Elektrische Energie wird dabei zur Ware. Das erste Kraftwerk

Macht, verstanden als Fabriken für die Produktion von elektrischer Energie unter den verschiedenen Kunden verteilt werden, nicht sofort erschien. In den 70er und frühen 80er Jahren Standort Stromerzeugung wurde nicht vom Ort des Verbrauchs getrennt.

Kraftwerke, liefert Strom an eine begrenzte Anzahl von Kunden, die so genannte Blockstationen (nicht mit dem modernen Konzept der Blockstationen verwechselt werden, unter denen einige Autoren das Werk verstehen und Kraft-Wärme-Shop). Solche Stationen werden manchmal als "Haushalt" genannt.

Aufgrund der Schwierigkeiten zunächst Bogenbeleuchtungssystem der Einstellung baute eine spezielle Kraftwerke: eine für die Bogenlampen, andere - für Glühlampen. Manchmal sind die gleichen Station Generatoren in zwei entsprechende Gruppen eingeteilt.

Die Entwicklung der ersten Kraftwerke war mit Schwierigkeiten nicht nur wissenschaftliche und technische Natur zu überwinden. So verbot die Stadtverwaltung den Bau von Freileitungen zu wollen, nicht das Erscheinungsbild der Stadt zu verderben. Konkurrierende Gasgesellschaft betont stark die realen und imaginären Mängel einer neuen Art der Beleuchtung.

Auf die elektrischen Strömungsstationen werden in den späten 70er und frühen 80er Jahren des letzten Jahrhunderts, als die Antriebsmaschinen verwendet hauptsächlich Kolbendampfmaschinen gebaut. In einigen Fällen haben wir Verbrennungsmotoren, während ein Novum. Um die Kosten für die Dampferzeugungsanlagen zu reduzieren waren weit verbreitete Lokomotiven. Von der Hauptmotor auf die Belting elektrischen Generator gemacht wurde, die High-Speed-Antrieb elektrischer Generatoren von Dampf aus den relativ langsam bewegenden Fahrzeugen erlaubt, hatte die Geschwindigkeit nicht mehr als 200 U / min.

Das erste Kraftwerk wurde in Paris gebaut für die Beleuchtung von Straßen Russisch erste Installation dieser Art Opery.V die Station Beleuchtung Foundry-Brücke in St. Petersburg, im Jahre 1879 mit der Teilnahme von PN Yablochkov gegründet wurde. Seit dem späten 1881 g. Entstehen Kraftwerk, das im Netzwerk als Bogenlampen enthalten ist, und Glühlampen.

Allerdings war die Idee der zentralen Erzeugung von Strom so wirtschaftlich gerechtfertigt und so konsequent Trend der Konzentration der industriellen Produktion, die erste zentrale Macht entstand in der Mitte der 80er Jahre und schnell das Kraftwerk ersetzt. Aufgrund der Tatsache, dass in den massiven Stromverbraucher frühen 80er Jahren nur die Lichtquellen werden könnte, ist die erste zentrale Kraftwerk in der Regel entwickelt, um die Lichtlast mit Strom zu versorgen und erzeugt Gleichstrom.

Im Jahr 1881, einige findige amerikanische Finanziers unter dem Eindruck des Erfolgs, die durch eine Demonstration von Glühlampen begleitet wurde, haben eine Vereinbarung mit Edison eingetragen und begann mit dem Bau des ersten zentralen Kraftwerk der Welt (auf Pearl Street in New York). Im September 1882 wurde das Kraftwerk in Betrieb genommen.

Im Maschinenraum des Edison-Station sechs generatoratorov wurde gegründet. Die Leistung jedes Generators betrug etwa 90 kW und die gesamte Kraftwerkskapazität von mehr als 500 kW. Das Gebäude der Station und ihrer Ausrüstung wurden sehr nützlich ausgelegt, so dass in der Zukunft in den Bau neuer Kraftwerke haben viele der Prinzipien entwickelt, die von Edison vorgeschlagen.

