Enciclopedia di cos'è la centrale elettrica. Grande Enciclopedia Sovietica - Centrale Elettrica. La centrale elettrica domestica non è un sogno

centrale elettrica

Le centrali elettriche sono aziende che generano elettricità. Le centrali elettriche si suddividono in termiche, idrauliche e nucleari. Grazie alla meccanizzazione e all'automazione, le centrali elettriche sono controllate centralmente. Il lavoro del personale è caratterizzato da grande responsabilità e tensione.

Le condizioni di lavoro più favorevoli sono nelle centrali idroelettriche. Nelle centrali nucleari, i rischi per la salute sono posti dalle radiazioni radioattive, dagli aerosol e dai gas.

I principali produttori di elettricità sono potenti centrali termiche a blocchi che utilizzano carbone, scisti bituminosi, torba, olio combustibile e gas naturale come combustibile. I fattori dannosi sono le alte temperature (vedi), il rumore (vedi) e le vibrazioni (vedi). In estate, la temperatura nell'officina della caldaia-turbina raggiunge i 30-35°, nei siti delle caldaie, nei disaeratori e nelle cabine delle gru - 35-50°. In inverno, il microclima è caratterizzato da forti cali di temperatura e correnti d'aria. Il microclima può essere migliorato mediante un accurato isolamento termico delle apparecchiature e un'adeguata ventilazione. È necessario installare condizionatori d'aria nelle sale di controllo e nelle cabine delle gru. Durante lo scarico e il trasporto di carburante, nel locale caldaia e nel reparto ceneri, la concentrazione di carburante e polvere di cenere raggiunge i 20-100 mg / m 3; durante la riparazione e la pulizia delle caldaie - 100-500 mg / m 3. La cenere dell'olio combustibile può causare avvelenamento con il vanadio in esso contenuto e malattie della pelle causate da impurità, nichel, vanadio, ecc.

La riduzione della polvere è facilitata da: sigillatura dei percorsi di alimentazione del combustibile, introduzione di metodi senza polvere per la pulizia delle caldaie e pulizia a umido dei locali. In zone con intensa emissione di polvere è necessario utilizzare (vedi). Fonti di rumore e vibrazioni sono generatori di turbine, gasdotti e gasdotti, pompe, mulini, ecc. I livelli di rumore totale per le turbine sono 94-110 dB, per i mulini - 109-120 dB, in un negozio di caldaie - 80-95 dB, nelle sale di controllo - 70-90 dB. Il rumore è ad alta frequenza. I parametri generali di vibrazione superano leggermente i livelli consentiti. La riduzione del rumore e delle vibrazioni può essere ottenuta isolando accuratamente le macchine da suoni e vibrazioni. In alcune zone è consigliabile l'uso di antifone (vedi).

Le centrali elettriche sono imprese (termiche, idrauliche e nucleari) che generano elettricità. L'industria energetica si basa su potenti centrali termiche a blocco, che, oltre all'elettricità, possono produrre energia termica per il fabbisogno industriale e domestico sotto forma di vapore e acqua calda (teleriscaldamento). Il funzionamento della centrale è controllato dalla scheda principale, dai singoli blocchi e dalle unità dalle schede di gruppo e locali. Il lavoro degli autisti-operatori è caratterizzato da grande responsabilità e tensione, soprattutto durante il periodo di avviamento e in emergenza. Per l'organizzazione razionale del loro lavoro, vengono attualmente utilizzati computer elettronici di controllo.

Le condizioni di lavoro più favorevoli sono nelle centrali idroelettriche (HPP), nelle centrali nucleari (NPP).

I principali negozi della centrale termica sono caldaia e turbina. I combustibili sono carbone, scisti bituminosi, torba, olio combustibile e gas naturale. I fattori dannosi sono le alte temperature, il rumore intenso (vedi), la polvere (vedi) e i gas tossici. In estate, la temperatura raggiunge i 30-35°, nei siti di ispezione dell'acqua, nei disaeratori e nelle cabine delle gru - 35-50°. In inverno, il microclima è caratterizzato da forti cali di temperatura e correnti d'aria. Le condizioni meteorologiche favorevoli si ottengono migliorando l'isolamento termico delle apparecchiature e il corretto funzionamento dei sistemi di aerazione. Si consiglia di installare condizionatori d'aria nei locali dei quadri di comando di gruppo e nelle cabine dei gruisti.

