Государственный исторический парк Folsom Powerhouse - Folsom Powerhouse State Historic Park

Folsom Powerhouse
Folsom Powerhouse Close.JPG
Folsom Powerhouse на Американская река в июле 2015
Государственный исторический парк Folsom Powerhouse находится в Калифорнии.
Государственный исторический парк Folsom Powerhouse
Государственный исторический парк Фолсом Пауэрхаус расположен в США.
Государственный исторический парк Folsom Powerhouse
Место расположенияФолсом, Калифорния
Координаты38 ° 40′50 ″ с.ш. 121 ° 10′32 ″ з.д. / 38,68056 ° с.ш.121,17556 ° з.д. / 38.68056; -121.17556Координаты: 38 ° 40′50 ″ с.ш. 121 ° 10′32 ″ з.д. / 38,68056 ° с.ш.121,17556 ° з.д. / 38.68056; -121.17556
Построен1895
АрхитекторH.T. Рыцарь; Sacramento Electric Power & Light Co
Ссылка NRHPНет.73000426
ЧИСЛНет.633
Знаменательные даты
Добавлено в NRHP2 октября 1973 г.[1]
Назначенный НХЛ29 мая 1981 г.[2]

Государственный исторический парк Folsom Powerhouse историческое место, сохраняющее 1895 г. переменный ток (AC) гидроэлектростанция электростанция - один из первых в США.

До постройки электростанции в Фолсоме почти все электростанции использовали постоянный ток (ОКРУГ КОЛУМБИЯ) генераторы приводились в действие паровыми двигателями, расположенными в пределах нескольких миль от места, где требовалась мощность. Использование стремительной воды для выработки гидроэлектроэнергии с последующей ее передачей на большие расстояния туда, где ее можно было использовать, было изначально экономически нецелесообразным, пока вырабатываемая электроэнергия представляла собой низковольтный постоянный ток. После того, как он был изобретен, мощность переменного тока сделала возможным преобразование электроэнергии в высокое напряжение с помощью недавно изобретенных трансформаторы а затем экономично передавать энергию на большие расстояния туда, где она была необходима. Электроэнергия более низкого напряжения, которую гораздо проще и безопаснее использовать, можно легко получить, используя трансформаторы для преобразования мощности высокого напряжения в более низкие напряжения вблизи того места, где она использовалась. Источник постоянного тока не может использовать трансформатор для изменения своего напряжения. Folsom Powerhouse, используя часть Американская река мчавшаяся вода для питания своих турбин, подключенных к недавно изобретенным генераторам переменного тока, вырабатывала трехфазное электричество переменного тока 60 циклов (то же самое, что используется сегодня в Соединенных Штатах), которое было усилено недавно изобретенными трансформаторы от 800 вольт при генерировании до 11000 вольт и передаваемых в Сакраменто по распределительной линии длиной 22 мили (35 км), одной из самых длинных электрических распределительных линий в Соединенных Штатах в то время.

Вступление

В Сакраменто переменное напряжение 11000 вольт было преобразовано в более низкое напряжение там, где оно было необходимо для использования. Электростанция Folsom Powerhouse была одним из первых примеров, когда значительная электроэнергия вырабатывалась и экономично доставлялась туда, где ее можно было использовать. Гидроэлектростанции Электроэнергия была продемонстрирована как жизнеспособный источник экономичной энергии, несмотря на то, что она расположена на значительном удалении от пользователей. Folsom Powerhouse расположен в 23 милях (37 км) над Сакраменто на Американская река в городе Фолсом.

История

Электростанция оставалась в эксплуатации до 1952 года, когда первоначальная плотина Фолсом через американскую реку была разрушена, чтобы освободить место для новой, гораздо более крупной Фолсомская плотина. Электростанция была остановлена ​​после 57 лет непрерывной работы. Компания Pacific Gas and Electric, купившая первоначальную гидроэлектростанцию ​​в 1902 году, передала ее и большую часть оборудования штату Калифорния, когда была построена новая гидроэлектростанция. Фолсомская плотина построена гидроэлектростанция. Штат Калифорния обозначил этот сайт как Историческая достопримечательность Калифорнии Номер 633.[3] Исторический парк площадью 14 га был основан в 1956 году.[4] Электростанция получила статус США. Национальный исторический памятник в 1981 г.[2] Двухэтажный дом электростанции из кирпича и гранита выглядит так же, как в 1895 году. Его внушительные генераторы и Мрамор Теннесси щиты управления с лицевым покрытием стоят так же внушительно, как и более ста лет назад. Исторические фотографии, интерпретирующие экспонаты и экскурсии с доцентом Службы парков штата Калифорния объясняют, как работала электростанция. Некоторые из оригинальных водяные турбины, генераторы и т. д. все еще на месте.[5][6]

