Im letzten Artikel haben wir eine Lösung von DC AC vorgestellt. Der „Krieg“ endete mit dem Sieg von AC. AC gewann somit die Marktentwicklung und begann, den zuvor von DC besetzten Markt zu erobern. Nach diesem „Krieg“ konkurrierten DC und AC um das Adams-Wasserkraftwerk an den Niagarafällen.
Im Jahr 1890 bauten die USA das Wasserkraftwerk Adams an den Niagarafällen. Zur Bewertung verschiedener Wechselstrom- und Gleichstromsysteme wurde die nationale und internationale Niagara Power Commission eingerichtet. Westinghouse und GE beteiligten sich an dem Wettbewerb. Nach dem Sieg im Gleichstrom- und Wechselstromkrieg und dank der Talente herausragender Wissenschaftler wie Tesla sowie der erfolgreichen Tests einer Wechselstromübertragung in Great Barrington im Jahr 1886 und des erfolgreichen Betriebs eines Wechselstromgenerators im Kraftwerk Larffen in Deutschland gewann Westinghouse schließlich den Auftrag zur Herstellung von zehn 5000P-Wechselstrom-Wasserkraftgeneratoren. 1894 wurde der erste 5000P-Wasserkraftgenerator des Kraftwerks Adams an den Niagarafällen von Westinghouse gebaut. 1895 wurde die erste Anlage in Betrieb genommen. Im Herbst 1896 wurde der vom Generator erzeugte Zweiphasenwechselstrom über einen Scot-Transformator in Dreiphasenwechselstrom umgewandelt und dann über ein Dreiphasenübertragungssystem ins 40 km entfernte Baffalo übertragen.
Der Wasserkraftgenerator des Adams-Kraftwerks an den Niagarafällen wurde von B. G. Lamme (1884–1924), Chefingenieur von Westinghouse, nach Teslas Patent entworfen. Auch seine Schwester B. Lamme war an der Konstruktion beteiligt. Die Anlage wird von einer Fournellon-Turbine (Doppelläufer, ohne Saugrohr) angetrieben. Der Generator ist ein vertikaler Zweiphasen-Synchrongenerator mit 5000 PS, 2000 V, 25 Hz und 250 U/min. Der Generator weist folgende Eigenschaften auf:
(1) Große Kapazität und lange Bauweise. Zuvor überschritt die Kapazität einzelner Wasserkraftanlagen nicht 1000 PSA. Man kann sagen, dass die 5000-PS-Wasserkraftanlage des Adar-Wasserkraftwerks in Niagara Falls nicht nur die weltweit größte Wasserkraftanlage mit Einzelkapazität zu dieser Zeit war, sondern auch den entscheidenden ersten Schritt in der Entwicklung von Wasserkraftanlagen vom Klein- zum Großformat darstellte.
(2) Der Ankerleiter wird erstmals mit Glimmer isoliert.
(3) Einige grundlegende Bauformen heutiger Wasserkraftgeneratoren werden übernommen, beispielsweise die vertikale, geschlossene Schirmkonstruktion. Die ersten acht Sätze weisen eine Konstruktion auf, bei der die Magnetpole außen stationär sind (Drehpunkttyp), und die letzten beiden Sätze weisen die derzeitige allgemeine Konstruktion auf, bei der die Magnetpole innen rotieren (Feldtyp).
(4) Einzigartiger Erregermodus. Der erste nutzt den Gleichstrom, der vom nahegelegenen Gleichstrom-Dampfturbinengenerator erzeugt wird, zur Erregung. Nach zwei bis drei Jahren werden alle Anlagen kleine Gleichstrom-Wasserkraftgeneratoren als Erreger nutzen.
(5) Die Frequenz von 25 Hz wurde übernommen. Zu dieser Zeit war die Ying-Frequenz in den Vereinigten Staaten sehr unterschiedlich und reichte von 16,67 Hz bis 1000 Hz. Nach Analyse und Kompromiss wurde 25 Hz übernommen. Diese Frequenz ist in einigen Teilen der Vereinigten Staaten seit langem die Standardfrequenz.
(6) In der Vergangenheit wurde der von Stromerzeugungsanlagen erzeugte Strom hauptsächlich für die Beleuchtung verwendet, während der vom Kraftwerk Niagara Falls Adams erzeugte Strom hauptsächlich für die Industrie genutzt wurde.
(7) Erstmals wurde die kommerzielle Fernübertragung von Dreiphasenwechselstrom realisiert, was eine beispielhafte Rolle bei der Übertragung und breiten Anwendung von Dreiphasenwechselstrom spielt. Nach zehnjährigem Betrieb wurden zehn 5000-kW-Wasserturbinengeneratoren des Wasserkraftwerks Adams umfassend modernisiert und umgebaut. Alle zehn Einheiten wurden durch neue Einheiten mit 1000 PS und 1200 V ersetzt, und eine weitere 5000-kW-Einheit wurde installiert, sodass die Gesamtleistung des Kraftwerks 105.000 PS beträgt.
Der Kampf um Gleichstrom bei Wasserkraftgeneratoren wurde schließlich von Wechselstrom gewonnen. Seitdem hat Gleichstrom stark an Bedeutung verloren, und Wechselstrom erobert den Markt und prägt die zukünftige Entwicklung von Wasserkraftgeneratoren. Bemerkenswert ist jedoch die weit verbreitete Verwendung von Gleichstrom-Wasserkraftgeneratoren in der Anfangsphase. Damals gab es zwei Arten von Gleichstrom-Wasserkraftmotoren: einen Niederspannungsgenerator. Zwei Generatoren sind in Reihe geschaltet und werden von einer Turbine angetrieben. Der Hochspannungsgenerator ist ein Doppeldrehpunkt- und Doppelpolgenerator mit einer gemeinsamen Welle. Die Details werden im nächsten Artikel vorgestellt.
Beitragszeit: 13.09.2021
