книги из ГПНТБ / Губарев В.С. Электрификация опережающая

пластмассовые «плечи» опор, этот провод станет лиш­ ним...:

Мало кому приходилось видеть, как во время грозы молния ударяет в линию электропередачи. Однако в жизни это встречается довольно часто. Но даже если молния не попала .в провод, а ударила где-то рядом, в нем резко увеличивается напряжение. Волна перенапря­ жения может пробить изоляторы, повредить на подстан­ циях трансформаторы.

Во время работы высоковольтных линий, и особенно при авариях, опять возникают вредные перенапряжения. Часто они в два-три раза больше тех, на которые инже­ неры рассчитывали провод и изоляцию. П,о воле случая может погибнуть дорогостоящее оборудование станций, может надолго отключиться вся линия. Без энергии ос­ танутся десятки предприятий, остановятся трамваи, трол­ лейбусы, умолкнет радио... «Но ведь так не бывает!» — воскликнете вы. Да, не бывает. Потому что при сооруже­ нии высоковольтных линий изоляцию ставят в два-три раза’ надежнее той, которая необходима по расчетам. Но такой запас легко сделать для линий относительно низких напряжений — ПО—220 киловольт. Сейчас же у нас есть линии с рабочим напряжением 500 киловольт, стоит вопрос о передаче еще больших напряжений — в 800 и 1000 киловольт. Для таких сверхнапряженных ли­ ний сохранить запас изоляции в три-четыре раза почти невозможно: резко возрастает число фарфоровых изоля­ торов в гирляндах, они низко свисают над землей, при­ ходится выше делать стальные мачты. Значит, увеличи­ вается количество материалов, вводятся лишние расходы на изоляцию проводов, возрастает стоимость всего стро­ ительства.

А как сохранить здоровым сердце высоковольтной линии — трансформатор? Опять увеличивать «броню» из

20

изоляции? Но тогда трансформатор становится таким громоздким, что не умещается даже на железнодорожной платформе — вес его доходит до нескольких сотен тонн. Собирать по частям на месте? Тоже слишком дорого. Вы­ ход один: надо ограничить перенапряжения, сделать их какой-то вполне определенной величины. Только тогда отпадет необходимость в «поездах» из изоляторов.

Этой цели и служит специальный аппарат-разрядник. Как плотина на пути водного потока, встанет он в элек­ трической цепи, отводя опасные излишки напряжения в землю. Сейчас в лаборатории трудятся над -созданием, разрядника для сверхмощных линий. Нужен такой ап­ парат, на который можно было бы положиться при нап­ ряжениях и в 600—800 киловольт. Что даст новый раз­ рядник? Прежде всего большую экономию. Для линий передачи с напряжением 600 киловольт он понизит сто­ имость всей линии почти на 15 процентов.

Здесь рассказано только о нескольких работах (уче­ ных, которые ведутся сейчас в их лабораториях. Иссле­ дования помогают усовершенствовать уже существую­ щие линии и проектировать новые, в несколько раз более мощные... Однако большая группа ученых работает и в другом направлении — передачи энергии с помощью сверхвысоких напряжений.

Сейчас мы пропускаем ток под напряжением в пол­ миллиона вольт, довольно приличный результат для се­ годняшнего дня. Но завтра потребуются куда большие напряжения, порядка миллиона вольт, а через 20—30 лет мы убедимся, что таким способом не сможем передать необходимое количество энергии. Нужны будут напря­ жения в десятки миллионов вольт. Вероятнее всего, обычные высоковольтные линии не выдержат.

-Может быть, заглубить их в землю? Или использо­ вать сверхпроводимость и искать новые материалы?,.

2)

Много удивительного предстоит задумать и осущест­ вить человеку в области передачи энергии уже в ближай­ шем будущем.

Дорогой двадцатилетки

Пурга. Снежные заряды мечутся за окошками каби­ ны, как тысячи испуганных чаек. Однообразно гудит мо­ тор трактора. Под пусеницами толстый слой льда — единственная дорога, по которой можно пробить­ ся к месту 'Строительства будущей ГЭС.

Несколько дней шел по Лене тракторный поезд. Про­ валивались под лед машины, сорокаградусный мороз сковывал каждое движение, дни монотонно чередова­ лись с бессонными ночами— все это не сломило гидро­ строителей. Только вперед!

