Книжная полка Сохранить
Размер шрифта:
А
А
А
|  Шрифт:
Arial
Times
|  Интервал:
Стандартный
Средний
Большой
|  Цвет сайта:
Ц
Ц
Ц
Ц
Ц

Основные вопросы эффективной эксплуатации электроэнергетических систем

Покупка
Основная коллекция
Артикул: 815066.01.99
В систематизированном виде рассмотрен широкий круг вопросов, связанных с эффективной эксплуатацией электроэнергетических систем, а также проблемами и тенденциями развития современной электроэнергетики. Для студентов, обучающихся по направлениям подготовки 13.03.02 и 13.04.02 «Электроэнергетика и электротехника» квалификационных уровней «бакалавр» и «магистр», а также аспирантов по научным специальностям «Электроэнергетика», «Энергетические системы и комплексы» и «Электротехнические комплексы и системы», слушателей центров подготовки и повышения квалификации инженерно-технических работников, занятых проектированием и эксплуатацией электроэнергетических систем.
Полковниченко, Д. В. Основные вопросы эффективной эксплуатации электроэнергетических систем : учебное пособие / Д. В. Полковниченко, А. А. Булгаков, И. Б. Гуляева. - Москва ; Вологда : Инфра-Инженерия, 2023. - 376 с. - ISBN 978-5-9729-1501-9. - Текст : электронный. - URL: https://znanium.com/catalog/product/2096139 (дата обращения: 19.04.2024). – Режим доступа: по подписке.
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов. Для полноценной работы с документом, пожалуйста, перейдите в ридер.
Д. В. Полковниченко, А. А. Булгаков, И. Б. Гуляева






            ОСНОВНЫЕ ВОПРОСЫ ЭФФЕКТИВНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМ


Учебное пособие
















Москва Вологда
« Инфра-Инженерия» 2023

УДК 621.311
ББК 31.27
     П51



Рецензенты:
доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой «Горная электротехника и автоматика им. Р. М. Лейбова» ГОУ ВПО «ДонНТУ» Маренич Константин Николаевич;
доктор технических наук, профессор, профессор кафедры «Электроэнергетика» ГОУ ВО ЛНР «ЛГУ им. В. Даля» Захарчук Александр Сидорович



     Полковниченко, Д. В.
П51       Основные вопросы эффективной эксплуатации электроэнергетиче-
     ских систем : учебное пособие / Д. В. Полковниченко, А. А. Булгаков, И. Б. Гуляева. - Москва ; Вологда : Инфра-Инженерия, 2023. - 376 с. : ил., табл.
          ISBN 978-5-9729-1501-9


             В систематизированном виде рассмотрен широкий круг вопросов, связанных с эффективной эксплуатацией электроэнергетических систем, а также проблемами и тенденциями развития современной электроэнергетики.
             Для студентов, обучающихся по направлениям подготовки 13.03.02 и 13.04.02 «Электроэнергетика и электротехника» квалификационных уровней «бакалавр» и «магистр», а также аспирантов по научным специальностям «Электроэнергетика», «Энергетические системы и комплексы» и «Электротехнические комплексы и системы», слушателей центров подготовки и повышения квалификации инженерно-технических работников, занятых проектированием и эксплуатацией электроэнергетических систем.

УДК 621.311
ББК 31.27












ISBN 978-5-9729-1501-9

     © Полковниченко Д. В., Булгаков А. А., Гуляева И. Б., 2023
     © Издательство «Инфра-Инженерия», 2023
                            © Оформление. Издательство «Инфра-Инженерия», 2023