Somit weisen die Stationen Generatoren, Kälte-, und direkt mit dem Motor verbunden. Spannung automatisch geregelt. Die Station erfolgt die mechanische Kraftstoffzufuhr zu dem Kessel und die automatische Entfernung von Asche und Schlacke. Schutz gegen Kurzschlussströme durch Sicherungen und Kabelfernleitungen waren. Die Station ist mit Strom zu diesem Zeitpunkt geliefert wird, eine umfangreiche Fläche von 2,5 Quadratkilometern. Bald wurden mehrere Stationen wurden in New York gebaut.

Die Anfangsspannung der ersten Kraftwerke, die später waren aus anderen, einen bekannten Stress-Skala bilden, historisch.

Tatsache ist, dass während der Zeit des exklusiven Ausbreitungs arc elektrische Beleuchtung wurde empirisch, dass die am besten geeignete für die Lichtbogenspannung 45 V ist festgelegt, um Kurzschlussströme zu reduzieren, die zum Zeitpunkt der Zündung von Lampen (in Kontakt Kohlen) entstanden ist, und für eine stabilere Verbrennung Bogen enthalten mit dem Lichtbogen-Lampen-Vorschaltgerät in Serie.

Es wurde auch so beschaffen sein, empirisch, dass der Widerstand des Ballastwiderstands festgestellt, ist, dass der Spannungsabfall über es im Normalbetrieb etwa 20 W. So war, war die Gesamtspannung in Pflanzen ersten DC 65 V, und diese Spannung wird für eine lange Zeit angewendet. Oft jedoch enthält eine Schaltung zwei aufeinanderfolgende Bogenlampen, für die erforderlich 2 x 45 = 90 V, und wenn dazu wir mehr Spannung 20 V, zurückzuführen auf den Widerstand des Vorschaltgeräts hinzuzufügen, erhalten Sie die Spannung von 110 V. Dieses Spannung fast universell akzeptierte als Standard öffnet und dass es die moderne Stressskala, obwohl die Wahl der Grund längst vergessen.

Bereits in der Gestaltung der ersten zentralen Kraftwerke sind mit Schwierigkeiten konfrontiert, die nicht ausreichend während der ganzen Zeit der Herrschaft der DC-Technologie überwunden. Der Radius der Stromversorgung wird durch den zulässigen Spannungsverlust in dem Stromnetz, die für ein bestimmtes Netzwerk ist, desto kleiner, je höher die Spannung bestimmt. Diese Umstände gezwungen, ein Kraftwerk in den zentralen Bereichen der Stadt zu bauen, die deutlich nicht nur die Bereitstellung von Wasser und Kraftstoff behindert, sondern erhöht auch die Kosten von Grundstücken für den Bau von Stationen, da das Land in der Mitte der Stadt sehr teuer war. Dies insbesondere, erklärt die ungewöhnliche Erscheinung der New Yorker Stationen, wo die Geräte auf vielen Ebenen angeordnet wurde.

Die Situation wurde durch die Tatsache erschwert, dass die ersten Kraftwerke eine große Anzahl von Kesseln zu setzen hatte, Dampferzeugung, die die neuen Anforderungen nicht erfüllen, auf elektrische Energie auferlegt.

Wenigstens zu unserer heutigen überrascht, dass die ersten St. Petersburg Kraftwerk zu sehen, die den Bereich des Newski-Prospekt dient. In den frühen 80er Jahren wurden sie auf einem Lastkahn, gesichert Anlegeplätze in den Flüssen Moika und Fontanka gelegt.

Builders begann von der preiswerten Versorgung Überlegungen darüber hinaus mit einer solchen Lösung nicht Land in der Nähe der Verbraucher kaufen muss.

Im Jahre 1886 in St. Petersburg gegründet wurde Korporation "Electric Lighting Company 1886" (abgekürzt als "Unternehmen 1886"), die die Station auf den Flüssen Moika und Fontanka erworben und baute zwei weitere: an der Kasaner Kathedrale und dem Bereich Ingenieurwesen. Die Kapazität jeder dieser Stationen überschritten knapp 200 kW.

In Moskau, die erste zentrale Kraftwerk (George) wurde im Jahr 1886 auch im Zentrum der Stadt, an der Ecke von Bolshaya Dmitrovka (heute Puschkin Str.) Und St George Lane gebaut. Ihre Energie wurde verwendet, um die Umgebung zu beleuchten. Das Kraftwerk von 400 kW.

