Государственный исторический парк Фолсом Пауэрхаус

	Фолсом Электростанция
	Национальный реестр исторических мест США
	Национальный исторический памятник США
	Историческая достопримечательность Калифорнии № 633
	Электростанция Фолсом на реке Американ в июле 2015 года.
	Показать карту Калифорнии Показать карту США Показать все
Расположение	Фолсом, Калифорния
Координаты	38 ° 40'50 "N 121 ° 10'32" W / 38,68056 ° N 121,17556 ° W
Построен	1895
Архитектор	ХТ Найт; Сакраменто Электрик Пауэр энд Лайт Ко
Номер ссылки NRHP .	73000426
ЧИСЛ Нет.	633
Значимые даты
Добавлено в НРХП	2 октября 1973 г.
Назначен НХЛ	29 мая 1981 г.

Государственный исторический парк Фолсом Пауэрхаус — это историческое место, где сохранилась тока (AC) переменного гидроэлектростанция 1895 года — одна из первых в Соединенных Штатах.

До того, как была построена электростанция в Фолсоме, почти все электростанции использовали постоянного тока (DC), генераторы приводимые в движение паровыми двигателями, расположенными в пределах нескольких миль от места, где требовалась энергия. Использование текущей воды для выработки гидроэлектроэнергии и последующая ее передача на большие расстояния туда, где ее можно было использовать, изначально было экономически нецелесообразно, пока вырабатываемая электроэнергия представляла собой постоянный ток низкого напряжения. С момента изобретения переменного тока стало возможным преобразовывать электроэнергию в высокое напряжение с помощью недавно изобретенных трансформаторов , а затем экономично передавать мощность на большие расстояния туда, где она была необходима. Электрическую энергию более низкого напряжения, которую гораздо проще и безопаснее использовать, можно легко получить с помощью трансформаторов для преобразования энергии высокого напряжения в более низкое напряжение рядом с местом, где она использовалась. Питание постоянного тока не может использовать трансформатор для изменения напряжения. Электростанция Фолсом, используя часть текущей воды реки Америка для питания своих турбин, подключенных к недавно изобретенным генераторам переменного тока, выработала трехфазную электроэнергию переменного тока с частотой 60 циклов (тот же самый, который используется сегодня в Соединенных Штатах), который был усилен недавно изобретенными генераторами переменного тока. трансформаторы от 800 вольт, генерируемые до 11 000 вольт и передаваемые в Сакраменто по распределительной линии длиной 22 мили (35 км), одной из самых длинных электрических распределительных линий в Соединенных Штатах в то время.

Введение

В Сакраменто мощность переменного тока напряжением 11 000 В была преобразована в более низкое напряжение рядом с местом, где она была необходима для использования. Электростанция Фолсом была одним из первых примеров того, как значительная электроэнергия вырабатывается и экономично доставляется туда, где ее можно использовать. Гидроэлектроэнергия была продемонстрирована как жизнеспособный источник экономичной энергии, несмотря на то, что она расположена на значительном расстоянии от потребителей. Электростанция Фолсом расположена в 23 милях (37 км) над Сакраменто на реке Американ в городе Фолсом .

История

Электростанция продолжала работать до 1952 года, когда первоначальная плотина Фолсом через реку Американ была разрушена, чтобы освободить место для новой, гораздо большей плотины Фолсом . Электростанция была остановлена после 57 лет непрерывной работы. Компания Pacific Gas and Electric, купившая первоначальную гидроэлектростанцию в 1902 году, передала в дар станцию и большую часть ее оборудования штату Калифорния, когда были построены новая плотина Фолсом и гидроэлектростанция. Штат Калифорния присвоил этому месту номер исторической достопримечательности Калифорнии № 633. ^[3] Исторический парк площадью 35 акров (14 га) был основан в 1956 году. ^[4] В 1981 году электростанция была признана национальным историческим памятником США . ^[2] Двухэтажная электростанция из кирпича и гранита выглядит так же, как и в 1895 году. Ее внушительные генераторы и распределительный щит с мраморной облицовкой в Теннесси стоят так же внушительно, как и более ста лет назад. Исторические фотографии, поясняющие выставки и экскурсии, проводимые Службой государственных парков Калифорнии, объясняют, как работала электростанция. Некоторые из оригинальных водяных турбин , генераторов и т. д. все еще на месте. ^[5]^[6]

