Jak fungovala největší elektrárna v Rakousko-Uhersku

Elektrárna města Vídně.
Celkový pohled.
Zdroj: archiv Bejvávalo.cz.

Elektrárna města Vidně

Hospodárnost pohonu moderních elektrických stanic, které dodávají energii pro různé účely velkoměsta, zakládá se, jak známo, hlavně na tom, že se pro pohon generatorů elektřiny užívají parní stroje čím dále tím vetší velikosti a dokonalejší konstrukce. Elektrické tyto stroje, které se dnes staví v rozměrech přímo obrovských, dodávají pak vedle ostatního umělého zřízení velkým elektrickým centralám svojí velikostí a stále novými a novými technickými vymoženostmi tolik zajímavosti, že návštěva a prohlídka těchto velkoměstských zařízení je pro odborníka i laika vždy poučná a cenná.

V nejnovější době dohotovilo i město Vídeň svoji elektrickou centralu, která po svém rozšíření na konečný rozměr bude daleko větší než elektrárna pražská. Podnikneme proto dnes s laskavým čtenářem malý výlet na břehy modrého Dunaje.

Elektrárna města Vídně.
Pohled do strojovny s 3000koňovými stroji.
Zdroj: archiv Bejvávalo.cz.

Při zřízení elektrárny v sídelním městě byly poměry odbírání proudu podobné jako v Praze. Jednalo se o to, aby centrala napájela jednak vedení pouličních drah, jednak aby sloužila pro elektrické světlo i na hnaní motorů. Rozřešení ohledně druhu elektrického proudu vyráběného v centrale dopadlo tedy jako jinde; generatory zařízeny na proud točivý o napjetí 5500 Volt, jenž se pak pro účely motorické (pohon tramwayí) transformuje v podružných stanicích na proud stejnosměrný o napjetí 500 Volt.

Důvody pro toto rozhodnutí netřeba šíře vykládati. Kdyby byla chtěla správa obce vyráběti přímo zmíněný stejnosměrný proud, bylo by nutno zařídit centraly nejméně dvě — neboť vedení takového proudu na příliš velikou vzdálenost je velmi nevýhodné — a vodicí kably by vypadly velice silné a drahé; proto se též elektrárny pro stejnosměrný proud nestaví dnes v zásadě jinak, než pro okruh působnosti o poloměru nejvýše 2 km.

Proud točivý o vysokém napjetí dovoluje pak s výhodou užití dlouhého přiváděcího vedení, následkem čehož mohla být vídenská centrala postavena až na obvodu města, u Dunajského kanalu kde je mimo nízkou cenu stavebních pozemků závažná též láce vodního dovozu uhlí a jiného materialu do stanice.

Na tomto staveništi vypínají se dva souměrně položené skupiny budov; jednu z nich tvoří centrala pro osvětlování, druhou pro pohon městských drah. Oddělení obou těch budov od sebe je prozatím jen co do zevnějšku, neboť stroje obou napájejí dnes totéž vedení.

Každá z obou skupin budov sestává se ze skladiště uhlí, kotelny a strojovny o délce 126 m a šířce 72 m. Dnes je dohotovena centrala pro pohon dráhy.

Na vývin elektrického proudu — jak již praveno točivého o napjetí 5500 Volt — slouží 8 generatorů, které jsou přímo spojeny s parními stroji výkonnosti po 3000 koních; dosud jich stojí na místě pět. Magnetová kola generatorů jsou zároveň setrvačníky parních strojů právě tak jako v centrale pražské, a mají průměr 7,5 m a váhu 43.000 kg.

Na obvodě kola sedí 64 magnetové póly ovinuté lesklými měděnými pásy. Isolace mezi jednotlivými pásy je papírová. Jelikož budicí proud má 220 Volt napjetí a každá ze 64 cívek po 84 vinutích, obnáší rozdíl napjetí mezi jednotlivými vinutími

200
---------- = asi 0,04 Volt
64 x 84

Generatory tyto konají 90 obrátek za minutu, a změna proudu zde tedy nastává

90 x 64
---------- = 90krát za vteřinu
60

výkonnost jich obnáší 2000 Kilowattů, při větším namáhání 2500 KW.