Die begrenzten Möglichkeiten der Erweiterung Leistungsbereich haben dazu geführt, was schließlich die Nachfrage nach Strom gerecht werden immer schwieriger wurde immer. Zum Beispiel wurden in St. Petersburg und Moskau in der Mitte der 90er Jahre die Möglichkeit, die neue Last auf die bestehenden Stationen des Verbindens erschöpft und es war eine Frage, über die Netzwerksysteme zu ändern, oder auch die Art der Versorgung zu ändern.

An der zentralen Station mit einer Steigerung ihrer Leistung Lokomotiven, die als primäre Motorblock Stationen verwendet wurden, nach und nach von stationären Maschinen ersetzt. Maschinen ihre Kapazität war 100-300 PS Wellendrehzahl relativ niedrig war (100-200 U / min), in der Notwendigkeit resultierende zwischen der Maschine und dem Kabel oder der Generatorriemengetriebe ein.

Im frühen Kesselwärmekraft installierte Feuerrohrkessel, aber bald wegen der steigenden Kraftwerkskesseln erforderlich, um eine höhere paropronzvoditelnost - Wasserrohrkessel. Am Ende des XIX und Anfang XX Jahrhunderts. Primärverteilung in Kessel ausländischen Macht erhielt Kessel Babcock & Wilcox, und in Russland - Shukhov der Heizkessel-System.

Die Hauptbrennstoffkessel mit manueller Beladung diente Kohle brennt auf flachen Rost. Der Kohleverbrauch mit dieser Methode der Verbrennung und das Fehlen von Economizer, Luftheizung und schlechte Isolierung sind 3-4 mal höher als die Kosten moderner Kraftwerke.

Das Wachstum der Stromnachfrage stimuliert effektiv die Steigerung der Produktivität und Effizienz der thermischen Kraftwerke. Zunächst einmal sollte es die entscheidende Wende von Kolbendampfmaschinen Dampfturbinen werden zur Kenntnis genommen. Die erste Dampfturbine in der russischen Macht wurde 1891 in St. Petersburg (die Station an der Fontanka Fluss) gegründet. Im Jahr zuvor wurde die Turbine Test an der Station befindet sich an der Moika durchgeführt.

In der Berichtsperiode im Zusammenhang Wasser selten mit Kraftübertragung über weite Strecken beruhten schwierig. Wir haben bereits erwähnt, das bedeutendste Nachteil DC-Stromversorgung - zu kleine Fläche des Bezirks, die von der zentralen Kraftwerk bedient werden können. Die Entfernung Last nicht wenige hundert Meter nicht überschreiten.

Leistung - das Unternehmen versucht, seine Palette von Konsumgütern zu erweitern - Strom. Dies erklärt die anhaltende Suche nach Möglichkeiten, Energie zu erhöhen und gleichzeitig Raum bereits gebaut DC Station aufrechterhalten wird. mehrere Möglichkeiten, die Energieverteilung Radius gefunden zu erhöhen.

Die erste Idee, hat keinen signifikanten Ausbreitung erhalten, berührt Unterspannung elektrische Lampen, die Ende der Leitung zu verbinden. Jedoch zeigten die Berechnungen, dass das Netzwerk für mehr als 1,5 km wirtschaftlich rentabel war, ein neues Kraftwerk zu bauen.

Eine andere Lösung, die in vielen Fällen könnte die Notwendigkeit gerecht zu werden, bestand darin, das Netzwerkdiagramm zu verändern, der Übergang von der Zweidrahtnetz an das verseilt, dh tatsächlich Spannung zu erhöhen.

Die Drei-Draht-Stromverteilungssystem wurde 1882 von George. Gonkpnsonom und unabhängig von T. Edison vorgeschlagen worden. In diesem System, Stromgeneratoren sind in Reihe geschaltet und war neutral oder Kabel vom sheathe Punkt zu kompensieren. Bei dieser herkömmlichen Lampen wurden gehalten. Sie werden üblicherweise zwischen den heißen und neutralen Drähte und Motoren zu speichern Lasten Symmetrie umschaltbar auf eine höhere Spannung (220 V) enthalten.

