III Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
ЭНЕРГИЯ СОЗИДАНИЯ
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение.
Через всю свою жизнь человек должен пронести любовь к своей малой Родине. Такой Родиной для меня является г. Борисоглебск Воронежской области.
Город Борисоглебск основан царем Петром Первым в 1698 году для охраны юго-восточной границы Российского государства от набегов степняков - татарских, нагайских и калмыцких разбойников.
В.В.Самошин- краевед земли Борисоглебской.
Мы живем в век торжества электротехники, в век, когда миллионы всевозможнейших электрических машин, аппаратов и приборов работают для нас.
Никола Тесла, написал незадолго до смерти замечательный очерк истории электротехники «Сказку об электричестве»: «Кто действительно хочет понять все величие нашего времени, тот должен познакомиться с историей науки об электричестве. И тогда он узнает сказку, какой нет и среди сказок «Тысячи и одной ночи». И я не могу не согласится с его словами, это действительно так.
Я учусь на отделении "Электрификации и автоматизации сельского хозяйства" ГБПОУ ВO "Борисоглебский сельскохозяйственный техникум" Для овладения общими компетенциями, в частности ОК1 Понимать сущность и социальную значимость своей будущей профессии, проявлять к ней устойчивый интерес уделяется большое внимание истории развития науки.
В этом году исполнится 110 лет начала электрификации нашего города. Поэтому меня заинтересовала история развития электроэнергетики, а особенно история развития освещения города Борисоглебска Воронежской области.
Цель моего исследования изучить историю освещения Борисоглебска.
В ходе написания работы были использованы следующие материалы:
-
фонды государственных архивов Тамбовской и Воронежской областей;
-
Публикации по истории г. Борисоглебска4
Приказы и отчеты МУП "Борисоглебская городская электросеть"
Гипотеза нашего исследования :.Выявление того факта, что наука не стоит на месте, она постоянно развивается и нас, будущих техников ожидает здесь большая, трудная, но, несомненно интересная и благодарная работа.
Метод исследования: сбор, систематизация и анализ полученых данных
Актуальность темы: Тема, которую я избрал является актуальной и современной, потому что электроэнергетика России важнейшая жизнеобеспечивающая отрасль промышленности.
1 Истоки электроэнергитики
Электроэнергетика, включающая в себя производство, передачу и распределение по потребителям электрической энергии, является важнейшей частью электротехники - науки об электромагнитных явлениях и их практическом применении.
Электротехника берет свое начало от атмосферного электричества, выдающуюся роль в изучении которого сыграл ученый с мировым именем, первый русский академик РАН, М.В. Ломоносов (1711-1765 гг.), автор научного труда «Слово о явлениях воздушных, от электрической силы происходящих».
Первый в мире источник электрической энергии, созданный человеком, изобрел в 1799 году итальянский ученый А. Вольта (1745-1827 гг.). Это был гальванический элемент, состоящий из слабого раствора серной кислоты в воде, в который опущены цинковая и медная пластины, превращающий химическую энергию в электрическую. При этом медная пластина заряжалась положительно, а цинковая - отрицательно.
Первым, кто показал практическое применение электричества для освещения и сварки металлов, был русский исследователь В.В. Петров. Проводя эксперименты в электрических цепях с источником питания - крупнейшей в то время гальванической батареей, он открыл в 1802 году электрическую дугу - физическую основу электродуговой сварки и электродуговых осветительных приборов. Затем гальванические батареи стали использоваться для питания электрических звонков (1859 г. - С. Петербург, 1884 г. - Тамбов), электрических и осветительных ламп, электротелеграфа и телефона.
Ярким воплощением в практику идей В.В. Петрова явилось изобретение в 1876 году П.Н. Яблочковым (Россия) «электрической свечи». Свеча состояла из двух угольных электродов, изолированных друг от друга каолином. Для более длительного поддержания электрической дуги, дающей яркий свет путем обеспечения равномерного сгорания электродов, он предложил питать дугу переменным током, использовав в цепях питания индукционные катушки - прообраз трансформаторов с разомкнутой цепью. Так было положено начало технике переменного тока.
