세계 최초의 수력 발전소는 1878년 프랑스에 건설되었으며 수력 발전기를 사용하여 전기를 생산했습니다. 지금까지 수력 발전기 제조는 프랑스 제조업의 "왕관"이라고 불렸습니다. 그러나 이미 1878년에 수력 발전기는 예비 설계가 있었습니다. 1856년에 Lianlian Alliance 브랜드의 상업용 DC 발전기가 나왔습니다. 1865년에 프랑스인 Casseven과 이탈리아인 Marko는 DC 발전기와 수차 터빈을 결합하여 전기를 생산하는 것을 구상했습니다. 1874년에 러시아의 Piroski도 수력 에너지를 전기 에너지로 바꾸는 설계를 제안했습니다. 1878년에 세계 최초의 수력 발전소가 영국의 Gragside Manor와 프랑스 파리 근처의 Sirmite에 건설되었고 최초의 DC 수력 발전기가 등장했습니다. 1891년에 최초의 현대식 수력 발전기(Laufen Hydrogenerator Hydrogenerator)가 Ruitu Olican Company에서 탄생했습니다. 1891년부터 현재까지, 100년이 넘는 기간 동안 수력발전 기술은 엄청난 발전을 이루었습니다.
초기 단계(1891-1920)
수력 발전기가 처음 등장했을 당시, 사람들은 일반 직류 발전기나 교류 발전기를 수차에 연결하여 수력 발전기 세트를 구성했습니다. 당시에는 특별히 설계된 수력 발전기가 없었습니다. 1891년 라우펜 수력 발전소가 건설되면서 특수 설계된 수력 발전기가 등장했습니다. 초기 수력 발전소는 전원 공급 범위가 좁은 소규모의 고립된 발전소였기 때문에 발전기의 매개변수는 매우 불안정했고 전압과 주파수가 다양했습니다. 구조적으로 수력 발전기는 대부분 수평형이었습니다. 또한, 초기 단계의 수력 발전기는 대부분 직류 발전기였으며, 이후 단상 교류, 3상 교류, 2상 교류 수력 발전기가 등장했습니다.
초기 단계의 잘 알려진 수력발전기 제조 회사로는 BBC, Oelikon, Siemens, Westinghouse(WH), Edison 및 General Motors(GE) 등이 있으며, 대표적인 수력 터빈 발전 기계로는 Laufen 수력발전소의 300hp 3상 AC 터빈 발전기(1891년), 미국 Folsom 수력발전소의 750kW 3상 AC 발전기(GE Corporation에서 제작, 1893년), 나이아가라 폭포 미국 측에 있는 Adams 수력발전소(Niagara Falls)의 5000hp 2상 AC 수력 발전기(1894년), 나이아가라 폭포 캐나다 측 Ontario 발전소의 12MNV?A 및 16MV?A 수평 수력 발전기(1904-1912년), GE에서 1920년에 제작한 40MV?A 스탠드형 수력 발전기가 있습니다. 스웨덴의 헬셴 수력 발전소는 1893년에 건설되었습니다. 이 발전소에는 344kV 3상 교류 수평 수력 발전기 세트 4개가 장착되었습니다. 이 발전기는 스웨덴 제너럴 일렉트릭(ASEA)에서 제조되었습니다.
1891년 독일 프랑크푸르트에서 세계 박람회가 열렸습니다. 박람회에서 교류 송전 및 응용을 시연하기 위해 주최측은 175km 떨어진 독일 라르펜의 포틀랜드 시멘트 공장에 수력 터빈 발전기 세트를 설치했습니다. 박람회 조명 및 100마력 3상 유도 전동기 구동을 위해서였습니다. 라우펜 발전소의 수력 발전기는 루이투 올리콘 사의 수석 엔지니어인 브라운이 설계하고 올리콘 사에서 제작했습니다. 발전기는 3상 수평형으로 300마력, 150r/min, 32극, 40Hz이며 상전압은 55~65V입니다. 발전기의 외경은 1752mm이고 철심의 길이는 380mm입니다. 발전기 고정자 슬롯은 96개이며, 폐쇄 슬롯(당시에는 구멍이라고 불림)이 있습니다. 각 극과 각 상은 구리 막대로 되어 있으며, 선재의 슬롯은 2mm 두께의 석면판으로 절연되어 있고, 끝부분은 노출된 구리 막대입니다. 회전자는 계자 권선의 클로 극에 내장된 링입니다. 발전기는 한 쌍의 베벨 기어를 통해 수직 유압 터빈으로 구동되며, 또 다른 소형 DC 유압 발전기로 여자됩니다. 발전기 효율은 96.5%에 달합니다.
라우펜 발전소의 수력 발전기가 프랑크푸르트까지 성공적으로 가동 및 송전된 것은 인류 역사상 최초의 3상 송전 산업 시험입니다. 이는 교류, 특히 3상 교류의 실용화에 있어 획기적인 진전입니다. 또한 이 발전기는 세계 최초의 3상 수력 발전기이기도 합니다.
위 내용은 수력발전소의 초기 30년 설계 및 개발 과정입니다. 실제로 수력발전소 기술의 발전 과정을 살펴보면, 수력발전소는 일반적으로 30년마다 발전 단계를 거칩니다. 즉, 1891년부터 1920년까지는 초기 단계, 1921년부터 1950년까지는 기술 성장 단계, 1951년부터 1984년까지는 급속 발전 단계, 1985년부터 2010년까지는 완만한 발전 단계입니다.
게시 시간: 2021년 9월 9일
