Электрические сети и системы

А.О. ПАРАМЗИН 
В.А. ТКАЧЕНКО 
А.О. ШЕПЕЛЕВ 
 
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СЕТИ 
И СИСТЕМЫ 
 
ПРАКТИКУМ 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Москва 
ИНФРА-М 
2025 

УДК 621.311(075.8) 
ББК 31.27я73 
 
А в т о р ы: 
Александр О.П., кандидат технических наук, старший преподаватель Югорского государственного университета; 
Всеволод А.Т., кандидат технических наук, доцент Югорского государственного университета; 
Александр О.Ш., кандидат технических наук, доцент, доцент Югорского 
государственного университета 
 
Р е ц е н з е н т ы: 
Рысев П.В., кандидат технических наук, доцент Омского государственного 
технического университета; 
Владимиров Л.В., кандидат технических наук, доцент Сургутского государственного университета 
 
Парамзин А.О. 
Электрические сети и системы : практикум / А.О. Парамзин, В.А. Ткаченко, 
А.О. Шепелев. — Москва : ИНФРА-М, 2025. — 40 с. 
ISBN 978-5-16-114007-9 (online) 
Практикум включает в себя краткие теоретические сведения, практические 
работы по изучению основ работы с программным комплексом RastrWin, предназначенным для расчетов и анализа установившихся режимов энергосистем. 
В практикуме рассматриваются вопросы создания моделей электрических сетей 
различных классов напряжения от 6(10) до 500 кВ, а также их расчет и анализ 
установившихся режимов. 
Будет интересен студентам направления подготовки 13.03.02 «Электроэнергетика и электротехника», изучающим вопросы моделирования режимов работы 
энергосистем. 
 
УДК 621.311(075.8) 
ББК 31.27я73 
 
 
 
 
 
ISBN 978-5-16-114007-9 (online)   
 
         © Парамзин А.О., Ткаченко В.А., 
Шепелев А.О., 2025 
ФЗ  
№ 436-ФЗ 
Издание не подлежит 
маркировке в соответствии 
с п. 1 ч. 2 ст. 1 
П18 

СОДЕРЖАНИЕ 
 
ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 1: «Простейшая радиальная сеть в ПК 
RastrWin3» .................................................................................................................... 4 
Пояснения к работе ............................................................................................. 4 
Порядок выполнения работы ............................................................................. 4 
Контрольные вопросы ........................................................................................ 6 
Исходные данные ................................................................................................ 6 
ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 2: «Моделирование электрических сетей 
напряжением 110/35/6(10)кВ в ПК RastrWin3» ....................................................... 8 
Пояснения к работе ............................................................................................. 8 
Порядок выполнения работы ........................................................................... 10 
Контрольные вопросы ...................................................................................... 10 
Исходные данные .............................................................................................. 11 
ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 3: «Оптимизация установившихся режимов 
электрических сетей напряжением 6-110 кВ по напряжению, реактивной 
мощности и коэффициентам трансформации в ПК RastrWin3» .......................... 26 
Пояснения к работе ........................................................................................... 26 
Порядок выполнения работы ........................................................................... 28 
Контрольные вопросы ...................................................................................... 30 
Исходные данные .............................................................................................. 30 
ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 4: «Межсистемные связи и определение 
перетока в контролируемом сечении в ПК RastrWin3» ........................................ 31 
Пояснения к работе ........................................................................................... 31 
Порядок выполнения работы ........................................................................... 34 
Контрольные вопросы ...................................................................................... 37 
Исходные данные .............................................................................................. 37 
Список использованной литературы .............................................................. 39 
 
 
 
 
 

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 1: «Простейшая радиальная сеть 
в ПК RastrWin3» 
 
Цель работы: изучить основные принципы работы в программе 
RastrWin3 и определить величины протекающих токов через элементы сети 
до компенсации реактивной мощности и после. 
 
