Эймс гидроагрегатов завод , построенный в 1890 году недалеко от Офир, штат Колорадо , был одним из первых (если не первый) коммерческая система для производства и передачи переменного тока (AC) электроэнергии для промышленного использования , и один из первых переменного тока гидроэлектростанций когда-либо построенный. [1] Он начал работать в 1891 году и был построен Westinghouse Electric на базе двух своих больших генераторов переменного тока . Один был установлен в долине как генератор и приводился в движение водой. Он был соединен линией электропередачи длиной 4,2 км со вторым генератором переменного тока, который использовался в качестве двигателя на шахте Голд Кинг.для управления горными работами. С годами объект менялся и модернизировался, но он все еще находится в эксплуатации. Теперь он включен в Список этапов развития IEEE . [2]
Гидроэлектростанция Эймса | |
---|---|
Страна |
|
Место расположения | Эймс , Колорадо , США |
Координаты | 37 ° 51'52,88 ″ с.ш., 107 ° 52'55,18 ″ з.д. / 37,8646889 ° с.ш.107,8819944 ° з.д.Координаты : 37 ° 51'52,88 ″ с.ш., 107 ° 52'55,18 ″ з.д. / 37,8646889 ° с.ш.107,8819944 ° з.д. |
Статус | Оперативный |
Дата комиссии | 1891 г. |
Владелец (и) | Xcel Energy |
ТЭЦ | |
Турбинная техника | Гидроэлектростанции |
Выработка энергии | |
Единицы оперативные | 1 |
Паспортная мощность | 3,75 МВт |
Внешние ссылки | |
Commons | Связанные СМИ в Commons |
История
Необходимость привести в действие штемпельную мельницу для переработки руды на шахте Голд Кинг в горах недалеко от Офира, штат Колорадо, побудила крупного акционера Люсьена Л. Нанна искать менее дорогую альтернативу паровой мельнице, работающей на древесине, на этом месте. Древесное топливо было в дефиците на шахтах высотой 12 000 футов, а уголь нельзя было использовать, потому что к шахте не было железной дороги. Река Сан-Мигель в 3000 футов вниз по склону в 3 милях от шахты казалась хорошим источником энергии, но некоторые методы передачи энергии, включая сжатый воздух с водным приводом и ременные приводы, казались неприменимыми. Брат Люсьена Пол, инженер-электрик , начал изучать использование электродвигателей для привода завода. Электрическая система постоянного тока на 220 вольт оказалась слишком дорогой из-за размера медных проводников, необходимых для передачи такого низкого напряжения на расстояния, которые они предполагали. Система переменного тока высокого напряжения выглядела более многообещающей, поэтому в 1890 году они связались с компанией Westinghouse Electric, расположенной в Питтсбурге, штат Пенсильвания, и убедили их поставить систему с электрическим приводом, основанную на технологии переменного тока. [3]
Система кондиционирования была спроектирована и установлена сотрудниками Westinghouse В. Г. Конверсом , Льюисом Б. Стиллвеллом , Чарльзом Ф. Скоттом и Ральфом Д. Мершоном при содействии студентов-инженеров, которых они наняли из Корнельского университета . [4] Летом 1890 года Westinghouse доставил оборудование, а инженеры установили его позже той зимой. Система состояла из двух идентичных однофазных генераторов Westinghouse мощностью 100 л.с. (крупнейшего производителя в то время). Один из них был установлен в домике с генератором, первоначально в виде деревянного сарая, в небольшом поселении Эймс, где реки Ховард-Форк и Лейк-Форк сливались, образуя реку Сан-Мигель , недалеко от Офира. Используемый в качестве генератора, он вырабатывал однофазный переменный ток 3000 В , 133 Гц. Он приводился в движение шестифутовым колесом Пелтона под 320-футовым (98 м) напором воды, переносимым в стальной трубе диаметром 2 фута, поставляемой Howard Fork и Lake Fork, а также естественными резервуарами вверх по холму от завода. [5] Электроэнергия передавалась в гору к шахте через два неизолированных медных провода, установленных на столбах с использованием траверсы Western Union с изоляторами. Общие затраты на провода составили около 700 долларов США, что составляет около 1% от предполагаемой стоимости линии постоянного тока. На руднике был установлен второй генератор Westinghouse мощностью 100 л.с. в качестве синхронного электродвигателя переменного тока для привода штамповочного стана. Однофазный асинхронный двигатель меньшего размера (новый тип двигателя, разработанный на основе патентов, выданных Westinghouse по лицензии изобретателя Николы Тесла ) был установлен в качестве стартера для раскрутки большего генератора переменного тока в соответствии с синхронной скоростью генератора. [3]
