Den første trefasede transmission nogensinde fra Laufen til Frankfurt

Den mest generelle og første tekniske udførelsesform af principperne bag AC-teknologien var den berømte Laufen-Frankfurt transmission, som er så vigtig for skabelsen og udviklingen af ​​helheden AC teknologi.

I en afstand af 175 km fra Frankfurt am Main (nær byen Heilbronn) i byen Laufen lå der en lille cementfabrik, der brugte Neckar-flodens energi til sit energibehov. I 1890 opstod ideen om kraftoverførsel i Frankfurt, og den tyske industrimand og opfinder Oskar von Müller (1855 - 1934) begyndte at forhandle med forskellige virksomheder om denne sag.

I slutningen af ​​året blev det besluttet, at cementværket skulle levere sin turbine til Neckar hertil, Maschinenfabrik Oerlikon skulle levere en generator til Laufen, og General Electricity Company (AEG) en elmotor til Frankfurt.

Transmissionsledningen fra Laufen til Frankfurt blev produceret i fællesskab af de to selskaber, men fra de første skridt måtte elektroingeniøren stå over for visse vanskeligheder.Oscar von Miller og andre initiativtagere af denne forretning måtte overvinde en række forhindringer, der blev opstillet af jordejere og virksomheder.

Den russiske opfinder Mikhail Osipovich Dolivo-Dobrovolsky (1861 — 1919) arbejdede i AEG-virksomheden fra 1887. Mens han var i dette firma, afsluttede M. O. Dolivo-Dobrovolsky sit berømte arbejde med trefasestrøm, som gjorde forfatteren verdensberømt og revolutionerede teknikken til at bruge og overføre elektrisk energi.

Han modtog flere patenter på trefasede transformere, motorer og generatorer. Det er også interessant at bemærke: dets transformatordesign er blevet bevaret indtil for nylig praktisk talt uden grundlæggende ændringer.

M. O. Dolivo-Dobrovolski

Det var Dolivo-Dobrovolski, der først henledte opmærksomheden på en teknisk løsning, der førte til betydelige besparelser i kobberkraftledninger - brugen af ​​trefasede ledninger til vekselstrømstransmissionssystemer. Takket være ham begyndte en ny fase i virksomhedens udvikling. AEG, som viste sig at være monopolindehaver af de vigtigste patenter inden for et nyt nuværende system.

De almindelige videnskabelige, tekniske presse- og ingeniørkredse på det tidspunkt reagerede negativt på transmissionsprojektet og forudsagde, at kun 5% af energien ville nå Frankfurt. Der var stor bekymring over telefonlinjernes skæbne. Generelt mødte den første trefasede transmission samme fjendtlige modstand som de første jernbaner, den første jævnstrømstransmission og så videre.

Linjen er dog bygget. Den består af tre kobberledere ophængt på stolper i en højde af 8 m. En trefaset luftledning krævede omkring 3.000 poler, 9.000 olieisolatorer og 60 tons kobbertråd med en diameter på 4 mm. Flyselskabet blev primært drevet med jernbane.

Strømmen transmitteres under en spænding på 8500 V (derefter blev der udført yderligere to serier af eksperimenter, hvor spændingen af ​​den transmitterede strøm steg til 15000 og 25000 V) fra Laufen i Frankfurt am Main. Den trefasede kraftledning blev lanceret i Frankfurt under den internationale elektrotekniske udstilling i 1891. Denne udstilling demonstrerede trefaset strøm som et nyt system for første gang.

Hele transmissionen er designet og bygget af AEG og Maschinenfabrik Oerlikon under ledelse af Oskar von Miller og Mikhail Osipovich Dolivo-Dobrovolsky. Transformatorinstallationen, generatorer og olieisolatorer blev designet af Charles Brown Jr. (1863 — 1924), en designer og ingeniør, opfinder og iværksætter, som efterlod et lysende spor i teknologihistorien.

