Техника - молодёжи 1959-04, страница 14

Ю. ТОЛСТОВ, профессор, доктор технических чаук, заведующий лабораторией постоянного тока Энергетического института АН СССР

СНОВА-ПОСТОЯННЫЙ

В пейзажах нашей Родины стали уже привычными ажурные металлические мачты линий электропередачи. Они пересекают поля и леса, вторгаются на окраины городов, высятся на территориях промышленных предприятий. Электрическая энергия, вырабатываемая мощными электро-станциями, по проводим передается к местам ее потребления за десятки и сотни километров.

Казалось бы, что может быть совершеннее и удобнее такого способа Передачи энергии? Однако взоры ученых и специалистов все с большей озабоченностью останавливаются на высоковольтных линиях.

Еще нет 1-ридцать-сорок назад техника передачи энергии от электростанции к месту потребления не вызывала сомнений. Такая передача осуществлялась с помощью сравнительно простых и Дешевых трехфазных Линий при напряжении, не превышающем 100 tbic. в. Но с +ех пор техника передачи переменного тока ушла далеко Вперед. В Советском Союзе уже создана величайшая в мире линия электропередачи Куйбышев — Москва длиной 900 км и впервые применено самое высокое напряжение 400 кв, что, несомненно, является' блестящим достижением советской науки и техники.

Но в процессе дальнейшего развития электрификации нашей огромной страны все яснее обнаруживалась уязвимая «пята» хорошо освоенного способа передачи электроэнергии. Оказалось, что с увеличением дальности передачи стоимость переданной энергии резко повышается. Причем повышается настолько, что в ряде случаев при больших расстояниях между центрами потребления и месторождениями Дешевых углей оказывается r-ораэдо выгоднее строить электростанции вблизи потребителей и подвозить к ним уголь по железной дороге, чем пользоваться линией электропередачи.

Две линии графика, пересекающиеся на этой диаграмме, характеризуют стоимость постройки линий передачи мощностью в 1 млн. кет. на постоянном токе напряжением ± 400 кв и переменном токе напряжением 500 кв. Г рафик показывает, что при этой Мощности и напряжении линию передач свыше тысячи километров выгоднее прокладывать На Постоянном токе« При меньших мощностях и напряжениях точка Пересечения кривых На графике Передвинется влево.

б это стоит глубоко вдуматься, чтобы правильно понять возникшую проблему — изыскать более выгодные способы передачи электроэнергии на дальние расстояния. Впрочем, эта проблема не нова, она имеет свою историю.

ТРИУМФ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

If же вскоре после Создания первой динамо-машины и появления такого потребителя тока, как электрическое освещение (в виде свечи Яблочкова), стало ясно, что генератор электрической энергии неэкономно ставить возле каждого источника света. Целесообразно иметь один мощный генератор и от него передавать энергию многочисленным потребителям по проводам.

Первые электрические провода, чтобы уменьшить потери напряжения в них, делали большого сечения, но они стоили очень дорого. Поэтому электрическое освещение на первых порах было предметом роскоши, доступным лишь весьма состоятельным людям.

Экономической стороной передачи электроэнергии заинтересовался в семидесятых годах прошлого столетия русский физик Д. Лачинов.

Лачинов рассуждал так: к месту потребления нужно пе»-редать определенную мощность, которая равна произведению тока, Протекающего по проводам, на напряжение между проводами. Значит* одну и ту же мощность можно передать двумя способами: при большом токе и низком напряжении либо при малом Токе и высоком напряжении.

Уменьшение тока резко сокращает потери. Значит, при Передаче электроэнергии целесообразно использовать малый ток и высокое напряжение. При этом энергию можно передавать по тонким проводам, то есть сравнительно дешево. Независимо от ЛачинОва пятнадцатью месяцами позднее к таким же Выводам пришел французский ученый Марсель Делре, а в 1882 году ой осуществил Иередачу энергии по обычным телеграфным проводам при напряжении около 2 тыс. в из Мисбаха в Мюнхен, на небывалое для того времени расстояние, равное 57 км.

Итак, дальняя передача электроэнергии становилась экономичной только при высоком Напряжении. Но как получить высокое напряжение?

Источниками электрической энергии до 1891 года служили главным образом динамо-машины постоянного тока. Попытки созДа1гь такие машины на очень высокое напряжение встретили почти непреодолимые трудности. Лишь громоздким путем последовательного соединения нескольких дина-мо-Машин и введения различных усовершенствований удавалось повысить напряжение передачи До 125 tbic. в.

Радикальное решение проблемы экономичной передачи энергии на дальние расстояния нашел русский ученей М. О. Доливо-Добровольский. В 1891 году на Всемирной электротехнической выставке во Франкфурте-на-Майне он продемонстрировал открытый им способ дальней передачи трехфазного переменного тока и созданный им первый трехфазный асинхронный двигатель. Это был триумф переменного тока.

Переменный ток можно вырабатывать на наиболее удобном для машин напряжении, а затеям с помощью простых и дешевых трансформаторов преобразовывать его в выгодный