Вперед во имя будущего, во имя коммунизма! Тракторы дошли. Раскинулись первые палатки, снеж­

ными взрывами упали на землю первые пихты. Началось строительство самой северной в мире Вишюйской ГЭС. Позже приехала основная .группа гидростроителей. Древняя, молчаливая тайга наполнилась переливом мо­ лодых голосов...

Обычно так начинается любая стройка в Сибири, где только недавно по-настоящему лицом к лицу встретились человек и природа.

Когда мы начинаем разговор об электроэнергии, мы неизменно подчеркиваем, что большая энергетика — это освоение природных богатств Сибири, обуздание ее строптивых рек, поиски и разведка залежей угля, неф­ ти и газа, на базе которых должны вырасти мощнейшие тепловые станции.

Уже сегодня неузнаваемо изменилась Сибирь. Великий русский писатель Антон Павлович Чехов,

22

совершая свое путешествие на Сахалин, писал в 1890 го­

ду:

«Если пейзаж в дороге для вас не последнее дело, то, едучи из России в Сибирь, вы проскучаете от Урала вплоть до самого Енисея. Холодная равнина, кривые бе­ резки, лужицы, кое-где озера, снег в мае да пустынные, унылые берега притоков Оби — вот и в-се, что удается па­ мяти сохранить от первых двух тысяч верст...

Не в обиду будь сказано ревнивым почитателям Волпи, в своей жизни- я .не видел реки великолепнее Енисея. Пускай Волга нарядная, скромная, грустная красавица, зато Енисей могучий, неистовый богатырь, который не знает, куда девать свои силы и молодость... В берегах Енисею тесно. Невысокие валы обгоняют друг друга, теснятся и описывают спиральные круги, и кажется странным, Нго этот силач не смыл еще берегов и не про­ буравил дна. На этом берегу Красноярск, самый лучший и красивый из всех сибирских городов, а на том — горы, напомнившие мне о Кавказе, такие же дымчатые, меч­ тательные. Я стоял и думал: какая полная, умная и сме­ лая жизнь осветит со временем эти берега!..»

И вот спустя 70 лет одному из авторов этого очерка пришлось проехать по тем же местам, где Антон Пав­ лович Чехов делал пометки в своих записных книжках...

Электровоз резко трогает поезд с места. И вот уже за окном мелькают степи и перелески, голубые глади озер и широкие реки. Но нет той «пустоты», о которой говорил писатель. Рука человека зримо прикоснулась ко всему вокруг. Поднялись города, где полвека назад вы­ ли волки и шумела тайга, устремились ввысь трубы за­ водов, заколосились хлеба. Сибирь стала обжитым кра­ ем. Там, где раньше тянулась безлюдная дорога — сибир­ ский тракт, который лишь изредка наполнялся пулом го­ лосов арестантов да переливом колокольчиков, пролегли

23

железнодорожные пути, по которым' о интервалом чв пять минут идут поезда. Высоко в небе мелькают сереб­ ристые лайнеры ТУ-114 и ИЛ-18, которые за несколько часов перенесут вас из любого крупного города цент­ ральной части страны в Хабаровск.

А Елисей, покоривший Чехова своей богатырской силой, сегодня заковывается в железобетон, чтобы через д-ва-три года можно было направить его воды на лопат­ ки турбин.

Электрическая энергия дала возможность человеку в неприступной тайге построить заводы и города, получить высокие урожаи хлеба и начать наступление на вечную мерзлоту, поднять ввысь воздушные лайнеры и повора­ чивать реки вспять. Даже самая смелая мечта по сравнению с жизнью выглядит бедной, обескрыленной...

В 1980 году в нашей стране будет производиться 27С0—-30С0 миллиардов киловатт-часов электроэнергии. Это в десять раз больше, чем мы получаем сегодня.

Предварительные расчеты показывают, что мы долж­ ны в течение двадцатилетии обеспечить ежегодный ввод мощностей до 15—25 миллионов киловатт. Для наиболее наглядного представления о стремительных темпах раз­ вития электрификации достаточно сказать, что в период с 1966 по 1980 год в нашей стране в среднем за каждую неделю будет вводиться новая электрическая мощность, равная Днепрогэсу, а ежемесячный прирост электроэнер­ гии в стране будет превышать годовую выработку энер­ гии Волжской ГЭС имени В. И. Ленина — 10 миллиардов киловатт-часов.

