Рассказы об электричестве

Наши успехи в развитии электроэнергетического хозяйства оказались возможны лишь благодаря последовательному осуществлению ленинских принципов электрификации. Сначала в отдельных, заранее намеченных промышленных районах были созданы энергетические комплексы, затем произошла централизация и концентрация производства электроэнергии, созданы крупные энергосистемы. На первый взгляд все кажется просто: запруди все речки страны, поставь на плотинах гидротурбины с гидрогенераторами — и получай себе даровую, ежегодно, ежечасно возобновляемую энергию. Ведь гидроресурсы мира огромны — около тысячи триллионов киловатт-часов. Это примерно в 30 раз больше, чем используется сегодня всех энергоресурсов вообще в мире…

Однако реальные гидроресурсы нашей планеты значительно скромнее. Да и не на каждой речке плотину возведешь. И хотя Советский Союз обладает самым большим запасом текущей воды, ее на поверку оказывается не слишком много. Ученые подсчитали, что если даже запрудить все реки и речки Советского Союза и заставить их вырабатывать электроэнергию, то количества ее не хватит, чтобы покрыть и шестую часть существующей потребности. Это не говоря о том, что вовсе не такая уж радость ставить всюду плотины. Сооружение их дорого, водоснабжение они нарушают, требуют затопления больших хозяйственных территорий, изменяют климат и осложняют жизнь обитателей речных и морских вод, а также судоходство. И тем не менее мы их строим и будем строить. Гидроэнергетика дает нам действительно возобновляемую энергию, а кроме того, гидроэлектростанции экологически чисты.

К нынешним годам мощная энергетическая база создана практически во всех крупных экономических районах страны и во всех союзных республиках. Кто не слышал об энергетических комплексах в восточных районах страны: в Сибири, на Дальнем Востоке, на Крайнем Севере, в Казахской ССР, в республиках Средней Азии?

К концу пятой пятилетки 85 % установленной мощности гидростанций было размещено в европейской части СССР и только 15 % находилось в азиатской части. В стране работало множество карликовых энергосистем, включавших в себя электростанции небольшой и средней мощности, которые раздельно обслуживали близлежащие промышленные районы. Когда подсчитали затраты на их сооружение, выяснилось, что на те же средства можно было бы построить в 2–3 раза больше по мощности районных электростанций с более крупными агрегатами. Укрупнение агрегатов дает значительную экономию. Например, применение турбогенераторов в 100 тысяч киловатт вместо 25 тысяч киловатт снижает удельную стоимость тепловых электростанций примерно в два с половиной раза. Это без учета ускорения темпов строительства станций и увеличения производительности заводов, изготавливающих для них оборудование.

Вторым резервом развития энергетики явилось создание магистральных сетей сверхвысоких напряжений для увеличения пропускной способности линий электропередачи и переход в будущем к Единой объединенной энергосистеме. Основой для объединения энергосистем Советского Союза стали в наше время линии напряжением в 500 и 750 киловольт. Но уже ведутся работы по повышению этого напряжения до 1150 кВ.

Введены в эксплуатацию линии передачи постоянного тока. Сначала, в 1962–1965 годах, это была линия на 800 кВ Волгоград-Донбасс, длиной 493 километра. Сейчас проектируются две линии на 1500 кВ (±750 кВ): одна — Экибастуз-Тамбов, длиной 2400 км, а вторая из района Итата (Красноярский край) в Объединенную энергетическую систему юга, протяженностью около 3500 км.

В будущем для соединения богатой энергетическими ресурсами Сибири с европейским центром страны понадобятся линии электропередачи на постоянном токе с напряжением 2200–2400 кВ.

После того как были пущены крупнейшие в мире гидроэлектростанции — Братская на Ангаре, мощностью 3,6 млн. кВт, Красноярская на Енисее, мощностью 4 млн. кВт — и после создания Единой энергосистемы Сибири, протянувшейся от Омска до Улан-Удэ, в этом районе стала быстро наращивать темпы промышленность, особенно ее энергоемкие производства: электрохимия, электрометаллургия.

