ВВЕДЕНИЕ
Одним из основных направлений научнотехнического прогресса является электрификация народного хозяйства. Она имеет огромное социальное и экономическое значение. Только при электрификации производства возможен рост производительности труда, повышение эффективности всех отраслей народного хозяйства, улучшение культуры производства и условий труда. В настоящее время невозможно дальнейшее развитие промышленности, сельского хозяйства, транспорта и т. д., а также улучшение бытовых условий трудящихся без расширения использования электрической энергии.
Электротехника является наукой о техническом использовании электричества и магнетизма в народном хозяйстве. Без достаточно глубокого знания электротехники невозможно представить себе инженеров — создателей и руководителей современного высокоразвитого производства.
Интенсивное использование электрической энергии связано со следующими ее особенностями: возможностью достаточно легкого преобразования в другие виды энергии (механическую, тепловую, лучистую и т. д.); возможностью централизованного и экономичного получения на различных электростанциях; простотой передачи с помощью линий электропередачи с малыми потерями на большие расстояния к потребителям.
Только после Великой Октябрьской социалистической революции стала осуществляться плановая электрификация нашей страны. В первые же годы Советской власти В. И. Ленин говорил о том, что широкое использование электрической энергии является одной из предпосылок осуществления коренных революционных преобразований в экономике страны, а также создания материальнотехнической базы социализма и коммунизма. Это было высказано в его гениальней, ставшей впоследствии крылатой фразе: «Коммунизм — это есть Советская власть плюс электрификация всей страны».
План ГОЭЛРО, созданный под непосредственным руководством В. И. Ленина, был утвержден VIII Всероссийским съездом Советов в декабре 1920 г. Ему придавалось настолько большое значение, что он рассматривался как вторая программа партии.
В плане предусматривалась программа-минимум электрификации страны. При этом учитывались как существующие, так и вновь строившиеся электростанции, а также основные линии электропередачи. План ГОЭЛРО предусматривал опережающее развитие электроэнергетики, т. е. создание энергетической базы индустриального развития страны. Он предполагал грандиозное по тем временам для нашей страны строительство 10 гидростанций и 20 тепловых электростанций общей мощностью 1,5 млн. кВт. Интересно отметить, что в Государственной комиссии по электрификации России делались предложения о возможном энергетическом использовании таких великих рек России, как Волга и Ангара. План ГОЭЛРО, рассчитанный на 10—15 лет, был не только выполнен, но и перевыполнен.
В настоящее время благодаря повседневной заботе Партии и Правительства в вашей стране достигнуты значительные успехи в электрификации народного хозяйства. По производству электроэнергии Советский Союз занимает первое место в Европе и второе место в мире. В 1983 г. в стране было произведено 1416 млрд кВт • чэлектроэнергии, что превысило уровень 1940 г. в 29,5 раза. В том же году выработка электроэнергии на душу населения составила 5181,6 кВт • ч, что почти в 21,2 раза больше в сравнении с 1940 г. Значительно, а именно в 7,7 раза, повысилась энерговооруженность труда в промышленности.
Успешно развивается Единая энергосистема страны. В настоящее время она объединяет более 900 электростанций, которые имеют суммарную установленную мощность около 83 % мощности всех электростанций страны. Единая энергосистема страны продолжает развиваться. Она связана линиями электропередачи с МНР, Финляндией, Норвегией и Турцией. Развивается энергосистема «Мир» стран СЭВ. Единая энергосистема значительно повысила надежность и эффективность энергоснабжения страны.
XXVI съезд КПСС поставил задачу дальнейшей, последовательной. электрификации народного хозяйства. При этом было подчеркнуто, что электрификация является важным фактором научно-текнического прогресса, повышения качественного уровня и эффективности производства, роста производительности общественного труда и народного благосостояния. В Энергетической программе СССР на длительную перспективу предусматривается опережающее развитие атомной энергетики. В европейской части страны прирост выработки электроэнергии предусматривается в основном за счет атомных электростанций. В Сибири, на Дальнем Востоке и в Средней Азия будет продолжено строительство мощных тепловых в гидроэлектростанций.
В настоящее время жизненные интересы требуют разработки принципиально новых источников электрической энергии. В связи с этим ведутся научноисследовательские и практические работы но проектированию атомных реакторов на быстрых нейтронах, использованию энергии прилива и отлива, по более полному освоению солнечной и геотермальной энергии и т. д.
