Эра постоянного тока. История появления и развития ЛЭП в России

Первымслучаем передачи электрического сигнала на расстояние считается эксперимент,проведенный в середине 18 века аббатом Ж-А Нолле: две сотни монаховКартезианского монастыря по его указанию взялись руками за металлический провод и встали в линию длиной более мили.Когда любознательный аббат разрядил электроконденсатор на провод, все монахитотчас убедились в реальности электричества, а экспериментатор в скорости егораспространения. Разумеется, эти двести «мучеников» не отдавали себе отчета в том, что образовали собой первую в истории линию электропередачи.

В 1874 году русский инженер Ф.А. Пироцкий предложил использовать вкачестве проводника электрической энергии железнодорожные рельсы. В то времяпередача электричества по проводам сопровождалась большими потерями (75%).Уменьшить потери в линии представлялось возможным при увеличении сеченияпроводника. Пироцкий провел опыты передачи энергии по рельсам Сестрорецкойжелезной дороги. Оба рельса изолировались от земли, один из них служил прямымпроводом, второй обратным. Изобретатель попробовал использовать идею дляразвития городского транспорта и пустить по рельсам-проводникам небольшойвагончик. Однако это оказалось небезопасно для пешеходов. Впрочем, гораздопозже такая система нашла развитие в современном метро.

Знаменитый электротехник Никола Тесла мечтал о создании системыбеспроводной передачи энергии к любой точке планеты. В 1899 году он взялся застроительство башни для трансатлантической связи. Под его руководством быласооружена гигантская радиостанция на 200 кВт в штате Колорадо. В 1905 годупрошел пробный пуск радиостанции. По словам очевидцев, вокруг башни сверкалимолнии, светилась ионизированная среда. Журналисты утверждали, что изобретательзажег небо на пространстве в тысячи миль над просторами океана. Однако такаясистема связи вскоре оказалась слишком дорогостоящей, и планы осталисьнереализованными, лишь породив целую массу теорий и слухов (от «лучей смерти»до Тунгусского метеорита — все приписывалось деятельности Н. Тесла).

Таким образом, самым оптимальным выходом на то время являлись воздушные линииэлектропередачи. К началу 1890-х годов стало ясно, что дешевле и практичнеевозводить электростанции рядом с топливными и гидроресурсами. Например, перваятепловая электростанция в нашей стране была построена в 1879 г., в тогдашнейстолице — Петербурге, специально для освещения Литейного моста, в 1890 г. вПушкино была запущена электростанция однофазного тока, и Царское Село, посвидетельствам современников, «стало первым городом в Европе, которое сплошь иисключительно было освещено электричеством». Однако ресурсы эти зачастую былиудалены от крупных городов, традиционно выступавших центрами промышленности. Возникланеобходимость передачи электроэнергии на большие расстояния. Теорию передачиодновременно разрабатывали русский ученый Д.А. Лачинов, и французскийэлектротехник М. Депре. Созданием трансформаторов в это же время занималсяамериканец Джордж Вестингауз, однако первый в мире трансформатор (с разомкнутымсердечником) создал П.Н. Яблочков, еще в 1876 г. получивший на него патент.

Одновременно с этим встал вопрос о применении переменного илипостоянного тока. Данным вопросом так же интересовался создатель дуговойлампочки П.Н. Яблочков, предвещавший большое будущее переменному току высокогонапряжения. Эти выводы поддержал другой отечественный ученый — М.О.Доливо-Добровольский.

М.О. Доливо-Добровольский решил передать посредствомэлектричества энергию водопада на р. Неккар (близ местечка Лауфен) натерриторию выставки во Франкфурт. Расстояние между этими двумя пунктамисоставляло 170 км, хотя до этого момента дальность электропередачи обычно непревышала 15 км. Русскому ученому предстояло всего за один год протянуть ЛЭП надеревянных столбах, создать необходимые двигатели и трансформаторы(«индукционные катушки», как их тогда называли), и он блестяще справился с этойзадачей в сотрудничестве с швейцарской фирмой «Эрликон». В августе 1891 г. навыставке впервые зажглась тысяча ламп накаливания, питаемых током от Лауфенскойгидростанции. Спустя месяц двигатель Доливо-Добровольского привел в действие декоративныйводопад — налицо была своеобразная энергетическая цепь, небольшой искусственныйводопад приводился в действие энергией естественного водопада, удаленного отпервого на 170 км.
Так была разрешена главная энергетическая проблема конца XIX века — проблемапередачи электроэнергии на большие расстояния. В 1893 году инженер А.Н.Щенснович строит первую в мире промышленную электростанцию на этих принципах вНовороссийских мастерских Владикавказской железной дороги.

