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1878年，阿姆斯特朗在英國諾森伯蘭郡克拉格塞德鄉(xiāng)村別墅建成的6馬力水電裝置，雖然是家庭用的水電裝置，但有水輪機和發(fā)電機，發(fā)出的是直流電且有“用戶”，符合“水力發(fā)電站”定義的所有要素，所以有權威水電機構和知名網(wǎng)站稱之為“世界上第一座水電站”。但也有其他權威機構對此并不認可，特別是美國官方權威的能源、水電機構的網(wǎng)站認為世界第一座水電站在美國，即1881年美國紐約州尼亞加拉大瀑布建成的水電站，或1882年美國威斯康星州的阿普爾頓第一座愛迪生水電站。但各權威機構網(wǎng)站都認可“世界上第一座大型水電站”指的是1895年發(fā)電的美國尼亞加拉大瀑布亞當斯水電站。(英文對此始終用“Water power Project”而慎用“Water power Station”。)
圖為世界上第一座大型水電站——亞當斯電站1號和2號廠房和變壓器間，由尼亞加拉瀑布電力公司于1895年拍攝。圖片來源于美國紐約特斯拉(Tesla)社會博物館網(wǎng)站。
圖為世界上第一座大型水電站——亞當斯電站1號廠房內(nèi)的發(fā)電機組設備。
當年想要在尼亞加拉大瀑布建大型水電站，就像中國在上世紀三十年代想要在長江三峽建大電站一樣，面臨不能“一口吞下”如此豐富水電資源的問題。大瀑布水量大、落差大，當時的技術難題是能利用多大水頭、多少流量?如何選擇機組容量和輸電技術才能將電力送至更遠的城市?
1886年，紐約州工程師的托馬斯˙埃弗謝德提出了一份名為充分利用整個上尼亞加拉河(大瀑布上面)和下尼亞加拉河(大瀑布下面)的規(guī)劃，擬在大瀑布開發(fā)200000馬力。規(guī)劃在瀑布上面建設一系列的渠道為數(shù)以百計的磨粉廠提供動力，并開鑿巨大隧洞將水全部引到下游河道。但當時美國能制造的最大功率水輪機只有100馬力，且當時廣泛應用的直流輸電距離僅為3.2公里，還不足以送到離大瀑布40公里的紐約布法羅市(水牛城)。除此以外，投資也難以籌措。因此，許多世界著名的專家認為，開發(fā)大瀑布水力資源的目標還非常遙遠!
愛德華˙迪恩˙亞當斯，一位紐約的投資者成為了尼亞加拉電力公司的總裁。他認為當時現(xiàn)有的技術水平不能解決大瀑布的水電開發(fā)和遠距離外送問題。因此，尼亞加拉電力公司懸賞10萬美元獎金給能解決長距離輸電的發(fā)明者，當時竟無人響應。隨后，全世界的智庫都集中在英國倫敦討論這個問題。在應用直流輸電還是交流輸電問題上爭論尤為激烈。年長者贊成直流，而年青的天才贊成交流。最后湯普森 ˙愛迪生和威廉˙凱爾文決定選用交流輸電為標準。1856年出生的克羅地亞人尼古拉˙塔斯拉，適時創(chuàng)立了全世界認同的實用交流輸電系統(tǒng)，而美國的發(fā)明家和制造商喬治˙威斯汀豪斯將其變成現(xiàn)實。1883年，威斯汀豪斯在大瀑布創(chuàng)建了交流電照明系統(tǒng)。1893年5月6日，瀑布建筑公司最終決定在發(fā)電技術和輸電技術上采用交流電。
從1892-1894年的3年時間，尼亞加拉大瀑布電力公司在地下49米深處建設了長2042米、高6米、寬5米的馬蹄形隧洞，將尼亞加拉河河水引導到尼亞加拉瀑布電力公司的電站廠房，施工期間有28個工人死于事故。該工程共開挖了30萬噸石方，用了250萬英尺的木材作隧洞內(nèi)部支撐, 用了2000萬磚襯砌隧洞內(nèi)部。
愛德華˙迪恩˙亞當斯電廠1號廠房寬4.3米、高4.6米、長43米， 10臺機組全部裝完后長度擴至137米，利用水力達7.35萬千瓦(10萬匹馬力)。廠房內(nèi)裝有10臺西屋公司制造的發(fā)電機，額定電壓2000伏，單機容量3700千瓦(5000馬力)，兩側各布置5臺水輪發(fā)電機組，每臺機與單獨一臺升壓變壓器相連。