Le più alte concentrazioni di polvere (10-50 mg/m3) si osservano durante lo scarico, la frantumazione, il trasporto del combustibile e nel locale cenere. Durante la riparazione e la pulizia delle caldaie, la concentrazione di polvere raggiunge i 100-500 mg / m 3. Gli aerosol di cenere di oli combustibili polisolforati contengono dal 5 al 27% di vanadio e fino all'8-10% di nichel, aerosol di ceneri di carbone - fino al 24% di biossido di silicio libero, ceneri di scisto - fino al 10-20% di calce libera. La riduzione della polvere può essere ottenuta mediante il dispositivo di aspirazione locale, l'introduzione di metodi senza polvere per la pulizia delle caldaie e la pulizia a umido dei locali. Gli addetti alle riparazioni devono utilizzare respiratori (vedi) e indumenti protettivi.

La concentrazione di monossido di carbonio, idrocarburi, anidridi solforose e solforiche, di regola, non supera i valori consentiti. Fonti di rumore sono turbogeneratori, linee vapore, eiettori, pompe, mulini. I livelli di rumore generale per le turbine vanno da 94 a 110 dB, per i mulini a palle - da 109 a 120 dB, in un locale caldaia - da 80 a 95 dB, nei locali di commutazione di gruppo - da 70 a 90 dB. I rumori sono caratterizzati dall'intera gamma di frequenze, inclusi gli ultrasuoni. Per ridurre il rumore, è necessario isolare accuratamente le tubazioni del vapore e del gas ed eliminare tempestivamente il rumore aggiuntivo. Le antifone dovrebbero essere usate in alcune zone.

L'energia elettrica, che è stata utilizzata attivamente, secondo gli standard storici, non molto tempo fa, ha cambiato significativamente la vita di tutta l'umanità. Attualmente, vari tipi di centrali elettriche generano un'enorme quantità di energia. Naturalmente, per una rappresentazione più accurata, si potrebbero trovare valori numerici specifici. Ma per un'analisi qualitativa, questo non è così importante. È importante notare il fatto che l'energia elettrica viene utilizzata in tutte le sfere della vita e dell'attività umana. È persino difficile per una persona moderna immaginare come fosse possibile fare a meno dell'elettricità qualche centinaio di anni fa.

L'elevata domanda richiede anche capacità di generazione corrispondenti. Per generare elettricità, come a volte si dice nella vita di tutti i giorni, vengono utilizzate centrali termiche, idrauliche, nucleari e di altro tipo. Non è difficile vedere che il tipo specifico di generazione è determinato dal tipo di energia necessaria per generare corrente elettrica. Nelle centrali idroelettriche, l'energia di un flusso d'acqua che cade dall'alto viene convertita in corrente elettrica. Allo stesso modo, le centrali elettriche a gas convertono l'energia termica del gas di combustione in elettricità.

Tutti sanno che la legge di conservazione dell'energia opera in natura. Tutto quanto sopra, nella loro essenza, trasforma un tipo di energia in un altro. All'interno c'è una reazione a catena del decadimento di alcuni elementi con il rilascio di calore. Questo calore viene convertito in elettricità per mezzo di determinati meccanismi. Le centrali termiche funzionano esattamente sullo stesso principio. Solo in questo caso, la fonte di calore è il combustibile organico: carbone, olio combustibile, gas, torba e altre sostanze. La pratica degli ultimi decenni ha dimostrato che questo metodo di generazione dell'elettricità è molto costoso e provoca danni significativi all'ambiente.

Il problema è che le riserve del pianeta sono limitate. Dovrebbero essere spesi con parsimonia. Le menti progressiste dell'umanità lo hanno capito da tempo e stanno attivamente cercando una via d'uscita da questa situazione. Le centrali elettriche alternative che operano su principi diversi sono considerate una delle possibili opzioni di uscita. In particolare, la luce solare e il vento vengono utilizzati per generare energia. Il sole splenderà sempre e il vento non si stancherà mai di soffiare. Come dicono gli esperti, sono inesauribili o devono essere usati razionalmente.

