Elektrika.cz, reportážní portál instalační elektrotechniky, vyhlášky, schémata zapojení .

 
Oddíly
reklama
Bleskovky
Osobní nástroje
FUTURE okénko - V nejbližších dnech se zde dočtete ...
  • Svůj pohled na sousední megaveletrh Light+Building ve Frankfurtu popisuje český elektrikář. Nezůstává pouze u jednoho selfie o své přítomnosti v Německu a prozrazuje proč se vydal tak daleko. Čím ho to obohatilo? Jak se dívá na budoucnost veletržních ...
  • Pokud chceme studovat různé aspekty elektrických jevů, včetně teploty výbojů blesku, vlivu ionizace vzduchu a negativních účinků elektrického oblouku, pak se nabízí studium na VUT, ČVUT ... mnoho příležitostí k experimentům s různými kombinacemi ...

#EH: Elektrická energie překonává prostor


Document Actions
#EH: Elektrická energie překonává prostor
Jako oceloví obři postavily se do řady stožáry elektrického vedení, běžícího přes stepi, lesy a hory. Elektricky proud, rodící se ve vzdálených elektrárnách, přináší nám po visutých magistrálách vodičů světlo, teplo, mechanickou sílu. Podivuhodné cestování elektrické energie již nám zevšednělo a nikdo se tomu nediví...
Tým portálu Elektrika, ze dne: 11.10.2011
reklama

Jako oceloví obři postavily se do řady stožáry elektrického vedení, běžícího přes stepi, lesy a hory. Elektricky proud, rodící se ve vzdálených elektrárnách, přináší nám po visutých magistrálách vodičů světlo, teplo, mechanickou sílu. Podivuhodné cestování elektrické energie již nám zevšednělo a nikdo se tomu nediví. Avšak elektrotechnikové potřebovali mnoha let houževnaté a namáhavé práce, než přiměli elektrickou energii překonávat prostor. K vyřešení tohoto velmi složitého elektrotechnického úkolu nejvíce přispěli ruští vědci. Jedním z prvních elektrotechniků, kteří dokázali možnost přenosu elektrické energie na dálku, byl ruský vědec F. A. Pirockij, který v letech 1874 - 1875 postavil v Petrohradě elektrické vedení v délce jednoho kilometru. Pirockij energicky propagoval myšlenku přenosu elektrické energie. V pojednání "Přenos práce vody jako hybné síly na každou vzdálenost s pomocí galvanického proudu", jež vydal po svých pokusech, napsal: "Veliké výdaje, nutné k udržování parních strojů velkých závodů a továren, přivedly nás na myšlenku možnosti přenosu práce vody jako nejlevnější hybné síly na určitou vzdálenost s pomocí galvanického proudu, získaného dynamoelektrickým strojem."

Vynálezce vlastenec snil o blahu své země: "U nás v Rusku," psal, "může být přenos síly nesmírně užitečný, o čemž není těžko se přesvědčit, podíváme-li se na mapu.

Nutno využít levné energie řek, přimět vodní turbiny, aby dávaly svou sílu generátorům a přenášet tuto energii i na velké vzdálenosti do průmyslových středisek.

"Pirockij vytrvale prováděl propočty elektrických vedení a v osmdesátých letech podnikl nové pokusy; avšak jeho vedení nemohlo mít pro průmysl významu.


Obr. 1 Komunismus — to jsou sověty plus elektrifikace celé země. Tak to řekl veliký Lenin a jeho vidina je dnešní sovětskou skutečností. Tyto mohutné agregáty právě dobudované Cimljanské hydroelektrárny vyrobí ročně 600,000.000 kWh

Jeho práce nemohly ještě vyřešit protiklad, jehož odstranění dozrávalo v elektrotechnice teprve v poslední čtvrti XIX. století; možnost výroby elektrické energie ve velkém množství narážela na nemožnost jejího přenosu na velké vzdálenosti, tam, kde jí bylo třeba. Nejtěžším úkolem bylo přimět elektřinu, aby překonávala prostor.


