Први трофазни пренос од Лауфена до Франкфурта

Најопштије и прво техничко оличење принципа на којима се заснива технологија наизменичне струје био је чувени пренос Лауфен-Франкфурт, који је толико важан за стварање и развој целине. АЦ технологија.

На удаљености од 175 км од Франкфурта на Мајни (у близини града Хајлброна) у граду Лауфен налазила се мала фабрика цемента која је користила енергију реке Некар за своје енергетске потребе. Године 1890. настала је идеја о преносу струје у Франкфурту и немачки индустријалац и проналазач Оскар фон Милер (1855—1934) почео је да преговара са разним компанијама о овом питању.

Крајем године одлучено је да ће цементара своју турбину испоручити Некару за то, Масцхиненфабрик Оерликон ће испоручити генератор Лауфену, а Генерал Елецтрицити Цомпани (АЕГ) електромотор за Франкфурт.

Далековод од Лауфена до Франкфурта заједнички су производиле две компаније, али је од првих корака електротехника морала да се суочи са одређеним потешкоћама.Оскар фон Милер и други промотери овог посла морали су да превазиђу низ препрека које су постављали власници земљишта и предузећа.

Руски проналазач Михаил Осипович Доливо-Доброволски (1861 — 1919) радио је у компанији АЕГ од 1887. године. Док је био у овој компанији, М. О. Доливо-Доброволски је завршио свој чувени рад о трофазној струји, који је аутора учинио светски познатим и револуционисао технику коришћења и преноса електричне енергије.

Добио је неколико патената за трофазне трансформаторе, моторе и генераторе. Такође је занимљиво напоменути: његов дизајн трансформатора је до недавно очуван практично без суштинских промена.

М. О. Доливо-Доброволски

Доливо-Доброволски је први скренуо пажњу на техничко решење које доводи до значајних уштеда у бакарним далеководима – коришћење трофазних водова за преносне системе наизменичне струје. Захваљујући њему, започела је нова фаза у развоју компаније. АЕГ, који се показао као монополски носилац најважнијих патената у области новог актуелног система.

Главна научна, техничка штампа и инжењерски кругови у то време негативно су реаговали на пројекат преноса и предвиђали да ће само 5% енергије стићи до Франкфурта. Било је много забринутости око судбине телефонских линија. Уопштено говорећи, први трофазни пренос наишао је на исти непријатељски отпор као и прве железнице, први пренос једносмерне струје итд.

Међутим, линија је изграђена. Састоји се од три бакарна проводника окачена на стубове на висини од 8 м. За трофазни надземни вод било је потребно око 3.000 стубова, 9.000 уљних изолатора и 60 тона бакарне жице пречника 4 мм. Авиокомпанија је углавном управљала железницом.

Струја се преноси под напоном од 8500 В (тада су спроведене још две серије експеримената у којима је напон пренете струје повећан на 15000 и 25000 В) из Лауфена у Франкфурту на Мајни. Трофазни далековод је пуштен у рад у Франкфурту током Међународне електротехничке изложбе 1891. године. Ова изложба је по први пут демонстрирала трофазну струју као нови систем.

Цео пренос су дизајнирали и изградили АЕГ и Масцхиненфабрик Оерликон под руководством Оскара фон Милера и Михаила Осиповича Доливо-Доброволског. Инсталацију трансформатора, генераторе и уљне изолаторе дизајнирао је Чарлс Браун млађи (1863 — 1924), дизајнер и инжењер, проналазач и предузетник који је оставио светао траг у историји технологије.

Званично пуштање у рад првог високонапонског трофазног преноса електричне енергије на Међународној електротехничкој изложби одржано је у уторак, 25. августа 1891. године, у 12 часова. Прво пробно лансирање завршено је неколико дана раније.

У Лауфену, турбина напаја трофазни Браун генератор. Ово је типичан аутомобил из 90-их. КСИКС века, један од првих трофазних генератора. Овде се електромагнет ротира испред стационарне арматуре која га окружује.

Арматура се састојала од 96 шипки међусобно повезаних у три намотаја, од којих се струја мењала са фазним помаком од 120 °. Струја статора при пуном оптерећењу била је до 1400 А, што је захтевало употребу дебелих бакарних шипки пречника скоро 30 мм и топлотно отпорне изолације помоћу азбестних цеви.

Струја побуде коју напајају батерије доводи се до ротора преко две бакарне жице које су причвршћене за ваљкасте прстенове на предњем делу генератора за осовину. Генератор је оцењен на 150 обртаја у минути.Фреквенција трофазне наизменичне струје била је 40 Хз.

Овај генератор обезбеђује струју од 55 В, која се појачава трансформатором. У Франкфурту је још један трансформатор пао на 65 В. Коришћена су два трансформатора хлађена уљем, један од 100 кВА од АЕГ-а и други од 150 кВА од Масцхиненфабрик Оерликон.

Железничка станица у Лауфену

На изложби електротехнике у Франкфурту, струју покреће трофазни мотор Доливо-Доброволски од 100 КС. село, које је користило хидрауличну пумпу која је снабдевала водом јарко осветљени декоративни водопад од десет метара.

Био је то најмоћнији трофазни асинхрони мотор на свету у то време. Осим тога, изложбу је осветљавало 1.000 електричних лампи са жарном нити, које су окруживале знак у центру на којем је писало: „Електронна линија Лауфен-Франкфурт“. Испод је дужина линије - 175 км, а са стране - имена компанија које су спровеле експеримент - "Оерликон" и "АЕГ".

