电力起源与电力建设(第1部分).doc

电力起源与电力建设系 列 文 章（郑 岩）序 一七六九年英国人瓦特，在格拉斯大学工作并承研蒸汽机，于一七八二年获双向蒸汽机专利以来，欧美出现产业革命的机器时代。一七六九年意大利伏特奠定静电理论，一七八六年意大利伽伐尼发现电流以来，人类经过两个世纪的艰苦奋斗，终于迎来了二十世纪的全球电气化时代。继而，迈入二十一世纪以电为基础的数字化时代。 电力的能源属性是做功的电能及转换光能；电力的产业属性为发电、输电、变电、配电及其设备的统称；电力的产品属性是产供销瞬间完成，以电为基础服务于社会及人类的综合品。回顾电的起源、电的应用；阐述电力发展、电力建设；弘扬电力先导、电力辉煌；倡导能源转型、能源开发。是熟习电力基础的资料，是了解电力能源的进展，是电力工作者的天职。半个世纪积累了较多的电力资料，搭设关注电力的平台，供给从电事业者参考。现书写电力编年体系列文章：第一部分 电力起源与初期应用（1769年 - 1949年）第二部分 电力发展与突破亿关（1950年 - 1987年）第三部分 电力腾飞与超英赶美（1988年 - 2010年）第四部分 电力之最与电力辉煌（1752年 - 2010年）第五部分 能源转型与核电建设（1950年 - 2010年） 第一部份 电力起源与初期应用（1769年 1949年）前言回顾电的起源和电的应用的启蒙时代，对于电气化和数字化时代的今天，仍有志存高远的激励作用，勃发向上的探索未知领域，研发人类需求的高端奥秘。两个世纪前，人们在追求真理，征服自然，超越自我等方面都有长足进展。电的萌发和利用，虽是沧海一粟，也可窥见艰辛，跨国研制，共同推进，相互启迪，并有争端。电能及其应用方面影响较大的发现、发明项目做出贡献者：发电机：皮克西、萨克顿、克拉克、西门子、左拉姆、瓦斯兰、布拉西、玛丽.安等；电磁理论转为电动力最早的人是皮克西。电弧灯：戴维、迪必、爱尔顿、毕晓浦；最早试验成功戴维。白炽灯泡：迪必、斯旺、李承栋、爱迪生；专利权属爱迪生。化学电池：爱迪生、伏特、戴维、迪必；最早制作是爱迪生。电力输配系统：爱迪生、特斯拉。交流直流电：交流电之父特斯拉；直流电倡导者爱迪生。水利发电：特斯拉、爱迪生。电话：乌梅奇、贝利、爱迪生，专利权属乌梅奇；电报爱迪生。无线电：韦恩、弗莱明、杰克森、爱迪生；专利属马可尼。电影：活动电影放映机专利是爱迪生（迪克森）；吕米埃兄弟是正统电影史的鼻祖；首次在银幕上放映的影片拍摄者是梅里爱。电视机：帕斯基、法恩斯沃斯、贝尔德、兹沃利金。电子计算机：艾肯、阿塔纳索夫、莫奇利、诺依曼、埃克特； 均体现众人探索，多人研制，在继承中发展，在竞争中前进。上述项目的诞生，推动电的兴起与应用，是发扬个人智慧和团队精神的结合，是进行对比和竞赛的结果，是独立研发和跨国交流的产物。共同建造人类的美好家园，探索自然界奥妙，开发崭新的未来。电 的 起 源1752年7月，美国本杰明.富兰克林，以危险的方式接引空中雷电，发现了自然界电的存在。1769年意大利亚历山德罗.朱塞佩.安东尼奥.安纳塔西欧.伏特发表论文：电量与电容的关系式。奠定静电理论。1785年法国库仑提出的，被后人称为“库仑定论”，使电学与磁学得到统一。1786年意大利加伐尼经过试验，发现电流存在。1791年加伐尼发表电势的理论与实践的文章。1793年爱迪生发表电的论文，发明了电池。1800年伏特研制出化学电池。1800年伏特受加伐尼的启发，做大量的试验，发现金属电势差及液体电解质产生电势差，发明了“伏达电堆”，即电势叠加装置。