+7 (499) 685-17-84
+7 (499) 685-17-83

Электроснабжение и электрические сети

Первые
электросети

В 1878 году Эдисон основывает компанию «Эдисон электрик лайт» (ныне General Electric). К 1879 году закончилась доводка электрической лампочки — одна лампа служила свыше 12 часов. Для современного читателя эта цифра может показаться весьма скромной, но альтернативами в те времена были только свеча, керосиновая лампа и газовое освещение. В 1880 году Эдисон патентует всю систему производства и распространения электроэнергии, которая включала три провода — нулевой и ±110 вольт (это снижало материалоёмкость при тех же потерях энергии). Одновременно был продемонстрирован невиданный доселе срок жизни лампочки — 1200 часов. Именно тогда Эдисон сказал: «Мы сделаем электрическое освещение настолько дешёвым, что только богачи будут жечь свечи». В январе 1882 года Эдисон запускает первую электростанцию в Лондоне, а несколькими месяцами позже — в Манхэттене. К 1887 году в США существовало более сотни электростанций постоянного тока, работавших на трёхпроводной системе Эдисона.

Появление
переменного тока

В отличие от Эдисона, который проявил себя неутомимым экспериментатором и умелым бизнесменом, сторонники переменного тока основательно знали математику и физику. Ознакомившись с патентом Эдисона, Джордж Вестингауз обнаружил слабое звено его системы — большие потери мощности в проводах. В 1881 году Люсьен Голар (Франция) и Джон Гиббс (Великобритания) демонстрируют первый трансформатор, пригодный для работы на высоких мощностях. В 1885 Вестингауз покупает несколько трансформаторов Голара-Гиббса и генератор переменного тока производства Siemens & Halske и начинает эксперименты. Через год начинает работу первая 500-вольтовая ГЭС переменного тока в Грейт-Баррингтоне (штат Массачусетс). Распространению переменного тока мешало и отсутствие моторов и счётчиков. В 1882 году Тесла изобретает многофазный электромотор, патент на который был получен в 1888 году. В 1884 году Тесла появляется в США. После года успешной работы Эдисон отказывает Тесле в повышении зарплаты, и Тесла уходит к Вестингаузу. В 1888 году появляется первый счётчик переменного тока.

Электрический
стул

Переход на переменный ток должен был стать финансовым поражением Эдисона, который зарабатывал немалую часть денег на патентных отчислениях. Чувствуя своё поражение, Эдисон подал в суд за нарушение более десятка патентов, но решение суда было не в его пользу. Тогда Эдисон занялся чёрным пиаром, публично демонстрируя убийства животных переменным током. К тому же, примерно в то же время некто Поуп был убит пробитым трансформатором, стоявшим у него в подвале; это происшествие было широко освещено прессой. Наконец, в 1887 году финансируемый Эдисоном инженер Гарольд Браун предложил идею убивать преступников током — разумеется, «опасным» переменным, а не «безопасным» постоянным. Вестингауз, резкий противник использования электричества для казни, отказался поставлять генераторы переменного тока для этой цели (добывать их пришлось окольными путями), нанял адвокатов приговорённому к казни на электрическом стуле Кеммлеру, который убил жену топором. Адвокаты требовали отменить приговор, как противоречащий Конституции США, запрещающей «жестокие и необычные наказания». Несмотря на их старания, в 1890 году произошла первая казнь на электрическом стуле. Эдисон подкупил газетчика, и на следующий день в газете появилась статья «Вестингауз казнил Кеммлера». Казнь выглядела настолько ужасно, что Вестингауз ответил на это однозначно: «Топором бы у них вышло лучше». В 1891 году трёхфазная система переменного тока, разработанная Теслой, была представлена на выставке в Франкфурте-на-Майне. По всей видимости, фурор, произведенный данной системой, помог компании Вестингауза выиграть тендер на строительство крупнейшей на ту пору электростанции на Ниагарском водопаде. Переменный ток и Тесла снова одерживали верх. Ещё одним фактом в пользу переменного тока послужила покупка Эдисоном компании Томсон-Хьюстон, занимающейся изучением и строительством агрегатов, основанных на переменном токе. Однако, Эдисон не собирался отказываться от своего детища – постоянного тока и от чёрного пиара по отношению к переменному. Так, Эдисон заснял и затем широко распространил в прессе кадры казни переменным током слонихи, затоптавшей трёх людей в 1903 году.

Ниагарский
водопад

В 1891 году трёхфазная система переменного тока была представлена консорциумом во главе с AEG на выставке, проходившей во Франкфурте-на-Майне. В 1893 году Вестингауз выиграл тендер на строительство электростанции на Ниагарском водопаде. По словам Теслы, «мощности водопада хватит на все США». Чтобы примирить Вестингауза и Эдисона, последнему досталось строительство линии электропередачи, ведущей от электростанции в Буффало — ближайший крупный город. В конце концов General Electric купила компанию «Томсон-Хьюстон», производившую машины переменного тока, и сама начала их производство. Тем не менее, антиреклама переменного тока продолжалась.

Сворачивание сетей
постоянного тока

Электроснабжение постоянным током неохотно сдавало свои позиции. Хотя уже в начале XX века большинство электростанций выдавали переменный ток, существовало немало потребителей постоянного тока. Переменный ток для них преобразовывался в постоянный с помощью ртутных выпрямителей. Электростанции постоянного тока строились вплоть до 1920-х годов. Хельсинки окончательно перешёл на переменный ток в 1940-х годах, Стокгольм в 1960-х. Тем не менее, в США вплоть до конца 1990-х годов существовало 4,6 тыс. разрозненных потребителей постоянного тока, и в 1998 году начались попытки перевести их на переменный ток. С исчезновением (в Нью-Йорке) последнего потребителя постоянного тока в ноябре 2007 года главный инженер компании «Консолидейтед Эдисон», которая предоставляла электроснабжение постоянным током, перерезал символический кабель. Это положило конец «войне токов», но не конец использованию сетей постоянного тока.

Современное применение
постоянного тока

Несмотря на то, что в крупных энергосистемах лучше переменный ток, существует немало сетей постоянного тока. Тяговые электродвигатели на транспорте, кораблях, подводных лодках На железных дорогах до сих пор есть разделение на электрификацию переменным и постоянным током Различные локальные электросети, не выдающие тока в общую энергосистему Электролитическое рафинирование металлов практически всегда осуществляется постоянным током. Это довольно мощные потребители (в частности, заводы по производству алюминия, меди и никеля) Гальванопластика также осуществляется в основном постоянным током