СОДЕРЖАНИЕ


Предисловие.........................................................7
Перечень условных обозначений.......................................9
Введение...........................................................12
Раздел № 1. Общая характеристика электроэнергетики. Проблемы и тенденции её развития...................................13
  1.1. Электроэнергетические системы как основа электроэнергетики и их развитие.....................................................13
  1.2. Проблемы современной электроэнергетики и варианты их решения.20
Вопросы для самопроверки...........................................27
Раздел № 2. Свойства электроэнергии. Общие вопросы режимов работы электроэнергетических систем ......................................28
  2.1. Особенности электроэнергии и режимов работы ЭЭС ............28
  2.2. Краткая характеристика режимов .............................33
  2.3. Планирование (разработка) режимов энергосистемы.............34
  2.3.1. Основные требования и исходные данные при разработке режима ..........................................................34
  2.3.2. Нагрузки и их прогнозирование ............................35
  2.3.3. Разработка режима работы ЭЭС на различных временных уровнях .........................................................37
  2.3.4. Резервы электроэнергетической системы.....................38
  2.4. Общая характеристика систем управления .....................40
Вопросы для самопроверки...........................................45
Раздел № 3. Потребители электрической энергии......................47
  3.1. Классификация приёмников и потребителей электроэнергии .....47
  3.2. Характеристика основных типов электроприёмников.............49
  3.3. Графики электрических нагрузок..............................53
Вопросы для самопроверки...........................................59
Раздел № 4. Активная и реактивная мощности.........................60
  4.1. Понятие активной и реактивной мощностей ....................60
  4.2. Влияние реактивной мощности на эффективность работы электрической сети...............................................64
  4.3. Потребители реактивной мощности.............................65
  4.4. Источники реактивной мощности. Компенсация реактивной мощности.........................................................67
  4.4.1. Синхронный генератор .....................................68
  4.4.2. Синхронный двигатель .....................................71

3

  4.4.3. Линии электропередачи.....................................73
  4.4.4. Синхронные компенсаторы...................................74
  4.4.5. Батареи статических конденсаторов ........................76
  4.4.6. Шунтирующие реакторы......................................83
  4.4.7. Статические тиристорные компенсаторы......................84
Вопросы для самопроверки...........................................85
Раздел № 5. Надёжность электроэнергетических систем ...............87
  5.1. Основные понятия и определения теории надёжности ...........87
  5.1.1. Понятие надёжности .......................................87
  5.1.2. Составляющие надёжности...................................90
  5.1.3. Состояния объектов анализа надёжности.....................91
  5.1.4. События и процессы в теории надёжности ...................92
  5.1.5. Причины отказов элементов электроэнергетических систем ...97
  5.2. Вероятностные показатели надёжности .......................105
  5.2.1. Показатели надёжности невосстанавливаемых объектов.......105
  5.2.2. Показатели надёжности восстанавливаемых объектов.........106
  5.3. Испытания на надёжность....................................111
  5.4. Расчёт экономического ущерба при нарушении электроснабжения.113
  5.4.1. Оценка ущерба потребителя при нарушении электроснабжения..113
  5.4.2. Экономический ущерб энергоснабжающей организации в результате нарушения режима электроснабжения .................118
  5.5. Выбор оптимальных вариантов электроснабжения с учётом надёжности электроснабжения .....................................120
  5.6. Способы и средства повышения надёжности электроэнергетических систем ..........................................................122
  5.6.1. Общие положения .........................................122
  5.6.2. Резервирование...........................................124
  5.6.3. Секционирование .........................................130
  5.6.4. Способы повышения надёжности элементов электрических сетей ... 137
  5.7. Системы обслуживания элементов электроэнергетических систем.144
  5.8. Диагностика электрооборудования............................150
  5.8.1. Общие положения .........................................150
  5.8.2. Методы диагностики электрооборудования ..................158
Вопросы для самопроверки..........................................187
Раздел № 6. Основы электромагнитной совместимости. Качество электроэнергии в электроэнергетических системах...................190
  6.1. Понятие электромагнитной совместимости.....................190
  6.2. Причины нарушения ЭМС .....................................194
  6.3. Классификация электромагнитных помех ......................195