Obr. 2 Dmitrij Alexandrovič Lačinov (1842 - 1902)

Při přenosu elektrické energie se jí část ve vodiči ztrácí, spotřebuje se zahříváním vodičů. Čím je proud silnější, tím jsou ztráty větší. Ztráty možno poněkud zmenšit zvětšením průřezu vodičů, čímž se zmenší jejich odpor.

Nicméně tímto způsobem nebylo možno vyřešit otázku hospodárného přenosu silného proudu. Vypočet udává: kdybychom chtěli dodat spotřebiteli alespoň polovinu síly získané v generátoru o výkonu tisíc kW při napětí 220 voltů vedením dlouhým sto kilometrů, musily by vodiče být dva metry silné. To znamená, že tento způsob je nevhodný.

V roce 1880 naznačil Dmitrij Alexandrovič Lačinov v ruském časopise "Elektřina", v nejstarším elektrotechnickém časopise vůbec, pozoruhodnou cestu k vyřešení zmíněného protikladu; Lačinov navrhl, aby se k přenosu elektrické energie použilo proudu o vysokém napětí, ale malé intensitě.

Způsob navržený Lačinovem mohl být v praxi úspěšně uskutečněn jedině použitím střídavého proudu a transformátorů, které vynalezl nadaný Stoletovův spolupracovník Ivan Filipovič Usagin.


Obr. 3 Ivan Filipovič Usagin (1855 - 1919)

Použitím transformátorů by bylo možno zabránit velkým ztrátám, způsobeným zahříváním vodičů, a to tak, že by se na začátku cesty napětí zvýšilo a na konci by se opět snížilo.  Usagin vynalezl svůj transformátor nezávisle na Jabločkovovi, s nímž se dělí o slávu objevitele tohoto podivuhodného stroje. Usagin použil svého transformátoru v létě roku 1882 k osvětlování Všeruské průmyslové a umělecké výstavy v Moskvě. Předseda rozhodčího sboru výstavy, veliký vědec K. A. Timirjazev, podepsal Usaginovi zvláštní diplom: "Za úspěchy v elektrickém osvětlování s pomocí indukce a na povzbuzení k další práci na této methodě." Později získal Usagin také zvláštní diplom "Za vynález transformace proudu".

Cestou naznačenou Lačinovem ubíral se Francouz Deprez, který na podzim roku 1882 postavil elektrické vedení o délce sedmapadesáti kilometrů, avšak Deprez přenášel stejnosměrný proud. S velkými potížemi sloučil několik dynamoelektrických strojů v neohrabanou, složitou soustavu a získal proud o napětí 2.000V při celkovém přenosu výkonu dvou koňských sil. Ztráty ve vedení byly ohromné - napětí bylo totiž příliš nízké. Spotřebitel dostal pouze jednu pětinu přenášené energie.

Velicí vůdcové proletariátu Marx a Engels projevili veliký zájem o přenos elektrické energie na veliké vzdálenosti. Engels zvěděv o pokusech Deprezových zdůraznil, přestože zřizování dálkových přenosů elektrické energie bylo teprve v počátcích, že tento objev "definitivně osvobodil průmysl téměř od všech omezení daných místními poměry, umožňuje využít i nejvzdálenějších zdrojů vodní energie a bude-li z počátku užitečný jen pro města, stane se později mohutnou pákou k odstranění protikladu mezi městem a venkovem. Je zcela jasné, že tím vzrostou výrobní síly tak, že buržoasie nebude již s to je déle zvládnout".

Přes všechny pokusy s dálkovým přenosem elektrické energie nedocházelo k jeho praktickému rozšíření, jelikož poptávka po střídavém proudu vycházela pouze z potřeb osvětlování. Pro silovou energetiku se střídavý proud nehodil; nebylo totiž motoru, který by tohoto proudu náležitě využil. Konstruktéři pokoušející se o dálkový přenos stejnosměrného proudu, který tehdy v průmyslu převládal, ocítali se trvale ve slepé uličce. Snaha získat stejnosměrný proud vysokého napětí, aby se snížily ztráty ve vedení, narážela na veliké potíže.

