Världens första vattenkraftverk byggdes i Frankrike 1878 och använde vattenkraftgeneratorer för att generera elektricitet. Fram tills nu har tillverkningen av vattenkraftgeneratorer kallats för "kronan" på fransk tillverkning. Men redan 1878 hade vattenkraftgeneratorn en preliminär design. År 1856 kom den kommersiella likströmsgeneratorn av märket Lianlian Alliance ut. År 1865 föreställde sig fransmannen Casseven och italienaren Marko att kombinera en likströmsgenerator och en vattenturbin för att generera elektricitet. År 1874 föreslog även Piroski från Ryssland en design för att omvandla vattenenergi till elektrisk energi. År 1878 byggdes de första vattenkraftverken i världen vid Gragside Manor i England och Sirmite nära Paris, Frankrike, och den första omgången likströmsvattenkraftgeneratorer dök upp. År 1891 föddes den första moderna vattenkraftgeneratorn (Laufen Hydrogenerator Hydrogenerator) av Ruitu Olican Company. Från 1891 till idag har enorma framsteg gjorts inom vattenkraftsgeneratortekniken i mer än 100 år.
Inledande skede (1891-1920)
Under den inledande perioden av vattenkraftgeneratorernas födelse kopplade man en vanlig likströmsgenerator eller generator till en vattenturbin för att bilda en uppsättning vattenkraftgeneratorer. Vid den tiden fanns det ingen specialdesignad vattenkraftgenerator. När Lauffen vattenkraftverk byggdes 1891 dök en specialdesignad vattenkraftgenerator upp. Eftersom de tidiga vattenkraftverken var små, isolerade kraftverk med ett litet strömförsörjningsområde, var generatorernas parametrar mycket kaotiska, med varierande spänningar och frekvenser. Strukturellt sett är vattenkraftgeneratorerna mestadels horisontella. Dessutom är de flesta vattenkraftgeneratorerna i det inledande skedet likströmsgeneratorer, och senare dyker enfas växelström, trefas växelström och tvåfas växelströmsgeneratorer upp.
De mer välkända tillverkningsföretagen för vattenkraftgeneratorer i inledningsskedet inkluderar BBC, Oelikon, Siemens, Westinghouse (WH), Edison och General Motors (GE), etc., och representativa vattenkraftverk för kraftproduktion. Maskinen inkluderar en 300 hk trefas växelströmsturbingenerator från Laufen vattenkraftverk (1891), en 750 kW trefas växelströmsgenerator från Folsom vattenkraftverk i USA (tillverkad av GE Corporation, 1893), och Adams vattenkraftverk på den amerikanska sidan av Niagarafallen (Niagarafallen) med en 5000 hk tvåfas växelströmsvattenkraftgenerator (1894), horisontella vattenkraftgeneratorer på 12MNV⁻A och 16MV⁻A (1904-1912) vid Ontario kraftverk på den kanadensiska sidan av Niagarafallen, och ett 40MV⁻A-stativ tillverkat av GE 1920. Hellsjön vattenkraftverk i Sverige byggdes 1893. Kraftverket var utrustat med fyra horisontella vattenkraftgeneratorer på 344 kV?A trefas växelström. Generatorerna tillverkades av General Electric Company (ASEA).
År 1891 hölls världsutställningen i Frankfurt, Tyskland. För att demonstrera överföring och tillämpning av växelström vid mötet installerade konferensens arrangörer en uppsättning vattenkraftturbingeneratorer i Portlands cementfabrik i Larffen, Tyskland, 175 km bort. För belysning av utställningen och för att driva en 100 hk trefasinduktionsmotor. Vattenkraftgeneratorn i Laufen kraftverk konstruerades av Brown, chefsingenjör för Ruitu Oerlikon Company, och tillverkades av Oerlikon Company. Generatorn är av horisontell trefastyp, 300 hk, 150 r/min, 32 poler, 40 Hz, och fasspänningen är 55~65 V. Generatorns ytterdiameter är 1752 mm och järnkärnans längd är 380 mm. Antalet spår i generatorstatorn är 96, slutna spår (kallade hål på den tiden), varje pol och varje fas är en kopparstång, spåret i trådstången är isolerat med en 2 mm asbestplatta, och änden är en bar kopparstång; rotorn är en inbäddad ringformad klopol i fältlindningen. Generatorn drivs av en vertikal hydraulisk turbin genom ett par koniska kugghjul och exciteras av en annan liten likströmshydraulisk generator. Generatorns verkningsgrad når 96,5 %.
Den framgångsrika driften och överföringen av vattenkraftgeneratorerna från Laufen kraftverk till Frankfurt är det första industriella testet av trefasströmsöverföring i mänsklighetens historia. Det är ett genombrott i den praktiska tillämpningen av växelström, särskilt trefasväxelström. Generatorn är också världens första trefasvattenkraftgenerator.
Ovanstående visar designen och utvecklingen av vattenkraftgeneratorer under de första trettio åren. Om man tittar på utvecklingsprocessen för vattenkraftgeneratorteknik, så genomgår vattenkraftgeneratorer i allmänhet ett utvecklingsstadium vart 30:e år. Det vill säga, perioden 1891 till 1920 var det inledande stadiet, perioden 1921 till 1950 var det tekniska tillväxtstadiet, perioden 1951 till 1984 var det snabba utvecklingsstadiet och perioden 1985 till 2010 var det stadiga utvecklingsstadiet.
Publiceringstid: 9 september 2021
