Maailma esimene hüdroelektrijaam ehitati Prantsusmaal 1878. aastal ja see kasutas elektri tootmiseks hüdrogeneraatoreid. Seni on hüdrogeneraatorite tootmist nimetatud Prantsuse tööstuse "krooniks". Kuid juba 1878. aastal oli hüdroelektrigeneraatoril esialgne disain. 1856. aastal tuli turule Lianlian Alliance kaubamärgi kaubanduslik alalisvoolugeneraator. 1865. aastal nägid prantslane Casseven ja itaallane Marko ette alalisvoolugeneraatori ja veeturbiini kombineerimist elektri tootmiseks. 1874. aastal pakkus Venemaalt pärit Piroski välja ka disaini, mis muudaks veeenergia elektrienergiaks. 1878. aastal ehitati maailma esimesed hüdroelektrijaamad Inglismaal Gragside'i mõisas ja Prantsusmaal Pariisi lähedal Sirmites ning ilmus esimene partii alalisvoolu hüdroelektrigeneraatoreid. 1891. aastal sündis Ruitu Olicani ettevõttes esimene moodne hüdroelektrigeneraator (Laufen Hydrogenerator Hydrogenerator). Alates 1891. aastast kuni tänapäevani on hüdroelektrigeneraatorite tehnoloogias tehtud tohutuid edusamme enam kui 100 aasta jooksul.
Esialgne etapp (1891–1920)
Hüdrogeneraatorite sünni algperioodil ühendasid inimesed tavalise alalisvoolugeneraatori või generaatori veeturbiiniga, moodustades hüdrogeneraatorite komplekti. Sel ajal polnud spetsiaalselt projekteeritud hüdrogeneraatorit. Kui 1891. aastal ehitati Lauffeni hüdroelektrijaam, ilmus spetsiaalselt projekteeritud hüdrogeneraator. Kuna varased hüdroelektrijaamad olid väikesed, isoleeritud elektrijaamad väikese toiteallika vahemikuga, olid generaatorite parameetrid väga kaootilised, erinevate pingete ja sagedustega. Struktuurilt on hüdrogeneraatorid enamasti horisontaalsed. Lisaks on enamik hüdrogeneraatoreid algstaadiumis alalisvoolugeneraatorid ning hiljem ilmuvad ühefaasilised vahelduvvoolu, kolmefaasilised vahelduvvoolu ja kahefaasilised vahelduvvoolu hüdrogeneraatorid.
Tuntumate hüdrogeneraatorite tootjate hulka algstaadiumis kuuluvad BBC, Oelikon, Siemens, Westinghouse (WH), Edison ja General Motors (GE) jne ning tüüpilised hüdroturbiingeneraatorid. Masinaehitus hõlmab Laufeni hüdroelektrijaama 300 hj kolmefaasilist vahelduvvoolu turbiingeneraatorit (1891), Folsomi hüdroelektrijaama 750 kW kolmefaasilist vahelduvvoolu generaatorit Ameerika Ühendriikides (tootnud GE Corporation, 1893) ja Adamsi hüdroelektrijaama 5000 hj kahefaasilist vahelduvvoolu hüdroelektrigeneraatorit Niagara juga Ameerika poolel (Niagara juga), 5000 hj kahefaasilist vahelduvvoolu hüdroelektrigeneraatorit (1894), 12MNV?A ja 16MV?A horisontaalseid hüdroelektrigeneraatoreid (1904–1912) Ontario elektrijaamas Niagara juga Kanada poolel ning GE poolt 1920. aastal toodetud 40MV?A tüüpi hüdroelektrigeneraatorit. Rootsis asuv Hellsjöni hüdroelektrijaam ehitati 1893. aastal. Elektrijaam oli varustatud nelja 344 kV?A kolmefaasilise vahelduvvoolu horisontaalse hüdrogeneraatoriga. Generaatorid tootis Rootsi ettevõte General Electric Company (ASEA).
1891. aastal toimus Frankfurdis Saksamaal maailmanäitus. Vahelduvvoolu ülekande ja rakendamise demonstreerimiseks paigaldasid konverentsi korraldajad 175 km kaugusel asuvasse Larffeni Portlandtsemenditehasesse Saksamaal hüdroturbiingeneraatorite komplekti. Näituse valgustamiseks ja 100 hj kolmefaasilise asünkroonmootori käitamiseks. Laufeni elektrijaama hüdrogeneraatori projekteeris Ruitu Oerlikoni ettevõtte peainsener Brown ja selle valmistas Oerlikon. Generaator on kolmefaasiline horisontaalne, 300 hj, 150 p/min, 32 poolust, 40 Hz ja faasipinge 55–65 V. Generaatori välisläbimõõt on 1752 mm ja rauast südamiku pikkus on 380 mm. Generaatori staatori pilude arv on 96, suletud pilud (tol ajal nimetati neid aukudeks), iga poolus ja iga faas on vaskvarras, traatvarda pilu on isoleeritud 2 mm asbestplaadiga ja ots on paljas vaskvarras; rootor on sisse põimitud rõngas, mis on ergutusmähise küünispoolused. Generaatorit ajab vertikaalne hüdrauliline turbiin läbi paari kaldhammasratast ja seda ergutab teine väike alalisvoolu hüdrauliline generaator. Generaatori efektiivsus ulatub 96,5%-ni.
Laufeni elektrijaama hüdrogeneraatorite edukas käitamine ja ülekandmine Frankfurti on inimkonna ajaloo esimene kolmefaasilise voolu ülekande tööstuslik katsetus. See on läbimurre vahelduvvoolu, eriti kolmefaasilise vahelduvvoolu praktilises rakendamises. Generaator on ka maailma esimene kolmefaasiline hüdrogeneraator.
Ülaltoodu kirjeldab hüdroelektrigeneraatorite projekteerimist ja arendamist esimese kolmekümne aasta jooksul. Tegelikult, vaadates hüdroelektrigeneraatorite tehnoloogia arenguprotsessi, on hüdroelektrigeneraatorid üldiselt arenguetapp iga 30 aasta tagant. See tähendab, et periood 1891–1920 oli algstaadium, periood 1921–1950 oli tehnoloogilise kasvu etapp, periood 1951–1984 oli kiire arengu etapp ja periood 1985–2010 oli püsiva arengu etapp.
Postituse aeg: 09.09.2021