Wenn die Last der gleiche in beiden Zweigen der waren Drei-Draht-System gab es keinen Strom in dem Neutralleiter. In anderen Fällen erscheint der Strom in dem Neutralleiter, die in der Regel wesentlich kleiner ist als der Betriebsstrom. Letzteres erlaubt, den Querschnitt des Neutralleiters kleiner zu wählen (in der Regel 1/2: 1/3 oder Abschnitt der Hauptadern).

Wir sollten nicht aus den Augen verlieren, dass der Querschnitt der Leiter in diesem Fall arbeitet auch mit dem Querschnitt der Einträge in der Zweileitertechnik im Vergleich verringert. Dies ist aufgrund der Tatsache, dass eine Erhöhung der Spannung mit der doppelten aktuellen Ton der gleichen Kapazität halbiert, und Verluste, die mit dem Quadrat des Stroms proportional ist, verringert das Vierfache. Die praktischen Ergebnisse der Einführung eines Systems mit drei Draht wurde zum einen eine Erhöhung des Radius von Elektrizität zu etwa 1200 m, und zweitens, die relativen Einsparung von Kupfer (wobei alle anderen Bedingungen gleich Kupferverbrauch betrug während des Dreileitersystems ist fast zweimal weniger als in der Zweidraht).

Um die Spannung in den Zweigen eines Drei-Draht-Netzwerk verschiedene Geräte anpassen wurden verwendet: Einstellung zusätzlichen Generatoren, Spannungsteiler, insbesondere erhalten haben erhebliche Verteilungsspannungsteiler Dolivo-Dobrowolski, Batterien. Drei-Leiter-System ist weit verbreitet sowohl in Russland eingesetzt und im Ausland. Es wurde später zu den 20-er Jahren des Jahrhunderts, und in einigen Fällen verwendet aufbewahrt werden.

Maximale Version von Multi-Wire-Systeme - Fünf-Draht-DC-Netzwerk, das vier in Reihe geschalteten verwendeten Spannungsgenerator und vervierfacht. Radius Leistung bis zu 1500 m erhöht. Allerdings ist eine relativ kleine Zunahme des Radius der Stromversorgung in diesem Fall erreicht wird, aufgrund einer erheblichen Komplikation des Netzwerks, um die Spannung bis auf gefährliche Werte zu, laden Komplikationen Einheitlichkeit der Regulierung der einzelnen Zweige. Daher wird Fünf-Draht-System nicht sehr weit verbreitet, auch wenn sein Autor V. Siemens davon aus, dass Fünf-Draht-System erfolgreich mit AC-Systemen konkurrieren.

Der dritte Weg, um den Radius Leistungsbatterie zu erhöhen umfasst den Bau von Umspannwerken. Batterien waren zu diesem Zeitpunkt müssen jedes Kraftwerk ergänzen. Sie deckten die Lastspitzen. Geladene im Laufe des Tages und spät in der Nacht, sie dienten als Reserve. Batterien sowie in modernen Kraftwerken (wo aber diese Batterien andere Funktionen - Regelleistung, Schutz, Automatisierung und Notbeleuchtung), wurden in speziellen großen Räumen platziert.

den Bereich der Stromversorgung Batterien in Umspannstationen in den Zweileiter-Gleichstromnetzen installiert zu erhöhen. Diese Stationen wurden in der Nähe der einzelnen Verbraucher gebaut. Gruppen von Batterien in Serie von der Zentralstation verbunden wurden bei einer Spannung doppelt belastet, und sie sind mit einer lokalen Last parallel geschaltet zugeführt.

Netzwerk mit Batteriestationen bekam einige Verteilung. In Moskau, zum Beispiel, wurde es im Jahr 1892. Die Batterie Station im Oberhandels Zeilen (jetzt GUM), befindet sich in einer Entfernung von 1385 m vom Hauptbahnhof St. George gebaut. Diese Station wurden Batterien gesaugt etwa 2.000 Glühbirnen installiert.

Los DC-Kraftwerke wurden in den letzten zwei Jahrzehnten des letzten Jahrhunderts gebaut, und sie haben lange einen bedeutenden Anteil an der gesamten Stromerzeugung gegeben worden. Die Leistung solcher Anlagen überschreiten selten 500 kW-Einheiten hatten in der Regel bis zu 100 kW.

