Technik (USV) L.o.S.- Route - ACE-High-Journal

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ACE-High-System Europa, Info Seite


„The ACE-High-Network during the period of Cold War“ 

Basisseite - Das unterbrechungsfreie Stromversorgungssystem der ACE-High Stationen (L.o.S.- Route)

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Diese prinzipielle technische Beschreibung ist zutreffend für die nachfolgend aufgeführten ACE-High Stationen der Kategorie 1a/1b und 2 der "Normal - Route".

Station Power Plant Categories.
Power Plant arrangements at ACE-High Stations fall into ix general categories with are variante on combinations of main supplied from sources the station, and prime movers within the station. There are designated as follows:


Die Line-of-Sight Stationen, 
"Category 1a" Primary and standby power obtained from existing facillities.
"Category 1b" Primary power obtained from either local commercial supply or existing facilities with standby power derived from a high-speed automatic-starting diesel-driven alternator.
"Category 2" (L.o.S) Primary power obtained from a low-speed non-automatic-starting diesel-driven alternator with two diesel-driven alternators of the same type used in a scheduled substitution and maintenance plan.


im AFCENT Bereich         - NATO Code

ACE-High Station Emeville - FEMZ
ACE-High Station Rozoy    - FRBZ
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Firmen Logo Reliance Electric Company - vormals REM - Rheinische Elektro Maschinenfabrik Krefeld - Blumentalstrasse 102

Die technische Darstellung der unterbrechungsfreien Stromversorgung der ACE High Stationen, ist dargestellt von dem Projektleiter des No Break System der Rheinische Elektro - Maschinenfabrik Krefeld, später Reliance Electric Company Krefeld und verantwortlich für die technische Abwicklung des " Alternate Route Projektes " der Stromversorgung des beauftragten Nato Projektes, Contract FS 5080.14 - 67.
Das traditionsreiche Unternehmen wurde im Jahr 1901 als " Rheinische - Elektro - Maschinenfabrik GmbH " in Krefeld gegründet, um zunächst Dynamos und Motoren zu bauen und zu verkaufen. Es war damals maßgeblich an der Elektrifizierung des linken Niederrheins beteiligt.

Die unterbrechungsfreien Stromversorgungssysteme für die NATO, sind in den 60 er Jahren mit den über 5 Tonnen schweren Schwungmassen entwickelt und wurden dann mit dem Antriebsmotor - Schwungmasse und Generator auf einem verwindungssteifen Grundrahmen ( Schlitten ) montiert, wobei die kleineren schlüsselfertigen Anlagen konzipiert mit Schaltanlagen, für den Fallschirm Abwurf vorgesehen waren. Die Gießereimodelle wurden in eigenen der Modelltischler - Abteilung erstellt und in der Eisengießerei bei der Firma Carl Zangs in Krefeld - Oberdiessheimer Strasse 12, gegossen. Verschiedene andere Stahlteile, wie Anker, etc. sind von den Lüneburger Eisenwerken erstellt worden.

Da die Firma R.E.M - ein mittelstädiges Unternehmen mit seinerzeit 270 Mitarbeiter - in einem städtischen Wohngebiet lag, wurden die erste Versuchsreihe - Langzeitprüfung und vor allem die Rotationsprüfungen - mit diesem Anlagentyp in einem in Krefeld gelegenen Stahlwerk in der Zertrümmerungsanlage für Schlackenabfall ( Sprengplatz ) erfolgreich durchgeführt. Die späteren Versuchsreihen und Abnahmen, erfolgten trotz der erheblichen Lärmbelästigung, dann auf dem R.E.M Firmengelände in Krefeld auf der Blumentalstrasse 102.

Im Jahr 1969 übernahm der Elektrokonzern " Reliance Electric " aus Cleveland / USA die Firma als eigenständige deutsche Tochtergesellschaft." Reliance " Antriebe und Schaltanlagen werden in der Werkzeugmaschinen - der Eisen - und Stahlindustrie (z.B Walzwerke ) der Druck - und Papierindustrie, der Fördertechnik ( Containerkräne ) im Schiffsbau ( Antriebe für Bugstrahlruder ) und vielen anderen Bereichen eingesetzt.
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Beschreibung der unterbrechungsfreien Stromversorgung der ACE High Stationen.
No Break L.o.S. Normal Route - ACE High Station Rozoy FRBZ - 2006

