Становление современной электроэнергетики в россии

В России первой районной электростанцией была небольшая ГЭС «Белый уголь» вблизи города Ессентуки. Она была построена в 1903 году. Первой крупной районной электростанцией в России считается электростанция в г. Богородске (ныне – г. ногинск). Она была сооружена на средства «Общества электрического освещения 1886г.» На станции были установлены три турбогенератора по 5000 л.с. Напряжение повышалось до 70кВ повышающими трансформаторами. Энергия передавалась в Москву по линии электропередачи протяженностью более 70км. Богородская электростанция, сданная в эксплуатацию в 1914 году, явилась для своего времени самой крупной в мире электростанцией, работающей на торфе. В 1913 году в России работали около 220 мелких электростанций, в большинстве построенные за счет иностранных инвестиций.

16 декабря 1917 года Советом народных комиссаров был подписан декрет о национализации монополиста российской электроэнергетики «Общества электрического освещения 1886 года» и развитие отрасли было поставлено в русло плановой экономики.

5 ноября 1919 года Совет труда и обороны принял постановление о строительстве Шатурской и Каширской электростанций. В середине 1920 года временная Шатурская электростанция мощностью 5000кВт была введена в строй. Она стала основой для сооружения Шатурской государственной районной электрической станции (ГРЭС). В этом же году были пущены Тульская центральная электростанция (ЦЭС) и сельская гидроэлектростанция (ГЭС) в районе деревни Кашино Московской области.

22 декабря 1920 года открылся VIII Всероссийский съезд Советов, который одобрил сформулированный В.И. Лениным лозунг «Коммунизм – это есть советская власть плюс электрификация всей страны» и принял государственный план электрификации России – ГОЭЛРО. Этот день Указом Президиума Верховного Совета СССР был утвержден профессиональным праздником, как День Энергетика. Согласно плану ГОЭЛРО районные электростанции стали основным звеном электрификации страны. 4 июня 1922 года был введен в строй первый агрегат Каширской ГРЭС мощностью 6000 кВт, работающий на подмосковном угле. В этом же году было завершено строительство ЛЭП Кашира - Москва протяженностью 120 км Напряжение в этой ЛЭП – 110 кВ. Выработка электрической энергии на одного жителя страны превысила 20 кВтч. Планом ГОЭЛРО предусматривалось: наиболее экономичное использование топлива за счет совместной работы ТЭС и ГЭС; широкое использование на электростанциях местных топливных ресурсов; использование водных энергетических ресурсов путем строительства ГЭС (особенно – в районах без органического топлива); создание высоковольтных электрических сетей, объединяющих мощные станции. Это позволяло увеличить выработку электроэнергии на удаленных электростанциях, работающих на местном топливе. В 1923 году впервые в стране была организована Диспетчерская служба в Мосэнерго. В 1925 году были введены в строй два агрегата Шатурской ГРЭС по 16 тыс кВт каждый и введена в эксплуатацию высоковольтная линия электропередачи 110 кВ Шатура – Москва. В 1926 году пущена Волховская ГЭС им. В.И. Ленина, первенец крупного отечественного гидростроения, связанная с Ленинградом высоковольтной линией 110 кВ протяженностью 130 км.

План ГОЭЛРО был реализован в кратчайшее время к 1931 году (за 10 лет). Сооруженный первенец ГОЭЛРО Днепрогэс им. В.И. Ленина продемонстрировал реальность грандиозного плана. К этому году общая мощность электростанций увеличилась и достигла 3972 МВт. За 10 лет было построено 40 районных электростанций вместо намечаемых 30-ти. В 1939 году были введены в строй агрегаты отечественного производства мощностью 100 МВт. К 1940 году в стране было построено 15,5 тыс. км линий электропередачи. Одна из основных тенденций в развитии электроэнергетики состояла в укрупнении мощностей как отдельных электростанций, так и единичных агрегатов. Это позволяло улучшать как технические, так и экономические показатели выработки электрической энергии.

В период Отечественной войны 1941 – 1945 г.г. нашей энергетике был нанесен значительный урон. Однако, в связи с умелым перебазированием промышленности на восток на Урале и в Сибири мощность электростанций возросла на 184% по сравнению с довоенным уровнем. Таким образом, к 1945 году суммарная мощность электростанций сравнялась с довоенным уровнем, а к 1958 году выработка электроэнергии возросла еще в 5,4 раза.