出现“静电起电机”，得到不断的电流，这一电动势称伏特。1809年由英国化学家汉佛莱.戴维、迪必，试验出来了弧光灯；白炽灯也是迪必最早开始研究项目。1822年英国法拉第，提出“电磁定律”。1831年法拉第发现通电线圈周围有磁力线的电磁感应。反之，导体切割磁力线产生电流。这就是发电机、电动机原理。1832年年法国人皮克西制造出世界第一台试验性发电机；接着经过萨克顿、克拉克的改进，更接近实用化。1850年英国斯旺用纸碳制成灯丝泡问世；之后，在真空中试验，于1878年用碳化木棉丝产生白热的灯泡。1855年英格兰麦克斯韦（1831.06.31生于爱丁堡），在法拉第的电磁感应基础上，经研究试验发表论文，得出“电磁效应方程式”。1860年安东尼奥梅乌奇，在纽约展示“电话”。（在他去世113年后，美国国会终于承认他是现代通讯之父。）安东尼奥是意大利佛罗伦萨移民，先到古巴，后到美国钮约斯塔藤岛定居。1861年麦克斯韦设计电磁的媒介装置，形成电荷媒介的波。1866年德国西门子制出实用的发电机。1870年比利时左拉姆、美国瓦斯兰和布拉西的努力，使发电机达到较完善的实用状态。1872年美国爱迪生研究发明电动画机电报，自动复记电报法。1873年麦克斯韦发表了“电磁学通论”。1874年爱迪生发明多路电报系统，四重发报机。1875年世界第一个电弧灯在法国巴黎北火车站燃亮应用。1875年日本工部寮（后改称工部大学），爱尔顿教授研究用锌白金电池点燃以木质碳为电极的弧光灯，公开试验失败。1876年 贝尔发明电话，架起华盛顿至摩城世界第一条电报线路。1878年3月25日，在日本工部大学，爱尔顿教授指挥学生中野和浅野等，用50个球形电池点燃了法国制造的弧光灯，宴会厅忽然如同白昼，赢得与会者欢呼、掌声及喝彩。其后，将3月25日，日本定为电的纪念日。1879年5月28日，上海电气工程师毕晓浦，在虹口乍浦路，进行电弧灯发光试验成功。华夏第一盏电灯问世。1879年玛丽.安，完成更加实用的发电机设计方案。1880年1月28日爱迪生提出“电力输配系统”专利书。 5月第一艘由电灯照明的“哥伦比亚号”轮船试航成功。1880年麦克斯韦提出电可以无线传播，形成“麦克斯韦方程组”。1882年6月，美国纽约珍珠街电厂建立，是美国、也是世界第一个商业发电厂，9月4日中央厂启动发电，开始为城市局部提供电力照明。同年发明电流三线分布制。 1882年7月26日，中国第一家发电公司成立。上海电气公司乍浦路的一台12千瓦（准确记载：11.76KW，约16马力）发电机组点亮了15盏弧光灯。中国与世界强国几乎同步开始使用电力，与世界一起揭开光明时代，启迪动力源泉历史。1882年塞尔维亚血统的克罗地亚人的尼古拉.特斯拉，发明世界首台交流发电机，旋转磁场。已获专利，迫财团要胁又放弃专利权。1883年爱迪生在真空灯泡做各种灯丝试验时，发现热电极有物质（电荷）飞逸到冷电极。奠定了电子工业的根基。1883年特斯拉设计出感应电机模型。1885年5月16日，特斯拉在美电气工程师协会作了题为“交流电输送和交流电机系统”的报告。1885年5月23日，爱迪生提出无线电报专利申请。1885年特斯拉设计多相交流电动机和发电机。1887年“交流电之父”特斯拉，进入“倡导直流电鼻祖”爱迪生公司。出现了电力体系发展的“交流直流电之争”，导致特斯拉离开爱迪生公司。当时，交流电高于直流的电压。从安全、输距、电椅极刑等，谁有发展前景众说纷呈。