Электрооборудование подстанций и осветительные сети предприятий, организаций и учреждений

Москва  2019

МИНИС ТЕРС ТВО НАУКИ И ВЫСШ ЕГО О Б РА З О ВА Н И Я РФ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ 
ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ 
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ «МИСиС»

ГОРНЫЙ ИНСТИТУТ

Кафедра энергетики и энергоэффективности  
горной промышленности

Л.А. Плащанский

ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ  
ПОДСТАНЦИЙ И ОСВЕТИТЕЛЬНЫЕ 
СЕТИ ПРЕДПРИЯТИЙ, ОРГАНИЗАЦИЙ 
И УЧРЕЖДЕНИЙ

Учебное пособие

Утверждено Методическим советом НИТУ «МИСиС»

№ 3461

УДК  621.3:622 
П37

Рецензенты:
д-р техн. наук, проф. М.С. Ершов  
(Российский государственный университет нефти газа  
им. И.М. Губкина);
канд. техн. наук И.А. Шевченко (ООО «РК Таврида-Электрик»)

Плащанский Л.А.
П37  
Электрооборудование подстанций и осветительные сети предприятий, организаций и учреждений: учеб. пособие / Л.А. Плащанский. – М. : Изд. Дом НИТУ «МИСиС», 2019. – 180 с.
ISBN 978-907067-42-2

Рассмотрены требования к источникам света, виды освещения, методы 
расчета электрического освещения, построения осветительных сетей, расчета 
электрических нагрузок, приведен расчет токов короткого замыкания, выбор 
источников питания, защитно-коммутационной аппаратуры и линий питания, 
а также средств релейной защиты, защиты от перенапряжений и устройств заземления в сетях напряжением до и выше 1 кВ.  
Предназначено для бакалавров, обучающихся по направлению подготовки 13.03.02 «Электроэнергетика и электротехника» профиль «Управление 
энергоресурсами предприятий, организаций и учреждений», специалистов 
по направлению 21.05.04 «Электрификация и автоматизация горного производства»; магистров по направлению подготовки 13.04.02 «Электроэнергетика 
и электротехника» профиль «Электрификация и энергоэффективность горныхпредприятий»; аспирантов по направлению подготовки 13.06.01 «Электро- 
и теплотехника». 

УДК 621.3:622

 Л.А. Плащанский, 2019
ISBN 978-907067-42-2
 НИТУ «МИСиС», 2019

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение  ...................................................................................................4
1. Внутренннее электроснабжение предприятий, организаций 
и учреждений  .......................................................................................... 11
1.1. Общие требования к источникам света .........................................11
1.2. Характеристики светильников ...................................................... 25
1.3. Общие указания по выбору светильников  .................................. 29
1.4. Методы расчета электрического освещения и определение 
мощности осветительной установки ................................................... 34
1.5. Напряжение питания осветительных сетей ................................. 49
1.6. Выбор электрооборудования управления 
и защиты напряжением до 1 кВ ............................................................ 51
1.7. Выбор сечения проводников в сетях напряжением до 1 кВ ...... 81
1.8. Требования к прокладке электрических сетей ............................ 93
1.9. Источники питания, защитная аппаратура и управление 
освещением  ............................................................................................ 99
1.10. Расчет токов короткого замыкания  
в сетях напряжением до 1 кВ  ............................................................. 108
2. Внешнее электроснабжение предприятий, организаций 
и учреждений .........................................................................................130
2.1. Определение расчетной нагрузки ............................................... 130
2.2. Определение напряжения внешнего электроснабжения .......... 131
2.3. Выбор силовых трансформаторов .............................................. 132
2.4. Расчет воздушных и кабельных линий  
в сетях напряжением выше 1 кВ  ....................................................... 135
2.5. Характерные схемы электроснабжения предприятий .............. 157
2.6. Расчет токов короткого замыкания  
в сетях напряжением выше 1 кВ  ....................................................... 157
2.7. Выбор и расчет релейной защиты  .............................................. 157
2.8. Расчет заземляющих устройств  .................................................. 160
2.9. Молниезащита подстанций  
и воздушных линий .............................................................................. 164
2.10. Компенсация реактивной мощности ........................................ 169
2.11. Определение стоимости электроэнергии и основных 
показателей электропотребления ....................................................... 169
Библиографический список  ................................................................174

