|
 |
Ansicht der Zentrale
|
Das Elektrizitätswerk.
Die Vergebung des Elektrizitätswerkes wurde in der
Stadtverordneten-Sitzung vom 23. Mai 1902 beschlossen. Mit den
Arbeiten wurde Ende Juli 1902 begonnen und dieselbe Ende Dezember
1902 beendet, sodaß am 1. Januar 1903 Strom abgegeben werden
konnte.
Für den Betrieb des Elektrizitätswerkes stehen, wie
bereits vorstehend ausgeführt, zwei Turbinen zur Verfügung,
von denen die eine durch das Wupper-, die andere durch das
Talsperrenwasser angetrieben wird. Erstere ist eine
Doppelfranzisturbine mit senkrechter Welle. Sie ist für einen
Wasserverbrauch von 7100 Liter pro Secunde bei 5 m Gefälle
berechnet und ergibt damit bei 100 Umdrehungen pro Minute eine
effektive Leistung von 355 Pferdestärken an ihrer Welle
gemessen, was einen Nutzeffekt von 75 % entspricht. Bei 3,5m
Gefälle verbraucht die Turbine 6000 Liter Wasser bei einer
Leistung von 200 Pferdestärken oder 71,5 % Nutzeffekt.
Mittels einer zweiteiligen Schalenkupplung ist die Turbine mit der
zugehörigen Dynamomaschine gekoppelt.
Die für das
Talsperrenwasser bestimmte Hochdruckturbine ist eine Franzisturbine mit
waagerechter Welle. Sie ist in einem geschlossenen Gehäuse
eingebaut und für einen Wasserverbrauch von 600 Liter pro
Sekunde bei 50 m Gefälle berechnet. Hierbei beträgt ihre
Leistung bei 750 Umdrehungen pro Minute 300 effektive
Pferdestärken {, an ihrer Welle
gemessen, was einen Nutzeffekt von 75 % entspricht.}.
Die mit der Niederdruckturbine direkt
gekoppelte Drehstrommaschine leistet bei 100 Umdrehungen per
Minute und 5300 Volt Spannung, 240 Kilowatt, entsprechend einem
Gleichwert von rund 4400 Glühlampen von 16 Normalkerzen,
während die mit der Hochdruckturbine mittels einer
elastischen Bandkupplung betriebenen Drehstrommaschine bei 750
Umdrehungen per Minute 205 Kilowatt, entsprechend einem Gleichwert
ein rund 3700 Glühlampen, erzeugt.
|
 |
Wupperturbine mit Dynamo
|
Der Regulierung der
Turbinen erfolgt durch vorzüglich wirkende hydraulische
Geschwindigkeits-Regulatoren, die einen raschen Eingriff in die
Beaufschlagung ermöglichen. Sie sind so einstellbar, daß
die Unterschiede in den Umdrehungen der Maschinen bei 25 %
Kraftschwankungen nicht mehr als 2 % betragen, sodaß ein von
allen Zuckungen freies, tadellos brennendes Licht, gewährleistet
wird. Da es sich gezeigt hat, daß durch die beiden
vorhandenen Niederdruckturbinen das zur Verfügung stehende
Wupperwasser bei weitem nicht vollständig ausgenutzt werden
kann, ist zum vollständigen Ausbau der Triebwerksanlage der
Einbau einer dritten Niederdruckturbine in die noch freie
Wasserkammer mit einer bedeutend größeren Leistung als
der bereits aufgestellten geplant.