Più recentemente, l'elenco dei tipi di centrali elettriche era breve. Ci sono solo tre posizioni: termica, idraulica e nucleare. Attualmente, diverse aziende rinomate nel mondo stanno conducendo una seria ricerca e sviluppo nel campo delle applicazioni dell'energia solare. Come risultato delle loro attività, sono comparsi sul mercato convertitori di luce solare in elettricità. Va notato che la loro efficienza lascia ancora molto a desiderare, ma questo problema prima o poi verrà risolto. La situazione è esattamente la stessa con l'utilizzo dell'energia eolica. stanno diventando sempre più diffusi.

Cento anni fa, una persona normale non poteva nemmeno immaginare quanti dispositivi diversi lo avrebbero circondato. E tutta l'elettronica attuale, gli elettrodomestici e le apparecchiature industriali utilizzano l'elettricità nel loro lavoro, da una banale lampada di illuminazione ai centri di elaborazione multifunzionali nelle grandi industrie.

Fornire elettricità è uno dei compiti più importanti per una casa, un ufficio o un'industria. È abbastanza chiaro che per questo vengono utilizzate attrezzature specializzate, che soddisfano le esigenze in ogni caso specifico: centrali elettriche di vari scopi e capacità.

Centrale elettrica - che cos'è?

Secondo la definizione accettata nella letteratura tecnica, la centrale elettrica è un complesso di apparecchiature, impianti e apparecchiature di controllo, che garantisce la produzione di energia elettrica. Inoltre, le centrali elettriche sono tutti gli edifici e le strutture coinvolte nel processo di generazione dell'elettricità, che appartengono a un'impresa e si trovano in una determinata area.

Quasi tutte le centrali elettriche utilizzano nel loro lavoro l'energia di rotazione dell'albero dell'elemento principale: un generatore, che genera effettivamente elettricità. Le principali differenze tra tutti i tipi di tali apparecchiature di generazione sono le dimensioni, il fattore di forma, il tipo di fonte di energia che effettivamente ruota l'albero.

Oltre al generatore stesso, che è la parte principale di tutte le centrali elettriche, indipendentemente dalle loro dimensioni, il set completo comprende anche altri elementi: linee elettriche e linee elettriche di collegamento, caldaie e serbatoi, turbine e trasformatori, interruttori e apparecchiature di automazione. Tutte queste parti, combinate in un unico sistema, formano centrali elettriche della capacità e dello scopo richiesti.

Un po' di storia e statistiche

L'inizio dello sviluppo delle centrali elettriche può essere chiamato l'apertura del primo di essi. Un evento storico avvenne nel settembre 1882 a New York, dove la società di Thomas Edison aprì la prima centrale termica per alimentare un'intera area della città. Sempre nel 1882 compare la prima centrale idroelettrica, che fornisce energia elettrica a due cartiere e all'abitazione privata del titolare dell'azienda che ha realizzato questo progetto.

Per la Russia, l'era dell'elettrificazione iniziò nel 1886: fu in quest'anno che fu lanciata con successo una centrale termica, che garantiva l'illuminazione prima solo del Palazzo d'Inverno, e poi di tutte le stanze ausiliarie e della Piazza del Palazzo. La stazione funzionava a carbone e ha dimostrato con successo la possibilità di fornire a un gran numero di consumatori energia economica e di alta qualità. Quest'anno dovrebbe essere considerato l'inizio di una riuscita, anche se piuttosto lenta, elettrificazione del Paese. Con l'avvento del potere sovietico, il ritmo della creazione di un unico potente sistema energetico è aumentato in modo significativo: basta ricordare il famoso piano Goelro, che ha fornito con successo anche gli insediamenti remoti dell'Unione Sovietica con "lampadine di Ilyich".

Lo sviluppo della tecnologia non ha ignorato la sua attenzione ed energia. Inoltre, l'umanità è stata a lungo preoccupata per il graduale esaurimento delle risorse naturali, che ha anche portato a un cambiamento nelle fonti energetiche e il solito carbone, gas, petrolio viene gradualmente sostituito da risorse rinnovabili: vento, sole, energia delle maree, energia nucleare . Naturalmente, le nuove tipologie di energia richiedono anche nuove soluzioni tecnologiche che garantiscano non solo un corretto utilizzo, ma anche la completa sicurezza di qualsiasi centrale elettrica.