Провода для ЛЭП первоначально завозились из заграницы, однако, довольно быстроих стали производить на Кольчугинском латунном и меднопрокатном заводе. А вотопоры в России уже производились — правда использовали их прежде в основном длятелеграфных и телефонных проводов. Сперва возникли трудности бытового порядка —малограмотное население Российской Империи с подозрением относилось к столбам,украшенным табличками, на которых был нарисован череп.

В 1899 году в России состоялся Первый Всероссийский электротехнический съезд.Председателем его стал бывший в то время председателем Императорского РусскогоТехнического Общества, профессор Военно-инженерной академии и Технологическогоинститута, Николай Павлович Петров. До 1917 года было проведено семь такихсъездов, новая власть продолжила эту традицию.

В 1902 г. было осуществлено электроснабжение бакинских нефтепромыслов, ЛЭПпередавала электроэнергию напряжением 20 кВ.

В 1912 г. на подмосковном торфянике было начато строительствопервой в мире электростанции, работающей на торфе. Идея принадлежала Р.Э.Классону. Это Торфяная электростанция с линией передачи в 70 км довольно быстроокупилась. Она существует до сих пор — ныне это ГРЭС-3 в г. Ногинске.

Электроэнергетика в Российской Империи в те годы преимущественно принадлежалаиностранным фирмам и предпринимателям. Многое из оборудования завозилось иззаграницы. С началом Первой Мировой войны производство оборудования для ЛЭПснижается — фронту требовались телефонный полевой провод, минный кабель, эмалированная проволока.Часть из этих продуктов впервые была освоена отечественным производством, так какиз-за войны были прекращены многие импортные поставки. Во время войны«Электрическое акционерное общество Донецкого бассейна» построилоэлектростанцию мощностью 60 000 кВт и завезло для нее оборудование.

К концу 1916 г. топливный и сырьевой кризис вызывают резкое падениепроизводства на заводах, которое продолжается в 1917 г. После ОктябрьскойСоциалистической революции все заводы и предприятия были национализированыдекретом СНК (Совет Народных Комиссаров). Сразу по приходу к власти,большевики уделили огромное внимание электрификации, например, уже в годыгражданской войны, несмотря на разруху, блокаду и интервенцию, в стране былипостроены 51 электростанция общей мощностью 3500 кВт.

План ГОЭЛРО, составленный в 1920 году под руководством бывшего петербургскогомонтера по ЛЭП и кабельным сетям, в будущем академика Г.М. Кржижановского,заставил развиваться все виды электротехники.

По мере увеличения напряжения и, соответственно утяжеления провода,осуществлялся переход с деревянных на металлические опоры для ЛЭП. В Россиипервая линия на металлических опорах появилась в 1925 году — двухцепная ВЛ 110кВ, соединившая Москву и Шатурскую ГРЭС.

В 30-е годы электрификация продолжается все нарастающими темпами.Создаются крупные электростанции (Днепрогэс, Сталинградская ГРЭС и т.д.),повышаются напряжения передаваемого электричества. В конце 1930-х годовстроится линия Москва-Волжская ГЭС, работавшая со сверхвысоким напряжением в500 кВ. Возникают объединенные энергосистемы крупных регионов. Все этопотребовало усовершенствования металлических опор. Их конструкции непрерывносовершенствовались, расширялся ряд типовых опор, был осуществлен массовыйпереход на опоры с болтовым соединением и решетчатые опоры. Деревянныеопоры в это время так же используются, но их область ограничивается, обычно,напряжениями до 35 кВ. Они связывают в основном сельские районы.

В годы предвоенных пятилеток (1929—1940 гг.) созданы крупные энергосистемы натерритории страны — на Украине, Белоруссии, в Ленинграде, Москве.