Der für die Erregung der
Drehstrommaschinen benötigten Magnetisierungsstrom wird durch
zwei Gleichstrommaschinen geliefert, welche bei 1000 Umdrehungen
pro Minute 16 Kilowatt leisten. Sie sind mittels elastischer
Bandkupplung mit je einem Drehstrommotor gekuppelt, der bei 220
Volt Spannung 24 eff. P.S. leistet. Die Größe dieser
Umformer ist so bemessen, daß selbst wenn eine Maschine
defekt werden sollte, der benötigte Magnetisierungsstrom für
zwei vollbelastete Drehstrommaschinen von der anderen übernommen
werden kann. Die Herabtransformierung des in der Zentrale erzeugten
Drehstromes von 5300 Volt auf obige Gebrauchsspannung von 220 Volt
wird durch 2 auf der Schalttafelgallerie aufgestellten
Oeltransformatoren bewirkt. Da es von wesentlicher Bedeutung ist,
daß die Beleuchtung des Maschinenhauses auch dann
funktioniert, wenn durch eine Störung an den gerade in
Betrieb befindlichen Drehstrommaschinen oder an den sie treibenden
Turbinen oder an den zugehörigen Erregermaschinen eine
vorübergehende Störung eintritt, so ist in der neben der
Hochdruckturbine gelegenen freien, unbenutzten Wasserkammer eine
Akkumulatorenbatterie von 60 Zellen mit einer garantierten
Kapazität von 165 Ampere-Stunden bei dreistündiger
Entladung aufgestellt, d.h. die Batterie ist imstande 110
Glühlampen bezw. deren Gleichwert 3 Stunden lang mit Strom zu
versorgen. { Um einer späteren
Erweiterung Rechnung zu tragen, sind die Kästen so groß
gewählt worden, dass noch eine gleich große Anzahl von
Platten eingebaut werden kann, so dass die Kapazität der
Batterie auf das Doppelte gesteigert wird. Zum Laden der
Batterie kann die Spannung der Gleichstrommaschinen von 110
auf 160 Volt erhöht werden. Die Beleuchtung der Zentrale
selbst und der Maschinenmeisterwohnung erfolgt mit
Gleichstrom durch 6 Bogenlampen und ungefähr 50 Glühlampen.
Sämtliche Verbindungsleitungen zwischen
den Maschinen und der Schalttafel bestehen aus
eisenbandarmierten, konzentrischen, Bleikabeln, welche an
der Decke der Wasserkammer verlegt sind.
}
Die Hauptschalttafel ist auf einer erhöhten
Gallerie aufgestellt, sie besteht ausschließlich aus Eisen
und Marmor und ist in 9 Felder eingeteilt, von denen 2 für
die beiden Drehstrommaschinen, 2 für die Erweiterung, 2 für
die Umformer, 2 für die nach der Stadt führenden
Hauptspeisekabel und 1 für die Akkumulatorenbatterie bestimmt
sind. {Jedes Feld bildet für sich
einen getrennten Teil der Schalttafel; es besteht aus 2
mittels eines breiten Ganges von einander getrennten
Eisengerüsten. Das hintere dient zur Aufnahme der
Hochspannungsölausschalter, der Hochspannungssicherungen und
der für die Messinstrumente erforderlichen
Messtransformatoren und Stromwandler, sowie sämtlicher
Hochspannung führenden Leitungen und Sammelschienen, wogegen
das vordere Gerüst vollständig von Hochspannung frei ist und
lediglich zur Befestigung der Marmortafeln und zur Aufnahme
der Bedienungsmechanismen für die Ausschalter dient.
|
 |
Hauptschalttafel
|
Auf der Vorderseite der Marmortafeln sind die
Messinstrumente aufmontiert, ausserdem befinden sich auch
hier Handhebel und Handräder zur Bedienung der im hinteren
Eisengerüst untergebrachten Oelausschalter und Regulierwiderstände.
Jedes Feld kann mittels sogenannter Trennschalter, die in
die Sammelschienen eingebaut sind, zwecks etwaiger
Reparatur, stromlos gemacht werden. Die Schienen sind als
Ringleitung angeordnet, so dass, falls ein zwischenliegendes
Feld ausgeschaltet ist, die übrigen trotzdem von einer Seite
Strom erhalten.
}
Die von den beiden Drehstrommaschinen erzeugte elektrische
Energie wird durch 2 Zähler gemessen und alsdann dem
Stadtgebiet {durch die unterirdisch
verlegte, 6 km lange Fernleitung} zugeführt.
{Damit der Schalttafelwärter stets die im Netz vorhandene
Isolation gegen Erde genau und zwar in Ohm feststellen kann,
ist auf der Schalttafel noch ein Isolationsmessapparat
angebracht, wodurch derselbe in der Lage ist, eine
rechtzeitige Kontrolle vorzunehmen, die sich insbesondere
auf Feststellung von Feuchtigkeitsniederschlägen an
Isolatoren oder in Transformatorenstationen bezieht, so dass
zur rechten Zeit die Reinigung solcher Teile vorgenommen
werden kann.
