Страница 2 из 9
С точки зрения мировой истории именно развитие электротехники и ее экспансия во все отрасли техники, а затем и быта привело к развитию электроэнергетики, которая была сформирована в 1870– 1930 гг. (до этого считали технико-экономически бесперспективным создание и электродвигателя, и электрического генератора).
В 1924 г. был образован Мировой энергетический комитет (МИРЭК), призванный решать проблемы большой энергетики.
Можно выделить некоторые события становления большой энергетики:
• Г. Уайлд исследовал синхронизацию двух генераторов переменного тока (1868);
• З.Т. Грамм (1873) изготовил локомобильно-электрогенераторную установку для электроснабжения предприятия;
• Ф.А. Пироцкий исследовал передачу электричества, а Д.А. Лачинов теоретически обосновал вопрос о передаче большого количества электричества на большое расстояние;
• на первом Всемирном конгрессе электриков (1881) с докладом «О передаче и распределении электрических токов» выступил М. Депре, который позднее (1882) построил первую линию электропередачи постоянного тока высокого напряжения (2,4 кВ, 57 км).
• М.О. Доливо-Добровольский соорудил (1891) трехфазную ЛЭП с междуфазным напряжением 13 760–15 200 В для передачи 200 кВт (генератор 210 кВА, 86-95 В, повышающий трансформатор 150) на 175 км;
• Дж. Лейн-Фокс (1880) изобрел первые счетчики электроэнергии. В Англии были введены первые правила устройства электроустановок;
• Г. Феррарис (1884) ввел понятие коэффициента мощности, Э. Томпсон (1886) применил защитное заземление;
• А.Э. Кеннели (1886) получил зависимость между сечением проводника и длительно допустимым током нагрузки;
• П. Бушеро установил (1898) конденсаторы для компенсации реактивной мощности;
• В. Петерсен предложил (1917) систему компенсации емкостных токов замыкания на землю;
• область устойчивости параллельной работы энергосистем (1920) основополагающими теоретическими работами определил А.А. Горев;
• В.М. Монтсингер (1930) сформулировал основные закономерности между температурой обмотки, нагрузкой и сроком службы силовых трансформаторов;
• И.А. Сыромятников внедрил (1937) самозапуск электродвигателей при кратковременном перерыве питания.
Предпосылкой бурного развития электрификации послужило создание М.О. Доливо-Добровольским трехфазных синхронных генераторов и трансформаторов. Убедительной демонстрацией преимуществ трехфазных цепей была знаменитая Лауфен – Франкфуртская электропередача (1891), сооруженная при активном участии М.О. Доливо-Добровольского. С этого времени возникают мощные электростанции, возрастает напряжение электропередач, возникают новые конструкции электрических машин, аппаратов и приборов. Электродвигатель занимает господствующее положение в системе промышленного электропривода.
В начале ХХ в. процесс электрификации охватывает новые области народного хозяйства, развиваются электротехнология, электротранспорт и др. В современных условиях электрическая энергия широко используется в самых разнообразных отраслях промышленности, на транспорте, в сельском хозяйстве, быту, что потребовало теоретического осмысления и математического описания физических процессов, происходящих в электрических машинах, линиях электропередачи, трансформаторах и других электротехнических устройствах.
Рост потребности в постоянном токе (электротранспорт и др.) вызывает необходимость в развитии преобразовательной техники и промышленной электроники. Электротехника становится базой для разработки автоматизированных систем управления энергетическими и производственными процессами. Появление различных электрических машин дало толчок в развитии такой дисциплины, как «Электрический привод». Применение электрического привода и электроснабжения как на горных, так и на других предприятиях, подача потребителям электроэнергии от мощных электрических станций и подстанций называется электрификацией промышленности, являющейся основной энергетической базой комплексной механизации и автоматизации промышленности.
