Электроснабжение

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации 

 

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение 

высшего образования 

«Оренбургский государственный университет» 

 

 
 

В.Б. Шлейников 

 
 
 
 
 
 
 

ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ 

 

Практикум 

 
 
 
 
 
 
 
 

Рекомендовано ученым советом федерального государственного 
бюджетного образовательного учреждения высшего образования 
«Оренбургский государственный университет» для обучающихся 
по образовательной программе высшего образования по направлению подготовки 13.03.02 Электроэнергетика и электротехника 

 
 
 
 
 
 
 
 

Оренбург 

2020 
 

УДК 621.311.1(075.8) 
ББК 31.281я73 
 
Ш68 
 
 
Рецензент – кандидат технических наук, доцент, В.М. Нелюбов 
 
 
Шлейников В.Б., 
Ш68  Электроснабжение [Электронный ресурс] : практикум для обучающихся по образовательной программе высшего образования по 
направлению подготовки 13.03.02 Электроэнергетика и электротехника / В.Б. Шлейников; М-во науки и высш. образования Рос. Федерации, Федер. гос. бюджет. образоват. учреждение высш. образования "Оренбург. гос. ун-т". - Оренбург : ОГУ. - 2020. - 107 с. - Загл. с 
тит. экрана. 
ISBN 978-5-7410-2511-6 
 
 
В практикуме приведены описание и методика выполнения лабораторных работ по дисциплине «Электроснабжение промышленных предприятий» общей части, в которых на практике закрепляются знания по базовым вопросам дисциплины. 
Практикум предназначен для выполнения лабораторных ра-бот 
по дисциплине «Электроснабжение промышленных предприятий» 
для обучающихся по направлению подготовки 13.03.02 Электроэнергетика и электротехника, профиль «Электроснабжение» и преподавателей, руководящих лабораторной работой. 
 
 
УДК 621.311.1(075.8) 
ББК 31.281я73 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
© Шлейников В.Б., 2020 
ISBN 978-5-7410-2511-6 
© ОГУ, 2020 

Содержание 

3 

Введение .............................................................................................................................. 6 

1 
Лабораторная работа №1. Обработка графиков электрической нагрузки ......... 8 

1.1 
Общие положения .................................................................................................... 8 

1.2 
Суточные графики электрических нагрузок ....................................................... 12 

1.3 
Годовой график электрических нагрузок «по продолжительности» ................ 15 

1.4 
Описание лабораторной установки РССЭС1–Н–Р ............................................. 17 

1.5 
Описание лабораторной установки КЭЭСЭС1–Н–К ......................................... 18 

1.6 
Основные приемы работы со стендом ................................................................. 19 

1.7 
Измерительные приборы ....................................................................................... 19 

1.8 
Ход работы .............................................................................................................. 21 

1.9 
Снятие показаний приборов для построения графика ....................................... 22 

1.10 Индивидуальный график ....................................................................................... 23 

1.11 Групповой график .................................................................................................. 28 

1.12 Построение графика нагрузки .............................................................................. 28 

1.13 Определение показателей графика ....................................................................... 29 

1.14 Контрольные вопросы ........................................................................................... 32 

2 
Лабораторная 
работа 
№2. 
Определение 
потерь 
на 
участке 

распределительной сети предприятия ................................................................. 34 

2.1 
Потеря напряжение в сети ..................................................................................... 34 

2.2 
Описание лабораторной установки РССЭС1–Н–Р ............................................. 36 

2.3 
Ход работы .............................................................................................................. 36 

2.3.1 Снятие показаний приборов для построения графика ....................................... 38 

2.3.2 Построение графиков ............................................................................................. 39 

2.3.3 Практическое задание ............................................................................................ 40 

2.3.4 Указания к выполнению практического задания................................................ 40 

2.4 
Контрольные вопросы ........................................................................................... 44 

2.5 
Литература, рекомендуемая для изучения темы ................................................. 45 

3 
Лабораторная работа №3. Компенсация реактивной мощности ....................... 46 

3.1 
Краткие теоретические сведения .......................................................................... 46 

3.2 
Компенсирующие устройства ............................................................................... 51 

3.3 
Описание лабораторной установки РССЭС1–Н–Р ............................................. 53 

