aan met een snelheid van 1500 omw/min. Door bekrachtiging van de tweepolige driefasenwikkeling in de buitenste rotor bereikt de binnenste rotor een snelheid van 3000 omw/min ten opzichte van de buitenste rotor. Resultaat is dat kinetische energie wordt opgeslagen in de binnenste rotor. De buitenste rotor van de inductiekoppeling wordt losgekoppeld van de standby-dieselmotor door de vrijloopkoppeling.
2
Q1
1
1
2
3
4
1
Overschakeling op dieselbedrijf In geval van stroomstoring of een onacceptabele afwijking in de netstroom wordt de vermogensschakelaar Q1 geopend. De gelijkstroomwikkelingen van de inductiekoppeling worden vervolgens bekrachtigd, waardoor de overdracht van opgeslagen kinetische energie van de binnenste rotor naar de buitenste rotor op gang komt. De snelheid van de generator blijft constant op 1500 omw/min. Tegelijkertijd start de dieselmotor en accelereert deze tot een snelheid van 1500 omw/min in minder dan 2 seconden, waarna de vrijloopkoppeling automatisch sluit. In de daaropvolgende seconden drijven de dieselmotor en de inductiekoppeling de generator aan om een goede stroomvoorziening naar de kritische belasting te garanderen. Binnen 5 tot 10 seconden levert de dieselmotor alleen de stroom naar de belasting.
Power to rely on
Q2
People to rely on
Q3 Q1
Q2
2
1
9
2
3
4
1
3
Dieselbedrijf In dieselbedrijf wordt de driefasenwikkeling van de buitenste rotor opnieuw geactiveerd, waardoor de binnenste rotor weer naar 4500 omw/min wordt gebracht. De snelheid van de dieselmotor wordt bewaakt en digitaal geregeld om voor een constante uitgangsfrequentie te zorgen. In dieselbedrijf blijft de uitgangsfrequentie binnen de nauwe toleranties, zelfs als het systeem wordt geconfronteerd met hoge belastingstappen. Dit komt omdat de inductiekoppeling wordt gebruikt om de dieselmotor te ondersteunen.
4
Q3 Q1
Q2
3
1
2
3
4
1
Terug naar de normaalbedrijf
Q3
Nadat de netstroom zich heeft gestabiliseerd, wordt de UPS gesynchroniseerd met de netstroom en wordt Q1 gesloten. De dieselmotor vertraagt naar 1450 omw/min wat resulteert in ontkoppeling van de vrijloopkoppeling. Gelijktijdig keert de generator terug naar zijn motorfunctie en handhaaft de snelheid van de buitenste rotor van de inductiekoppeling bij 1500 omw/min. De dieselmotor blijft nog korte tijd in onbelaste toestand doordraaien om af te koelen. Nadat de dieselmotor is afgekoeld, wordt deze uitgeschakeld en keert hij terug naar standby-bedrijf.
Q1
Q2
4 1
2
3
4
1
Kritische en niet-kritische belasting Zodra de dieselmotor de normale bedrijfsomstandigheden heeft bereikt, wordt de niet-kritische belasting overgeschakeld op de uitgang van het UPS-systeem door Q6 te sluiten (Q5 is in de tussentijd opengegaan). Binnen 10 seconden wordt de niet-kritische belasting opnieuw van stroom voorzien.
Een enkele korte netstroomuitval kan desastreuze gevolgen hebben voor vele kritische toepassingen, en zoals bijvoorbeeld computers van rekencentra, internetservers. Andere onderdelen in deze omgevingen kunnen meerdere seconden zonder stroom, zoals bijvoorbeeld airconditioning, verlichting, enz. Hitecs UPS-systeem kan stroom leveren voor beide soorten belastingen door toepassing van onze dual output-configuratie.