}
Obwohl eine oberirdisch geführte
Speiseleitung bedeutend weniger Kosten verursacht haben würde,
wurde doch von einer solchen abgesehen, da erfahrungsgemäß
oberirdische Leitungen durch Blitzschläge und durch Stürme
außerordentlich gefährdet sind. Da außerdem die
Ueberführungsstelle der Luft- in die Kabelleitung stets
einen wunden Punkt der Anlage darstellt, indem von
Blitzentladungen, die hier oder in der Nähe die oberirdischen
Leitungen treffen, trotz Ausrüstung des Ueberführungsmastes
mit den vollkommensten Schutzvorrichtungen kleine Teile auch in
die Kabel gelangen, die sie vermöge ihrer hohen Spannung
durchschlagen, so wurde im Interesse der Betriebssicherheit die
ganze Fernleitung unterirdisch verlegt und zwar in 2 parallelen,
von einander vollständig getrennten und unabhängigen
Strängen von je 3 * 25 qmm Querschnitt. Dieselben liegen in der
rechten Dammböschung des Oberwassergrabens, laufen alsdann
über die über denselben führende Brücke, wo
sie in Zoreseisen gebettet sind und überschreiten alsdann
oberhalb der Wupperinsel den Fluß, um über den steilen
Berghang hinauf immer der Rohrtrace folgend, die Burger Landstraße
oberhalb der Gastwirtschaft von Sahler zu erreichen. Von hier aus
führen sie auf dem gradesten Wege über die Krahenhöhe,
Schützen-, Kaiser, Ufergarten-, und Hochstraße zu dem
in dem Keller der Markthalle am Neumarkt befindlichen
Hauptspeisepunkt.
{
Sämtliche Leitungen bestehen aus eisenbandbewehrtem,
dreifach verseilten, Kabeln für 6000 Volt Betriebsspannung
mit imprägnierter Faserpapierisolation, doppeltem
Bleimantel, Compoundjutelage, Bewehrung aus 2 Lagen
Bandeisen und einer Compoundjutehüle. Sie sind in etwa 50
cm breite und 70 cm tiefe Graben verlegt, mit einer 10 cm
hohen Sandschicht bedeckt und mit hartgebrannten
Ziegelsteinen abgedeckt worden. An Strassenkreuzungen und
bei Kreuzungen mit anderen Leitungen sind gusseiserne Rohre
zum Schutz der Kabel in Verwendung gekommen.
Im Wupperbette sind die Kabel in einer Rinne von 70 cm
Tiefer verlegt und mit Rasenschollen bedeckt worden, die mit
Säcken beschwert wurden, in denen sich eine Mischung von
Kies und Zement befand. Darüber wurden zum Schutze gegen die
Strömung bezw. mechanische Angriffe große Steine gewältzt.
Da durch eine eingehende Untersuchung des Wupperwassers
bezw. Schlammes Spuren von Ammoniak, Chlor, Salpeter- und
Schwefelsäure gefunden wurden, so erhielten die durch den
Fluss verlegten Kabel, einen zinnhaltigen Bleimantel, desgl.
wurde die Bewehrung aus verzinktem, anstatt gewöhnlichen
Eisendrähten, hergestellt. Die auf dem Berghange verlegten
Kabel erhielten wegen der Steilheit desselben, um die gegen
etwa auftretende Zug-Beanspruchungen und gegen Knickungen zu
schützen, eine versteifte Bewehrung durch 2 Lagen
Eisendrähte anstatt der gewöhnlichen Eisenbandarmatur.
