В 1874 г. русский военный инженер Ф. А. Пироцкий пришел к выводу об экономической целесообразности производства электрической энергии в тех местах, где. - презентация

1

2

3 В 1874 г. русский военный инженер Ф. А. Пироцкий пришел к выводу об экономической целесообразности производства электрической энергии в тех местах, где она может быть дешево получена благодаря наличию топлива или гидравлической энергии, и передачи ее по линии к более или менее отдаленному месту потребления. В том же году он приступил к опытам передачи энергии на артиллерийском полигоне Волкова поля (около Петербурга), использовав электрическую машину Грамма. Дальность передачи в опытах Пироцкого составляла сначала более 200 м, а затем была увеличена примерно до 1 км. Для уменьшения потерь в линии Пироцкий предлагал использовать в качестве проводников железнодорожные рельсы, сечение которых более чем в 600 раз превышало сечение обыкновенного телеграфного провода. Стремясь проверить свои выводы, он в конце 1875 г. произвел опыты передачи электроэнергии по рельсам бездействовавшей ветки Сестрорецкой железной дороги длиной около 3,4 км Оба рельса изолировались от земли, один из них служил прямым, второй обратным проводом. Электрический ток шел от небольшого генератора Грамма к электродвигателю, удаленному на расстояние около 1 км. Необходимо отметить, что Пироцкий был не единственным электротехником, ставшим на путь увеличения сечения проводов, Так, например, В. Сименс, посетив в 1876 г Ниагарский водопад, сумел правильно оценить энергетические возможности его использования, но утверждал, что для передачи энергии водопада на расстояние 50 км потребуется проводник диаметром 75 мм.

4 В марте 1880 г. в протоколах Парижской академии наук был опубликован доклад М. Депре «О коэффициенте полезного действия электрических двигателей и об измерении количества энергии в электрической цепи», в котором он математически доказывал, что к. п. д. установки, состоявшей из электродвигателя и линии передачи, не зависит от сопротивления самой линии. Такой вывод показался Депре парадоксальным, так как ему вначале не удалось установить, что увеличение сопротивления линии не влияет на эффективность электропередачи только при определенном условии, а именно при увеличении напряжения передачи. Эти условия впервые были указаны проф. Д. А. Лачиновым в статье «Электромеханическая работа», опубликованной в июне 1880 г. в первом номере журнала «Электричество». На основе математических выкладок Лачинов показал, что в электропередаче «полезное действие не зависит от расстояния» лишь при условии увеличения скорости вРащения генератора (т. е. при повышении напряжения линии, так как э. д. с., развиваемая генератором, пропорциональна скорости вращения).

5 Большая заслуга в практическом решении вопросов передачи энергии постоянным током на значительные расстояния принадлежит М. Депре. Исходя из ранее разработанных принципов, Депре в 1882 г. строит первую линию электропередачи Мисбах Мюнхен протяженностью 57 км. На одном конце опытной линии в Мисбахе была установлена паровая машина, приводившая в действие генератор постоянного тока мощностью 3 л. с., дававший ток напряжением 1,52 кв. Энергия передавалась по стальным телеграфным проводам диаметром 4,5 мм на территорию выставки в Мюнхене, где была установлена такая же машина, работавшая в режиме электродвигателя и приводившая в действие насос для искусственного водопада. Эта электропередача работала с перебоями (4 дня из 12} по причине разных неисправностей в сети; ее к. п. д. не превосходил 0,25. Хотя эгот первый опыт и не дал достаточно благоприятных технических результатов, его значение нельзя было недооценивать: электропередача Мисбах Мюнхен явилась отправным пунктом для дальнейших работ по развитию методов и средств передачи энергии на расстояние. В то время к вопросу электропередачи подходили чисто эмпирически: закономерности и соотношения параметров еще не были установлены; полагали, что максимальный к. п. д. не может превосходить 50%. В 1885 г. были произведены опыты в большем масштабе на расстоянии 56 км между Крейлем и Парижем. В качестве генераторов постоянного тока высокого напряжения были использованы специально построенные машины, дававшие напряжение до 6 кв. Вес такой машины был около 70 т, мощность около 50 л. с. В эти годы были осуществлены единичные установки передачи электроэнергии для промышленного использования. Так, например, в Швейцарии завод Эрликон осуществил электропередачу мощностью 50 л. с. на расстояние 7,4 км между Золотурном и Кригштедтеном с к. п. д. 0,75, а также некоторые другие электропередачи. Тем не менее попытки решить проблему электропередачи посредством постоянного тока, осуществленные в 80-х годах, следует считать неудачными. При этом важно подчеркнуть возникшее существенное противоречие.

6 Потребители электроэнергии имеются повсюду. Производится лее она в сравнительно немногих местах, близких к источникам топливо- и гидроресурсов. Электроэнергию не удается консервировать в больших масштабах. Она должна быть потреблена сразу же после получения. Поэтому возникает необходимость в передаче электроэнергии на большие расстояния. Передача электроэнергии связана с заметными потерями. Дело в том, что электрический ток нагревает провода линий электропередачи. Значительно снизить сопротивление линии электропередач практически весьма трудно. Поэтому приходится уменьшать силу тока. Поэтому на крупных электростанциях ставят повышающие трансформаторы. Трансформатор увеличивает напряжение в линии во столько же раз, во сколько уменьшает силу тока. Для непосредственного использования электроэнергии в двигателях электропривода станков, в осветительной сети и для других целей напряжение на концах линии нужно понизить. Это достигается с помощью понижающих трансформаторов. Обычно понижение напряжения и соответственно увеличение силы тока происходят в несколько этапов. На каждом этапе напряжение становится все меньше, а территория, охватываемая электрической сетью, - все шире.

7

8 При очень высоком напряжении между проводами начинается разряд, приводящий к потерям энергии. Допустимая амплитуда переменного напряжения должна быть такой, чтобы при заданной площади поперечного сечения провода потери энергии вследствие разряда были незначительными. Электрические станции ряда районов страны объединены высоковольтными линиями электропередачи, образуя общую электрическую сеть, к которой присоединены потребители. Такое объединение, называемое энергосис темой, дает возможность сгладить пиковые нагрузки потребления энергии в утренние и вечерние часы. Энерго-система обеспечивает бесперебойность подачи энергии потребителям вне зависимости от места их расположения. Сейчас почти вся территория нашей страны обеспечивается электроэнергией объединенными энергетическими системами. Действует Единая энергетическая система европейской части страны. Передача энергии на большие расстояния с малыми потерями - сложная задача. Использование электрического тока высокого напряжения пока помогает разрешить ее.потребления энергии