С целью передачи электроэнергии в центральные районы страны с меньшими потерями осуществляется строительство уникальных линий электропередачи сверхвысоких напряжений. Так, к концу 80-х годов будет введена в действие первая очередь линии электропередачи постоянного тока напряжением 1500 кВ Сибирь — Казахстан — Урал и линия электропередачи переменного тока напряжением 1150 кВ Экибастуз — Центр.
В одиннадцатой пятилетке предусматривается дальнейшее усовершенствование и развитие Единой энергосистемы страны, повышение надежности и качества электроснабжения народного хозяйства.
Научно-технический прогресс предусматривает широкую механизацию и автоматизацию производственных процессов. При высоком уровне энерговооруженности современных предприятий создание автоматизированных систем управления производственными процессами невозможно без значительного использования электротехнической аппаратуры и электрооборудования. В современных производственных машинах с помощью электротехнической аппаратуры осуществляется управление ее механизмами, автоматизация их работы, контроль за ведением производственного процесса, обеспечивается безопасность обслуживания и т. д. Следовательно, функции электротехнических устройств машин настолько значительны по сравнению с их механической частью, что именно они во многом определяют такие важные показатели, как производительность, качество и надежность создаваемой продукции.
Инженер-механик не должен заниматься проектированием и созданием электротехнической части производственных машин, однако он должен уметь квалифицированно эксплуатировать автоматизированные установки, принимать участие в разработке систем автоматизированного управления производственными процессами, грамотно использовать электротехническую аппаратуру и электрооборудование при проведении научных исследований. Все это возможно лишь в том случае, если инженер-механик имеет хорошую электротехническую подготовку.
В курсе «Электротехника» осуществляется анализ явлений, происходящих в электрических и магнитных цепях. Изучаются вопросы, связанные с установившимися и переходными процессами, периодическими несинусоидальными токами в линейных электрических цепях. Определенное внимание уделено электрическим измерениям и электроизмерительным приборам. Изучается устройство, принцип действия трансформаторов и электрических машин. Рассматриваются пуск, регулирование частоты вращения, реверс, тормозные режимы, механические и электромеханические характеристики двигателей постоянного и переменного тока. Излагаются вопросы электропривода, аппаратуры управления, защиты электротехнических устройств.
Знание перечисленного материала дает возможность будущим специалистам не только свободно разобраться в устройстве и принципе действия разнообразной электротехнической аппаратуры, электрических машин и оборудования, но и грамотно использовать их на практике.
Особое внимание будущих инженеров хотелось бы обратить на возникшее противоречие между техническим прогрессом и окружающей средой, так как многие отходы производства в значительной степени стали оказывать отрицательное влияние на почву, воду, атмосферу и космос, что в го же время отражается на всех живых организмах и, конечно, на человеке.
К сожалению, приходится констатировать, что производство электрической энергии и ее преобразование в другие виды энергии могут приносить и приносят вред окружающей среде. Так, тепловые электростанции при сжигании топлива выбрасывают в атмосферу окись азота и углерода, двуокись серы и т. д. Эти электростанции требуют больших земельных площадей для золоотвалов (шлаков).
Работа самих гидроэлектростанций для окружающей среды безвредна. Однако создание значительных водохранилищ сказывается на микроклимате, т.е. может повыситься влажность, могут чаще наблюдаться туманы. Оказывается негативное влияние на рыбное хозяйство, а замедление течения рек приводит к загрязнению воды.
Атомные электростанции практически относятся к чистым предприятиям, однако необходимо решение очень важного вопроса — безопасного хранения их отходов.
Источники энергии прилива и отлива, солнечной и геотермальной энергии, энергии ветра относятся к чистым и безвредным источникам.
Заметим, что значительное выделение теплоты при производстве и потреблении электроэнергии может оказывать влияние на изменение климата.
В настоящее время изучается вопрос о физическом воздействии как на живые организмы, так и на атмосферу электромагнитных полей, образующихся вдоль воздушных ЛЭП, так как радиус воздействия подобных полей достигает нескольких десятков метров.
В СССР и социалистических странах вопросам экологии уделяется большое внимание. Так, для борьбы с загрязнением атмосферм на электрических станциях, промышленных предприятиях и транспорте используются очистительные фильтры, механические золоуловители и т. п. Осуществляется переход на центральное теплоснабжение, производится электрификация быта, повышается безотходностъ в промышленности, создаются мощные очистительные сооружения, замкнутые циклы использования воды, ведутся разработки сверхпроводящих и криогенных ЛЭП. С учетом загрязнения окружающей среды выхлопными газами двигателей внутреннего сгорания просматривается замена их на транспорте электрическими двигателями. Вопросы охраны окружающей среды должны постоянно находиться в поле зрения будущих инженеров.