3.4 
Ход работы .............................................................................................................. 54 

3.5 
Контрольные вопросы ........................................................................................... 61 

3.6 
Литература, рекомендуемая для изучения темы ................................................. 62 

4 
Лабораторная работа №4. Регулирование напряжения в электрической 

сети предприятия .................................................................................................... 63 

4.1 
Краткие теоретические сведения .......................................................................... 63 

4.2 
Описание лабораторной установки РССЭС1–Н–Р ............................................. 67 

4.3 
Ход работы .............................................................................................................. 69 

4.4 
Снятие показаний приборов .................................................................................. 71 

4.5 
Определение дополнительных показателей ........................................................ 76 

4.6 
Обработка полученных результатов .................................................................... 77 

4.7 
Анализ результатов и выводы ............................................................................... 78 

4.8 
Контрольные вопросы ........................................................................................... 78 

4.9 
Литература, рекомендуемая для изучения темы ................................................. 79 

5 
Лабораторная работа № 5. Учет электрической энергии ................................... 80 

5.1 
Краткие теоретические сведения .......................................................................... 80 

5.2 
Устройство статического счетчика ...................................................................... 81 

5.3 
Общие положения организации учета электроэнергии на промышленном 

предприятии ............................................................................................................ 83 

5.4 
Пункты установки средств учета электроэнергии .............................................. 84 

5.5 
Требования к расчетным счетчикам ..................................................................... 86 

5.6 
Учет с применением измерительных трансформаторов .................................... 87 

5.7 
Схемы соединения приборов ................................................................................ 90 

5.8 
Типовые схемы включения счетчиков ................................................................. 91 

5.9 
Условные обозначения на лицевой панели счетчиков ....................................... 92 

5.10 Описание лабораторной установки ИЭМЭ.003 .................................................. 93 

5.11 Измерение активной мощности в однофазной сети ........................................... 95 

5.12 Измерение активной мощности в трехфазной сети ............................................ 97 

5.13 Измерение активной и реактивной мощности в трехфазной сети .................... 99 

5.14 Измерение электроэнергии счетчиком .............................................................. 100 

5.14.1 В однофазной сети ............................................................................................... 100 

5.14.2 В трехфазной сети ................................................................................................ 101 

5.15 Снятие показаний приборов ................................................................................ 101 

5.16 Контрольные вопросы ......................................................................................... 102 

5.17 Литература, рекомендуемая для изучения темы ............................................... 103 

Заключение ...................................................................................................................... 104 

Список использованных источников ........................................................................... 105 

Приложение А Правила техники безопасности при проведении лабораторных 

работ ................................................................................................................................. 106 

Приложение Б Требования к оформлению отчета ...................................................... 107 

 

 
 

Введение 

Современные вызовы диктуют новые условия изучения различных дис
циплин вузовской программы. Не является исключением и дисциплина элек
троснабжение промышленных предприятий. Курс лекционных и практических 

занятий успешно реализован с помощью традиционных и дистанционных тех
нологий обучения, использующих различные коммуникационные платформы. 

Однако лабораторные занятия провести дистанционно невозможно. На лабора
торных занятиях обучающийся совершенствует навыки схемотехники, выпол
няет электрические измерения, учится распознавать нормальные и аварийные 

режимы работы оборудования, получает опыт безопасного обращения с элек
трическим током. Существенным препятствием здесь является необходимость 

выполнения работы на специализированных лабораторных стендах, позволяю
щих обеспечить наглядность и безопасность выполнения работы. Также, при
сутствие в аудитории преподавателя страхует от неправильных действий, а 

также гарантирует помощь в нештатных и аварийных ситуациях. 

Данный набор лабораторных работ предусматривает использование в ка
честве лабораторного оборудования стендов, разработанных ООО «ИПЦ 

«Учебная техника», представляющих собой унифицированные модули, монти
руемые в раме настольного исполнения. Для каждой лабораторной работы раз
работана электрическая схема, собираемая на базе указанных стендов и мето
дика выполнения эксперимента. Темы работ имеют непосредственное отноше
ние к дисциплине «Электроснабжение» и ориентированы на закрепление мате
риала лекционных занятий. 

