Электроснабжение

Л.П. КОСТЮЧЕНКО
А.В. ЧЕБОДАЕВ
ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ
УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ
2-е издание, исправленное и дополненное
Москва
ИНФРА-М
2025

УДК 621.31(075.8)
ББК 31.2я73
 
К72
Р е ц е н з е н т ы:
Попов В.М., доктор технических наук, профессор, заведую 
щий кафедрой энерго 
обеспечения и автоматизации технологических процессов Южно-Уральского государственного аграрного университета;
Гиренков В.Н., кандидат технических наук, директор по развитию 
общества с ограниченной ответственностью «ЭлектроСетевыеПроектныеТехнологии»
Костюченко Л.П.
К72  
Электроснабжение : учебное пособие / Л.П. Костюченко, А.В. Чебодаев. — 2-е изд., испр. и доп. — Москва : ИНФРА-М, 2025. — 395 с. — 
(Высшее образование). 
ISBN 978-5-16-019763-0 (print)
ISBN 978-5-16-112301-0 (online)
В учебном пособии изложены вопросы теории и конструктивного исполнения электрооборудования систем сельского электроснабжения, приведены примеры расчетов, лабораторные работы, контрольные вопросы 
и тесты для самостоятельной проверки знаний и сформированных компетенций по каждому из рассматриваемых разделов.
Предназначено для обучающихся по направлению подготовки 35.03.06 
«Агроинженерия», профиль «Электрооборудование и электротехнологии 
в АПК».
УДК 621.31(075.8)
ББК 31.2я73
© Костюченко Л.П., Чебодаев А.В., 
2024
© Красноярский государственный 
аграрный университет, 2024
ISBN 978-5-16-019763-0 (print)
ISBN 978-5-16-112301-0 (online)

ВВЕДЕНИЕ 
Настоящее учебное пособие предназначено для студентов 
высших учебных заведений, обучающихся по направлению 
подготовки 35.03.06 «Агроинженерия» профиля «Электрооборудование и электротехнологии в АПК», написано в соответствии с государственным образовательным стандартом и учебным планом курса «Электроснабжение». 
В книге освещены проблемы сельской электроэнергетики, 
проектирования и устройства систем сельского электроснабжения, в частности определения расчетных нагрузок, расчета питающих и распределительных электрических сетей, расчета токов короткого замыкания, регулирования напряжения, компенсации реактивной мощности, конструктивных и схемных решений электрооборудования и подстанций, качества электроэнергии, рационального использования электроэнергии. Практически в каждом разделе приведены примеры решения рассматриваемых в теоретической части задач. Для самостоятельной 
проверки студентами полученных компетенций к каждому разделу приведены тестовые задания. 
Предыдущее издание (2006 г.) переработано и дополнено. 
Учтены современные нормы и требования, новые директивные 
материалы Министерства энергетики и Минсельхоза РФ, обновлены справочные данные оборудования, учтены требования изменившихся правил устройства электроустановок, рекомендации и директивные материалы, которые приведены в 
списке литературы, переработаны и дополнены примеры задач 
в конце каждого раздела. Авторы привели материалы всего пособия в соответствие с последними решениями, рекомендациями, руководящими и другими директивными материалами. 
 Добавлены новые лабораторные работы по изучению современного оборудования.  
Список литературы содержит указания на дополнительные 
доступные издания, необходимые для углубленного изучения 
отдельных вопросов. 
 
 
3 
 

 
.
1  ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ  НАГРУЗКИ 
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ 
 
