Laufen에서 프랑크푸르트까지 최초의 3상 송전

AC 기술의 기본 원리에 대한 가장 일반적이고 최초의 기술 구현은 유명한 Laufen-Frankfurt 변속기였으며, 이는 전체의 생성 및 개발에 매우 ​​중요합니다. AC 기술.

Laufen 시의 Frankfurt am Main(Heilbronn 시 근처)에서 175km 떨어진 곳에 에너지 수요를 위해 Neckar 강의 에너지를 사용하는 작은 시멘트 공장이 있었습니다. 1890에서는 프랑크푸르트에서 동력 전달에 대한 아이디어가 떠 올랐고 독일 산업가이자 발명가 인 Oskar von Müller (1855 - 1934)는이 문제에 대해 여러 회사와 협상하기 시작했습니다.

연말에 이를 위해 시멘트 공장이 Neckar에 터빈을 공급하고 Maschinenfabrik Oerlikon이 Laufen에 발전기를, AEG(General Electricity Company)가 프랑크푸르트에 전기 모터를 공급하기로 결정했습니다.

Laufen에서 프랑크푸르트까지의 송전선은 두 회사가 공동으로 생산했지만 첫 단계부터 전기 공학은 특정 어려움에 직면해야 했습니다.오스카 폰 밀러와 이 사업의 다른 발기인들은 토지 소유자와 사업체가 설정한 많은 장애물을 극복해야 했습니다.

러시아 발명가 Mikhail Osipovich Dolivo-Dobrovolsky(1861 — 1919)는 1887년부터 AEG 회사에서 근무했습니다. 이 회사에 있는 동안 M. O. Dolivo-Dobrovolsky는 3상 전류에 대한 유명한 작업을 완료하여 저자를 세계적으로 유명하게 만들고 전기 에너지를 사용하고 전송하는 기술에 혁명을 일으켰습니다.

그는 3상 변압기, 모터 및 발전기에 대한 여러 특허를 받았습니다. 또한 흥미로운 점은 변압기 설계가 근본적인 변경 없이 최근까지 실질적으로 보존되었다는 것입니다.

M. O. Dolivo-Dobrovolski

Dolivo-Dobrovolski는 교류 전송 시스템에 3상 라인을 사용하여 구리 전력선을 크게 절약할 수 있는 기술 솔루션에 처음 주목했습니다. 그 덕분에 회사 발전의 새로운 단계가 시작되었습니다. 새로운 현재 시스템 분야에서 가장 중요한 특허의 독점 보유자로 밝혀진 AEG.

당시 주류 과학, 기술 언론 및 공학계는 송전 프로젝트에 부정적인 반응을 보였고 에너지의 5%만이 프랑크푸르트에 도달할 것이라고 예측했습니다. 전화선의 운명에 대해 많은 우려가 있었습니다. 일반적으로 최초의 3상 전송은 최초의 철도, 최초의 직류 전송 등과 마찬가지로 적대적인 저항에 부딪혔습니다.

그러나 라인이 구축됩니다. 8m 높이의 기둥에 매달린 3개의 구리 도체로 구성되어 있으며 3상 가공선에는 약 3,000개의 기둥, 9,000개의 오일 절연체 및 60톤의 4mm 직경 구리선이 필요했습니다. 항공사는 주로 철도로 운영되었습니다.

전류는 프랑크푸르트 암 마인의 Laufen에서 8500V의 전압으로 전송됩니다(그런 다음 전송된 전류의 전압이 15000 및 25000V로 증가한 일련의 실험이 두 번 더 수행됨). 3상 전력선은 1891년 프랑크푸르트에서 열린 국제 전기 기술 전시회에서 처음으로 선보였습니다. 이 전시회에서 처음으로 3상 전류를 새로운 시스템으로 시연했습니다.

전체 변속기는 Oskar von Miller와 Mikhail Osipovich Dolivo-Dobrovolsky의 지시에 따라 AEG와 Maschinenfabrik Oerlikon이 설계하고 제작했습니다. 변압기 설치, 발전기 및 오일 절연체는 기술의 역사에 밝은 흔적을 남긴 디자이너이자 엔지니어, 발명가 및 기업가인 Charles Brown Jr.(1863 — 1924)가 설계했습니다.

