Разумные машины(Автоматы)
Шрифт:
На первичной станции ток получается напряжением в несколько тысяч вольт. Для передачи на дальнее расстояние напряжение тока повышают до ста и более тысяч вольт, чтобы иметь возможность без больших потерь передавать ток по сравнительно тонким проводам. Это удешевляет электропередачу. В месте назначения напряжение тока понижается. Для этого служат приборы вспомогательных электрических станций, которые называются подстанциями. Иногда на подстанциях устанавливаются только простейшие аппараты (трансформаторы), не требующие за собою присмотра. Такие подстанции не имеют обслуживающего персонала. Но на более важных
Большая электрическая станция питает энергией десятки заводов, тысячи жилых помещений. Сеть ее проводов простирается на сотню, а иногда и более километров. В целом получается очень сложное сооружение, далеко выходящее за пределы видимости человека. Отсюда необходимость телеконтроля, теленаблюдения за тем, что происходит в различных участках сети электростанции.
С этой целью на самой электростанции в особом, хорошо освещенном помещении устанавливается щит управления. На нем в упрощенном виде (схематически) изображается вся сеть проводов со всеми подстанциями. Щит разделяется на отдельные участки, соответствующие подстанциям. В верхней части щита помещаются обычно измерительные приборы той подстанции, которая представлена этим участком щита. Ниже идут три горизонтальные линии, изображающие отдельные провода высоковольтной установки с переменным током. Еще ниже проходят горизонтальные линии, изображающие провода низковольтной сети. Между первой и второй сетью включены различные приборы и машины, показанные на щите условными значками.
Если в проводах есть ток, то изображающие их линии на щите светятся. Если тока нет, линии темны. В каждом условном значке тоже имеется контрольная лампа. При исправном действии соответствующей установки на подстанции лампа эта светит спокойно. Если же там, на месте, возникает неисправность, то лампа начинает мигать.
Удачное применение световых сигналов очень упрощает наблюдение за всем распределительным щитом, так как потемневшие линии или мигающие лампочки сразу же бросаются в глаза.
Кроме органов телеконтроля, щит имеет еще органы управления — командные кнопки и рычаги. Их помещают под щитом на специальных столах с наклонной поверхностью, которые называются пультами.
Если в квартире имеется электрическое освещение, то бывает крайне неприятно, когда оно гаснет. Это нарушает течение жизни обитателей квартиры, мешает их веселью или работе. Несравнимо тяжелее перерывы в подаче электричества на заводы и фабрики, на шахты и рудники. Это приводит к остановке станков и машин, к расстройству работы, к большим убыткам производства.
Поэтому электрические станции принимают всевозможные меры к бесперебойной работе, а в случае аварии — к скорейшему ее устранению.
Наиболее частые причины аварий — соединение главных проводов (фидеров) между собою или — при разрыве — с землею. Это называется коротким замыканием. Оно приводит к почти мгновенному усилению электрических токов во много раз, в результате чего обмотки электрических машин (генераторов) на станции сгорают.
Именно так и бывало в начале развития электрификации. Замена сгоревшей обмотки новой выводит машину из строя на долгий срок — на несколько дней или даже недель. Поэтому еще на заре электрификации практика поставила задачу — найти средство для спасения генераторов в случае короткого замыкания.
Собственно говоря, средство это было известно: нужно поскорее выключить генератор из сети, в которой произошло короткое замыкание. Это и делали дежурящие на станции инженеры или техники.
Если выключение производилось своевременно, то генератор оставался невредимым.
Но чаще всего люди опаздывали. Ведь нужно заметить аварию, подойти к выключателю, поднять руку, повернуть рычаг. На все это требуется 5—10 секунд времени при крайнем напряжении внимания дежурного. А в его распоряжении всего одна секунда или даже доля секунды. Ясно, что человек по природе своей к столь быстрым действиям не способен.
И его пришлось заменить механическим дежурным. Были созданы специальные реле, названные максимальными, которые помещают возле основных выключателей. Эти реле «чувствуют» силу тока и при увеличении ее в полтора- два раз заставляют выключатели «сработать», то есть произвести размыкание. Таким образом генератор спасается от порчи.
Современные максимальные реле все операции производят в течение десятой доли секунды. В быстроте действия они во много раз превзошли человека.
За максимальными реле последовало множество других: дистанционные, ватметровые, блокировочные, температурные, фазовые, частотные.
В детских сказках, созданных народной фантазией, часто встречаются разные добрые волшебники, которые оберегают какого-нибудь Иванушку от всяких несчастий. Вот такими «добрыми волшебниками» на современной электрической станции и являются реле. У них нет ни длинной седой бороды, ни помела с клюкой, как у их сказочных родственников. Основною их частью нередко служит электромагнит или проволочная катушка. Располагаются они везде и всюду: возле трансформаторов, у генераторов, у подшипников, у щитов управления, на подстанциях.
Целая армия «добрых волшебников»!
Одни из них в момент аварии действуют самостоятельно, производя спасительные выключения, другие при приближении опасности, например, когда перегревается обмотка генератора, дают дежурному предупредительные сигналы, привлекая его внимание на угрожаемый участок. Есть и такие реле, которые следят за самим человеком.
Причиной аварий не всегда бывают стихийные обстоятельства — буря, гроза, обледенение проводов. Очень часто виновниками оказывались сами дежурные у распределительного щита, по рассеянности или от усталости производившие неправильные включения. Чтобы этого не происходило, созданы блокировочные реле. Эти механические разумники не дают человеку сделать ошибку. Благодаря им всякое неправильное включение становится невозможным.
Завоеванием защиты нашествие «добрых волшебников» на электростанции не закончилось. Реле начинают теперь принимать на себя самое управление машинами. Это позволило прежде всего автоматизировать многие подстанции. Затем очередь автоматизации дошла и до самих электрических станций. Проще всего это было сделать со станциями, использующими энергию текущей воды.
Первая автоматизированная гидроэлектрическая станция была построена в Германии в 1898 г., возле города Меца. Ее мощность была всего 250 лошадиных сил. Пуск машин в ход или остановка производились на расстоянии — телемеханически.