Direkt neben der Fernleitung ist ein 3adriges Prüfdrahtkabel
von 3 * 1 qmm Querschnitt verlegt worden, welches dem
Maschinenpersonal ermöglicht, die im Konsumgebiet
herrschende Gebrauchsspannung jederzeit ablesen und
dementsprechend regulieren zu können. Ein in das
Prüfdrahtkabel eingebauter Hebelumschalter gestattet
weiterhin eine jederzeitige telefonische Verbindung zwischen
der Zentrale und dem Hauptspeisepunkt. Ebenso steht das
Verwaltungsgebäude der städtischen Gas-, Wasser- und
Elektrizitätswerke in der Gasstraße und der Wasserturm auf
der Krahenhöhe mit der Maschinenstation in Glüder in
telefonischer Verbindung.}
Von dem Hauptspeisepunkt aus verzweigt sich das
Hochspannungsverteilungsnetz, das aus einer in sich
zurücklaufenden Ringleitung von drei Maschen besteht, aus
welchem jede an dasselbe angeschlossene Transformatorenstation von
zwei Seiten aus eingespeist wird, so daß auch hier die
denkbar größte Betriebssicherheit herrscht. An das
Hochspannungsnetz, welches einen Querschnitt von 3*16 qmm besitzt,
sind die nachstehenden 13 Transformatorenstationen angeschlossen,
Markthalle, Ortskrankenkasse, städtische Badeanstalt, höhere
Töchterschule, Gasanstalt, Schützenburg, Kriegerdenkmal,
Rheinstraße, Dorperstraße, Klingenstrasse, Evangelische Kirche, Entenpfuhl und
Bezirkskommando. Von diesen sind, die ersten fünf in
städtischen Gebäuden untergebracht, während die
übrigen als unterirdische Straßenschächte
ausgeführt wurden. Letztere haben den Vorzug, daß man
die Aufstellungspunkte der Transformatoren so wählen kann,
wie es für den Gebrauch am geeignetsten ist, während man
bei Transformatorensäulen die Straßenverhältnisse
in Betracht ziehen muß. Die Stationen sind sämtlich so
reichlich bemessen, daß mindestens zwei Transformatoren des
größten, jetzt und später zu verwendenden Modells
aufgestellt, vier Hoch- und zehn Niederspannungskabel eingeführt
werden können. { Das
Eingangsloch, welches grösstenteils im Bürgersteig liegt,
ist mit einer gusseisernen Platte und Gummidichtung
wasserdicht verschliessbar. Der Eingangsschacht ist durch
eine eiserne Tür von dem übrigen Teil des Schachtes
getrennt, welch letzterer als Schaltraum ausgebildet ist,
und unter dem sich der Raum zur Aufnahme der
Transformationen befindet. Der Schaltraum selbst erhält in
der üblichen Weise getrennte Verteilungstafeln für Hoch- und
Niederspannung, sowie 2 Glühlampen zur Beleuchtung. Auf
vollkommenen Wasserschutz, gute Ventilation und vorzügliche
Abdichtung der Enden der eingeführten Kabel ist grosse
Sorgfalt verwendet worden. In den Strassenschächten sind
ferner wegen des beschränkten Raumes für die
Hochspannungsseite verschiedene Holztüren vorgesehen, durch
welche verhindert wird, dass das Bedienungspersonal, wenn es
an der Niederspannungsseite arbeitet, zu nahe an das
Hochspannungsgerüst kommt, wodurch selbstredend die Gefahr
für dasselbe bedeutend vermindert wird. Die Transformatoren
selbst sind Oeltransformatoren d.h. sie sind in gusseisernen
Kästen eingebaut, welche mit Oel gefüllt sind, wodurch
sowohl eine vorzügliche Isolation und Kühlung erreicht wird,
als auch den Transformator gegen Eindringen von Feuchtigkeit
geschützt ist. Ein Hauptvorteil der Oeltransformatoren
besteht fernen darin, dass die Isolation auf die Dauer eine
viel bessere bleibt, da der Luftzutritt vollständig
abgesperrt ist. wodurch die Isolation schmiegsamer bleibt,
und derart die Haltbarkeit des ganzen Apparates erheblich
gesteigert wird. } Die Transformatoren haben den Zweck, den
hochgespannten Drehstrom von 5300 Volt aus dem
Hochspannungsverteilungsnetze aufzunehmen und ihn auf die
Gebrauchsspannung von 220 Volt herunterzutransformieren, um
denselben alsdann dem Niederspannungsverteilungsnetze und somit
dem Stromverbraucher zuzuführen. Sämtliche 26
Transformatoren besitzen eine Kapazität von je 20 Kilowatt,
was eine Gesamtkapazität von 520 Kilowatt ausmacht,
entsprechend einem Anschluß von rund 10.000 Glühlampen
a 16 Normalkerzen bezw. deren Gleichwert am Bogenlampen und
Motoren. Das an die Niederspannungsseite der Transformatoren
angeschlossene Niederspannungsnetz besteht aus zwei vollkommen
getrennten, von einander unabhängigen Netzen, das eine für
Licht-, das andere für Kraftzwecke von je 3*35 qmm
Querschnitt. Es sind demnach nur die gesamte Maschinenanlage, die
Fernleitung, das Hochspannungsverteilungsnetz und die
Transformatorenstationen für beide Zwecke gemeinsam.