4

  6.4. Обеспечение электромагнитной совместимости .................201
  6.5. Качество электроэнергии ....................................202
  6.5.1. Отклонение частоты........................................205
  6.5.2. Отклонения напряжения.....................................212
  6.5.3. Колебания напряжения и фликер ............................223
  6.5.4. Несимметрия напряжений....................................230
  6.5.5. Несинусоидальность напряжения ............................237
  6.5.6. Провалы напряжения и перенапряжения ......................246
Вопросы для самопроверки...........................................253
Раздел № 7. Энергосбережение в электроэнергетике...................254
  7.1. Общие вопросы энергосбережения .............................254
  7.2. Классификация потерь мощности и электроэнергии в электрических сетях............................................255
  7.3. Основы расчёта потерь энергии в элементах электрических сетей.260
  7.4. Методы расчёта, анализа и планирования потерь энергии в электрических сетях............................................262
  7.4.1. Классификация методов расчёта, анализа и планирования потерь...........................................................262
  7.4.2. Прямой метод расчёта потерь электроэнергии ...............264
  7.4.3. Балансовый метод анализа потерь электроэнергии............265
  7.4.4. Структурный анализ потерь мощности и электроэнергии.......268
  7.4.5. Регрессионный метод анализа и прогнозирования потерь электроэнергии ..................................................273
  7.4.6. Методы расчёта условно-постоянных потерь ...................275
  7.4.7. Методы расчёта нагрузочных потерь электроэнергии..........279
  7.4.8. Порядок расчёта потерь, обусловленных нормативно допустимыми погрешностями системы учёта электроэнергии...........283
  7.5. Мероприятия по снижению потерь электроэнергии в электрических сетях..............................................284
  7.5.1. Классификация и основное содержание мероприятий по снижению потерь электроэнергии..................................284
  7.5.2. Мероприятия по снижению коммерческих потерь электроэнергии ....................................................295
  7.5.3. Мероприятия по снижению технических потерь электроэнергии в электроэнергетических системах...................................298
  7.5.4. Методологические подходы к оценке эффективности мероприятий по снижению потерь электроэнергии......................306
  7.6. Энергетическое обследование и энергетический аудит электрических сетей................................................313

5

  7.7. Основы энергосбережения в системах электроснабжения предприятий......................................................319
  7.7.1. Организационные и технические мероприятия энергосбережения в системах электроснабжения предприятий..........319
  7.7.2. Основные мероприятия энергосбережения в системах электроснабжения предприятия .....................................320
  7.7.3. Основы экономии электроэнергии при проектировании и эксплуатации электроустановок..................................321
Вопросы для самопроверки...........................................323
Раздел № 8. Пути развития электроэнергетики в XXI веке ............325
  8.1. Реструктуризация и дерегулирование электроэнергетики .......325
  8.2. Построение интеллектуальной электрической сети..............326
  8.3. Применение устройств FACTS .................................337
  8.4. Цифровые подстанции.........................................344
  8.5. Современные решения в областях генерации, передачи, распределения и накопления электроэнергии........................350
  8.5.1. Генерация электроэнергии .................................350
  8.5.2. Передача и распределение электроэнергии...................353
  8.5.3. Накопление электроэнергии ................................359
Вопросы для самопроверки...........................................362
Глоссарий .........................................................364
Список литературы .................................................369

6

ПРЕДИСЛОВИЕ




      Электроэнергетика, которая на сегодня весьма динамично развивается во всем мире, является основополагающей отраслью экономики любого государства со сложными структурой и функциями. От уровня развития электроэнергетики и реализации ею своих основных задач зависят техническая и экономическая эффективность работы других отраслей промышленности и качество жизни населения.
      Целью данного учебного пособия является ознакомление читателей с состоянием и проблемами современной электроэнергетики и существующими (перспективными) путями их решения.
      Материал, изложенный в учебном пособии, охватывает целый ряд дисциплин, которые читаются в ГОУВПО «Донецкий национальный технический университет» обучающимся по направлению «Электроэнергетика и электротехника» при подготовке бакалавров и магистров.
      Настоящее учебное пособие предполагается авторами как продолжение пособия «Введение в электроэнергетику и электротехнику» [1], в котором читатели могли ознакомиться со следующими вопросами: краткой историей становления и развития электроэнергетики и электротехники; основными законами и общими вопросами электротехники; характеристиками электроэнергетических систем и сетей; принципами выработки электроэнергии на электростанциях различного типа (в том числе, с использованием возобновляемых источников энергии); конструкцией и принципом действия основных элементов по выработке, передаче, преобразованию, потреблению и накоплению электроэнергии; основами построения релейной защиты и автоматики электроэнергетических систем;

