5.3. Развитие систем производства и передачи электроэнергии

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. Щенсович. Для питания сети использовались четыре синхронных генератора по 300 кВт.

В 1895 – 1896 гг. под руководством В.Н. Чиколаева и Р.Э. Классона была построена гидростанция на Неве мощностью 300 кВт (два генератора по 125 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 Павловской 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 создало условия для возникновения энергетических систем, объединявших электростанции, находящиеся на значительных расстояниях друг от друга.

В 1913 г. в России были объединены в систему две электростанции: тепловая станция в Пятигорское и гидростанция «Белый уголь» на реке Подкумок. В работе по объединению станций в систему принимал участие М.А. Шателен. От объединенной системы питались 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, и, следственно, унификация параметров приемников;

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

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

Более мощные энергосистемы в России появились в XX в. Первая из них – это разветвленная система с кабельными сетями 20 кВ в Баку, питаемая двумя электростанциями: к 1914 г. 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 XX в. 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 Свири, Днепре, Чусовой, Тереке, Вуоксе.

В 1918 г. создан Центральный электрический совет (ЦЭС), в который входили Г.О. Графтио, Л.И. Шпергазе, А.А. Смуров, В.А. Егиазаров. 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».

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 (ТЭЦ, ГРЭС, ГЭС) общей мощностью 1700 тыс. кВт.

Первенцем плана ГОЭЛРО стала Каширская ГЭС на подмосковном узле 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 16 000 кВт была пущена 23 сентября 1925 г., а 13 октября была пущена вторая турбина, которая довела мощность станции до 32 000 кВт. Затем были построены Волховская и Земо-Авчальская гидроэлектростанции.

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