Сборка рабочего колеса гидротурбины.

В 1970 году самая большая Единая энергетическая система Европейской части СССР охватывала еще и Зауралье и Закавказье. Она объединяла около 400 электростанций самого разного типа. Тут были и тепловые конденсационные, и теплофикационные, и гидравлические. Более 50 миллионов киловатт была их общая мощность. Однако к середине 80-х годов новые объединенные системы Центральной Сибири, Северного Казахстана, Средней Азии, Забайкалья и Дальнего Востока все решительнее заявляют о своем соперничестве.

Крупнейшая из них — объединенная энергосистема Центральной Сибири — включает Иркутскую, Красноярскую, Кузбасскую. Новосибирскую, Томскую, Омскую, Бурятскую и Барнаульскую энергетические системы. В ней будут работать не только такие гиганты-гидростанции, как Саяно-Шушенская, но и целый куст тепловых электростанций, каждая мощностью более 1 млн. кВт, располагающихся непосредственно у мест добычи топлива. Уже прогремел на всю страну КАТЭК — Канско-Ачинский топливно-энергетический комплекс, а впереди новые стройки, новые рубежи.

Раньше считалось, что только плотина на реке может обеспечить достаточную мощность вырабатываемой энергии. А мы с вами помним, что чем эта мощность больше, тем энергия дешевле. Гидроэнергия неистощима. И по ее запасам наша страна значительно превосходит все другие страны мира. И хотя у нас освоена лишь незначительная часть гидроресурсов, мы занимаем второе место в мире по уровню развития гидроэнергетики.

Гидроэлектростанции выгодны экономически и тем, что на них очень высока производительность труда. Почти в десять раз меньше труда приходится затрачивать на киловатт выработанной энергии работникам ГЭС по сравнению с теми, кто обслуживает тепловые станции (естественно, если учитывать и добычу топлива, и транспортировку).

Современное гидростроительство ведется обычно каскадно. Это позволяет полнее использовать энергетические ресурсы рек.

Вот, например, строящийся единый и крупнейший Ангарский и Енисейский каскад: Иркутская, Братская, Красноярская, Саяно-Шушенская и Усть-Илимская ГЭС — суммарная мощность 10 700 МВт (мега-ватт). А полная мощность всего Ангаро-Енисейского каскада должна составить 43600 МВт в 12 ступенях.

Такими же едиными являются Волжский и Камский каскады гидроэлектростанций, Днепровский каскад — это в европейской части СССР. А в Средней Азии Чирчик-Бозсуйский каскад состоит из 19 гидроэлектростанций, суммарной мощностью 1170 МВт.

Советское гидрогенераторостроение заняло ведущее место в мире еще перед Великой Отечественной войной. А в наши дни мы уверенно лидируем, ставя на серийное изготовление уникальные конструкции.

Мощность и скорость вращения гидрогенераторов устанавливают заводы-изготовители гидравлических турбин: это зависит от напора и расхода воды. И хотя принципиально схема гидрогенератора за последние годы не изменилась, для создания современных машин инженерам приходится с каждым новым агрегатом решать сложнейший комплекс технических проблем. Тут и усовершенствование компоновки гидрогенератора, и создание наиболее рациональной системы вентиляции и охлаждения, применение новой изоляции и новых типов обмоток, снижение добавочных потерь в зонах перегрева и многие, многие другие вопросы.

Например, долгое время одной из самых больших трудностей в производстве гидрогенераторов являлась нагрузка на пяту опорного подшипника-подпятника. Нужно было так его сконструировать, чтобы он нес на себе до 3500 тонн. В мире подобных аналогов не имелось. И снова выручила «Электросила» — правда, теперь она была уже не одна. На помощь ленинградским инженерам пришли их коллеги из «Уралэлектротяжмаша». Оригинальную конструкцию опорного подпятника спроектировали инженеры завода «Уралэлектроаппарат».