1887年德国赫兹试验产生电磁波，证实光波和磁波本质的统一。1887年特斯拉发明无电刷交流电感应电动机。1888年德国赫兹设计“发射振荡器”，出现“赫兹电波”。证实电磁理论1888年9月22日修葺西苑（今中南海）开办发电所，北平首日供电开始。同年天津、广州、台北办起电厂。1890年11月9日，在旅顺建成了船塢电灯厂，记载了我国东北有电史的第一页。1891年特斯拉技术在世界上第一次用于工业，开始为科罗拉多州濒临破产的煤矿供电。1894年马可尼经多次试验接收到无线信号。1895年直流交流电两派携手合作，利用尼亚加拉瀑布进行水力发电开发。1897尼亚加拉水力发电厂落成，向纽约州的水牛城及加拿大安大略省供电。交流电可远距离输电，特斯拉交流电扩大应用范围方面获胜，标志着哪个年代的“电流之争”结束。并出现运行百年奇迹，在尼亚加拉瀑布公园树立起特斯拉铜像。1897年马可尼在英国获得无线电报专利。并在姆斯福成立了电报和信号公司。1898年马可尼建立世界上第一个无线电工厂。1898年韦恩研究无线发射机装置；弗莱明、亨利.杰克森也进行无线电研究试验。1898年8月，全球首次利用无线电报发回新闻稿的报纸问世。1899年3月3日，用无线电信号拯救遇难的轮船。1900年4月26日，马可尼申请“调谐共振电报”专利。1900年英国康斯坦丁.帕斯基正式使用电视一词。1901年香港九龙，设中华电灯公司并建电厂。同年，宁波建起电灯厂。1901年12月12日，使用晶体装置发射穿越大西洋信号已接收。1905年澳门设立电灯厂。1912年中国第一座水电站，在云南石龙坝始建。1912年特斯拉和爱迪生同时授予“诺贝尔物理学奖”。1924年英国贝尔德发明最原始电视机。1939年美国制造第一台黑白电视机。1942年诞生继电机械模拟式计算机。1944年美艾肯商用机器公司（IBM）制出世界第一台数字计算机。1944年1月10日，英国伦敦郊北“科洛萨斯”布莱奇利园区的计算机开始运行。因二战破译德军密码需要而进行大量运算，未能公开报道，未公布研发人员。1946年2月15日，美宣布：宾夕法尼大学莫尔电机工程学院的莫契利、埃克特小组研造出世界第一台全电子计算机。初 期 应 用1876年1月爱迪生在新泽西州的门罗公园（或译蒙罗园）建立第一个工业研究实验室。研究白炽灯泡、灯座；发明碳精棒送话器；申请电报自动记录机专利。1876年2月14日，苏格兰爱丁堡人亚历山大格雷厄姆贝尔（1847-1922年），潜心研究电话。于3月10日与电气技师华特生隔房电话清晰听见，并在英美提出电话专利申请。(电话发明者之争有较大异议，见1860年记事。)传闻贝尔搞到梅乌奇资料，在贝利提出申请16年后才获得专利。其后美国会又有新的认定。1877年爱迪生在门罗公园改进了由安东尼奥梅乌奇及其贝尔发明的电话，用炭精电话送话器有实际广泛使用价值。1878年2月19日爱迪生获留声机专利。设计微音器，扩音器，空中扬声器。英国批准爱迪生“录放机”专利申请。10月5日提出一份关于铂丝“电灯”的专利申请。1879年8月30日爱迪生和贝尔在萨拉托加溪市的市政厅各自演示了电话装置，结果爱迪生的电话比贝尔的清晰。投入了实际使用。 1879年10月21日，美国爱迪生（和英国约塞夫斯旺）都研究碳质灯丝电灯泡。爱迪生经千余次的试验用碳素灯丝的白炽灯泡得到了实际应用，故称爱迪生发明了电灯。它连续点燃了40个小时，11月1日申请碳丝灯专利。12月21日纽约快报报道了爱迪生的白炽电灯。