ВВЕДЕНИЕ

Начало в России эры электричества 1879 год. Именно в этом году в Петербурге был освещен электрическим светом Литейный мост, став первым в мире мостом, освещенным при помощи электричества. С этим событием связана курьезная история о том, как Городская управа Петербурга продала монополию на освещение улиц частным компаниям, освещавшим их при помощи масляных и газовых фонарей. Литейный же мост, как построенный после заключения этого договора не подпадал под действие соглашения, вследствие этого, электрификация Российской столицы и империи в целом началась именно с моста. Следующей вехой на пути внедрения новинки в повседневный быт стало 30 января 1880 года, когда был основан электротехнический отдел Русского технического общества, призванный курировать проблемы электрификации России. В том же году начались работы по освещению улиц Москвы и Петербурга, однако их объем можно считать крайне незначительным – пара сотен ламп на две столицы. Так же в этом же году в Киеве посредством ламп Яблочкова освещены мастерские Днепровского пароходства.

Следует отметить, что на этом этапе электрификации все потребители электроэнергии (каковыми являлись исключительно осветительные приборы) использовали постоянный ток, и существовали определенные проблемы с передачей электроэнергии на значительные расстояния. Вследствие этого источник электроэнергии располагался в непосредственной близости от потребителя. Так, например, в случае с Киевскими железнодорожными мастерскими каждый из четырех фонарей имел свою электромагнитную машину Грамма.

Спустя ровно два года после коронации в Петербурге императора Александра III, торжества по аналогичному поводу в Москве 15 мая 1883 года были ознаменованы грандиозной иллюминацией Кремля. Для осуществления этого проекта на Софийской набережной была построена специальная электростанция.

В том же году, но уже в столице Империи фирма «Сименс и Гальске» освещает центральную улицу города, а чуть позже электрифицируется Зимний Дворец. По некоторым данным именно для осуществления этих мероприятий строится едва ли не первая, более-менее крупная электростанция в России, мощностью 35 КВт. Помимо прочего эта электростанция примечательна тем, что располагалась она на барже, пришвартованной к набережной Мойки недалеко от Полицейского моста.

31 июля 1887 года Общество Электрического Освещения, основанное Карлом Федоровичем Сименсом (к тому времени принявшим Российское подданство и ставшим купцом первой гильдии), принимает решение о начале работ направленных на практическую электрификацию Москвы. Реализация этих, амбициозных, планов началась с устройства электрического освещения Постниковского пассажа на Тверской, ныне Театр им. Ермоловой. Вообще, «Общество Электрического Освещения 1886 года», чей устав был утвержден 4 июля 1886 года высочайшим Указом императора Александра III, сыграло огромную роль в начальной электрификации России. После революции 1917 года национализированные мощности этого предприятия были объединены в единую энергосистему, на базе которой сейчас работает в частности АО МОСЭНЕРГО в Москве.3 февраля 1888 года в Москве заключается договор аренды земли под строительство первой центральной городской электростанции. Электростанция, получившая название Георгиевской (располагалась на углу Большой Дмитровки и Георгиевского переулка) вырабатывала постоянный ток и снабжала электроэнергией потребителей (среди которых появляются и частные домовладельцы) в радиусе полутора верст. Все кабели прокладывались в кирпичных каналах.

3 июля 1892 года в Киеве запущен первый в России электрический трамвай, линия имела протяженность полтора километра. Мощность питающей электростанции составляла 30 КВт.

1895 год ознаменовался вводом в строй первой в России гидроэлектростанции на реке «Большая Охта» в Петербурге, причем довольно большой по тем временам мощности – 300 КВт. В том же году, Управление Владикавказской железной дороги построило и ввело в эксплуатацию ГЭС «Белый уголь» на реке Подкумок, между Кисловодском и Ессентуками, дававшую электроэнергию для освещения курортов. В домах богатых домовладельцев устанавливались собственные источники электроэнергии, иногда довольно мощные, то же наблюдалась в сельском хозяйстве и усадебном землевладении.

