Развитие энергетики в России

НОУ   ВПО   ЭЭИ 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Реферат

по

истории электроэнергетике 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Выполнил                                                                     Шибитов Т.А. 

Шифр                                                                             _____________ 

Группа                                                                           _____________ 

Проверил                                                                      _____________ 
 
 
 
 
 
 

11.12.2010

Развитие  энергетики в России 

    В России создавались электростанции в конце XIX и начале XX веков, однако, бурный рост важнейшей составляющей развития любого производства – электроэнергетики и теплоэнергетики – начался в двадцатые годы ХХ столетия после принятия по предложению В.И. Ленина плана ГОЭЛРО (Государственной электрификации России).

    В составлении плана ГОЭЛРО  участвовали крупнейшие ученые  и инженеры, опытные электротехники страны. Составлению плана ГОЭЛРО предшествовала большая научно-организационная работа На основе многочисленных специально подготовленных материалов были разработаны детальные научные обзоры, включавшие в себя отчеты о состоянии техники, отраслей промышленности,     сельского   хозяйства, строительства и транспорта, территориальном размещении промышленных центров, отдельных крупных предприятий и их техническую оснащенность; детальную характеристику энергетических, трудовых, сырьевых и денежных ресурсов экономических регионов страны.

    Руководил       составлением     плана ГОЭЛРО Г.М. Кржижановский (1872-1959) в разработке плана принимали участие такие крупные специалисты как А.В. Винтер, Г.О. Графтио, Б.Е. Веденеев, А.В. Вульф и др.

    План ГОЭЛРО был принят в  декабре 1920 г., а дальнейшая энергетическая программа СССР на длительную перспективу была принята в апреле 1983 г. Такой подход А.В. Винтер обеспечивал научно-обоснованную и сбалансированную выработку основных направлений развития страны.

     В плане ГОЭЛРО учитывалась  зависимость производительности труда от уровня развития технологического оборудования, обеспечивающего электрификацию производственных процессов; были заложены теоретические принципы формирования, подтвержденные опытом развития мирового хозяйства.

     Электрификация страны в плане ГОЭЛРО выступала как экономически наиболее выгодное начало народного хозяйства, важнейший фактор технического прогресса, одно из средств решения первоочередных социальных проблем России.

     План ГОЭЛРО – программа энергетического  развития страны – был выполнен к 1931 г. – минимальному сроку реализации плана. К 1935 г. – максимальному сроку реализации плана – программа была значительно перевыполнена как по числу возведенных электростанций, так и по их качественным и количественным характеристикам. Это позволило СССР уже к 1941 году занять второе место в Европе (после Германии) и третье в мире (после США и Германии) по выработке электроэнергии.

     До 1913 г. Россия по производству  электроэнергии стояла на 15 месте в мире.

     В плане много внимания уделялось проблеме использования местных энергетических ресурсов (торфа, воды рек, местного угля и др.) для производства электрической энергии.

    В 1922 г. состоялся пуск электростанции «Уткина заводь» – первой торфяной электростанции в Петрограде, в 1925 г. – Шатурской электростанции на торфе. В 1925 г. на Каширской электростанции начали освоение новой технологии сжигания подмосковного угля в виде пыли.

      В 1924 г. был введен в эксплуатацию первый теплопровод от ЛГЭС-3 (ТЭЦ им. Л.Л. Гинтера) – это положило начало развитию теплофикации в России.

     В 1926 г. была введена в действие мощная Волховская гидроэлектростанция, энергия которой по линии электропередачи напряжением 110 кВ, протяженностью 130 км поступала в Ленинград. Руководил строительством Волховской ГЭС Генрих Осипович Графтио (1869-1949).

    В 1921 г. были созданы энергетические объединения государственных электростанций в Москве – МОГЭС, и в Петрограде – "Петроток" (затем переименованное в Ленэнерго).

    Первая линия электропередачи  напряжением 110 кВ Каширская ГРЭС – Москва введена в эксплуатацию в 1921 г.

    В период реализации плана  ГОЭЛРО на практике проверялись основные принципы развития электроэнергетики, а именно:

    – строительство крупных электростанций (тепловых и гидростанций), позволяющих обеспечить электроснабжение целых районов;

    – использование местных энергоресурсов;

    – строительство высоковольтных  линий передач;

    – равномерное размещение энергоресурсов  по стране и др.