Представленные лабораторные работы дублируются в компьютерном ва
рианте зарегистрированными программными средствами в университетском 

фонде алгоритмов и программ. Выполнение лабораторных работ в компьютер
ном варианте позволяет ознакомиться с ходом выполнения работы в случае от
сутствия доступа к лабораторному оборудованию. 

В каждой работе приводится вводный теоретический материал, который 

при подготовке к выполнению работы и обработке результатов должен быть 

расширен сведениями, приводимыми в периодической печати и литературе, ре
комендуемой для изучения темы. Контроль полноты и качества освоения пред
ставленного материала выполняется при защите каждой лабораторной работы с 

использованием контрольных вопросов. 

Выполнение лабораторной работы предполагается бригадой, состоящей 

из двух или трех студентов. Распределение обязанностей между членами бри
гады выполняется студентами самостоятельно, но под контролем преподавате
ля. Как правило, одному члену бригады поручается общее руководство выпол
нением и защитой работы, один студент – оператор стенда, должен отвечать за 

выполнение присоединений блоков стенда и операции включения и выключе
ние питания схемы. Каждый член бригады несет персональную ответствен
ность за соблюдение правил техники безопасности, приведенных в приложении 

А. 

Защита лабораторной работы проходит в форме собеседования всех чле
нов бригады, выполнявших лабораторную работу с преподавателем на тему ра
боты в виде ответов на контрольные вопросы. При защите лабораторной рабо
ты представляется отчет, выполненный согласно требованиям, изложенным в 

приложении Б. 

Лабораторная работа в компьютерном исполнении выполняется и инди
видуально. Отчет направляется преподавателю в электронном виде, например, 

на e-mail. Защита происходит удаленно. 

Срок выполнения каждой работы отражается в графике выполнения ла
бораторных работ. Рекомендуется для выполнения одной работы предусматри
вать не менее одной недели для подготовки к выполнению и одной недели для 

подготовки к защите работы. 

Успех освоения лабораторной части курса «Электроснабжение» во мно
гом зависит от точности следования рекомендациям лабораторного практикума, 

ритмичности и планомерности выполнения и защиты лабораторных работ. 

1 
Лабораторная 
работа 
№1. 
Обработка 
графиков       

электрической нагрузки 

Цель лабораторной работы – опытное определение показателей графи
ков электрических нагрузок. 

Задачи: 

1) используя данные об электропотреблении, построить индивидуальный 

групповой графики электрической нагрузки; 

2) используя данные об электропотреблении, построить график электри
ческой нагрузки предприятия; 

3) определить основные показатели, графиков электрической нагрузки. 

1.1 
Общие положения 

Включение и выключение электроприемников, изменение их режимных 

параметров ведет к увеличению или уменьшение потребления электроэнергии. 

Увеличивается или уменьшается ток (I, А), протекающий в линии электропере
дачи к данному электроприемнику. Изменяется активная (P, Вт) и реактивная 

(Q, вар) мощность, передаваемая по электрической сети. В целом, происходит 

изменение электрической нагрузки. 

Для организации и планирования электроснабжения электроприемников 

необходимо знать, как изменяется электрическая нагрузка в системе электро
снабжения. Эти изменения регистрируют измерительными приборами: ток – 

амперметром; активную мощность – ваттметром; реактивную мощность – вар
метром за некоторый промежуток времени и отображают в виде графика. Для 

получения графика изменения величины тока или мощности необходимо запи
сать несколько показаний амперметра, ватт– или варметра в течение некоторого 

интервала времени, нанести полученные значения в виде точек на координат
ную плоскость и соединить их линией. Получится график в виде кривой линии, 

показанный на рисунке 1. 

Рисунок 1 – График изменения тока во времени 

 

Данный график позволяет визуализировать изменение тока во времени. 

Использование такого графика связано с рядом трудностей в получении оце
ночных значений электропотребления. 

Для применения в инженерных расчетах более удобно использовать гра
фик, построенный по значениям средних величин тока или мощности за корот
кие промежутки времени. Такой график имеет форму ступенчатой кривой, от
ражающий изменение средних величин тока или мощности во времени. В каче
стве интервала осреднения принимается величина 30 минут или 1 час. Для гра
фика электрических нагрузок выполненного в форме ступенчатой кривой раз
работаны различные методы определения его показателей. Пример графика в 

форме ступенчатой кривой показан на рисунке 2. 