Удешевление энергетического строительства должно . осуществляться, во-первых, за счет строительства теп­ ловых электростанций большой мощности с крупными агрегатами на дешевых видах топлива (газ, мазут, уголь открытой добычи), во-вторых, за счет сооружения высо-

24

неэффективных мощных гидроэнергоузлов и, в-третьих, за счет широкого применения прогрессивных проектных решений, высокоиндустриальных методов строительномонтажных работ.

Намеченный Программой КПСС план выработки электроэнергии и задача полней электрификации страны мопут быть решены только на базе технического прогрес­ са в энергетическом строительстве.

Преимущественно будут строиться тепловые электро­ станции, которые могут быть введены в строй значитель­ но раньше, чем ГЭС. Обычно крупная гидростанция строится от 4 до 10 лет, и только тогда она начинает ра­ ботать на полную мощность. Тепловая станция строится 2—4 года, причем этот срок можно сократить за счет широкого применения сборных строительных кон­ струкций, изготовляемых на заводах. Однако удельный вес гидроэлектростанций в выработке энергии сохранит­ ся на уровне 20—22 процентов в течение всего двадцати­ летия.

Основным типом ТЭС в нашей стране станут мощные конденсационные станции. Уже сейчас действуют стан­ ции с параметрами пара в котлах 130 дтмэсфер и тем­ пературой 565 градусов. Эти параметры приняты для турбин мощностью 150 и 200 тысяч киловатт, которые уже освоены .промышленностью. Для турбин же мощ­ ностью 300 тысяч 'киловатт и выше приняты параметры пара 240 атмосфер при температуре 580 градусов.

Дальнейшее повышение параметров пара до ЗСО ат­ мосфер при температуре до 650 градусов вряд ли целе­ сообразно, так как оно требнет дорогих аустенитных ста­ лей. Поэтому в ближайшее время такие параметры пара предполагается применять только на нескольких опыт­ ных установках.

Повышение мощностей оказывает еще большее вли-

25

янне на. снижение |удельных капиталовложений,, чем ,укрупнение мощностей ТЭС.

Перевод теплоэлектростанций с мощности 100 тысяч киловатт на 200 тысяч резко снижает стоимость электро­ энергии. При увеличении мощности турбин с 25 до 50 ты­ сяч киловатт и котлоагрегатов с 210 до 420 тонн пара в час стоимость (установленного киловатта мощности на ТЭЦ достигает всего 10—15 рублей.

Эти цифры,-полученные в результате тщательных ис­ следований и проверки на действующих тепловых стан­ циях, убедительно показывают их внутренние резервы; тепловые станции в будущем за счет реконструкции смо­ гут дать значительный прирост добычи электроэнергии. Новые проектируемые станции рассчитаны на работу именно на этих, самых выгодных параметрах пара.

Опыт строительства из сборного железобетона Ки­ ровской ТЭС и Симферопольской ГРЭС коренным обра­ зом изменил принципы строительства тепловых электро­ станций. Теперь строители могут .переходить на инду­ стриальные методы — сборку сооружений из эффектив­ ных конструкций заводского производства. Все конст­ рукции и детали здания будут изготовляться на заводе, привозиться на строительную площадку и сразу же мон­ тироваться. Это позволит резко сократить сроки строи­ тельства. Все больше и больше строительство тепловой станции превращается в своеобразный сборочный-цех завода железобетонных изделий.

Возведение станций из сборных конструкций в буду­ щем займет основное место в энергетическом строитель­ стве. Кстати, за рубежом унифицированные конструкции заводского изготовления не применяются. Только в Анг­ лии есть две электростанции из сборного железобетона, но детали изготовлялись на строительной площадке, а не на заводе.

26

Применение сборных конструкций — заслуга советских энергоетроителей. В результате резкого улучшения мето­ дов проектирования ТЭС и возведения их объектов ин­ дустриальными методами экономия по всем тепловым электростанциям, вводимым в эксплуатацию в 1961 — 1965 годах на общую мощность 42 миллиона киловатт, составит 386 миллионов рублей.

Газовые турбины... Они уже сегодня готовы принять эстафету из рук паровых турбин. Их коэффициент полез­ ного действия равен 40—50 процентам, в то время как у паровых он :на 10— 15 процентов ниже.