Beschreibung der unterbrechungsfreien Stromversorgung der ACE-High Stationen.
1.0 NATO Spezifikation - No Break Equipment und Installation auf den ACE High Stationen.
1.1 NATO Spezifikation - Standard No Break Gebäude für die ACE High Stationen der Categorie 1.
1.2 NATO Spezifikation - Leistung der installierten No Break Anlagen.
1.3 USV Anlage – No Break Equipment
1.4 Gleichstrom Motor - Antrieb der No Break Anlage mit zwei Nebenschlusswicklungen.
1.5 Hochlauf der USV Anlage
1.6 Auslauf der USV Anlage
1.7 Schwungmassenspeicher - Schwungscheibe - Batteriebetrieb
1.8 Batteriebetrieb
1.9 Selbstregelnder Generator , bürstenloser Synchrongenerator
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1.0 NATO Spezifikation - No Break Equipment und Installation auf den ACE High Stationen.
Die nachfolgend aufgeführte Spezifikation, entspricht den NATO Vorgaben für die Realisierung - Lastenheft - des Projektes der unterbrechnungsfreien Stromversorgung der ACE High Stationen der Kategorie 01. Die in englischer Sprache erstellten Spezifikationen sind als " NATO unclassified " eingestuft worden.
Die Gebäudeform ist abweichend von dieser Spezifikation erstellt worden.

No Break L.O.S. Normal Route - No Break Unit - Spezifikation
Spezifikation für das No Break Equipment und für die Installation auf den ACE High Stationen 

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1.1 NATO Spezifikation - Standard No Break Gebäude für die ACE-High Stationen der Kategorie 1.

1956
Im Jahr 1956 erteilte die NATO (SHAPE) der Firma STC, einem Unternehmen für Planung, Design, Engineering und Installation den Auftrag, das ACE-High-Netzwerk in Europa zu installieren, um eine 6.739 km lange Transmissionsstrecke (Backbone-Route/Basisnetz) zwischen Nordnorwegen und dem Süden der Türkei einzurichten. Um die nötigen praktischen und technischen Erfahrungen in

1958
Europa zu sammeln, wurde in Norwegen 1958 ein vorläufiges Netzwerk von 4 Stationen (Hot-Line) installiert, anschließend wurde diese Pilotprojekt-Verbindung in das ACE-High-Netzwerk integriert. Dazu gehörten bis zu 49 Stationen in Europa. Das System wurde als „Tropospheric-Scatter-Communications-Network“ (OH) bezeichnet und verfügte zusätzlich zu den OH-Stationen noch über bis zu 40 Richtfunkstationen (L.o.S.), die quasi in direkter Sichtverbindung zur nächsten Station installiert worden waren. An den unterschiedlichen Endpunkten befanden sich die verbunkerten Anlagen der Kommandostäbe. Die 10 französischen ACE-High-Stationen, die nach Verlegung von SHAPE in Rocquencourt nach Casteau/Belgien und Aufgabe der AFCENT-Führungsbunker im Camp de Margival bei Laffaux/Frankreich, im Jahr 1979 auf 8 Stationen reduziert

1979
wurden, blieben weiterhin das zentrale Element in der AFCENT-Region. Durch Positionierung der ACE-High-Stationen an topographisch ausgewählten Standorten, teilweise auch in großen Höhen, konnten mit den 20-30 m großen Parabolantennen bzw. Flächenantennen (Billboard-Antennen) zwischen zwei ACE-High-Stationen Entfernungen von 200-300 km überbrückt und im gesamten System eine sichere Übertragung von Telefon- und Telegrafenverbindungen, besonders der Radardaten für das terrestrische Frühwarnsystem (Early Warning System), gewährleistet werden. Die technischen Einrichtungen der ACE-High-Stationen wurden von hoch spezialisiertem nationalem Personal bedient.

1961
Nach Lösung der technischen Probleme ging das ACE-High-Netzwerk 1961 in Betrieb. Für die weiteren umfangreichen administrativen Aufgaben wurden für alle drei Regionen in Europa (AFNORTH, AFCENT, AFSOUTH und die 5. ATAF einschließlich der Türkei) die NATO-Transmissions-Abteilung aufgestellt. Diese Abteilung koordinierte regional die Aufgaben der einzelnen Nationen und überwachte die Erstellung von Gebäuden und Infrastrukturen, plante die Unterbringung der Mitarbeiter und deren Familien an den oftmals sehr schwer zugänglichen Orten der Region. Die Bereitstellung von Energie und Versorgung erforderte ebenfalls erhebliche Aufwendungen, ebenso die Sicherung und Bewachung der ACE-High-Stationen. Der gesamte Arbeitsumfang des Transmissionssystems wurde von SHAPE überwacht.