Отметим, что за четыре года до этого события, в 1872 году, талантливый русский изобретатель А.Н. Лодыгин, используя свойство преобразования электрической энергии в тепловую, разработал конструкцию электрической лампы накаливания, которую он назвал «фонарем для накаливания проводников электрическим током».
С гордостью вспоминаем, что Александр Николаевич Лодыгин наш земляк. Родился он 6 октября 1847 года, свои молодые годы провел в Тамбове, а затем в Воронеже, где в 1865 году окончил Воронежский кадетский корпус. Любопытным историческим фактом является то, что в один год с ним, в 1847 году, родились крупнейшие в мире изобретатели приборов электрического освещения -П.Н. Яблочков в России и ТА. Эдисон в США.
XIX век - Золотой век еще и потому, что в этот период развития цивилизации на Земле произошло «триумфальное шествие» электротехники, ознаменовавшееся величайшими научными открытиями и изобретениями.
Английский ученый М. Фарадей (1791-1867 гг.) открыл в 1831 году явление и закон электромагнитной индукции, который лег в основу устройства электрических генераторов и двигателей, трансформаторов, коммутационной электроаппаратуры электрических цепей, составляющих основу современной электроэнергетики.
Русский ученый ЭХ. Ленц (1804-1865 гг.) в 1832 году открыл закон о направлении индуцированного магнитным полем электрического тока в проводнике, сформулировал принцип обратимости генераторного и двигательного режимов электрических машин.
Академик Петербургской академии B.C. Якоби (1801-1877 гг.) создал в 1834 году двигатель постоянного тока с вращающимся якорем, запитав его от гальванических элементов.
Русский электротехник В.Н. Чиколев (1845-1898 гг.) в 1879 году создал электропривод регулятора дуговых ламп, в 1882 году - электропривод швейной машины, в 1886 году - электропривод вентилятора. Русский электротехник М.О. Доливо-Добровольский (1862-1919 гг.) положил начало технике трехфазного тока. В 1888 году он изобрел и создал трехфазный асинхронный двигатель, а в 1889 - трехфазный трансформатор.
В 1873 году английский ученый Д.К. Максвелл (1831-1879 гг.) в классическом труде «Трактат об электричестве и магнетизме» изложил в математической форме основы теории электромагнитного поля - формы передачи электрической энергии на расстоянии. Практическую реализацию эта теория получила в радиотехнике и электроэнергетике.
Русский физик ЭХ. Ленц и английский ученый Р. Джоуль независимо друг от друга открыли закон взаимопревращения электричества и теплоты, который и назван законом Джоуля-Ленца. Этот закон лег в основу расчета и конструирования всех видов электронагревательных приборов и оборудования электроэнергетических систем.
Последние десятилетия XIX века характерны быстрыми темпами развития промышленного производства в мире и России. Техника паровой машины, внедрявшаяся повсеместно в течение 100 лет, становится тормозом совершенствования промышленного и сельскохозяйственного производства, инфраструктуры городов. Накопленный человечеством опыт изучения свойств и применения на практике электричества - нового универсального вида энергии, создал реальные предпосылки его быстрого распространения в необъятных сферах производства и среде обитания человека.
В России для изучения и внедрения электричества в январе 1880 года в составе действующего Технического общества был создан электротехнический отдел, а в марте в Петербурге была организована Первая Всероссийская электротехническая выставка. В этом же году в России стал выходить всемирно известный журнал «Электричество».
Уже в 1883 году в журнале «Электричество» был опубликован первый «Проект правил для безопасности общественного и частного пользования электричеством», составленный электротехническим отделом технического общества России.
2.Первые шаги электроэнергетики России.
2.1Электростанции постоянного тока
Для строительства объектов электроэнергетики и электрификации производства и быта в России создается акционерное «Общество электрического освещения 1886 г.», ставшее монополистом в этой области до момента его национализации в 1917 году после свершения Октябрьской социалистической революции.