ВВЕДЕНИЕ 

В учебном плане направления 13.03.02 «Электроэнергетика и электротехника » (профиль «Управление энергоресурсами предприятий, 
организаций и учреждений») предусмотрена дисциплина «Электроснабжение» с курсовым проектом в 8 семестре. 
Требования к выполнению курсового проекта изложены в соответствии со стандартом предприятия «Системы управления качеством 
подготовки специалистов». 
Целью курсового проектирования является привитие компетенций, 
направленных на расширение и углубление теоретических знаний 
студентов и ознакомление их с новейшими достижениями в области 
проектной документации и проектирования систем электроснабжения предприятий, организаций и учреждений. 
В ходе курсового проектирования студенты приобретают опыт самостоятельного решения инженерных задач по электроснабжению 
предприятий, а также получают и расширяют навыки пользования 
нормативной и справочной литературой. 
Темы курсовых проектов должны соответствовать современному 
уровню техники и проектирования, объему теоретических знаний, 
практических навыков и личностных качеств, полученных студентами на производственной практике, и включать вопросы, с которыми 
они могут встретиться в своей профессиональной деятельности. 
Для придания курсовому проекту реального характера задание на 
проектирование выдается применительно к предприятию, где студенты проходили производственную практику, в процессе которой они 
должны собрать необходимый материал и сведения для успешного 
выполнения курсового проекта. 
Данное пособие определяет объем, порядок и содержание разделов проекта по электроснабжению соответствующего предприятия. 
Задание на курсовой проект студент получает на выпускающей кафедре и выполняет ее под руководством преподавателя (форма задания приводится). 
Курсовой проект состоит из расчетно-пояснительной записки и 
графической части, оформляемой в виде чертежа, графиков и схем. 
Расчетно-пояснительная записка, в соответствии с ГОСТ 2.105, 
представляет собой текстовую часть объемом 30…35 страниц, содержащую описание задания, технические расчеты, характеристики 
и экономические показатели объекта проектирования. Все решения 

принимаются в соответствии с ГОСТ, СНиП, ПУЭ и другими нормативно-техническими документами. 
Основной задачей курсового проектирования является формирование профессиональных навыков для решения инженерных задач, 
связанных с будущей профессиональной деятельностью специалиста; 
развитие у студентов основ творческого мышления и навыков находить обоснованные технико-экономические решения; использование 
норм и правил проектирования; развитие навыков применения современных методов расчета. 
Тематика курсового проектирования определяется и утверждается 
решением кафедры, а объем и трудоемкость определяются учебной 
программой дисциплины. Желательно обеспечить преемственность 
тематики курсового проектирования и выпускной квалификационной 
работы. 
Рекомендуется следующий состав и порядок расположения материала в записке:
• титульный лист проекта стандартного образца;
• задание на выполнение курсового проекта;
• титульный лист расчетно-пояснительной записки;
• содержание проекта;
• введение (цели проекта);
• техническое описание и краткий анализ объекта проектирования;
• содержательная часть записки;
• список литературы, использованные проектные и справочные 
материалы. 
Расчетно-пояснительная записка должна быть представлена в компьютерном виде на листах формата A4 и иметь сквозную нумерацию. 
Поля: левое – 30 мм, остальные – не менее 20 мм. Использование 
машинной графики является предпочтительным. 
Содержание записки должно соответствовать заданию и включать:
1. Введение.
2. Определение расчетных электрических нагрузок.
3. Выбор сечения жил кабелей и проводов ВЛ по нагреву, потере 
напряжения, экономической плотности тока, термической стойкости.
4. Выбор мощности силовых трансформаторов трансформаторных 
подстанций предприятия и так называемых цеховых трансформаторов.
5. Расчет токов короткого замыкания.
6. Выбор коммутационной аппаратуры.
7. Выбор и расчет релейной защиты для одного из элементов СЭС.