краткими сведениями об электробезопасности и экологическими проблемами, обусловленными ростом производства и потребления энергии.
      Предварительное изучение учебного пособия «Введение в электроэнергетику и электротехнику» позволяет лучше разобраться в материале настоящего издания.
      Авторами учтён опыт многолетнего преподавания различных дисциплин на кафедре «Электрические системы» ДОННТУ, а также проведения повышения квалификации для работников электроэнергетических предприятий.
      В учебном пособии рассмотрен широкий круг вопросов, связанных с общими характеристиками, проблемами и тенденциями развития современной

7

электроэнергетики; особенностями электроэнергии и режимов электроэнергетических систем; классификациями и характеристиками основных типов электроприёмников; понятиями, источниками и потребителями активной и реактивной мощностей. В разделах 5-7 достаточно подробно рассмотрены вопросы решения основных задач эксплуатации электроэнергетических систем: обеспечения надёжности электроснабжения потребителей, качества электроэнергии и энергосбережения (снижения собственных затрат на выработку и передачу электроэнергии).
     Авторы стремились изложить материал компактно и в логичной последовательности. При этом построение учебного пособия таково, что при необходимости предусматривает возможность выборочного использования его материала.
     Для контроля степени усвоения изучаемого материала ко всем разделам учебного пособия разработаны контрольные вопросы для осуществления самопроверки.
     При подготовке настоящего учебного пособия авторы пользовались многочисленными работами, связанными с состоянием и проблемами современной электроэнергетики, показателями (критериями) надёжности и эффективности функционирования электроэнергетических систем, качества электроэнергии, способами и средствами их обеспечения и др.
     Учитывая обширную тематику вопросов и задач в электроэнергетике, затрагиваемых в тексте настоящего учебного пособия, составление подробного списка литературы является весьма непростой задачей. Например, только по таким темам как «Надёжность электроэнергетических систем» или «Основы электромагнитной совместимости. Качество электроэнергии в электроэнергетических системах» можно отметить до несколько сотен работ и даже больше. Поэтому предлагаемый перечень рекомендуемой литературы содержит отсылки лишь к некоторым источникам. Этот перечень ни в коем случае не следует считать полным и исчерпывающим, поскольку таковым он, очевидно, не является.
     Авторы выражают искреннюю благодарность рецензентам: Мареничу Константину Николаевичу - д. т. н., профессору, заведующему кафедрой «Горная электротехника и автоматика им. Р. М. Лейбова» ГОУВПО «ДОННТУ» и Захарчуку Александру Сидоровичу - д. т. н., профессору, профессору кафедры «Электроэнергетика» ГОУВО ЛНР «ЛГУ им. В. Даля», а также Ларину Аркадию Михайловичу - доценту кафедры «Электрические системы» ГОУВПО «ДОННТУ» за замечания и полезные советы, позволившие улучшить учебное пособие.

