No último artigo, apresentamos uma resolução sobre a disputa entre corrente contínua (CC) e corrente alternada (CA). A "guerra" terminou com a vitória da CA. Portanto, a CA ganhou impulso no desenvolvimento do mercado e começou a ocupar o mercado anteriormente ocupado pela CC. Após essa "guerra", CC e CA competiram na usina hidrelétrica Adams, nas Cataratas do Niágara.
Em 1890, os Estados Unidos construíram a usina hidrelétrica de Niagara Falls Adams. Para avaliar diversos projetos de corrente alternada (CA) e corrente contínua (CC), foi criada a Comissão de Energia de Niagara, uma comissão nacional e internacional. A Westinghouse e a GE participaram da competição. Finalmente, com sua crescente reputação após a vitória na disputa entre CA e CC, o talento de um grupo de cientistas brilhantes como Tesla, o sucesso do teste de transmissão em CA em Great Barrington em 1886 e a operação bem-sucedida do alternador na usina de Larffen, na Alemanha, a Westinghouse conquistou o contrato de fabricação de 10 geradores hidrelétricos CA 5000P. Em 1894, o primeiro gerador hidrelétrico 5000P da usina de Niagara Falls Adams foi produzido pela Westinghouse. Em 1895, a primeira unidade entrou em operação. No outono de 1896, a corrente alternada bifásica gerada pelo gerador foi transformada em trifásica por meio de um transformador escocês e, em seguida, transmitida para Baffalo, a 40 km de distância, através de um sistema de transmissão trifásico.
O gerador hidrelétrico da usina Adams, nas Cataratas do Niágara, foi projetado por B.G. Lamme (1884-1924), engenheiro-chefe da Westinghouse, de acordo com a patente de Tesla, e sua irmã, B. Lamme, também participou do projeto. A unidade é acionada por uma turbina Fournellon (de rotor duplo, sem tubo de sucção), e o gerador é um gerador síncrono vertical bifásico, de 5000 hp, 2000 V, 25 Hz, 250 rpm. O gerador possui as seguintes características:
(1) Grande capacidade e grande porte. Antes disso, a capacidade de uma única unidade geradora hidrelétrica não excedia 1000 HPA. Pode-se dizer que a unidade geradora hidrelétrica de 5000 HPA da usina hidrelétrica de Adar, em Niagara Falls, não era apenas a maior unidade geradora hidrelétrica do mundo em termos de capacidade, mas também o primeiro passo fundamental no desenvolvimento de geradores hidrelétricos, de pequeno a grande porte.
(2) O condutor da armadura é isolado com mica pela primeira vez.
(3) Algumas formas estruturais básicas dos geradores hidro atuais são adotadas, como a estrutura fechada vertical tipo guarda-chuva. Os primeiros 8 conjuntos são da estrutura na qual os polos magnéticos são estacionários externamente (tipo pivô), e os dois últimos conjuntos são alterados para a estrutura geral atual na qual os polos magnéticos giram internamente (tipo campo).
(4) Modo de excitação único. O primeiro utiliza a energia CC gerada pelo gerador de turbina a vapor CC próximo para excitação. Após dois ou três anos, todas as unidades usarão pequenos geradores hidro CC como excitadores.
(5) A frequência de 25 Hz foi adotada. Naquela época, a taxa Ying dos Estados Unidos era muito variada, de 16,67 Hz a 1000 Hz. Após análise e consenso, 25 Hz foi adotada. Essa frequência tornou-se a frequência padrão em algumas partes dos Estados Unidos por um longo período.
(6) No passado, a eletricidade gerada pelos equipamentos de geração de energia era usada principalmente para iluminação, enquanto a eletricidade gerada pela usina de Niagara Falls Adams era usada principalmente para energia industrial.
(7) A transmissão comercial de longa distância de corrente alternada trifásica foi realizada pela primeira vez, desempenhando um papel exemplar na transmissão e ampla aplicação da corrente alternada trifásica. Após 10 anos de operação, as 10 unidades geradoras de turbina hidráulica de 5000 bp da usina hidrelétrica de Adams foram completamente atualizadas e transformadas. Todas as 10 unidades foram substituídas por novas unidades de 1000 HP e 1200 V, e outra nova unidade de 5000 bp foi instalada, de modo que a capacidade instalada total da usina atinge 105000 hp.
A batalha da corrente alternada direta (CA) em geradores hidrelétricos foi finalmente vencida pela CA. Desde então, a vitalidade da corrente contínua (CC) foi bastante prejudicada, e a CA começou a ganhar força no mercado, o que também ditou o rumo do desenvolvimento de geradores hidrelétricos no futuro. No entanto, vale mencionar que uma característica notável da fase inicial foi o amplo uso de geradores hidrelétricos de CC. Naquela época, existiam dois tipos de motores hidrelétricos de CC. Um era o gerador de baixa tensão, no qual dois geradores eram conectados em série e acionados por uma turbina. O segundo era o gerador de alta tensão, que era um gerador de duplo pivô e duplo polo compartilhando um único eixo. Os detalhes serão apresentados no próximo artigo.
Data da publicação: 13/09/2021