Alle Möglichkeiten, den Bereich der Stromversorgung für DC Erhöhung waren schnell erschöpft. Mehrere Netzwerk und Unterstationen mit Batterie könnte immer noch die Bedürfnisse von kleinen und mittleren Städten gerecht zu werden, aber nicht die Anforderungen einer Großstadt gerecht werden.

In den 80 Jahren beginnen, um die Station AC gebaut werden, die in Bezug auf die Erhöhung der Leistungsbereich von Vorteil ist außer Frage.

Mit Ausnahme der Pflanzen AC Erzeugungs in England gebaut 1882-1883 gg. Wenn die Transformatoren Golyara und Gibbs, dann offenbar die erste AC-Kraftwerk betrieben werden kann permanent als Station Grovnerskoy Gallery (London) angesehen werden.

An dieser Station in Betrieb genommen im Jahre 1884, die beiden Lichtmaschine Siemens installiert wurden, die durch in Reihe geschaltete Transformatoren Golyara und Gibbs für Galeriebeleuchtung gearbeitet. Nachteile der Reihenschaltung Transformatoren und insbesondere die Schwierigkeit konstanten Strom aufrechtzuerhalten waren ziemlich schnell gefunden, und im Jahre 1886 wurde die Station unter dem Projekt C. C. Ferranti rekonstruiert. Siemens Generatoren wurden von Maschinen Ferranti jeweils mit einer Spannung von 2,5 kV an den Anschlüssen mit einer Leistung von 1000 kW Ausführung ersetzt. Die Transformatoren, von Ferranti Projekt hergestellt, die in der Schaltung parallel und diente dazu, die Spannung in der Nähe der Verbraucher zu verringern.

In 1889-1890 gg. Ferranti zurückgekehrt, um das Problem der Macht in London. Dieses Mal wurde Strom für den gesamten Bereich der City of London zu schaffen beauftragt. Aber da das Unternehmen die Arbeit finanziert wird, nicht einverstanden, die hohen Kosten für Land im Zentrum der Stadt zu zahlen, entschied sich Ferranti die Website für die neue Energiezentrale in einem Vorort von London, Dentforde, befindet sich 12 km von der Stadt.

Bauen Sie Energie in so großer Entfernung von dem Ort des Verbrauchs von Strom sein kann, nur unter der Bedingung, dass es unter Wechselstrom erzeugt.

Bei der Konstruktion dieser Pflanze von der mächtigen Zeit von Hochspannungsmaschinen verwendet. Stromerzeuger wurden bei 1.000 PS installiert eine Spannung von 10 kV und im Gegensatz zu dem alten Generator, der von der Dampfmaschine mittels einer Kabelübertragung, neue Generatoren wurden direkt mit den vertikalen Flotte Dampfmotoren angetrieben wird.

Die Frequenz der Rotation der Welle der Dampfkolbenmotoren sind ebenfalls weit hinter den normalen Geschwindigkeitsgeneratoren. Dies wird insbesondere elektrischen Generator eigentümliche Gestaltung der Zeit erläutert, haben kleine Durchmesser und großer Länge. Die gleichen Verhältnisse im allgemeinen zwischen dem Durchmesser und der Länge der Maschine und wird zum Zeitpunkt der mit relativ niedriger Geschwindigkeit hydraulische Leistung Armlöcher Wasser als Hauptmotor gehalten. Gesamtleistung dentfordskoy Station war ca. 3000 kW.

In den vier städtischen Unterstationen an den vier Hauptkabelleitungen zugeführt wird, wurde die Spannung auf 2400 reduziert), und dann an die Verbraucher (in Häusern) Spannung auf 100 V reduziert wird,

Ein Beispiel für einen großen Wasser einphasigen Strom von einer Lichtlast kann im Jahr 1889 auf dem Wasserfall in der Nähe von Portland (USA) als die Station, gebaut dienen. An dieser Station fährt Hydraulikmotor mit einer einphasigen acht Generatoren mit einer Gesamtleistung von 720 kW. Außerdem werden 11 die Generatoren, die speziell für Power-Bogenlampen (Lampen 100 für jeden Generator) haben an der Station installiert. Die Energie der Station wurde zu einer Entfernung von 14 Meilen zu Portland übertragen.