Перед AC электрические генераторы и недавно изобретенный трансформаторы Были изобретены только электрические генераторы постоянного тока, которые можно было использовать для выработки электроэнергии, и они были ограничены их требованиями к низкому напряжению для экономичной передачи энергии всего на несколько миль. Слишком много мощности было потеряно при передаче при низком напряжении для практической передачи энергии на большие расстояния. Это означало, что первоначальные электростанции были ограничены (в то время) местными парогенерирующими станциями, построенными прямо в каждом местном районе. Станция Перл-Стрит была первой центральной электростанцией в США. Он был расположен по адресу 255-257 Pearl Street в центре Манхэттена, на участке размером 50 на 100 футов (15 на 30 м), к югу от Фултон-стрит. Он начался с одного генератора постоянного тока, приводимого в действие паровым двигателем, работающим на угле, и начал вырабатывать электроэнергию 4 сентября 1882 года, обслуживая начальную нагрузку из 400 ламп накаливания, используемых 85 клиентами, расположенными в пределах 2 миль (3,2 км) от станции .

Однако с появлением переменного тока стали применяться трансформаторы для преобразования генерируемой энергии в гораздо более высокое напряжение для передачи, что позволило при необходимости разделить электростанции и пользователей на сотни миль. Затем для получения высокого напряжения можно использовать трансформаторы для получения более низких напряжений для конечного использования. Одноточечные отказы были минимизированы в конструкции завода. Генераторы переменного тока и связанные с ними водяные турбины были настолько большими, что их нельзя было перевозить по железной дороге, и они были доставлены на расстояние 19 000 миль (31 000 км). Мыс Горн на корабле. Только два из четырех генераторов переменного тока работали 13 июля 1895 года, когда электростанция подала первую электроэнергию в Сакраменто по линиям электропередачи длиной 22 мили (35 км), что сделало его одним из первых мест в Соединенных Штатах по передаче электроэнергии на большие расстояния. расстояние гидроэлектростанции.[7] Электростанция Фолсом предшествовала Ниагарский водопад Адамс Пауэр Хаус генерация переменного тока электрическая передача для местного использования и доставки в Буффало, Нью-Йорк в 1897 г.[8] В Международная электротехническая выставка - 1891 г. в Франкфурт-на-Майне Германия продемонстрировала более ранний пример передачи гидроэлектроэнергии переменным током на большие расстояния. Westinghouse Electric Company и General Electric были в гонке, чтобы разработать лучшее оборудование и доставить его в Соединенные Штаты.

Водоснабжение

Район старой плотины Фолсом возле тюрьмы Фолсом под существующей плотиной

Вода для оригинального Фолсома гидроэлектростанция растение было получено из водозаборной дамбы, длиной 650 футов (200 м) и шириной 24 фута (7,3 м) наверху; 87 футов (27 м) в ширину внизу и 89 футов (27 м) в высоту по Американская река Построена в 1890-х годах. Плотина отводила большой поток воды в водозаборный канал длиной 2,5 мили (4,0 км) - Восточный канал. Этот канал имел ширину 50 футов (15 м) и глубину 8 футов (2,4 м), несущий около 85000 кубических футов (2400 м).3) воды в минуту. Канал идет параллельно реке, но наклоняется гораздо менее круто, постепенно поднимаясь над рекой примерно на 85 футов (26 м). Плотина и канал были завершены в 1893 году под руководством Горацио Гейтса Ливермора, который первоначально думал использовать силу падающей воды для работы лесопилки. Ливермор частично использовал нанятых тюрем из ближайших Государственная тюрьма Фолсом чтобы помочь построить плотину и канал. Геометрия передней бухты канала и реки Американ дала электростанции Фолсом Гидравлическая головка воды около 85 футов (26 м) (около 70 футов (21 м) можно было использовать), прежде чем ее вода была сброшена обратно в Американскую реку. Первоначально использовалось всего около 35 футов (11 м) этой гидравлической головки. Вода из канала заканчивалась в переднюю часть, где переносимые водой обломки отделялись от воды и подавались в четыре больших 8-футовых диаметром (2,4 м). водозаборники и два меньших напорных водозабора. У всех затворов были водозаборники, которые можно было закрыть, чтобы отключить воду на любой турбине для обслуживания. Генераторы переменного тока, одни из самых крупных, спроектированных и построенных до того времени, питались от четырех водозаборники полный стремительной воды, приводящей в движение четыре большие турбины.

