Technik (USV) O.H.- Route - ACE-High-Journal

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Technik (USV) O.H.- Route

ACE-High-System Europa, Info Seite


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

Basisseite - Das unterbrechungsfreie Stromversorgungssystem der ACE-High Stationen (O.H.- Route)


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Diese prinzipielle technische Beschreibung ist zutreffend für die nachfolgend aufgeführten ACE High O.H. Stationen 
der Kategorie 1 der " Alternate - 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:

Tropospheric Scatter Stations
"Category 1" Primary power obtai ned from local commercial supply, with standby power derived from two high-speed automatic-starting diesel-driven alternators.
"Category 2" Primary power obtained from two low-speed-non-automatic-starting diesel-driven alternators, with a further two diesel-driven alternators of the same type used in a scheduled substitition and maintenance plan.
"Category 3" Primary and standby power obtained from associated militaty installations.

im AFNORTH Bereich
ACE-High Station Bodo - NKLZ
ACE-High Station Mosjoen - NMOZ
ACE-High Station Trondheim - NSBZ
ACE-High Station Oslo - NSOZ
ACE-High Station Kristiansand - NSMZ

im AFCENT Bereich
ACE-High Station Paris North - FAOZ
ACE-High Station Paris South - FFLZ
ACE-High Station Rohrbach - FROZ
ACE-High Station Lammersdorf - ALAZ
ACE-High Station Nice - FNIZ

im AFSOUTH Bereich
ACE-High Station Livorno - IMXZ
ACE-High Station Neaples - IICZ
ACE-High Station Rome - ITLZ
ACE-High Station Monte Lauro - ICZZ
ACE-High Station Athens - GPKZ

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 Projekt " der Stromversorgung des beauftragten Nato Projektes, Contract FS 5080.14 - 67.
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Firmen Logo Reliance Electric Company - vormals REM - Rheinische Elektro Maschinenfabrik Krefeld - Blumentalstrasse 102

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 unterbrechungsfreie 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 - Oberdiesheimer Strasse 15, 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 Normal - Route - Schnittbild der No Break Anlage
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 Kategorie 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
1.8 Gleitlager zwischen Kupplung Motor – Schwungmassenspeicher und Kupplung Generator.
1.9 Ansicht von einem defekten Gleitlager
1.10 Kupplung zwischen Gleitlager und Gleichstrom - Motor und Kupplung Generator.
1.11 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 des Projektes der unterbrechnungsfreien Stromversorgung der ACE-High Stationen der Kategorie 1.Die in englischer Sprache erstellten Spezifikationen sind als " NATO unclassified " eingestuft worden.

No Break O.H.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.
Die No Break Gebäude - NATO Bezeichnung "No Break Shelter" wurden entsprechend der NATO Spezifikation auf allen O.H.Stationen der Kategorie 1 im gleichen Standard ausgeführt und waren entsprechend, den auf den Stationen herrschenden Witterungsbedingungen konstruiert.

Die 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/Stunde.

In den Gebäude war eine eigenständige Belüftungseinrichtung mit zwei thermostatisch geregelten Ventilatoren installiert. - Erste Einschaltstufe für den Ventilator 1 erfolgte bei 12 ° Cel, die zweite Einschaltstufe für den Ventilator 2 erfolgte bei 24 ° Cel.Die Frischluft wurde auf der Rückseite des Gebäudes angesaugt und durch einen Bodenkanal in den No Break Raum geleitet. Die Abluft wurde über ein Abluft System,seitlich aus dem Gebäude rückgeführt,alternativ über Dachkanäle und oberhalb der Eingangstür abgeführt. Die in dem Gebäude installierten vier Stück elektrischen Heizungen - Rohrheizkörper - wurden manuell geregelt. Für Maintenance und Reparaturen waren in dem Gebäude, über den Maschinensatz, jeweils eine Traverse für eine Kraninstallation vorgesehen.

No Break - O.H.Normal Route - Standard No Break Gebäude für die ACE-High Stationen der Kategorie 1
No Break Gebäudeplan mit Ventilatoren und Steuerungsgeräte.
No Break - O.H.Normal Route - Deutschland - Standard No Break Gebäude für die ACE High-Stationen der Kategorie 1 
No Break Gebäude der ACE High-Station Lammersdorf ALAZ - 2007 -  mit Abluftführung durch Dachkanäle und zusätzlichen Abluftkanal über der Eingangstür 
No Break - O.H.Normal Route - Frankreich - Standard No Break Gebäude für die ACE High-Stationen der Kategorie 1
No Break Gebäude der ACE High-Station Rohrbach FROZ - 2007 - mit seitlicher Abluft-führung. Modifiziertes Gebäude,die rückseitige Zuluftführung ist nicht mehr vorhanden,ferner wurden die beiden Eingangstüren entfernt und durch ein Garagentor ersetzt 
No Break - O.H.Normal Route - Frankreich - Standard No Break Gebäude für die ACE-High-Stationen der Kategorie 1 (1) 
ACE-High-Statione Paris South - 2010
No Break - O.H.Normal Route - Frankreich - Standard No Break Gebäude für die ACE High-Stationen der Kategorie 1 
ACE-High-Station Paris North - 2009
No Break -O.H.Normal Route - Frankreich - Standard No Break Gebäude für die ACE High-Stationen der Kategorie 1
ACE-High-Station Nice - 2006
No Break - O.H.Normal Route - Italien -Standard No Break Gebäude für die ACE High-Stationen der Kategorie 1 (2)
ACE-High-Station Livorno - 2007