переменного тока До того, как были изобретены электрические генераторы и недавно изобретенные трансформаторы, для выработки электроэнергии можно было использовать только электрические генераторы постоянного тока, и из-за требований к низкому напряжению они были ограничены возможностью экономичной передачи энергии всего на несколько миль. Слишком много энергии терялось при передаче при низком напряжении, чтобы передача энергии на большие расстояния была практичной. Это означало, что первоначальные электростанции были ограничены (в то время) местными парогенераторами, построенными прямо в каждом районе. Станция Перл-стрит была первой центральной электростанцией в США. Он был расположен по адресу Перл-стрит, 255–257 в центре Манхэттена, на участке размером 50 на 100 футов (15 на 30 м), к югу от Фултон-стрит. Все началось с одного генератора постоянного тока, работающего на паровом двигателе, работающем на угле, и начало вырабатывать электроэнергию 4 сентября 1882 года, обслуживая первоначальную нагрузку из 400 ламп накаливания, используемых 85 потребителями, расположенными в пределах примерно 2 миль (3,2 км) от станции. .

Однако с появлением переменного тока стали использоваться трансформаторы для преобразования генерируемой энергии в гораздо более высокое напряжение для передачи, что позволило при необходимости разделить электростанции и потребителей на сотни миль. Затем высокое напряжение может использовать трансформаторы для получения более низкого напряжения для конечного использования. При проектировании установки были сведены к минимуму единичные отказы. Генераторы переменного тока и связанные с ними водяные турбины были настолько большими, что их нельзя было доставить по железной дороге, и их доставляли 19 000 миль (31 000 км) вокруг мыса Горн на корабле на расстояние . Только два из четырех генераторов переменного тока работали 13 июля 1895 года, когда электростанция впервые обеспечила Сакраменто электроэнергией по линиям электропередачи длиной 22 мили (35 км), что сделало его одним из первых мест в Соединенных Штатах, где осуществлялась передача электроэнергии на длинные дистанции. -дистанционная гидроэлектростанция. ^[7] Электростанция в Фолсоме возникла раньше на Ниагарском водопаде, электростанции Адамс производящей электропередачу переменного тока для местного использования и отправки в Буффало, штат Нью-Йорк, в 1897 году. ^[8] Международная электротехническая выставка 1891 года во Франкфурте-на-Майне, Германия, продемонстрировала более ранний пример передачи гидроэлектроэнергии переменного тока на большие расстояния. Компании Westinghouse Electric и General Electric стремились разработать лучшее оборудование и доставить его в Соединенные Штаты.

Водоснабжение

Вода для первоначальной гидроэлектростанции Фолсом была получена из водозаборной плотины длиной 650 футов (200 м) и шириной 24 фута (7,3 м) наверху; Ширина 87 футов (27 м) внизу и высота 89 футов (27 м) расположена через реку Американ , построенная в 1890-х годах.Плотина перенаправила большой поток воды в отводной 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), пропуская около 85 000 кубических футов (2400 м2). ³) воды в минуту. Канал шел параллельно реке, но имел гораздо менее крутой уклон, постепенно поднимаясь над рекой примерно на 85 футов (26 м). Плотина и канал были построены в 1893 году под руководством Горацио Гейтса Ливермора, который первоначально думал использовать силу падающей воды для питания лесопилки. Ливермор частично использовал наемных работников из близлежащей государственной тюрьмы Фолсом для строительства плотины и канала. Геометрия передней части канала и реки Американ-Ривер обеспечила электростанции Фолсом гидравлический напор воды около 85 футов (26 м) (пригодный для использования - около 70 футов (21 м)), прежде чем ее вода была сброшена обратно в Американ-Ривер. Первоначально использовалось только около 35 футов (11 м) этой гидравлической напора. Вода из канала заканчивалась в передней бухте, где переносимый водой мусор отделялся от воды и подавался в четыре больших водовода диаметром 8 футов (2,4 м) и два меньших водовода. Все затворы имели водяные затворы, которые можно было закрыть, чтобы отключить воду на любой турбине для технического обслуживания. Генераторы переменного тока, одни из крупнейших спроектированных и построенных на тот момент, питались от четырех водоводы , полные текущей воды, приводящей в движение четыре большие турбины.