Графиком электрической нагрузки называется ступенчатая кривая изме
нения во времени тока или мощности. 

 

0

100

200

300

400

500

600

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

I, А

t, ч

Рисунок 2 – График изменения активной мощности во времени в форме 

ступенчатой кривой 

 

Классификация графиков электрической нагрузки приведена на рисунке 

3. 

 

Рисунок 3 – Классификация графиков электрической нагрузки 

Графики электрической нагрузки

длительность 

интервала

сменные

суточные

годовые

форме 

представления

цикличные

по продолжительности

измеряемой 

величине

ток, А

активная мощность, кВт

реактивная мощность, квар

месту 

измерения

индивидуальные

групповые

шкафы, шинопроводы

ШНН ЦТП 0,4 кВ

По длительности интервала графики могут строиться для смены с интер
валом осреднения 30 мин., для суток с интервалом осреднения 1 час или для 

года с интервалом осреднения 1 месяц. Графики для других интервалов могут 

строиться по необходимости ввиду их низкой информативности. 

По форме представления цикличные графики отражают изменение вели
чины нагрузки во времени, а графики «по продолжительности» показывают, 

как часто встречается измеряемая величина на интервале времени. Цикличный 

график показан на рисунке 2, а график «по продолжительности» на рисунке 4. 

 

 

 

Рисунок 4 – График нагрузки «по продолжительности» 

 

Назначение графиков электрических нагрузок: 

1) визуализация процесса электропотребления отдельным электроприем
ником или их группой; 

2) определение количества расходуемой электроэнергии; 

3) определение числовых значений параметров электропотребления. 

1.2 
Суточные графики электрических нагрузок 

Согласно инструкции по составлению суточных графиков электрических 

нагрузок, составляемые потребителями, необходимы для определения: 

– нагрузок электрических сетей, трансформаторов и суммарной величины 

электрической нагрузки предприятия; 

– tg  на отдельных трансформаторах и в целом по предприятию; 

– коэффициента заполнения графика нагрузки; 

– cуточные графики нагрузки позволяют правильно оценить режим рабо
ты электрооборудования и предприятия, в целом, выявить узкие места и резер
вы, установить оптимальный режим их работы. 

Практическое применение имеют суточные графики электрических 

нагрузок, составляемые два раза в год: первый раз в июне – летние графики, 

второй раз в декабре – зимние графики. Графики должны составляться по раз
ности, показаний расчетных активных и реактивных электросчетчиков за каж
дый час. Первая запись должна быть сделана в 0 ч 00 мин и последняя в 24 ча
са. Одновременно с составлением графиков нагрузки составляются суточные 

графики напряжения по данным ежечасных записей в протоколах показаний 

вольтметров. 

Запись напряжения необходимо производить на: 

– каждом высоковольтном вводе, питающем предприятие; 

– отдаленных сборках низкого напряжения, если напряжение занижено; 

– шинах низкого напряжения каждого распределительного устройства. 

Фактический график нагрузки может быть получен с помощью регистри
рующих приборов, которые фиксируют изменения соответствующего парамет
ра. Перспективный график нагрузки потребителей определяется в процессе 

проектирования. 

Для построения перспективного графика необходимо знать характер из
менения нагрузки потребителя во времени, который при проектировании обыч
но определяется по типовым графикам. Типовой график нагрузки строится по 

результатам исследования аналогичных действующих потребителей и приво
дится в справочной литературе в виде, показанном на рисунке 5. 

а)
 

б)
 

Рисунок 5 – Суточные графики активной нагрузки потребителя: а – типо
вой; б – в именованных единицах 

 
Наибольшая возможная за сутки нагрузка принимается за 100 %, а 

остальные ступени графика показывают относительное значение нагрузки для 

данного времени суток. При известном Рмакс можно перевести типовой график в 

график нагрузки данного потребителя, используя соотношение для каждой сту
пени графика в Вт 

(1)

20

40

60

80

100
%

4
8
12
16
20
24
ч

Р

t

1,0

1,25

1,5

1,75

2,0

МВт

4
8
12
16
20
24
ч

Рmax

Р

t