Tenendo conto delle specificità delle proprie risorse naturali, l'energia tradizionale in diversi paesi e continenti ha ricevuto diverse direzioni principali di sviluppo: termica, nucleare, idroelettrica attualmente generano la stragrande maggioranza di tutta l'elettricità nel mondo. Oltre il 90% di tutte le centrali elettriche del mondo utilizza combustibili liquidi, solidi e gassosi: prodotti petroliferi, carbone, gas. Il loro uso prevale nei sistemi energetici non solo del nostro paese, ma anche di altri paesi: Cina, Messico, Australia.

Le centrali idroelettriche consentono di utilizzare con successo un getto d'acqua diretto e concentrato come dispositivo di propulsione per le turbine, con un impatto minimo sull'ambiente. In Brasile e Norvegia, la quasi totalità dell'elettricità generata è generata da centrali idroelettriche - questo è facilitato dalla presenza di una grande quantità di risorse idriche.

Francia e Giappone sono i principali esempi di paesi dominati dall'energia nucleare. Privi di proprie riserve di carbone o gas, questi paesi, con la scoperta della possibilità di utilizzare una reazione nucleare controllata, sono passati quasi completamente all'elettricità generata dalle centrali nucleari.

La centrale elettrica domestica non è un sogno

Lo sviluppo di fonti energetiche compatte è anche una tendenza naturale nel settore energetico. Anche una piccola centrale elettrica diesel è un'opportunità per fornire un'alimentazione elettrica ininterrotta a un edificio per uffici, un campo di lavoro o più case. Spesso, tali opzioni sono l'unico modo possibile per consentire il funzionamento di campi remoti, specialmente in condizioni di permafrost o in una stazione polare. Le solite fonti di energia per i generatori di centrali elettriche in luoghi in cui è impossibile posare linee elettriche convenzionali vengono gradualmente sostituite da opzioni alternative: generatori eolici, pannelli solari, centrali elettriche alimentate dalle maree o dall'energia del surf.

A causa della loro compattezza, i metodi alternativi per generare elettricità stanno guadagnando grande popolarità tra gli individui. Una turbina eolica relativamente piccola può fornire in sicurezza elettricità per le abitazioni private e, se si affronta il processo in modo completo, aggiungendo una stazione solare e batterie al sistema, è possibile ottenere un'eccellente casa autonoma. Tra le altre cose, le opzioni non standard per la generazione di elettricità possono ridurne significativamente il costo, che nelle condizioni moderne è un fattore importante. Sono i metodi alternativi di approvvigionamento energetico che consentono di affermare con sicurezza che nel prossimo futuro sarà il caso che una centrale elettrica domestica compatta non sia un lusso, ma una fonte di elettricità completamente accessibile e sicura per ogni famiglia.

3.4. PRIMI IMPIANTI DI ENERGIA

Le centrali elettriche, intese come fabbriche per la produzione di energia elettrica da distribuire tra vari produttori, non sono apparse immediatamente. Negli anni '70 e nei primi anni '80 del XIX secolo. il luogo di produzione dell'energia elettrica non era separato dal luogo di consumo.

Le centrali elettriche che fornivano elettricità a un numero limitato di consumatori erano chiamate stazioni di blocco (da non confondere con il moderno concetto di stazioni di blocco, con cui alcuni autori intendono le centrali termiche di fabbrica). Tali stazioni venivano talvolta chiamate "brownie".

Lo sviluppo delle prime centrali elettriche è stato associato al superamento di difficoltà non solo di natura scientifica e tecnica. Pertanto, le autorità cittadine hanno vietato la costruzione di linee aeree, non volendo rovinare l'aspetto della città. Le società del gas concorrenti in ogni modo possibile hanno sottolineato le carenze reali e percepite del nuovo tipo di illuminazione.

Nelle stazioni di blocco, i motori a vapore a pistoni venivano utilizzati principalmente come motori primari e, in alcuni casi, i motori a combustione interna (che all'epoca erano una novità), le locomotive erano ampiamente utilizzate. Una trasmissione a cinghia è stata realizzata dal motore primo al generatore elettrico. Di solito una macchina a vapore alimentava uno o tre generatori; pertanto, nelle grandi stazioni di blocco, sono stati installati diversi motori a vapore o locomotive. Per regolare la tensione della cinghia, i generatori elettrici sono stati montati su pattini. Nella fig. 3.7 mostra una vista di una centrale elettrica per l'illuminazione di una casa.