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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 O.H. Stationen waren zwei Stück No Break Anlagen installiert,der Aufbau des Maschinensatztes erfolgte nebeneinander in horizontaler Bauweise.Für die beiden L.o.S.-Stationen - Emeville FEMZ und Rozoy FRBZ - wurde jeweils eine vertikal aufgebaute No Break installiert.

No Break O.H.Normal Route - No Break Leistung - Spezifikation
Spezifikation der installierten No Break Leistungen auf den O.H - ACE-High-Stationen der Normal Route.
No Break - O.H.Normal Route - No Break Maschinensatz 
ACE-High Station Livorno/ACE-High Station Rozoy - 2006
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1.3 USV Anlage – No Break Equipment
Für den kontinuierlichen Betriebsablauf wurden auf jeder ACE-High O.H.Station, zwei Aggregate für die unterbrechungsfreie Stromversorgung installiert. Die Installation erfolgte gemäß NATO Spezifikation durch die Firma „ R.E.M > Rheinische Elektro Maschinenfabrik Krefeld > Reliance Electric Company Krefeld „

Die Montage von Motor – Kupplung - Gleitlager – Schwungmassenspeicher – Gleitlager – Kupplung und Generator erfolgte auf jeweils einem stabilen Stahlrahmen, zum Schallschutz und gegen Erschütterungen wurde dieser Stahlrahmen, je nach der No Break Leistung auf 6 bis 8 Stück Schwingungsisolatoren aufgestellt.

No Break - O.H.Normal Route - No Break Maschinensatz 
ACE-High Station - No Break Equipment - 2006
Für die elektrische Steuerung der unterbrechungsfreien Stromversorgung,war jeweils eine Schaltanlage,an der Rück-seite des Maschinenraumes installiert,bezeichnet als No – Break 01,auf der linken Seite und No - Break 02, auf der rechten Seite des Maschinenraumes.

Die weiteren Schaltanlagen für die Umschaltungen der angeschlossenen Verbraucher, befanden sich im Power Gebäude - Diesel Gebäude -oder respektiv als Unterverteilungen in dem Radio Equipment Building - im O.H.Raum - Radio Equipment Raum.

No Break - O.H.Normal Route - No Break Equipment - ACE-High-Station Livorno IMXZ 
ACE-High-Station Livorno IMXZ - 1971
No Break - O.H.Normal Route - No Break Equipment - ACE-High-Station Naples IICZ
ACE-High-Station Naples IICZ (3) - 2012
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1.4 Gleichstrom Motor - Antrieb der No Break Anlage mit zwei Nebenschlusswicklungen.
Gleichstrom Motor
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.

No Break - O.H.Normal Route - No Break Antrieb - Gleichstrom - Motor
Gleichstrom Motor - 2006
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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.

No Break - O.H.Normal Route - Anlauf - und Bremswiderstand - Anlasstrafo 
ACE-High Station Livorno - Anlauf - und Bremswiderstand - Anlasstrafo - 2006 
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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 über Stunden, bis zum Stillstand aus.Die Widerstandsgruppe und der Anlasstransformator waren in der No Break Schaltanlage eingebaut.

No Break O.H.Normal Route - Anlauf - und Bremswiderstand - Anlasstrafo
ACE-High-Station Livorno IMXZ - 2006
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1.7 Schwungmassenspeicher - Schwungscheibe
Bei allen Lastverhältnissen wurden die Anlagen mit 51,5 Hz betrieben. Die kinetische Energie des Schwungmassenspeichers reichte bei Vollastbetrieb ca.51 Sekunden.

No Break O.H.Normal Route - Schwungmassenspeicher
ACE-High-Station Livorno IMXZ - 2006
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1.8 Gleitlager zwischen Kupplung Motor – Schwungmassenspeicher und Kupplung Generator.
Für einen Maschinensatz waren zwei Gleitlager in Ölfüllung mit Grafit Halbschalen und Ölschmierringen für die Führung des Schwungmassenspeichers installiert.Die visuelle Überwachung des Ölstandes erfolgte durch ein Ölstands-anzeige, die elektrische Überwachung erfolgte durch zwei Wärmefühler für den Temperatur - Voralarm und den Temperatur - Hauptalarm, der eine Zwangsumschaltung auf die kommerzielle Einspeisung, oder auf den bestehenden NEA Betrieb, auslöste.