Энергосистема была введена в действие 19 июня 1891 года и работала непрерывно в течение первых 30 дней. Для работы всего завода требовалось от 15 до 20 обслуживающего персонала. Инструменты и органы управления представляли собой примитивные гравитационные весы соленоидного типа, вольтметры и амперметры, установленные на лакированных деревянных досках. Рабочим приходилось проявлять особую осторожность из-за высокого напряжения. Электропитание было подключено путем замыкания простых рубильных выключателей, и система была отключена (электрическая цепь «разомкнута»), когда рабочий схватил соединительную линию на силовом столбе и вытащил ее из вилки в стиле дуговых ламп, установленной на полюсе ( иногда опасный маневр, в результате которого образуются высоковольтные дуги длиной от 6 до 8 футов (1,83–2,44 м). [3] Одной из постоянных проблем было восстановление повреждений от ударов молнии, что было обычным явлением в горной местности. Генераторы были установлены на пропитанных парафином дубовых платформах, чтобы добавить изоляцию, и инженеры Westinghouse опробовали различные типы грозовых разрядников . Генераторы были разработаны со съемными частями, что немного облегчило их ремонт.
После успеха завода Нунны начали устанавливать аналогичные системы на других своих горнодобывающих предприятиях. В 1896 году завод Эймса был перестроен с новой трехфазной системой с новыми генераторами и асинхронными двигателями вместе с повышающими трансформаторами, чтобы повысить мощность до 10 000 вольт для передачи на большие расстояния. Также было расширено водоснабжение.
Завод в Эймсе стал частью Nunn's Telluride Power Company, которая позже станет частью Western Colorado Power Company, сформированной как дочерняя компания Utah Power and Light . [6] Государственная служба Компания приобрела завод с другими свойствами Колорадо ютов в 1992 году [7]
Электростанция дом 1905 год сбора винограда до сих пор в эксплуатации компании Public Service, дочерней компании Xcel Energy , [7] с двумя ковшовые колеса питания один 1904 г. General Electric генератор, с выходом в 2400 вольт и 1082 ампер на скорости 225 оборотов в минуту
Значение в истории электроснабжения
Электростанция Эймса была построена в конце десятилетия, когда наблюдалось быстрое распространение использования переменного тока в качестве формата передачи энергии. В этот период Westinghouse находился в жесткой конкуренции с другими компаниями по производству кондиционеров, а также с Edison Electric Company, основанной Томасом Эдисоном . Между Вестингаузом и Эдисоном даже вспыхнула пропагандистская кампания / « война течений ». Westinghouse Electric рассматривала проект Эймса как отличный способ продемонстрировать возможности системы переменного тока, которую они разрабатывали с тех пор, как они установили свою первую систему освещения на основе трансформатора переменного тока в Грейт-Баррингтоне, штат Массачусетс , в марте 1886 года. [3] [8]
Гидроэлектростанция Эймса 1891 года - одна из старейших электростанций, производящих и передающих переменный ток для промышленных целей. [9] Это произошло за месяц до сооружения системы электропередачи от плотины Лауффен до Франкфурта на Международной электротехнической выставке, которая питала свет и некоторые электродвигатели. [10]
В качестве гидроэлектростанции в США она была создана в 1889 году компанией Willamette Falls Electric Company из Орегона, первой гидроэлектростанцией переменного тока, которая включала в себя линию электропередачи протяженностью 14 миль (23 км), ведущую к Портленд , используемый для питания дугового освещения . [11] [12] Самой старой гидроэлектростанцией, снабжающей коммерческую систему передачи переменного тока, была электростанция Торенберг около Люцерна в Швейцарии . Завод начал работу в мае 1886 года и подавал 1800 вольт на линию электропередачи протяженностью почти 3 мили (4,8 км). Он был преобразован на 100 вольт для освещения некоторых отелей и ресторанов в центре города. [13]
Первоначальный завод Эймса / Голд Кинга также примечателен использованием небольшого стартового двигателя, раннего использования асинхронного двигателя , новой эффективной конструкции без коммутатора, которая позже стала обычным явлением. Патент на двигатель был лицензирован Westinghouse у Николы Теслы двумя годами ранее и разрабатывался Чарльзом Ф. Скоттом , но инженерные проблемы и общая нехватка денежных средств, которые испытывала компания, сдерживали разработку. [14] Westinghouse в конечном итоге представила свою многофазную трансмиссионную / моторную систему «Tesla» в 1893 году. [15]
Рекомендации
- ^ "ЧАРЛЬЗ С. БРИТТОН, Ранняя электроэнергетическая установка в Колорадо, журнал Colorado Magazine v49n3, лето 1972 г., стр.185" (PDF) . Архивировано из оригинального (PDF) 28 июля 2016 года . Проверено 10 марта 2016 .