Турбины

Четыре большие водяные турбины, одни из крупнейших, построенных на тот момент, были изготовлены на заводе S. Morgan Smith Works из Йорка, штат Пенсильвания . Там было два небольших водовода и турбины для двух генераторов постоянного тока.

Струящаяся вода из реки Американ, проходящая через четыре большие водяные турбины, приводила в действие четыре генератора переменного тока , а еще две турбины приводили в действие меньшие генераторы постоянного тока.

Губернаторы

Четыре большие турбины были подключены непосредственно к генераторам переменного тока, и их скорость регулировалась путем регулирования расхода воды с помощью центробежного регулятора для получения 300 оборотов в минуту на валу, необходимых для создания устойчивого тока в 60 циклов.

Генераторы

Четыре генератора переменного тока являются одними из самых мощных трехфазных машин с вращающимся якорем, когда-либо созданных. Недавно изобретенные Элиху Томсоном , они весили почти 30 тонн каждый (57 887 фунтов) и имели высоту 8,5 футов (2,6 м). В этих оригинальных генераторах переменного тока в своей первой конструкции использовалось множество компонентов генераторов постоянного тока. Генераторы переменного тока мощностью 750 киловатт (1005 лошадиных сил) были изготовлены на недавно созданном заводе General Electric в Скенектади, штат Нью-Йорк .

Генераторы имели вращающиеся якоря с 216 радиальными 4-дюймовыми пазами, выполненными по периметру. В каждом слоте установлены две изолированные прямоугольные индуктивные полоски длиной 3 1/2 фута с соответствующей фазой: внутренний круг из 216 стержней и внешний круг из 216 стержней. Индукционные стержни дважды изогнуты со смещением в одном направлении. В середине стержня имеется прямая часть длиной 3 фута, ведущая от передней части ротора к задней части. Внутренний круг стержней соединен с внешним кольцом небольшими проводящими перемычками на передней и задней части ротора. Три фазы ротора подключены к шести ответвленным цепям. Каждая из шести ветвей цепи трижды последовательно проходит вокруг ротора по сплюснутым справа спиралям.

Электроэнергией для 24 статорных (невращающихся) магнитов катушки возбуждения генераторов переменного тока служил небольшой генератор постоянного тока, а еще один генератор постоянного тока находился в режиме ожидания для немедленной замены в случае необходимости. Если один генератор постоянного тока вышел из строя или потребовал технического обслуживания, можно использовать другой.Все четыре генератора переменного тока были подключены друг к другу, когда долгосрочная потребность увеличилась, и было обнаружено, что объединение генераторов улучшает контроль частоты за счет синхронизации .

Панель переключателей

Чтобы клиенты могли использовать электрические часы, регулируемые синхронными двигателями, частоты к распределительному щите электростанции был добавлен «Индикатор ».

Индикатор частоты электростанции Фолсом

Чтобы обеспечить возможность параллельного подключения генераторов переменного тока и электросети , на панель переключателей был добавлен синхроноскоп.