    Электромашиностроение является основной отраслью электро-технической промышленности, изготовляющей генераторы для энергетической промышленности и электродвигатели для различных отраслей народного хозяйства.

    До революции 1917 г. в России было всего четыре машиностроительных завода: завод концерна «Сименс и Шуккерт» в Петербурге, завод электротехнического треста «Вестингауз» (завод «Динамо») в Москве, завод концерна «Всеобщая компания электричества» в Риге и завод «Вольта» в Ревеле. Эти заводы представляли собой сборочные мастерские, работавшие на заграничных полуфабрикатах и материалах. Научно-техническая база находилась за границей.

    Электротехническая промышленность  России попадала все в большую зависимость от иностранного капитала. Стало горьким правилом, когда известные всему миру русские электротехники – первооткрыватели, не находя применения своим силам на Родине, искали применения на чужбине: П.Н. Яблочков, А.Н. Лодыгин, М.О. Доливо-Добровольский и др.

    В конце XIX века 75 % всех электротехнических изделий поставлялись в Россию из Германии, лампы накаливания привозились из Америки и такое перечисление можно было бы продолжить.

    В.Н. Чиколев объединил молодых  русских электротехников вокруг журнала “Электричество”, на страницах которого стали появляться обличительные статьи в адрес русского правительства. Эта “Могучая кучка” электротехников стала бороться против засилья иностранных капиталов, иностранных специалистов и техники за то, чтобы правительственные и общественные заказы по электротехническим изделиям выполняли русские компании.

    Постепенно отечественная электропромышленность  пробивала себе дорогу. Первенцами советского электромашиностроения были заводы «Электросила», «Динамо», ХЭМЗ (Харьковский электромашиностроительный завод).

    На заводе «Электросила» сосредоточилась разработка и производство турбо- и гидрогенераторов, мощных электродвигателей постоянного тока для прокатных станов и судов, асинхронных машин.

    Завод «Динамо» специализировался на тяговом и крановом электрооборудовании, а также на электрооборудовании гидротехнических сооружений. Создавались серии специализированных машин.

    Первый турбогенератор на 500 кВт  был построен в 1924 г. На «Электросиле», а в 1937 г. выпущен турбогенератор на 100 тыс.кВт своздушным охлаждением. В 1946 г. был изготовлен турбогенератор сводородным охлаждением. В послевоенные годы были построены Новосибирский (НТГЗ) и Лысьвенский (ЛТГЗ) турбогенераторные заводы.

    В результате применения новых систем охлаждения и новых конструкционных, магнитных и изоляционных материалов мощности генераторов росли по таким ступеням: 100, 200, 320, 500, 800 и 1 200 тыс.кВт.

    Параллельно развивалось гидрогенераторостроение.  В 1923 г. завод «Электросила» построил гидрогенератор для первенца советской гидроэнергетики – Волховской ГЭС, затем для Угличской и Рыбинской ГЭС, Волгоградской ГЭС и др.

    За годы Великой Отечественной войны (1941-1945) было потеряно, разрушено, разграблено 60 крупных электростанций, выведено из строя 10 тыс.км ЛЭП.

    Вывезено в Германию: 1 400 паровых котлов, 1 400 паро- и гидротурбин, 11 300 крупных электрогенераторов и сотни тысяч электродвигателей.

    Уже в 1947 г., благодаря громадному труду советского народа, Россия выходит по производству электроэнергии на 1-е место в Европе, а в 1958 г. – на 2-е место в мире.

    В 1954 г. в Советском Союзе  была построена первая в мире  АЭС на 5 МВт.

    В 1958 г. отечественной наукой и техникой созданы турбогенераторы на 200 МВт, в 1959 г. – на 220-300 МВт и более.

    Большое развитие получает теплофикация  заводов, фабрик, городов, поселков, направленная на производственные и коммунально-бытовые нужды.

    Общая мощность теплофикационных  турбин составляет более 36% от  общей мощности тепловых электростанций. Широкая централизованная теплофикация экономит много миллионов тонн условного топлива в год.

    После 1920 г. началось интенсивное строительство гидроэлектростанций; крупнейшие из них:

    Волжская – 230 МВт;

    Горьковская – 400 МВт;

    Рыбинская (на Волге) – 330 МВт;

    Камская – 504 МВт;

    Цимлянская (Дон) – 166 МВт;

    Днепровская – 648 МВт;

    Иркутская (Ангара) – 660 МВт;

    Саяно-Шушенская – 6400 МВт.

