Развитие систем производства  и передачи электроэнергии в россии

С созданием М.О.Доливо-Добровольским трехфазной системы появилась возможность передавать энергию на значительные расстояния, т.е. получать электроэнергию там, где это экономически выгодно, и передавать ее туда, где в ней имеется потребность. Такие идеи высказывали Н.Н.Бенардос, Ф.А.Пироцкий, Д.А.Лачинов. В первую очередь это касалось источников гидроэнергии, но, конечно, относится и к твердому топливу (трудно перевозить на большие расстояния золу, например, для сланцев, да и потери угля при перевозке велики).

В России первым предприятием, где начали применять трехфазный ток, был Новороссийский элеватор. Созданием системы в 1893 г. руководил инженер А.Н.Щенснович. Для питания сети использовались четыре синхронных генератора по 300 кВт.

В 1895–1896 гг. под руководством В.Н.Чиколева и Р.Э.Клас­сона была построена гидростанция на Неве мощностью 300 кВт (два генератора по 125 кВт и 170 кВт, которые могли работать порознь и совместно) для освещения Охтинского порохового завода.

Первая в России линия передачи энергии длиной 21 км вела от реки Награ на Павловский прииск Ленского золотопромышленного района. Линия шла от синхронного генератора 98 кВт, 140 В. Для передачи напряжение повышалось до 10 кВ.

В 1899 г. введена в действие электростанция в Баку.

Увеличение числа электростанций и длины линий передачи электроэнергии создали условия для возникновения энергетических систем, объединявших электростанции, находящиеся на значительных расстояниях друг от друга.

В 1892 г. в Швейцарии были объединены в систему две электростанции в Гледфельдене (120 кВА) и Гохфельдене (360 кВА), находящиеся на расстоянии 2 км и соединенные линией с напряжением 5 кВ. От этих станций подавалась энергия заводу фирмы «Эрликон», расположенному на расстоянии 24 км. Напряжение линии передачи 13 кВ. Возбуждение генераторов регулировалось с одного щита, т.е. создавался прообраз диспетчерского управления.

В 1913 г. в России были объединены в систему две электростанции: тепловая станция в Пятигорске и гидростанция «Белый уголь» на реке Подкумок. В работе по объединению станций в систему принимал участие М.А.Шателен. От объединенной системы питалось 400 уличных фонарей и 3000 ламп накаливания, насосы перекачки минеральных вод (30 электродвигателей общей мощностью 110 л.с.), трамвай в Пятигорске – 3 версты, Кисловодская грузовая дорога – 2 версты. Общая протяженность электрических линий составила 62 км.

Объединение электростанций дало ряд экономических преимуществ:

· унификация частоты и напряжения, а, следовательно, унификация параметров приемников;

· уменьшение потребности в резервах отдельных станций, возможность ремонта оборудования без отключения потребителей;

· возможность перераспределения нагрузки между гидро-, тепловыми электростанциями и разделения их на базисные и пиковые.

Более мощные энергосистемы в России появились в ХХ веке. Первая из них – это разветвленная система с кабельными сетями 20 кВ в Баку, питаемая двумя электростанциями: к 1914 году мощность одной из них достигла 36,5 МВт, другой – 11 МВт.

Московская энергосистема имела две станции: Московскую городскую и станцию «Электропередача» в г. Богородске (Ногинск), работавшую на торфе. В создании энергосистемы участвовал Р.Э.Классон (1868–1926).

С начала ХХ века создание энергосистем стало определяющим для прогресса электроэнергетики.

Развитие энергосистем, связанных длинными линиями со значительным индуктивным сопротивлением, поставило вопрос об устойчивости параллельной работы генераторов и о последствиях, наступающих при нарушении их синхронной работы. В этом случае начинается перегрузка отдельных генераторов или электростанций, приводящая к их отключению от энергосистемы, т.е. развал системы. Такое событие произошло в 1965 г. в Нью-Йорке. Одним из путей повышения устойчивости является применение вставок постоянного тока. Возможно применение также электромеханических преобразователей.

В 1910 г. инженер Г.О.Графтио (1869–1949) разработал проект Волховской гидростанции с передачей энергии в Петербург. Начались также изыскательские работы по созданию электростанций на реках Свири, Днепре, Чусовой, Тереке, Вуоксе.