Фолсомский синхроноскоп

Линии электропередачи

Генерируемая мощность переменного тока (около 4020 лошадиных сил или 3 МВт ) на гидроэлектростанции в Фолсоме была преобразована в 11 000 вольт на электростанции с помощью двенадцати новых (в 1895 году) трансформаторов с воздушным охлаждением, изобретенных Уильямом Стэнли-младшим, и передана в Сакраменто на двенадцати голые медные провода AVG №1, удерживаемые керамическими изоляторами, которые были прикреплены к поперечным балкам, установленным на двух комплектах кедровых столбов длиной 40 футов (12 м). Несколько проводов позволили использовать четыре независимые трехфазные линии. Это позволило производить ремонт, техническое обслуживание и установку новых установок без остановки всей системы. Столбы были установлены на расстоянии примерно 105 футов (32 м) друг от друга, чтобы натянуть линии электропередачи. Телефонные линии проложены под линиями электропередачи. Когда-то в Сакраменто энергия высокого напряжения была доставлена туда, где она должна была использоваться, и преобразулась в более низкое напряжение для использования — так же, как электроэнергия доставляется и используется сегодня. почти 900 электрических уличных железных дорог К 1895 году в Соединенных Штатах было построено и почти 11 000 миль (18 000 км) путей, и они были тогда одними из основных потребителей электрической энергии. Постоянный ток Использование электродвигателей , используемых в электрических трамваях , было ограничено и располагалось всего в нескольких милях от генераторов постоянного тока. Мощность постоянного тока, несмотря на ее ограничения, стала очень полезной. ^[9] Вращающийся преобразователь , тип двигателя-генератора, использовался для преобразования переменного тока (AC) в постоянный ток (DC) для электрификации железных дорог от источника переменного тока. Заводы также были крупными потребителями электроэнергии.

Преобразование переменного напряжения в высокое для передачи на большие расстояния и понижение напряжения в местах, близких к месту их использования, было очень привлекательным способом получить доступ к новому источнику энергии. Улучшения в конструкции трансформаторов позволили заменить оригинальные трансформаторы с воздушным охлаждением на электростанции в Фолсоме в 1900 году на более эффективные трансформаторы с масляным охлаждением.

Электрический асинхронный двигатель переменного тока был независимо представлен в 1888 году Галилео Феррарисом и Николой Тесла , а к 1895 году начал позволять электрической энергии заменять пар в качестве источника энергии. Асинхронный двигатель позволял использовать переменный ток напрямую, без каких-либо преобразований. Первыми пользователями тяжелых двигателей переменного тока были различные заводы, которые обычно заменяли паровые электростанции. Электрическая энергия переменного тока и ее простое преобразование с помощью трансформаторов из низкого напряжения в высокое и обратно в низкое сделали возможным широкое распространение электрических сетей, которые мы сегодня обычно используем для множества задач.

9 сентября 1895 года поступление новой энергии от электростанции было отмечено «Большим электрическим карнавалом», украсив столицу штата Сакраменто тысячами лампочек в честь 45-летия образования штата Калифорния. ^[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 в электроэнергии в жилых домах и общественном транспорте Сакраменто. Этот генератор был отделен от турбины, вращающей его, с помощью системы канатно-ременных шкивов длиной около 20 футов (6,1 м). По мере увеличения числа новых пользователей электроэнергии к началу 1900-х годов спрос на электроэнергию в Сакраменто и прилегающих к нему городах превысил мощность расширенной электростанции Фолсом. Более крупные гидроэлектростанции и плотины были построены вдоль рек Юба , Фезер и Туолумне , чтобы обеспечить электроэнергией Северную Калифорнию . Калифорнийская газовая и электрическая компания из Сан-Франциско купила электростанцию Фолсом к 1902 году. Когда в 1906 году компания была реорганизована в Тихоокеанскую газовую и электрическую компанию , она переоборудовала электростанцию и переднюю часть .

См. также

Ссылки

^ «Национальная регистрационная информационная система» . Национальный реестр исторических мест . Служба национальных парков . 15 апреля 2008 г.
^ Перейти обратно: ^а ^б «Фолсомская электростанция» . Сводный список национальных исторических достопримечательностей . Служба национальных парков. Архивировано из оригинала 14 ноября 2007 года . Проверено 18 июня 2008 г.
^ «Фолсомская электростанция» . Управление по сохранению исторического наследия парков штата Калифорния . Проверено 11 октября 2012 г.
^ «Статистический отчет системы парков штата Калифорния: 2009/10 финансовый год» (PDF) . Парки штата Калифорния. п. 20 . Проверено 19 декабря 2011 г.
^ Иллюстрированный тур по Folsom Power House [1] по состоянию на 11 апреля 2014 г.
^ Иллюстрированный тур по Folsom Power House, продолжение [2] по состоянию на 11 апреля 2014 г.
↑ Описание Технологического центра Эдисона электростанции Фолсом [3], по состоянию на 21 мая 2014 г.
↑ Джордж Вестингауз и Никола Тесла спроектировали Ниагарскую электростанцию [4], по состоянию на 11 апреля 2014 г.
^ Инженер-электрик: Еженедельный обзор теоретической электротехники... 1895 г., том 20 [5], по состоянию на 22 марта 2014 г.
^ «Строительство электростанции» . Парки штата Калифорния. Архивировано из оригинала 30 сентября 2011 года . Проверено 19 декабря 2011 г.