Q3 Q1 Q2
Kritische belasting
De generator van een Hitec-UPS-systeem is overgedimensioneerd om kortsluitingscapaciteit te leveren aan de zijde v/d klantbelasting. Daarnaast is de generator in staat om de uitgangsspanning goed te regelen bij een net val. In dieselbedrijf kan dit extra vermogen gebruikt worden om niet-kritische belastingen te ondersteunen. Om deze optie mogelijk te maken, wordt het vermogen van de dieselmotor verhoogd waardoor zowel de kritische als de niet-kritische belasting gevoed kan worden. Deze configuratie wordt dual output (dubbele uitgang) genoemd. De niet-kritische belasting is niet altijd verbonden met de UPS-uitgang. Als de netstroom uitvalt, levert de UPS ononderbroken stroom aan de kritische belasting terwijl de dieselmotor accelereert.
1
2
3
Q6
Niet-kritische belasting
Q5 Een dual output-systeem profiteert optimaal van de UPS-capaciteit
Met de dual output-configuratie kunt u uw betrouwbaarheid en ontwerp optimaliseren en heeft u minder vloeroppervlak nodig.
Dual Output: Ruimte besparing!
10
De ongekende voordelen van de UPS 3. Lijn interactief zonder vermogens elektronica
De eenvoud van het UPS-ontwerp biedt unieke kenmerken en talrijke voordelen. Hitec Power Protection is als enige leverancier wereldwijd in staat om meerdere cruciale aspecten te bundelen tot één betrouwbaar systeem dat zich onderscheid van de traditionele combinatie van batterij-UPS en noodstroomaggregaat. Daarom is een UPS-systeem van Hitec Power Protection de eerste en enige keus!
Het unieke lijn-interactieve-concept van een Hitec Power Protection UPS levert belangrijke voordelen op. De UPS voert geen dubbele energieconversie uit die een batterij-UPS moet uitvoeren, zelfs als betrouwbare netstroom beschikbaar is. Er wordt geen gebruik gemaakt van vermogenselektronica; in plaats daarvan integreert Hitec een synchroongenerator om de belasting te ondersteunen.
1. Batterijvrije oplossing! 1.0
In een Hitec-UPS-systeem worden geen batterijen gebruikt; in plaats daarvan wordt kinetische energie gebruikt om de tijd totdat de dieselmotor start, te overbruggen. Het systeem is niet gevoelig voor de vele problemen die bij het gebruik van batterijen kunnen optreden.
Het UPS-concept van Hitec Power Protection is eenvoudig en efficiënt in vergelijking met het batterij-UPS + noodstroomaggregaat-concept: harmonische filters, gelijkrichters, accubanken, omvormers, statische schakelaars, standbygenerator, enz. De Hitec Power Protection UPS integreert al deze functies in één systeem.
90 %
Netspanning
100 %
(Net buiten tolerantie)
Dieselbedrif
Lagging
110 %
De Power factor is nagenoeg één (>0,98)
Eigenschappen & voordelen
Lijn-interactief zonder vermogens elektronica
Batterijvrije oplossing
• Geen dubbele energieomzetting; hogere efficiëntie • Geen stroomomzetting; hogere MTBF en beschikbaarheidscijfers • Geen opwekking van harmonische stroom / spanningen • Lange technische levensduur in vergelijking met systemen met vermogenselektronica (25 jaar in vergelijking met 15 jaar)
• Geen nieuwe investeringen in nieuwe batterijen elke 3-5 jaar • Geen investering in een geklimatiseerde batterijruimte • Minder vloeroppervlak nodig • Geen verwijderingskosten voor batterijen elke 3-5 jaar (chemisch afval!)
