第43章 交流电与变压器突破,高压输电技术让电力跨越千里(2/2)
这些问题可以一步一步解决。姜云放下笔,现在最重要的是——我们已经有了一条清晰的技术路线。
他的目光扫过在场的每一个人:
低压发电,升压传输,降压使用。这是未来电力系统的基本架构。交流发电机比直流发电机简单可靠,变压器可以让电力跨越千里。有了这些技术,大秦不需要在每个县城都建发电站这是基建成本的革命性降低。
章邯若有所思地说:天师,这么说的话,我们之前规划的三步走战略,可能需要调整了?
不是调整,是优化。姜云走到地图前,原来的三步走是基于直流电的:每个省城、郡城、县城都得自己发电。但现在有了交流电和高压输电,很多县城可以直接从省城拉线过来,不需要自己建站了。
当然,偏远地方还是需要自建小电站。但至少平原地区和人口密集区域,可以实现一张电网覆盖多个郡县。
徐启举手道:天师,那咸阳发电站的设计要不要改?它原本是按照直流发电机设计的。
咸阳站作为第一座示范电站,还是按原计划用直流发电机投产。等运行稳定了,再逐步把直流发电机换成交流发电机,或者增加交流发电机组。这叫版本迭代。
章邯和徐启对视一眼,同时点了点头。
大秦九年腊月,高压输电技术的初步成功传到了朝堂上。
始皇帝特意在朝会上留出时间,让姜云做了专题汇报。
陛下,高压输电技术的验证已经完成。五里实验证明:用交流发电机配合变压器,可以把电力送到五里之外,而且亮度不减。姜云站在殿中,手中拿着一份实验报告,如果继续提高电压,这个距离可以扩大到百里、千里。
始皇帝手指轻轻敲着案几:成本呢?和每个县都建发电站相比,哪个更划算?
按臣的测算,建设一座省城大型发电站加上配套的高压输电线路,可以为一个省的核心区域供电。相比每个郡县都建小型发电站,总成本可以降低六成左右。
六成?始皇帝的目光闪了一下。
六成。姜云重复道,而且高压输电线路一旦建成,可以用很多年。后续维护成本比运营几十座小型发电站低得多。
朝堂上响起一阵低声议论。
李斯出列道:天师,如果高压输电这么划算,那之前规划的县县有电站是不是就不需要了?
需要,但不是全部需要。姜云转向李斯,偏远山区、边境重镇、海岛,这些地方拉高压线过去成本太高,还是需要自建小电站。但关中、中原、齐鲁、三川、河东这些人口密集的平原地区,完全可以走电网集中供电的路子。
用一句话概括:能集中供电的集中供,不能集中的自己发。两条腿走路。
始皇帝轻轻点了点头。
就在这时,胡亥从队列中站出来,拱手道:
陛下,儿臣以为天师的方案好是好,但有一个现实问题。
高压输电线路需要用铜,大量的铜。胡亥伸出两根手指,咸阳到最近的八座郡城,如果要拉高压线,至少需要两千斤铜线。如果要覆盖整个关中省,上万斤铜都打不住。
大秦现在的铜产量,够支撑这么大的工程吗?
这个问题的分量,朝中每一个人都清楚。
大秦的铜,既要铸币,又要造火枪炮弹,现在又多了发电站和输电线路的需求。铜的产能已经绷得很紧了。
姜云显然已经想过这个问题:
用铜线是目前的方案,但不是唯一的方案。铝的导电性虽然不如铜,但重量只有铜的三分之一。如果用铝线,同样的重量可以拉更长的线路。
胡亥皱起眉头,天师,大秦现在几乎不产铝。这东西比铜还稀罕。
那是因为铝的冶炼方法还没被大规模应用。姜云笑了笑,铝的提炼其实不难,关键是找到合适的工艺。这件事,臣可以交给科学院去攻关。
始皇帝适时地拍板:
输电线路前期先用铜线,全力保障第一条高压输电干线的建设。铝的提炼工艺,科学院同步攻关。两件事同时推进。
姜云拱手:臣领旨。
被列为第一批高压输电覆盖范围的,是咸阳周边最近的八座郡城。
按照规划,咸阳发电站建成后,将首先通过高压输电线路,向这八座郡城输送电力,为各郡城的电报分局、衙门照明和公共服务供电。线路总长约三百里,需要架设电线杆约三千根,安装变压器十六台(每座郡城一台升压一台降压)。
这将是人类历史上第一条真正意义上的高压输电网络。
大秦十年元月,始皇帝下诏正式启动咸阳—八郡高压输电工程。
诏书下达当天,章邯就带着工部的人出了城。
从咸阳到最近的郡城,他沿着规划中的线路走了一遍,亲自确定了电线杆的架设位置和变压器站点的选址。
这条输电线路的走向大体沿着驰道延伸。三千根电线杆,每隔五十步立一根,沿着驰道两侧排列。每座郡城的城郊设一座降压变电站,把高压电降到安全电压后送入城中。
工程的规模,比章邯之前做过的任何项目都要大。但他没有半点畏难——这个一辈子和工程打交道的男人,在看到五里外的那盏灯亮起时,就已经在心里画下了这幅更大的蓝图。
大秦十年二月,随着省制改革的全面深化,姜云在科学院又召开了一次技术路线研讨会。
会议的地点就在物理研究所的实验大厅,那张已经被各种数据表格覆盖了一层的会议桌上,摊开了一张更大的蓝图——大秦全国电网远景规划图。
与会的人不多,但都是关键人物:章邯、徐启、张衡,以及从各省赶来参加培训的首批省级电力工程师。
今天把大家叫来,是想确认下一步的技术方向。姜云开门见山,高压输电的第一条干线已经开工了,但技术迭代不能停。
他拿起一支笔,在规划图上画了几条线:
第一条高压干线:咸阳—关中省各核心郡城。这条路在修了,大秦十年年底前可以投产。
第二条高压干线:咸阳—三川省—中原省。沿着函谷关方向向东延伸,把电力送到洛阳和中原腹地。
第三条高压干线:咸阳—河东省—齐鲁省。这条线最远,要走一千多里,但一旦建成,就可以把西部煤电的优势发挥出来,为东部提供低成本电力。
徐启盯着地图,面露兴奋之色:天师,这三条干线要是建成,大秦的核心区域就全部连成一张电网了。
对。但这只是第一步。姜云在三条主干线的基础上,又画出了更多的分支,干线之后是支线,支线之后是末梢。省城周边的郡城接省城,郡城周边的县城接郡城,县城周边的镇村接县城。
目标是在大秦十五年之前,建成一张覆盖四十个省、所有省城和主要郡城、大部分县城的全国统一电网。
会议室里安静了几秒。
然后张衡开口了,声音不大,但每一个字都透着认真:
天师,这个目标,十年能实现吗?
