交流電網的誕生地

FPGA技術江湖 2022-03-29 09:10

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福爾松發電廠開啟了遠距離輸電的先河。

在19世紀初，電力配送還只是一項短程業務，都由附近的直流發電機供電。這種情況在1895年發生了變化。在當年的7月13日，美國加州的福爾松發電廠成為首個通過遠距離輸電線路輸送高壓交流電的發電廠。它使用新發明的交流發電機和水電技術，通過一條長35千米的配電線路將電力輸送到了薩克拉門托市。

這家發電廠發出了三相60赫茲交流電（也是美國目前的標準電力），為薩克拉門托市的Buffalo Brewing等企業、加州議會大廈以及該市的有軌電車供電。

2021年的7月13日是取得這項成就的第126周年紀念日。為表紀念，當天IEEE將福爾松發電廠認定為IEEE里程碑。這項提名由IEEE薩克拉門托山谷分部發起。

里程碑計劃由IEEE歷史中心管理并由捐贈者們資助，旨在表彰全球范圍內杰出的技術發展成就。

進入行業

在徒步參觀福爾松市以及這座電廠（現已成為州立歷史公園）的過程中，我們了解到霍雷肖?蓋茨?利弗莫爾（Horatio Gates Livermore）在淘金熱時期為追求財富，于1850年從緬因州搬到了加州。但在經歷了12年的淘金生涯后，利弗莫爾轉而對開辦伐木公司和鋸木廠更有興趣。他力圖借助長48千米的美國河，以水力帶動水車，為福爾松地區的鋸木廠及其他工業廠房提供電力。這條河從內華達山脈流至薩克拉門托市中心，并在這里與薩克拉門托河相接。

1862年，他與兒子霍雷肖?帕特南（Horatio Putnam）和查爾斯?愛德華（Charles Edward）買下了位于薩克拉門托市的Natoma Water and Mining公司，以期將這一夢想變成現實。從該發電廠的網站上可以了解到，當時這家公司擁有密布如網的水壩、溝渠和水庫，為美國河周邊的眾多金礦供水。

19世紀60年代中期，該公司開始在福爾松鎮建造一座大壩，以便截留河水形成一個小湖，用于存放在較高的丘陵地帶砍伐的原木，待原木積攢到一定數量后再將它們沿河順流而下送往鋸木廠。

但該公司當時面臨諸多難題，包括如何找到廉價的勞動力（這一難題導致施工延誤多年）。利弗莫爾于1892年去世后，他的兒子們通過雇用圣昆汀監獄的監犯作為勞動力，才得以完成這個項目。

兩兄弟看到的商機不只是為鋸木廠發電。他們決心借助水電這一新技術，為薩克拉門托市供電。而福爾松與薩克拉門托相距37千米。

讓那里用上電

雖然兩兄弟并不是全球首座發電廠的建造者，但他們所建造的這座發電廠卻是當時規模最大而且率先使用交流發電機的發電廠。

福爾松發電廠的主體建筑包括4臺750千瓦發電機，每臺發電機高2.6米、重25噸以上。這些發電機由位于紐約州斯克內克塔迪市的通用電氣公司生產，據《電學期刊》1895年發布的一篇報告記載，它們是“迄今為止建造的最大三相發電機”。1893年完工了一條長2896米、與美國河平行的運河，由這條運河通過約翰?B.麥考密克（John B. McCormick）發明的4個雙渦輪機為這些發電機提供水力。每一對發電機當時可發1260馬力的電力。河水流經4個長2.4米的引水管道后驅動這些渦輪機運轉。引水管道就是用來調節水流量的通道，配有閘門，可通過合上閘門來關掉水流。