Особенностью развития электроэнергетики в послевоенный период было широкое строительство гидроэлектростанций. В сравнительно сжатые сроки были сооружены ГЭС волжского каскада. Началось освоение богатейших водных ресурсов рек Сибири – Ангары, Оби, Енисея, Иртыша. В первой половине 60-х годов было намечено строительство ТЭС, работающих на дешевом угле, газе и мазуте. Все это обеспечивало быстрое введение новых мощностей с хорошими техническими характеристиками. За период с 1958 по 1965 годы было введено мощностей больше, чем за все предыдущие годы.

Ввод новых мощностей требовал транспортировки энергии на огромные расстояния. До 1960 года напряжение в ЛЭП возросло до 500 кВ. В 1964 г. введена в строй линия электропередачи постоянного тока Волжская ГЭС – Донбасс с напряжением 800 кВ. Позже были поставлены и частично решены задачи повышения напряжения в линиях переменного тока до 1150 кВ и в линиях постоянного тока до 1500 кВ. Создание объединенных энергетических систем позволило повысить надежность электроснабжения, снизить эксплуатационные расходы, уменьшить необходимые резервы мощностей на электростанциях.

С 1954 года в СССР начала вырабатывать электроэнергию первая в мире атомная электростанци мощностью 5 МВт. Сегодня мощность реакторов на этой АЭС доведена до 1 млн. кВт. Каждый из новых энергоблоков на вновь строящихся АЭС являлся новым шагом в теории и практике атомной энергетики. В 1957 году начато строительство Нововоронежской АЭС, пуск первого блока которой мощностью 210 МВт состоялся 30 сентября 1964 года. Одна за другой сооружались атомные электростанции в других регионах страны.

Каждая крупная электростанция обеспечивала энергией огромное количество потребителей и любые неполадки могли нанести региону невосполнимый урон. С ростом установленных мощностей и рассредоточением генерирующих блоков по обширной территории страны остро встал вопрос об объединении разрозненных электростанций в энергосистемы. Это должно было способствовать повышению надежности электроснабжения, улучшению качественных показателей электрической энергии, проводить регламентное обслуживание энергоблоков в оптимальные сроки без перерывов в электроснабжении потребителей.

С 1956 года началось целенаправленное формирование Единой энергетической системы (ЕЭС) СССР. В этот период были введены в эксплуатацию системообразующие ЛЭП Куйбышев – Москва, Куйбышев – Урал, Волгоград – Москва с напряжением 400 – 500 кВ. Их сооружение позволило включить на параллельную работу объединенные энергосистемы (ОЭС) Центра, Средней Волги и Урала. До 1970 года в состав ЕЭС СССР вошли также Северо-западная, Южная, Северокавказская и Закавказская объединенные энергетические системы, а в 1972 году – Казахская ОЭС, в 1978 году - ОЭС Сибири. На конец 1991 года установленная мощность ЕЭС СССР составила 288 млн. кВт, в том числе ЕЭС России – 189 млн. кВт. В основу построения системы были положены принципы диспетчерского управления, основанные на разграничении оперативных и общехозяйственных функций с обеспечением независимости действия системы диспетчерского управления от административно-хозяйственного руководства. Важнейшим фактором обеспечения надежности, устойчивости и живучести ЕЭС являлась система противоаварийного автоматического управления (ПА). Отсутствие таких систем управления в крупных энергосистемах некоторых развитый стран неоднократно приводило к тяжелейшим системным авариям в США, Канаде, Швеции, Франции и др. в 60-80-е годы. Это привело к тому, что опыт безаварийной эксплуатации мощнейшей ЕЭС СССР распространился за рубежом. Большую роль в обеспечении надежности и особенно качества энергии стали играть автоматизированные системы диспетчерского управления (АСДУ) на всех уровнях диспетчерского управления.

Распад СССР привел к необходимости раздела энергетической собственности между бывшими союзными республиками. Энергетические мощности России частично приватизированы. В 1992 году создано Российское акционерное общество энергетики и электрификации – РАО «ЕЭС Россия». Постановлением Правительства РФ в 1996 году определены принципы функционирования федерального оптового рынка электроэнергии (мощности) – ФОРЭМ. В 1997 году основные поставщики энергии на ФОРЭМ составили (млн. кВтч): ГРЭС – 89920, ГЭС – 51692, АЭС – 98111. Общее число субъектов ФОРЭМ - 106, в том числе: Грэс – 16, ГЭС – 10, АЭС – 7, АО-энерго – 73. Для контроля и учета мощности и энергии, передаваемой на ФОРЭМ, создана автоматизированная система контроля и учета электроэнергии АСКУЭ.