Stejnosměrný prvotní proud potřebný na vzbuzení magnetismu v magnetickém poli stroje se přivádí do něho skrze kartáčky od zvláštních pomocných generatorů na stejnosměrný proud, které jsou zatím tři. Tyto generatory jsou hnány pomocnými menšími motory na proud točivý (pro napjetí 5000 V) umístěnými na hlavním hřídeli stroje vedle generatorů hlavních, a jsou rovnoběžně zapjaty s batterií akkumulatorů.

Tyto akkumulatory jsou zde ovšem potřebné pro spuštění stroje proto, že stejnosměrná dynama nedávají žádný proud dokud nejsou v chodu stroje na proud točivý, a naopak zase tyto se nerozběhnou, dokud nedostanou popud od proudu stejnosměrného.

Akkumulatorové batterie dodávají tedy proud při uvádění strojů vchod, načež se opět mezi během strojů od nich nabíjejí.

Elektrárna města Vídně.
Podružná stanice transformační.
Zdroj: archiv Bejvávalo.cz.

Proud vycházející od generatorů, se vede na rozváděci desky, pomocí jichž se mohou spojiti vždy dva a dva libovolné stroje, nebo stroje vůbec v libovolných potřebných kombinacích. Veškeré přístoje potřebné pro měření a rozvádění proudu jsou umístěny v přehledném pořádku ve zvláštních prostorech pod strojovnou. Bližším jich popisem ovšem netřeba se nám zabývat, a poukazujem v tomto ohledu na článek v V. ročníku tohoto listu, jednající o souhlasném zařízení elektrárny pražské, kde o přístrojích obdobných pojednáno důkladněji.

Povšimnem si raději blíže kolossalních hnacích parních strojů, které jsou, jak praveno, všechny téže výkonnosti, jakou bude mít nový jeden největší parní stroj centraly pražské, totiž 3000 koní.

Parní stroje vídenské centraly jsou stroje o trojnásobné expansi páry, avšak se čtyřmi válci; největší válec (pro nejnižší tlak) je totiž rozdělen ve dva. Vždy dva a dva válce jsou za sebou na společné pístní tyči, a kliky obou polovin stroje stojí k sobě pod 90°.

Parní válce mají průměry 800, 1175 1425 a 1500 mm, zdvih strojů obnáší 1200 mm. Válce jsou opatřeny parním pláštěm a mají ventilový rozvod páry. Regulator soustavy Sulzerovy, jenž řídí rychlost otáčení se stroje, je tak přesný, že se při okamžitém odlehčení zrychlí běh stroje pouze o 4%.

Roztažení se kolossalního stroje teplem je dobře patrné a měří v celé délce 16 mm; umožněno je směrem od klik k válcům.

Jinak jsou hnací tyto stroje vyzbrojeny všemi pomocnými stroji a přístroji nutnými pro bezvadný a hospodárný chod podobných obrovských strojů. V podzemí má každý stroj dvě vývěvy a kondensatory, které zmenšují protitlak páry vycházející z posledního válce, a jsou opatřeny zvláštním malým parním strojkem, jenž při spouštění stroje natáčí jeho setrvačníkem, a když tento dosáhne určité rychlosti, sám se vypne a zastaví.

Elektrárna města Vídně.
Pohled do kotelny.
Zdroj: archiv Bejvávalo.cz.

Výkon jednoho stroje při 12 atmosférách tlaku páry a 90 obrátkách za minutu obnáší normalně 3400 koní, maximalně 4200 koní, Kondensační vody zpotřebují stroje ty asi po 5000 hl za hodinu.

Potřebná pára se vyvinuje ve vodotrubkových parních kotlech, jež vždy 4 náleží k jednomu stroji, a jsou ve skupinách po dvou postaveny ve dvou řadách ve prostorné kotelně. Pára, jež opouští kotly o tlaku 14 atm., odvádí se troubami průměru 200 mm, jež jsou isolovány thermalitem proti přílišnému vyzařování tepla.

Napájecí voda se čerpá z několika studní, jelikož nemohla být užita kalná voda z Dunajského kanalu, a filtruje a čistí se ve zvláštní veliké čisticí stanici vápněním, cezením a usazováním, načež prochází předehřívači (ohřívaných výfukovou parou, a ekonomisery (ohřívaných kouřovými plyny), aby s teplotou 100° C vstoupila do kotlů.