Для проектирования и эксплуатации систем сельского 
электроснабжения необходимо знать, в каких пределах изменяются основные электрические параметры во всех элементах 
системы. 
Различают режимные параметры: энергию, мощность, коэффициент мощности, напряжение и др., то есть те параметры, 
которые непосредственно связаны с режимами производства и 
передачи электроэнергии, и схемные параметры, характеризующие элементы электрической схемы системы: типы и марки 
проводов, силовых трансформаторов, длины участков электрической сети и т.д. 
Основные режимные параметры – мощность и напряжение. 
Большинство расчетов по определению параметров энергосистемы связано с применением в них максимальных и минимальных значений мощности. Для сельских электрических 
сетей существующие методы расчета электрических нагрузок (нагрузки в сетях задаются мощностью или током) подробно изложены в [14–16]. 
Величина потребляемой мощности изменяется во времени 
и зависит от параметров режима – напряжения на зажимах 
электроприемника и частоты в электрической сети, поэтому 
точный учет электрических нагрузок является сложной задачей.  
Характеристикой каждого потребителя являются потребляемая им активная (P), реактивная (Q) и полная (S) мощности. 
Пропускную способность элементов системы электроснабжения (трансформаторов, линий, распределительных устройств, коммутационной и защитной аппаратуры и др.) и номинальную мощность источников электроэнергии для нормальной 
работы объекта выбирают по максимальному или определенному по некоторому среднему за определенный промежуток 
времени значению нагрузки, которое называется расчетной 
нагрузкой. 
Связь между расчетными значениями активной (Рр), реактивной (Qр) и полной (Sр) мощностей представляется, как известно из 
курса ТОЭ, в виде треугольника мощностей (рис. 1.1).  
4 
 

 
 
Рисунок 1.1 – Треугольник расчетных мощностей нагрузок 
 
Для трехфазной цепи расчетные значения мощностей определяются по выражениям: 
 
2
,
˜
˜
 
ном
р
U
3
S
2
p
p
р
Q
P
S
или

 
; 
   (1.1) 
p
ном
р
s
co
U
3
Р
M
˜
,
˜
˜
 
; 
   (1.2) 
2
2
р
р
p
р
p
ном
р
P
S
Q
или
tg
P
sin
U
3
Q

 
M
˜
 
M
˜
,
˜
˜
 
. 
   (1.3) 
р
 
Из-за сложности определения расчетных cosφр и tg φр допускается 
их 
принимать 
равными 
средним 
значениям: 
cp
p
cos
cos
M
 
M
, 
cp
p
tg
tg
M
 
M
. 
Расчётные дневная и вечерняя нагрузки на участке линии 
или на шинах трансформаторной подстанции: 
 
¦
˜
 
дi
o
д
P
K
P
; 
  
(1.4) 
 
¦
˜
 
вi
o
в
P
K
P
, 
  
(1.5) 
где  Ко – коэффициент одновременности; 
Рдi, Pвi – дневная и вечерняя нагрузки на вводе i-го потребителя или i-го участка сети. 
Коэффициенты одновременности в зависимости от уровня 
напряжения сети принимаются по таблицам 1.1–1.3. 
Если нагрузки однородных потребителей отличаются по 
величине более чем в четыре раза, то суммирование их производится не с помощью коэффициента одновременности, а путем использования таблиц 1.4, 1.5, в которых Р – меньшая из 
слагаемых нагрузок, а ΔΡ – добавка к большей слагаемой нагрузки. 
Расчётная активная нагрузка равна 
 
Р = Рδ + ΔΡ,  
 
 
 
(1.6) 
где Рδ – большая из слагаемых нагрузок. 
5 
 

 
Таблица 1.1 – Коэффициенты одновременности  
для электрических нагрузок в сетях напряжением 0,38 кВ 
 
Наименование потребителей 
Количество 
Жилые дома с удельЖилые дома  
Производпотребитеной нагрузкой на вводе 
с электроплитами 
ственные 
лей 
и водонагревапотребитедо 2 
свыше  
телями 
ли 
кВт/дом 
2 кВт/дом 
2 
0,76 
0,75 
0,73 
0,85 
3 
0,66 
0,64 
0,62 
0,80 
5 
0,55 
0,56 
0,50 
0,75 
7 
0,49 
0,47 
0,43 
0,70 
10 
0,44 
0,42 
0,38 
0,65 
15 
0,40 
0,37 
0,32 
0,60 
20 
0,37 
0,34 
0,29 
0,55 
50 
0,30 
0,27 
0,22 
0,47 
100 
0,26 
0,24 
0,17 
0,40 
200 
0,24 
0,20 
0,15 
0,35 
500 
0,22 
0,17 
0,12 
0,30 
 