1891년 8월 25일 화요일 정오에 국제 전기 기술 전시회에서 최초의 고전압 3상 전력 전송이 공식 출시되었습니다. 첫 번째 테스트 출시는 며칠 전에 종료되었습니다.

Laufen에서는 터빈이 3상 Braun 발전기에 전력을 공급합니다. 이것은 90년대의 전형적인 자동차입니다. 최초의 3상 발전기 중 하나인 XIX 세기. 여기서 전자석은 그것을 둘러싸고 있는 고정 전기자 앞에서 회전합니다.

전기자는 3개의 권선으로 연결된 96개의 막대로 구성되었으며, 각각의 전류는 120°의 위상 편이로 변경되었습니다. 최대 부하 시 고정자 전류는 최대 1400A였으며 직경이 거의 30mm인 두꺼운 구리 막대와 석면 파이프를 사용한 내열 절연체를 사용해야 했습니다.

배터리에서 공급되는 여자 전류는 발전기 전면의 롤러 링에 부착된 두 개의 구리선을 통해 로터에 공급됩니다. 발전기의 정격은 150rpm입니다.3상 교류의 주파수는 40Hz였다.

이 발전기는 변압기에 의해 증폭되는 55V의 전류를 제공합니다. 프랑크푸르트에서는 또 다른 변압기가 65V로 강하되었습니다. AEG의 100kVA와 Maschinenfabrik Oerlikon의 150kVA 등 두 개의 오일 냉각 변압기가 사용되었습니다.

라우펜의 기차역

프랑크푸르트에서 열린 전기 전시회에서 전류는 100hp 3상 Dolivo-Dobrovolsky 모터로 구동됩니다. 밝게 빛나는 10미터 높이의 장식용 폭포에 물을 공급하는 수압 펌프를 작동시키는 마을.

당시 세계에서 가장 강력한 3상 비동기 모터였습니다. 또한 전시회는 1,000개의 백열 전등으로 밝혀졌으며, 이 전등은 중앙에 "라우펜-프랑크푸르트 전력선"이라는 표지판을 둘러싸고 있었습니다. 아래는 선의 길이 - 175km, 측면 - 실험을 수행한 회사의 이름 - "Oerlikon" 및 "AEG"입니다.

Dolivo-Dobrovolski 전기 모터

Laufen-Frankfurt 전송 방식

Laufen-Frankfurt 전송은 널리 연구되었습니다. 전문가 위원회는 기계에 대한 자세한 테스트를 수행했습니다.

이 위원회의 결론은 다음과 같습니다. 나동선으로 8500V 전압에서 교류를 통해 170km 거리에 걸쳐 전기 에너지를 전송하면 Laufen에서 생성된 에너지의 68.5% ~ 75.2%가 프랑크푸르트로 전달됩니다. 전송 손실은 전선의 저항에 의해 제한되었습니다. 용량의 효과는 완전히 무시할 수 있었습니다. 전송은 수백 볼트의 전압과 몇 미터의 거리에서처럼 부드럽고 안전하며 정확했습니다.

이 결론은 Laufen-Frankfurt 전송을 통해 3상 발전기 및 모터, 변압기 및 고전압 AC 전압을 포함하여 새로운 전기 공학의 모든 연결을 결합했기 때문에 역사적으로 매우 중요했습니다.

Charles Brown의 3상 발전기는 검증위원회 문서에 따르면 93.5%의 효율을 보였다. 적재량은 190리터였습니다. C. 변압기의 효율은 96%입니다.

기계 에너지를 전기로 변환하고 전기 에너지를 다시 기계 에너지로 변환하는 원리, 즉 전기에 의해 발생하는 혁명으로 구체화된 원리는 교류 기술에서 적절한 형태를 갖추게 되었고, 이 전송을 시작으로 교류 기술 자체는 다음과 같은 형태로 발전했습니다. 삼상 전기 공학의.

전시회와 동시에 열린 회의에서 M.O. Dolivo-Dobrovolsky는 3상 전류 회로 이론의 기초를 설명하는 대규모 보고서를 작성했습니다. 그의 연설은 이 새로운 산업에서 많은 후속 이론 작업과 개발의 출발점이 되었습니다.