Важным событием в период начала электрификации страны явилось строительство и ввод в эксплуатацию электростанции на Раушской набережной, первой действительно крупной электростанции в России, да к тому же вырабатывающей переменный трехфазный ток. Это давало возможность передавать мощности на большие расстояния, используя более высокое напряжение. 28 апреля 1897 года начался монтаж электрооборудования, а в ноябре того же года электростанция была пущена. Тогда мощность этой паротурбинной электростанции составляла 1470 КВт (уже в ходе Первой Мировой Войны, в 1915 году, была пущена вторая очередь этой электростанции мощностью в 21 МВт).Самая старая сохранившаяся до сего дня в Москве осветительная бытовая электропроводка запитывалась, видимо, именно от этой электростанции. Потребители получали переменный ток частотой 50 Гц. Напряжение бытовой электросети составляло 127 В. Со временем, сложилась ситуация, когда электрические трамваи, появившиеся к началу 20 века и в Москве, стали потреблять большую часть электроэнергии, вырабатываемой Раушской электростанцией. Для ее разгрузки в 1907 году у Малого - Каменного моста построена электростанция, предназначенная для энергопитания трамвайной сети. Ее мощность на момент пуска составляла 6000 КВт.

Ниже приведены некоторые даты в какой-то степени характеризующие распространение по территории страны нового источника энергии:

1901 год – запущены первые электростанции в Курске и Ярославле.

1908 год - вступила в строй первая электростанция Читы.

1912 год – пуск электростанции во Владивостоке.

1912-14 гг. – строительство и запуск крупнейшей в мире торфяной теплоэлектростанции «Электропередача» вблизи города Богородска (ныне Ногинск).

1915 год – дата, с которой ведет отсчет своей истории Московский Электроламповый Завод.

Итогом предвоенного развития электроэнергетики России стал выход на суммарную установленную мощность источников электроэнергии в 1100 МВт и выработку 1900000 МВт/ч в год (данные 1913 года). Что касается гидроэлектростанций, то к 1917 году в России они имели суммарную мощность порядка 19 МВт, и самой мощной ГЭС империи являлась Гиндукушская – 1,35 МВт.

• ХАРАКТЕРИСТИКА НАСЕЛЕННОГО ПУНКТА

Электрифицированный населённый пункт находится в степной зоне Западной Сибири, в Барабинской низменности Новосибирской области, в 50 км от районного центра, города Барабинска. Дороги до областного и районного центра имеют грунтовое покрытие. Относится ко второму району по скоростному напору ветра и ко второму району по гололёду (толщина степени гололёда 5мм.) Грозовая деятельность насчитывает до 20 грозовых часов в год.

Населённый пункт находится на расстоянии примерно 35 км от шоссейной дороги и 43 км от железной дороги. Улицы населённого пункта с грунтовым и асфальтобетонным покрытием шириной 20 метров

Годовое потребление электрической энергии по данным обследования составляет 1100 кВт*ч. Населённый пункт с населением 340 человек. Населённый пункт питается от линии 10 кВ.

Населённый пункт содержит: 88 одноквартирных домов, контору, бригадный дом, котельную на 2 котла «Универсал», начальную школу на 40 учащихся, детские ясли-сад на 50 мест с электроплитой, коровник привязного содержания на 200 голов, сенажную башню, стационарный зерноочистительный пункт производительностью 10 т/ч, летний лагерь КРС на 200 голов, плотницкую.

2. Обоснование допустимой потери напряжения в сети 0.38кВ

Дополнительные потери определяются из таблицы отклонений напряжений.

По существующим нормам НТПС-88 предельно допустимых значениях потерь в процентах от номинального состовляет:

- в линиях 0,38 кВ, питающих преимущественно коммунально-бытовую нагрузку 8%

- в электропроводках жилых домов для одноэтажных 1%, а для двухэтажных 2%.

Составляем обобщенную схему электрической сети:

б и б

Примем удельные потери напряжения в линии 10кВ

= 0.55% и при 100% нагрузке получим:

∆U₁₀ * L₁₀ = 0.55 * 5= 2.75%,

Где L₁₀- длина линии 10кВ

Тогда при 25% нагрузке эти потери будут в четыре раза меньше:

2.75 * 2.75 /4= 0,68%

Потери напряжения во внутренней проводке при 100% нагрузке согласно НТПС-88:

а при 25% нагрузке равен 0, то есть.

Постоянная надбавка в трансформаторе за счет коэффициента трансформации получается +5% и не зависит от нагрузки.