Таблица 1.2 – Коэффициенты одновременности  
для электрических нагрузок в сетях напряжением 6–20 кВ 
 
Количество ТП 
2 
3 
5 
10 
20 
25 и более 
Коэффициент  
одновременности Ко 
0,9 
0,85 
0,8 
0,75 
0,7 
0,65 
 
Таблица 1.3 – Коэффициенты одновременности  
для электрическихнагрузок в сетях напряжением 35–110 кВ 
 
Количество подстанций 110–35/10 кВ 
или линий 35–110 кВ 
2 
3 
4 и более 
Коэффициент одновременности Ко 
0,97 
0,95 
0,90 
 
По таблицам 1.4 и 1.5 производится также суммирование 
разнородных нагрузок – бытовой и производственной. По этим 
6 
 

 
же таблицам и формуле (1.6) определяется расчётная нагрузка 
на шинах трансформаторных подстанций с несколькими отходящими линиями от шин низкого напряжения, при этом за 
большую и меньшую слагаемые нагрузок принимаются мощности на головных участках отходящих линий. 
Для расчёта электрических сетей необходимо знать значения полных мощностей на участках 
S = P /cosφ, 
 
 
 
 
(1.7) 
где значения cosφ принимают для сетей 0,38 кВ по таблице 1.6, 
а для сетей 10–110 кВ – по рисунку 1.2 в зависимости от отношения расчетной нагрузки производственных потребителей Рп 
к общей расчётной нагрузке Ро 
Ро = Рп + Ркб,  
 
 
 
(1.8) 
где Ркб – расчётная нагрузка коммунально-бытовых потребителей. 
В случае отсутствия сведений об отношении Рп/Ро значение 
cosφ для определения полной мощности на участках сетей выше 1000 В можно с достаточной степенью точности при учебном 
проектировании принимать в зависимости от отношения дневного максимума нагрузок Рд к вечернему по таблице 1.7. 
В сельском хозяйстве широко распространены сезонные 
потребители, которые потребляют электроэнергию не круглый 
год, а по сезонам: осенью и летом – зернотока и пункты по переработке сельскохозяйственных продуктов; зимой и весной – 
теплицы и парники; весной, летом и осенью – орошение и т.д. 
Если в проектируемой зоне электроснабжения такие потребители есть, то расчётные нагрузки определяют с учётом коэффициентов сезонности, значения которых приведены в таблице 1.8. 
Если суммарная нагрузка сезонных потребителей весной 
составляет более 20 % мощности остальных потребителей, летом – более 30 % и осенью – более 10 %, то нагрузку, кроме 
расчётного зимнего сезона, определяют также и для других сезонов. 
7 
 