成立了“电力照明公司”：发明电灯座和开关；改良发电机；设计电流分布法；电路的调准和计算。（美、英对于白炽灯专利权的归属存有争议。见1889年纪实）1880年制成磁力筛矿器；电报和无线电话实际应用。1880年11月27日，英格兰约瑟夫威尔逊斯旺在英国提出白炽电灯专利申请。1880年在韩国人驻欧洲国家使馆又擅长电学的李承栋指点下，爱迪生改变棉碳质灯丝，用竹碳灯丝（又称日本碳丝）的白炽灯泡，持续使用1200小时。1881爱迪生总部搬到纽约第五大街四层楼内。成立白炽灯、发电机、地下电缆、电灯零件等制造厂。又在门罗公园向乡间修窄轨，准备试验电机车。1883年，日本用移动式发电机，点燃弧光灯和白炽灯；1883年2月成立东京电灯公司；1888年到1897年在神户、大阪、京都、横滨、名古屋、熊本、札幌等地相继建立电灯公司。1885年5月23日爱迪生提出无线电报专利。1889年巴黎百年博览会，爱迪生参展世界最重的发电机。发明电气铁道装置多种。爱迪生助手迪克森首次成功制作出有声图象，完成活动电影机。1889年白炽灯发明专利权，英国斯旺、美国人还有申请；斯旺曾与爱迪生联合在英办公司，后来斯旺将全部转让给爱迪生。经十年争论与调查，最终由爱迪生助手以书证和试验用的20多种白炽灯泡试样，并以实用性为根基，最后判定此项专利权属爱迪生。1890年8月6日，美国纽约州首次用交流电电椅处死被定罪的杀人犯，社会哗然，特斯拉暂处劣势。1891年爱迪生研制选矿机等碎、磨电动机械。1891年5月20日第一台成功的活动电影在新泽西州西奥兰治的棚屋“黑玛丽”向公众展示电影，成为世界第一座电影院。爱迪生发明并获得“活动电影放映机”专利。 1892年汤明.休斯顿公司与爱迪生电力照明公司合并，成立了通用电气公司，成为长达一个世纪的电气领域的统领地位。1893年爱迪生实验室建立起世界上第一座电影“摄影棚”。1894年4月14日在纽约开辟第一家活动电影放映影院。1895年法国路易吕米埃兄弟是公认的正统电影史的开端。1898年，在青岛燃亮齐鲁大地上的第一盏电灯。1899年研发蓄电池电动机车。1902年爱迪生的电机车试运行5000英里。每充电一次，行使100英里。1899年德国三个公司合并成为KK&K公司，上市公司诞生。陆续生产透平机、鼓风机、飞行器等。1899年梅里爱拍摄的第一部银幕上放映的影片德雷福斯事件。1900年4月26日，英国古列尔莫马可尼在英美提出无线电专利申请。1901年8月30日，英国休伯特布恩在英国提出真空吸尘器专利申请。1901年12月12日，意大利古列夫莫马可尼波波夫发明无线电。他在加拿大听到英国发来的世界上第一个无线信号。1904年将无线电专利权授给马可尼。1901年美国费希尔发明电力洗衣机。1902年法国工程师乔治克洛德发现电流通过氖气发光。 1902年帝俄在大连建立发电所。1902年法国工程师乔治克洛德发现将电流通过氖气发光。 1902年新型蓄电池为动力电机车试验，获得成功。1902年二十五岁的卡里尔安装了“温度调节器”，树立了历史意义的空调里程碑。1903年爱迪生的公司摄制了第一部故事片列车抢劫。1903年德商在北京东交民巷设电厂；同年，内蒙颅滨（今满洲里）俄人建电厂。1905年焦作煤矿设自备电厂；京师、烟台、苏州、济南、镇江等地先后建起电灯厂。 1906年汉口建立电灯厂。 1907年4月，在清朝将军府、省会吉林市，经吉林将军达桂核准，集白银20万两，购买德国西门子250马力（186.5千瓦）旧发电机一台，在新开门外建厂安装。