Файл: Курс лекций для студентов электроэнергетиков Направление подготовки 140400 Электроэнергетика.doc

В 1878 году им основано общество «Электрического света» в Нью-Йорке. В 1882 году Эдисон представил первые электростанции постоянного тока в Лондоне (Холборн-виадук) и в Нью-Йорке (Пирл-стрит). Годом позже первая электростанция постоянного тока в Санкт-Петербурге дала свет 32 фонарям на Невском проспекте.

Первая гидростанция в России была пущена только в 1895 году в Санкт-Петербурге на реке Большая Охта. Первая же гидравлическая электростанция в мире была построена в1879 году в Сент-Морице (Швейцария), ее мощность составляла 7 кВт [8].

Первые электростанции постоянного и однофазного переменного токов имели либо очень малый радиус электроснабжения (станции постоянного тока), либо ограниченный круг потребителей (станции однофазного переменного тока). Удовлетворительно решить комплексную проблему электроснабжения позволили только трехфазные электростанции. Создание трехфазной системы явилось важнейшим этапом в развитии техники.

Существенная роль в развитии трехфазной системы принадлежит нашему соотечественнику Михаилу Осиповичу Доливо-Добровольскому [8]. Весной 1889 года М.О. Доливо-Добровольским был построен первый трехфазный асинхронный двигатель мощностью около 100 Вт. Этот двигатель питался током от трехфазного одноякорного преобразователя и при испытаниях показал вполне удовлетворительные результаты. Вслед за первым одноякорным преобразователем был создан второй, более мощный, а затем началось изготовление трехфазных синхронных генераторов. Уже в первых генераторах применялись два основных способа соединения обмоток: в звезду и треугольник. В дальнейшем М.О. Доливо-Добровольскому удалось улучшить использование статора с помощью широко применяемого в настоящее время метода, заключающегося в том, что обмотку делают разрезной и противолежащие катушки соединяют встречно. В этом же году М.О. Доливо-Добровольский изобрел трехфазный трансформатор [8].

Первые в мире эксплуатировавшиеся трехфазная электростанция и передача в г. Лауфене также были созданы при участии М.О. Доливо-Добровольского. Эти установки были пущены в эксплуатацию в начале 1892 г. На Лауфенской гидростанции были установлены два одинаковых трехфазных синхронных генератора напряжение (фазное) при помощи трансформаторов повышалось с 50 до 5000 В.

Первая трехфазная установка в Америке была сооружена в конце 1893 г. в Калифорнии. Гидроэлектростанция располагала двумя генераторами мощностью по 250 кВт. От электростанции были проведены две линии генераторного напряжения (2500 В). Первая из них длиной 12 км поставляла энергию для осветительных целей, а вторая длиной 7,5 км предназначалась для питания трехфазного асинхронного двигателя мощностью 150 кВт.

---

Темпы внедрения трехфазной системы в Америке вначале были заметно ниже, чем в Европе [18]. Это объясняется тем, что в Америке одна из крупнейших фирм — компания «Вестингауз» — настойчиво пыталась развернуть работы по сооружению электростанций и электрических сетей по системе Никола Тесла. Указанные трудности в развитии электрификации на базе трехфазных систем приходилось испытывать также в связи с тем, что уже раньше в городах были построены станции постоянного или однофазного токов, а иногда и двухфазные. Владельцы и акционеры этих станций и электрических сетей всячески препятствовали внедрению трехфазной системы. Некоторым выходом явилось сочетание трехфазной электропередачи с распределением энергии на постоянном токе.

В течение почти двух десятилетий, начиная с 1891 г., были сделаны попытки «помирить» технику трехфазных систем с другими системами. В эти годы существовали электростанции, на которых одновременно работали генераторы постоянного, переменного однофазного тока, двухфазные и трехфазные или любая их комбинация. Напряжения и частоты были различными, потребители питались по раздельным линиям. Попытки «спасти» устаревающие системы, а вместе с ними и освоенное заводами электрооборудование, приводили к созданию, комбинированных систем. Такими, в частности, являлись, так называемые моноциклические и полициклические системы переменного тока, а также комбинированная система постоянного и переменного токов.

Однако судьба комбинированных систем, равно как и систем электроснабжения постоянным и однофазным переменным токами была предрешена, и уже с 1901-1905 г.г. в основном сооружаются трехфазные электростанции. Главной причиной успехов новой системы был быстрый рост промышленного потребления электроэнергии, тогда как построенные ранее станции удовлетворяли, главным образом, нужды населения. Поэтому первые трехфазные электростанции представляли собой чаще всего станции фабрично-заводского типа.

На рубеже XIX и XX в.в. были уже достаточно выяснены преимущества и возможности трехфазной техники. Развитие городских сетей делало экономически нецелесообразным существование в одном городе многих мелких станций, и они закрывались одна за другой. Электрические станции становились крупными промышленными предприятиями по выработке электроэнергии; сети разных станций объединялись, создавались первые энергетические системы.