Doprava uhlí do elektrárny se prozatím děje z nedaleké železnice na vagonech; upravení projektovaných vodních cest umožní však levnou dopravu uhlí po Dunajském kanalu.

Centrala obsahuje v sobě též dosti velikou transformační stanici, neboť četné motory, jež ženou různá čerpadla a osvětlovací zařízení, se nemohou napájet vyrobeným proudem vysokého napjetí. Dva veliké transformatory na točivý proud, které dodávají proud motorový napjetí 300 Volt, jsou opatřeny chlazením olejem; dva menší transformatory dodávají 110 Voltový proud osvětlovací.

Obrátíme se nyní ke stanicím podružným (subcentralám) ve městě, jichž účelem, jak praveno, je transformovati 5000voltový vyrobený proud stejnosměrný. Dosud jich je zřízeno ve Vídni pět; všimněme si blíže největší z nich, mariahilfské, neboť zařízení ostatních je stejné až na počet užitých strojů.

Mimo transformaci proudu jednalo se ještě o to, aby bylo možno proud nahromadit do zásoby, akkumulovat, jelikož malá zpotřeba motorového proudu v noci a světelného proudu ve dne by měla za následek značné kolísání v zatížení generatorů.

Jsou tedy ve Všech podružných stanicích zařízeny akkumulatory. Transformaci obstarávají 4 až 10 transformatorů o normalní výkonnosti po 550 kilowattech. Stroje tyto jsou ovšem dvojité, a sestávají z motoru na proud točivý a generatoru na proud stejnoměrný, jež jsou na společné ose. Magnetová jejich kola mají 24 póly a konají 240 obrátek za minutu. Vinutí vnějších pevných magnetových polí dostávají 5000voltový primérní proud, a jenž v cívkách kotvy vzbudí proud sekundérní, stejnosměrný v napjetí 220 volt, jenž se odvádí do vedení osvětlovacího. Množství takto vyrobeného sekundérního proudu obnáší 87,5%, původního proudu dodaného.

Deset takovýchto strojů ve stanici mariahilfské představuje motorickou sílu asi 8000 koní.

Akkumulatorové batterie podružných stanic, jež mimo zásobárnami proudu jsou též zařízením pro vyrovnávání náhlých změn zpotřeby proudu, sestávají z akkumulatorů soustavy Tudor-ovy, jichž obsahují po 274 až 276 kusech; celkový jejich výkon repraesentuje práci jednoho a půl stroje ve strojovně (to jest asi 3800 KW), a plná zpotřeba proudu z akkumulatorů může trvat po 2—3 hodiny.

Na konec našeho stručného popisu budiž vzpomenuto, že elektrické zařízení vídeňské elektrárny dodaly rakouské závody Schuckertovy, stroje pak První brněnská strojírna.

Ze zkoušek pak, které s celým zařízením byly provedeny ohledně jeho výkonnosti, uvedu ještě tyto výsledky.

Při strojích na proud osvětlovací shledáno, že 1 m² výhřevné plochy kotlů odpařil za hodinu 16,08 kg páry (to jest 1 kg uhlí 7,73 kg páry), takže zpotřeba páry pro 1 indikovaného koně za hodinu obnášela 4,28 kg, (čili zpotřeba uhlí 0,6 kg). Stroj při tom měl výkonnost 3388 koní indikovaných, generator celkem 2086 kilowattů, takže zpotřeba uhlí na 1 KW za hodinu činila 0 962 kg.

Při strojích, jež dodávaly proud motorový, odpařil u kotlů 1 m² výhřevné plochy 168 kg páry (1 kg uhlí 7,53 kg páry). Stroj pracoval se 3320 HP ind. a zpotřeboval 4,55 kg páry čili 0,65 kg uhlí pro koně za hodinu. Generator měl výkonnost 2091 KW, a potřeba uhlí pro 1 KW za hodinu byla tedy 1,037 kg.

Při ceně uhlí (o 6750 kaloriích výhřevnosti) 18 K za 1000 kg shledáno tedy, že 1 kilowattová hodina ve vídenské centrale stojí 18 hal.