8

ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ




     АББЭ - аккумуляторная батарея большой энергоёмкости
     АВР - автоматическое включение резерва
     АД - асинхронный двигатель
     АПВ - автоматическое повторное включение
     АРВ - автоматическое регулирование возбуждения
     АРГ - анализ растворенных газов
     АРС - автоматический регулятор скорости
     АРЧ - автоматический регулятор частоты
     АРЧМ - автоматическое устройство регулирования частоты и мощности
     АСДУ - автоматизированная система диспетчерского управления
     АСКУЭ - автоматизированная система учёта и контроля электроэнергии
     АСУ - автоматизированная система управления
     АСУ ТП - автоматизированная система управления технологическими процессами
     АЧР - автоматическая частотная разгрузка
     АЭС - атомная электрическая станция
     БСК - батареи статических конденсаторов
     БПФ - быстрое преобразование Фурье
     ВАХ - вольт-амперная характеристика
     ВДТ - вольтодобавочный трансформатор
     ВИЭ - возобновляемые источники энергии
     ВЛ - воздушная линия электропередачи
     ВН - высшее напряжение
     ВР - восстановительный ремонт
     ВТСП - высокотемпературный сверхпроводник
     ВЭС - ветровая электрическая станция
     ГАЭС - гидроаккумулирующая электрическая станция
     ГИЛ - газоизолированная линия
     ГПП - главная понизительная подстанция
     ГЭС - гидравлическая электрическая станция
     ДСП - дуговая сталеплавильная печь
     ДЭС - дизельная электрическая станция
     ЗУ - заземляющее устройство
     ИП - источник питания
     ИРМ - источник реактивной мощности
     ИЭУ - интеллектуальное электронное устройство
     КЗ - короткое замыкание
     КЗР - короткозамкнутый ротор
     КЛЛ - компактные люминесцентные лампы


9

     КЛ - кабельная линия электропередачи
     КПД - коэффициент полезного действия
     КРМ - компенсация реактивной мощности
     КРУ - комплектное распределительное устройство
     КРУЭ - комплектное распределительное устройство элегазовое
     КУ - компенсирующее устройство
     КЭ - качество электроэнергии
     КЭС - конденсационная электрическая станция
     ЛЭП - линия электропередачи
     ЛЛ - люминесцентная лампа
     ЛН - лампа накаливания
     МПД - многопараметрическая диагностика
     МСПЭ - мероприятие по снижению потерь электроэнергии
     НН - низшее напряжение
     НЭС - национальная энергосистема
     033 - однофазное замыкание на землю
     ОПН - ограничитель перенапряжений
     ОРУ - открытое распределительное устройство
     ОЭС - объединённая энергосистема
     ПА - противоаварийная автоматика
     ПАУ - противоаварийное управление
     ПБВ - переключение без возбуждения
     ПКЭ - показатель качества электроэнергии
     ППР - планово-предупредительный ремонт
     ПС - подстанция
     ПЭС - предприятие электрических сетей
     РВ - разрядник вентильный
     Р3 - релейная защита
     Р3А - релейная защита и автоматика
     РПН - регулирование напряжения под нагрузкой
     РУ - распределительное устройство
     СВ - секционный выключатель
     СГ - синхронный генератор
     СД - синхронный двигатель
     СИ - средство измерения
     СК - синхронный компенсатор
     СМ - синхронная машина
     СПИНЭ - сверхпроводниковый индуктивный накопитель энергии
     СТК - статический тиристорный компенсатор
     СТП - столбовая трансформаторная подстанция
     СЭС - гелиоэлектростанция или солнечная электрическая станция
     ТИ - телеизмерение
     ТН - трансформатор напряжения
     ТОиР - техническое обслуживание и ремонт

10

     ТРЭ - технологический расход электроэнергии
     ТСН - трансформатор собственных нужд
     ТТ - трансформатор тока
     ТЭР - топливно-энергетические ресурсы
     ТЭС - тепловая электрическая станция
     ТЭЦ - теплоэлектроцентраль
     УРОВ - устройство резервирования отказа выключателей
     УСВЛ - управляемая самокомпенсирующаяся воздушная линия
     ЦПС - цифровая подстанция
     ЧАПВ - частотное автоматическое повторное включение
     ЧР - частичный разряд
     ШР - шунтирующий реактор
     ЭВМ - электронно-вычислительная машина
     ЭД - электродвигатель
     ЭДС - электродвижущая сила
     ЭМНЭ - электромеханический накопитель энергии
     ЭМП - электромагнитная помеха
     ЭМС - электромагнитная совместимость
     ЭП - электроприёмник
     ЭС - электрическая станция
     ЭСК - электросетевая компания
     ЭСНЭ - электростатический накопитель энергии
     ЭЭС - электроэнергетическая система
     * - ссылка на глоссарий учебного пособия