1882年，喬治˙福布斯受雇為技術顧問，他于1893年向公司建議應用雙相交流電水力發(fā)電系統(tǒng)。西屋電氣公司基于尼古拉˙塔斯拉和本杰明˙G ˙拉米的研究，制造額定功率5000馬力(3700千瓦)、25赫茲的發(fā)電機，而水輪機則在瑞士公司法埃策和皮卡德設計的基礎上，由美國費城的l.P莫里斯公司制造。
電站發(fā)出的電力有三種電壓，電壓為2000伏的電力為尼亞加拉大瀑布當?shù)貞?升壓至10000伏的電力則為尼亞加拉大瀑布附近地區(qū)供電;升壓至20000伏的電力則通過長距離送電為布法羅(水牛城)、洛克波特和托納旺達所用。
在《人與伏特》的236-237頁中介紹，除尼亞加拉瀑布當?shù)匾?000伏供電外，升壓外送電力達30000馬力。升壓到10000伏的變壓器由GE公司負責制造，送電到26英里外的布法羅后還要用降壓變壓器降壓到2000伏。其中，一部分電力直接用于當?shù)仉姛艄镜陌l(fā)電機;一部分以110伏分別給城市抽水系統(tǒng)和供電公共照明系統(tǒng)供電;一部分經(jīng)旋轉變流機變成直流500伏后給城市有軌電車供電。
書中還講述了一個有趣的故事。大電站使輸電距離變長，可否用愛迪生發(fā)明的電燈替代原來的煤氣燈照明呢?家庭主婦們認為電燈太貴，而男士們經(jīng)過仔細盤算，認為還是用電燈更劃得來!
而瀑布建筑公司利用比較充分的電力供應條件，引進用電大戶煉鋁廠、金鋼沙廠、機械制造廠等，帶動了變壓器、發(fā)電機、電動機等裝備的制造。
1895年，尼亞加拉瀑布電力公司把長距離輸電技術開發(fā)和實施的合同授予西屋公司，其中包括1250馬力變壓器的制造，及11000伏交流架空線路的施工。
1895年8月25日，1號電站開始發(fā)電。1896年11月15日，尼亞加拉大瀑布發(fā)出的電力傳輸至40公里外，與有25000人的大工業(yè)城市布法羅并網(wǎng)聯(lián)接。隨著這項大型發(fā)電、輸電工程的成功，許多企業(yè)都搬遷到水牛城發(fā)展。
Tesla社會博物館網(wǎng)站還指出，尼古拉˙塔斯拉和喬治˙威斯汀豪斯設計和建成了亞當斯電廠1號電站。當時就有人對此提出異議，認為這明顯有夸大宣傳之嫌。事實上，第一座世界上最大的交流發(fā)電廠集中了許多學術精英的智慧。該網(wǎng)站列出的杰出的工程師有托馬斯˙埃弗謝德;瀑布公司的喬治˙福布斯;西屋公司的本杰明˙G˙. 拉米、奧利弗˙薩倫博格、尼古拉˙特斯拉;通用電氣的威廉˙斯坦利、路易斯˙貝爾博士、查爾斯˙P˙斯坦梅茨。
1927年，以1號廠房為樣板建成了第二廠房。原先的發(fā)電機組一直運行到1961年，而后被新建的羅伯特˙摩斯 ˙尼亞加拉發(fā)電廠和路易斯頓抽水蓄能電站所替代。在作者編著的于2008年10月出版的《水電機組修復與現(xiàn)代化改造》書中還列有羅伯特˙摩斯電站的照片。
1975年,這座建筑被列入美國“國家歷史名錄”，1983年被授予美國“國家歷史地標建筑”稱號，1990年被IEEE(國際電力電子工程師協(xié)會)列為“IEEE里程碑工程”。“尼亞加拉瀑布國家遺產(chǎn)保護地區(qū)” 位于布法羅市布法羅大道南15街。
1895年，美國建成了裝設有10臺當時額定功率最大的發(fā)電機組(3700千瓦)、第一次采用高電壓交流發(fā)電機、第一次將最大電力負荷采用交流高壓輸電傳輸?shù)?0公里外的大城市，這些使亞當斯水電站成為當時毫無爭議的美國和世界最大的水電站。
而同年，李鴻章與伊藤博文簽訂《馬關條約》，將臺灣、澎湖列島割讓給日本。那時中國水電站為零千瓦。120年后的今天，中國不但建成了世界最大的水電站，而且成為水力發(fā)電大國。