Die Techniker aus den jeweiligen Nationen wurden der NATO-Verantwortlichkeit unterstellt. Nach der Zuweisung wurden die Techniker an die ACE-High-Schule „NCISS“ (NATO Communications and Information Systems School) in Latina/Italien zu einer spezifischen technischen Ausbildung entsandt. Der Lehrgang war ein Höhepunkt in ihrer Karriere, der sie mit den anderen Betreibern der ACE-High-Stationen kameradschaftlich verband. 

Die No Break Buildings wurden zwischen der vorhandenen regionalen Netzeinspeisung und den Electronic Buildings integriert und versorgte somit die elektronischen Verbraucher mit einer unterbrechnungsfreien Stromversorgung. Die No Break Buildings wurden durch einen Krefelder Architekten [2] geplant und dann in den 60 er Jahren durch regionale Bauträger erstellt; die Montage der elektrischen Installationen erfolgte durch ein betriebseigenes R.E.M. Montage Team aus Krefeld. Die Inbetriebnahme und Übergabe der technischen Anlagen erfolgte an SHAPE durch einen R.E.M. Inbetriebnahme Ingenieur [3] aus Krefeld.

Die No Break Gebäude - NATO Bezeichnung " No Break Shelter " - wurden entsprechend der NATO Spezifikation auf allen O.H. Stationen der Kategorie 01 im gleichen Standard ausgeführt und waren entsprechend, den auf den Stationen herrschenden Witterungsbedingungen konstruiert. Abweichend von dieser Spezifikation waren die No Break Gebäude der ACE High Stationen Emeville und Rozoy, ferner wurden hier die 20 KVA No Break Ankagen in vertikaler Bauform eingesetzt.

Alle Gebäude waren für die entsprechenden atmospherischen Bedingungen ausgelegt, d.h. für Temperaturen von + 40 ° Celsius bis - 40 ° Celsius und einer Schneehöhe von zwei Meter und anfallenden Windgeschwindigkeiten bis 180 Km / Std und Spitzenwindgeschwindigkeiten bis 250 Km / Std.

In den Gebäude war eine eigenständige Belüftungseinrichtung mit zwei thermostatisch geregelten Ventilatoren installiert. Die Frischluft wurde auf der Rückseite des Gebäudes angesaugt und in den No Break Raum geleitet. Die Abluft wurde auf der Gegenseite des Gebäudes abgeführt.

Die in dem Gebäude installierten zwei Stück elektrischen Heizungen wurden ebefalls thermostatisch geregelt.

Für Maintenance und Reparaturenarbeiten war über dem Maschinensatz, eine Traverse für eine Kraninstallation mit einer Tonne Belastung vorgesehen.
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No Break L.O.S. Normal Route - Frankreich - Sonder No Break Gebäude für die ACE High Station Emeville - Kategorie 1 - 1985 und 2006


No Break L.O.S. Normal Route - Frankreich - Sonder No Break Gebäude für die ACE-High Station Rozoy
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1.2 NATO Spezifikation - Leistung der installierten No Break Anlagen.
Die zu erbringende No Break Leistung wurde entsprechent der nachfolgenden NATO Spezifikation "Appendix B" für die Normal Route ausgeführt. Für die beiden L.o.S Stationen - Emeville FEMZ und Rozoy FRBZ - wurde jeweils eine vertikal aufgebaute 20 KVA No Break Anlage installiert.Die Betriebsspannung betrug für diese beiden Stationen 220 Volt / AC. Die Ni Cad - Batterieanlage hatte eine Leistung von 105 A/h und konnte die No Break Anlage für 30 Minuten unter Vollastbedingungen versorgen.Das Batterieladegerät wurde für eine Leistung von 21 Amp. ausgelegt.
No Break L.O.S. Normal Route - No Break Leistung - Spezifikation
Spezifikation der installierten No Break Leistungen auf den L.o.S.- ACE High Stationen der Normal Route.
No Break L.O.S. Normal Route - No Break Maschinensatz - 2006
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1.3 USV Anlage – No Break Equipment
Für den kontinuierlichen Betriebsablauf wurden auf jeder ACE High L.o.S.Station, ein 20 KVA - Aggregate für die unterbrechungsfreie Stromversorgung in vertikaler Bauform installiert.Die Installation erfolgte gemäß NATO Spezifikation durch die Firma „R.E.M >Rheinische Elektro Maschinenfabrik Krefeld > Reliance Electric Company Krefeld „

Die Montage von Schwungmassenspeicher – Motor und Generator erfolgte auf einem stabilen Stahlrahmen, zum Schallschutz und gegen Erschütterungen wurde dieser Stahlrahmen auf 4 Stück Schwingungsisolatoren aufgestellt.

