Школа для Электрика. Все Секреты Мастерства. Образовательный сайт по электротехнике  
ElectricalSchool.info - большой образовательный проект на тему электричества и его использования. С помощью нашего сайта вы не только поймете, но и полюбите электротехнику, электронику и автоматику!
Электрические и магнитные явления в природе, науке и технике. Современная электроэнергетика, устройство электрических приборов, аппаратов и установок, промышленное электрооборудование и системы электроснабжения, электрический привод и многое другое.
 
Школа для электрика | Электротехника | Электроника | Автоматизация | Робототехника | Возобновляемая энергетика | Контакты



 

База знаний | Избранные статьи | Эксплуатация электрооборудования | Электроснабжение
Электрические аппараты | Электрические машины | Электропривод | Электрическое освещение

 Школа для электрика / История электричества / Историческая электростанция Эймса в США, 1891 г


 Школа для электрика в Telegram

Историческая электростанция Эймса в США, 1891 г




Гидроэлектростанция Эймса (Ames Hydroelectric), расположенная недалеко от Офира, штат Колорадо (США), была первой в мире коммерческой системой для производства и передачи электроэнергии переменного тока для промышленного использования.

Электроэнергия, произведенная здесь весной 1891 года, передавалась на 2,6 мили по пересеченной и временами труднодоступной местности, чтобы обеспечить мощность для работы моторной мельницы на руднике Голд Кинг.

Эта новаторская демонстрация практической ценности передачи электроэнергии была значительным прецедентом в Соединенных Штатах для гораздо более крупных электростанций на Ниагарском водопаде (в 1895 году) и в других местах.

Гидроэлектростанция Эймса

Электростанция Эймса, расположенная недалеко от Офира, Колорадо (наше время)

Электроэнергия в Эймсе  вырабатывалась однофазным переменным током с напряжением 3000 вольт, 133 Гц с помощью генератора Westinghouse компании Westinghouse Company мощностью 100 л.с.

Золотодобывающая промышленность в Теллурайде, штат Колорадо, должна была быть закрыта из-за истощения дешевой энергии пара. Вся древесина в этом районе была вырублена на топливо и горные породы. Кроме того, стоимость перевозки угля или другого топлива была непомерно высокой, поскольку в труднопроходимой высокогорной местности не было железных дорог.

Электроэнергия постоянного тока и другие формы передачи энергии оказались неэффективными на расстоянии 4,2 км. Электроэнергия переменного тока была признана единственным работающим решением экономических проблем горнодобывающей промышленности.

Гидроэлектростанция Эймса строилась во время, так называемой, войны переменного и постоянного тока.

Летом 1890 года генератор и двигатель были получены от Westinghouse Company и установлены той зимой. Строительство электростанции переменного тока финансировалось Люсьеном Луциусом Нанном.

В 1880 году он покинул Бостон, где изучал право, и переехал в Колорадо. К 1888 году он оказался на вершине местного делового мира. Имея деловые интересы в рудниках Illium и Keystone, он стал крупным акционером Gold King Mine.

В 1890 году Л.Л. Нанн связался с Джорджем Вестингаузом и убедил его предоставить технологию и оборудование для строительства гидроэлектростанции переменного тока в Эймсе, чтобы обеспечить электроэнергией рудник Голд Кинг. Вестингауз согласился, увидев возможность наконец выиграть «войну токов».

Рабочие с одним из двух генераторов Westinghouse

Рабочие с одним из двух генераторов Westinghouse, использованных в первоначальной силовой установке переменного тока в 1891 году

Двумя основными водохранилищами проекта являются озеро Хоуп и озеро Форель. Попуск воды из озера Хоуп контролируется тремя дроссельными заслонками, которые направляют воду в естественный канал длиной около 3 миль в озеро Траут. Основным источником воды для этих резервуаров является талый снег из близлежащих гор Сан-Хуан.

Вода из озера Траут перекачивается в напорный водовод, который простирается до электростанции Эймса на расстояние около 13 600 футов, в результате чего между озером Траут и электростанцией возникает статический напор в 1000 футов.

Генератор для электростанции и двигатель для мельницы представляли собой идентичные однофазные генераторы переменного тока мощностью 100 лошадиных сил, работающие от 3000 вольт - самые большие из произведенных в то время.

Генераторы были частью изобретения Николы Теслы, югославского изобретателя, инженера-электрика, который ранее работал с Эдисоном, прежде чем продемонстрировать переменный ток и продать свои патенты Джорджу Вестингаузу. Однако общий проект системы был полностью разработан в Westinghouse Company.

Генератор с независимым возбуждением был размещен в специально построеннном здании и был связан ремнем с шестифутовым водяным колесом Пелтона.

Распределительный щит был изготовлен из лакированной сосны. Использовались вольтметры и амперметры соленоидного и гравитационного типов, которые были установлены в корпусах из черного ореха со стеклянными фасадами.

Внешний вид электростанции Эймса

Внешний вид электростанции Эймса, 1891 год

Внутренний вид электростанции Эймса

Внутренний вид, электростанция Эймса, 1895 год

Линия электропередачи была протяженностью три мили от долины до шахты над линией леса. Использовались деревянные опоры, фарфоровые изоляторы и неизолированных медные провода.

Стоимость провода составляла около 700 долларов США, что составляло всего один процент от предполагаемой стоимости линии постоянного тока.

Эффективность переменного тока была доказана, поскольку он передавался на две мили (3 км) с потерей напряжения менее 5%.

Электродвигатель переменного тока на руднике Голд Кинг

Электродвигатель переменного тока на руднике Голд Кинг

 Электричская схема гидроэлектростанции

 Электрическая схема гидроэлектростанции

Гидроэлектростанция Эймса работала без остановок после первого запуска в течение 30 дней, передавая необходимую электроэнергию на рудник Голд Кинг. Позже операторы признались, что позволили ей работать, опасаясь, что не смогут успешно запустить ее во второй раз, потому что это была новая, незнакомая технология. 

На протяжении многих лет гидроэлектростанция улучшалась, но генерирующая инфраструктура осталась практически неизменной.

Эта электростанция была одной из первых, выробатывающих электроэнергию переменного тока для промышленного применения. Вся продукция завода использовалась для добычи полезных ископаемых. Она работала непрерывно и требовала от пятнадцати до двадцати человек обслуживающего персонала.

На сегодняшний день гидроэлектросанция в Эймсе работает в основном в режиме пиковой нагрузки, обеспечивая генерацию в периоды наибольшего спроса. Мониторинг и управление всем оборудованием осуществляется удаленно.

Самая старая электростанция, обеспечивающая коммерческую систему передачи переменного тока, - это электростанция Торенберг недалеко от Люцерна в Швейцарии. Она начала работу в мае 1886 года и питала линию электропередачи длиной почти 3 мили (4,8 км) напряжением 1800 вольт. Напряжение было преобразовано в 100 вольт, чтобы использовать его для электрического освещения в некоторых отелях и ресторанах в центре города.

За несколько месяцев до запуска электростанции в Торенберге первая распределительная сеть переменного тока с двумя уровнями напряжения начала работу в Грейт-Баррингтоне, штат Массачусетс (США). Точная дата этого события - 20 марта 1886 года. Энергия для этой системы была произведена паровым двигателем.