История развития электричества

С развитием эры электричества упростилась передача энергии. Первоначально системы генерации электрического тока создавалась как системы постоянного тока. Электрические машины- генераторы сначала была магнитоэлектрического типа, т.е. с постоянными магнитами, а затем как машина с электромагнитным возбуждением.

Уже к середине 1880-1890 годов машина постоянного тока приобрела все основные черты современной конструкции: кольцевой якорь, самовозбуждение, дополнительные обмотки и т.д. Линии передачи электрического тока были постоянного тока. Потери в сетях составляли 25 % и выше. На электрической станции динамо-машины постоянного тока приводились в действие паровыми машинами и заряжали аккумуляторы.

Все городские электростанции имели очень низкое число часов использования установленной мощности генераторов, Это происходило из-за того, что характер нагрузки был в основном осветительный, т.е. на лампы накаливания. Промышленная нагрузка была очень мала. Это означает, что доля электрической энергии, идущей на привод электродвигателей, составляла 10-20 % от общего энергопотребления.

Основным первичным энергоресурсом была сырая нефть, дрова и торф. Котлы вырабатывали пар давлением до 8 атм. Основным параметром качества электрической энергии была бесперебойность ее подачи.

С развитием промышленности процент преобразования электрической энергии в механическую растет. Растет производство электрической энергии.

Постоянный ток

Однако, успешно пройдя вторую стадию развития системы генерации, передачи и потребления на постоянном токе подошли к третьей стадии — своему апогею. Что же стало причиной ограничения распространения систем постоянного тока в то время? Причина проста — технологические ограничения из-за высоких потерь энергии (низкая энергоэффективность). Потери в электрических сетях составляли от 25 % и выше. При этом сами сети работали на низком напряжении 500 В и представляли собой медные проводники большого сечения. Расход меди на передачу 1 кВт электрической мощности был колоссальным. Система перешла в четвертую стадию — к свертыванию.

Развитие системы переменного тока

С начала 70-х годов 19 века начала развиваться система переменного однофазного тока, а с конца 80 годов 19 века — система переменного трехфазного тока.

Прогрессивность системы трехфазного тока была настолько очевидной, что уже к началу прошлого столетия она получила всеобщее признание и начала быстро распростаняться. Новая эра области генерирования электроэнергии с помощью трехфазных синхронных генераторов началась с 1900 годов в результате разработки турбогенераторов, т.е. связок паровых турбин и трехфазных синхронных генераторов.

Развитие силовых трансформаторов шло в тесной связи с развитием электроэнергетических систем. Были созданы первые трехфазные трансформаторы, первые высоковольтные трехфазные линии электропередач. Сократился расход меди на передачу 1 кВт электрической мощности.

Чрезвычайно важное значение для электромашиностроения стало изобретение в 1901 году легированной электротехнический стали, обладающей улучшенными магнитными характеристиками и низкими потерями на перемагничивание. В результате целого комплекса технических нововведений потери энергии резко снизились и стали достигать 11-13 %.