Den officielle lancering af den første højspændings trefasede elektriske krafttransmission på den internationale elektrotekniske udstilling fandt sted tirsdag den 25. august 1891 kl. 12.00. Den første testlancering sluttede få dage tidligere.

Ved Laufen forsyner en turbine en trefaset Braun-generator. Dette er en typisk bil fra 90'erne. XIX århundrede, en af ​​de første trefasede generatorer. Her roterer elektromagneten foran det stationære armatur, der omgiver den.

Armaturet bestod af 96 stænger forbundet i tre viklinger, i hver af hvilke strømmen ændrede sig med en faseforskydning på 120 °. Statorstrømmen ved fuld belastning var op til 1400 A, hvilket krævede brug af tykke kobberstænger med en diameter på næsten 30 mm og varmebestandig isolering ved hjælp af asbestrør.

Den magnetiseringsstrøm, som batterierne leverer, tilføres rotoren gennem to kobbertråde, som er fastgjort til rulleringe foran på generatoren til akslen. Generatoren er normeret til 150 rpm.Frekvensen af ​​den trefasede vekselstrøm var 40 Hz.

Denne generator giver en strøm på 55 V, som forstærkes af en transformer. I Frankfurt trådte endnu en transformer ned til 65 V. Der blev brugt to oliekølede transformere, en 100 kVA fra AEG og en anden 150 kVA fra Maschinenfabrik Oerlikon.

Togstation i Laufen

På en el-udstilling i Frankfurt drives strømmen af ​​en 100 hk trefaset Dolivo-Dobrovolsky-motor. landsby, som drev en hydraulisk pumpe, der leverede vand til det stærkt oplyste ti meter lange dekorative vandfald.

Det var den mest kraftfulde trefasede asynkronmotor i verden på det tidspunkt. Derudover blev udstillingen oplyst af 1.000 elektriske glødelamper, som omgav et skilt i midten, hvor der stod: "Laufen-Frankfurt Power Line". Nedenfor er længden af ​​linjen - 175 km, og på siden - navnene på de virksomheder, der udførte eksperimentet - "Oerlikon" og "AEG".

Dolivo-Dobrovolski elmotor

Laufen-Frankfurt transmissionsordning

Laufen-Frankfurt transmissionen er blevet undersøgt bredt. Et ekspertudvalg udførte detaljerede test af maskinerne.

Konklusionerne af denne kommission er som følger: transmissionen af ​​elektrisk energi over en afstand på 170 km ved vekselstrøm ved en spænding på 8500 V med blottet kobbertråd leverer 68,5% til 75,2% af den energi, der genereres ved Laufen til Frankfurt. Transmissionstab blev begrænset af ledningernes modstand. Effekten af ​​kapaciteten var fuldstændig ubetydelig. Transmissionen var lige så jævn, sikker og korrekt som ved en spænding på flere hundrede volt og en afstand på flere meter.

Denne konklusion var af stor historisk betydning, fordi den gennem Laufen-Frankfurt transmissionen kombinerede alle forbindelserne fra den nye elektroteknik, herunder en trefaset generator og motor, en transformer og højspændingsvekselspænding.

Charles Browns trefasede dynamo viste en effektivitet på 93,5 % ifølge dokumenter fra verifikationskommissionen. belastningen var 190 liter. c. Transformatorernes virkningsgrad er 96%.

Princippet om at omdanne mekanisk energi til elektricitet og omdanne elektrisk energi tilbage til mekanisk energi, princippet i den revolution, der produceres af elektricitet, fik en passende form i vekselstrømsteknologi. Selve vekselstrømsteknologien, begyndende med denne transmission, udviklet under formen trefaset elektroteknik.

På kongressen, som blev afholdt samtidig med udstillingen, lavede M. O. Dolivo-Dobrovolsky en stor rapport, hvori han skitserede grundlaget for teorien om trefasede strømkredsløb. Hans tale tjente som udgangspunkt for mange efterfølgende teoretiske værker og udviklinger i denne nye industri.

