Проектирование электроэнергетических систем

 
 
 
 
 
 
С. Н. Антонов, Е. В. Коноплев 

П. В. Коноплев, А. В. Ивашина 

 
 
ПРОЕКТИРОВАНИЕ  

ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ  

СИСТЕМ 

 
 
 
 
 
 
Учебное пособие 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Ставрополь 
2014 

УДК 621.311 
ББК 31.27-02я73 

А72 

Рецензенты: 
кандидат технических наук, доцент кафедры
«Электроснабжение и эксплуатация электрооборудования» 
ФГБОУ ВПО СтГАУ
В. Н. Шемякин; 

кандидат технических наук, доцент кафедры
«Теоретические основы электротехники» 
ФГБОУ ВПО СтГАУ
И. К. Шарипов

Антонов, С. Н. 

А72  
Проектирование электроэнергетических систем : учебное посо
бие / С. Н. Антонов, Е. В. Коноплев, П. В. Коноплев, А. В. Ивашина ; 
Ставропольский гос. аграрный ун-т. – Ставрополь, 2014 – 104 с. 

Изложены положения по проектированию систем электроэнергетики. 

Рассмотрены вопросы расчета распределительных электрических сетей
0,38–35 кВ. В качестве САПР используется программа «Электроснабжение 2.2». Приведены примеры проектирования электроснабжения сельскохозяйственных и промышленных объектов. 

Учебное пособие предназначено для студентов вузов очной и заочной

форм обучения по направлениям 140400 – Электроэнергетика и электротехника, 110800 – Агроинженерия. 

УДК 621.311 

ББК 31.27-02я73 

Рекомендовано к изданию методической комиссией

электроэнергетического факультета ФГБОУ ВПО Ставропольского ГАУ

(протокол № 9 от 18.05.2014) 

© ФГБОУ ВПО Ставропольский государственный аграрный университет, 2014 

ВВЕДЕНИЕ 
 
Общая задача, возникающая при проектировании систем передачи и 
распределения электроэнергии, заключается в выборе наиболее рациональных технических решений с наилучшими параметрами. При этом 
приходиться решать следующее наиболее характерные задачи: 
- выбор конфигурации электрической сети и ее конструктивного исполнения (воздушная, кабельная и т.д.); 
- выбор количества линий и числа трансформаторов подстанций; 
- выбор номинального напряжения линий; 
-выбор материала и площади сечений проводов линий; 
- выбор схем подстанций; 
- обоснование технических средств обеспечения требуемой надежности электроснабжения потребителей; 
- выбор технических средств обеспечения требуемого качества напряжения; 
- обоснование средств повышения экономичности функционирования электрической сети; 
- выбор средств повышения пропускной способности сети. 
При комплексном решении этих вопросов в процессе проектирования необходимо решить ряд задач. Для решения сложных комплексных 
задач требуется использование вычислительной техники. Использование 
систем автоматизированного проектирования позволяет более качественно подойти к решению задач проектирования распределительных сетей 
0,38; 6; 10; 35 кВ. 
В учебном пособии рассмотрены вопросы проектирования электроснабжения рассредоточенных объектов, описана работа с автоматизированной системой проектирования «Электроснабжение 2.2», разработанной 
на кафедре «Применение электрической энергии в сельском хозяйстве» 
Ставропольского ГАУ. 
По вопросам получения программного обеспечения и работы с ним 
обращайтесь к разработчикам konoplev82@mail.ru 
  

1 ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ КУРСОВОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ 
 
