В предыдущей статье мы представили резолюцию DC AC. «Война» закончилась победой AC. Таким образом, AC получила преимущество в развитии рынка и начала занимать рынок, ранее занимаемый DC. После этой «войны» DC и AC конкурировали на гидроэлектростанции Адамса на Ниагарском водопаде.
В 1890 году в Соединенных Штатах была построена гидроэлектростанция Адамс на Ниагарском водопаде. Для оценки различных схем переменного и постоянного тока была создана национальная и международная Ниагарская энергетическая комиссия. Компании Westinghouse и Ge приняли участие в конкурсе. В итоге, благодаря растущей репутации после победы в войне за переменный и постоянный ток, талантам группы выдающихся ученых, таких как Тесла, а также успешному испытанию передачи переменного тока в Грейт-Баррингтоне в 1886 году и успешной работе генератора переменного тока на электростанции Ларффен в Германии, компания Westinghouse в конечном итоге выиграла контракт на производство 10 гидрогенераторов переменного тока мощностью 5000P. В 1894 году компания Westinghouse создала первый гидрогенератор мощностью 5000P для электростанции Адамс на Ниагарском водопаде. В 1895 году первый агрегат был введен в эксплуатацию. Осенью 1896 года двухфазный переменный ток, вырабатываемый генератором, преобразовывался в трехфазный с помощью трансформатора Скота, а затем передавался в Баффало, расположенный в 40 км от него, по трехфазной системе электропередачи.
Гидрогенератор электростанции Адамса на Ниагарском водопаде был спроектирован Б. Г. Ламме (1884-1924), главным инженером компании Westinghouse, на основе патента Теслы, при участии его сестры Б. Ламме. Установка приводится в движение турбиной Фурнеллона (двухроторной, без отводящей трубы), а генератор представляет собой вертикальный двухфазный синхронный генератор мощностью 5000 л.с., напряжением 2000 В, частотой 25 Гц и частотой вращения 250 об/мин. Генератор имеет следующие характеристики:
(1) Большая мощность и большие габариты. До этого мощность одного энергоблока гидрогенератора не превышала 1000 л.с. Можно сказать, что гидрогенератор мощностью 5000 л.с. на Адарской гидроэлектростанции на Ниагарском водопаде был не только крупнейшим гидрогенератором в мире по мощности на тот момент, но и ключевым первым шагом в развитии гидрогенераторов от малых к большим.
(2) Проводник якоря впервые изолирован слюдой.
(3) Применяются некоторые основные конструктивные формы современных гидрогенераторов, такие как вертикальная зонтичная закрытая конструкция. Первые 8 комплектов имеют конструкцию, в которой магнитные полюса неподвижны снаружи (поворотный тип), а последние два комплекта заменены на существующую общую конструкцию, в которой магнитные полюса вращаются внутри (полевой тип).
(4) Уникальный режим возбуждения. Первый использует постоянный ток, вырабатываемый расположенным рядом паротурбинным генератором постоянного тока, для возбуждения. Через два-три года все энергоблоки будут использовать в качестве возбудителей небольшие гидрогенераторы постоянного тока.
(5) Была принята частота 25 Гц. В то время частота Инь в Соединенных Штатах была очень разнородной, от 16,67 Гц до 1000 Гц. После анализа и компромисса была принята частота 25 Гц. Эта частота стала стандартной частотой в некоторых частях Соединенных Штатов на долгое время.
(6) В прошлом электроэнергия, вырабатываемая электрооборудованием, в основном использовалась для освещения, а электроэнергия, вырабатываемая электростанцией «Ниагара-Фолс Адамс», в основном использовалась для промышленного энергоснабжения.
(7) Впервые реализована коммерческая передача трехфазного переменного тока на большие расстояния, что стало образцовым примером передачи и широкого применения трехфазного переменного тока. После 10 лет эксплуатации 10 гидротурбинных генераторных установок мощностью 5000 л.с. на гидроэлектростанции «Адамс» были полностью модернизированы и переоборудованы. Все 10 установок были заменены новыми установками мощностью 1000 л.с. и напряжением 1200 В, а также установлена еще одна новая установка мощностью 5000 л.с., так что общая установленная мощность электростанции достигла 105000 л.с.
Битва за первичные гидрогенераторы переменного тока в конечном итоге завершилась победой постоянного тока. С тех пор жизнеспособность постоянного тока значительно снизилась, и переменный ток начал набирать обороты на рынке, что также определило направление развития гидрогенераторов в будущем. Однако стоит отметить, что примечательной особенностью начального этапа было широкое использование гидрогенераторов постоянного тока. В то время существовало два типа гидродвигателей постоянного тока. Первый — низковольтный генератор. Два генератора соединены последовательно и приводятся в движение одной турбиной. Второй — высоковольтный генератор, представляющий собой двухполюсный генератор с двумя шарнирами и двумя валами, имеющими общий вал. Подробности будут представлены в следующей статье.
Дата публикации: 13 сентября 2021 г.