Ко времени учреждения «Общества» с 1880 по 1886 год в Петербурге были построены две электростанции постоянного тока: на р. Мойке на деревянном барке (3 локомобиля и 12 динамо-машин) и на Казанской площади (2 локомобиля и 3 динамо-машины). Обе электростанции питали 80 ламп уличного освещения, 367 ламп в 44 магазинах и 960 ламп в четырех зданиях, в том числе в здании «Благородного собрания». Первая электростанция постоянного тока в Москве была построена в 1888 году, мощность которой к 1895 году достигла 1500 кВт.
Первая и единственная электростанция постоянного тока в Воронеже была построена в 1891 году в железнодорожных мастерских Министерства путей сообщения. В качестве первичных двигателей использовались две паровые машины мощностью по 40 лошадиных сил.
В Тамбове - административном центре Тамбовской области, в состав которой до 1928 года входил Борисоглебск, дизельная городская электростанция с генератором постоянного тока мощностью 100 кВт была построена в 1911 году. Однако еще в 1891 году в Тамбове заработала электростанция от паровой машины в 75 л.с. с динамо-машиной на 100 ламп накаливания по 16 свечей, установленная купчихой П.Н. Егоровой.
2.2 Электростанции однофазного переменного тока
Представленная в 1882 году на Московской промышленной выставке Н.Ф. Усагиным схема распределения электроэнергии с использованием трансформаторов была успешно применена для одновременного питания любого числа приемников электрического тока.
Наиболее ранними электростанциями на переменном токе в России были:Одесская (с сентября 1887 г.), с динамо-машинами переменного тока на 200 В.и и Царскосельская станция (Петербург, 1890 г.) с девятью динамо-машинами переменного тока на 2400 В.
Первая электростанция однофазного переменного тока в Воронеже была принята в эксплуатацию 20 ноября 1899 года. Станция была построена акционерным обществом русских электротехнических заводов «Сименс и Гальске». На станции были установлены три электрических генератора однофазного переменного тока по 100 кВт напряжением 2150 В, а в качестве первичных двигателей использовались поршневые машины. Сеть проводов предусматривала в своем составе по проекту восемь трансформаторных киосков, оснащенных распределительными досками высокого и низкого напряжения, и ЛЭП на деревянных опорах. Были освещены центральные улицы Воронежа, несколько государственных учреждений и богатых частных домовладений.
В г. Тамбове по имеющимся у нас сведениям электростанции однофазного переменного тока не строились.
Работы М.О. Доливо-Добровольского, совершившие исторический переворот в области создания трехфазного тока и передачи электрической энергии на большие расстояния, открыли путь к глобальному применению электрической энергии в производстве и быту.
Первой электросиловой установкой трехфазного переменного тока была заводская ГЭС на Охтинском (Петербург) пороховом заводе. На территории завода были смонтированы трансформаторные установки, понижающие напряжение до 110 В. Охтинская установка стала прообразом первых центральных городских электростанций трехфазного переменного тока: Московской (1897 г.) и Петербургской (1898 г.), построенных акционерным «Обществом электрического освещения 1886 г.».
Первая электростанция трехфазного переменного тока в Воронеже была запущена в работу 25 октября (7 ноября) 1917 года с одним турбогенератором 1000 кВт. Проектная мощность ГЭС-1 в 2 тыс. кВт была достигнута только в 1926 году.
Трехфазный ток в энергетике вызвал лавинообразный процесс в электрификации. Возникла острая потребность в нормативно-технической документации. Важнейшим событием в этой части явился II Всероссийский электротехнический съезд (28.12.1901-05.01.1902 гг.) в Москве, утвердивший единые для России «Правила пользования электрическими установками».
3.История развития освещения Борисоглебска.
10 мая 1907 года владельцы торгового дома братья Семеновы, Иван и Никита Григорьевичи, обратились в строительное отделение Тамбовского губернского правления разрешить пользоваться устройством электрического освещения на принадлежащей им бумаготкацкой (мешочной) фабрике в г. Борисоглебске, расположенной на углу улиц Дворянской (ныне Советской) и Проезжей (ныне Бланской).