В ходе войны из общей установленной мощности электростанций десять миллионовкВт были выведены из строя пять миллионов кВт. За годы войны разрушена 61крупная электростанция, большое количество оборудования вывезено оккупантами вГерманию. Часть оборудования была взорвана, часть в рекордные срокиэвакуирована на Урал и Восток страны и введена в действие для обеспеченияработы оборонной промышленности. В годы войны в Челябинске был пущентурбоагрегат мощностью 100 МВт.

Советские энергетики своей героической работой обеспечили работу электростанцийи сетей в тяжелые военные годы. Во время продвижения фашистских армий к Москвев 1941 г. была введена в эксплуатацию Рыбинская ГЭС, обеспечившаяэнергоснабжение Москвы при недостатке топлива. Новомосковская ГРЭС, захваченнаягитлеровцами, была разрушена. Каширская ГРЭС снабжала электроэнергиейпромышленность Тулы, причем одно время работала линия передачи, пересекавшаятерриторию, захваченную фашистами. Эта ЛЭП была восстановлена энергетиками втылу германской армии. Волховскую ГЭС, пострадавшую от немецкой авиации, так жеввели обратно в строй. От нее по дну Ладожского озера (по специальнопроложенному кабелю) в Ленинград всю блокаду поступала электроэнергия.

После войны энергосети не только чинили и восстанавливали, но и строили новые.К 1947 году СССР выходит на второе место в мире по производству электроэнергии.На первом месте оставались Соединенные Штаты.

В 50-х годах строятся новые гидроэлектростанции — Волжская, Куйбышевская,Каховская, Южноуральская. С конца 50-х годов начинается этап бурного ростаэлектросетевого строительства. Каждую пятилетку протяженность воздушных линийэлектропередачи удваивалась. В это время массово внедряются и используютсяжелезобетонные опоры для ЛЭП, с «преднапряженными стойками». На них обычнорасполагались линии с напряжением 330 и 220 кВ.

В июне 1954 года начала работу атомная электростанция в городе Обнинске,мощностью 5 мВт. Это была первая в мире АЭС опытно-промышленного назначения.

За рубежом первая АЭС промышленного назначения была введена вэксплуатацию только в 1956 году в английском городе Колдер-Холле. Еще через годвступила в строй АЭС в американском Шиппингпорте.

Сооружаются так же ЛЭП высокого напряжения постоянного тока. Первая опытнаялиния электропередачи такого типа была создана в 1950 г., на направленииКашира-Москва, длинной 100 км, мощностью 30Мвт и напряжением 200 кВ. Вторыми наэтом пути были шведы. Они соединили в 1954 г. энергосистему острова Готланд подну Балтийского моря с энергосистемой Швеции посредством 98-ми километровойоднополюсной ЛЭП, напряжением 100 кВ и мощностью 20 МВт. В 1961 г. запущены первые агрегаты крупнейшей в мире Братской ГЭС.

Проведенная в конце 60-х годов унификация металлических опор определила базовоемножество конструкций опор, применяемых и до настоящего времени. За последние40 лет, также как и у металлических опор конструкции железобетонных опорпрактически не изменились.

После распада Советского Союза перед энергетиками встали новые проблемы. Наподдержание состояния ЛЭП и их восстановление выделялись крайне незначительныесредства, упадок промышленности привел к деградации и даже уничтожению многихлиний электропередачи. Возникло такое явление, как воровство проводов и кабелейдля последующей сдачи их в приемные пункты цветного металла как металлолома.

Запрошедшие 20 лет физический износ сетей высокого напряжения существенно увеличился.Это осложняется непрерывным ростомэнергопотребления. Происходит и моральное старение оборудования. Большинствообъектов по техническому уровню соответствуют своим западным аналогам 20 —30-летней давности. А тем временем мировая энергетика не стоит на месте,проводятся поисковые работы в области создания новых видов ЛЭП: криогенных,криорезисторных, полуразомкнутых, разомкнутых и т.д. Перед отечественнойэлектроэнергетикой стоит важнейший вопрос о решении всех этих новых вызовов изадач.

143

Комментарии

Нет комментариев. Ваш будет первым!