    Для сравнения: крупнейшая в  США Гранд-Кули (р. Колумбия) – имеет мощность – 1 974 МВт.

    Общая протяженность электросетей  в Советском Союзе только напряжением 35-400 кВ в 1958 г. составила 100 000 км.

    В это же время было освоено производство маслонаполненных кабелей на 220 кВ.

    К 1990 г. производственный потенциал  электроэнергии России составлял: 700 электростанций (из них 70 % ТЭЦ и КЭС, 20 % ГЭС и 10 % АЭС).

    В электроэнергетике было 2,5 млн  км линий электропередач всех классов напряжения (в том числе 150 тыс. км напряжением 200-1150 кВ); 90 % этого потенциала сосредоточено в единой энергетической системе – ЕЭС, имеющей централизованное и оперативно-диспетчерское управление.

    Передача электрической энергии на большие расстояния ставила перед страной следующие задачи:

   - повышение напряжения: 110, 220, 330, 500, 750 кВ и выше;

   - переход на передачу постоянным током из-за большого возрастания емкостных токов на большом переменном напряжении (>220 кВ);

   - создание высоковольтных выпрямителей и инверторов;

   - повышение электрической прочности  изоляции и изоляторов;

   - создание высоковольтных выключателей  и молниезащиты;

   - создание специальных кабелей  – подземных и подводных;

   - создание маслонаполненных кабелей на 110-500 кВ;

   - замена медных проводов для воздушных линий алюминиевыми и сталеалюминиевыми. 

  Энергосистемы 

    Объединение электростанций, осуществляющих  параллельную работу на общую сеть, называют энергетической системой. Впервые была создана энергосистема в Швейцарии в 1892 году (фирма «Эрликон»), в России же они были созданы в 1902 году.

    Современные энергетические системы  состоят из:

    2) трансформаторных подстанций, служащих для преобразования электрического напряжения отдельных элементов системы до экономически целесообразного уровня в соответствии с дальностью передачи электроэнергии и величиной передаваемой мощности;

    3) линий электропередач высокого напряжения, по которым электрическая энергия передается на большие расстояния к центрам нагрузки отдельных районов;

    4) распределительных сетей различных напряжений, подающих энергию непосредственно потребителям;

    5) потребительских установок, состоящих из двигателей, электрических печей, светильников и др.

    Подобная энергетическая система содержит десятки тысяч различных элементов, работающих совместно при разных напряжениях на разных частотах.

    Например, высоковольтная сеть Ленэнерго (основана в 1926 г.) имеет в своем составе 159 подстанций на 330 кВ, 220 кВ, 110 кВ и 35 кВ. Общая протяженность ее 3 311 км. На подстанциях установлено 475 трансформаторов общей мощностью свыше 19 000 МВА.

    Входящие в состав энергосистемы электростанции, линии электропередач, подстанции и тепловые сети связаны в одно целое общностью режима и непрерывностью процесса производства и распределения электрической и тепловой энергии.

    Создание энергосистем имеет  большое народно-хозяйственное значение. При совместной работе на общую электросеть ряда электростанций общая нагрузка системы целесообразно распределяется между ними, достигается более экономичное использование оборудования отдельных электростанций и энергетических ресурсов (топлива, воды), а также уменьшаются потери электроэнергии в сетях и, следовательно, уменьшается стоимость электроэнергии. Кроме этого, значительно увеличивается общая надежность электроснабжения потребителей.

    Создание больших единых энергосистем  позволяет регулировать отпуск электроэнергии в соответствии с разными часовыми поясами страны или разных стран и с разными пиковыми по часам суток нагрузками (покрытие максимумов нагрузки).

    В больших энергетических системах существует главный диспетчерский центр, в который поступает непрерывный поток сведений о мощности, нагрузках и распределении энергии по всему региону (части страны или всей стране).

    Такая система может включать  в себя сотни электростанций, подстанций, трансформаторов и тысячи километров высоковольтных линий передачи.

    Диспетчерский центр осуществляет  прием большого количества необходимых сведений, поддерживает связь с другими системами и является связующим центром объединенных систем. Из него производятся все переключения в высоковольтной сети. Диспетчерский центр оснащен системами автоматизации и телеуправления.