В 1918 г. создан Центральный электрический совет (ЦЭС), в который входили Г.О.Графтио, Шпергазе, А.А.Смуров, Егиазаров. К работам ЦЭС большое внимание проявил В.И.Ленин, поручивший руководство работой Г.М.Кржижановскому (1872–1959). В 1919 г. по поручению В.И.Ленина Г.М.Кржижановский опубликовал в «Правде» статью о торфе, а затем написал в правительство записку (изданную позже в виде брошюры) «Основные положения и задачи электрификации России».

11 февраля 1920 г. состоялось заседание ЦЭС с представителями Электроотдела ВСНХ, Наркомзема, Электротреста, Электростроя, Теплового комитета и др. Г.М.Кржижановский сообщил решение ВЦИК о создании Комиссии по электрификации для объединения работ «разрозненных групп» и направления их по государственному руслу.

Работа комиссии ГОЭЛРО поддерживалась правительством, которое вело широкую пропаганду его работы. Был создан «План электрификации России» (672 страницы текста с большим числом схем и графиков).

Разделы записки были следующими:

А. Электрификация и план Государственного хозяйства (Г.М.Кржижановский);

Б. Электрификация и тепло-, водоснабжение (Г.М.Кржижа­новский);

В. Электрификация и водное хозяйство (Г.М.Кржижа­нов­ский);

Г. Электрификация и сельское хозяйство (Г.М.Кржижа­нов­ский);

Д. Электрификация и транспорт (И.Г.Александров, Г.О.Граф­тио);

Е. Электрификация и промышленность (К.А.Круг, А.Г.Коган, Л.К.Рамзин).

Пояснительная записка к схематической карте электрификации составлена Е.Я.Шульгиным.

Программа выполнения плана ГОЭЛРО была рассчитана на 10-15 лет и состояла из двух частей:

Программа А – план восстановления и реконструкции довоенного электрохозяйства, увеличения мощности имеющихся электростанций, объединения их в системы, улучшения показателей;

Программа Б намечала сооружение 30 крупных районных паровых и гидростанций общей мощностью 1700 тыс. кВт.

Первенцем плана ГОЭЛРО стала Каширская ГЭС на подмосковном угле мощностью 12 тыс. кВт и линия передачи Кашира – Москва. Затем была построена Шатурская ГЭС на торфе и линия Шатура – Москва. Первая турбина этой ГЭС мощностью 16000 кВт была пущена 23 сентября 1925 г., а 13 октября была пущена вторая турбина, которая довела мощность станции до 32000 кВт. Затем были построены Волховская и Земо-Авчальская гидроэлектростанции.

В результате выполнения плана ГОЭЛРО был создан ряд энергосистем:

1. Мосэнерго – общей мощностью 820 тыс. кВт.

2. Донбассэнерго – 665 тыс. кВт.

3. Днепроэнерго – 610 тыс. кВт.

4. Горьковэнерго – 230 тыс. кВт.

5. Ленэнерго – 550 тыс. кВт.

В 1933 г. в системе Ленэнерго была введена первая линия от Свирской ГЭС до Ленинграда напряжением 220 кВ.

Укажем некоторые даты, характеризующие размах электрификации:

1927 г. – вступила в строй Кувшиновская ГРЭС, начато строительство Днепровской и Нижнесвирской ГЭС;

1928 г. – Ивановская ТЭЦ, Ярославская ГРЭС, Кондопожская и Ленинаканская ГЭС;

1929 г. – Криворожская и Шахтинская ГРЭС;

1930 г. – Саратовская, Новороссийская, Харьковская, Челябинская, Ивановская, Белорусская ГРЭС;

1931 г. – Зуевская, Брянская ГРЭС, Березниковская и Кузнецкая ТЭЦ;

1932 г. – Днепровская ГЭС;

1933 г. – Воронежская ГРЭС, Казанская ГЭС;

1940 г. – Угличская ГЭС;

1942 г. – Новосибирская, Карагандинская, Челябинская, Кирово-Чепецкая ГРЭС;

1952 г. – Цимлянская ГЭС;

1958 г. – первая очередь Волжской ГЭС;

1961 г. – Братская ГЭС.

Первая атомная электростанция мощностью 5000 кВт была пущена в Обнинске в 1954 г.