Коллектив авторов - История электротехники

В 30-х годах развитие электроэнергетики в промышленно развитых странах активизировало научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы в области релейной защиты. В результате были созданы различные конструкции реле максимального тока, минимального напряжения, дифференциальные реле обратной мощности и много других типов реле защиты. В этот же период фирмой АЕГ была разработана конструкция индукционного реле (рис. 6.15), которая получила широкое применение во всем мире. На основе этой конструкции были созданы защитные реле с регулируемой выдержкой времени, зависящей от значения контролируемого тока.

Для систем автоматики требовались реле с высоким быстродействием, малым потреблением энергии для управления и большим числом срабатываний за период эксплуатации. Для этих целей конструкция якорного реле мало подходила. В результате работы над повышением быстродействия реле и упрощением его конструкции в 20-х годах В.И. Коваленков предложил отказаться от массивного якоря, заменив его легкими контактными сердечниками, выполненными в виде упругих консолей из ферромагнитного материала. Эта конструкция получила дальнейшее развитие в реле с герметичными контактами, названных герконами.

Конструкция герконов была запатентована в 1942 г. В. Элвудом (США). В этой конструкции контактные сердечники из ферромагнитного материала помещены в стеклянный герметичный баллон, заполненный инертным газом (рис. 6.16). Непосредственно контактирующие поверхности покрыты тонким слоем контактного материала, например серебра. Для управления контактами используется обмотка управления, создающая магнитный поток, или постоянные магниты. Герконы с 60-х годов начали успешно использовать в различных системах автоматики. Принцип герконового реле в дальнейшем получил развитие при создании сильноточных герметизированных контактов (герсиконов). Большой вклад в развитие методов анализа отечественных герконов внес В.Н. Шоффа (МЭИ).

В 50-е годы, когда интенсивно проводились научно-исследовательские работы в области магнитных усилителей, последние успешно были использованы в качестве бесконтактных реле. Релейный эффект в этих устройствах достигался посредством введения положительных обратных связей.

Новый этап развития реле автоматики и защиты начался на основе достижений микроэлектронной техники. Использование электронных компонентов позволило существенно улучшить технико-экономические характеристики реле и расширить их функции. Так, например, большинство современных реле для систем защиты содержат микропроцессоры, определяющие алгоритм функционирования реле в зависимости от режимов работы и состояния контролируемой системы и ее составных частей. При этом информация в микропроцессоры может поступать как с различных датчиков, так и с блоков управления более высокого уровня.

Потребность дореволюционной России в электрооборудовании, в том числе в трансформаторах, была невелика и удовлетворялась несколькими универсальными электротехническими заводами — филиалами иностранных фирм. Мощность выпускавшихся в то время трансформаторов ограничивалась сотнями киловольт-ампер в единице при напряжении 6 кВ и только в отдельных случаях достигала 1000 кВ∙А при напряжении 35 кВ.

Принятый в России в декабре 1920 г. план электрификации (ГОЭЛРО) поставил вопрос о производстве отечественного оборудования, в том числе и трансформаторов.

В 1928 г., когда в Москве вступил в строй специализированный трансформаторный завод Московский электрозавод (МЭЗ) им. В.В. Куйбышева (в настоящее время ОАО холдинговая компания «Электрозавод»), начинает свою историю отечественное трансформаторостроение.

В 1928–1929 гг. на МЭЗ началось серийное производство трансформаторов класса напряжения 35 кВ мощностью до 5600 кВ∙А, а в 1931 г. был построен первый в стране силовой трехфазный трансформатор мощностью 2500 кВ∙А на напряжение 110 кВ. Помимо силовых трансформаторов завод изготовлял специальные трансформаторы для электрических печей с вторичными токами 30–40 кА, взрывозащищенные — для шахт, измерительные трансформаторы напряжения до 110 кВ и т.д. В 1938 г. были поставлены трансформаторы для первой в СССР линии электропередачи 220 кВ Свирская ГЭС — Ленинград. Повышающие однофазные трансформаторы, составляющие трехфазную группу 3x46 MB∙А напряжением 220 кВ, были самыми мощными в довоенные годы.

В 1935–1940 гг. были разработаны и освоены конструкции сложных трансформаторов мощностью до 31 500 кВ∙А с регулированием напряжения под нагрузкой; трансформаторов мощностью до 15 000 кВ∙А с вторичными токами до 70 кА для питания электрических печей; измерительных трансформаторов напряжения на рабочее напряжение 220 кВ, выполненных каскадными в фарфоровых чехлах; испытательных трансформаторов на 500 кВ.

Обширные комплексные исследования проводились МЭЗ в тесном содружестве с Всесоюзным электротехническим институтом (ВЭИ). Большой научно-технический вклад в разработку теоретических и практических вопросов трансформаторостроения внесли в этот период Г.В. Алексенко, Н.И. Булгаков, Б.Б. Гельперин, Э.А. Манькин, Г.Н. Петров, А.В. Сапожников и др.

На основе систематических исследований в области изоляции и перенапряжений была предложена и внедрена в 1938–1939 гг. емкостная система защиты обмоток напряжением 110 — 220 кВ, позволившая обеспечить импульсную прочность обмоток при атмосферных перенапряжениях. За разработку и внедрение в производство конструкций ряда трансформаторов группа инженеров МЭЗ была удостоена Государственной премии.

В тяжелые годы Великой Отечественной войны трансформаторостроение продолжало развиваться, хотя и более медленными темпами. Трансформаторы выпускались в основном на МЭЗ и свердловском заводе «Уралэлектроаппарат».

В первые послевоенные годы количественный выпуск трансформаторов в СССР быстро достиг довоенного уровня, при этом повышался технический уровень трансформаторного оборудования, совершенствовалась конструкция, росли предельные мощности и напряжения, создавались новые виды трансформаторов и реакторов, разрабатывались серии, превосходившие довоенные по технико-экономическим показателям.