Доливо-Доброволски електромотор

Шема преноса Лауфен-Франкфурт

Пренос Лауфен-Франкфурт је широко проучаван. Стручна комисија је извршила детаљна испитивања машина.

Закључци ове комисије су следећи: пренос електричне енергије на удаљености од 170 км наизменичном струјом напона од 8500 В голом бакарном жицом испоручује 68,5% до 75,2% енергије произведене у Лауфену до Франкфурта. Губици у преносу су били ограничени отпором жица. Утицај капацитета био је потпуно занемарљив. Пренос је био равномеран, сигуран и исправан као на напону од неколико стотина волти и удаљености од неколико метара.

Овај закључак је био од великог историјског значаја, јер је преко преноса Лауфен-Франкфурт комбиновао све везе нове електротехнике, укључујући трофазни генератор и мотор, трансформатор и високонапонски наизменични напон.

Трофазни динамо Чарлса Брауна показао је ефикасност од 93,5% према документима верификационе комисије. оптерећење је било 190 литара. ц.Ефикасност трансформатора је 96%.

Принцип претварања механичке енергије у електричну и претварања електричне енергије назад у механичку, принцип оличен у револуцији произведеној електричном енергијом, добио је адекватан облик у технологији наизменичне струје.Сама технологија наизменичне струје, почев од овог преноса, развила се под формом трофазне електротехнике.

На конгресу, који је одржан упоредо са изложбом, М. О. Доливо-Доброволски је направио велики извештај у коме је изложио основе теорије трофазних струјних кола. Његов говор је послужио као полазна тачка за многа каснија теоријска дела и развоје у овој новој индустрији.

Најважнији догађај изложбе био је „Међународни конгрес електроинжењера у Франкфурту на Мајни 1891.“, који се одржао у недељи од 7. до 12. септембра.

Обилазак електране у Лауфену од стране учесника Међународног конгреса електроинжењера. Чарлс Браун (горњи ред четврти с десна). Први план: Емил Ратхенау (6. лево), Марсел Деспрес (7. лево), Гисберт Капп (иза двојице изнад), др Џон Хопкинсон (8. лево), одмах иза њега — Петер Емиле Хубер, Вилијам Хенри Прис (други с десне стране), Поштар Фридрих Еберт (први здесна).

Коначну тачку у раду изложбе у Франкфурту поставио је детаљан двотомни „званични извештај“, који у свим детаљима одражава њену организацију, рад и извештавање штампе.

Алтернаторе су правили Грам и други дизајнери од 1970-их. КСИКС века. Осамдесетих година прошлог века појавило се много нових дизајна (Циперновски, Мордаи, Форбес, Тхомсон, Ферранти, итд.).

Ферантијев ауто

Италијански професор Галилео Ферарис и амерички инжењер из Србије највише су учинили да схвате разлоге ротације магнетног поља. Никола Тесла... Независно једни од других, постигли су сличне резултате. Готово истовремено, 1888. године, извештавали су о свом раду. Никола Тесла описује различите полифазне системе. Међутим, он такође сматра да је двофазна најпогоднија.

Усвојен је у за своје време огромној хидроелектрани Нијагара, изграђеној у Америци, као и у неколико других инсталација у Европи. Међутим, недуго после првог преноса трофазне струје из Лауфена у Франкфурт, трофазни системи уобичајени у Европи доказали су своје предности и натерали Американце да „Тесла системе” претворе у трофазну струју.

Деведесетих година прешли су са једнофазних генератора наизменичне струје на вишефазне. У овом случају, главна заслуга припада Доливо-Доброволском - пре њега су користили јефтино повезивање једнофазних машина.

Након изложбе, генератор је коришћен за напајање Хајлброна, који је тако постао први град на свету који је добио трофазну струју. Оригинални генератор се тренутно налази у Дојчес музеју у Минхену.

Лауфен генератор у музеју

Можемо слободно рећи да је у периоду од 1888. до 1891. гразвијени су сви основни елементи трофазног електричног система који су у потпуности задржали свој значај и данас се широко користе и развијају.

Пренос електричне енергије од Лауфена до Франкфурта на Мајни убедљиво показује могућност фундаменталног решења сложеног проблема централизоване производње електричне енергије и њеног преноса на велике удаљености.

Значај изложбе у Франкфурту је и у томе што је имала огроман утицај на јавно мњење. Савременици Франкфуртску изложбу сматрају одлучујућом прекретницом у историји снабдевања електричном енергијом. Електротехника постаје водећа технологија. АЦ компаније су се појавиле као победници, а компаније само за ДЦ хитно су почеле да прибављају лиценце за АЦ технологију.

Емил Ратхенау је сумирао успех преноса енергије на тако велике удаљености: „Недавни напредак ће нам омогућити да изградимо величанствене центре за производњу енергије свуда — у планинама и на обали мора, да искористимо енергију планинских потока и плиме и осеке, и највише - велике речне брзаке — да их, до тада расипање енергије, претвори у корисну електричну енергију, да је транспортује на било коју даљину, и тамо да је дистрибуира и користи на било који начин. »

Са пилот преносом трофазне наизменичне струје из Лауфена у Франкфурт 1891. године, почела је сва модерна електрификација.