Глава VI. Определение мощности электрических станций.

Глава VI. Определение мощности электрических станций

Проектируемые районные станции должны вырабатывать энергию для следующих целей:

1) для промышленных предприятий — фабрик и заводов,

2) для цели благоустройства городов и поселений, для освещения общественного и частного, для водопроводов, канализации и трамвая,

3) для железных дорог, подлежащих электрификации,

4) для сельскохозяйственных целей,

5) для добычи топлива, главным образом торфа и подмосковного каменного угля,

6) для электрификации кустарной промышленности,

7) для освещения сел и деревень.

Мощность электрических станций, необходимых для обслуживания промышленности

Что касается промышленности, то для определения потребной мощности центральных станций были использованы данные, собранные Тепловым комитетом относительно мощности силовых двигателей, установленных в Центрально-Промышленном районе в 1916 г. На основании этих данных составлена помещенная дальше “Карта мощности силовых установок электрифицируемой части Центрального района по уездам в 1916 г.”, на которой каждый кружок соответствует определенной, имевшейся в уезде в 1916 г. мощности силовых установок, а именно:

Итоги, дающие общее число лошадиных сил, которые были установлены в различных отраслях промышленности и в различных губерниях в 1916 г., сопоставлены в помещенной ниже табл. 1.

Для перехода к мощности электродвигателей, установленных у абонентов в 1930 г., и тем мощностям, которые должны быть предусмотрены на районных станциях, были приняты во внимание следующие соображения:

1) Прежде всего было предположено, что не все фабрики и заводские предприятия присоединяются к сети районных станций. Процент присоединяемых предприятий зависит от специфических особенностей теплосилового хозяйства предприятий и в различных отраслях промышленности будет различен; соответствующие предположения приведены в табл. 2.

2) Для перевода установленной мощности, выраженной в лошадиных силах, в мощность, выражающуюся в киловаттах, надо помножить первую на коэффициент, который колеблется в пределах от 0,75 до 0,85 в зависимости от величины устанавливаемых электродвигателей и их коэффициентов полезного действия (для предварительных подсчетов переходный коэффициент принят равным 0,8). Так как при установке электродвигателей происходит дробление мощности и сумма мощностей всех устанавливаемых электродвигателей всегда будет больше, чем мощность одного силового двигателя, то для получения мощности установленных электродвигателей надо кроме только что указанного переходного коэффициента ввести еще коэффициент, колеблющийся в пределах от 1 до 1,5 в зависимости от величины устанавливаемых электродвигателей (для предварительных подсчетов этот последний коэффициент принят равным 1,2).

3) Для получения соответствующей мощности районной станции следует принять, что в зимний максимум из установленной мощности попадает не больше 50%. К полученной таким образом мощности надо прибавить потери в сети, трансформаторах и на собственные нужды станции, которые в общей сложности составят величину от 15 до 25% в зависимости от числа необходимых для передачи энергии трансформаций. В среднем эти потери можно принять в 20%. Для получения полной требуемой мощности районной станции необходимо к полученной максимальной нагрузке прибавить резерв в 15%.

Все эти коэффициенты отдельно для каждой отрасли промышленности подсчитаны и сопоставлены в табл. 3.

Рассматривая упомянутую выше “Карту мощности силовых установок в 1916 г.”, можно убедиться, что крупная промышленность сосредоточена главным образом в двух районах: Московском, обнимающем губернии: Московскую, Тверскую, Калужскую, Тульскую, Рязанскую и часть Владимирской, и Волжском с губерниями: Ярославской, Костромской, Нижегородской и частями Владимирской и Рязанской; в остальных губерниях промышленность развита в высшей степени слабо, и большие сосредоточенные нагрузки являются отдельными пятнами, как, например, Мальцевский завод в Орловской губернии или Жиздра в Калужской губернии.