Für die elektrische Steuerung der unterbrechungsfreien Stromversorgung, war eine Schaltanlage, an der rechten Rückseite des Maschinenraumes installiert, bezeichnet als No – Break Unit ,links neben dieser No Break Schaltanlage war der Batterieschrank in gleicher Bauform für die Ni - Cad - Batterieanlage installiert. Die Leistung dieser Batterienanlge betrug 105 A/h und war für den 30 Minuten Vollastbetrieb der 20 KVA No Break Anlage ausgelegt.

Die weiteren Schaltanlagen für die Umschaltungen der angeschlossenen Verbraucher, befanden sich im Radio Equipment Building, Diesel Raum - oder respektiv in den Unterverteilungen - im L.o.S. Raum.- Radio Equipment Raum.
No Break L.o.S. Normal Route - No Break Maschinensatz - Schwingungsdämpfer - ACE High L.o.S Station Emeville FEMZ - 2006
No Break L.O.S. Normal Route - No Break Schaltanlagen -ACE-High L.o.S Station Emeville FEMZ - 2006
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1.4 Gleichstrom Motor - Antrieb der No Break Anlage mit zwei Nebenschlusswicklungen.
Die Hauptnebenschlusswicklung des Gleichstrom - Motors wurde fest eingestellt um bei Vollastbetrieb 52 Hz zu erreichen, die kleinere Nebenschlusswicklung wurde zur Regelung eingesetzt. Also bei Vollastbetrieb fast 0 Ampere und je geringer die Last desto höher die Erregung auf dieser Wicklung. Die elektrische Rückführung der Drehzahl erfolgte durch eine angeflanschte Tachomaschine.
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1.5 Hochlauf der No Break Anlage
Der Hochlauf wurde über einen Anlauf- und Bremswiderstand mit einer geregelten Strombegrenzung gefahren und frequenzabhängig über die Nebenschlusswicklung geregelt.Diese Widerstandsgruppe und der Anlasstransformator waren in der No Break Schaltanlage eingebaut.
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1.6 Auslauf der No Break Anlage
Nach der elektrischen Abschaltung des Maschinensatzes wurde dieser kurzzeitig mit dem Anlauf- und Bremswiderstand abgebremst, danach erfolgte keine weitere elektrische oder mechanische Bremsung, das Aggregat lief in kurzer Zeit bis zum Stillstand aus.Die Widerstandsgruppe und der Anlasstransformator waren in der No Break Schaltanlage eingebaut.
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1.7 Schwungmassenspeicher - Schwungscheibe - Batteriebetrieb
Bei allen Lastverhältnissen wurden die Anlagen mit 51,5 Hz betrieben.
Die kinetische Energie des kleinen Schwungmassenspeichers reichte für die Zeit der Netzunterbrechung - ca 100 ms - um auf Batteriebetrieb umzuschalten. Der 20 KVA No Break Maschinensatz wurde bis zur Einspeisung ,der im Radio Equipment Building installierten Notstrom-versorgung, von der 105 A/h Ni - Cad Batterieanlage bis zu 30 Minuten unter Vollastbedingungen, versorgt.
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1.8 Batteriebetrieb
Die O.H. - No Break Anlagen waren mit einer grossen bis zu fünf Tonnen schweren Schwungmassenspeicher ausgestattet, die beiden L.o.S - No Break Anlagen waren anders konzipiert und hatten nur einen kleinen Schwungmassenspeicher.Dieser diente dazu die Zeit zu überrücken, bis dass Batterieschütz die Speisung der 20 KVA - USV Anlage durch die angeschlossene 105 A/h - Ni - Cad Batterieanlage sicherstellte.
No Break L.o.S. Normal Route - Ni - Cad Batterieanlagen - Prüfbericht [3]
Prüfbericht - ACE High L.O.S Stationen Rozoy FRBZ und Emeville FEMZ

1.9 Selbstregelnder Generator , bürstenloser Synchrongenerator
Der bürstenlose Synchronenerator bestand aus der Innenpol – Hauptmaschine und einer kleineren, auf gleicher Welle sitzenden Aussenpol – Erregermaschine mit rotierenden Gleichrichtern und einer Regeleinrichtung.
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Beschreibung des Betriebsablaufes bei Netzausfall - CPF [CPF = Commercial Power Failure (Failure of Electric)]
Beschreibung des Betriebsablaufes bei Netzausfall - CPF
2.0 Regionale Netzversorgung - Normalbetrieb - Netzbetrieb
2.1 Netzausfall der regionalen Netzversorgung
2.2 Verbraucherumschaltung auf Notstrombetrieb - NEA - Versorgung der gesicherten und ungesicherten Verbraucher
2.3 Verbraucherrückschaltung auf die regionale Netzversorgung
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2.0 Regionale Netzversorgung – Normalbetrieb.
Die ACE High Station wird von dem regionalen Energieversorger versorgt. Die Funktion der im Radio Equipment Building installierten Notstromversorgung - NEA - erfolgt im vollautomatischen Status, d.h. im Automatikbetrieb.