전시회의 가장 중요한 행사는 9월 7-12일 주간에 개최된 "1891년 프랑크푸르트 암 마인 국제 전기 기술자 회의"였습니다.

International Congress of Electrical Engineers 참가자들이 Laufen에 있는 발전소를 방문했습니다. Charles Brown(맨 윗줄 오른쪽에서 네 번째). 전경: Emile Rathenau(왼쪽 6번째) Marcel Despres(왼쪽 7번째), Gisbert Kapp(위 두 사람 뒤), Dr. John Hopkinson(왼쪽 8번째), 바로 뒤에 Peter Emile Huber, William Henry Preece(오른쪽에서 2번째), 프리드리히 에버트 우체국장(오른쪽에서 첫 번째).

프랑크푸르트 전시회 작업의 마지막 요점은 조직, 작업 및 언론 보도를 반영하는 모든 세부 사항에서 상세한 두 권의 "공식 보고서"로 설정되었습니다.

발전기는 1970년대부터 Gram과 다른 설계자들에 의해 제작되었습니다. XIX 세기. 1980년대에는 많은 새로운 디자인이 등장했습니다(Cypernovsky, Morday, Forbes, Thomson, Ferranti 등).

페란티의 차

이탈리아의 Galileo Ferraris 교수와 세르비아 출신의 미국 엔지니어는 자기장의 회전에 대한 이유를 이해하기 위해 최선을 다했습니다. 니콜라 테슬라… 서로 독립적으로 비슷한 결과에 도달했습니다. 거의 동시에, 1888년에 그들은 자신들의 작업에 대해 보고했습니다. Nikola Tesla는 다양한 다상 시스템을 설명합니다. 그러나 그는 또한 2상이 가장 적합하다고 생각합니다.

그것은 당시 미국에 건설된 나이아가라 수력 발전소와 유럽의 다른 여러 시설에 채택되었습니다. 그러나 라우펜에서 프랑크푸르트로 3상 전류를 처음으로 이전한 직후 유럽에서 흔히 볼 수 있는 3상 시스템이 장점을 입증했고 미국인들은 "테슬라 시스템"을 3상 전류로 전환해야 했습니다.

1990년대에 그들은 단상 교류 발전기에서 다상 발전기로 전환했습니다. 이 경우 주요 신용은 Dolivo-Dobrovolsky에 속합니다. 그 전에는 단상 기계의 저렴한 연결을 사용했습니다.

전시 후 발전기는 하일브론에 전력을 공급하는 데 사용되어 세계 최초로 3상 전력을 공급받는 도시가 되었습니다. 원래 발전기는 현재 뮌헨의 Deutsches Museum에 보관되어 있습니다.

박물관의 라우펜 발전기

우리는 1888년부터 1891년까지의 기간에3상 전기 시스템의 모든 기본 요소가 개발되었으며, 이는 그 중요성을 완전히 유지하고 오늘날 널리 사용되고 개발되었습니다.

Laufen에서 Frankfurt am Main으로의 전기 에너지 전송은 중앙 집중식 전기 생산 및 장거리 전송의 복잡한 문제에 대한 근본적인 해결책의 가능성을 설득력 있게 보여줍니다.

프랑크푸르트 전시회의 중요성은 여론에 막대한 영향을 미쳤다는 사실에도 있습니다. 동시대인들은 프랑크푸르트 전시회를 전력 공급 역사의 결정적인 전환점으로 간주합니다. 전기 공학은 선도적인 기술이 되고 있습니다. AC 회사가 승자로 등장했고 DC 전용 회사는 AC 기술에 대한 라이센스를 긴급하게 취득했습니다.

에밀 라테나우(Emil Rathenau)는 이렇게 먼 거리에 걸친 에너지 전송의 성공을 다음과 같이 요약했습니다. 가장 큰 강 급류는 지금까지 에너지 낭비를 유용한 전기로 변환하고 어떤 거리로든 수송하고 어떤 식 으로든 배포하고 사용하기 위해 사용합니다. »

1891년 라우펜(Laufen)에서 프랑크푸르트(Frankfurt)로 3상 교류를 시험적으로 이전하면서 모든 현대 전기화가 시작되었습니다.