На приложенной к главе VII “Карте электрических станций и высоковольтных электропередач Центрального района” указаны предполагаемые места постройки 16 проектируемых районных станций и намечена сеть высоковольтных линий передачи с высоковольтными подстанциями, причем предположено, что все промышленные предприятия, как крупные, так и мелкие, и крупные населенные пункты, отстоящие от подстанции на расстоянии не больше 30 верст, электрифицируются. Все же предприятия, выходящие из этой полосы, согласно проекту, не попадают в район электрификации. Таким образом, губернии: Могилевская, Смоленская и Пензенская, где нет почти никакой промышленности, целиком не вошли в первую очередь электрификации. Точно в таком же положении находится значительная северная часть Тверской губернии, восточная часть Нижегородской, южная часть Тамбовской и восточная часть Калужской губернии. Губернии Орловская и Курская электрифицируются лишь в пределах узкой полосы вдоль Курской железной дороги, переустраиваемой, согласно проекту, на электрическую тягу.

В табл. 4 указаны уезды, входящие в область электрификации, обозначенную на упомянутой выше “Карте электрических станций района” штриховкой. В этой же таблице показаны мощности центральных станций для каждой губернии отдельно по различным отраслям промышленности. Необходимо обратить внимание, что мощность центральных станций, предназначенная для обслуживания потребностей промышленности, сосредоточенной в г. Москве в количестве 36 462 кВт, должна быть увеличена, так как при исчислении этой мощности, по самому характеру исходных материалов (данные Теплокома о собственных силовых установках), в основные данные не могли быть включены те промышленные предприятия, которые не имели своих силовых двигателей, а получали энергию непосредственно от Московской государственной электрической станции. На основании данных, приведенных в отдельном докладе о г. Москве, исчисленную мощность в количестве 36 462 кВт следует увеличить до 90 тыс. кВт, причем разнести дополнительную мощность в количестве 53 538 кВт по различным отраслям промышленности не представляется возможным за отсутствием данных.

Мощности центральных электрических станций для района, подлежащего электрификации в 1930 г.

Мощность электрических станций, необходимая для цели благоустройства

При определении потребности в электрической энергии на ближайший послевоенный период задачи благоустройства были разбиты на следующие три группы:

Исходным пунктом для исчисления необходимой в 1930 г. мощности служило количество жителей в 1916 г., причем прирост населения, руководствуясь средним ростом населения в городах России в довоенный период, принят равным 43% за 10 лет.

Частное и уличное освещение

Для определения потребности в энергии для целей освещения принято, что все поселения с населением больше 3 тыс. человек, входящие в электрифицируемую область, должны быть присоединены к сети районных станций. Далее предположено, что на каждую тысячу жителей устанавливается 40 кВт в городах с населением меньше 500 тыс. и для Москвы 60 кВт на 1 тыс. жителей. Из всей установленной мощности в максимум нагрузки станции попадает 40%.

Водопровод и канализация

На основании статистических данных о мощности водопроводных и канализационных сооружений в русских городах принято, что для указанных целей в среднем будет установлено около 2 кВт на 1 тыс. жителей, из которых в максимум нагрузки за зимний день попадет лишь 25%.

Трамвай

Для исчисления мощности районных станций для целей трамвайного движения принято, что трамваи будут построены в поселениях с числом жителей не меньше 30 тыс.

На основании данных из статистики русских трамвайных станций принято, что на каждую тысячу жителей в среднем будет установлено 10 кВт и что 100% мощности должно попасть в максимум станции в зимний день.

На основании только что изложенных положений в каждом уезде отмечены поселения с населением свыше 3 тыс. жителей. Для каждого из таких поселений подсчитан прирост населения за 10 лет, считая исходным пунктом население в 1916 г., и для каждого поселения подсчитана необходимая мощность отдельно для освещения, водопровода и канализации и трамвая. Из полученных величин определена та часть мощности, которая попадет во время максимума нагрузки районных станций.

В табл. 5 указаны для 1930 г. население, установленные мощности и мощности центральных станций для трамвая, водопровода и канализации и для частного и уличного освещения для губерний и уездов, входящих в район, подлежащий электрификации.

