ในบทความที่แล้ว เราได้นำเสนอวิธีแก้ปัญหาเรื่องกระแสตรงและกระแสสลับ “สงคราม” จบลงด้วยชัยชนะของกระแสสลับ ดังนั้น กระแสสลับจึงได้เปรียบในการพัฒนาตลาดและเริ่มเข้ามาครอบครองตลาดที่เคยถูกครอบครองโดยกระแสตรง หลังจาก “สงคราม” ครั้งนี้ กระแสตรงและกระแสสลับได้แข่งขันกันในโครงการโรงไฟฟ้าพลังน้ำอดัมส์ที่น้ำตกไนแอการา
ในปี ค.ศ. 1890 สหรัฐอเมริกาได้สร้างโรงไฟฟ้าพลังน้ำไนแอการาฟอลส์ อดัมส์ ขึ้น เพื่อประเมินแผนงานไฟฟ้ากระแสสลับ (AC) และกระแสตรง (DC) ต่างๆ จึงได้มีการจัดตั้งคณะกรรมการพลังงานไนแอการา (Niagara Power Commission) ระดับชาติและนานาชาติขึ้น บริษัทเวสติงเฮาส์ (Westinghouse) และจีอี (GE) เข้าร่วมการแข่งขัน ในที่สุด ด้วยชื่อเสียงที่โด่งดังขึ้นหลังจากชัยชนะในสงครามไฟฟ้ากระแสสลับ/กระแสตรง และความสามารถของกลุ่มนักวิทยาศาสตร์ชั้นยอด เช่น เทสลา รวมถึงการทดสอบการส่งกระแสไฟฟ้ากระแสสลับที่ประสบความสำเร็จในเกรตแบร์ริงตันในปี ค.ศ. 1886 และการทำงานที่ประสบความสำเร็จของเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับในโรงไฟฟ้าลาร์ฟเฟนในเยอรมนี เวสติงเฮาส์จึงได้รับสัญญาการผลิตเครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังน้ำกระแสสลับขนาด 5000 โอห์ม จำนวน 10 เครื่อง ในปี ค.ศ. 1894 เครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังน้ำขนาด 5000 โอห์มเครื่องแรกของโรงไฟฟ้าพลังน้ำไนแอการาฟอลส์ อดัมส์ จึงถือกำเนิดขึ้นที่เวสติงเฮาส์ และในปี ค.ศ. 1895 เครื่องแรกก็เริ่มใช้งาน ในฤดูใบไม้ร่วงปี 1896 กระแสสลับสองเฟสที่ผลิตโดยเครื่องกำเนิดไฟฟ้าถูกแปลงเป็นกระแสสลับสามเฟสผ่านหม้อแปลงสก็อต แล้วส่งไปยังเมืองบัฟฟาโลซึ่งอยู่ห่างออกไป 40 กิโลเมตร ผ่านระบบส่งไฟฟ้าสามเฟส
เครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังน้ำของโรงไฟฟ้าแอดัมส์ที่น้ำตกไนแอการาได้รับการออกแบบโดย บี.จี. แลมเม (ค.ศ. 1884-1924) หัวหน้าวิศวกรของเวสติงเฮาส์ ตามสิทธิบัตรของเทสลา และน้องสาวของเขา บี. แลมเม ก็มีส่วนร่วมในการออกแบบด้วย เครื่องกำเนิดไฟฟ้านี้ขับเคลื่อนด้วยกังหันแบบโฟร์เนลลอน (ใบพัดคู่ ไม่มีท่อดราฟต์) และเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้าซิงโครนัสสองเฟสแนวตั้ง ขนาด 5000 แรงม้า 2000 โวลต์ 25 เฮิรตซ์ 250 รอบ/นาที เครื่องกำเนิดไฟฟ้ามีคุณลักษณะดังต่อไปนี้:
(1) ความจุขนาดใหญ่และขนาดยาว ก่อนหน้านั้น ความจุต่อหน่วยของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังน้ำไม่เกิน 1,000 HPA กล่าวได้ว่าเครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังน้ำขนาด 5,000 bp ของสถานีไฟฟ้าพลังน้ำ Adar ในน้ำตกไนแอการาไม่เพียงแต่เป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังน้ำที่มีความจุต่อหน่วยที่ใหญ่ที่สุดในโลกในขณะนั้น แต่ยังเป็นก้าวแรกที่สำคัญในการพัฒนาเครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังน้ำจากขนาดเล็กไปสู่ขนาดใหญ่อีกด้วย
(2) ตัวนำอาร์มาเจอร์ถูกหุ้มฉนวนด้วยไมกาเป็นครั้งแรก