    Рассмотрим историю создания  и развития энергетических систем.

    Рост энергетики связан с формированием  единой энергетической системы. ЕЭС – сложнейшая, искусственно созданная система, функционирование и управление которой является сложной научно-технической и экономической проблемой. Это связано с последовательной централизацией электроснабжения и концентрацией мощностей, усложнением структуры электро-объединений, увеличением зависимости     электроэнергетики от составляющих         топливно-энергетического комплекса отдельных крупных регионов, от мировой топливно-энергетической конъюнктуры, ростом влияния уровня надежности электроснабжения на функционирование хозяйства страны в целом.

    К 1983 г. в мире существовало три наиболее мощных энергосистемы (энергообъединения):

    – Северной Америки (США и  Канада);

    – Западноевропейское (Австрия,  Бельгия, Италия, Люксембург, Нидерланды, ФРГ, Франция, Швейцария);

    – Единая энергетическая система (ЕЭС) (СССР, Болгария, Венгрия, Польша, Румыния, Чехословакия, ГДР).

    Основой диспетчерского управления  подобных систем являются информационно-вычислительные системы (ИВС), включающие ЭВМ, средства автоматики, телемеханики и др.

    Создание единых энергосистем, соединение на параллельную работу энергосистем соседних стран, формирование мощных межгосударственных энерго-объединений характеризуют развитие мировой энергетики.

    К началу 80-х годов ХХ в. почти  90 % мощности электростанций

мира  было сосредоточено в сформировавшихся энергосистемах.

  Развитие энергосистем  в СССР 

    Первая попытка создания энергосистемы в России была предпринята в 1902 году на базе двух электростанций в г. Баку под руководством инженера Р.Э. Классона.

    Процесс объединения электростанций  на параллельную работу и образование более крупных энергетических систем начался в нашей стране в 20-х гг. К концу 1935 г. уже работали 6 энергосистем. Протяженность электрических сетей напряжением 110 кВ составляла 2тыс. км, в 1933 г. была построена первая линия электропередач (ЛЭП) напряжением 220 кВ.

    В 1942 г. были заложены основы  объединенной энергосистемы

Урала.

    У нас в стране работало  много энергосистем, основными являлись: Уральская, Центральная, Южная, Северо-Западная. Большинство энергосистем европейской территории были объединены в Единую энергосистему в 1962 г., а в 1972 г. произошло объединение с этой системой энергосистем Западной и Восточной Сибири и образование Единой системы страны.

    В конце 50-х гг. была освоена  линия передачи напряжением 500кВ.

    К 1970 г. было завершено создание Единой энергосистемы европейской части страны. В начале 1978 г. было завершено формирование ЕЭС присоединением энергосистем Сибири.

    В 1981 г. в стране работало  96 районных энергосистем. Параллельно работающие районные энергосистемы имели общий центр оперативно-диспетчерского управления.

    Структура мощностей ЕЭС на  начало 1982 г.: ГЭС – 19,3 %, АЭС – 6,5 %, ТЭС – 74,2 %. Основные электрические сети, формирующие ЕЭС – сети напряжением 330, 500 и 750 кВ.

    Сеть 500 кВ – основная системо-образующая сеть ЕЭС, обеспечивающая прием и выдачу мощности наиболее крупных электростанций и обмена мощностью между энергосистемами. Протяженность таких сетей составила 25,4 тыс.км.

    Из 93 энергетических систем страны  в составе ЕЭС на 1980 г. работало 67 энергосистем, обеспечивающих энергоснабжение народного хозяйства европейской территории страны, Закавказья, Урала, Северного Казахстана, Западной Сибири.

    Из Единой энергосистемы осуществлялся экспорт электроэнергии в параллельно работающие энергосистемы Болгарии, Венгрии, Чехословакии, Польши, ГДР, Финляндии и др.

    До распада СССР функционировало межгосударственное объединение “Мир”, куда входили энергосистемы социалистических стран, Финляндии, Норвегии, Ирана и Монголии.

    Основными топливо-энергетическими ресурсами в европейских районах страны являются – атомное горючее, на Урале – кузнецкий и экибастузский угли, в Сибири – канско-ачинский уголь и гидроресурсы, в Забайкалье, Якутии и на Дальнем Востоке – местные угли, газ и гидроресурсы. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Литература  :

Т.Е.Харламова  история науки  и техники электроэнергетика.