Пояснения к работе 
 
Исходные данные по вариантам представлены в таблицах 1.11 и 1.22. 
• UБУ – напряжение в базисном узле.  
• U2 – номинальное напряжение обмотки ВН трансформатора. 
• P1, P2, P3 – активная мощность нагрузки в узлах 4, 5, 6. 
• Q1, Q2, Q3 – реактивная мощность нагрузки в узлах 4, 5, 6. 
• БСК – указывает номер узла, в котором необходимо установить БСК 
• QБСК – мощность устанавливаемой БСК. 
• P(U), Q(U) – задание мощностей нагрузок СХН. 
• W1, W2, W3, W4 – марка провода ЛЭП. 
• L1, L2, L3, L4 – длина ЛЭП. 
• T1 – тип трансформатора. 
• № в. – номер варианта (выдается преподавателем) 
Для успешного выполнения работы необходимо задать трансформатор и 
ЛЭП с использованием функций соответствующих таблиц в ПК RastrWin3 
(см. Рис. 1.1 и Рис. 1.2). 
 
 
Рис. 1.1. Задание ЛЭП через «таблицу проводов» 
 
 
Рис. 1.2. Задание трансформатора через «таблицу трансформаторов» 
 
Порядок выполнения работы 
 
1. Согласно своему варианту из таблицы 1.1 и таблицы 1.2 определите 
параметры электрической сети [1]. 
 
1 Таблица 1.1 определяет параметры по узлам схемы 
2 Таблица 1.2 определяет параметры по ветвям схемы 

2. Постройте электрическую сеть, представленную на Рис. 1.3, используя данные своего варианта. 
 
Рис. 1.3. Однолинейная схема электрической сети 
 
3. Определите уровни напряжения во всех узлах электрической сети до 
(Рис. 1.4) и после (Рис. 1.5) компенсации. 
 
 
Рис. 1.4. Таблица узлов до установки БСК 
 
 
Рис. 1.5. Таблица узлов после установки БСК 
 
4. Определите уровень загрузки трансформатора до (Рис. 1.6) и после 
(Рис. 1.7) компенсации. 
 
Рис. 1.6. Таблица ветвей до установки БСК 

Рис. 1.7. Таблица ветвей после установки БСК 
 
5. Сделайте вывод о положительном/отрицательном характере компенсации реактивной мощности в узле электрической сети. 
 
Контрольные вопросы 
 
1. Изобразите схему замещения ЛЭП напряжением 6/10/35/110/220/330/500 кВ. 
2. Изобразите схему замещения двухобмоточного трансформатора и запишите 
формулу определения ее параметров. 
3. Поясните процесс задания компенсирующих устройств в ПК RastrWin3. 
Изобразите и поясните схему замещения шунтирующего реактора. 
4. Изобразите и поясните схему замещения батареи статических конденсаторов. 
5. Как зависит генерируемая реактивная мощность батарей статических конденсаторов от уровня напряжения? 
6. Как зависит потребляемая реактивная мощность шунтирующих реакторов от 
уровня напряжения? 
7. Как определяется уровень загрузки трансформаторного оборудования в зависимости от протекающего тока? 
8. Запишите формулу для определения тока, протекающего по элементу сети, 
через полную мощность. 
9. Поясните процесс задания двухобмоточных трансформаторов в ПК 
RastrWin3. 
 
Исходные данные 
 
Таблица 1.1 
Параметры в узлах схемы замещения (по вариантам) 
№ 
в. 
UБУ, 
кВ 
U2, 
кВ 
U3-5, 
кВ 
P1, 
МВт 
Q1, 
Мвар 
P2, 
МВт 
Q2, 
Мвар 
P3, 
МВт 
Q3, 
Мвар 
Б
С
К 
QБСК, 
Мвар 
P(U) 
Q(U) 
1. 
121 
110 
10 
5 
2 
3 
1 
5 
2 
4 
1,5 
Нет 
2. 
115 
110 
3,5 
1,5 
3 
2 
2,5 
0,5 
5 
1,5 
Нет 
3. 
121 
110 
2,5 
1 
1,5 
1 
1,5 
0,5 
5 
0,5 
Да 
4. 
115 
110 
6,5 
2,5 
7 
3 
7,5 
3,5 
5 
2,5 
Да 
5. 
118 
110 
6 
2 
6 
3 
5 
1,5 
4 
1,5 
Нет 
6. 
242 
220 
6 
2 
6 
5 
5 
1,5 
5 
4,5 
Да 
7. 
121 
110 
4 
1,5 
4 
1 
5 
3 
6 
2,5 
Нет 
8. 
242 
220 
6 
1,5 
7 
4 
5 
2 
5 
3,5 
Нет 
9. 
115 
110 
3 
2 
3,5 
1,5 
2,5 
0,5 
4 
1,5 
Да 
10. 235 
220 
6 
1,5 
7 
4 
5 
1 
5 
3,5 
Да 