Переменную надбавку в трансформаторе выбираем по режиму наименьшей нагрузки и принимаем равной нулю: бU_пер= 0%

Потери напряжения в трансформаторе 10/0,4кВ при полной нагрузке должны быть равными 3-4%, при 25% нагрузке равными 1%

Таблица 3. Потери и отклонения напряжения.

Параметры элементов сети	Обозначение	Нагрузка
		100%	25%
Отклонение напряжения на шинах 10кВ РТП 35/10	бUш	+5	0
Потери напряжения в линии 10кВ	∆U10	-2,75	-0,68
Трансформатор 10/0,4кВ: Постоянная надбавка Переменная надбавка Потери напряжения	∆Uпост ∆Uпер ∆Uт	+5 0 -4	+5 0 -1
Линия 0,38кВ: Потери в наружной сети Потери во внутренней сети	∆U0,38 ∆Uвн	7,25 -1	0 0
Отклонение напряжение у потребителя	∆Uп	-5	3,32

Отклонение напряжения у потребителя определен алгебраическим суммированием всех отклонений, потерь и добавок напряжения от источника до потребителя:

∆

Допустимую потерю напряжения в линии 0,38кВ при полной нагрузке находим как алгебраическую разность отклонения напряжения на ее концах

∆U_доп= +бUпост+бU_пер+=5+(-2,75)+5 +0+

Что соответствует предельно допустимому значению, рекомендуемому НТПС- 88.

Таким образом допустимая потеря напряжения в линии 0,38кВ составляет 7,25%.

3.ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНЫХ НАГРУЗОК.

Так как населённый пункт преимущественно новой застройки, не газифицированный, дома с электроплитами, то принимаем нагрузку на вводе в жилой дом 2,2кВт. [6,с.];

С целью удобства расчёта линий напряжением равным 0,38 кВ объединяем жилые дома в группы по 4 и 5 домов.

Для каждой из групп определяем расчётную мощность для дневного и вечернего максимума с учетом коэффициента одновременности по формулам:

P_дn = P · n · K_одн · K_д

P_вn = P · n · K_одн · K_в

К_д – коэффициент дневного максимума нагрузок;

К_в – коэффициент вечернего максимума нагрузок;

К_д = 0,6;

К_в = 1;

n – число домов в группе;

К_одн – это коэффициент одновременности [3,с.302];

n = 4 => К_одн = 0,64;

n = 5 => К_одн = 0, 47;

P_д4 = 2, 2 · 3 · 0, 5 · 0, 6 = 2 кВт;

P_в4 = 2, 2 · 3 · 0, 5 · 1 = 3,3 кВт;

P_д5 = 2, 2 · 5 · 0, 47 · 0,6 = 3, 1 кВт;

P_в5 = 2, 2 · 5 · 0, 47 · 1 = 5,17 кВт;

Определяем полные дневные и вечерние максимумы нагрузок по формулам:

S_дn = и S_вn =

где: для производственных объектов = 0, 8;

для коммунально-бытовых объектов = 0, 9

S_д4 = = 2,2 кВ·А;

S_д5 = = 3, 44 кВ·А;

S_в4 = = 3,6 кВ·А;

S_в5 = = 5, 74 кВ·А;

Расчетные нагрузки коммунально-бытовых и производственных помещений определяем по справочным таблицам, и данные сводим в

таблицу 1 [3, п. 2; с.295-298]

Таблица 1. Расчетные нагрузки на вводах потребителей

Наименование потребителя	Установленная мощность Р, кВт			Расчетные максимальные нагрузки, S кВ*А
				Дневная			Вечерняя
Группа из 5ти домов	3.4			3,4*16			5,7*16
Группа из 4х домов	2			2,2*2			3,6*2
Административное здание	25			5			5
Бригадный дом	6			2			5
Котельная на 2 котла «Универсал»	30			15			15
Начальная школа на 40 учащихся	10			6			2
Детские ясли-сад на 50 мест	30			20			12
Коровник на 200 голов	35			22			22
Сенажная башня	60			53			53
Стационарный зерноочистительный пункт производительностью 10 т/ч	20			15			15
Летний лагерь КРС на 200 г.	23			15			15
Плотницкая	5			5			1
Всего					216,8			243,4

Определяем нагрузку уличного освещения по формуле:

;

где: P_уд – расчетная нагрузка на 1 метр длинны улицы в Вт

[4. п.3; с. 89]

ΣL – суммарная длинна улиц по плану населённого пункта

ΣL =950 метров.