1. Краткие этапы развития электрификации и горной промышленности
1.1. История электрификации
История электрификации берёт начало в древности, а вернее, начинается в первый день сотворения мира, поскольку первые слова Бога были: «Да будет свет!» Что есть свет? Свет – это форма существования материи в виде электромагнитных колебаний волн. Таким образом, уже первые слова в истории мира утверждали важнейшую роль электрификации не только в существовании отдельно взятого живого организма, но и в глобальном плане ‒ от молекулы до Вселенной.
Начало электрификации относится к концу ХIХ в., когда были созданы электрические генераторы для производства электроэнергии и освоена ее передача на значительные расстояния.
В 1879 г. в Петербурге построена ТЭС для освещения Литейного моста, несколькими годами позже в Москве – для освещения Лубянского пассажа. Одна из первых ТЭС общего пользования была построена Т.А. Эдисоном в 1882 г. в Нью-Йорке. В 1913 г. Россия занимала 8-е место в мире по выработке электроэнергии. Электростанции принадлежали главным образом иностранному капиталу. Крупнейшее акционерное «Общество электрического освещения 1886» контролировалось немецкой фирмой «Сименс и Гальске», строившей ТЭС в Петербурге, Москве, Баку, Лодзи и других городах. Мощность электростанций в России в 1900 г. составляла 80 МВт, а в 1913-м –1141 МВт; они производили 2 млрд кВт ч электроэнергии.
Появление системы трехфазного тока послужило мощным импульсом для широкого использования электрической энергии в промышленности вместо пара, воды и сжатого воздуха.
Горная промышленность явилась фактически первой отраслью, где было положено начало практическому применению электрической энергии.
Вслед за горной промышленностью электричество стало применяться и в других отраслях.
В конце ХIХ и начале ХХ в. важнейшей производственной задачей выступила задача экономного энергосбережения промышленных предприятий, которые приобретали все более крупные масштабы. Наиболее гибкой, транспортабельной и легко трансформируемой формой энергии является электрическая энергия, поэтому на первый план выдвигается задача экономического энергоснабжения. Именно этим объясняется тот широко известный факт, что наиболее бурно развивавшейся и качественно ведущей отраслью промышленности в рассматриваемый период становится электропромышленность. В.И. Ленин указывал, что электрическая промышленность была самой типичной для новейших успехов техники, для капитализма конца ХIХ – начала ХХ вв.
Перевод народного хозяйства на техническую базу современного крупного производства, связанный с широким внедрением электричества в производство, транспорт, сельское хозяйство и другие отрасли, т.е. тот комплекс мероприятий, который называется электрификацией, составил техническую основу социально-экономических преобразований рассматриваемого периода.
В России наиболее бурно электротехническая промышленность начала развиваться после Великой Октябрьской революции. В эти годы началось восстановление и реконструкция электроэнергетического хозяйства страны, разрушенного в годы Первой мировой (1914–1918) и Гражданской (1918–1920) войн. В декабре 1917 – июне 1918 гг. были национализированы крупнейшие электростанции страны. Одновременно началась подготовка к строительству крупных ГЭС и районных ТЭС. В 1920 г. по инициативе В.И. Ленина был разработан первый план электрификации России – план ГОЭЛРО, в основу которого была положена ленинская формула « Коммунизм – это есть Советская власть плюс электрификация всей страны». В 1922 г. введены в строй Каширская ГРЭС и Уткина заводь (ныне 5-я ГРЭС Ленэнерго); в 1924 г. – Кизеловская ГРЭС на Урале, в 1925 г. – Горьковская и Шатурская ГРЭС. 8 ноября 1927 г. состоялась торжественная закладка Днепровской ГЭС. К 1931 г. основные задания плана ГОЭЛРО по наращиванию мощности районных электростанций и по производству электроэнергии были выполнены. В годы предвоенных пятилеток (1929–1940) созданы крупные энергосистемы на территории Украины, Белоруссии, Северо-Запада и др.