Турбины

Четыре большие гидротурбины, одни из самых больших из построенных до того времени, были изготовлены компанией S. Morgan Smith Works из г. Йорк, Пенсильвания. Были два небольших затвора плюс турбины для двух генераторов постоянного тока.

Стремительная вода из американской реки проходит через четыре больших водоема турбины питал четыре AC генераторы и еще две турбины приводили в действие меньшие генераторы постоянного тока.

Главная турбина Folsom Upper House.JPG

Губернаторы

Четыре большие турбины были подключены непосредственно к генераторам переменного тока, и их скорость контролировалась регулировкой расхода воды с помощью центробежный регулятор, чтобы получить 300 об / мин вала, что необходимо для выработки постоянного 60-тактного тока.

Сборка флайбола регулятора водяного колеса ломбардного типа
Губернатор Ломбардского водяного колеса
Секторная шестерня входа управления турбиной с выходом регулятора

Генераторы

Генератор Folsom Powerhouse (добавлены цвета фазировки якоря)
Индуктор "S" формы движется вокруг ротора.
Увеличенный чертеж окончаний радиальных шин.

Четыре генератора переменного тока являются одними из самых мощных трехфазных машин с вращающимся якорем из когда-либо построенных. Недавно изобретенный Элиу Томсон, они весили почти 30 тонн (57 887 фунтов) и были 8,5 футов в высоту (2,6 м). Эти оригинальные генераторы переменного тока использовали многие компоненты генератора постоянного тока в их первой конструкции. Генераторы переменного тока мощностью 750 киловатт (1005 лошадиных сил) были произведены в недавно созданном General Electric посадить в Скенектади, Нью-Йорк.

Генераторы имели вращающийся якорь с 216 радиальными 4-дюймовыми пазами, образованными по периметру. Каждый слот содержит две изолированные индуктивные стержни прямоугольного сечения 3 1/2 фута соответствующей фазы, внутренний круг из 216 стержней и внешний круг из 216 стержней. Индукционные стержни дважды изгибаются со смещениями в одном и том же направлении. В середине штанги есть прямая секция длиной 3 фута, идущая от передней части ротора к задней. Внутренний круг стержней соединен с внешним кругом небольшими токопроводящими перемычками на передней и задней части ротора. Три фазы ротора подключены к шести параллельным цепям. Каждая из шести ответвленных цепей трижды последовательно проходит вокруг ротора по правой сплющенной спирали.

Электропитание для 24-х статорных (невращающихся) магнитов обмотки возбуждения на генераторах переменного тока подавалось от небольшого генератора постоянного тока с другим генератором постоянного тока в режиме ожидания для немедленной замены в случае необходимости. Если один генератор постоянного тока вышел из строя или нуждался в обслуживании, можно было использовать другой. Все четыре генератора переменного тока были подключены друг к другу, когда долгосрочные потребности возросли, и было обнаружено, что объединение генераторов вместе улучшает регулирование частоты за счет синхронизация действие.

Панель переключателей

Чтобы клиенты могли использовать электрические часы с синхронными двигателями, Частота Добавлен «Индикатор» в распределительный щит Powerhouse.

  • Индикатор частоты Folsom Powerhouse

Позволять параллельно генераторы и Энергосистема, на панель переключения был добавлен синхроскоп.

  • Синхроскоп Фолсома

Линии передачи

Трансформаторы 11 кВ с масляным и водяным охлаждением

Вырабатываемая мощность переменного тока (около 4020 Лошадиные силы или 3 МВт ) на ГЭС Фолсом преобразовано в 11000 вольт на электростанции двенадцатью новыми (в 1895 г.) трансформаторами с воздушным охлаждением, изобретенными Уильям Стэнли младший и переданы в Сакраменто по двенадцати голым медным проводам №1 AVG, удерживаемым керамическими изоляторами, которые были прикреплены к поперечным балкам, установленным на двух наборах кедровых опор длиной 40 футов (12 м). Несколько проводов позволяли использовать четыре независимых трехфазных линии. Это позволяло проводить ремонт, техническое обслуживание и новые установки без отключения всей системы. Столбы были установлены на расстоянии около 105 футов (32 м) друг от друга, чтобы натянуть линии электропередач. Телефонные линии были проложены под линиями электропередач. Однажды в Сакраменто высоковольтная энергия была отправлена ​​туда, где она должна была использоваться, и преобразована в более низкое напряжение для использования - так же, как электрическая энергия поставляется и используется сегодня. К 1895 г. почти 900 электрические уличные железные дороги и почти 11 000 миль (18 000 км) путей были построены в Соединенных Штатах, и тогда они были одним из основных потребителей электроэнергии. Постоянный ток электродвигатели, как используется на электрические трамваи, были ограничены в использовании, находясь всего в нескольких милях от генераторов постоянного тока. Электроэнергия постоянного тока, несмотря на ее ограничения, стала очень полезной.[9] А вращающийся преобразователь, тип двигателя-генератора, использовался для преобразования переменный ток (AC) в постоянный ток (DC) для электрификации железных дорог от источника переменного тока. Фабрики также были активными потребителями.