---

Решение проблемы передачи электроэнергии на расстояние, разработка промышленных типов трансформатора и асинхронного двигателя создали предпосылки для широкого развития электрификации. С этого времени начинается четвертый этап в развитии электротехники, продолжающийся до настоящего времени [18].

---

2.2. Этапы развития электроэнергетики СССР и России

2.2.1. Энергетика России в дореволюционный период
По темпам роста промышленность царс­кой России в 1885-1913 г.г. опережала наиболее развитые страны своего времени: среднегодовые темпы роста промышленности составили в России – 5,7 %, США – 5,2 %, Германии – 4,5 % и Великобритании – 2,1 % [19].

Накануне первой мировой войны в России действовали 255 металлургических за­водов, 568 угольных, 170 нефтедобывающих и 54 нефтеперерабатывающих предприятия, 1800 различных по производительности крупных металлообрабатывающих заводов.

Первой в России электропередачей значительной протяженности была уста­новка на Павловском прииске Ленского золотопромышленного района в Иркутской области. Электростанция была построена в 1896 г. на реке Ныгри. Здесь были установлены трехфазный генератор с параметрами 98 кВт, 600 об/мин, 140 В и трансформатор соответствующей мощности, повышавший напряжение до 10 кВ. Электроэнергия передавалась на прииск, удаленный от станции на 21 км. На прииске для привода водоотливных устройств использовались трехфазные асинхронные двигатели мощностью 6,5-25 л. с. (напряжение 260 В). Так постепенно расширялось в России строительство трехфазных электростанций. С 1897 г. началась электрификация крупных городов (Москва, Петербург, Самара, Киев, Рига, Харьков и др.)[20].

В первые годы развития электроэнергетики России все электростанции работали раздельно. Даже электростанции, расположенные в крупных городах - Петербурге, Москве, работали на собственные, несвязанные между собой, электрические сети, нередко выполненные на различные системы тока – постоянный, однофазный переменный, трехфазный переменный, при различных частотах (20; 40; 42,5; 50 Гц) и различных напряжениях. В 1911 году установленная мощность электростанции России была в 7 раз меньше чем в Германии, в 12 раз меньше чем в Германии и в 40 раз меньше, чем в США.

В 1912 году в 70 км от Москвы на торфяных болотах было начато строительство первой районной электростанции «Электропередача»; была так­же построена линия электропередачи напряжением 70 кВ длиной около 70 км до Измайловской подстанции.

К 1913 году общая мощность электростанций составляла 1098 тыс. кВт, производство электроэнергии - около 2 млрд. кВтч, что составляло около 5 % мирового производства. В этот период в нашей стране работало 222 электростанции, из которых 24 ГЭС, общей установленной мощностью 16 МВт. 80 % электростанции функционировали при промышленных предприятиях [19].

---

Значительное количество электростанций принадлежало представителям иностранного капитала, в частности энергетика Донбасса контролировалось французскими компаниями, Бакинский промышленный район находился под контролем А. Нобеля.

В канун первой мировой войны Россия по объему производства занимала 5-е место в мире и 4-е место в Европе, а по производству электроэнергии соответственно 8-е и 6-е места. Несмотря на быстрый рост промышленности, Россия по уровню экономического развития резко отставала от других крупнейших стран. Национальный доход на душу населения в Российской Империи в начале XX в. был в 5,5 раз меньше, чем в США, в 4,3 раз меньше, чем в Великобритании, в 3,7 раз меньше, чем во Франции и в 2,9 раза меньше, чем в Германии. Практически половина потребностей страны в продукции электротехнической промышленности и значительная часть потребности в машиностроительной продукции покрывалась в 1913 г. за счет импорта.

Первая мировая война, последующая гражданская война и международная интервенция нанесли народному хозяйству страны огромный ущерб. В 1920 г. объем промышленной продукции сократился в 7 раз и составил всего 13,8 % от уровня 1913 г. Выплавка чугуна составляла 3 % довоенного производства, стали – 5 %, добыча угля – 30 %, нефти около 42 %; грузооборот железных дорог составил 17 % от предвоенного. Производство электроэнергии в 1921 г. составило 500 млн. кВтч.
2.2.2. План ГОЭЛРО и развитие энергетики СССР

в довоенные годы
Правительство Российской Республики в первые годы своей деятельности неоднократно обращалось к проблеме развития электроэнергетики [16]. В апреле 1918 г. в «Наброске плана научно-технических работ» В.И. Ленин предлагает дать поручение Академии наук «образовать ряд комиссий из специалистов для возможно более быстрого составления плана реорганизации про­мышленности и экономического подъема России». В этом наброске определяются основные задачи плана:

«...рациональное размещение промышленности в России...слияние и сосредоточение производства в немногих крупнейших предприятиях...

наибольшее обеспечение возможности самостоятельно снабдить себя всеми главнейшими видами сырья...обращение особого внимания на электрификацию промышленности и транспорта и применение электричества к земледелию. Использование непервоклассных сортов топлива (торф, уголь худших сортов) для получения электрической энергии с наименьшими затратами на добычу и перевоз горючего. Водные силы и ветряные двигатели вообще и в применении к земледелию

---