Ein charakteristisches Merkmal des ersten Kraftwerks ac - Arbeit der einzelnen Maschinen isoliert. Zeitgenerator ist noch nicht gemacht, und aus jeder Maschine war eine separate Kette für den Verbraucher. Es ist leicht zu verstehen, wie unwirtschaftliche unter diesen Bedingungen zu elektrischen Netzen bewährt, den Bau von denen enorme Mengen an Kupfer und Isolatoren ausgegeben.

In Russland, dem größten Einzelphasen-Kraftwerke wurden in den späten 80er und frühen 90er Jahren gebaut. Die erste zentrale Kraftwerk des ungarischen "Ganz und K" in Odessa im Jahre 1887. Der Hauptenergieverbraucher war elektrisches Beleuchtungssystem des neuen Theaters gebaut wurde.

Dieses Kraftwerk war eine progressive für seine Zeitstruktur. Sie hatte 4 Wasserrohrkessel mit einer Gesamtkapazität von 5 Tonnen Dampf pro Stunde und zwei Synchrongeneratoren mit einer Gesamtleistung von 160 kW bei einer Spannung an den Anschlüssen 2 kV und einer Frequenz von 50 Hz. Aus der Verteilung von Schmiede Energie wird auf der Linie 2,5 km langen geliefert werden, an dem Umspannwerk des Theaters führt, in dem die Spannung reduziert wird. Kraftwerkstechnik war für seine Zeit so perfekt, dass trotz der Tatsache, dass Kraftstoff britische Kohle importiert wird, war die Stromkosten niedriger als in den späteren St. Petersburg und Moskau Pflanzen. Der Kraftstoffverbrauch war .1,4 kg / kWh (auf der St. Petersburg Macht - 3,9-5,4 kg / kWh).

Im selben Jahr begann Betrieb von DC Macht in Zarskoje Selo (heute Puschkin). Die Länge des Luftnetz bereits in Zarskoje Selo im Jahre 1887 war etwa 64 km entfernt, während zwei Jahre später das gesamte Kabelnetz "Unternehmen 1886" in Moskau und St. Petersburg, nur 115 km war. Im Jahr 1890 Station Zarskoje Selo und das Netzwerk, um eine einphasige Wechselspannung von 2 kV rekonstruiert und übertragen wurden. Nach Zeitgenossen war Zarskoje Selo die erste Stadt in Europa, die ausschließlich elektrisch beleuchtet wurde.

Das größte Kraftwerk in Russland war eine einphasige Strom Station auf der Wassiljewski-Insel in St. Petersburg, im Jahre 1894 als Ingenieur NV Smirnov gebaut. Seine Leistung von 800 kW und einer Leistung von jedem überlegen die dann DC-Station. Der primäre Motor verwendet vier vertikale Dampfmaschinen bei 250 PS Nennleistung. jeder. Die Verwendung von Wechselspannung 2000 V ermöglicht es uns, die Kosten für das Stromnetz und erhöhen den Leistungsbereich (mehr als 2 km mit einem Verlust von bis zu 3% Spannung in den Hauptdrähte anstelle von 17-20% in DC-Netzen) zu vereinfachen und zu reduzieren.

Somit zeigte die Betriebserfahrung der zentralen Stationen und einem einphasigen Wechselstromnetzen Vorteile AC aber zugleich, wie erwähnt, zeigte seine Anwendung beschränkt. Einphasen-System die Entwicklung von Elektro erschweren es behindert. Zum Beispiel, wenn Sie eine Stromlast auf die Netzwerkstation verbinden hatte Deptfordskoy zusätzlich die Welle jeder Einphasen-Synchronmotor auch Overclocking Kollektor AC-Motor zu verhindern. Es ist leicht zu verstehen, dass eine solche Komplikation Aktuator zweifelhaftem Möglichkeit seiner weit verbreiteten Gebrauch.

Veselovsky O. Shneiberg YA Essays über die Geschichte der Elektrotechnik