8. Расчет защитного заземления и защиты от перенапряжений.
9. Расчет осветительной сети. 
10. Основные технико-экономические показатели предприятия. 
Расчетные формулы должны сопровождаться пояснением всех 
буквенных обозначений с указанием размерностей входящих в них 
величин. Однотипные расчеты приводить не рекомендуется. При 
многократности повторяемых однотипных расчетов следует привести расчетную формулу, дать один-два примера расчета, а результаты 
последующих расчетов свести в таблицу. Все таблицы должны быть 
пронумерованы. 
Графическая часть проекта представляет собой 1…2 листа формата A1 (594×841 мм). Чертежи и иллюстрации, вклеиваемые в расчетно-пояснительную записку, выполняются на отдельных страницах. Условные обозначения должны соответствовать требованиям 
ГОСТ 701–2008, 
ГОСТ 2.702–75. Все чертежи должны выполняться в соответствии 
с ЕСКД. В нижнем правом углу размещают штамп (рис. В1). 
Принципиальная схема электроснабжения приводится с указанием 
всех элементов: трансформаторных подстанций, распределительных 
пунктов, сечения и длины проводов и кабелей, защитной и коммутационной аппаратуры, а также спецификации электрооборудования. 
В зависимости от принятого типа подстанции, распределительного 
пункта (РП) или вводного распределительного устройства (ВРУ) приводится схема расположения электрооборудования. 
Формы обложки и титульного листа прилагаются. 
В качестве примера приведен определенный справочный материал, не заменяющий опубликованную справочную литературу и  
Интернет-ресурс. 

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ  
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ 
УНИВЕРСИТЕТ НИТУ «МИСиС»
ГОРНЫЙ ИНСТИТУТ 
Кафедра Энергетики и энергоэффективности горной промышленности 

ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ 
по дисциплине «Электроснабжение»

Студенту______________________ группы____________________ 

1. Тема проекта ___________________________________________
_________________________________________________________
2. Исходные данные к проекту – приведены на обороте
3. Содержание расчетно-пояснительной записки: 
• расчет освещения производственного помещения: выбор светильников, их количество и размещение, расчет сети освещения, 
выбор аппаратуры защиты; определение расчетных нагрузок и 
выбор силовых трансформаторов ТП; расчет линий питания от 
источника до ТП; расчет токов короткого замыкания и выбор 
коммутационных аппаратов для ТП; выбор защиты для силового 
трансформатора ТП; расчет сети заземления и грозозащиты; выбор НКУ для РП-О,4 кВ; определение энергетических показателей 
предприятия. 
4. Графическая часть: лист ф-та А1 со схемой электроснабжения, 
спецификация оборудования, перечень ссылочных документов; схемы и графики к расчетам – в пояснительной записке.

«____»___________ 20 г. 

Руководитель проекта:____________ проф. Плащанский Л.А 

Исходные данные к проекту:
1. Общая установленная мощность ____________________ кВт
2.  Установленная мощность потребителей напряжением 0,4 кВ 
____________ кВт
3. Коэффициент мощности __________
4. Тип и длина линий питания от источника питания до ТП 
_________________________________
5. Среднесменный коэффициент ___________
6. Источники питания _____________________________________
7. Напряжение питания ____________________________________
8. Установки напряжением выше 1 кВ ________________________
_________________________________________________________
9. Размеры освещаемого помещения__________________________ 

7 
10 
23 
15 
10 
 

 
 

 
 

 
 

 5* 

  
  
  
 

 
  
  
  
  
 КП ‐13.03.02   Год выполнения № зач. КН. – 54 – 
Э …15 

 

 
  
  
  
  
  
 Литера. 
 Масса 
 Масшт. 

