Dans le dernier article, nous avons présenté une résolution du conflit entre courant continu et courant alternatif. Cette « guerre » s'est soldée par la victoire du courant alternatif. Par conséquent, le courant alternatif a connu un essor important sur le marché et a commencé à occuper les parts de marché précédemment détenues par le courant continu. Après cette « guerre », les courants continu et alternatif se sont affrontés à la centrale hydroélectrique Adams des chutes du Niagara.
En 1890, les États-Unis construisirent la centrale hydroélectrique d'Adams aux chutes du Niagara. Afin d'évaluer différents systèmes de production d'électricité à courant alternatif (CA) et à courant continu (CC), une commission nationale et internationale fut créée sur l'énergie du Niagara. Westinghouse et GE participèrent à la compétition. Finalement, forte de sa réputation grandissante après sa victoire dans la course au CA/CC, du talent d'un groupe d'excellents scientifiques tels que Tesla, ainsi que du succès des essais de transmission à courant alternatif à Great Barrington en 1886 et du fonctionnement réussi d'un alternateur à la centrale de Larffen en Allemagne, Westinghouse remporta le contrat de fabrication de dix hydrogénérateurs à courant alternatif de 5 000 W. En 1894, le premier hydrogénérateur de 5 000 W destiné à la centrale d'Adams aux chutes du Niagara fut construit par Westinghouse. En 1895, la première unité fut mise en service. À l'automne 1896, le courant alternatif biphasé produit par le générateur fut transformé en courant triphasé par un transformateur Scot, puis transporté jusqu'à Baffalo, à 40 km de là, par un réseau de transport triphasé.
Le générateur hydroélectrique de la centrale Adams aux chutes du Niagara a été conçu par B.G. Lamme (1884-1924), ingénieur en chef de Westinghouse, d'après le brevet de Tesla. Sa sœur, également B. Lamme, a participé à sa conception. L'unité est entraînée par une turbine Fournellon (à double roue, sans tube d'aspiration) et le générateur est un générateur synchrone biphasé vertical de 5 000 ch, 2 000 V, 25 Hz, 250 tr/min. Ce générateur présente les caractéristiques suivantes :
(1) Grande capacité et dimensions importantes. Auparavant, la puissance unitaire d'un générateur hydroélectrique ne dépassait pas 1 000 ch. On peut affirmer que le générateur hydroélectrique de 5 000 barils par pouce carré de la centrale hydroélectrique d'Adar, aux chutes du Niagara, était non seulement le plus grand générateur hydroélectrique au monde à cette époque, mais aussi une étape cruciale dans le développement des générateurs hydroélectriques, passant des petites aux grandes centrales.
(2) Le conducteur d'armature est isolé avec du mica pour la première fois.
(3) Certaines formes structurelles de base des hydrogénérateurs modernes sont adoptées, comme la structure fermée verticale en forme de parapluie. Les huit premiers ensembles sont de type pivot, où les pôles magnétiques sont fixes à l'extérieur, tandis que les deux derniers ensembles adoptent la structure générale actuelle où les pôles magnétiques tournent à l'intérieur (type champ).
(4) Mode d'excitation unique. Dans un premier temps, l'excitation est assurée par le courant continu produit par la turbine à vapeur à courant continu située à proximité. Après deux ou trois ans, toutes les unités utiliseront de petits générateurs hydrauliques à courant continu comme excitateurs.
(5) La fréquence de 25 Hz a été adoptée. À cette époque, le taux Ying aux États-Unis était très variable, allant de 16,67 Hz à 1 000 Hz. Après analyse et compromis, 25 Hz a été retenu. Cette fréquence est restée la fréquence standard dans certaines régions des États-Unis pendant longtemps.
(6) Dans le passé, l'électricité produite par les équipements de production d'énergie était principalement utilisée pour l'éclairage, tandis que l'électricité produite par la centrale hydroélectrique Niagara Falls Adams était principalement utilisée pour l'énergie industrielle.
(7) Le transport commercial à longue distance de courant alternatif triphasé a été réalisé pour la première fois, constituant un exemple en matière de transport et d'application à grande échelle de ce courant. Après 10 ans d'exploitation, les 10 groupes turbo-alternateurs de 5 000 Bp de la centrale hydroélectrique d'Adams ont été entièrement modernisés. Ils ont tous été remplacés par de nouveaux groupes de 1 000 CV et 1 200 V, et un nouveau groupe de 5 000 Bp a été installé, portant ainsi la puissance totale installée de la centrale à 105 000 CV.
La bataille du courant alternatif continu (CA) pour les générateurs hydroélectriques a finalement été remportée par le CA. Depuis lors, la vitalité du courant continu (CC) a été fortement compromise, et le CA a commencé à s'imposer sur le marché, influençant ainsi le développement futur des générateurs hydroélectriques. Il convient toutefois de noter qu'une caractéristique marquante de la phase initiale est l'utilisation généralisée des générateurs hydroélectriques à courant continu. À cette époque, il existait deux types de moteurs hydroélectriques à courant continu. Le premier était un générateur basse tension, composé de deux générateurs connectés en série et entraînés par une seule turbine. Le second était un générateur haute tension, à double pivot et bipolaire, partageant un seul arbre. Ces détails seront présentés dans le prochain article.
Date de publication : 13 septembre 2021
