Power engineering

elektricitet blev ett ämne av vetenskapligt intresse i slutet av 17-talet. Under de kommande två århundradena gjordes ett antal viktiga upptäckter inklusive glödlampan och den voltaiska högen. Förmodligen den största upptäckten med avseende på kraftteknik kom från Michael Faraday som 1831 upptäckte att en förändring i magnetiskt flöde inducerar en elektromotorisk kraft i en trådslinga—en princip som kallas elektromagnetisk induktion som hjälper till att förklara hur generatorer och transformatorer fungerar.

1881 byggde två elektriker världens första kraftverk vid Godalming i England. Stationen använde två vattenhjul för att producera en växelström som användes för att leverera sju Siemens båglampor vid 250 volt och trettiofyra glödlampor vid 40 volt. Utbudet var dock intermittent och 1882 utvecklade Thomas Edison och hans företag, Edison Electric Light Company, det första ångdrivna elkraftverket på Pearl Street i New York City. Pearl Street-stationen bestod av flera generatorer och drev ursprungligen cirka 3000 lampor för 59 kunder. Kraftverket använde likström och drivs med en enda spänning. Eftersom likströmseffekten inte lätt kunde omvandlas till de högre spänningar som var nödvändiga för att minimera effektförlusten under överföringen, var det möjliga avståndet mellan generatorerna och lasten begränsat till cirka en halv mil (800 m).

samma år i London demonstrerade Lucien Gaulard och John Dixon Gibbs den första transformatorn som var lämplig för användning i ett riktigt kraftsystem. Det praktiska värdet av Gaulard och Gibbs transformator demonstrerades 1884 i Turin där transformatorn användes för att tända upp fyrtio kilometer (25 miles) järnväg från en enda växelströmsgenerator. Trots systemets framgång gjorde paret några grundläggande misstag. Det kanske allvarligaste var att ansluta transformatorernas primärer i serie så att om man slår på eller stänger av en lampa skulle det påverka andra lampor längre ner på linjen. Efter demonstrationen George Westinghouse, en amerikansk entreprenör, importerade ett antal transformatorer tillsammans med en Siemens generator och satte sina ingenjörer att experimentera med dem i hopp om att förbättra dem för användning i ett kommersiellt kraftsystem.

en av westinghouses ingenjörer, William Stanley, kände igen problemet med att ansluta transformatorer i serie i motsats till parallell och insåg också att att göra järnkärnan i en transformator till en helt sluten slinga skulle förbättra spänningsreglering av sekundärlindningen. Med hjälp av denna kunskap byggde han världens första praktiska transformatorbaserade växelströmssystem i Great Barrington, Massachusetts 1886. 1885 demonstrerade den italienska fysikern och elingenjören Galileo Ferraris en induktionsmotor och 1887 och 1888 lämnade den Serbisk-amerikanska ingenjören Nikola Tesla in en rad patent relaterade till kraftsystem inklusive en för en praktisk tvåfas induktionsmotor som Westinghouse licensierade för sitt AC-system.

år 1890 hade kraftindustrin blomstrat och kraftföretag hade byggt tusentals kraftsystem (både direkt och växelström) i USA och Europa – dessa nätverk var effektivt dedikerade till att tillhandahålla elektrisk belysning. Under denna tid uppstod en hård rivalitet i USA som kallades ”strömmarnas krig” mellan Edison och Westinghouse över vilken form av överföring (direkt eller växelström) var överlägsen. 1891 installerade Westinghouse det första stora kraftsystemet som konstruerades för att driva en elmotor och inte bara ge elektrisk belysning. Installationen drev en synkronmotor på 100 hästkrafter (75 kW) i Telluride, Colorado med motorn startad av en Tesla induktionsmotor. På andra sidan Atlanten byggde Oskar von Miller en 20 kV 176 km trefas överföringsledning från Lauffen am Neckar till Frankfurt am Main för Elektroteknikutställningen i Frankfurt. 1895, efter en långvarig beslutsprocess, Adams nr. 1 genereringsstation vid Niagara Falls började sända trefas växelström till Buffalo vid 11 kV. Efter slutförandet av Niagara Falls-projektet valde nya kraftsystem alltmer växelström i motsats till likström för elektrisk överföring.

Lämna ett svar

Din e-postadress kommer inte publiceras.