Перша у світі гідроелектростанція була побудована у Франції в 1878 році та використовувала гідроелектричні генератори для вироблення електроенергії. Дотепер виробництво гідроелектричних генераторів називали «вінцем» французького виробництва. Але вже в 1878 році гідроелектричний генератор мав попередній проект. У 1856 році вийшов комерційний генератор постійного струму марки Lianlian Alliance. У 1865 році француз Кассевен та італієць Марко задумали поєднати генератор постійного струму та водяну турбіну для вироблення електроенергії. У 1874 році Піроскі з Росії також запропонував проект перетворення енергії води в електричну енергію. У 1878 році перші у світі гідроелектростанції були побудовані в маєтку Грегсайд в Англії та Сірміті поблизу Парижа, Франція, і з'явилася перша партія гідроелектричних генераторів постійного струму. У 1891 році в компанії Ruitu Olican народився перший сучасний гідроелектричний генератор (Laufen Hydrogenerator Hydrogenerator). З 1891 року до теперішнього часу в технології гідроелектричних генераторів досягнуто величезного прогресу за понад 100 років.
Початковий етап (1891-1920)
У початковий період зародження гідрогенераторів люди підключали звичайний генератор постійного струму або генератор змінного струму до водяної турбіни, утворюючи комплект гідрогенераторів. У той час не було спеціально розробленого гідрогенератора. Коли в 1891 році була побудована гідроелектростанція Лауффена, з'явився спеціально розроблений гідрогенератор. Оскільки ранні гідроелектростанції були невеликими, ізольованими електростанціями з невеликим діапазоном живлення, параметри генераторів були дуже хаотичними, з різною напругою та частотою. Конструктивно гідрогенератори переважно горизонтальні. Крім того, більшість гідрогенераторів на початковому етапі є генераторами постійного струму, а пізніше з'являються однофазні, трифазні та двофазні гідрогенератори змінного струму.
До більш відомих компаній-виробників гідрогенераторів на початковому етапі належать BBC, Oelikon, Siemens, Westinghouse (WH), Edison та General Motors (GE) тощо, а також репрезентативні гідротурбінні установки для виробництва електроенергії. Машина включає трифазний турбогенератор змінного струму потужністю 300 к.с. гідроелектростанції Лауфен (1891), трифазний генератор змінного струму потужністю 750 кВт гідроелектростанції Фолсом у Сполучених Штатах (виготовлений корпорацією GE, 1893), двофазний гідроелектричний генератор змінного струму потужністю 5000 к.с. гідроелектростанції Адамс на американській стороні Ніагарського водоспаду (Ніагарський водоспад) (1894), горизонтальні гідроелектричні генератори 12 МВ?A та 16 МВ?A (1904-1912) на електростанції Онтаріо на канадській стороні Ніагарського водоспаду, а також стенд 40 МВ?A, виготовлений GE у 1920 році. Гідроелектростанція Гельсьон у Швеції була побудована в 1893 році. Електростанція була оснащена чотирма горизонтальними гідрогенераторними установками трифазного змінного струму потужністю 344 кВ. Генератори були виготовлені шведською компанією General Electric Company (ASEA).
У 1891 році у Франкфурті, Німеччина, відбулася Всесвітня виставка. Щоб продемонструвати на зустрічі передачу та застосування змінного струму, організатори конференції встановили комплект гідротурбінних генераторів на портландцементному заводі в Ларффені, Німеччина, за 175 км. Для освітлення експозиції та керування трифазним асинхронним двигуном потужністю 100 к.с. Гідрогенератор електростанції Лауфен був розроблений Брауном, головним інженером компанії Ruitu Oerlikon, та виготовлений компанією Oerlikon. Генератор є трифазним горизонтальним типом, потужністю 300 к.с., 150 об/хв, 32 полюсами, 40 Гц, а фазна напруга 55~65 В. Зовнішній діаметр генератора становить 1752 мм, а довжина залізного осердя - 380 мм. Кількість пазів статора генератора становить 96, це закриті пазів (тоді їх називають отворами), кожен полюс і кожна фаза являють собою мідний стрижень, паз дротяного стрижня ізольований 2-міліметровою азбестовою пластиною, а кінець - оголеним мідним стрижнем; ротор - це вбудоване кільце з кігтеподібними полюсами обмотки збудження. Генератор приводиться в дію вертикальною гідравлічною турбіною через пару конічних шестерень і збуджується іншим невеликим гідравлічним генератором постійного струму. ККД генератора досягає 96,5%.
Успішна експлуатація та передача гідрогенераторів електростанції Лауфен до Франкфурта є першим промисловим випробуванням трифазної передачі струму в історії людства. Це прорив у практичному застосуванні змінного струму, особливо трифазного змінного струму. Генератор також є першим у світі трифазним гідрогенератором.
Вищезазначене стосується проектування та розробки гідроелектричних генераторів за перші тридцять років. Фактично, якщо розглядати процес розвитку технології гідроелектричних генераторів, то можна сказати, що гідроелектричні генератори зазвичай проходять етап розвитку кожні 30 років. Тобто, період з 1891 по 1920 рік був початковим етапом, період з 1921 по 1950 рік – етапом технологічного зростання, період з 1951 по 1984 рік – етапом швидкого розвитку, а період з 1985 по 2010 рік – етапом стабільного розвитку.
Час публікації: 09 вересня 2021 р.