A tu v době hledání a opětovných zklamání našel ruský inženýr východisko ze slepé uličky. V roce 1890 nastala v elektrotechnice, jak již víme, událost velké historické důležitosti. Michail Osipovič Dolivo-Dobrovolskij sestrojil nový elektromotor - třífázový asynchronní motor na střídavý proud, mnohem jednodušší, spolehlivější a hospodárnější než motor na proud stejnosměrný. Objevem tohoto motoru začíná v elektroenergetice převládat střídavý proud, v jehož zbrojnici byly již alternátory, mnohem výhodnější než dynamoelektrické stroje stejnosměrného proudu, a transformátory, zabezpečující hospodárnost jeho přenosu.

V roce 1891 bylo uvedeno do provozu dálkové elektrické vedení mezi Laufenem a Frankfurtem, dlouhé 175 kilometrů, jež navrhl a postavil Dolivo-Dobrovolskij.

Na tomto přenosu byla zahraniční pouze zeměpisná místa a materiál, z něhož bylo vedení postaveno; všechno ostatní bylo ruské. Alternátory laufenské hydrocentrály vyráběly třífázový střídavý proud - to byl vynález Doliva-Dobrovolského. Transformátory, vynalezené Jabločkovem a Usaginem, zvyšovaly napětí na 25.000V. Proud proběhl třívodičovým vedením, jež zkonstruoval Dolivo-Dobrovolskij, vzdálenost 175 kilometrů do Frankfurtu, kde v druhém transformátoru bylo napětí sníženo na 65V. Přeměněný proud poháněl asynchronní motory Doliva-Dobrovolského a zářil v elektrických žárovkách Lodyginovych. Inženýrské vedení celé stavby elektrického přenosu bylo v rukou ruských odborníků, mezi nimiž byl i R. E. Klasson, znamenitý elektrotechnik, který postavil první ruské elektrárny v Petrohradě, v Moskvě a v Baku.

Tímto vedením byl přenášen výkon tři sta koňských sil a pouze jedna pětina výkonu se ztrácela; připomeňme si, že u Depreze byl tento poměr právě obrácený.

Úspěch vedení Doliva-Dobrovolského úplně rozptýlil všechny pochybovačné předpovědi odpůrců střídavého proudu, k nimž patřil na příklad i Edison.


Obr. 4 Rozvádění elektřiny na dálku "definitivně osvobodilo průmysl téměř od všech omezení daných, místními poměry…  Je zcela jasné, že tím vzrostou výrobní síly tak, že buržoasie nebude již s to je déle zvládnout." (Engels).
Vyřešení tohoto problému je dílem ruského inženýra Doliva-Dobrovolského.  Hoření schema znázorňuje první pokus o přenášení elektřiny na dálku (Deprez). Jeho způsob vedl pro veliké ztráty na elektrické energii do slepé uličky. Řešením byl teprve způsob ruský, používaný dodnes.

Byl v čele společnosti pro využití stejnosměrného proudu, a proto vynaložil veškerou svou autoritu i nevšední nadání organisační na boj proti střídavému proudu. Edison předložil senátu státu Virginia návrh zákona, jenž zakazoval používání střídavého proudu, a na podporu svého návrhu se dovolával Boha, prohlásiv, že "střídavý proud odporuje samé božské přirozenosti člověka".

Všechna námaha byla však marná; nepodařilo se svést elektrotechniku s jediné správné cesty, na niž ji přivedli ruští vynálezci. Elektrotechnika se rychle rozvíjela ve znamení střídavého třífázového proudu. Elektrárny začaly vyrábět střídavý proud a rozváděly jej elektrickým vedením k napájení množství elektromotorů a továren, milionů elektrických žárovek, velikých elektrických pecí v závodech atd.