Для поселковых дорог с асфальтобетонным покрытием и шириной 20 метров принимаем P_уд = 8 Вт [5,т]

Так как улицы освещаются светильниками с люминисцентными лампами, то принимаем коэффициент мощности 0.9

Тогда полная мощность уличного освещения:

.

P_ул = 8 * 650 = 6,8 кВт;

S_ул = 6,8/0.9 = 7,5 кВт.

Расчитываем приближенную нагрузку по добавкам для дневных и вечерних максимумов по формулам:

;

.

кВА

кВА

4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЧИСЛА И МЕСТА УСТАНОВКИ ТП.

По наибольшему значению расчётной нагрузки для Sв выбираем трансформатор

[ 5, с.309]

Тип трансформатора ТМ-160

Номинальная мощность Sн = 160 кВ*А

Сочитание напряжений U1 ВН = 10 кВ U2 НН = 0,4кВ

Так как радиус воздушных линий не превышает 0, 7 км, выбираем однотрансформаторную подстанцию.

Трансформаторную подстанцию устанавливают вблизи центра электрических нагрузок с учетом удобства её размещения и обслуживания. Для определения центра электрических нагрузок составляем план населённого пункта, на котором показаны группы жилых домов.

Пронумеруем потребителей на плане с указанием расчетной нагрузки. Так как суммарная нагрузка всех потребителей больше дневная, чем вечерняя , то дальнейший расчет будем вести по дневной нагрузке.

Для определения координат центра электрических нагрузок составляем расчётную таблицу.

Таблица 1. Расчетные нагрузки потребителей.

№	Наименование потребителя	Расчётная Мощность кВ*А	S добавочная кВА	Координаты		Si Xi	Si Yi
				X	Y
I	Группа из четырех домов	3,6	2,2	100	70	360	252
II	Группа из четырех домов	3,6	2,2	190	70	684	252
III	Группа из пяти домов	5,7	3,4	240	125	1368	712,5
IV	Группа из пяти домов	5,7	3,4	240	200	1368	1140
V	Группа из пяти домов	5,7	3,4	285	285	1624,5	1624,5
VI	Группа из пяти домов	5,7	3,4	360	285	2052	1624,5
VII	Группа из пяти домов	5,7	3,4	310	245	1767	1396,5
VIII	Группа из пяти домов	5,7	3,4	280	215	1596	1225,5
IX	Группа из пяти домов	5,7	3,4	280	125	1596	712,5
X	Группа из пяти домов	5,7	3,4	375	70	2137,5	399
XI	Группа из пяти домов	5,7	3,4	450	70	2565	399
XII	Группа из пяти домов	5,7	3,4	525	70	2992,5	399
XIII	Группа из пяти домов	5,7	3,4	450	30	2565	171
XIV	Группа из пяти домов	5,7	3,4	345	30	1966,5	171
XV	Группа из пяти домов	5,7	3,4	270	30	1539	171
XVI	Группа из пяти домов	5,7	3,4	195	30	1111,5	171
XVII	Группа из пяти домов	5,7	3,4	120	30	684	171
XVIII	Группа из пяти домов	5,7	3,4	45	30	256,5	171
1	Административное здание	5	3	240	70	1200	350
2	Бригадный дом	2	1,2	225	70	450	140
3	Котельная на 2 котла	15	9,2	145	75	2175	1125
4	Начальная школа на 40 учащихся	6	3,6	310	70	1860	420
5	Детские ясли-сад на 50 мест	20	12	285	70	5700	1400
6	Коровник на 200 голов	22	13,2	500	20	11000	440
7	Сенажная башня	53	31,8	230	250	12190	13250
8	Стационарный зерноочистительный пункт производительностью 10 т/ч	15	9,2	400	20	6000	300
9	Летний лагерь КРС на 200 г.	15	9,2	50	70	750	1050
10	Плотницкая	5	3	330	70	1650	350
Итого		256,4				71208	29988

Координаты места установки трансформаторного пункта определяем по формулам:

; ;

м=106м

Учитывая удобство размещения и обслуживания трансформаторного пункта, принимаем координаты расположения: Х = 220м; У = 90м.