Газовые турбины надежны в работе, удобны и весьма экономичны. В ближайшие годы они, несомненно, прочно завоюют себе одно из ведущих положений в энергетике.

Интересна история создания газовых турбин. Они спустились на землю из «(пятого океана». Если раньше все двигатели — водяные, паровые — создавались на земле сугубо для наземного транспорта и энергетических установок, а только потом перебирались в авиацию, то газовые турбины сначала получили промышленное кре­ щение на самолетах и только теперь обосновались на земле, где тотчас же вступили в соревнование с паровы­ ми турбинами. В этом состязании на стороне газовых установок целый ряд экономических преимуществ.

Проект газотурбинной установки с мощностью агре­ гатов 100 тысяч киловатт и температурой газа 750 гра­ дусов разработан недавно Ленинградским Металличе­ ским заводом. Удельный расход топлива у этой установ­ ки 336 граммов. Электростанция мощностью 600 тысяч киловатт с такими турбинами потребует удельных капи­

27

ном газе или мазуте, то есть очень дешевых видах топ­ лива.

Весьма перспективна схема газотурбинных установок, которую предлагает академик С. А. Христианович. Он считает, что наиболее рациональна станция, когда она работает на паро-газовой смеси. Стоимость каждого ки­ ловатт-часа такой установки будет нееразкенно ниже обычной. Особенно выгодно в качестве топлива приме­ нять высокссернистые мазуты.

Паро-газовые агрегаты могут работать как на ГРЭС, так и на ТЭС. После проверки в эксплуатации высоконапорных парогенераторов они, возможно, найдут широкое применение на электростанциях, проектируемых для работы на мазуте.

Сейчас исследовательские работы по паро-газовым установкам близятся ж концу. Необходимо проверить их в промышленности и начать внедрять в народное хозяй­ ство.

Увеличение мощностей тепловых станций, разработ­ ка новых эффективных конструкций требуют безукориз­ ненного контроля за каждым агрегатом. Здесь на по­ мощь человеку придет автоматика. Ока должна обеспе­ чить регулирование работы блочных установок во всех режимах, ее задача — неудержимо вторгаться во все технологические процессы.

В ближайшие годы намечается разработать и освоить новые средства автоматизации с применением автомати­ ческих регуляторов, счетно-управляющих машин и цент­ ральных информационных систем. Пожалуй, энергети­ ка — одна из немногих отраслей промышленности, кото­ рая может быть почти полностью автоматизирована за. ближайшие 1C— 15 лет.

Но строительство только тепловых станций не в со-

28

стоянии окончательно разрешить проблему полной элек­ трификации. Хотя добыча |угля, нефти и другого природ­ ного топлива с каждым годом растет, нехватка их чувст­ вуется уже сейчас. Большая химия, которая сегодня раз­ вивается невиданно быстрыми темпами, требует все боль­ шего и большего количества природного сырья, а это тот же уголь, нефть, газ. Поэтому за двадцатилетку будут вве­ дены в строй новые гидроэлектростанции — гордость отечественной энергетики.

Наша страна обладает грандиозными возможностя­ ми строительства крупнейших в мире ГЭС. Запасы «бе­ лого угля» жемчужины нашей Родины — Сибири по­ истине неисчерпаемы. Не реки как будто специально со­ зданы для гидротехников: здесь для них идеальные ус­ ловия. В Сибири огромные запасы различных руд — только строй заводы, берега рек окаймлены скальными породами — перегораживай и получай электроэнергию. Раки Сибири полноводны, они ежегодно сбрасывают в Ледовитый океан многие миллиарды кубометров воды. И поэтому неудивительно, что партия поставила задачу превратить Сибирь в мощную энергетическую базу. В 1980 году Сибирь должна вырабатывать электроэнер­ гии больше, чем все капиталистические' страны, вместе взятые, исключая США, а по производству электроэнер­ гии на душу населения — оставить далеко позади и Аме­ рику. В Сибири строятся такие гиганты, как Братская ГЭС мощностью в 4500 тысяч киловатт и самая мощная в мире и наиболее эффективная в СССР Красноярская ГЭС мощностью более 5 миллионов киловатт...

Средний ежегодный ввод мощностей на гидроэлектро­ станциях в стране составляет в настоящее время прибли­ зительно три миллиона киловатт, а после 1965 года он повысится до десяти миллионов.

Главной особенностью строительства ГЭС является

29