Предисловие

В настоящем учебнике описана теория и практика электрообеспечения по­требителей, фактически даны основы электрики как области технической деятельности. Область изучения — электрификация народного хозяйства (от­раслевой экономики): существующие и перспективные подходы к электро­снабжению вниз от определившейся с началом индустриализации границы раздела субъект электроэнергетики — потребитель (энергосистема — предпри­ятие). Получили дальнейшее развитие положения учебных и справочных из­даний проф. А. А. Федорова, которые под различными наименованиями изда­вались с 1951 по 1987 г. и явились основой сформировавшейся в XX веке специальности, традиционно называемой «Электроснабжение промышленных предприятий»

В учебнике учтены принципиальные изменения, вызванные количествен­ным увеличением и качественным преобразованием поступающей электротех­нической продукции, включая оборудование (технику), технологию, материа­лы, экологические ограничения. Появились новые правовые основания электропотребления, определяемые Гражданским Кодексом Российской Фе­дерации и Энергетической стратегией России на период до 2020 г., а также Федеральным законом «Об электроэнергетике».

Изменения, включая социальные, диктуют новые условия использования электроэнергии (электроснабжения), другие требования к обеспечению эф­фективности построения и функционирования электрического хозяйства в целом. Потребовался иной подход к изучаемому материалу — использование классических законов физики (прежде всего — теоретических основ электро­техники), с учетом вероятно-статистических системных взглядов и ценологи-ческих представлений. Речь идет о принципиально новом изложении ряда ма­териалов по электроснабжению, отличающемся от традиционного.

Электроснабжение промышленных предприятий

1

Если говорить о повышении экономической эффективности электрическо­го хозяйства (включая электропотребление) в современных условиях глобали­зации, то нельзя не использовать теорию, описывающую современный по­стиндустриальный мир, предлагая адекватные ему критерии эффективности. Но эта теория (самоорганизации, фрактальности, техноценозов, катастроф и др.) еще недостаточно представлена в блоке общеобразовательных дисциплин и не изучалась нынешним поколением инженерно-технических работников. Поэтому в учебнике приводятся основы ценологических представлений (cenology) и математический аппарат гиперболических Я-распределений, ме­тодики по нормированию, энергосбережению, прогнозу параметров электро­потребления, а также методики, включающие оценку эффективности систем электроснабжения и обеспечивающие повышение производительности труда при электроремонте.

Настоящее издание учитывает деятельность специалиста как исследовате­ля систем электроснабжения (электрики); как проектировщика, электромон­тажника, наладчика при инвестиционном строительстве и техническом пере­вооружении предприятий; как эксплуатационника электрического хозяйства и электроремонтника, определяющих наряду с научными исследователями и проектировщиками дальнейшее развитие электрики, включая требования к конструкторам и фирмам—изготовителям электротехнической продукции и требования к субъектам электроэнергетики; наконец, как менеджера, прогно­зирующего, планирующего, организующего, руководящего и контролирующе­го заказ, получение, распределение и использование электротехнических уст­ройств (изделий) и электрической энергии.

Первым вузовским электротехническим курсом в России стали лекции по гальванике и электромагнетизму, которые вел Б. С. Якоби с февраля 1849 г. в Главном инженерном училище. Первая кафедра электрификации промыш­ленных предприятий была создана в Париже (1890 г.), первую книгу по элек­троснабжению и оборудованию подготовили Э. Кадке и Л. Дюбост (1885 г.). Первым электротехническим вузом в России стал Петербургский электротех­нический институт (1891 г.). П. Д. Войнарвоский ввел (1898 г.) курс по элек­троснабжению, тяге и приводу; пособие по электроснабжению выпустил (1901г.) М. А. Шателен. В Москве в 1905 г. на механическом отделении МВТУ был введен курс лекций по электротехническим специальностям (стан­ции, освещение, трамвай). Первую лекцию по электротехнике прочитал в 1898 г. Б. И. У гримов, по курсу «Районные электрические станции» — М. К. Поливанов (1916 г.). В 1918 г. К. А. Круг организовал в МВТУ электро­технический факультет, а к 1925 г. произошло разделение энергетиков и эле­ктриков. В 1921 г. электропромышленный факультет открылся в Институте народного хозяйства им. Плеханова. В середине 20-х годов уже разрабатывал­ся курс «Электроснабжение промышленных предприятий», образовалась на­учная секция «Районная и фабрично-заводская электрификация». Выход в 1937 г. книги А. С. Либермана «Подстанции малой мощности в электроснаб­жении промышленных предприятий» констатировал оформление науки «Эле-

8

Б. И. Кудрин

ктроснабжение» и выделение ее как области, ориентированной на интересы потребителей.

Технические решения по электроснабжению промышленных предприятий (вниз) от границы раздела энергосистема—предприятие отличаются подходом от решений по «электроснабжению промышленных предприятий», которые принимала «большая» энергетика (вверх — до собственных подстанций и ге­нерирующих мощностей). Это обнаруживалось в нашей стране при разверты­вании с 1926 г. индустриализации, осуществленной в 30—80-е годы. Науке и практике электроснабжения потребовалось решить в 20—50-е годы ряд основ­ных проблем: расчет электрических нагрузок, выбор значения напряжения; определение количества, единичной мощности и размещения трансформато­ров и подстанций; формулировка требований к оборудованию и сетям элект­роснабжения; компенсация реактивных нагрузок; создание методик проекти­рования и оценки результатов технико-экономических расчетов.