UPS = batterij UPS + noodstroomaggregaat
Smoorspoel + generator = actief filter • Hoge kortsluitingsuitgangscapaciteit. Het systeem hoeft niet naar by-pass (het net) om een uitgangsstoring te verhelpen • Reactief uitgangsvermogen wordt geleverd door generator (pf > 0,98) • Pieken en dalen in de netspanning worden geblokkeerd • Compensatie van lange netspanningsafwijkingen • Filteren van door het net opgewekte harmonische spanningen • Filteren van door de belasting opgewekte harmonische spanningen
• Minder onderdelen dus daardoor een meer betrouwbaarder ontwerp • Hogere MTBF en beschikbaarheid • Lagere installatie- en inbedrijfstellingskosten • Kleinere totale afmetingen en vloeroppervlak • Slechts 1 uitgangscontactverbreker nodig bij uw stroomschakelpaneel • Eenvoud; gemakkelijker te bedienen en te onderhouden
Power to rely on
Leading
Power factor
2. UPS = batterij UPS + noodstroomaggregaat
(Net buiten tolerantie)
Dieselbedrijf
0.98
People to rely on
11
4. Smoorspoel + generator = actief filter terwijl deze in de normaalbedrijf blijft. Traditionele batterij-UPS-systemen zijn gedwongen om over te schakelen op een bypass in de hoop dat het net de storing verhelpt. Als er geen netstroom tijdens deze gebeurtenis beschikbaar is, is de belasting onbeschermd en ontvankelijk voor belastingsverlies. Het feit dat een Hitec-UPS niet overgaat op een bypass in deze situatie mag niet onderschat worden.
De magnetisch gekoppelde smoorspoel (choke) en de generator fungeren als een actief filter dat efficiënt de netspanning van alle storingen zuivert voordat deze de belasting bereiken. Daarnaast is onze generator in staat om een hoge kortsluitingsstroom tot 14x van zijn nominale uitgangsstroom te leveren. Dit is een ander belangrijk voordeel tegenover traditionele systemen. Als er kortsluiting optreedt na de UPS, verhelpt de UPS de storing, 100
1100
Conclusie
Batterij UPS + noodstroomaggregaat
60
660 2
40
20
0
Hitec Power Protection’s UPS heeft diverse voordelen ten opzichte van traditionele UPSsystemen. Deze voordelen bestaan uit een kleiner vloeroppervlak, lagere installatiekosten, jaarlijks apparatuurbesparingen, geen airco-systemen, geen milieuschadelijke batterijen, minder structureel gewicht voor uw gebouw, geen compatibiliteitsproblemen met standby-generatoren, hogere betrouwbaarheid en geen grote uitgaven voor het vervangen van de batterijen.
2
VLOEROPPERVLAK (FT )
880
VLOEROPPERVLAK (M )
80
Hitec UPS-systeem
400
800
1000
1200
1600
440
220
0
1800
Uitgangsvermogen (kVA)
Benodigd vloeroppervlak voor een Hitec- UPS tegenover een batterij-UPS
Laagste levenscycluskosten - gegarandeerd! Groter vermogen, kleiner benodigd vloeroppervlak, geen batterij-vervangingen, minder structureel gewicht, grotere efficiëntie en geen airco resulteren in de lagere levenscycluskosten van de Hitec UPS. Prijsschattingsmodel Hitec Power Protection heeft een model ontwikkeld om de levenscycluskosten te schatten van zowel een Hitec-UPS-systeem als ook een batterij-UPS+ noodstroomaggregaat. Het model houdt niet alleen rekening met de begininvestering, maar ook met nieuwe investeringen en jaarlijkse bedrijfskosten. Wij laten u graag het verschil zien!
Financial Lease: Hitec Power Protection kan u een op maat gemaakte financial-lease-optie aanbieden. Voor een vast bedrag per jaar kunnen wij een HitecUPS-systeem op uw locatie installeren. Laat de verantwoordelijkheid voor onderhoud en service over aan ons. Dit kan allemaal worden opgenomen in het leasecontract!
