电工所的建立是根据1956年制定的全国12年科学发展规划关于统一动力系统的建立中发展高压输电和联合电力系统的要求,在原中国科学院长春机电所有关电工方面的基础上,于1958年迁到北京建立的。所以电工所的初期工作有相当一部分研究是原长春机电所电工方面的继续。另外在新形势下,根据新的要求,又开展了一些新的项目和部分有关国防科技方面的工作。其后,经过几次机构和任务的调整,最终归结到目前的以电工电能新技术的理论和应用研究为长远目标的统一方向。
在五十年代建国初期,我国电工科技方面的研究十分薄弱,当时根据生产建设上的急需,在电工方面开展了下列几项研究:
(1)冲击高电压发生器的建立,高电压实验技术和电力系统防雷问题的研究1 2 3
早在1950年研究建成30万伏冲击高电压发生器,1952年提高至100万伏。在国内率先开展高电压实验技术的研究,对当时生产建设上急需的电力系统防雷问题中避雷器和高压绝缘子的冲击高电压实验,进行了大量的实地实验工作。并与生产和运行单位协作,开展高压绝缘设备的研制和提高问题的研究。1952年与抚顺电工十厂合作,研制成10-30KV四种单位型式的阀型高压避雷器,该厂于1953年已正式生产10-60KV五种避雷器,性能与国外进口产品相同。这是我国自行研制生产的第一代高压避雷器。此外,在冲击高压实验技术的研究中,我们还进行了变压器冲击实验和高电压测量技术的研究。这些工作,一方面解决了当时生产运行上的急需,并对日后我国高电压实验技术的发展起到一定的促进作用。
(2)串联电容补偿输电方式的研究 4
串联电容补偿输电方式,五十年代初期在国外尚属试用阶段,在我国还是空白。当时东北工业恢复加速用电负载急剧增加,一时造成许多线路输电容量不足。课题组和电业部门协作,提出试用串联电容补偿输电方式,在原线路上加装串联电容器以求提高线路的输电容量和改善电压变动率的研究方案。从1953年开始,首先在实验室内对某些典型输电线路进行各种运行状态分析,特别对采用过补偿时可能发生的异常现象及其防护方法进行重点研究。同时在实验室内对电容器异常现象的保护装置进行研制,对其中有特殊要求的电弧电压低、电弧稳定、能耐受大电流的石墨保护间隙进行重点试验。
其后,与牡丹江电业局合作,选定鸡西——密山22KV线路作为试点,在永安变电所加装串联电容器。在1954年6月6-12日进行现场的实地实验。通过无负载变压器投入,三相短路,电容器旁路断路器开合异常现象,一线接地系统中感应电动机启动等各种运行方式进行实地实验,结果证实,在典型负载下,受端各变电所经过补偿后,电压可大致提高10%,负载增至预想限度时,线路的输电容量可以提高到满意的需求程度。成功的进行现场实地实验。最后决定投入运行。这是我国第一条串联电容补偿输电线,它的研究合运行经验,对日后超高压输电线路的研究采用起到一定的促进作用。
(3)电力系统大型交流计算台的研制 5 6
图:我国第一台大型交流计算台
随着我国电力系统容量不断增长,系统结构方式日趋复杂,大量而复杂的计算工作迫切需要电力系统计算工具。首先是交流计算台的需要。我们在缺少研制资料的情况下,自力更生,结合国产材料,对交流计算台各类元件进行探索研制和整体规划设计。从1954年开始至1957年研制成包括14各发电单元,86个线路元件,32个负载元件,36个自耦变压器元件,34个电容元件,12个互感器元件的大型交流计算台。这是我国第一台大型交流计算台。研究成功后,全套设备便提供给东北电业局、调度局。在实际电力系统调度和运行计算上,正式使用多年,在这段历史时期内发挥了重要作用。该设备在苏联火电设计院阿扎利也夫着书中曾列为当时工业频率交流台几个代表性设备之一,加以介绍,并刊有全套设备照片。得到了该领域研究的关注。
参考文献
1 《东北科学通信》,第1卷第11期,1951,P667
2 《电力电工报告会会刊》,中国科学院,1955,P44
3 《东北科学研究汇报》,第4卷第2期,1953,P121
4 《电力电工报告会会刊》,中国科学院,1955,P87
5 《中科院机电所研究报告(电57~8)》, 1957,P1~10
6 《电力系统数学模拟(俄文)》,A3APbEB着书,1962,P88