No Break O.H.Normal Route- Schwungmassen - Gleitlager
ACE-High-Station Dosso dei Galli IDGZ - 2006
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1.9 Ansicht eines defekten Gleitlager

No Break O.H.Normal Route - Defektes Gleitlager
Gleitlager
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1.10 Kupplung zwischen Gleitlager und Gleichstrom - Motor und Kupplung Generator
Jeweils eine Kupplung mit flexiblen Gummidämpfern war zwischen den Gleitlagern und dem Gleichstrom - Motor und dem Generator installiert.

No Break O.H.Normal Route - Kupplung
Kupplung
1.11 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.

No Break O.H.Normal Route - Synchrongenerator
ACE-High-Station Livorno IMXZ - 2006
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Beschreibung des Betriebsablaufes bei Netzausfall - CPF
CPF = Commercial Power Failure (Failure of Electric)
2.0 Regionale Netzversorgung - Normalbetrieb - Netzbetrieb
2.1 Netzausfall der regionalen Netzversorgung
2.2 Verbraucherumschaltung auf Notstrombetrieb - Versorgung der gesicherten 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 Diesel Gebäude installierten Notstrom-versorgung - NEA - erfolgt im vollautomatischen Status, d.h. im Automatikbetrieb.

Die Einspeisung der USV Anlagen erfolgt über die, in dem Diesel Gebäude installierten Schaltanlagen. Die beiden Aggregate für die unterbrechungsfreie Stromversorgung – No Break Nummer 01 und Nummer 02 - sind in Betrieb und versorgen über die gesicherten Verbraucherschienen die elektronischen Verbraucher der ACE High-Station.
Die Versorgung der ungesicherten Verbraucherschiene erfolgt durch den regionalen Energieversorger, sofern diese Betriebsart gewählt wurde.

Es bestand auch die Möglichkeit, dass die gesicherte Verbraucherschiene und die ungesicherte Verbraucherschiene durch die USV Anlagen versorgt wurden.

Das Versorgungsnetz der Notstromanlagen - NEA - wird von einem dreiphasigen Spannungswächter ständig überwacht,der bei Ausfall einer Phase, bzw. einer Spannungsabsenkung von ca. 15 – 20 % die Notstromaggregate 1 und 2 anlaufen lässt. Zur Überbrückung von kurzen Spannungsunterbrechungen 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 die beiden Generatorenschalter der Notstromanlagen - NEA - elektrisch verriegelt. Nach ca. 3 Sekunden erfolgt der Start der beiden Notstromaggregate.

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

Die Aggregate der unterbrechungsfreien Stromversorgungen – No Break – speisen weiterhin die wichtigsten Verbraucher über die sichere Verbraucherschiene ein. Die in den bis zu 5 Tonnen schweren Schwungmassenspeicher gespeicherten kinetischer Energie war hierzu ausreichend, um bei Vollastbetrieb, für 51 Sekunden die Versorgung der an die sichere Verbraucherschiene angeschlossenen Verbraucher zu gewährleisten.

Durch die aus dem Schwungmassenspeicher entnommene kinetische Energie, reduzierte sich mit der verringernden Drehzahl auch die Versorgungsfrequenz von 51,5 Hz bis auf 45 Hz ( bei einer Betriebsstörung erfolgte danach bei 45 Hz, die Zwangsabschaltung des Systems), da die USV Anlagen im Halblastbetrieb betrieben wurden, lag der zeitliche Verfügungsrahmen wesentlich höher als 51 Sekunden.
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2.2 Verbraucherumschaltung auf Notstrombetrieb – Versorgung der gesicherten Verbraucher
Sobald die Notstromaggregate 01 und 02 hochgelaufen sind und die Generatorspannung zur Verfügung steht, übernimmt mit Einschaltung des Generatorschalters das zuerst verfügbare Notstromaggregat ( in der Regel nach ca. 7 Sekunden ) die Einspeisung der beiden unterbrechungsfreien Stromversorgungen – No Break - der ACE High-Station, mit den an die gesicherte Verbraucherschiene angeschlossenen elektronischen Verbrauchern. Die durch die Netzausfallphase reduzierte Drehzahl des Schwungmassenspeichers wurde wieder durch die erneute Einspeisung der Spannungsversorgung durch die Notstromaggregate, auf Nenndrehzahl gebracht.
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In dem Radio Equipment Building - Technik Gebäude - war eine Schaltanlage installiert, von der aus sämtliche Umschaltungen zwischen der gesicherten Verbraucherschiene, resp. der ungesicherten Verbraucherschiene und den USV Anlagen geschaltet werden konnten.

No Break O.H.Normal Route- Umschaltfeld im Technikgebäude - O.H.Raum
ACE-High-Station Lammersdorf ALAZ - 2008
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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 laufen die Notstromaggregate ca 5 Minuten, unbelastet in Bereitschaft weiter. Falls in dieser Zeit das Netz erneut ausfällt, werden die Verbraucher sofort auf den Notrstrom - Generatorbetrieb zurück geschaltet, ohne dass ein neuer Start der Notstromaggregate 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]

 
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