Преобразование переменного напряжения до высокого напряжения для передачи на большие расстояния и до более низкого напряжения в местах, близких к их использованию, было очень привлекательным способом получить доступ к новому источнику энергии. Усовершенствования в конструкции трансформатора позволили в 1900 году заменить оригинальные трансформаторы с воздушным охлаждением на электростанции Фолсома на более эффективные трансформаторы с масляным охлаждением.

Переменный ток электрический Индукционный двигатель был независимо представлен в 1888 г. Галилео Феррарис и Никола Тесла, к 1895 году стало возможным заменять пар в качестве источника энергии электроэнергии. Асинхронный двигатель позволял использовать переменный ток напрямую без каких-либо преобразований. Первыми пользователями тяжелых двигателей переменного тока были различные заводы, которые обычно заменяли свои паровые электростанции. Электроэнергия переменного тока и ее простое преобразование с помощью трансформаторов с низкого на высокое напряжение и обратно на низкое напряжение сделали возможным широкое распространение электрические сети сегодня мы обычно используем их для множества задач.

9 сентября 1895 года новая мощность, обеспечиваемая электростанцией, была отмечена на «Большом электрическом карнавале», украсившем столицу штата Сакраменто тысячами лампочек в ознаменование 45-й годовщины государственности Калифорнии.[10]

Нижняя электростанция

Вторая электростанция была построена ниже первоначального объекта в 1897 году для размещения дополнительного генератора переменного тока мощностью 750 киловатт для удовлетворения растущих потребностей Сакраменто в электроэнергии для жилых домов и общественного транспорта. Этот генератор был отделен от турбины, поворачивая его системой шкивов с тросовым ремнем длиной около 20 футов (6,1 м). По мере увеличения количества новых видов использования и количества пользователей электроэнергии к началу 1900-х годов спрос на электроэнергию в Сакраменто и прилегающих к нему городах превысил мощность расширенного здания Folsom Powerhouse. Больше гидроэлектростанция заводы и плотины были построены вдоль Юба, Пух Перо, и Реки Туолумне чтобы обеспечить электроэнергией Северная Калифорния. В Сан-Франциско Калифорнийская газовая и электрическая компания купила Folsom Powerhouse к 1902 году. Когда компания была реорганизована в Тихоокеанская газовая и электрическая компания в 1906 году переоборудовали электростанцию ​​и предвестник.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ «Информационная система Национального реестра». Национальный реестр исторических мест. Служба национальных парков. 15 апреля 2008 г.
  2. ^ а б "Фолсом Пауэрхаус". Сводный список национальных исторических достопримечательностей. Служба национальных парков. Архивировано из оригинал на 2007-11-14. Получено 2008-06-18.
  3. ^ "Фолсом Пауэрхаус". Управление исторического наследия, Калифорнийские государственные парки. Получено 2012-10-11.
  4. ^ «Статистический отчет системы парков штата Калифорния: 2009/10 финансовый год» (PDF). Парки штата Калифорния: 20. Получено 2011-12-19. Цитировать журнал требует | журнал = (помощь)
  5. ^ Иллюстрированный тур по Folsom Power House [1] по состоянию на 11 апреля 2014 г.
  6. ^ Продолжение иллюстрированной экскурсии по Folsom Power House [2] по состоянию на 11 апреля 2014 г.
  7. ^ Технический центр Эдисона, описание силовой установки Folsom [3] доступ 21 мая 2014 г.
  8. ^ Джордж Вестингауз и Никола Тесла спроектировали Ниагарскую электростанцию [4] по состоянию на 11 апреля 2014 г.
  9. ^ Инженер-электрик: еженедельный обзор теоретической электротехники ... 1895 г., том 20 [5] доступ 22 марта 2014 г.
  10. ^ "Строительство электростанции". Государственные парки Калифорнии. Архивировано из оригинал на 2011-09-30. Получено 2011-12-19.

внешняя ссылка