11

ВВЕДЕНИЕ



     Эксплуатация электроэнергетических систем должна обеспечить, в первую очередь, эффективное выполнение их основной функции - бесперебойное электроснабжение потребителей по предусмотренным графикам нагрузки и при требуемом качестве электроэнергии, а также при минимальных собственных затратах и минимальном влиянии на окружающую среду.
     Особенности электроэнергетики как традиционные (непрерывность процесса выработки и потребления электроэнергии, территориальная разнесённость режимно связанных объектов, высокая вероятность возникновения аварийных ситуаций и т. д.), так и возникающие на современном этапе её развития (широкое внедрение возобновляемых источников энергии, повышение требований к качеству электроэнергии для электроприёмников и т. д.), создают ряд нарастающих проблем, от решения которых зависит дальнейшее развитие мировой экономики в целом.
     Как было сказано выше, обеспечение надёжности электроснабжения потребителей, поддержание требуемого качества электроэнергии, снижение затрат в технологической цепочке электроэнергетической системы «источник - потребитель» являются основополагающими задачами для электроэнергетики.
     При этом все перечисленные задачи тесно пересекаются между собой и требуют не только технических, но и экономических решений. Точнее эти решения непосредственно взаимосвязаны. Так, внедрение новых способов и средств, повышающих эффективность функционирования электроэнергетических систем, требует технико-экономического обоснования. При этом нарушения электроснабжения потребителей ведёт к ущербу как для самого потребителя, так и для энергоснабжающих компаний.
     В пособии уделено внимание построению и развитию концепции «интеллектуальных сетей» (Smart Grid). Развитие электроэнергетики, внедрение новых технологий и нового, более совершенного электрооборудования, во многом основано на развитии технологий в других отраслях (нанотехнологии, IT-технологии и др.).
     И, естественно, при проектировании и эксплуатации электроэнергетических систем необходимо учитывать их влияние на окружающую среду.
     Настоящее учебное пособие предназначено для обучающихся вузов по направлению «Электроэнергетика и электротехника» квалификационных уровней «бакалавр» и «магистр», а также аспирантов по научным специальностям «Электроэнергетика», «Энергетические системы и комплексы» и «Электротехнические комплексы и системы», слушателей центров подготовки и повышения квалификации инженерно-технических работников, занимающихся проектированием и эксплуатацией электроэнергетических систем.