Diese
Anordnung der für Licht- und Kraftzwecke getrennten
Transformatoren und Sekundärnetze mußte trotz der
erheblich größeren Kosten wegen des außerordentlich
großen Betrages der Motorenanschlüsse getroffen werden,
da andernfalls der Anschluß der vielen, kleinen Motore,
deren ständige Belastungsänderungen und
Phasenverschiebungen am den gemeinsamen Transformatoren bezw. im
gemeinschaftlichen Niederspannungsverteilungsnetze große
Spannungsschwankungen und somit unruhigs Brennen der Lampen
hervorgerufen haben würde. Jedes der beiden Sekundärnetze
ist für einen Anschluß von 5000 gleichzeitig brennenden
Glühlampen von 16 Normalkerzen bezw. deren Stromgleichwert
berechnet. Die beiden Werte entsprechen einem Installationswert
von 20.000 Glühlampen. Auch bei der Anordnung des
Sekundärnetzes ist die größte Rücksicht auf
Betriebssicherheit genommen worden. Jede Kabelstrecke ist mit
mindestens zwei Transformatorenstationen verbunden, sodaß,
falls eine defekt werden sollte, es doch möglich ist, den
Abnehmern Strom zuzuführen.{
Gegen den Uebertritt von Hochspannung bei Beschädigung von
Transformatoren sind die Niederspannungsnetze dadurch
geschützt, dass die neutralen Punkte der in Sternschaltung
ausgeführten Niederspannungswickelungen der Transformatoren
Erdverbindung mit den städtischen Wasserleitungsrohren durch
Zwischenschaltung von dünnen Glimmerplättchen erhalten haben.
Da in den Strassen von Solingen ausser den Kabeln des
städtischen Werkes auch die des Bergischen
Elektrizitätzwerkes, welches innerhalb des Stadtgebietes
lediglich Strom zur Kraftzwecken abgeben darf, verlegt sind,
erhielten sämtliche Kabel Bleizeichen, auf denen ihre
Bestimmung, (ob für Kraft oder Licht) der Querschnitt und
die Art der Spannung vermerkt ist.
}
Das Werk gibt die elektrische
Energie in Form von dreiphasigem Wechselstrom von 50 Perioden pro
Sekunde und mit einer Spannung von 220 Volt zwischen je zwei
Leitungen ab. Diese Stromart mußte gewählt werden, da
die Entfernung zwischen Stadt und der Maschinenstation die
Anwendung von hoher Spannung gebot. Diese läßt sich als
Wechselstrom einfacher und sicherer erzeugen und für den
Gebrauch durch einfachere Vorrichtungen auf mäßigen
Betrag transformieren, als bei Gleichstrom. Von den verschiedenen
Arten des Wechselstromes ermöglicht aber der Drehstrom die
besten und billigsten Motore, sowie die billigste Leitung ohne den
gleichzeitigen Betrieb von Beleuchtung auszuschließen.
Sodann war die Anordnung dieser Stromart auch deswegen geboten,
weil das Bergische Elektrizitätswerk sie in Solingen
ebenfalls liefert.
Die für die verschiedenen Gebrauchszwecke abgegebene
elektrische Energie wird zu den nachstehend verzeichneten
Sätzen berechnet.
a.) Lichtstrom.
b.) Kraftstrom.
|
