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.
Развитие автоматических станций шло сначала медленно, но в послевоенное время сильно ускорилось. К 1935 г. число автоматических станций во всем мире поднялось до 10 тысяч. Некоторые из этих станций, как, например, в Луисвилле (США), имеют мощность, превышающую 100 тысяч лошадиных сил.
Появились автоматические станции и у нас. Первая была построена в 1932 г. на Кавказе, возле города Эривани. Мощность ее — 3 тысячи лошадиных сил. Вторая сооружена в 1934 г. на Москва-реке, возле Рублева.
Некоторые автоматические станции работают вполне самостоятельно. Лишь время от времени на них заезжают инженеры для проверки работы. Чаще, однако, автоматические станции соединяются проводами с неавтоматическими. В этом случае автоматика тесно переплетается с телемеханикой. Управление станцией без людей и контроль за ее работой производится на расстоянии, с основной станции. Органы телеконтроля и телеуправления размещаются на щите и на пультах основной станции.
Пульт для управления Эриванской станцией находится в двух километрах от нее. На нем всего четыре кнопки. Если станция не работает, то для пуска ее в ход достаточно нажать всего только одну кнопку. Остановка станции производится нажатием другой кнопки. Остальные кнопки служат для изменения режима (величины) работы.
Пульт Рублевской станции находится от нее на расстоянии трех километров.
Оборудование для автоматизации Эриванской станции приобретено за границей. Аппараты для Рублевской станции сконструированы и изготовлены нашим Гидроэнергетическим институтом совместно с Харьковским электромеханическим заводом.
На всех автоматизированных электростанциях машины работают заметно лучше, чем при ручном управлении. Кроме того, сильно сокращаются расходы на персонал. Немалая экономия получается и на зданиях. Для автоматических подстанций и станций здания строят меньших размеров— ведь машинам ходить не приходится, — потолки делают ниже и совсем не устраивают окон, так как машинам ни чистый воздух, ни свет не нужны.
Кроме электрических станций, промышленная телемеханика позволяет управлять на расстоянии многими другими вещами. Интересный пример дают шлюзы Панамского канала. Управление ими централизовано. Пульт управления находится в особой контрольной комнате, которая называется диспетчерским (распорядительским) постом. Перед пультом— схематическая модель зашлюзованной части канала с маленькими алюминиевыми воротцами, со стерженьками — указателями уровня воды, и другими подробностями.
У пульта находится диспетчер — распорядитель движения. Перекачиванием воды из одной камеры шлюза в другую, открыванием и закрыванием шлюзовых ворот он управляет, нажимая на те или иные кнопки.
Контрольные сигналы о выполнении телемеханического приказания дает модель. Ее маленькие воротца, открываясь или закрываясь, движутся в точности так же, как и настоящие ворота на канале. По мере прибывания воды в камеру на модели поднимаются стерженьки, показывая уровень воды с ошибкой не более как на три миллиметра.
Находясь у такого пульта «с живой схемой» (так называют модель), забываешь о расстоянии. Кажется, что наблюдаешь действительное явление, а не его копию.
Подобная же, но еще более совершенная централизация управления шлюзовыми воротами и затворами плотин вводится на строящемся сейчас огромном канале Волга — Москва, который будет самым лучшим в мире. Электрическая связь по проводам и без проводов (по радио) между всеми участками канала будет такова, что главный диспетчер (распорядитель), находящийся на своем посту в Дмитрове или в Химках, на специальном табло (щите) будет видеть, где находятся пароходы, куда они движутся и каково положение механизмов канала.
Дежурные механики из своих центральных постов, нажимая на кнопки, смогут открывать и закрывать ворота шлюзов, поднимать или опускать затворы плотин. На контрольных щитах они тогда будут видеть, как работают все эти механизмы.
Особенно много занимались централизацией управления в железнодорожном деле. В этой области в США достигнуты к настоящему времени значительные результаты, и мы многое начинаем вводить у себя.
В 1935 г. завод имени Казицкого в Ленинграде построил сложнейшую диспетчерскую аппаратуру для централизованного управления всеми стрелками и светофорами на участке железных дорог протяжением в 70 км. Пульт этой установки по форме напоминает пианино. На щите перед пультом находится план всего участка в виде «живой схемы». На ней с помощью светящихся сигналов изображаются положение стрелок и место нахождения поездов.