Работы по устройству электроосвещения были выполнены фирмой «Русское общество Шуккертъ и Ко» (г. Москва). Электроустановка состояла из' нефтяного двигателя «Горсби-Акроид» мощностью 50 л.с. и одной динамомашины постоянного тока с шунтовым возбуждением мощностью 8,0 кВт завода «Сименс-Шуккертъ»в Нюрнберге.
29 ноября 1911 года владельцы торгового дома братья Семеновы заключили с Городской думой контракт на устройство электрического освещения улиц и домов. На улице Павловского 84 было построено здание электростанции,
6 июня 1909 года крестьянин Анисим Васильевич Безобразов подал заявление в строительное отделение Тамбовского губернского правления с проектом и пояснительной запиской об устройстве электроосвещения в принадлежащем ему синематографическом театре по ул. Большой в 24 квартале
До 1911 года город освещался керосиновыми фонарями в количестве 40-50 шт., расположенными в центре города. В 1911 году братья Семёновы - владельцы первой в городе электростанции — по контракту с городской думой заменили керосиновые фонари на электрические. Городская управа и население города не были удовлетворены освещением города потому, что режим работы и качество освещения не соответствовали требованиям контракта. Во время гражданской войны электростанции в городе были остановлены и были введены в работу только в 1923 году.
Точной информации по наружному освещению за период до I960 года в горэлектросети нет, но уличное или наружное освещение существовало во все времена. Светильники уличного освещения устанавливались в центральной части города, на перекрёстках улиц, автобусных остановках и в других местах скопления народа. Подключены светильники были к низковольтным линиям, которые включались по графику, утверждённому Горсоветом. В 1965 году в центре города установили 40 металлических опор чугунного литья, на которых были установлены светильники с четырьмя люминесцентными лампами мощностью по 40 Ватт и подвешены провода отдельной линии уличного освещения. Из-за пониженного напряжения, плохого качества ламп и стартеров лампы часто выходили из строя и через несколько лет светильники с люминесцентными лампами были заменены на светильники СПО-300 и СПЗ-500.
По данным акта проверки горэлектросети от 22 августа 1959 года трестом «Облкоммунэнерго» количество светильников наружного освещения - 620 шт, в основном типа СПО-300, из них горят круглосуточно 392 шт. Часть светильников управляется по каскадному принципу, включение осуществляется от 4-х ТП.
По акту проверки от 6 сентября 1964 года протяжённость цепей уличного освещения - 165 км, установлено 1680 светильников, из них газоразрядных - 68 шт. Автономных цепей уличного освещения 3,0 км, 30 % светильников горят круглосуточно. Часть светильников управляется с 3-х ТП. В период с 1923 по 1960 годы уличное освещение обслуживалось электромонтёрами линейщиками, в обязанности которых входили установка светильников и замена перегоревших ламп. С 1960 по 1969 год в составе электромонтеров, обслуживающих воздушные электролинии, было выделено несколько человек для обслуживания только уличного освещения. В связи с ростом установок уличного освещения, в 1969 году был создан участок уличного освещения.
В настоящее время в городе установлено 3860 светильников из них 2530 с газоразрядными лампами, 1330 с лампами накаливания. В светильниках установлены лампы ДРЛ мощностью 400, 250, 125 Ватт, натриевые ДНаТ мощностью 250, 400 Ватт.
С 2014 улицы нашего города стали освещаться светодиодными лампами
Особенности системы светодиодного освещения:
- снижение затрат на электроэнергию по сравнению с лампами накаливания в 10 раз, с люминисцентными в 2-3 раза
- увеличение срока службы системы освещения без обслуживания по сравнению с лампами накаливания в 30 раз, с люминесцентными в 5 раз
- отсутствие необходимости специальной утилизации оборудования
Светильники подключены к отдельному проводу, проложенному совместно с проводами общей воздушной линии 0,4 кВ. Протяжение совместной подвески провода уличного освещения 193,1 км. Кроме того, имеются автономные линии уличного освещения общей протяженностью 13,4 км.