Внешние ссылки

Фолсомская электростанция, МГЭ
Друзья электростанции Фолсом. Архивировано 27 мая 2014 г. в Wayback Machine.
Исторический американский инженерный отчет (HAER) № CA-66, « Электростанция Фолсом, рядом с Американ-Ривер, Фолсом, округ Сакраменто, Калифорния », 74 фотографии, 26 цветных прозрачных пленок, 7 страниц с подписями к фотографиям

[nris-1] «Национальная регистрационная информационная система» . Национальный реестр исторических мест . Служба национальных парков . 15 апреля 2008 г.

[nhlsum-2] Перейти обратно: ^а ^б «Фолсомская электростанция» . Сводный список национальных исторических достопримечательностей . Служба национальных парков. Архивировано из оригинала 14 ноября 2007 года . Проверено 18 июня 2008 г.

[CHL-3] «Фолсомская электростанция» . Управление по сохранению исторического наследия парков штата Калифорния . Проверено 11 октября 2012 г.

[4] «Статистический отчет системы парков штата Калифорния: 2009/10 финансовый год» (PDF) . Парки штата Калифорния. п. 20 . Проверено 19 декабря 2011 г.

[5] Иллюстрированный тур по Folsom Power House [1] по состоянию на 11 апреля 2014 г.

[6] Иллюстрированный тур по Folsom Power House, продолжение [2] по состоянию на 11 апреля 2014 г.

[7] Описание Технологического центра Эдисона электростанции Фолсом [3], по состоянию на 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], по состоянию на 22 марта 2014 г.

[10] «Строительство электростанции» . Парки штата Калифорния. Архивировано из оригинала 30 сентября 2011 года . Проверено 19 декабря 2011 г.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

v т и Фолсом, Калифорния
Schools	Folsom Cordova Unified School District Folsom High School Vista del Lago High School
Colleges and universities	Los Rios Community College District Folsom Lake College
Landmarks	California State Prison, Sacramento Folsom Dam Folsom Depot Folsom Powerhouse State Historic Park Folsom State Prison Folsom Prison Blues
This list is incomplete.

v т и Национальный реестр исторических мест США
Topics	Architectural style categories Contributing property Historic district History of the National Register of Historic Places Keeper of the Register National Park Service Property types
Lists by state	List of U.S. National Historic Landmarks by state: Alabama Alaska Arizona Arkansas California Colorado Connecticut Delaware Florida Georgia Hawaii Idaho Illinois Indiana Iowa Kansas Kentucky Louisiana Maine Maryland Massachusetts Michigan Minnesota Mississippi Missouri Montana Nebraska Nevada New Hampshire New Jersey New Mexico New York North Carolina North Dakota Ohio Oklahoma Oregon Pennsylvania Rhode Island South Carolina South Dakota Tennessee Texas Utah Vermont Virginia Washington West Virginia Wisconsin Wyoming
Lists by insular areas	American Samoa Guam Minor Outlying Islands Northern Mariana Islands Puerto Rico Virgin Islands
Lists by associated state	Federated States of Micronesia Marshall Islands Palau
Other areas	District of Columbia American Legation, Morocco
Related	National Historic Preservation Act Historic Preservation Fund List of jails and prisons on the National Register of Historic Places University and college buildings listed on the National Register of Historic Places
National Register of Historic Places portal Category