Продолжение таблицы 1.1 
№ 
в. 
UБУ, 
кВ 
U2, 
кВ 
U3-5, 
кВ 
P1, 
МВт 
Q1, 
Мвар 
P2, 
МВт 
Q2, 
Мвар 
P3, 
МВт 
Q3, 
Мвар 
Б
С
К 
QБСК, 
Мвар 
P(U) 
Q(U) 
11. 120 
110 
10 
1,5 
1 
1,5 
0,5 
2,5 
1 
6 
0,5 
Нет 
12. 115 
110 
2,5 
0,5 
3,5 
1,5 
3 
2 
5 
1 
Нет 
13. 123 
110 
5 
3 
4 
1,5 
5 
1,5 
4 
2,5 
Да 
14. 240 
220 
5 
1 
5 
4 
4 
1 
5 
3,5 
Да 
15. 232 
220 
6 
2 
7 
3 
5 
3,5 
6 
3 
Нет 
16. 121 
110 
1,5 
0,5 
1,5 
1 
2,5 
1 
5 
0,5 
Да 
17. 121 
110 
5 
3 
6 
2 
7 
1,5 
4 
2,5 
Нет 
18. 115 
110 
2,5 
0,5 
3 
2 
3,5 
1,5 
5 
1,5 
Нет 
19. 235 
220 
6 
2 
5 
1,5 
7 
4 
6 
3,5 
Да 
20. 120 
110 
2,5 
1 
1,5 
1 
1,5 
0,5 
5 
0,5 
Да 
21. 115 
110 
3 
2 
3,5 
1,5 
2,5 
0,5 
4 
1,5 
Нет 
22. 123 
110 
4 
1,5 
4 
3 
5 
1 
5 
2,5 
Нет 
23. 121 
110 
6 
2 
7 
3 
8 
6 
6 
5,5 
Да 
24. 232 
220 
5 
1,5 
5 
4 
6 
2 
5 
3,5 
Да 
25. 121 
110 
3,5 
1,5 
2,5 
0,5 
3 
2 
4 
1 
Нет 
26. 242 
220 
7 
3 
6 
3 
7 
2,5 
5 
2,5 
Да 
27. 115 
110 
1,5 
1 
2,5 
1 
1,5 
0,5 
4 
0,5 
Нет 
28. 120 
110 
6 
2 
7 
4 
5 
1 
5 
3,5 
Нет 
29. 235 
220 
7 
5 
6 
2 
5 
1 
4 
4,5 
Да 
30. 242 
220 
7 
3 
6 
5 
6 
2 
5 
4,5 
Да 
 
Таблица 1.2 
Параметры в ветвях схемы замещения (по вариантам) 
№ 
в. 
W1 
L1, 
км 
T11 
W2 
W3 
W4 
L2, 
км 
L3, 
км 
L4, 
км 
1. 
АС-150/24 15 
ТДН-16000 
А-70 
А-50 
А-95 
2 
4 
5 
2. 
АС-120/19 12 
ТДН-10000 
А-50 
А-50 
А-70 
3 
5 
4 
3. 
АС-70/11 
8 
ТМН-6300 
А-95 
А-50 
А-70 
4 
6 
4 
4. 
АС-240/32 11 
ТДН-25000 
А-70 
А-120 
А-150 
5 
7 
7 
5. 
АС-240/32 12 
ТДН-25000 
А-70 
А-150 
А-120 
6 
8 
6 
6. 
АС-300/39 38 
ТДН-40000 
А-95 
А-150 
А-50 
5 
7 
3 
7. 
АС-185/29 14 
ТДН-16000 
А-50 
А-70 
А-120 
4 
4 
6 
8. 
АС-300/64 50 
ТДН-40000 
А-70 
А-120 
А-150 
3 
3 
7 
9. 
АС-150/24 10 
ТДН-10000 
А-50 
А-120 
А-70 
2 
6 
4 
10. АС-400/51 39 
ТДН-40000 
А-70 
А-120 
А-95 
3 
5 
5 
11. АС-150/24 12 
ТМН-6300 
А-120 
А-50 
А-95 
4 
3 
5 
 