Per la prima volta a Parigi furono costruite stazioni di blocco per illuminare Rue de Opéra. In Russia, la prima installazione di questo tipo è stata la stazione per l'illuminazione del ponte Liteiny a San Pietroburgo, creata nel 1879 con la partecipazione di P.N. Yablochkova.

Riso. 3.7. Block station - una centrale elettrica con due generatori (in basso a destra) e una locomotiva (a sinistra) per illuminare una casa

Tuttavia, l'idea della produzione centralizzata di energia elettrica era così economicamente giustificata e così coerente con la tendenza alla concentrazione della produzione industriale che le prime centrali elettriche apparvero già a metà degli anni '80 del XIX secolo. e rapidamente scacciato le stazioni di blocco. A causa del fatto che all'inizio degli anni '80 solo le sorgenti luminose potevano diventare consumatori di massa di elettricità, le prime centrali elettriche sono state progettate, di regola, per alimentare il carico di illuminazione e generare corrente continua.

Nel 1881 alcuni intraprendenti finanzieri americani, impressionati dal successo che accompagnò la dimostrazione delle lampade ad incandescenza, stipularono un accordo con T.A. Edison e iniziò la costruzione della prima centrale elettrica al mondo (a Pearl Street a New York). Nel settembre 1882 questa centrale fu messa in funzione. Sei generatori T.A. Edison, la potenza di ciascuno era di circa 90 kW e la potenza totale della centrale superava i 500 kW. L'edificio della stazione e le sue attrezzature sono state progettate in modo molto conveniente, in modo che in futuro, durante la costruzione di nuove centrali elettriche, molti dei principi proposti da T.A. Edison. Quindi, i generatori delle stazioni avevano il raffreddamento artificiale ed erano collegati direttamente al motore. La tensione è stata regolata automaticamente. La stazione ha effettuato l'alimentazione meccanica del combustibile al locale caldaia e la rimozione automatica delle ceneri e delle scorie. La protezione delle apparecchiature contro le correnti di cortocircuito è stata effettuata mediante fusibili e le linee principali erano in cavo. La stazione forniva elettricità a una vasta area di 2,5 km in quel momento.

Molte altre stazioni furono presto costruite a New York. Nel 1887, 57 centrali elettriche della T.A. Edison.

Storicamente si è sviluppata la tensione iniziale delle prime centrali, dalle quali ne sono state successivamente prodotte altre, formando una ben nota scala di tensione. Il fatto è che durante il periodo di diffusione eccezionale dell'illuminazione ad arco elettrico, è stato riscontrato empiricamente che la tensione più adatta per la combustione dell'arco è 45 V. Per ridurre le correnti di cortocircuito che si sono verificate al momento dell'accensione delle lampade (quando i carboni erano in contatto) e per una combustione più stabile gli archi erano collegati in serie con la lampada ad arco con un resistore di zavorra.

È stato anche scoperto empiricamente che la resistenza del resistore di zavorra dovrebbe essere tale che la caduta di tensione su di esso durante il normale funzionamento sia di circa 20 V. Pertanto, la tensione totale nelle installazioni CC era inizialmente di 65 V e questa tensione è stata applicata per un lungo tempo. Tuttavia, spesso nello stesso circuito erano incluse altre due lampade, per il cui funzionamento erano necessari 2x45 = 90 V, e se aggiungiamo altri 20 V a questa tensione, che è la resistenza del resistore di zavorra, otteniamo una tensione di 110 V. Questa tensione era quasi universalmente accettata come standard ...

Già nella progettazione delle prime centrali elettriche hanno incontrato difficoltà che non sono state sufficientemente superate durante l'intero periodo di dominio della tecnologia DC. Il raggio dell'alimentazione è determinato dalle perdite di tensione consentite nella rete elettrica, che per una determinata rete sono minori, maggiore è la tensione. Fu questa circostanza che costrinse la costruzione di centrali elettriche nei quartieri centrali della città, che ostacolò significativamente non solo la fornitura di acqua e carburante, ma aumentò anche il costo del terreno per la costruzione di centrali elettriche, poiché il terreno nel il centro della città era estremamente costoso. Questo, in particolare, spiega l'aspetto insolito delle centrali elettriche di New York, dove le apparecchiature erano situate su molti piani. La situazione era ulteriormente complicata dal fatto che nelle prime centrali era necessario posizionare un gran numero di caldaie, la cui capacità di vapore non soddisfaceva i nuovi requisiti imposti dall'industria dell'energia elettrica.