- ^ "Вехи: Эймс гидроэлектростанция, 1891" . Сеть глобальной истории IEEE . IEEE . Проверено 29 июля 2011 года .
- ^ a b c d Алан Э. Дрю, Telluride Power Co., первопроходец в Скалистых горах, http://magazine.ieee-pes.org
- ^ Мишель Малкин, Кто это построил: впечатляющие истории американских мастеров-мастеров, Саймона и Шустера - 2016, стр. 205
- ↑ Ames Hydro: Создавая историю с 1891 года HydroWorld, 27.08.2013
- ^ «Гидроэлектростанция - Эймс, Колорадо» . Фонд колледжа Форт-Льюис . Фонд колледжа Форт-Льюис. Январь 2009 . Проверено 26 декабря 2011 года .
- ^ а б "Xcel Energy - Гидрогенерирующая станция Эймса" . Xcel Energy . Xcel Energy . Проверено 11 июня +2017 .
- ^ "Вехи: Электрификация переменного тока, 1886" . Сеть глобальной истории IEEE . IEEE . Проверено 23 октября 2013 года .
- ^ «ЧАРЛЬЗ К. БРИТТОН, Одно из первых предприятий по производству электроэнергии в Колорадо, журнал Colorado Magazine v49n3, лето 1972 года, стр. 185» (PDF) . Архивировано из оригинального (PDF) 28 июля 2016 года . Проверено 10 марта 2016 .
- ^ Center, Copyright 2015 Edison Tech. «От Лауффена до Франкфурта 1891» . www.edisontechcenter.org . Проверено 18 апреля 2018 .
- ^ «Энергетика» (PDF) . Northwest RiverPartners. Архивировано из оригинального (PDF) 06.01.2014 . Проверено 10 марта 2016 .
- ^ "ПГЭ - 05.02.04 Пресс-релиз" . Портленд Дженерал Электрик. Архивировано из оригинала на 2007-09-28 . Проверено 10 марта 2016 .
- ^ "Beleuchtungsanlage in Luzern mit Inductoren von Zipernowski und Deri" . Политехнический журнал . 266 : 589–590. 1887 . Проверено 23 октября 2013 года .
- ^ Квентин Р. Skrabec, Джордж Вестингауз: Нежный Genius, Algora Publishing - 2007, стр 127
- Перейти ↑ Carlson, W. Bernard (2013). Тесла: изобретатель эпохи электричества. Издательство Принстонского университета, стр. 167
Внешние ссылки
- Сайт Xcel Energy для завода
- Telluride Power Co. - Новаторский кондиционер в Скалистых горах , автор - Алан Э. Дрю, ieee-pes.org
- Описание гидроэлектростанции Эймс с фотографиями, фильмами и ссылками
- Исторический американский технический отчет (HAER) № CO-2, « Гидроэлектростанция Эймс, Эймс, округ Сан-Мигель, Колорадо », 10 фотографий, 2 страницы данных, 1 страница с заголовками