 
Таблица 1.4 – Суммирование нагрузок в сетях напряжением 0,38 кВ 
 
Р 
ΔΡ 
Р 
ΔΡ 
Р 
ΔΡ 
Р 
ΔΡ 
Р 
ΔΡ 
Р 
ΔΡ 
0,2 
0,2 
19 
11,8 
52 
35,4 
100 
69 
166 
120 
232 
176 
0,3 
0,2 
20 
12,5 
53 
36,1 
102 
70 
168 
122 
234 
177 
0,4 
0,3 
21 
13,1 
54 
36,8 
104 
72 
170 
123 
236 
179 
0,5 
0,3 
22 
13,8 
55 
37,5 
106 
73 
172 
124 
238 
180 
0,6 
0,4 
23 
14,4 
56 
38,2 
108 
75 
174 
126 
240 
182 
0,8 
0,5 
24 
15 
57 
38,9 
110 
76 
176 
127 
242 
184 
1 
0,6 
25 
15,7 
58 
39,6 
112 
78 
178 
129 
244 
185 
1,5 
0,9 
26 
16,4 
59 
40,3 
114 
80 
180 
130 
246 
187 
2 
1,2 
27 
17 
60 
41 
116 
81 
182 
132 
248 
188 
2,5 
1,5 
28 
17,7 
61 
41,7 
118 
82 
184 
134 
250 
190 
3 
1,8 
29 
18,4 
62 
42,4 
120 
84 
186 
136 
252 
192 
3,5 
2,1 
30 
19 
63 
43,1 
122 
86 
188 
138 
254 
193 
4 
2,4 
31 
19,7 
64 
43,8 
124 
87 
190 
140 
256 
195 
4,5 
2,7 
32 
20,4 
65 
44,5 
126 
89 
192 
142 
258 
196 
5 
3 
33 
21,2 
66 
45,2 
128 
90 
194 
144 
260 
198 
5,5 
3,3 
34 
22 
67 
45,9 
130 
92 
196 
146 
262 
200 
6 
3,6 
35 
22,8 
68 
46,6 
132 
94 
198 
148 
264 
201 
6,5 
3,9 
36 
23,5 
69 
47,3 
134 
95 
200 
150 
266 
203 
7 
4,2 
37 
24,2 
70 
48 
136 
97 
202 
152 
268 
204 
7,5 
4,5 
38 
25 
72 
49,4 
138 
98 
204 
153 
270 
206 
8 
4,8 
39 
25,8 
74 
50,2 
140 
100 
206 
155 
272 
208 
8,5 
5,1 
40 
26,5 
76 
52,2 
142 
102 
208 
156 
274 
209 
9 
5,4 
41 
27,2 
78 
53,6 
144 
103 
210 
158 
276 
211 
9,5 
5,7 
42 
28 
80 
55 
146 
105 
212 
160 
278 
212 
10 
6 
43 
28,8 
82 
56,4 
148 
106 
214 
161 
280 
214 
11 
6,7 
44 
29,5 
84 
57,8 
150 
108 
216 
163 
282 
216 
12 
7,3 
45 
31,2 
86 
59,2 
152 
110 
218 
164 
284 
217 
13 
7,9 
46 
31 
88 
60,6 
154 
111 
220 
166 
286 
219 
14 
8,5 
47 
31,8 
90 
62 
156 
113 
222 
168 
288 
220 
15 
9,2 
48 
32,5 
92 
63,4 
158 
114 
224 
169 
290 
222 
16 
9,8 
49 
33,2 
94 
64,8 
160 
116 
226 
171 
292 
224 
17 
10,5 
50 
34 
96 
66,2 
162 
117 
228 
172 
294 
225 
18 
11,2 
51 
34,7 
98 
67,6 
164 
119 
230 
174 
296 
227 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
298 
228 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
300 
230 
 
