Техника - молодёжи 1945-04-05, страница 20

время для подавляющего большинства электростанций Европы принята единая частота—50 периодов в секунду. Это означает» что электрический ток, производимый всеми генераторами, 100 раз в течение секунды изменяет свое направление. Но если даже два генератора вырабатывают ток одинаковой частоты, то этого еще недостаточно для того, чтобы соединить их в одну систему. Необходимо, чтобы они работали синхронно, то есть давали ток одинакового направления. Иначе может оказаться, что в некоторый момент один генератор подает в систему ток, текущий в одном направлении, а другой —в противоположном. При этом произойдет короткое замыкание одного генератора на другой. Такой крайний (случай, конечно, никогда не допускается на практике. Но превышающая допустимые пределы несогласованность в работе может иметь место, и это также приведет к нарушению устойчивости и авариям.

Многообразные обстоятельства угро-жают устойчивости системы. Не только выход из строя источника электроэнергии, но и короткое замыкание или другие аварии на линии, приводящие к отключению района потребления электрической энергии, тоже влекут за собой изменение силы тока и напряжения в системе. И в этих случаях надо таким образом перераспределить нагрузку между остальными, частями системы, чтобы се устойчивость была сохранена. Но авария может произойти в любой части системы и иметь самый различный характер. Когда авария произошла, уже некогда рассчитывать, как должна быть перераспределена нагрузка, — надо действовать*- и действовать быстро и безо-шибочно. Но безошибочно действовать можно только тогда, когда заранее известно, какие перераспределения нагрузок и переключения должны быть произведены при каждой аварии. Надо рассчитать распределение нагрузки при аварии генераторов, распределение токов при отключении чести потребителей, установить, кого из потребителей можно отключить наиболее безболезненно. Но электрическая система настолько большой и сложный механизм, Что все это не поддается достаточно удовлетворительным расчетам.

Попытки решить задачу на бумаге приводят к системе математических уравнений, настолько громоздких, что

Расчетный стол, сооруженный в Энергетическом институте, дает возможность предусмотреть самые различные случаи аварий и перераспределение нагрузок в электрической системе. В этом столе в миниатюре воспроизведены генераторы, моторы, линии передач

и т. д.

вычисления по ним практически невозможны.

И тут на помощь инженерам пришли ученые, построившие «умную» машину, которая позволяет рассчитать самую мощную систему. Эта машина называется расчетным столом. Расчетный стол состоит из металлического каркаса, напоминающего три стены небольшой комнаты. На каркас надет кожух, а внутри каркаса находится большое число изолированных друг от друга ячеек. В ячейки помещаются все составные части «системы» — генераторы, сопротивления, конденсаторы и катушки самоиндукции.

Любую электрическую систему можно создать и воспроизвести «а этом столе Его ячейки заполняются генераторами электрического тока* и различными! (потребителями его. Все это соединяется между собой бесчисленным количеством .проводов. Эта маленькая, умещающаяся в одном зале система нисколько не уступает но своей слож-ности настоящим электросистемам. Мощные генераторы тока заменены здесь маленькими моделями, а гигантские моторы — электронными лампами и сопротивлениями в несколько ом. Вместо толстых канатов-проводов, тянущихся

на сотни километров, здесь/ «дут короткие тонкие проводники; ток изменяется здесь долями ампера, а напряжение не превышает 2—3 вольт. Но соотношение между всеми величинами остается здесь тем же, что и в настоящей системе. Здесь учтен каждый генератор, каждый потребитель тока. И) инженер здесь — полновластный хозяин системы. Например, отключив один проводник в мощной линии передач на расчетном столе, он воспроизводит случай обрыва проводов и сразу же устанавливает, что происходит и что надо делать при такой аварии. И самое главное — здесь не надо производить сложных расчетов, здесь все поддается измерению точнейшими электроизмерительными приборами.

Такой усовершенствованный расчетный стол строится сейчас © Энергетическом институте Академии наук, в лаборатории, руководимой членом-корреспондентом Академии наук И. С. Бруком. Эта лаборатория занимается вопросами устойчивости электрических систем и с помощью расчетного стола, спроектированного ее коллективом, будет решать сложнейшие проблемы, связанные с наилучшей работой самых мощных электрических систем нашей страны.

Мопшый низкий гул разносится над городом. Но не ищите в <чебе летящего самолета. Это день и ночь гудят моторы, проходящие испытания на моторостроительных заводах.

Каждый такой мотор развивает мощность в несколько тысяч лошадиных сил и во время испытаний сжигает очень много ценного горючего.

Раньше испытуемые моторы, прикованные к стендам, вращали самолетные винты-пропеллеры, н колоссальная энергия ценного горючего буквально уходила в воздух.

Уже давно инженеры искали путей использования энергии, вырабатываемой моторами во время испытания. Задача очень осложняется тем, что во время испытаний мотора он должен работать на самых различных скоростях.

Наиболее заманчиво было бы превращать энергию испытуемых моторов в

электроэнергию, которую уже удобно использовать для любой цели. Казалось бы, что для этого достаточно заставить мотор вращать динамомашину.

Но переменный характер работы- испытуемого мотора делает невозможным непосредственное использование тока, производимого соединенным- с ним динамо: нельзя же ставить работу станков в зависимость от хода испытаний мотора. Пришлось искать другие пути. Необходимо было найти способ вливать вырабатываемую каждым мотором электроэнергию в общую электросеть завода.

Эта задача оказалась необычайно сложной. Здесь мы имеем случай работы многих генераторов, присоединенных к одной системе, которые должны работать синхронно.

В Америке моторы заставляют вращать небольшие синхронные генераторы,

а для того, чтобы изменения числа оборотов мотора не сказывались на работе генератора и не вызывали изменения числа его оборотов, мотор соединяют с генератором специальным, весьма сложным приспособлением — так называемой муфтой скольжения. Эта муфта не позволяет мотору крутить «генератор быстрее заданной скорости; если же мотор идет с большим числом оборотов, то часть его энергии гасится в муфте. Американский способ принципиально прост, но на практике сложные гидравлические муфты скольжения оказываются весьма дорогим, и — что еще хуже — они позволяют использовать только небольшую часть энергии мотора.

Сотрудники Энергетического института Академии наук — академик К. И. Шен-фер и кандидат технических «наук П. А. Свириденко — нашли .новое решение этой задачи, не требующее примене-

24