兴建第一座官督、商办的电厂宝华电灯厂（又称宝华电灯公司、官办电灯处）。1908年底发电，开创吉林省电业史新纪元。1908年钨丝灯泡问世。 1909年制成传真电报。1909年8月28日，在长春设置“满铁”电灯临时营业所，开始在高砂町四丁目（铁北）建长春发电所。第一台200千瓦发电机组，于1910年2月1日正式发电营业，同年9月又装同容量机组两台，翌年3月发电，总容量600千瓦，主要供日租界地和火车站照明。1909年沈阳、北海、太原、广州建电灯公司。1910年9月清地方政府创建长春商埠电灯厂。1911年7月两台100千瓦发电机安装结束，开始向中国居民区和商埠照明供电。 1910年南京、福州、无锡、杭州、宁波、武昌建电灯公司。1911年7月26日，长春商埠电灯厂发电。（1931年11月被日营长春发电厂吞并。1934年12月停止发电。）1911年上海杨树浦发电厂建2000千瓦透平机组，是我国大规模发电的新纪元（1913年4月落成）；同年开封、齐齐哈尔、厦门、上海闸北水电公司、电灯公司先后成立。 1911年各帝国主义在华营电26家，15MW；民族资本经营的电力企业18家，12MW，全国共27MW。1912年4月14日23点30分英籍大型豪华客轮“泰坦尼克”号（乘客1316人，船员885人）撞冰山，15日1时发出SOS呼救信号，2时20分沉没。凌晨4时，英籍卡帕西亚号接到信号驶抵现场，从救生船上救起旅客499人，船员212人，无线信号营救711人。1912年发明“有声电影”；研制成功传语留声机。1913年成立“国际咨询工程师联合会”，法文缩写FIDIC。该组织是由英国、法国、比利时三个欧洲境内的咨询工程师协会组建。（至今已有60多个成员国，总部设在瑞士洛桑。1996年中国加入，FIDIC合同条件，不是法律、不是法规，却是世界公认的国际惯例。是管理的先驱。）1917年12月，“满铁”在四平市铁西成立四平街电灯株式会社，装一台60千瓦直流发电机，并开始供电。1923年10月和1926年12月分别增装160千瓦和300千瓦发电机各一台。1924年，有民族精神的地方官商注视，及教育家毕赞华等人发起，在四平街铁东成立四平街电灯股份有限公司，安装100千瓦发电机一台，铁东铁西分别送电。1926年7月，四平街电灯股份有限公司，建成11千伏，15千米的四平街至梨树县送电线路，这是吉林省第一条输电线路。1920年，世界上第一家电台，在美匹兹堡广播。1923年7月26日，苏格兰约翰L贝尔德在英国提出电视专利申请。1926年由吉林省扶余县长李科元倡导，由陈玉堂等集资，组建扶余广益电灯公司，安装一台96千瓦发电机。并建立电动力制粉厂，由一台锅驼机带动的发电机供电；并为商铺居民定时送电照明。1927年全国发电设备容量400MW；1937年抗战爆发前，发电设备容量：关内631MW、东北410MW。1928年止（从1908年始）美国费罗法恩斯沃斯、英国约翰贝尔德、俄国弗拉基米尔兹沃利金研究发明了电视。1829年10月21日，召开高规格的电灯50周年纪念活动，有爱因斯坦、居里、爱迪生等人参加。1929年好莱坞刘别谦在璇宫艳史中使用音乐。金维多在哈利路亚里使用了环境音乐。1934年10月满电时期，（长春）“新京”发电所，投产一台7000千瓦机组，以后增装62501、70001、140001、150001，计4.925万千瓦。并陆续在蛟河、珲春、前郭、德惠、龙井、辽源、白城、汪清等地建起发电所或自备电厂。1935年明利场