Stejnosměrný proud se udržel jen v některých oborech: v elektrochemii, v elektrohutnictví, v ponorkách, v městské a železniční dopravě. V sovětské zemi dosáhla elektroenergetika nebývalého rozkvětu. Neuvěřitelně rychlým tempem vzrůstá výroba elektrické energie, délka elektrických dálkových vedení, elektroenergetické vybavení průmyslu, dopravy a zemědělství. Sovětští elektrotechnikové usilují o ještě větší rozvoj naší energetiky a přistupují k řešení nového velkolepého, úchvatného úkolu: dát do služeb socialistického hospodářství nevyčerpatelnou sílu velikých sibiřských řek i energetické zdroje odlehlých oblastí země. K tomu je nutno přenášet energii na vzdálenost pět set až tisíc i více kilometrů.

Střídavý proud se k tomu nehodí. Sám tvůrce nynější energetiky, veliký Dolivo-Dobrovolskij, poukázal v roce 1919 před smrtí na to, že vzdálenosti přenosu střídavého proudu nemohou růst do nekonečna. Vedení o délce čtyři sta až pět set kilometrů se stává nespolehlivým a nemůže přenášet veliké výkony. Příčina elektrické nestálostí záleží v samé podstatě střídavého proudu.

Dolivo-Dobrovolskij předvídal tyto potíže a současně i naznačil cestu k jejich překonání. Uvedl, že bude nutno setrvávat na střídavém proudu pouze v místě upotřebení a výroby elektrické energie, kdežto pro velmi daleké přenosy bude nutno používat proudu stejnosměrného. U stejnosměrného proudu není problém elektrické nestálostí a kromě toho má stejnosměrný proud menší průraznost než střídavý proud téhož napětí; proto úloha isolace vedení je tím usnadněna. Bude možno dokonce používat podzemního kabelu, levnějšího a výhodnějšího, než jsou vzdušné elektrické magistrály.

Sovětští elektrotechnikové nyní přistupují k praktickému uskutečnění velmi dalekého přenosu stejnosměrného proudu; všechny k tomu potřebné prostředky již máme. Technika vytvoří mohutné a spolehlivé usměrňovače, jimiž bude možno měnit střídavý proud na stejnosměrný.

Jsou přístroje působící přímo opačně - invertory, které přeměňují stejnosměrný proud na střídavý. Základem usměrňovačů i invertorů je známý nám již oblouk Vasilije Petrova.

Provoz mohutného veledálkového přenosu elektrické energie se bude dít takto: střídavý proud, vyrobený generátory v elektrárně, projde transformátory, kde se jeho napětí zvýší, a odtud se povede do usměrňovačů, kde se přemění na stejnosměrný proud při zachování vysokého napětí, získaného v transformátorech.


Obr. 5 Typické sloupy elektrického vedení podél našich silnic i ocelové věže dálkových elektrických magistrál, mohutné transformátory i podmořské elektrické kabely jsou jedinečnými pomníky triumfu ruských elektrotechniků.

Stejnosměrný proud běží pak vedením až k místu spotřeby, kde jsou invertory, v nichž se znovu přemění na proud střídavý. Odtud vstupuje do transformátorů, v nichž se sníží napětí, a pak se již vede k elektromotorům, žárovkám, pecím atd.

Tak se nám před očima rýsuje podivuhodné elektrické veledálkové vedení budoucnosti. Do řetězu, jejž kdysi vytvořili naši rodáci, jsou ukovány dva nové velmi důležité články — usměrňovač na začátku vedení v elektrárně a invertor na konci vedení před snižovacím transformátorem u spotřebičů. V bratrské vzájemnosti budou pracovat někdejší odpůrci - proud stejnosměrný a střídavý. Vlastenecká vědecká myšlenka slaví triumfy i v tomto nejposlednějším úspěchu soudobé elektroenergetiky.