Il nostro contemporaneo non sarebbe meno sorpreso di vedere le prime centrali elettriche di San Pietroburgo che servivano l'area della Prospettiva Nevsky. Nei primi anni '80 del XIX secolo. sono stati collocati su chiatte ancorate agli ormeggi sui fiumi Moika e Fontanka (Fig. 3.8). I costruttori sono partiti da considerazioni sull'approvvigionamento idrico a basso costo, inoltre, con tale decisione, non era necessario acquistare appezzamenti di terreno vicino al consumatore.

Nel 1886, a San Pietroburgo fu fondata la società per azioni "Società di illuminazione elettrica del 1886": (abbreviata come "Società del 1886"), che acquisì centrali elettriche sui fiumi Moika e Fontanka e ne costruì altre due: vicino alla cattedrale di Kazansky e su Piazza dell'Ingegneria. La capacità di ciascuna di queste centrali ha superato di poco i 200 kW.

Riso. 3.8. Centrale elettrica sulla r. Fontanka a San Pietroburgo

A Mosca, la prima centrale elettrica (Georgievskaya) fu costruita nel 1886, sempre nel centro della città, all'angolo tra Bolshaya Dmitrovka e Georgievskiy lane. La sua energia è stata utilizzata per illuminare l'area circostante. La capacità della centrale era di 400 kW.

Le limitate possibilità di ampliamento del raggio di alimentazione rendevano sempre più difficile nel tempo soddisfare la domanda di energia elettrica. Quindi, a San Pietroburgo e Mosca, verso la metà degli anni '90, le possibilità di collegare un nuovo carico alle centrali elettriche esistenti erano esaurite e si poneva la domanda sulla modifica degli schemi di rete o addirittura sul tipo di corrente.

La crescita della domanda di energia elettrica ha efficacemente stimolato un aumento della produttività e dell'efficienza della parte termica delle centrali. Innanzitutto va notato il passaggio decisivo dai motori a vapore a pistoni alle turbine a vapore. La prima turbina nelle centrali elettriche in Russia fu installata nel 1891 a San Pietroburgo (stazione sul fiume Fontanka). Un anno prima, la turbina era stata testata in una stazione situata sul fiume. Moica. Lo svantaggio più significativo dell'alimentazione a corrente continua è già stato notato sopra: l'area del distretto è troppo piccola, che può essere servita dalla centrale elettrica. La distanza del carico non superava diverse centinaia di metri. Le centrali elettriche hanno cercato di espandere la gamma di consumatori del loro prodotto: l'elettricità. Questo spiega la persistente ricerca di modi per aumentare l'area di alimentazione, a condizione che le stazioni CC già costruite siano preservate. Sono state proposte diverse idee su come aumentare il raggio di distribuzione dell'energia.

La prima idea, che non ha ricevuto una distribuzione evidente, riguardava l'abbassamento della tensione delle lampade elettriche collegate all'estremità della linea. Tuttavia, i calcoli hanno mostrato che con una lunghezza della rete superiore a 1,5 km, era economicamente più redditizio costruire una nuova centrale elettrica.

Un'altra soluzione, che in molti casi poteva soddisfare l'esigenza, consisteva nel modificare il layout di rete: passare da reti bifilari a reti multifilari, ovvero effettivamente aumentare la tensione

Il sistema di distribuzione dell'energia a tre fili fu proposto nel 1882 da J. Hopkinson e indipendentemente da T. Edison. Con questo sistema i generatori della centrale erano collegati in serie e da un punto comune proveniva un neutro, o filo di compensazione. Allo stesso tempo, sono state conservate le lampade ordinarie. Erano accesi, di regola, tra i fili di lavoro e neutro e i motori potevano essere accesi a una tensione maggiore (220 V) per mantenere la simmetria del carico.