5 

 
  
  
  
  
(3)
  
  
  
  
  
 

 

Изм 
 Коп. 
 № докум 
 Подпись 
 Дата 
(2) 
(4) 
У
 
5 
17 
18 

15 

 Разраб. 
  
  
  
 

 
 
 

 
 

Руковод. 
  
  
  
 
 Лист 
 Листов 

5 

Консульт. 
  
  
  

 (5) 

20 
(7) 
 

 
 
50

 
185 
 

Рис. В1. Форма штампа и пояснение к его заполнению 

Основная надпись для чертежей:
– обозначение чертежа; (2) – тема проекта; (3) – литера (У – учебный 
чертеж); (4) – порядковый номер листа; (5) – название чертежа 
(схемы); (6) – сокращенное название учебного заведения; (7) – общее 
число листов, 54 – шифр кафедры ЭЭГП. 

Шифры электрических схем: 
Э – электрическая:1 – структурная; 2 – функциональная; 3 – принципиальная; 4 – соединений; 5 – подключения; 6 – общая; 7 – расположения. 

Обложка курсового проекта

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

Национальный исследовательский технологический университет
НИТУ «МИСиС»

Московский горный институт

Кафедра Энергетики и энергоэффективности горной промышленности

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ 
По дисциплине____________________________________________
Тема_____________________________________________________
_________________________________________________________

Выполнил студент_________________________________________
________ курса; группа____________

Руководитель проекта______________________________________

К защите_______________________________ (дата, подпись руководителя) 

Проект защищен с оценкой__________________________________

Председатель комиссии_____________________________________ 

Члены комиссии:__________________________________________ 
_________________________________________________________ 

Москва 20___ 

Титульный лист 
расчетно-пояснительной записки

Московский горный институт
Кафедра Энергетики и энергоэффективности горной промышленности 

Расчетно-пояснительная записка 
курсового проекта 

Тема_______________________________________________________

Руководитель______________________________________________

Разработал студент_________________________________________
______ курса, группа____________ 

20____ г. 

1. ВНУТРЕНННЕЕ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ 
ПРЕДПРИЯТИЙ, ОРГАНИЗАЦИЙ 
И УЧРЕЖДЕНИЙ 

1.1. Общие требования к источникам света

Производственные помещения большинства предприятий могут 
иметь низкую естественную освещенность, у многих наблюдается наличие агрессивных газов; пыли, иногда самовозгораемой; низкий коэффициент отражения окружающего пространства; повышенную влажность. 
Помещения организаций и учреждений обладают значительным 
комфортом и удобством эксплуатации, однако и они не всегда удовлетворяют критериям качества освещения.
К критериям качества освещения относятся: обеспечение нормируемых показателей освещенности, безопасность, экономичность, надежность, комфортность, эстетичность и удобство в эксплуатации.
При выборе источника света следует учитывать, что по сравнению с лампами накаливания наблюдается снижение расхода электроэнергии у ламп типа ДРЛ на 40%, у люминесцентных на 55%, ДРИ на 
65%, а у натриевых до 70%.
В табл. 1.1 приведены основные значения параметров современных источников света.
Определяющим является выбор системы и вида освещения. СНиП 
различает две системы освещения: общего (равномерного или локализованного) и комбинированного. При любой системе допускается 
отклонение расчетной освещенности от нормированной в любой точке поверхности на +20…–10%.
Общее освещение рекомендуется устраивать во всех помещениях, где 
нормированная освещенность при лампах накаливания составляет 50 лк, 
а при люминесцентных – 150 лк. В таких случаях предпочтение отдается 
локализованному освещению. При этом на других участках рабочей поверхности помещения освещенность не должна быть ниже 75% средней.
Систему комбинированного освещения (общего и местного) рекомендуют в случаях, когда необходимо создать на рабочих поверхностях освещенность выше 75 лк при лампах накаливания и 150 лк при 
газоразрядных лампах. Светильники местного освещения устанавливают на рабочем месте или применяют местный светильник.
Различают следующие виды освещения: рабочее, технологическое, дежурное, аварийное и ремонтное.