(3) รูปแบบโครงสร้างพื้นฐานบางอย่างของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังน้ำในปัจจุบันได้รับการนำมาใช้ เช่น โครงสร้างแบบร่มแนวตั้งปิด ชุดแรก 8 ชุดมีโครงสร้างที่ขั้วแม่เหล็กอยู่ด้านนอกอย่างนิ่ง (แบบแกนหมุน) และสองชุดสุดท้ายเปลี่ยนเป็นโครงสร้างทั่วไปในปัจจุบันที่ขั้วแม่เหล็กหมุนอยู่ด้านใน (แบบสนาม)
(4) โหมดการกระตุ้นที่เป็นเอกลักษณ์ โหมดแรกใช้พลังงาน DC ที่สร้างโดยเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากังหันไอน้ำ DC ที่อยู่ใกล้เคียงเพื่อกระตุ้น หลังจากสองหรือสามปี หน่วยทั้งหมดจะใช้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังน้ำ DC ขนาดเล็กเป็นตัวกระตุ้น
(5) ความถี่ 25Hz ได้รับการนำมาใช้ ในเวลานั้น อัตราความถี่ของสหรัฐอเมริกาค่อนข้างหลากหลาย ตั้งแต่ 16.67Hz ถึง 1000Hz หลังจากการวิเคราะห์และประนีประนอม ความถี่ 25Hz จึงได้รับการนำมาใช้ ความถี่นี้ได้กลายเป็นความถี่มาตรฐานในบางส่วนของสหรัฐอเมริกามาเป็นเวลานาน
(6) ในอดีต ไฟฟ้าที่ผลิตโดยอุปกรณ์ผลิตไฟฟ้าส่วนใหญ่ใช้สำหรับให้แสงสว่าง ในขณะที่ไฟฟ้าที่ผลิตโดยโรงไฟฟ้าไนแอการาฟอลส์อดัมส์ส่วนใหญ่ใช้สำหรับพลังงานอุตสาหกรรม
(7) การส่งกระแสไฟฟ้ากระแสสลับสามเฟสระยะไกลเชิงพาณิชย์ได้เกิดขึ้นเป็นครั้งแรก ซึ่งมีบทบาทเป็นแบบอย่างในการส่งและการใช้งานกระแสไฟฟ้ากระแสสลับสามเฟสอย่างกว้างขวาง หลังจากดำเนินการมา 10 ปี หน่วยเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากังหานน้ำ 10 หน่วย ขนาด 5000 แรงม้าของโรงไฟฟ้าพลังน้ำอดัมส์ได้รับการปรับปรุงและเปลี่ยนแปลงอย่างครอบคลุม หน่วยทั้ง 10 หน่วยถูกแทนที่ด้วยหน่วยใหม่ขนาด 1000 แรงม้าและ 1200 โวลต์ และยังได้ติดตั้งหน่วยใหม่ขนาด 5000 แรงม้าอีก 1 หน่วย ทำให้กำลังการผลิตติดตั้งรวมของโรงไฟฟ้าถึง 105,000 แรงม้า
ในที่สุด การต่อสู้ระหว่างเครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังน้ำกระแสตรงและกระแสสลับ (DC) ก็จบลงด้วยชัยชนะของกระแสสลับ นับจากนั้นมา พลังของกระแสตรงก็ได้รับความเสียหายอย่างมาก และกระแสสลับก็เริ่มเฟื่องฟูและเข้ามามีบทบาทในตลาด ซึ่งเป็นการกำหนดทิศทางการพัฒนาเครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังน้ำในอนาคต อย่างไรก็ตาม สิ่งที่น่ากล่าวถึงคือ คุณลักษณะที่โดดเด่นในระยะเริ่มต้นคือ เครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังน้ำกระแสตรงถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลาย ในเวลานั้น มีเครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังน้ำกระแสตรงอยู่สองประเภท ประเภทแรกคือ เครื่องกำเนิดไฟฟ้าแรงดันต่ำ ซึ่งประกอบด้วยเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสองเครื่องต่ออนุกรมกันและขับเคลื่อนด้วยกังหันหนึ่งตัว ประเภทที่สองคือ เครื่องกำเนิดไฟฟ้าแรงดันสูง ซึ่งเป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบสองแกนและสองขั้วที่ใช้เพลาเดียวกัน รายละเอียดจะกล่าวถึงในบทความต่อไป
วันที่โพสต์: 13 กันยายน 2021
