История энергетической техники - Белькинд Л.Д.
Скачать (прямая ссылка):
сжатым воздухом широко рекламировалась кап-италистически-314
[И фирмами, которые утверждали, что она экономичнее уГИх,'в том числе и
электрической. Сила капиталистической рекламы может быть иллюстрирована
тем фактом, что g 1891 г. установка пневматической передачи была
построена в Оффенбахе, находящемся в 10 км от Франкфур-"а-на-Майне, где в
это время уже работала с высокими экономическими показателями
электропередача трехфазным током Лауфен - Франкфурт.
Совершенно ясно, что ни одна из перечисленных выше систем передачи не
могла удовлетворительно решить проблему передачи энергии на большие
расстояния. Наиболее гибкой, экономичной и удобной могла быть только
электрическая передача энергии. Затем состояла в том, чтобы найти способы
увеличения дальности передачи электрической энергии.
Первые опыты передачи электриче-
Первые опыты ской энергии на расстояние относятся
передачи г 1 _л
электроэнергии к самому началу 70-х годов, постоянным током В 1873
Г. на Венской международ-
ной выставке французский электрик И. Фонтен демонстрировал обратимость
электрических машин. Одна из машин Грамма работала в режиме генератора, а
такая же вторая - в режиме двигателя. Последняя машина приводила в
действие водяной нас ос искусственного водопада. Желая несколько снизить
мощность двигателя (чтобы вода не выбивалась за пределы бассейна), Фонтен
решил увеличить сопротивление проводов, соединявших Две машины. Для этого
он включил между машинами барабан с кабелем длиной несколько больше 1 км.
Так быта показана возможность передачи электроэнергии на более или менее
значительное по представлениям того времени расстояние. Вместе с тем сам
Фонтен не был убеж-Ден в экономической целесообразности электропередачи,
так как при включении соединительного кабеля он полу-Чил значительное
снижение мощности двигателя, что свидетельствовало о больших потерях
энергии в кабеле-.
Из закона Джоуля-Ленца, известно, что потери в про-водах
А Р= Гг,
где / ток в проводе;
^ - сопротивление провода"
Это выражение можно привести к следующему виду:
л п р2р1 т Р 1
ДР = ^, так как 7 = ^-, а г = р -,
315
где Р-мощность линии;
р - удельное сопротивление провода;
I - длина провода; q - сечение провода;
U - напряжение.
Если полагать, что требуется передать определеннук мощность Р на
расстояние I, то из приведенной формуль видно, что потери в линии зависят
от напряжения, удельного сопротивления провода и его сечения. Снижение
удель-ного сопротивления проводов практически неосуществимо, так как
медь, ставшая основным материалом для изготовления проводов, имеет
предельно малое удельное сопротивление. Следовательно, имелись только два
пути для снижения 'потерь в линии: увеличение сечения проводов или
повышение напряжения.
В 70-х годах был исследован первый путь, так как увеличение сечения
проводников представлялось мероприятием, по-видимому, более естественным
и технически легче осуществимым по сравнению с повышением напряжения. 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
3,5 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 сеченйЯ проводов. Так, например, В. Сименс,
посетив в' 1876 г-316
Ниагарский водопад, сумел правильно оценить энергетиче-,к11е возможности
его использования, но утверждал, что д1Я передачи энергии водопада на
расстояние 50 км потре-щ-ется проводник диаметром 75 мм. Подобные выводы
являлись наглядным выражением уровня познаний в облачи электротехники в
70-х годах XIX в.
Несмотря на нерациональность практического направления, изобранного
Пироцким, его опыты привлекли внимание к вопросам электропередачи вообще,
вызвали ряд новых исследований, приведших к выявлению правильного пути
для решения этой проблемы. Предложение Пи-роцкого об использовании
железнодорожных рельсов для передачи электрической энергии на расстояние
