Трехфазная линия

Что же представляла собой трехфазная линия?

На гидроэлектростанции в Лауфене энергия, развиваемая турбиной, передавалась через коническую зубчатую передачу на вал распределителя к щиту, На последнем были установлены амперметры и вольтметры, свинцовые предохранители и максимально-минимальные токовые реле, воздействовавшие на цепь возбуждения.

В Лауфене и Франкфурте находилось по три трехфазных трансформатора с магнитопроводом призматической формы, В начале испытаний на каждом конце линии было включено по одному трансформатору мощностью 150 кВ А каждый, с коэффициентами трансформации 154 в Лауфене и 116 во Франкфурте.


Поскольку приборов для измерения высокого напряжения не было, вторичное напряжение определяли простым умножением первичного на коэффициент трансформации. Трансформаторы были погружена в баки, наполненные маслом.

Трехпроводная линия была выполнена на деревянных опорах со средним пролетом около 60 м. Медный провод диаметром 4 мм крепился на штыревых фарфорово-масляных изоляторах. Интересной деталью линии являлась установка плавких предохранителей со стороны высокого напряжения.
В начале линии в разрыв каждого провода был включен участок длиной 2,5 м, состоявший из двух медных проволок диаметром 0.15 мм каждая. Для отключения линии во Франкфурте посредством простого приспособления устраивалось трехфазное короткое замыкание, плавкие вставки перегорали, турбина начинала развивать большую скорость, и машинист, заметив это, останавливал ее.

На выставочной площадке во Франкфурте был установлен понижающий трансформатор, от которого при напряжении 65 В питались 1000 ламп накаливания, расположенных на огромном щите. Здесь же был установлен трехфазный асинхронный двигатель Доливо-Добровольского (рис приводивший в действие гидравлический насос мощностью около 100 л.с. Двигатель был выполнен обращенным, то есть с питанием со стороны ротора.
Одновременно с этим мощным двигателем Доливо-Добровольский экспонировал асинхронный трехфазный двигатель мощность:; около 100 Вт, с вентилятором на его валу и двигатель мощностью 1,5 кВт с сидящим на его валу генератором постоянного тока, последний питал лампы накаливания.

Перед пуском электропередачи возникли неожиданные затруднения. Дело в том, что линия пересекала территории четырех германских земель, и местные власти очень опасались высокого напряжения. Люди испытывали страх перед деревянными столбами с табличками, на которых был изображен череп. Знающих людей смущало то, что оборудование на электростанции было заземлено, как заземлена была и нейтраль трансформатора.
В связи с этим Очень опасались обрыва провода и падения его на землю. Выставочный комитет провел огромную разъяснительную работу, убеждая местных правительственных чиновников в том, что все опасности предусмотрены и линия надежно защищена. Доливо-Добровольскому пришлось провести опасный, но убедительный эксперимент. На границе двух земель собрались представители местных властей.
Включили линию под напряжение и на глазах у присутствующих искусственным путем оборвали провод, который с яркой вспышкой упал на рельсы железной дороги. Доливо-Добровольский сейчас же подошел и поднял провод голыми руками – настолько он был уверен, что спроектированная им защита сработает надежно.

25 августа 1891 г. официальный пуск линии состоялся. Несмотря на то, что линия, машины, трансформаторы, распределительные щиты изготовлялись в спешке, что некоторые детали по свидетельству Доливо-Добровольского придумывались в течение часа, вся установка, включенная без предварительных испытаний, сразу же стала работать вполне хорошо. Доливо-Добровольский, ставший знаменитым изобретателем, рассказывал, что среди непосвященной публики существовало мнение, будто в этом выставочном водопаде журчит «настоящая вода из Неккара», переданная во Франкфурт по проводам.

Испытания электропередачи, которые проводились Международной комиссией, дали следующие результаты: минимальный кпд электропередачи (отношение мощности на вторичных зажимах трансформатора во Франкфурте к мощности на валу турбины б Лауфене) – 68,5%, максимальный кпд – 75,2 %; линейное напряжение при испытаниях составляло около 15 кВ.

Характерен заключительный вывод комиссии: «…работа линии с переменными токами напряжением от 7500 до 8500 В (фазное – авт.), изолированной маслом, фарфором и воздухом, длиной больше ста километров, протекала всегда равномерно, безопасно и без нарушений, как и работа с переменными токами напряжением в несколько сотен вольт и при длине линии в несколько метров».
Было также проведено дополнительное испытание линии электропередачи при более высоком напряжении – 25,1 кВ; максимальный кпд составил 78,9%.

Результаты испытаний электропередачи Лауфен – Франкфурт не только продемонстрировали возможности электрической передачи энергии, но и поставили точку в давнем споре. В борьбе «постоянный – переменный ток» победила техника переменного тока. Как на любопытный рецидив уходившей в историю борьбы идей, можно указать на следующее свидетельство М. О. Доливо-Добровольского: «В сентябре 1889 г. Эдисон посетил Берлин.
При сделанном ему предложении осмотреть новый электродвигатель переменного тока он буквально замахал руками: «Нет, нет, переменный ток – это вздор, не имеющий будущего. Я не только не хочу осматривать двигатель переменного тока, но и знать о нем». И он не пришел!

Эта же электропередача убедительно показала, что среди систем переменного тока преимущества находятся на стороне трехфазных систем. Международная электротехническая выставка и приуроченный к ней Международный конгресс электротехников (7-12 сентября 1981 г., Франкфурт-на-Майне) открыли этой системе электрических токов широкий путь в промышленность. Начиналась эпоха электрификации.

Рис. 6.11. Асинхронный двигатель 6.11), Доливо-Добровольского, изготовленный для выставки