Мощность электрических станций, необходимая для электрификации железных дорог

В главе V установлены железнодорожные линии Центрального района, подлежащие электрификации, именно: Московско-Окружная железная дорога, Николаевская железная дорога вся в пределах района до станции Бологое, Нижегородская вся до Нижнего Новгорода, Курская вся в пределах района до Белгорода, Северная, Александровская и Казанская железные дороги электрифицируются в пределах пригородного движения. На основании изучения товарного и пассажирского движения, наблюдавшегося в довоенный период, выяснена возможность будущего развития, подсчитаны тонно-километры для будущего товарного, пассажирского и маневрового движения, и, таким образом, определено то количество энергии, которое будут потреблять в будущем подлежащие электрификации железные дороги, и соответствующая мощность центральных электрических станций. Общая мощность всех электрических станций, необходимая для эксплуатации будущих электрифицированных железных дорог, выражается при этом цифрой в 400 тыс. кВт. Все данные по вопросу об электрификации железных дорог содержатся в главе V.

Мощность электрических станций, необходимая для электрификации сельского хозяйства

Принимая во внимание, что электрификация сельского хозяйства возможна лишь в области, которая заштрихована на “Карте электрических станций и высоковольтных электропередач Центрального района”, приложенной к главе VII и обнимающей несколько более четверти всей площади Центрального района, полная электрификация этой площади по западноевропейским нормам потребовала бы мощности около 225 тыс. кВт.

Так как сельские работы производятся главным образом в летнее время, когда станции работают с неполной нагрузкой, то для исчисления мощности их, необходимой для удовлетворения потребностей сельского хозяйства, достаточно предусмотреть 25% от приведенной выше мощности, т. е. около 56 тыс. кВт.

Принимая во внимание 20% потерь в сети и предусматривая 15% резерва, общую мощность центральных станций, необходимую для обслуживания сельского хозяйства, можно исчислить кругло в 80 тыс. кВт. Вопрос об электрификации сельского хозяйства в Центральном районе разобран в специальных работах агрономической секции ГОЭЛРО.

Мощность электрических станций, необходимая для добычи топлива

Ввиду того что разработка главного вида топлива Центрального района — торфа — производится в летнее время и в течение весьма короткого времени, когда кривая нагрузки центральных станций показывает свой минимум, предположено, что нагрузка от разработки торфяных болот вовсе не попадает в максимум станции и не требует увеличения оборудования станции.

Мощность электрической станции, необходимая для разработки рудников подмосковного угля, исчислена в 15 тыс. кВт. Предположено, что эта мощность распределяется между Тульским, Епифанским и Скопинским уездами, что и отмечено в соответствующих таблицах в графе “Разная промышленность”.

Мощность районных станций, необходимая для электрификации кустарной промышленности

По данным, разработанным специалистом по кустарным промыслам Р. Перелешиным, общая потребность для электрификации всех кустарных промыслов для 1930 г. выразится цифрой в 461 672 л. с., или около 370 тыс. кВт, причем промыслы эти раскиданы по всей территории Центрального района[2]. В действительности электрифицированы будут главным образом те кустари, которые сконцентрируются возле подстанций; поэтому установленную у кустарей мощность электромоторов можно исчислить в сумме около ⅓, или около 130 тыс. кВт.

Принимая во внимание, что в максимум попадет около 40%, и учитывая 20% потери в трансформаторах и сети и 15% резерва, общую, потребную для снабжения кустарей электрической энергией, мощность районных станции можно исчислить в сумме (130 000×0,4)/(0,80×0,85)= около 75 000 кВт, каковая мощность и распределена между районными станциями.

Мощность станций необходимая для освещения сел и деревень

Так как полная электрификация всех поселков, независимо от их населенности и расположения, потребовала бы постройки громадного числа высоковольтных подстанций и устройства весьма разветвленной вторичной сети, для осуществления чего потребовалось бы такое наличие трансформаторов, проводов и других электрических материалов, на получение которого нельзя рассчитывать, то на первое время принято, что обслуживаются все поселки, лежащие около каждой проектируемой подстанции 38 тыс. вольт в окружности до 5 верст.