Verschillende lease-opties Om onze bewering van de laagste levenscycluskosten nog verder te staven, kunnen wij u meerdere lease-opties aanbieden. Operational Lease: Elektrische energie verzorgt door Hitec Power Protection met maximale betrouwbaarheid voor een vaste prijs. Wij leveren, installeren en onderhouden het UPS-systeem. U betaald ons per maand en laat de zorgen aan ons over!
Met de vele opties voor het verkrijgen van een Hitec Power Protection UPS, gekoppeld aan lagere levenscycluskosten, is zeer makkelijk aan uw behoeften te voldoen tegen het hoogst mogelijke rendement op uw investering!
12
Systeemconfiguraties UPS-systemen kunnen worden geleverd in verschillende configuraties. Elke configuratie kan precies worden afgestemd op uw specifieke behoeften; van een UPS als enkele module tot een ‘distributed redundant dual output-configuration’.
Single systemen Single Output UPS-systeem
LaagspanningsUPS-units:
De eenvoudigste manier om een volledige conditionering en bescherming aan alle kritische belastingen te bieden.
MiddenspanningsUPS-units:
Eenvoudige manier om volledige conditionering en bescherming van grote belastingen te bieden waar laagspanningsoplossingen niet ideaal zijn.
Dual outputUPS-units (laag- en middenspanning):
Neemt de behoefte weg separate noodstroomaggregaten aan te schaffen
Q3 Net
Q1
Q2
Kritische belasting
In een single output-configuratie worden alle componenten (generator, inductiekoppeling, dieselmotor en smoorspoel) bemeten om continue een zuivere stroom te leveren aan de kritische belasting.
Middenspanningssysteem Voor grotere energievermogens zijn middenspanningssystemen verkrijgbaar. Hitec Power Protection biedt twee soorten middenspanningsconfiguraties aan.
Dual output-UPS-systeem Om voldoende kortsluitingscapaciteit en beperkte spanningstoleranties te garanderen, wordt de UPSgenerator overgedimensioneerd. Dit extra vermogen kan worden gebruikt om niet-kritische belastingen te voeden. Het vermogen van de dieselmotor moet dan vergroot worden om zowel de kritische als de niet-kritische belasting te voeden. Deze configuratie is het zogeheten dual output-systeem. Als de netstroom uitvalt, zal de UPS de kritische belasting beschermen. Zodra de dieselmotor is opgestart en de kritische belasting heeft gestabiliseerd, neemt de UPS vervolgens de niet-kritische belasting over door Q6 te sluiten. Praktisch gezien betekent dit dat er geen extra kosten en ruimte nodig is.
De eerste optie bevat een laagspannings power module met een extra step up trafo; de tweede optie bevat een middenspannings power module. Vermogensschakelaar en de smoorspoel worden altijd geconfigureerd op middenspanningsniveau. Single output, dual output en middenspanningssystemen zijn verkrijgbaar in een groot aantal verschillende configuraties.
Q3 Q1
Q2
Q3
Kritische belasting
Q1
Q2
Kritische belasting
Q6
Niet-kritische belasting
MV
Net
Q6
Net
Niet-kritische belasting
LV
Q5 UPS
Dual output Q5
Power to rely on
People to rely on
13
Parallel / parallel redundante configuraties
Master-slave-configuratie
Parallel configuratie Voor belastingseisen boven onze grootste enkele module-unit (3.000kVA) kunnen parallelle configuraties worden gebruikt die meer vermogen bieden. Parallelle units komen ook in aanmerking als redundantie vereist is. De meest voorkomende redundante configuratie is ‘N + 1’.
Een alternatief voor twee parallelle units is de master-slave-configuratie. Deze optie is meer geschikt als twee groepen met kritisch vermogen worden gescheiden zonder een gezamenlijk koppelpunt. Het regelsysteem handhaaft de synchronisatie tussen beide units, zodat de schakelaar (Q13) op elk moment kan worden gesloten als gevolg van een storing of onderhoud. Er is geen gezamenlijk storingspunt aanwezig.
Als twee units de kritische belasting moeten voeden, wordt een extra unit geïnstalleerd als back-up voor het geval een unit uitvalt. Het totale aantal units dat parallel geïnstalleerd kan worden, wordt beperkt door de totale uitgangsstroom/kortsluitingsstroom. Stromen boven 6.000 A zijn niet haalbaar, d.w.z. dat het totale uitgangsvermogen beperkt is tot ongeveer 4.000/5.000 kVA bij 380/480 V.
A-systeem
Q3
Q1
Q2
Kritische belasting
Q6
Niet-kritische belasting
Q5 Net
Q13
B-systeem
Q3
Q1
Q2
Kritische belasting
Q6
Niet-kritische belasting
Q5
Q3 1Q1
1Q2
2Q1
2Q2
3Q1
3Q2
Q4
Kritische belasting
Q6
Niet-kritische belasting
Master-slave configuratie
Net
Q5
Parallel Configuration
UPS
Dual output
14
Cross-link-configuratie
Bij een parallel configuratie wordt de totale kritische belasting aangesloten op één uitgangsbus. In situaties, waarin er twee aparte onafhankelijke belastingen zijn, kan een cross-link-configuratie worden gebruikt. Net als bij een parallel systeem is de redundantie N+1 over het totaal aantal units, maar in normaal bedrijf fungeert het systeem als twee onafhankelijke parallelle systemen. De redundantie wordt echter gedeeld door twee systemen en als één van de twee parallelle systemen wordt overbelast, wordt door het sluiten van vermogensschakelaar Q29 gebruik gemaakt van het overschot aan stroom dat in beide systemen beschikbaar is. Als in Q29-bedrijf een uitgangsbusstoring optreedt, wordt deze beperkt tot de bus die de storing veroorzaakt; het andere systeem wordt losgekoppeld door Q29 te openen. Redundantie wordt alleen gedeeld tussen kritische belastingen; niet-kritische belastingen beschikken niet over een cross-link-verbinding. Daarom sluit de cross-link praktisch enkele storingspunten in de busstructuur uit. De beperkingen van het systeem zijn gelijk aan die van een parallel systeem.
Cross-link-configuratie
AQ3 A1Q1
Kritische belasting
A1Q2 AQ4
AQ6 A2Q1
A2Q2 AQ5
Niet-kritische belasting (optie)
Net Q29 B1Q1
B1Q2 BQ6
BQ5 B2Q1
Niet-kritische belasting (optie)
B2Q2 BQ4 Kritische belasting BQ3
Configuratie-eigenschappen van de verschillende systemen: Voordelen Systeemconfiguratie
Kenmerken
Parallel Redundant (PR)
Eenvoudigste en meest compacte manier van het bereiken van redundantie tussen UPS-units en voor het ondersteunen van zeer grote of meervoudige belastingen.
Master - Slave (MS)
Sluit een gezamenlijke UPS-uitgangsgeleider uit.
Cross - Link (CL)
Sluit praktisch de gezamenlijke uitgangsgeleider uit. Bij meervoudige UPS-unitsystemen zijn aanmerkelijk minder UPS-units nodig om de vereiste redundantie te bereiken dan bij een Master-Slave-systeem.
Isolated - Parallel (IP)
Geen gezamenlijke geleider door extra vermogensschakelaar en scheidings-chokes. Efficiënt en flexibel gebruik van de redundante capaciteit van het systeem.
Isolated - Redundant (IR)
Geen gezamenlijke uitgangsgeleider door scheiding van belastingen en UPS-unituitgangen. Minder vermogensschakelaar en chokes nodig dan bij een Isolated Parallel-systeem.
Distributed Redundant (DR)
Geen gezamenlijke uitgangsgeleider door scheiding van belastingen en UPS-unituitgangen. Minder vermogensschakelaar en chokes nodig dan bij een Isolated Parallel-systeem. Efficiënt en flexibel gebruik van de redundante capaciteit van het systeem.
Isolated redundante configuratie
De isolated parallel systeem configuratie combineert de storingstolerantie van redundante systemen met de mogelijkheden tot het verdelen van belasting van een parallel systeem. De isolated parallel configuratie verbindt meerdere units met elkaar en schept daarbij redundantie, terwijl tegelijkertijd de scheiding tussen de units behouden blijft. Actieve energie kan dan over de units worden verdeeld, terwijl belastingsstoringen van elkaar gescheiden blijven. Een storing in de ene belasting heeft daarom geen invloed op andere belastingen.
Traditioneel zou een parallelle redundante configuratie worden gebruikt als redundantie is vereist. Bij een isolated redundante configuratie wordt redundantie gecreëerd op basis van enkele standaardunits. Alle individuele units ondersteunen hun individuele kritische belastingen. Bij een ‘N+1’-configuratie beschikken deze systemen over één redundante unit als back-up. De back-up-unit functioneert normaal gesproken in onbelaste toestand. Als één unit defect raakt of uitgeschakeld wordt, worden de kritische belastingen zonder onderbreking overgezet naar de redundante unit (Q3A wordt gesloten) in plaats van via de bypass. Bovendien kan de niet-kritische belasting worden verbonden met de redundante unit die gebruik maakt van de beschikbare UPS-stroom. In het geval van onderhoud of storing aan één module wordt de niet-kritische belasting weer overgedragen aan de netstroom en wordt uw kritische belasting gehandhaafd.
Isolated parallel configuratie
Isolated redundant configuratie
Line interactive-smoorspoel 1Q1
1Q1
1Q2
1Q6
1Q5 Line interactive-choke 2Q1
Line interactive-choke
2Q3B
2Q3A Kritische belasting A
Kritische belasting 2
2Q6
Niet-kritische belasting A
Niet-kritische belasting 2
2Q5
Ster bus
Net
3Q3B
Ster bus
3Q3A
3Q2
Kritische belasting B
3Q6
Niet-kritische belasting B
Net
Kritische belasting 3 Niet-kritische belasting 3
Line interactive-choke
Niet-kritische belasting C (Optioneel)
2Q2
3Q1
3Q5
3Q5
Geïsoleerde choke
nQ2
nQ3 nQ6
nQ5
People to rely on
1Q5
Geïsoleerde choke
3Q6
Power to rely on
1Q6
Niet-kritische belasting 1
3Q2
3Q3
nQ1
Kritische belasting 1
2Q1
2Q5
1Q2
Net
2Q2
2Q6
3Q1
Ster bus
Geïsoleerde choke
2Q3
Net
1Q3
Geïsoleerde smoorspoel
1Q3
Redundante busbar
Isolated parallel systeem configuratie
Ster bus
Alle vermogenschakelaars in deze configuratie moeten worden bemeten op de nominale uitgangsstroom van elke unit. Deze configuratie kan worden gebruikt voor veel hogere energievermogens in vergelijking met de parallel redundante configuraties.
Kritische belasting n Niet-kritische belasting n
15
Distributed redundante configuratie
QMS-afstandsbewaking
Bij de isolated redundante configuratie voedt de redundante unit normaal gesproken een nietkritische belasting of draait deze geheel zonder belasting. Dit kan worden overwonnen met het distributed redundante ontwerp. Distributed redundante systemen zijn normaal gesproken ontworpen voor ‘N+1’ redundantie. Geen enkele unit wordt benoemd als redundante unit. In plaats daarvan wordt de rol gelijk verdeeld over alle units. In het geval van een defect bij één enkele unit wordt zijn belasting evenredig verdeeld over de overige units. De belastingsoverdrachten worden bereikt door omschakelrelais (automatic transfer switches = ATS). De voordelen hiervan zijn het uitsluiten van enkelpuntsstoringen en gelijke verdeling van belasting over alle units.
Hitec Power Protection biedt QMS, software voor bewaking van, toezicht op en ondersteuning bij onderhoud aan UPS-systemen. QMS is een veelzijdig, gebruiksvriendelijk software-instrument dat op een pc met Windows® draait. De status, geschiedenis van gebeurtenissen en elektrische parameters worden verzameld, opgeslagen en zodanig op het scherm van de pc weergegeven dat deze makkelijk afgelezen en geprint kunnen worden.
Distributed redundante configuratie Redundant bus-bar ABC 1Q3 ATS 1Q1
1Q2
Net
ATS
Kritische belasting A1 Kritische belasting A2
Monitoring van uw UPS-systemen in één oogopslag met QMS-software Niet-kritische belasting A
1Q6
Makkelijke toegang
1Q5
2Q3 ATS 2Q1
2Q2
Net
ATS
De PC, waarop de QMS-software draait, kan worden aangesloten op het UPS-systeem op locatie via een seriële verbinding, op afstand via een modemverbinding of via het internet.
Kritische belasting B1 Kritische belasting B2 Niet-kritische belasting B
2Q6
Gedetailleerde informatie Het programma biedt gedetailleerde informatie over de status van de UPS om het toezicht makkelijker te maken. Spannings- en stroomwaarden, de status van de vermogensschakelaar, bedrijfsuren, het aantal starts van de dieselmotor, de bedrijfsuren van de diesel-motor en verschillende andere gegevens worden getoond. De software voorziet de gebruiker niet alleen van actuele informatie, maar biedt tevens een historisch overzicht van statusveranderingen en gebeurtenissen in het afgelopen half jaar. Dit overzicht wordt als lijst met gebeurtenissen of als een “simulatiefilm” weergegeven. De software is een zeer krachtig instrument om gebruikers en technici te helpen om de toestand van de UPS te begrijpen en breidt daardoor de bedrijfs-, service- en onderhoudsmogelijkheden van uw UPS-systeem uit. Veel van deze gegevens kunnen ook worden weergegeven als een staafdiagram met gebeurtenissen, wat vooral handig is als u systemen bekijkt die uit meerdere units bestaan.
2Q5
3Q3 ATS 3Q1
3Q2
Net
ATS
3Q6
Kritische belasting C1 Kritische belasting C2 Niet-kritische belasting C
3Q5
UPS
Dual output
16
Installatie & inbedrijfstelling
Klantondersteuning
Een Hitec-UPS-systeem is relatief en eenvoudig te installeren en in bedrijf te stellen. Het verloopt bijna op dezelfde manier als de installatie van een noodstroomaggregaat.
De naam Hitec Power Protection staat voor betrouwbaarheid, kwaliteit en uitstekende service. Wij zijn van mening dat de beste technologie alleen zo goed is als de service die het ondersteunt. Daarom hebben wij een netwerk van gekwalificeerde servicebedrijven opgezet.
Als u de installatie en inbedrijfstelling van een UPSsysteem vergelijkt met die van een batterij-UPS +noodstroomaggregaat hoeft bij een Hitec-UPS geen batterij-UPS, batterijen, harmonische filters en de vele verbindingskabels en synchronisatieapparatuur te worden geïnstalleerd. • De power module wordt voorgemonteerd geleverd op een robuust basisframe. Optioneel zijn gedeelde frames verkrijgbaar om locatiespecifieke problemen met heffen en installeren te voorkomen. • De montage van motoruitlaat, brandstof- en koelsystemen is identiek aan de installatiewerkzaamheden bij een noodstroomaggregaat. • Ruimteventilatie is bij een Hitec-UPS-systeem hetzelfde als bij een noodstroomaggregaat. • De bijbehorende hoofdstroompaneel behoort tot de standaarduitrusting, waardoor geen speciale installatie- en inbedrijfstellingsprocedures nodig zijn. • De Human Machine Interface (HMI) zorgt voor een makkelijke en duidelijke toegang tot alle systeemparameters. Het is een krachtig informatie-instrument voor een eenvoudige en snelle inbedrijfstelling van het UPS-systeem.
