Электроэнергетические сети и системы

Министерство сельского хозяйства Российской Федерации

Департамент научно-технологической политики и образования

Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего образования

«Волгоградский государственный аграрный университет»

Кафедра «ТОЭ и электроснабжение»

С.И. Николаева

ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ 

СЕТИ И СИСТЕМЫ

Учебное пособие по выполнению 

контрольных работ студентами заочной формы обучения 
по дисциплине «Электроэнергетические сети и системы»

для направления подготовки бакалавров 

13.03.02 «Электроэнергетика и электротехника»

Волгоград 

Волгоградский ГАУ

2018

УДК 621.311
ББК 31.2
Н-63

Рецензенты:

кандидат технических наук, доцент кафедры «Электротехника» 
ФГБОУ ВО «Волгоградский государственный технический университет» Л.В. Хоперскова; старший преподаватель кафедры «Энергетические системы и электростанции» ФГБОУ ВО «Волгоградский государственный аграрный университет» О.В. Калашникова

Николаева, Светлана Ивановна

Н-63
Электроэнергетические сети и системы: учебное пособие по 
выполнению контрольных работ студентами заочной формы 
обучения по дисциплине «Электроэнергетические сети и системы» / С.И. Николаева. – Волгоград: ФГБОУ ВО Волгоградский ГАУ, 2018. – 64 с.

Пособие содержит задания для выполнения контрольных работ:

№ 1 «Расчет режима районной радиальной электрической сети» и № 2 
«Расчет режима максимальных нагрузок для кольцевой электрической 
сети». В пособии приведены краткие теоретические сведения и методические указания по выполнению работ. Рассмотрены примеры их 
расчета.

Учебное пособие рекомендовано студентам, обучающимся на 

заочном отделении электроэнергетического факультета по направлению подготовки бакалавров 13.03.02  «Электроэнергетика и электротехника» при выполнении контрольных работ по дисциплине «Электроэнергетические сети и системы».

УДК 621.311

ББК 31.2

© ФГБОУ ВО «Волгоградский
ГАУ», 2018
© Николаева С.И., 2018

ОГЛАВЛЕ НИЕ

Контрольная работа №1 «Расчет режима районной радиальной электрической сети» .............................................................
5

1.1 Цель контрольной работы ............................................................
5

1.2 Указания по выбору варианта .....................................................
5

1.3 Общие требования по оформлению работы ...............................
5

1.4 Задание на контрольную работу ..................................................
6

1.5 Методические указания к контрольной работе .........................
8

1.5.1 Предварительный расчет мощности нагрузки ........................
8

1.5.2 Выбор числа цепей и сечения проводов ..................................
9

1.5.3 Выбор количества и мощности трансформаторов на понижающей подстанции ......................................................................
12

1.5.4 Составление схемы замещения электропередачи и определение ее параметров ......................................................................
12

1.5.5 Расчет электрического режима .................................................
13

1.5.6 Выводы по работе ......................................................................
15

1.6 Пример выполнения контрольной работы .................................
15

1.6.1 Решение .......................................................................................
16

1.6.2 Выводы по результатам расчетов .............................................
21

Контрольная работа №2 «Расчет режима максимальных 
нагрузок для кольцевой электрической сети» ............................. 22
2.1 Цель контрольной работы ............................................................
22

2.2 Указания по выбору варианта ......................................................
22

2.3 Общие требования по оформлению работы ...............................
22

2.4 Задание на контрольную работу ..................................................
23

2.5 Методические указания к контрольной работе ..........................
25

2.5.1 Выбор параметров элементов электрической сети .................
25

2.5.1.1 Выбор числа цепей и сечений проводов ВЛ и проведение 
необходимых проверок .................................................................
25

2.5.1.2 Выбор трансформаторов на подстанциях .............................
27

2.5.2 Расчет электрического режима .................................................
27

2.5.2.1 Составление схемы замещения и определение ее параметров .............................................................................................
27

2.5.2.2 Точный электрический расчет режима .................................
28

2.5.2.3 Расчет напряжений на шинах подключения потребителей 
электроэнергии ....................................................................................
30

2.5.2.4 Регулирование напряжения на шинах низшего напряжения 
трансформаторных подстанций .........................................................
31

2.5.2.5 Баланс мощностей. Выбор компенсирующих устройств по 
условию баланса реактивной мощности ...........................................
34

2.5.2.6 Расчет годовых потерь электроэнергии ................................
36

2.5.2.7 Определение коэффициента полезного действия ................
37

2.5.3 Выводы по работе ......................................................................
38

2.6 Пример выполнения контрольной работы .................................
38

2.6.1 Решение .......................................................................................
39

2.6.2 Выводы по результатам расчетов .............................................
60

Список рекомендуемой литературы .................................................
61

Приложение 1 ......................................................................................
62

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА №1

ТЕМА «РАСЧЕТ РЕЖИМА РАЙОННОЙ РАДИАЛЬНОЙ 

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ»

1.1 Цель контрольной работы

Цель работы ‒ научить студентов рассчитывать режим работы 

радиальной сети по известным значениям мощности нагрузки и 
напряжения в начале линии.

После выполнения контрольной работы студент должен обла
дать следующими профессиональными компетенциями:

• готовностью определять параметры оборудования объектов 

профессиональной деятельности (ПК-5);

• способностью рассчитывать режимы работы объектов профес
сиональной деятельности (ПК-6);

• готовностью обеспечивать требуемые режимы и заданные па
раметры технологического процесса по заданной методике (ПК-7).

