У попередній статті ми представили рішення щодо постійного струму та змінного струму. «Війна» закінчилася перемогою змінного струму. Таким чином, змінний струм отримав перевагу в розвитку ринку та почав займати ринок, який раніше займав DC. Після цієї «війни» DC та AC конкурували на гідроелектростанції Адамса на Ніагарському водоспаді.
У 1890 році в Сполучених Штатах було побудовано гідроелектростанцію Ніагарський водоспад Адамс. Для оцінки різних схем змінного та постійного струму було створено національну та міжнародну комісію з енергетики Ніагари. Компанії Westinghouse та Gear взяли участь у конкурсі. Зрештою, завдяки зростанню своєї репутації після перемоги у війні змінного/постійного струму та талантам групи видатних вчених, таких як Тесла, а також успішному випробуванню передачі змінного струму в Грейт-Баррінгтоні в 1886 році та успішній експлуатації генератора змінного струму на електростанції Ларффен у Німеччині, Westinghouse нарешті виграла контракт на виробництво 10 гідрогенераторів змінного струму потужністю 5000P. У 1894 році у Westinghouse було виготовлено перший гідрогенератор потужністю 5000P електростанції Ніагарський водоспад Адамс. У 1895 році перший агрегат було введено в експлуатацію. Восени 1896 року двофазний змінний струм, що генерувався генератором, перетворювався на трифазний через трансформатор Скотта, а потім передавався до Баффало, що знаходився за 40 км, через трифазну систему передачі.
Гідрогенератор електростанції Адамс на Ніагарському водоспаді був спроектований Б. Г. Ламмом (1884-1924), головним інженером компанії Westinghouse, згідно з патентом Тесли, а його сестра Б. Ламм також брала участь у проектуванні. Агрегат приводиться в рух чотириколісною турбіною (подвійне робоче колесо, без відсмоктувальної труби), а генератор є вертикальним двофазним синхронним генератором, 5000 к.с., 2000 В, 25 Гц, 250 об/млн. Генератор має такі характеристики:
(1) Велика потужність та великі розміри. До цього потужність окремого гідрогенератора не перевищувала 1000 ГПА. Можна сказати, що гідрогенератор потужністю 5000 б.п. гідроелектростанції Адар на Ніагарському водоспаді був не лише найбільшим гідрогенератором з окремою потужністю у світі на той час, але й ключовим першим кроком у розвитку гідрогенераторів від малого до великого.
(2) Провід якоря вперше ізольований слюдою.
(3) У сучасних гідрогенераторах прийнято деякі основні структурні форми, такі як вертикальна парасолькова замкнута структура. Перші 8 наборів мають структуру, в якій магнітні полюси нерухомі зовні (тип шарнірного типу), а останні два набори змінено на сучасну загальну структуру, в якій магнітні полюси обертаються всередині (тип поля).
(4) Унікальний режим збудження. Перший використовує постійний струм, що генерується розташованим поруч паротурбінним генератором постійного струму, для збудження. Через два-три роки всі блоки використовуватимуть невеликі гідрогенератори постійного струму як збудники.
(5) Було прийнято частоту 25 Гц. У той час частота Інь у Сполучених Штатах була дуже різноманітною, від 16,67 Гц до 1000 фГц. Після аналізу та компромісу було прийнято 25 Гц. Ця частота надовго стала стандартною частотою в деяких частинах Сполучених Штатів.
(6) У минулому електроенергія, що вироблялася обладнанням для виробництва електроенергії, використовувалася переважно для освітлення, тоді як електроенергія, що вироблялася електростанцією Ніагарського водоспаду Адамс, використовувалася переважно для промислового виробництва електроенергії.
(7) Вперше було здійснено комерційну передачу трифазного змінного струму на великі відстані, що відіграло взірцеву роль у передачі та широкому застосуванні трифазного змінного струму. Після 10 років експлуатації 10 гідротурбінних генераторних установок потужністю 5000 к.с. гідроелектростанції Адамс було комплексно модернізовано та трансформовано. Усі 10 установок було замінено на нові установки потужністю 1000 к.с. та 1200 В, а також встановлено ще одну нову установку потужністю 5000 к.с., завдяки чому загальна встановлена потужність електростанції досягла 105000 к.с.
Битву гідрогенераторів постійного струму змінного струму нарешті виграв змінний струм. Відтоді життєздатність постійного струму значно знизилася, і змінний струм почав просуватися та атакувати на ринку, що також задало тон розвитку гідрогенераторів у майбутньому. Однак варто зазначити, що чудовою особливістю початкового етапу є широке використання гідрогенераторів постійного струму. У той час існувало два типи гідродвигунів постійного струму. Один - низьковольтний генератор. Два генератори з'єднані послідовно та приводяться в рух однією турбіною. Другий - високовольтний генератор, який являє собою подвійний шарнірний та двополюсний генератор, що має один спільний вал. Деталі будуть представлені в наступній статті.
Час публікації: 13 вересня 2021 р.
