Рішуче зрушення в справі використовування парових турбін на електричних станціях провела турбіна англійського інженера Чарльза Парсонса (1854-1931), що створив першу турбіну в 1884-1885 рр. Парова турбіна Парсонса принципово відрізнялася від турбіни Лаваля. В ній була застосована багатоступінчата конструкція реактивного типу.
Турбіна Парсонса складалася з ряду поміщених на одному валу вінців лопаток особливої конструкції: між вінцями лопаток, що обертаються, поміщалися нерухомі ряди таких же лопаток, направлених в протилежну сторону. Ці так звані реактивні лопатки і складають особливість винаходу Парсонса. Реактивні лопатки Парсонса були апаратом, в якому відбувалося перетворення потенційної енергії пари в кінетичну енергію і перетворення останньої в механічну роботу. Парсонс надав лопаткам форму, при якій перетин між лопаточних каналів зменшувався по напряму закінчення пари. Таким чином, лопатки Парсонса утворювали як би насаджені на вал сопла, з яких, розширяючись, закінчується пара. Механічна робота при цьому виходила як за рахунок активної, так і за рахунок реактивної дії парового струменя. В протилежність одноступінчатій турбіні Лаваля, де енергія тиску пари вся відразу в соплі перетворювалася в енергію руху, турбіна Парсонса була багатоступінчатою. В цій турбіні енергія тиску, поступово знижуючись із ступеня на ступінь, від одного вінця лопаток до іншого, перетворювалася на енергію руху.
Турбіни Парсонса набули набагато більше поширення, ніж турбіни Лаваля. Вони з самого свого виникнення були розраховані для використовування на електростанціях, гостро потребуючих в подібного роду двигунах.
У 1899 р. французький інженер Огюст Рато створив активну багатоступінчату турбіну, яка була в порівнянні з турбіною Парсонса новим кроком в турбобудуванні. В ній утілилися нові технічні принципи конструювання турбін. Турбіна Рато набула велике поширення в Європі, особливо в Швейцарії, Німеччині і Франції. Вона виявилася більш економічною, ніж турбіна Парсонса. В Америці велике поширення набула турбіна Ч. Кертіса, яка також була активною багатоступінчатою турбіною.
До кінця даного періоду потреба в новому тепловому двигуні була повністю задоволена. Була створена могутня парова турбіна, що цілком задовольнила потреби електроенергетики, що швидко розвивалася. Промисловість розвинених капіталістичних країн освоїла виробництво парових турбін великої потужності, що володіли великою швидкохідністю.
5. Зростання вживання електрики
Характерною особливістю розвитку техніки після першої світової війни є швидко зростаюче вживання електрики у всіх галузях техніки. Впродовж XX ст. вироблення електроенергії постійно ростло. З 1900 по 1957 р. виробітка електроенергії в капіталістичних країнах виросла майже в 100 разів. В 1900 р. у всьому світі було вироблено 15 млрд. квт-ч електроенергії, в 1913 р. виробітка електроенергії склала вже 35-40 млрд. квт-ч. Перед другою світовою війною (1938 р.) виробіток електроенергії досяг 456 млрд. квт-ч. Після другої світової війни виробництво електроенергії продовжувало рости. В 1950 р. було вироблено 950 млрд. квт-ч, в 1952 р. - 1017 млрд. квт-ч, в 1954г. – 1346 млрд. квт-ч, а в 1957 р. тільки в капіталістичних країнах було вироблено 1470 млрд. квт-ч, причому майже половина її доводилася на частку США.
Зростання вироблення електроенергії зумовило серйозні у виробництві і рішенні проблеми використовування електрики у всіх областях матеріального життя суспільства.
Якщо на перших етапах розвитку електротехніки електрика використовувалася в основному лише для освітлення, то потім у все більшій кількості починає уживатися на силові потреби в промисловості. Росте значення електроенергії на транспорті, в сільському господарстві, в металургії і, нарешті, в хімічній промисловості. В 1945 р. в США для освітлення витрачалося 7,74% всієї виробленої електроенергії, в силових двигунах -63,24, в електропечах - 13,67, для електролітичних процесів -13,13% електроенергії, інші витрати склали 2,22%. В 1955г. промисловість США зажадала більше половини виробленої в країні електроенергії.
Величезне зростання вживання електрики в промисловості було підготовлено попитом всіх галузей виробництва на новий, більш досконалий сучасний двигун, на нову технологію в металургії і хімії. Електроенергія перетворила технологічні процеси в хімічній і металургійній промисловості і в багатьох інших галузях виробництва. Електрика в XX ст. стало самим універсальним видом енергії в техніці.
6. Підвищення економічності електростанцій
На початку XX ст. у електробудівництві, що все розширялося, у ряді країн з'являються так звані районні теплові електростанції (РЕС), на яких централізується вироблення електроенергії для потреб цілих районів з їх світловими і виробничими навантаженнями. Поширені до появи районних електростанцій міські станції обслуговували звичайно окремі райони міста, ту або іншу окрему групу підприємств або житлові квартали з побутовим споживанням; деякі станції виробляли енергію для потреб міського транспорту (трамвай). Поява РЕС означала, перш за все, тенденцію до підвищення економічності методів отримання електроенергії (тобто роботи електростанцій), причому цьому у величезному ступені сприяло введення в практику могутніх турбогенераторів.