Wij bieden: • help desk-diensten - beschikbaar 24 uur per dag, 365 dagen per jaar - voor functieproblemen, bewaking, ondersteuning op afstand, foutopsporing, enz. • bewaking en diagnostische ondersteuning op afstand. Onze service-afdeling kan toegang verkrijgen tot uw UPS-systeem via het internet of een modemverbinding, waardoor zij kan helpen bij functieproblemen, onderhoudsadvies kan geven, fouten op kan sporen, enz. • trainingsprogramma's op verschillende niveaus voor de bediening en het onderhoud van onze systemen. • in container UPS-units tot 1.000 kVA in geval van calamiteiten, onderhoudsperioden met verhoogd risico, tijdelijke energiebehoeften, enz.
Hitec Power Protection levert uw systeem turn-key.
Power to rely on
People to rely on
17
Technische specificaties Toegevoegd vermogen:
Overige:
Ingangsspanning:
Kleurenschema: RAL 7032 (lichtgrijs): RAL 5012 (blauw):
Spanningstolerantie: Power factor:
LV 380...480 V 50/60 Hz MV tot 24 kV 50/60 Hz +/- 10% > 0.98
Dieselmotor:
Uitgangsvermogen: LV 380...480 V 50/60 Hz MV tot 24 kV 50/60 Hz Spanningsafwijking: +/- 1% Spanningsasymmetrie: < 2% Harmonische vervorming: < 3.5% (bij lineaire belasting) Harmonische filtering: > 95% (in beide richtingen) Frequentieafwijking < 0.5% ... 2.5% Kortsluitstroom: Tot 14x Nominale stroom Nominale power factor: 0,8
basisframe & panelen inductiekoppeling & generator standaardkleur fabrikant
Uitgangsspanning:
Milieu (-norm): Beschermingsklasse: Bedrijfshoogte: Omgevingstemperatuur:
Opties: • Bewaking op afstand via internet of modem-verbinding • Andere niet-standaard omgevingsfactoren, vermogens, spanningen, enz. • Geluiddempende overkapping • Middenspanningsconfiguraties • UPS in containers • Trillingsbewaking • Lagertrillingsbewaking
Systeem: Efficiëntie: Crest factor: RFI niveau:
IP21 (of optioneel hoger) < 150 m boven NAP 0...40 °C (32 ... 104 °F)
Tot 97% ≥3 Klasse A (EN 55.011)
Neem contact op met Hitec Power Protection voor andere opties
Enkele voorbeelden van verkrijgbare modellen Max. uitgangsvermogen (kVA) Type UPS/CPS
Kritische belasting
Gem. afmetingen*
Kritische en niet-kritische bel. 50 Hz
60 Hz
lxbxh
Gem. gewicht)*
mm (inch)
kg (lbs)
50 Hz
60 Hz
600
500
600
1.000
1.200
5,900 x 1,600 x 2,100
8.000
(230 x 65 x 85)
(17.700)
1200
1.000
1.200
2.000
2.400
7,200 x 1,900 x 2,100
13.000
(285 x 75 x 85)
(28.700)
1800
1.700
1.800
2.250
2.500
8,600 x 1,900 x 2,400
21.500
(340 x 75 x 95)
(47.400)
2200
2.000
2.200
2.900
3.000
8,600 x 1,900 x 2,400
24.750
(340 x 75 x 95)
(54.600)
)* Maten en gewichten voor power module; exclusief hoofdstroompaneel en bedieningspaneel
Alle gegevens in deze brochure dienen ter informatie en kunnen zonder voorafgaande kennisgeving worden gewijzigd. Aan de inhoud van deze brochure kunnen geen rechten worden ontleend. De in onze offertes opgenomen gegevens gelden altijd
18