12

РАЗДЕЛ № 1.
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКИ.
ПРОБЛЕМЫ И ТЕНДЕНЦИИ ЕЁ РАЗВИТИЯ


1.1. Электроэнергетические системы как основа электроэнергетики и их развитие

     Электроэнергетика - приоритетная отрасль экономики любого государства, от надёжного и экономического функционирования которой зависит качество жизни людей и объём промышленного производства.
     Электроэнергетика представляет собой отрасль экономики, охватывающую совокупность технологий по преобразованию природно-энергетических ресурсов в электроэнергию, её передачу, распределение и потребление. Основой этого комплекса являются электроэнергетические системы (ЭЭС), которые начали своё развитие более 100 лет назад.
     Электрическая энергия долгое время была лишь объектом экспериментов и не имела практического применения. Первые попытки полезного использования электричества были предприняты во второй половине XIX века, а основными направлениями использования были изобретённый телеграф, гальванотехника, военная техника (например, были попытки создания судов и самоходных машин с электрическими двигателями; разрабатывались мины с электрическим взрывателем). Источниками электричества поначалу служили гальванические элементы.
     История открытий в электроэнергетике приведена, в частности, в [1].
     Указанные ниже даты представляют собой некоторые наиболее заметные этапы в развитии и применении электроэнергии:
     -  1795 г. - электрическая батарея (Алессандро Вольта);
     -       1832 г. - генератор переменного тока (Ипполит Пикси), основанный на принципе электромагнитной индукции Фарадея [1] (первая вращающаяся машина);
     -  1844 г. - дуговая электрическая лампа (Жан Бернар Леон Фуко);
     -  1859 г. - свинцовый аккумулятор (Раймонд Гастон Планте);
     -  1867 г. - генератор постоянного тока - динамо-машина (Вернер Сименс);
     -       1870 г. - генератор постоянного тока с коллекторными кольцами (Зеноб Теофил Грамм);
     -  1879 г. - лампа накаливания с угольной нитью (Томас Эдисон).
     Существенным прорывом в массовом распространении электроэнергии стало изобретение электромашинных источников электрической энергии - генераторов. По сравнению с гальваническими элементами генераторы обладали большими мощностью и ресурсом полезного использования, были существенно дешевле и позволяли произвольно задавать параметры вырабатываемого тока.



13

Именно с появлением генераторов стали появляться первые электрические станции (ЭС) и сети (до того источники энергии были непосредственно в местах её потребления) - электроэнергетика становилась отдельной отраслью промышленности. В то время электрическая энергия использовалась в основном для освещения в крупных городах. Электрические компании состояли в серьёзной конкуренции с газовыми: электрическое освещение превосходило газовое по ряду технических параметров, но было в то время существенно дороже. С усовершенствованием электротехнического оборудования и увеличением КПД генераторов стоимость электрической энергии снижалась, и, в конце концов, электрическое освещение полностью вытеснило газовое. Попутно появлялись новые сферы применения электрической энергии: совершенствовались электрические подъёмники, насосы и электродвигатели (ЭД). Важным этапом стало изобретение электрического трамвая: трамвайные системы являлись крупными потребителями электрической энергии и стимулировали наращивание мощностей электрических станций. Во многих городах первые электрические станции строились вместе с трамвайными системами.
      Первая электрическая система была создана Эдисоном для уличного освещения в 1882 г. в Нью-Йорке. Это была система постоянного тока с генератором и распределительной сетью с проводами из меди для питания ламп накаливания (ЛН). Такие системы напряжением 100 В появились во многих городах США.
      В 1882 г. Марсель Депре спроектировал и построил одну из первых в мире линию электропередачи (ЛЭП) постоянного тока Мисхбах - Мюнхен протяженностью 57 км. По линии передавалась мощность немногим более 2 кВт при напряжении 1,5+2 кВ.
      Первой в истории ЛЭП (в современном понимании) стала линия Лауфен -Франкфурт, заработавшая в 1891 г. Протяжённость линии составляла 170 км, напряжение 28,3 кВ, передаваемая мощность 220 кВт.
      Передача большей мощности была связана с необходимостью повысить напряжение электропередачи, что могло быть достигнуто лишь увеличением числа последовательно включённых генераторов. Кроме того, отсутствие средств, необходимых для снижения напряжения у приёмников, делало невозможным использование электрической энергии, предназначенной для освещения, для питания мелких промышленных установок и для других нужд. Неразрешимые проблемы повышения напряжения для передачи энергии на большие расстояния привели к победе технологии переменного тока.
      В 1882 г. Н. Ф. Усагин на Всероссийской промышленной выставке применил трансформатор для питания свечей П. Н. Яблочкова.
      После этого передачу и распределение энергии от ЭС стали осуществлять однофазным переменным током, который однако также не получил широкого распространения из-за трудностей, связанных с пуском однофазных ЭД.
      Возникновение науки о передаче энергии на большие расстояния следует отнести к 1880 г., когда Д. А. Лачинов дал первое теоретическое обоснование этого вопроса в статье «Электромеханическая работа», опубликованной в журнале «Электричество».

14