4.99. Толстое Ю.Г. Теория электрических цепей. М.: Высшая школа, 1971.
4.100. Тозони О.В. Метод вторичных источников в электротехнике. М.: Энергия, 1975.
4.101. Трохименко Я.К. Метод обобщенных чисел и анализ линейных цепей. М.: Сов. радио, 1972.
4.102. Умов Н.А. Уравнения движения энергии. Одесса, 1874, М., 1874.
4.103. Френкель Я.И. Электродинамика. М.-Л.: ОНТИ, 1935.
4.104. Хаяси Т. Нелинейные колебания в физических системах. М.: Мир, 1988.
4.105. Heavisite О. Electromagnetic Theory. London, 1899.
4.106. Цыпкин Я.З. Теория импульсных систем. М.: Физматгиз, 1958.
4.107. Чуа Л., Пен-Мин Лин. Анализ электронных схем. М.: Энергия, 1980.
4.108. Шакиров М.А. Преобразование и диакоптика электрических цепей. Л.: Изд-во Ленингр. гос. университета, 1980.
4.109. Шидловский А.К., Кузнецов В.Г, Николаенко В.Г. Оптимизация несимметричных режимов систем электроснабжения. Киев: Hayкова думка, 1987.
4.110. Шимони К. Теоретическая электротехника. М.: Мир, 1964.
4.111. Эйнштейн А. Собрание научных трудов в 4-х т. М.: Наука, 1965.
Глава 5.
ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКА И ЭЛЕКТРИФИКАЦИЯ
5.1. ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКА В КОНЦЕ XIX И В XX ВЕКЕ
5.1.1. ПЕРВАЯ ТРЕХФАЗНАЯ ЛИНИЯ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ
Электрификация ведет свой отсчет времени с 1891 г., когда состоялось испытание трехфазной системы на Международной электротехнической выставке в г. Франкфурте-на-Майне (Германия) [5.1].
После многочисленных дискуссий о выборе рода тока для электропередачи было решено предложить фирме АЭГ, в которой в то время работал М.О. Доливо-Добровольский, передать посредством электричества энергию водопада на р. Неккар (близ местечка Лауфен) на территорию выставки во Франкфурт на расстояние 170 км. В Лауфене для этой цели выделялась турбина, дававшая полезную мощность 300 л.с. До этого времени дальность электропередачи не превышала 15 км, и некоторые компетентные специалисты полагали, что КПД установки может оказаться ниже 50%.
М.О. Доливо-Добровольскому предстояло в течение года спроектировать и построить асинхронный двигатель мощностью около 75 кВт и трехфазные трансформаторы мощностью 100–150 кВ∙А. Изготовление генератора было поручено главному инженеру швейцарского завода «Эрликон» Ч. Броуну, который сотрудничал с М.О. Доливо-Добровольским в области конструирования многофазных машин. Срок был чрезвычайно коротким, а задачи — весьма ответственными: во-первых, новая система тока должна была подвергнуться испытанию перед лицом представителей всего мира; во-вторых, масштабы испытания были невиданными. Двигатели и трансформаторы на такие мощности еще никогда не строились.
В августе 1891 г. на выставке впервые зажглись 1000 ламп накаливания, питаемых током от Лауфенской гидроэлектростанции (ГЭС); 12 сентября того же года двигатель М.О. Доливо-Добровольского привел в действие декоративный водопад. Налицо была своеобразная энергетическая цепь: небольшой искусственный водопад приводился в действие энергией естественного водопада, удаленного от первого на 170 км.
Что же представляла собой эта первая трехфазная линия?
На гидроэлектростанции в Лауфене энергия, развиваемая турбиной, передавалась через коническую зубчатую передачу на вал трехфазного синхронного генератора (мощность 230 кВ∙А, частота вращения 150 об/мин, напряжение 95 В, соединение обмоток звездой). В Лауфене и Франкфурте находилось по три трехфазных трансформатора с магнитопроводом призматической формы. Трансформаторы были погружены в баки, наполненные маслом.
Трехпроводная линия была выполнена на деревянных опорах со средним пролетом около 60 м. Медный провод диаметром 4 мм крепился на штыревых фарфорово-масляных изоляторах. Интересной деталью линии являлась установка плавких предохранителей со стороны высокого напряжения: в начале линии в разрыв каждого провода был включен участок длиной 2,5 м, состоявший из двух медных проволок диаметром 0,15 мм каждая. Для отключения линии во Франкфурте посредством простого приспособления устраивалось трехфазное короткое замыкание, плавкие вставки перегорали, турбина начинала развивать большую скорость, и машинист, заметив это, останавливал ее.
На выставочной площадке во Франкфурте был установлен понижающий трансформатор, от которого при напряжении 65 В питались 1000 ламп накаливания, расположенных на огромном щите. Здесь же был установлен трехфазный асинхронный двигатель Доливо-Доброволь-ского, приводивший в действие гидравлический насос мощностью около 100 л.с. Одновременно с этим мощным двигателем М.О. Доливо-Добровольский экспонировал асинхронный трехфазный двигатель мощностью около 100 Вт с вентилятором на его валу и двигатель мощностью 1,5 кВт с сидящим на его валу генератором постоянного тока.