Управление уличным освещением осуществляется централизованно телемеханической установкой УТУ-10М, расположенной в здании ОДС. Исполнительные пункты от УТУ-10М установлены в центральной части города в ТП-4, в северной части города в ТП-12, в южной части города в ТП-20. От ТП с исполнительными пунктами методом «Каскад» включается аппаратура уличного освещения.
Режим работы уличного освещения осуществляется по графику, разработанному горэлектросетью и утверждённому главой городской администрации. В графике время включения и отключения уличного освещения устанавливается в зависимости от долготы дня и ночи, предусматривается отключение в ночное время большинства светильников кроме дежурного освещения.
В нашем городе для освещения улицы Матросовской, по которой проходит федеральная трасса Воронеж – Саратов используют индукционные лампы. Индукционные лампы – это люминесцентные лампы нового поколения. Главное отличие от аналогичных ламп отсутствие электродов розжига. Свечение люминофора происходит благодаря электромагнитной индукции.
В колбе образуется высокочастотное электромагнитное поле, которое ионизирует наполняющую смесь. Это приводит к генерации УФ излучения и дальнейшему преобразовании его люминофором в свет. Отсутствие у индукционных ламп электродов позволило достичь срока службы100000часов.
Заключение
В этом году исполнится 110лет Борисоглебской электроэнергетики. В процессе своей работы я пришел к выводу, что бурные, порой разрушительные события, свершившиеся в эти годы, первая мировая война1914г., гражданская война 1918г, Великая отечественная война 1941-1945годов, перестройка 1990 годов не помешали развивать электроэнергетику города. Электроэнергетика в корне преобразовали среду обитания горожан, дав в каждый дом яркий электрический свет и энергию для многочисленных бытовых электроприборов. Проводя исследования, изучая историю развития электроэнергетики родного города, я почувствовал свою причастность к великому созиданию. В настоящее время электрическая энергия стала воистину энергией созидания во всех сферах трудовой деятельности и среды обитания человека. Самостоятельная работа, связанная с исследованием, дала мне возможность понять и воспитать в себе радость познания, которая почти то же самое, что и радость жизни.
Литература
1.Кутарев М.И. Воронежская энергетика на рубеже веков/ М.И. Кутарев. Воронеж: ФГУП ИПФ «Воронеж», 2002. - 296 с.
2.Кутарев М.И. Несущие свет / М.И. Кутарев. Воронеж: ФГУП ИПФ «Воронеж», 2004. - 180 с.
3.Кутарев М.И. Свет над Доном и Хопром. / М.И. Кутарев, Л.Я. Фоменков. Воронеж: ФГУП ИПФ «Воронеж», 2005. - 272 с.
4.Кутарев М.И. Энергия созидания /М.И. Кутарев, В.А. Пронин.Воронеж: ООО «Антарес», 2007.-191с.
5.Медведев Н.Я. Материалы по электрификации ЦЧО / Н .Я. Медведев. Воронеж, 1926.
6.Самошкин В.В. Борисоглебск. Лики старого города / В.В. Самошкин. Борисоглебск: ООО «Кристина и К», 2005. — 50 с.
7.Суворов В.Г. Свет над верхним Доном / В.Г. Суворов. Воронеж: Центрально-Черноземное издательство, 1981. - 127 с.
8.Фонды государственного архива Воронежской области:
И-135, Борисоглебская городская дума (1803-1880 гг.);
И-122, Борисоглебская городская управа (1870-1891 гг.
Р-503, Борисоглебский уездный исполнительный комитет(1918-1928 гг.);
Р-1916, Горисполком Борисоглебский (1922-1956 гг.);
Р-2482, Отдел коммунального хозяйства Борисоглебского уисполкома (1919-1923 гг.).
9.Фонды государственного архива Тамбовской области: Ф16, Ф17, Ф46, Ф98.
10.Газеты: «Тамбовские губернские вести», «Воронежскаякоммуна».