Внастоящее время Россия располагает огромными энергетическими ресурсами, которые еще не используются. Электрическая энергия с низкой себестоимостью может выгодно экспортироваться за рубеж, что безусловно окажет благоприятное воздействие на все стороны жизни государства.

Серьезной проблемой современной электроэнергетики является старение оборудования. Поэтому курс на техническое перевооружение отрасли – это жизненная необходимость. Одновременно – внедрение новых высокоэффективных технологий, в частности – газотурбинных и парогазовых установок (ПГУ). Первая ПГУ мощностью 450 мВт введена в 1996 г. на одной из ТЭЦ Ленэнерго. Проектируются ПГУ на Краснодарской и Калининградской ТЭЦ. Наиболее крупным проектом является окончание строительства высоковольтной линии 1150 кВ переменного тока Итат – Барнаул – Экибастуз – Челябинск, что позволит усилить связь с объединенной энергетической системой Казахстана. Планируется восстановление связей 750 и 400 кВ со странами Восточной Европы. Ведутся разработки сооружения связей с Китаем на напряжении 500 кВ и вставками постоянного тока. Изучаются идеи сооружения ВЛ постоянного тока в Японию через о. Сахалин через проливы Татарский и Лаперуза, а также – на Аляску через Берингов пролив. Осуществление таких крупных проектов требует привлечения средств всех заинтересованных стран.

Опыт эксплуатации мощных энергосистем остро поставил ряд экологических проблем. Сюда относятся огромные площади, занимаемые энергетическими объектами, все возрастающие выбросы тепла в окружающую среду, электромагнитное загрязнение среды обитания человека. Вспоминая об экологических проблемах дальнейшего развития энергосистем, нельзя не упомянуть и о Чернобыльской трагедии. Поэтому в мире все острее ставится вопрос о рациональном, экономном расходовании различных видов энергии и необходимости снижения энергоемкости производств, о поиске новых, возобновляемых и экологически чистых источников энергии. В этом направлении и ведутся интенсивные исследования огромной армией ученых и практиков. Имеются обнадеживающие результаты использования энергии приливов и отливов, энергии ветра, излучения Солнца, термальных источников земных недр и мн. др. Все эти задачи придется решать новым поколениям энергетиков, проходящим обучение в российских вузах.

Современная жизнь немыслима без радио и телевидения, телефонов и телеграфа, осветительных и нагревательных приборов, машин и устройств, в основе которых лежит использование электрической энергии. Открытие электрического тока и все последующие открытия, связанные с ним, относятся к концу девятнадцатого – началу двадцатого веков. В этот период по всей Европе и в том числе в России прокатилась волна открытий, связанных с явлением электромагнетизма. Одно открытие прокладывало дорогу для последующих открытий на десятилетия вперед. Электричество внедряется во все отрасли производства. Возникают электрические двигатели, связь, электронагревательные приборы. Электричество внедряется в медицину и быт, во все отрасли производства и культуру. Возникают специальные электротехнологии, позволяющие решать невиданные ранее задачи.

Удивительный XIX век, заложивший основы электрической революции, начался с гальванического элемента – первой батарейки, химического источника непрерывно протекающего в цепи тока. Именно этим важнейшим изобретением Вольта человечество встретило 1800 год. Только после этого электротехника выделилась из физики в самостоятельную прикладную науку. Её фундамент заложили многие ученые и изобретатели: датчании Х. Эрстед, француз А. Ампер, англичане М. Фарадей и д. Максвелл, немцы Г. Ом, Г. Герц и В. Сименс, русские В.В. Петров, П.В. Шиллинг, Б.С. Якоби, А.Н. Лодыгин, М.О. Доливо-добровольский, А.С. Попов, американцы Д. Генри и Т. Эдисон и многие другие самоотверженные труженики, имена которых мы сегодня встречаем в учебниках. В честь многих из них названы единицы измерения электрических величин.