1 При отсутствии указанного трансформатора в ПК RastrWin3 необходимо взять 
аналогичный двухобмоточный трансформатор марки ТРДН. 

Продолжение таблицы 1.2  
№ 
в. 
W1 
L1, 
км 
T11 
W2 
W3 
W4 
L2, 
км 
L3, 
км 
L4, 
км 
12. АС-120/19 14 
ТДН-10000 
А-95 
А-120 
А-50 
5 
6 
3 
13. АС-185/29 13 
ТДН-16000 
А-120 
А-70 
А-95 
6 
4 
5 
14. АС-240/32 39 
ТДН-40000 
А-120 
А-95 
А-150 
5 
5 
7 
15. АС-300/39 35 
ТДН-40000 
А-150 
А-120 
А-70 
4 
6 
4 
16. АС-150/24 11 
ТМН-6300 
А-70 
А-120 
А-50 
3 
7 
3 
17. АС-185/29 12 
ТДН-25000 
А-150 
А-95 
А-120 
2 
4 
6 
18. АС-150/24 10 
ТДН-10000 
А-95 
А-50 
А-120 
3 
3 
6 
19. АС-240/32 36 
ТДН-40000 
А-120 
А-150 
А-95 
4 
8 
5 
20. АС-185/29 12 
ТМН-6300 
А-120 
А-70 
А-50 
5 
3 
3 
21. АС-120/19 9 
ТДН-10000 
А-95 
А-50 
А-120 
6 
2 
6 
22. АС-150/24 11 
ТДН-16000 
А-50 
А-120 
А-150 
5 
5 
7 
23. АС-240/32 14 
ТДН-25000 
А-120 
А-150 
А-120 
4 
8 
6 
24. АС-240/32 42 
ТДН-40000 
А-150 
А-95 
А-150 
3 
4 
7 
25. АС-120/19 16 
ТДН-10000 
А-50 
А-70 
А-95 
2 
3 
5 
26. АС-300/64 55 
ТДН-40000 
А-120 
А-95 
А-70 
3 
5 
4 
27. АС-120/19 10 
ТМН-6300 
А-70 
А-50 
А-95 
4 
2 
5 
28. АС-185/29 7 
ТДН-25000 
А-95 
А-150 
А-120 
5 
8 
6 
29. АС-240/32 27 
ТДН-40000 
А-150 
А-95 
А-50 
6 
6 
3 
30. АС-400/51 44 
ТДН-40000 
А-120 
А-150 
А-95 
5 
8 
5 
 
ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 2: «Моделирование электрических 
сетей напряжением 110/35/6(10)кВ в ПК RastrWin3» 
 
Цель работы: изучить основные принципы работы в ПК RastrWin3 для 
определения уровней напряжений в электрической сети напряжением 
110/35/6(10) кВ с расчетом и анализом потерь активной мощности в зависимости от уровня загрузок электрических сетей и изменения точки размыкания электрической сети. 
 
Пояснения к работе 
 
Городские электрические сети напряжением 6-35 кВ по своей конфигурации в большинстве случаев являются разомкнутыми. В некоторых случаях данные сети выполняются замкнутыми, но с обязательным размыканием 
замкнутого контура в какой-либо точке сети. В литературе их принято 
называть петлевыми. 
 
1 При отсутствии указанного трансформатора в ПК RastrWin3 необходимо взять 
аналогичный двухобмоточный трансформатор марки ТРДН. 