Die Einspeisung der USV Anlage erfolgt über die, in dem Radio Equipment Building installierten Schaltanlagen. Das Aggregat für die unterbrechungsfreie Stromversorgung – No Break Unit - ist in Betrieb und versorgt über die gesicherten Verbraucherschiene die elektronischen Verbraucher der ACE High Station.
Die Versorgung der ungesicherten Verbraucherschiene erfolgt über den regionalen Energieversorger.

Das Versorgungsnetz der Notstromanlage - NEA - wird von einem dreiphasigen Spannungswächter ständig überwacht, der bei Ausfall einer Phase, bzw. einer Spannungsabsenkung von ca. 15 – 20 % das Notstromaggregat anlaufen lässt. Zur Überbrückung von kurzen Spannungs-unterbrechungen bis 3 Sekunden – den sogenannten Spannungswischern - ist eine Startverzögerung installiert.
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2.1 Netzausfall der regionalen Stromversorgung
Der Netzschalter in der Einspeisung - Stromübergabestation - wird bei Ausfall des Netzes ausgelöst und gegen den Generatorenschalter der Notstromanlagen - NEA - elektrisch verriegelt. Nach ca. 3 Sekunden erfolgt der Start der des Notstromaggregates.

Die Notstromautomatik veranlasst bei Netzausfall – CPF – nach einer eingestellten Verzögerungszeit von 3 Sekunden, für die Überbrückung eventueller Netzwischer, den automatischen Start des Notstromaggregates, der bei Fehlstart bis zu dreimal wiederholt wurde.

Das Aggregat der unterbrechungsfreien Stromversorgungen – No Break Unit – speist weiterhin die wichtigsten Verbraucher über die sichere Verbraucherschiene ein. Die Einspeisung des Maschinensatzes erfolgte über eine Ni - Cad Batterieanlage. Sofern aus technischen Gründen keine Notstromeinspeisung erfolgte konnte die 105 A/h Batterienanlage für 30 Minuten bei Vollastbetrieb die 20 KVA No Break Anlage einspeisen. Die Versorgung der ungesicherten Verbraucherschiene war in dieser Zeit nicht mehr gegeben.
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2.2 Verbraucherumschaltung auf Notstrombetrieb – Versorgung der gesicherten Verbraucher
Sobald das Notstromaggregat hochgelaufen ist und die Generatorspannung zur Verfügung steht, übernimmt mit Einschaltung des Generatorschalters das Notstromaggregat (in der Regel nach ca. 7 Sekunden) die Einspeisung der unterbrechungsfreien Stromversorgung – No Break Unit - der ACE High Station, mit den an die gesicherte Verbraucherschiene angeschlossenen elektronischen Verbrauchern. Die Versorgung der ungesicherten Verbraucherschiene erfolgt durch das Notstromaggregat.
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2.3 Verbraucherrückschaltung auf die regionale Netzversorgung.
Bei Netzwiederkehr der regionalen Spannungsversorgung wird die interne Einspeisung automatisch, nach der eingestellten Verzögerungszeit von 30 Sekunden,der Dieselversorgung - NEA - getrennt und auf das regionale Netz zurückgeschaltet.

Notstromaggregate im Stand by Betrieb
Danach läuft das Notstromaggregat ca 5 Minuten,unbelastet in Bereitschaft weiter.Falls in dieser Zeit das Netz erneut ausfällt, werden die Verbraucher sofort auf den Notstrom - Generatorbetrieb zurück geschaltet, ohne dass ein neuer Start des Notstromaggregat erfolgen muss.

Regionale Netzversorgung - Normalbetrieb
Bei dieser Rückschaltung von Notstrombetrieb auf Netzbetrieb erfolgte eine kurze Unterbrechung von ca. 0,5 Sekunden der ungesicherten Verbraucherschiene.

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Bild - Quellenangaben
(1) Google Earth/Google Street

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Text - Quellenangaben

[1] Wikipedia,

[1]

[2] No Break Gebäudeplanung

[2] Quellenschutz, ID 5000_04

[3] No Break Bauphase

[3] Quellenschutz, ID 5000_11

 
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