I risultati pratici dell'introduzione del sistema a tre fili sono stati, in primo luogo, un aumento del raggio dell'alimentatore a circa 1200 m, e in secondo luogo, il relativo risparmio di rame (a parità di altre condizioni, il consumo di il rame con un sistema a tre fili era quasi la metà rispetto a un sistema a due fili).

Per regolare la tensione nei rami della rete a tre fili, sono stati utilizzati vari dispositivi: regolazione di generatori aggiuntivi, divisori di tensione, in particolare, divisori di tensione di Mikhail Osipovich Dolivo-Dobrovolsky, ampiamente utilizzati e accumulatori. Il sistema a tre fili è stato ampiamente utilizzato sia in Russia che all'estero. È sopravvissuto fino agli anni '20 del XX secolo, e in alcuni casi è stato utilizzato in seguito.

La versione massima dei sistemi multifilo, una rete CC a cinque fili, in cui sono stati utilizzati quattro generatori collegati in serie e tensione, è quadruplicata. Il raggio di alimentazione è aumentato solo fino a 1500 M. Tuttavia, questo sistema non è stato ampiamente utilizzato.

Il terzo modo per aumentare il raggio di alimentazione prevedeva la costruzione di sottostazioni di batteria. Gli accumulatori erano a quel tempo un'aggiunta obbligatoria a ogni centrale elettrica. Coprivano i picchi dei carichi. Ricaricandosi nelle ore diurne e notturne, fungevano da riserva.

Le reti con sottostazioni a batteria hanno guadagnato una certa popolarità. A Mosca, ad esempio, nel 1892 fu costruita una sottostazione della batteria nelle Upper Trading Rows (ora GUM), situata a una distanza di 1385 m dalla stazione centrale Georgievskaya. In questa sottostazione sono state installate delle batterie che alimentano circa 2.000 lampade ad incandescenza.

Negli ultimi due decenni del XIX secolo. Sono state costruite molte centrali elettriche in corrente continua, che hanno fornito una quota significativa della produzione totale di elettricità per lungo tempo. La potenza di tali centrali elettriche raramente superava i 500 kW, le unità di solito avevano una capacità fino a 100 kW.

Tutte le possibilità di aumentare il raggio di alimentazione con corrente continua sono state rapidamente esaurite, soprattutto nelle grandi città.

Negli anni '80 del XIX secolo. inizia la costruzione di centrali elettriche in corrente alternata, la cui redditività per l'aumento del raggio dell'alimentazione elettrica era indiscutibile. Fatta eccezione per le centrali elettriche a blocco costruite in Inghilterra nel 1882-1883, quindi, a quanto pare, la prima centrale elettrica a corrente alternata permanente può essere considerata la centrale elettrica della Grovner Gallery (Londra). In questa stazione, messa in servizio nel 1884, furono installati due alternatori V. Siemens che, tramite J.D. Golyara e L. Gibbs hanno lavorato all'illuminazione della galleria. Gli svantaggi del collegamento in serie dei trasformatori e, in particolare, le difficoltà di mantenere una corrente costante furono individuati piuttosto rapidamente e nel 1886 questa stazione fu ricostruita secondo il progetto di S.Ts. Ferranti. I generatori di V. Siemens sono stati sostituiti da macchine progettate da S.Ts. Ferranti con una potenza di 1000 kW ciascuno con una tensione ai terminali di 2,5 kV. Trasformatori realizzati su progetto di S.Ts. Ferranti, erano collegati in parallelo nel circuito e servivano a ridurre la tensione nelle immediate vicinanze delle utenze.

Nel 1889-1890. S.T. Ferranti ha rivisitato il problema della fornitura di energia elettrica a Londra con l'obiettivo di fornire energia elettrica alla City di Londra. A causa dell'alto costo del terreno nel centro della città, si è deciso di costruire una centrale elettrica in uno dei sobborghi di Londra, a Deptford, situato a 12 km dalla City. Ovviamente, a una distanza così grande dal luogo di consumo dell'elettricità, la centrale doveva generare corrente alternata. Durante la costruzione di questo impianto sono stati utilizzati generatori ad alta tensione (10 kV) con una capacità di 1000 CV, potenti per l'epoca. La capacità totale della centrale elettrica di Deptford era di circa 3.000 kW. In quattro sottostazioni urbane, alimentate da quattro linee di cavi principali, la tensione è scesa a 2400 V e quindi ai consumatori (nelle case) a 100 V.