1.2 Указания по выбору варианта

Ключом к выбору своего варианта исходных данных служат 

первая буква фамилии и инициалы студента. Так студент Иванов Сергей Петрович  будет иметь шифр задания ИСП. Это означает, что из 
таблицы 1.1 следует взять вариант – И, из таблицы 1.2 – С, из таблицы 
1.3 – П, из таблицы 1.4 – И, из таблицы 1.5 – С  и т.д.

1.3 Общие требования по оформлению работы

Рабочей программой по курсу «Электроэнергетические сети и 

системы» для бакалавриата заочной формы обучения предусматривается выполнение контрольных работ. На третьем курсе выполняется 
контрольная работа №1 «Расчет режима районной радиальной электрической сети».

Контрольная работа оформляется на листах формата А4. Работа 

должна быть написана четким, ясным языком, разборчивым почерком 
с соблюдением полей. Графики и рисунки рисуются карандашом с соблюдением ГОСТа по изображению элементов электрической сети. 
Также работа может быть набрана в компьютерном варианте. В конце 
работы приводят использованную литературу. Титульный лист рекомендуется оформлять в соответствии с Приложением 1.

1.4 Задание на контрольную работу

Выполнить расчет режима радиальной электрической сети, схе
ма которой приведена на рисунке 1.1.

Рисунок 1.1 – Схема электрической сети

Исходные данные для расчета:
1. Номинальное напряжение сети 
ном
U
=35 кВ, номинальное 

напряжение приемника 
ном.пр
U
=10 кВ.

2. По степени надежности электроснабжения электроприемники 

отнесены ко второй категории.

3. Параметры источника питания, электроприемника (нагрузки) 

и линии электропередачи приведены в таблицах 1.1 – 1.5.

Таблица 1.1 – Напряжение источника питания
0
U , кВ

АБД
ГВЗ
ЕЖЩ
ИКЁ
ЛМЫ
НОП
РСТ
УФХ
ЦЧШ
ЭЮЯ

0
U
37,3
37,5
38,0
38,5
37,5
38,4
38,5
37,5
38,0
38,6

Таблица 1.2 – Активная мощность электроприемника
max
P
,МВт

АБД
ГВЗ
ЕЖЩ
ИКЁ
ЛМЫ
НОП
РСТ
УФХ
ЦЧШ
ЭЮЯ

max
P
5
6
7
8
8
8
9
11
12
13

Таблица 1.3 – Коэффициенты мощности cosφ

АБД
ГВЗ
ЕЖЩ
ИКЁ
ЛМЫ
НОП
РСТ
УФХ
ЦЧШ
ЭЮЯ

cosφ
0,80
0,81
0,82
0,83
0,84
0,85
0,86
0,87
0,88
0,89

Таблица 1.4 – Число часов использования наибольшей нагрузки
max
T
,ч

АБД
ГВЗ
ЕЖЩ
ИКЁ
ЛМЫ
НОП
РСТ
УФХ
ЦЧШ
ЭЮЯ

Тmax
2600
3200
3600
4200
4700
5000
5300
5700
6000
6500

Таблица 1.5 – Длина линии электропередачи (ВЛ) l , км
АБД
ГВЗ
ЕЖЩ
ИКЁ
ЛМЫ
НОП
РСТ
УФХ
ЦЧШ
ЭЮЯ

l
12
14
16
18
20
22
24
26
28
30

Пользуясь исходными данными, выполнить расчет режима за
данной на рис. 1.1 сети в соответствии с приведенным ниже алгоритмом:

1. Выбор параметров элементов электрической сети.
1.1. Выбор и проверка сечения проводов линии электропередачи.
1.2. Выбор трансформаторов на подстанции.
2. Расчет режима сети.
2.1. Составление схемы замещения электрической сети и опре
деление ее параметров.

2.2. Расчет потоков мощности по участкам схемы с учетом по
терь мощности в элементах.

2.3. Расчет напряжения в узлах сети.
3. Выводы по работе.
Рабочий режим электрической сети ‒ это условное установив
шееся электрическое состояние сети в некоторый момент времени; 
характеризуется параметрами режима, к которым относятся значения 
токов, напряжений и мощностей в любой точке схемы сети. К параметрам режима относят так же значения потерь мощности и напряжения.

Задачей расчета режима (или расчета потокораспределения) яв
ляется определение параметров режима. Для анализа режимов электрических сетей, имеющих простую конфигурацию и схемы замещения которых насчитывают не более 10, ...15 узлов, разработаны простые и эффективные методы ручного расчета. Расчет режимов электрических сетей с более сложными схемами выполняется, как правило, на ЭВМ по имеющимся программам.

Расчет режима выполняется применительно к схеме замещения 

сети, для которой известными являются параметры схемы, расчетные 
нагрузки узлов и напряжения в отдельных пунктах сети. При выполнении расчётов вручную зарядные мощности ВЛ, входящие в состав 
расчётных нагрузок узлов, определяются приближенно по среднеэксплуатационным значениям напряжений.

Расчет режимов разомкнутых сетей.
Для районных сетей "расчет по данным конца" выполняется по 

участкам сети, начиная с последнего n ‒ го узла. Для участка линии, 
примыкающей к n – ому узлу, определяется напряжение начала ветви.

После этого определяются мощность в начале n ‒ го участка.
Затем находят потери мощности на участке 
1
n  , напряжение и 

мощность в начале ветви 
1
n 
и мощность в конце участка 
2
n 
и т.д. 

Расчет заканчивается определением напряжения и мощности в начале 
сети, т. е. на источнике питания.