姜云看着他,笑了:
十年不够就十五年,十五年不够就二十年。但我们得先把路走出来。第一步,就是咸阳到八郡的高压线。这条路走通了,后面的路就好走了。
张衡点了点头,不再说话,但他的眼神说明了一切——他已经在脑子里算起工程量了。
大秦十年三月。
省制改革已经运行了整整七个月。
四十省省长和省军事委员会主任全部到任,各省的行政架构已经基本搭建完成。省政务常委开始正常运转,省长秘书处的秘书长们也从朝廷派到了各省。
姜云抽空看了一份张良送来的省制改革运行报告。
报告上的数据很说明问题:
省制改革后,朝廷到地方的信息传递效率提升了三倍。过去始皇帝要面对五十多个郡守的直接汇报,每天光看电报就要花两个时辰。现在四十省省长代理了大部分日常事务,需要始皇帝亲自处理的大事,由省长先筛选、归纳、总结,再通过电报上报。
七天前,齐鲁省下辖的某个县城发生了粮价暴涨的突发事件。从事件发生到朝廷收到电报,再到始皇帝下诏指示处理,总共只用了四个时辰。如果放在改革前,同样的流程至少需要三天。
电报网络加上省制,让大秦的治理效率实现了质的飞跃。
这就叫组织架构升级匹配了通信技术升级。姜云看完报告,自言自语了一句。
他放下报告,走到窗前。
科学院门外的街道上,一排新架设的电线杆正在朝城东方向延伸。那是高压输电线路的一部分,工部的人正在加班加点地施工。
咸阳发电站那边,蒸汽机和直流发电机的安装已经接近尾声。再过几个月,这座大秦第一座发电站就会正式投产,先为咸阳城内的电报总局和几个核心衙门供电。
而姜云的目光,已经投向了更远的地方。
他在脑子里默默地梳理着下一步的技术路线:
高压输电解决的是电力传输的问题。但电力的最终意义,不仅仅是让电报机运转、让灯泡发光,它能做的远比这多得多。
声音的传输,信息的无线传递,动力的革命——这些都在未来的路上。
他取出通讯玉,在心中默念:
苏清寒,交流电和高压输电的实验成功了。
通讯玉微微发热。
苏清寒的声音带着一丝赞许:比你预计的快。看来那个叫徐启的研究员,资质不错。
确实不错。姜云笑了,变压器就是他做出来的。现在科学院又多了一个能独当一面的技术骨干。
那下一步呢?
下一步——姜云望向远处的高压电线杆,让电力不仅能传信,还能传声音。
苏清寒沉默了片刻,然后轻声道:
电话。
对,电话。
通讯玉中的光芒渐渐淡去。
姜云推开窗户,三月的风吹进房间,带着泥土和青草的气息。远处,高压输电线路的工地上,工匠们的吆喝声和敲打声此起彼伏。
大秦十年春天的咸阳城,到处都在生长,到处都在拔高。
电线杆在一根根立起来,发电站一天天长高,省制改革的效应正在基层逐步显现。帝国这棵大树,正在以肉眼可见的速度抽枝散叶。
姜云深吸了一口气,转身走回案前,开始起草一份新的技术方案。
方案的第一行字写着——
《关于研制电话通信设备的建议书》。
他写完标题,看了看窗外。
远处的高压电线杆已经延伸到了视线的尽头。在那条线的另一端,八座郡城的变电站正在选址和备料。再过几个月,当咸阳发电站投产的那一刻,来自这座帝国心脏的电力,就会沿着这些电线,奔向四方。
而他要做的,是让这些电线不仅能输电,还能传声。
让千里之外的人,能听到彼此的声音。
这在过去是天方夜谭,但在即将进入电气时代的大秦,已经触手可及。
姜云低下头,继续写那份建议书。
春天的阳光透过窗户洒在案上,照亮了纸上密密麻麻的字迹。