Петлевые сети обладают рядом особенностей. При размыкании электрической сети 6-35 кВ в произвольной точке уровни напряжений могут выходить за допустимые пределы. Также, из-за некорректного выбора точки 
размыкания сети, потери активной мощности могут быть значительно увеличиться. 
Необходимо отметить, что изменение места размыкания линии 6–35 кВ с 
двусторонним питанием приводит к перераспределению нагрузок не только 
в ветвях этой линии, но и между питающими подстанциями, что порождает 
изменение потерь во внешней сети [2]. 
Изменение топологии электрической сети служит средством снижения 
потерь мощности. Потери активной мощности в программах расчета установившихся режимов определяются через модули и углы напряжений по 
концам ветви, а изменение потерь в самой линии 6–35 кВ определяется 
непосредственно при расчете режима с различными местами размыкания. 
Выбор оптимального места размыкания должен приводить к минимуму 
суммарных потерь. 
Размыкание различных замкнутых контуров можно выполнить несколькими способами: 
• отключением линий электропередачи, 
• трансформаторов,  
• секционного выключателя на подстанции. 
При размыкании электрической сети необходимо учитываться несколько 
важных факторов: 
• допустимость длительного существования такого режима, 
• надежность электроснабжения, 
• обеспечение требований по устойчивости энергосистем (узлов нагрузки). 
Анализ потерь производится только при определенных заранее районах. 
В ПК RastrWin3 может быть задано множество районов. Однако для удобства их можно группировать. Подробно данная процедура описана в руководстве пользователя ПК RastrWin3.  
Среди прочего в ПК RastrWin3 предусмотрена возможность расчета и 
отображения потерь мощности по классам напряжения. 
 
Примечание: Вкладка «Потери» запускается по пути: Открыть –> Потери. 
На открытой вкладке необходимо задать ступень напряжения (заполнить левый 
столбец) и после расчета установившегося режима произойдет автоматическое 
заполнение строк таблицы. 
 
Исходные данные для задания трансформаторов и ЛЭП приведены в таблицах 2.1.Вi и 2.2.Вi Данные по узлам представлены в таблице 2.3.Вi. Схемы 
электрической сети изображены на Рис. 2.3.Вi, Рис. 2.3.Вi+1 и т.д.. 
В рамках данной работы под Вi понимается номер варианта. 
 

Порядок выполнения работы 
 
1. Построить схему электрической сети согласно своему варианту. 
 
1.1. Заполнить таблицу узлов. 
1.2. Заполнить таблицу ветвей. 
2. Произвести расчет установившегося режима для исходной схемы. 
3. Определить район/территорию выполнения анализа потерь (Рис. 2.1). 
 
Примечание: Вкладка «Районы» запускается по пути: Открыть –> Районы –> 
Районы. На открытой вкладке необходимо заполнить столбцы «Nр-н» и «Район». 
Все остальные столбцы заполняются автоматически при расчете. Для отображения района на схеме необходимо узлам, входящим в данный район, присвоить 
номер района («Nр-н») в таблице узлов. 
 
 
Рис. 2.1. Вкладка «Районы» 
 
4. Произвести расчет потерь (Рис. 2.2) мощности для исходной схемы. 
 
 
Рис. 2.2. Вкладка «Потери» 
 
5. Последовательно выполнить отключения линий электропередачи 
класса напряжения согласно варианту с расчетом установившегося режима 
и потерь мощности для каждого случая. 
 
Примечание: Выбор линий для отключения производится на основе комментария в столбце «Примечание» таблицы ветвей. Если в примечании указано 
«разомкнуто» на ЛЭП 35 кВ, значит, последовательно отключаются линии 35 кВ, 
входящие в данное электрическое кольцо. 
 
6. Сделать вывод по результатам расчетов. 
 
Контрольные вопросы 
 
1. Поясните процесс задания воздушных ЛЭП напряжением 6(10), 35, 110 кВ. 
2. Изобразите схему замещения ЛЭП напряжением 6(10)/35/110 кВ и запишите 
формулы для определения ее параметров.