Udstillingens vigtigste begivenhed var "1891 International Congress of Electrical Engineers at Frankfurt am Main", som fandt sted i ugen 7.-12. september.

Besøg af kraftværket i Laufen af ​​deltagerne i den internationale kongres af elektriske ingeniører. Charles Brown (øverste række fjerde fra højre). Forgrund: Emile Rathenau (6. venstre) Marcel Despres (7. venstre), Gisbert Kapp (bag de to ovenstående), Dr. John Hopkinson (8. venstre), lige bag ham - Peter Emile Huber , William Henry Preece (2. fra højre), Postmester Friedrich Ebert (1. fra højre).

Det sidste punkt i Frankfurt-udstillingens arbejde blev sat af en detaljeret to-binds "officiel rapport", i alle detaljer, der afspejler dens organisation, arbejde og pressedækning.

Generatorer er blevet bygget af Gram og andre designere siden 1970'erne. XIX århundrede. I 1980'erne dukkede mange nye design op (Cypernovsky, Morday, Forbes, Thomson, Ferranti osv.).

Ferrantis bil

Den italienske professor Galileo Ferraris og en amerikansk ingeniør fra Serbien gjorde mest for at forstå årsagerne til magnetfeltets rotation. Nikola Tesla… Uafhængigt af hinanden nåede de lignende resultater. Næsten samtidig, i 1888, rapporterede de om deres arbejde. Nikola Tesla beskriver forskellige polyfasesystemer. Han anser dog også to-faset for at være det bedst egnede.

Det blev taget i brug i Niagara vandkraftværket, som var enormt for sin tid, bygget i Amerika, såvel som i flere andre installationer i Europa. Men kort efter den første overførsel af trefaset strøm fra Laufen til Frankfurt, viste de trefasede systemer, der er almindelige i Europa, deres fordele og tvang amerikanerne til at konvertere "Tesla-systemerne" til trefasede strøm.

I 1990'erne skiftede de fra enfasede vekselstrømsgeneratorer til flerfasede. I dette tilfælde tilhører hovedkreditten Dolivo-Dobrovolsky - før ham brugte de en billig forbindelse af enfasede maskiner.

Efter udstillingen blev generatoren brugt til at drive Heilbronn, som dermed blev den første by i verden til at modtage trefaset strøm. Den originale generator er i øjeblikket anbragt i Deutsches Museum i München.

Laufen generator i museet

Det kan vi roligt sige i perioden fra 1888 til 1891alle de grundlæggende elementer i et trefaset elektrisk system blev udviklet, som fuldt ud har bevaret deres betydning og er meget brugt og udviklet i dag.

Transmissionen af ​​elektrisk energi fra Laufen til Frankfurt am Main demonstrerer på overbevisende måde muligheden for en grundlæggende løsning på det komplekse problem med centraliseret elproduktion og dens transmission over lange afstande.

Betydningen af ​​udstillingen i Frankfurt ligger også i, at den havde en enorm indflydelse på den offentlige mening. Samtiden betragter Frankfurt-udstillingen som et afgørende vendepunkt i elforsyningens historie. Elektroteknik er ved at blive en førende teknologi. AC-virksomheder dukkede op som vinderne, og DC-only-virksomheder begyndte omgående at erhverve licenser til AC-teknologi.

Emil Rathenau opsummerede succesen med at transmittere energi over så stor en afstand: "Seneste fremskridt vil gøre os i stand til at bygge storslåede energiproducerende centre overalt - i bjergene og på kysten for at udnytte energien fra bjergstrømme og tidevand, og kl. mest - de store flodstrømme - at omdanne dem, hidtil spild af energi, til nyttig elektricitet, at transportere den til enhver afstand, og der til at distribuere og bruge den på nogen måde. »

Med pilotoverførslen af ​​trefaset vekselstrøm fra Laufen til Frankfurt i 1891 begyndte al moderne elektrificering.