Вже до початку 30-х років потужність окремих теплових станцій у ряді випадків перевищувала 0,5 млн. кВт при одиничній потужності агрегатів до 150-200 тис. кВт. Нині стало звичним, що потужність теплових районних електростанцій складає декілька сотень тисяч кіловатів. Сучасні могутні електростанції досягають величезних розмірів. Проліт машинного залу головного корпусу станції складає 30-50 м, довжина – більше 200м, висота 40-50 м.
Великий об'єм капітального будівництва робить украй важливим питання про зниження вартості і прискорення термінів будівництва електростанцій. Це досягається широким використовуванням збірного залізобетону, індустріальних методів будівництва, ретельною продуманістю проекту станцій.
Підвищення економічності теплових електростанцій супроводжується зростанням їх потужності і органічно пов'язане з підвищенням технічних параметрів теплосилового устаткування. Якщо в 1900-1910 рр. одинична потужність паротурбинного агрегату крупної електростанції складала не більше 10-25 тис. кВт, то в 1950 р. вона досягла 100-150 тис. кВт. Шляхом підвищення тиску і температури водяної пари, що поступає в турбіни, досягається підвищення економічності теплових електростанцій за рахунок зменшення питомої витрати пари в турбіні (тобто зменшення питомої витрати тепла на кВт-ч).
У даний час на теплових електростанціях широко поширені теплосилові установки з початковими параметрами пари 90 атм, 535 °С. В сучасних паротурбінних установках ККД виріс до 25-30% в порівнянні з 4-5% на перших електростанціях і 9-11% на початку 20-х років. В паротурбінній установці з тиском пари в 30 атм. загальний ККД складає 23-25%, в установках з тиском в 100 атм. - 30%, а при 170 атм. - до 34-38%.
Разом з тим подальше підвищення тиску і температури пари викликає ряд технічних труднощів, зокрема падає ефективність роботи в спеціальних паросепараційних пристроях котлів, за допомогою яких в звичних умовах усувається можливість відкладення солей на робочих органах турбін. Проте, всі переваги роботи на високих параметрах пари настійно диктують необхідність подальшого науково-технічного прогресу в цій області (і, перш за все в металургії сталі).
У підвищенні економічності теплових станцій велику роль зіграв розвиток топочно-котельної техніки: перехід до могутніх котлоагрегатів, новим методам спалювання великої кількості тепла, широкої механізації процесів подачі і приготування деяких видів палива. З 30-х років в технології спалювання палива починається перехід до крупних котельних паливень (з водяним екраном) для спалювання твердого палива в пилоподібному стані.
По характеру теплового процесу крім конденсаційних турбін виділяються спеціальні турбіни – з противотиском і проміжним відбором пари, Спеціальні турбіни почали з'являтися в основному з 20-х років для установок комбінованого вироблення електроенергії і тепла (згодом – ТЕЦ).
На сучасних електростанціях застосовуються і передвключені турбіни – з високим початковим тиском пари і високим противотиском, коли відпрацьована в них пара поступає в звичні турбіни, а також турбіни високого тиску з проміжним (вторинним) перегрівом пари (перегріву піддають пару з проміжного ступеня турбіни), чисто реактивні турбіни, паротурбінні установки із застосуванням ртутно-водяного бінарного циклу і, нарешті, транспортні турбіни (в основному суднові).
7. Електричні мережі і системи
Районні електростанції звичайно працюють паралельно між собою – на загальну електромережу – і об'єднуються в окремі крупні енергетичні системи. Крупні гідростанції є найважливішим елементом енергетичної системи, яка сама по собі є сукупністю електростанцій і електричних мереж. Слід зазначити, що гідроелектростанції доцільно використовувати в системі для зняття "піків" добового графіка завантаження. Об'єднання електричних станцій здійснюється районними електромережами, а об'єднання енергосистем в єдину енергетичну систему – єдиною високовольтною мережею. Електромережа зв'язує ці електростанції між собою і із споживачами енергії.
Об'єднання електростанцій загальною високовольтною мережею в єдину систему має великі технічні і економічні переваги і грає першорядну роль в розвитку електрифікації всіх країн.
Початок розвитку електромереж був встановлений на початку XX ст. створенням лінії розподільної мережі районних станцій напругою 6-35 ква. Це підготувало грунт для переходу до електропередач більш високої напруги, і вже в 1907 р. в США була лінія напруги в 110 кв. Перша в Європі лінія електропередачі на 110 кв була створена в 1912 р. в Німеччині. В 1922 р. в США була побудована лінія електропередачі напругою в 220 кв. До 1927 р. загальна протяжність високовольтних електроліній (напругою від 13 до 220 кв) склала в США близько 80 тыс.км., проте ці лінії відрізнялися крайньою різноманітністю вживаного вольтажу. В 1922 р. в Радянському Союзі була вперше створена лінія електропередачі напругою 110 кв (лінія Шатурська РЕС - Москва). Всі ці електролінії працювали на змінному струмі.