Un esempio di grande centrale idroelettrica che forniva il carico di illuminazione in un circuito monofase è la centrale costruita nel 1889 su una cascata nei pressi di Portland (USA). In questa stazione, i motori idraulici azionavano otto generatori monofase con una potenza totale di 720 kW. Inoltre, la centrale ha installato 11 generatori appositamente progettati per alimentare lampade ad arco (100 lampade per ogni generatore). L'energia da questa stazione è stata trasmessa su una distanza di 14 miglia a Portland.

Una caratteristica delle prime centrali elettriche a corrente alternata era il funzionamento isolato delle singole macchine. La sincronizzazione dei generatori non era ancora stata eseguita e un circuito separato andava da ciascuna macchina ai consumatori. È facile comprendere quanto fossero antieconomiche in tali condizioni le reti elettriche, la cui costruzione consumava quantità colossali di rame e di isolanti.

In Russia, le più grandi centrali elettriche a corrente alternata sono state costruite tra la fine degli anni '80 e l'inizio degli anni '90 del XIX secolo. La prima centrale elettrica è stata costruita dalla società ungherese "Ganz and K?" a Odessa nel 1887. Il principale consumatore di energia era il sistema di illuminazione elettrica monofase del nuovo teatro. Questa centrale era una costruzione progressiva per l'epoca. Aveva quattro caldaie a tubi d'acqua con una produttività totale di 5 tonnellate di vapore all'ora, nonché due generatori sincroni con una potenza totale di 160 kW a una tensione terminale di 2 kV e una frequenza di 50 Hz. Dal quadro l'energia è stata immessa in una linea di 2,5 km che portava alla cabina di trasformazione del teatro, dove la tensione è stata abbassata a 65 V (per la quale sono state progettate le lampade ad incandescenza). L'attrezzatura della centrale era così perfetta per l'epoca che, nonostante il carbone britannico importato servisse da combustibile, il costo dell'elettricità era inferiore a quello delle successive centrali elettriche di San Pietroburgo e Mosca. Il consumo di carburante era di 3,4 kg / (kW h) [nelle centrali elettriche di San Pietroburgo 3,9–5,4 kg / (kW h)].

Nello stesso anno iniziò l'operazione di una centrale elettrica a corrente continua a Tsarskoe Selo (ora Pushkin). La lunghezza della rete aerea a Tsarskoe Selo era già di circa 64 km nel 1887, mentre due anni dopo la rete totale via cavo della "Società del 1886" a Mosca e San Pietroburgo, era a soli 115 km. Nel 1890, la centrale elettrica di Tsarskoye Selo e la rete furono ricostruite e trasferite in un sistema a corrente alternata monofase da 2 kV. Secondo i contemporanei, Tsarskoe Selo è stata la prima città in Europa ad essere illuminata esclusivamente dall'elettricità.

La più grande centrale elettrica in Russia per la fornitura di un sistema CA monofase era la stazione sull'isola Vasilievsky a San Pietroburgo, costruita nel 1894 dall'ingegnere N.V. Smirnov. La sua potenza era di 800 kW e superava la potenza di qualsiasi stazione DC esistente in quel momento. Come motori primi sono stati utilizzati quattro motori a vapore verticali con una capacità di 250 CV. ognuno. L'utilizzo di una tensione alternata di 2000 V ha permesso di semplificare e ridurre il costo della rete elettrica e di aumentare il raggio di alimentazione (oltre 2 km con una perdita fino al 3% della tensione nei fili principali invece del 17-20% nelle reti DC). Pertanto, l'esperienza di gestione delle stazioni centrali e delle reti monofase ha mostrato i vantaggi della corrente alternata, ma allo stesso tempo, come già notato, ha rivelato i limiti del suo utilizzo. Il sistema monofase ha rallentato lo sviluppo dell'azionamento elettrico e lo ha complicato. Quindi, ad esempio, quando il carico di potenza è stato collegato alla rete della stazione di Deptford, è stato necessario posizionare anche un motore CA del collettore di accelerazione sull'albero di ciascun motore sincrono monofase. È facile intuire che una tale complicazione della trazione elettrica rendeva altamente dubbia la possibilità di un suo uso diffuso.

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