Изучение анкеты Богородской районной станции “Электропередача” указало, что при принятом районе действия можно рассчитывать, что на каждую подстанцию будет присоединено около 300 кВт, так как всего проектируется около 300 центров сетей 6 600 и 3 300 вольт, то общее количество кВт, присоединенных в деревнях и селах, будет около 90 тыс. кВт. Предполагая, что в максимум нагрузки попадет около 60% этой мощности, и считая, как прежде, 20% потери в сети и 15% резерва, общую мощность центральных станций, необходимых для обслуживания сел и деревень, можно исчислить в 77 тыс. кВт.

Распределение нагрузок между проектируемыми станциями

Как показывает “Карта мощности силовых установок по уездам”, главнейшие потребители электрической энергии в Центральном районе будут расположены так, что будет возможность разделить весь район на подрайоны: Московский, Волжский и Южный. В соответствии с этим и  проектируемые центральные станции делятся на три группы:

1) на группу станций Московского подрайона, состоящую из 9 станций[3] с общей мощностью в 870 тыс. кВт, имеющих своей задачей обслуживать г. Москву, Московскую, Тверскую, Калужскую, Тамбовскую, Тульскую и часть Владимирской и Рязанской губерний, причем потребности промышленности и городского благоустройства требуют мощность в 457 тыс. кВт, железные дороги —300 тыс., сельское хозяйство — 35 тыс., кустарные промыслы — 35 тыс. и освещение сел и деревень — около 40 тыс. кВт, в общей сумме всего 867 тыс. кВт.

2) на группу станций Волжского подрайона, состоящую из 5 станций с общей мощностью в 300 тыс. кВт, Волжские станции должны будут обслуживать Костромскую, Ярославскую, Нижегородскую, часть Владимирской и часть Рязанской губернии, причем мощность, потребная для целей промышленности и благоустройства, составляет 184 тыс. кВт, железные дороги требуют 40 тыс., сельское хозяйство — 25 тыс., кустарные промыслы — 30 тыс. и освещение сел и деревень — 20 тыс. кВт, в общей сложности — 299 тыс. кВт.

3) на южную группу, состоящую из двух станций — Брянской и Белгородской,— с общей, мощностью около 150 тыс. кВт.

Из этих станций Брянская станция не связана с общей сетью остальных проектируемых станций и имеет своей задачей обслуживать промышленность, сосредоточенную в Брянском уезде Орловской губернии и Жиздринском уезде Калужской губернии, потребность в энергии для которой исчисляется в количестве 24 тыс. кВт; остальные потребности для площади круга с радиусом в 30 верст около станции исчисляются в сумме 11 тыс. кВт; таким образом, всего от Брянской станции потребуется около 35 тыс. кВт при проектируемой мощности станции в 40 тыс. кВт.

Другая станция — Белгородская — должна будет обслуживать главным образом нужды Курской железной дороги, на что потребуется около 60 тыс. кВт, 14 тыс. кВт потребуется главным образом для целей городского благоустройства, 15 тыс.— для нужд сельского хозяйства, 9 тыс.— для кустарных промыслов и 12 тыс. кВт — для деревенского освещения; в общей сложности всего около 110 тыс. кВт.

Общая мощность южной группы станций составляет 150 тыс. кВт, в то время как требуется от станций 145 тыс. кВт.

Все только что приведенные цифры сопоставлены в сводной табл. 6.

Мощность, необходимая для обслуживания промышленности согласно табл. 4
(включая потребности рудников) ........................... 450 059 кВт

Дополнительная, не перечисленная по отраслям промышленности,
мощность г. Москвы ........................................ 53 538 кВт

Мощность, необходимая для целей благоустройства:
трамвай ................................................... 70 620 кВт
водопровод и канализация ................................... 1 350 кВт
освещение ................................................ 103 520 кВт

Мощность, необходимая для электрификации
железных дорог ........................................... 400 000 кВт

Мощность, необходимая для электрификации
сельского хозяйства ....................................... 80 000 кВт

Мощность, необходимая:
для кустарной промышленности .............................. 75 000 кВт
для освещения сел и деревень .............................. 77 000 кВт

Всего 1 311 087 кВт или с округлением .................. 1 320 000 кВт

Примечания: