7.5. Создание первых линий электропередач

Наряду с постоянным током были разработаны электрические установки однофазного и двухфазного переменного тока. Однако большое значение в электроэнергетике приобрел трехфазный ток, основы техники которого были заложены русским физиком и электротехником Михаилом Иосифовичем Доливо-Добровольским (1862-1919), который с 1902 г. стал директором фирмы “АЭГ” в Германии. Он предложил систему из трех однофазных токов, сдвинутых по фазе на 120⁰ (трехфазный ток) и построил первый генератор трехфазного тока с вращающимся магнитным полем (1888). Сконструировал двигатель трехфазного тока с ротором из литого железа (рис.7.3ж), асинхронный короткозамкнутый двигатель, разработал схемы включения генераторов и двигателей “звездой”, “треугольником” и т.д.

Электрический двигатель по сравнению с другими получил широкое применение за счет его универсальности, создание индивидуального привода, экологической чистоты и изготовление двигателей разной мощности. Причем сегодня применяются как двигатели постоянного тока (трамваи, поезда и др.), так и асинхронные двигатели переменного тока (станки, насосы др.).

Для приведения в действие электродвигателей возникла необходимость строить крупные электростанции, у источников сырья и передавать электроэнергию потребителям с помощью линии передач. Целесообразность передачи энергии при высоком напряжении и малом токе доказали в 1880 г. независимо друг от друга французский инженер Марсель Депре (1843-1918) и русский электротехник Дмитрий Александрович Лагинов (1842-1902), который опубликовал этом статью в журнале “Электричество”.

В 1882 г. Депре построил линию электропередачи постоянного тока по проводам на расстоянии 57км между Мюнхеном и Мисбахом. КПД установки был около 20% ввиду большого сопротивления электрической цепи (1856,7Ом) и сравнительно невысокого напряжения линии (до 2400В). С помощью небольшого водопада вырабатывали электрический ток, который передавали в Мюнхен (по железным проводам телеграфной линии с помощью 2 электрических машин постоянного тока с последовательным возбуждением) к электродвигателю, который приводил в действие насос, накачивающий воду в бак для искусственного водопада. С искусственной скалы падал поток воды, кругом все ярко освещалось, и люди подолгу любовались красивым зрелищем.

На четвертой установке Депре (Париж – Крейль) передавалась мощность до 52л.с. на расстояние 56км с КПД 44,8% за счет применения проводов из кремнистой бронзы (сопротивление 165Ом), диаметр 1,5м и значительного повышения напряжения (до 6000В).

В 1891г. Доливо-Добровольский на электротехнической выставке во Франкфуте на Майне демонстрировал работу трехфазного асинхронного двигателя мощностью в 100л.с. Электрический ток двигатель получал от трехфазного генератора переменного тока, установленного на небольшой гидроэлектростанции в городе Лауфен, который находился на расстоянии 175км от выставки. Между Лауфеном и Франкфурте на Майне была сооружена трехфазная линии электропередач. Генератор вырабатывал электрический ток напряжением 65В. С помощью трехфазного трансформатора это напряжение повышалось до 8500В, а затем в конце линии во Франкфурте с помощью трансформатора напряжение снижалось до 100В, и подводилось к электродвигателю, который приводил в движение водяной насос для работы фонтанов. к.п.д. установки 75,5%.