Tento článek je ukázkou z knihy: VYPRÁVĚNÍ O RUSKÝCH VYNÁLEZCÍCH A OBJEVITELÍCH, z roku 1955.

 

Pravidelný sobotní přehled novinek a bonusů
z celého portálu Elektrika získáte přihlášením

 

 

Diskutující k tomuto článku

   (počet diskutujících: 1)
TEXT Z OBLASTÍ SOUVISEJÍCÍ KONTAKT


FIREMNÍ TIPY
Umíte odpovědět? Vysvětlete, proč musíme elektrické stroje chladit a co by se stalo, kdybychom je nechladili. Popište rozdíly mezi chlazením vzduchem a chlazením kapalinou. Vysvětlete, jak teplo putuje elektrickým strojem a jak nám tepelný okruh pomáhá toto teplo správně odvést. Co přesně znamená ventilace v kontextu elektrických strojů? Jaký je rozdíl mezi ...
Digitalizace nás kromě jiných služeb zasypává také daty. Máme tolik dat, že se v nich často nemůžeme vyznat. O tom, co nám dnes poskytuje digitalizovaná knihovna, hovořím s Petrem Žabičkou z Moravské zemské knihovny. Žijeme v době, kdy nové publikace nevznikají, nejsou žádní autoři odborných článků. Jsme zasypávání krátkými reklamními úryvky a zdroje ke studiu nám zůstávají skryty pod tlustou vrstvou marketingových cílů. Co s tím?
Rakouská pobočka OBO BETTERMANN začíná stavět další objekt! S heslem "Růst potřebuje prostor" startuje výstavba nového kancelářského, logistického a školicího centra v Gramatneusiedlu. Tam vzniká budoucí zázemí OBO Austria. Do konce roku bude nová budova OBO přístřeším pro zhruba třicet pracovníků značky. Do budoucna značka OBO zpevní svou dosavadní síť. A jaké je ohlédnutí za českou pobočkou? V květnu 2019 společnost OBO BETTERMANN oslavila na pražském ...
Světoznámá americká přehrada Hoover Dam na hranici Nevady a Arizony doznala změn. Při naší první návštěvě v roce 2006 byly viditelná první místa pilířů ve skalách. Dnes již chybí ke spojení mostu pouze desítky metrů ...
DALŠÍ FIREMNÍ ODKAZY
Definice průmyslových svítidel. Průmyslové svítidlo je speciálně navržené a vyrobené pro použití v průmyslových prostředích, kde může být vystaveno náročnějším podmínkám, jako jsou vyšší nebo nižší teploty, vlhkost, prach, chemikálie, mechanické nárazy a vibrace. Je konstruováno tak, aby odolávalo těmto extrémním podmínkám, a často splňuje specifické bezpečnostní a výkonové normy relevantní pro daný ...
Tajemství rychlé práce i tak zručného elektrikáře. Zručnost není pouze otázkou hbitých prstů, ale také dostatečných vědomostí, co a kdy použít za nástroj. Například odizolovací nářadí Quickstrip, nářadí k upevnění krycích dutinek pro laněné vodiče ...
Potřebujete transformátor, ale máte napjatý rozpočet? Co tedy ušetřit a raději se poohlédnout po kvalitně repasovaném kusu? Zajímá-li vás, jak v dnešní nesnadné ekonomické situaci snížit náklady při pořizování těchto druhů zařízení, tak bychom měli jeden tip ...
Na výstavě Světlo v architektuře 2010 představila firma WILLIAMS originální řadu svítidel OCCHIO. Jedná se o zajímavě řešený modulární osvětlovací systém, který nabízí uživateli velké množství možných kombinací a způsobů pro kreativní řešení osvětlení ...
Terminolog
Týdenní přehled
Přihlašte si pravidelné zasílání týdenního přehledu
Vyhledávání
Hledaný text zadávejte prosím s diakritikou



Panacek
reklama
Tiráž

Neomezený náklad pro česky a slovensky hovořící elektrotechnickou inteligenci.

ISSN 1212-9933