В 1867 году Зеноб грамм (Бельгия) построил надежный и удобный в эксплуатации электромашинный генератор, позволяющий получать много дешевой электрической энергии, а в 1878 году на улицах Парижа вспыхнул ослепительный «русский свет» – дуговые свечи конструкции П.Н. Яблочкова. Закачались стрелки на приборах первых электростанций. Распространению переменного тока способствовало изобретение трансформатора, в которое значительный вклад внесли П.Н. Яблочков и И.Ф. Усагин. Изобретение М.О. Доливо-добровольским трехфазной системы переменного тока обеспечило экономичную передачу мощных потоков электрической энергии на огромные расстояния. Потребитель энергии в Петербурге стал использовать энергию кузбасского угля, не заботясь о его транспортировке и сжигании в топке. Дешевые и надежные асинхронные электродвигатели стали основным приводом производственных механизмов, освободив заводы от чадящих «нефтянок» и паровых машин, от сложной трансмиссии и недолговечных и громоздких систем передачи движения к станкам.

Применению электрической энергии в промышленности России способствовало бурное развитие производительных сил. Темпы роста промышленности в 90-е годы XIX века оказались даже выше, чем в Англии и в США. Именно в эти годы были созданы предпосылки для перевода промышленности на новую электроэнергетическую базу. Появились возможности централизованной выработки электрической энергии, которой способствовали работы русского электротехника Д.А. Лачинова и французского физика М. Депре.

Бурное развитие электрификации страны характерно для ХХ века. В первую очередь следует отметить план ГОЭЛРО, выполнение которого вывело СССР в число передовых стран в мире по выработке электроэнергии, её использовании во всех сферах жизни страны. Создание единой энергетической системы и мощной электротехнической промышленности венчает успехи в этом направлении, обусловило новые успехи в науке, производстве, культуре, убедительно продемонстрировало, что электрическая энергия по праву может считаться основой современной цивилизации.

1. А.Вильке Промышленность и техника. Т.3. Электричество, его добывание и применение в

промышленности и технике. – Полный перевод с девятого немецкого издания / Под ред.

В.В. Скобельцина. С.-Пб., типография товарищества «Просвещения».: 1904. 644 с.

2. Карцев В.П. Приключения великих уравнений, М.: Знание, 1970. 320с.

3. Веселовский О.Н., Шнейберг Я.А. Энергетическая техника и её развитие. Учеб. пособие

для энергетич. и электротехнич. специальностей вузов. М.: Высшая школа, 1976. 304с.

4. Веников В.А., Путяин Е.В. Введение в специальность. Электроэнергетика. Под ред. проф.

В.А. Веникова. Учеб. пособие для электроэнергетич. специальностей вузов. М.: Высшая

школа, 1978. 296с

5. Спасский Б.И. "Физика в ее развитии", пособие для учащихся. - М. Просвещение, 1979г. –

208с.

6. Дягилев Ф.М. "Из истории физики и жизни ее творцов", М. Просвещение, 1986г., 255с.

7. Шателен М.А. Русские электротехники ХIХ века. Госэнергоиздат, 1955.т

8. Шнейберг Я.А. У истоков электротехники. Учпедгиз. 1963.

8. Электрификация СССР. Под общей ред. Непорожнего П.С. М.: Энергия, 1970.

9. Мелещенко Ю.С. Техника и закономерности её развития. Л.: Лениздат. 1970.

10. Очерки по истории физики в России. Под ред. А.К. Тимирязева, М.: Учпедгиз, 1949.

11. Павленков Ф. Жизнь замечательных людей. Челябинск: «Урал», 1995.

12. Голин Г.М., Филонович С.Р. Классики физической науки. М.: Высшая школа, 1989.

13. Кириллин В.А. Энергетика. Главные прболемы: в вопросах и ответах. – М.: Знание, 1990. 128с.

14. Юдасин Л.С. Энергетика: проблемы и надежды. – М.: Просвещене, 1990. 207с.

15. А. Ампер Электродинамика. Изд-во Академии Наук СССР, 1954.

16. М.О. Доливо-добровольский Избранные труды о трехфазном токе. М.: Госэнергоиздат, 1948.

17. М. Фарадей Экспериментальные исследования по электричеству. Т.1, Изд-во Академии Наук СССР,1947.

18. Петров В.В. и др. Избранные труды по электричеству. Под ред Белькинда Л.Д. М.: ГТТЛ, 1956.

19. Бочарова М.Д. Электротехнические работы Б.С. Якоби. Госэнергоиздат, 1959.

20. Осадчий Н.П. Исторический очерк развития передачи электрической энергии на расстояние. М.: Энергия, 1964.

Учебное издание

Пархоменко Георгий Анатольевич