8 
 

 
Таблица 1.5 – Суммирование нагрузок в сетях напряжением 6–35 кВ 
 
Р 
ΔΡ 
Р 
ΔΡ 
Р 
ΔΡ 
Р 
ΔΡ 
Р 
ΔΡ 
Р 
ΔΡ 
1 
0,6 
34 
23,6 
84 
62 
250 
194 
580 
465 
910 
749 
2 
1,2 
35 
24,4 
86 
64 
260 
204 
590 
474 
920 
758 
3 
1,8 
36 
25,2 
88 
65 
270 
212 
600 
483 
930 
767 
4 
2,5 
37 
26,0 
90 
67 
280 
220 
610 
492 
940 
776 
5 
3,1 
38 
26,8 
92 
68 
290 
228 
620 
500 
950 
785 
6 
3,7 
39 
27,6 
94 
70 
300 
235 
630 
508 
960 
794 
7 
4,3 
40 
28,4 
96 
71 
310 
243 
640 
517 
970 
803 
8 
5,0 
41 
29,2 
98 
73 
320 
251 
650 
525 
980 
812 
9 
5,6 
42 
30,0 
100 
74 
330 
259 
660 
534 
990 
821 
10 
6,3 
43 
30,8 
105 
78 
340 
267 
670 
543 
1000 830 
11 
7,0 
44 
31,6 
110 
82 
350 
275 
680 
552 
1020 847 
12 
7,7 
45 
32,4 
115 
86 
360 
283 
690 
561 
1040 865 
13 
8,4 
46 
33,2 
120 
90 
370 
291 
700 
570 
1060 882 
14 
9,0 
47 
34,0 
125 
94 
380 
299 
710 
578 
1080 900 
15 
9,7 
48 
34,8 
130 
98 
390 
307 
720 
586 
1100 918 
16 
10,4 
49 
35,6 
135 
102 
400 
315 
730 
594 
1120 935 
17 
11,0 
50 
36,5 
140 
106 
410 
323 
740 
602 
1140 953 
18 
11,6 
52 
38,0 
145 
110 
420 
332 
750 
610 
1160 970 
19 
12,3 
54 
39,5 
150 
115 
430 
340 
760 
618 
1180 987 
20 
13,0 
56 
41,0 
155 
119 
440 
348 
770 
626 
1200 1005 
21 
13,7 
58 
42,5 
160 
123 
450 
357 
780 
634 
1220 1022 
22 
14,4 
60 
44,0 
165 
127 
460 
365 
790 
642 
1240 1040 
23 
15,1 
62 
45,6 
170 
131 
470 
374 
800 
650 
1260 1057 
24 
15,8 
64 
47,2 
175 
135 
480 
382 
810 
659 
1280 1075 
25 
16,5 
66 
48,8 
180 
139 
490 
391 
820 
668 
1300 1093 
26 
17,2 
68 
50,4 
185 
143 
500 
400 
830 
677 
1320 1110 
27 
18,0 
70 
52,0 
190 
147 
510 
408 
840 
686 
1340 1128 
28 
18,8 
72 
53,5 
195 
151 
520 
416 
850 
695 
1360 1146 
29 
19,6 
74 
55,0 
200 
155 
530 
424 
860 
704 
1380 1164 
30 
20,4 
76 
56,5 
210 
162 
540 
432 
870 
713 
1400 1182 
31 
21,2 
78 
58,0 
220 
170 
550 
440 
880 
722 
1420 1200 
32 
22,0 
80 
59,5 
230 
178 
560 
448 
890 
731 
1440 1218 
33 
22,8 
82 
61,0 
240 
186 
570 
456 
900 
740 
1460 1235 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1480 1252 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1500 1270 
 
9 
 

 
Таблица 1.6 – Коэффициенты мощности сельскохозяйственных 
потребителей и трансформаторных подстанций 
напряжением 10/0,38 кВ 
Коэффициент мощности 
(cosφ) и коэффициент  
реактивной мощности (tgφ)  
в максимум нагрузки 
Потребители, 
трансформаторные подстанции 
дневной 
вечерней 
cosφ 
tgφ 
cosφ 
tgφ 
Животноводческие  
и птицеводческие помещения 
0,75 
0,88 
0,85 
0,62 
То же с электрообогревом 
0,92 
0,43 
0,96 
0,29 
Отопление и вентиляция  
животноводческих помещений 
0,99 
0,15 
0,99 
0,15 
Кормоцеха 
0,75 
0,88 
0,78 
0,8 
0,7 
1,02 
0,75 
0,88 
Зерноочистительные тока,  
зернохранилища 
0,8 
0,75 
0,8 
0,75 
Установки орошения и дренажа  
почвы 
0,92 
0,43 
0,96 
0,29 
Парники и теплицы  
на электрообогреве 
Мастерские, тракторные станы,  
гаражи для машин 
0,7 
1,02 
0,75 
0,88 
Мельницы и маслобойки 
0,8 
0,75 
0,85 
0,62 
0,75 
0,88 
0,8 
0,75 
Цеха по переработке  
сельскохозяйственной продукции 
Общественные учреждения  
и коммунальные предприятия 
0,85 
0,62 
0,9 
0,48 
Жилые дома без электроплит 
0,9 
0,48 
0,93 
0,4 
Жилые дома с электроплитами            
и водонагревателями 
0,92 
0,43 
0,96 
0,29 
 
 
0,7 
 
 
1,02 
 
 
0,75 
 
 
0,88 
Трансформаторные подстанции  
10/0,4 кВ:   
с производственной  
нагрузкой 
с коммунально-бытовой нагрузкой 
0,9 
0,48 
0,92 
0,43 
со смешанной нагрузкой 
0,8 
0,75 
0,83 
0,67 
 
10