Спустя 75 лет можно говорить о развитии представлений, о специализации и детализации построения, функционирования и развития электротехничес­ких комплексов, включающих дисциплины: «Электрооборудование промыш­ленности»; «Потребители электрической энергии»; «Внутризаводское электро­снабжение и режимы»; «Автоматизация управления системами электроснаб­жения»; «Монтаж, наладка, эксплуатация и ремонт систем электроснабжения промышленных предприятий»; «Проектирование электротехнических уст­ройств и электрической части объекта»; «Менеджмент электрическим хозяй­ством».

Основное отличие настоящего учебника заключается в комплексном учете происшедших изменений, характеризующих электрическое хозяйство (элект­рику) в условиях вступления России в постиндустриальное (информационное) общество. Изложение материала ориентировано на реальные условия инвер­тирования, проектирования, эксплуатации систем электроснабжения, элект­роремонт, снижение экологического воздействия функционирующей электри­ки. Особое внимание уделяется рассмотрению вопросов взаимоотношений с энергоснабжающей организацией и прогнозу (заявке) параметров электропо­требления; учету, нормированию, энергосбережению.

Дисциплина «Электроснабжение промышленных предприятий» изучается после таких дисциплин, как «Электрическая часть станций и подстанций», «Электрические машины», «Электрические аппараты», «Электрические мате­риалы», «Электрические измерения». Поэтому при изложении материала было учтено знакомство читателя с указанными дисциплинами, курсами гра­фики, математики (включая теорию вероятности), программирования. Каче­ственное освоение материала книги невозможно также без знания дисципли­ны «Теоретические основы электротехники» — базовой в подготовке электриков высшего образования.

Многие ученые и практики, начиная со времен индустриализации, когда стали формироваться электрические хозяйства, и включая последние годы, когда потерпела крах идея централизованно «дойти» до каждого электродви-

Электроснабжение промышленных предприятий

9

гателя и нагревателя, до каждой кнопки и розетки, способствовали рождению и становлению научного направления «Электрика» (с 2001 г. издается ориен­тированный на потребителя одноименный журнал «Электрика»).

Среди ученых и практиков, стоявших у истоков промышленной электро­энергетики и развивающих электрику сейчас, хочется отметить: Б. Н. Авило­ва-Карнаухова, Б.Л. Айзенберга, И.А. Будзко, Г. Я. Вагина, В. И.Вейца, Д. Н. Верещагина, С. Д. Волобринского, С. А. Волотковского, С. И. Гамазина, В. И. Гнатюка, В. И. Гордеева, М. В. Грейсуха, С. Е. Гродского, Н. А. Дульзо-на, А. А. Ермилова, И. В. Жежеленко, Г. 3. Зайцева, Ю. Н. Захарова,

B. С. Иванова, И. И. Иванова, Э. М. и А. Э. Кажданы, Н. А. Казака, Г. М. Ка- ялова, И. П. Карасева, П. Н. Клейн, Б. И. Князевского, В. А. Козлова, Б. А. Константинова, Н. В. и Ю. Н. Копытовых, И. Д. Кутявина, А. А. Лавро­ ва, Б. А. Левитанского, М. Н. Левицкого, Т. Б. Лещинскую, А. С. Либермана,

C. М. и Д. С. Лившиц, Л. В. Литвака, А. Б. Лоскутова, С. Р. Маймина, А. А. Максимова, Б. Г. Меньшова, Б. С. Мешель, Г. Р. Миллера, В. В. Михай­ лова, Ю. Л. Мукосеева, И. И. Надтоку, А. А. Никулина, М. И. Озерного, М. М. Перельмутера, Г. Г. Пивняка, В. К. Попова, С. А. Пресса, А. В. Пра- ховника, Ю. Г. Разумного, Е. А. Розенмана, И. А. Сыромятникова, А. А. Тай- ца, В. П. Тихонова, В. И. Трапицына, А. А. Федорова, В. В. Фуфаева, М. К. Харчева, Ю. И Хохлова, В. В. Шевченко, А. К. Шидловского, О. П. Шишкина, Я. Н. Шпунберга, В. И. Щуцкого.

Сохранит ли история электрики эти и добавит ли новые имена? Но в лю­бом случае хотелось бы, чтобы преподаватели и студенты каждого техничес­кого университета по-своему дополнили или дописали эту страничку.

Часть глав, отредактированных в соответствие с общим замыслом учеб­ника, была подготовлена д. т. н., проф. Ю.И. Хохловым (гл. 6); к. т.н., доц. С.А. Цыруком (гл. 11); д. т. н., проф. И.В. Жежеленко (гл. 13). В написании разделов приняли участие: к. т. н., доц. А.С. Исаев (4.3); к. т. н., доц. Т.В. Анчарова (гл. 15); к. т. н., доц. Ю.В. Матюнина (17.1); к. т. н., доц. О.Е. Ла-гуткин (2.3 и 17.4); д. т. н., профессора Б.И. Заславец, Г.В. Никифоров, В.К. Олейников (17.2, 17.3), д. т. н., проф. В.В. Фуфаев (17.4 и 21.7). Термины и опре­деления уточнены к. т. н. М.Г. Ошурковым.

Автор признателен за техническую помощь в подготовке рукописи СВ. Жичкину, А.И. Ильину, Г.А. Петровой, М.Н. Ползикову, А.Е. Сош-никову.

Автор выражает благодарность рецензентам за полезные замечания и рекомендации, которые были учтены при доработке рукописи.

Автор благодарит за представленные материалы работников промышленно­сти и вузов: Е. Я. Абрамову, Ю. С. Железко, Е. А. Курбацкого, Т. Б. Лещин­скую, [I^J^JTp^Kon^WKaJ, Ф. А. Романюка, А. И. Сюсюкина, В. И. Чиндяскина.

Замечания и пожелания по книге прошу направить по адресу: 111250, Москва, Красноказарменная, 14, кафедра «Электроснабжение промышленных предприятий».

10

Б. И. Кудрин