Переход народного хозяйства на индустриальные методы производства, широкое использование достижений науки и техники требуют комплексного решения ряда вопросов в электроэнергетике. Проработка этих 
решений на современном уровне рассматривается в дисциплине «Проектирование электроэнергетических систем». Эта дисциплина, по существу, 
итоговая, обобщающая и систематизирующая теоретические положения 
ряда предшествующих ей дисциплин. Поэтому при курсовом проектировании по дисциплине «Проектирование электроэнергетических систем необходимо использовать ранее полученные знания. 
Цели курсового проектирования: 
- закрепление теоретических знаний, полученных при изучении основной дисциплины «Проектирование электроэнергетических систем»; 
приобретение навыков проектирования систем электроэнергетики; 
- выполнение курсового проекта должно показать способность студента самостоятельно применять полученные знания при реконструкции 
электроэнергетических систем; 
- работа над курсовым проектом призвана подготовить студентов к 
выполнению выпускной квалификационной работы по избранной теме. 
В процессе выполнения курсового проекта студенты: 
- изучают правильно применять нормативные материалы, единую 
систему конструкторской документации (ЕСКД), справочные материалы, 
литературные источники; 
- применяют типовые проектные решения; 
- анализируют промежуточные результаты, дают общую техникоэкономическую оценку полученным результатам проектирования; 
- выполняя графическую часть проекта, студенты увязывают материалы расчетов с технологическими и конструкторскими решениями, полученными в результате проектирования. 

2 ПРАВИЛА ОФОРМЛЕНИЯ ПОЯСНИТЕЛЬНОЙ ЗАПИСКИ 
 
Оформление пояснительной записки и чертежей выполняется в соответствии с требованиями Государственного стандарта Российской Федерации от 1 июля 1996 г. «Единая система конструкторской документации. Общие требования к текстовым документам». 
Материал пояснительной записки следует излагать грамотно, в логической последовательности, по возможности кратко, но не в ущерб содержанию. Не следует включать в записку определение общеизвестных понятий, излагать общепринятые методы расчета, заимствованные из учебника 
или справочника. Необходимо сделать ссылку на литературу, указав в 
квадратных скобках порядковый номер из списка литературы, приводимого в конце пояснительной записки. 
Каждая страница текста должна быть пронумерована арабскими 
цифрами, проставляемыми в нижней части по центру страницы. 
Содержание пояснительной записки должно быть разделено на разделы, подразделы и пункты. Каждый раздел текста необходимо начинать с 
новой страницы. Разделы должны иметь порядковую нумерацию в пределах всей записки и обозначаться арабскими цифрами без точки в конце. 
Разделы и подразделы должны иметь наименования, которые записывают 
в виде заголовков прописными буквами без точки в конце, не подчеркивая, заголовки должны кратко и четко отражать содержание разделов, 
подразделов. Переносы слов в заголовках не допускаются. 
Подразделы должны иметь нумерацию в пределах каждого раздела. 
Номер подраздела состоит из номера раздела и подраздела, разделенных 
точкой. Разделы, как и подразделы, могут состоять из одного или нескольких пунктов. Номер пункта должен состоять из номера раздела, подраздела и пункта, разделенных точками. В конце номера пункта точка не 
ставится. Пункты, как, правило, заголовков не имеют. Нельзя помещать 
заголовки глав, разделов и подразделов в конце страницы. 
Внутри пунктов могут быть приведены перечисления. Перед каждой 
позицией перечисления следует ставить, дефис или, при необходимости 
ссылки в тексте документа на одно из перечислений, строчную букву, после которой ставится скобка. Каждый пункт и перечисления записываются 
с абзацного отступа. 
Расстояние между заголовком и текстом при выполнении пояснительной записки с применением печатающих устройств ЭВМ должно 
быть равно 3, 4 интервалам. Расстояние между заголовками раздела и 
подраздела - 2 интервала. Каждый раздел текстового документа рекомендуется начинать с нового листа (страницы). 
Текст документа должен быть кратким, четким и не иметь различных толкований. При изложении обязательных требований в тексте должны применяться слова «должен», «следует», «необходимо», «требуется 

чтобы», «не допускается» и т.д. При изложении других положений следует применять слова «могут быть», «как правило», «при необходимости», 
«может быть» и т.д. При этом допускается использовать повествовательную форму изложения текста, например, «применяют», «указывают» и 
т.п. В курсовом проекте должны применяться научно-технические термины, обозначения и определения, установленные соответствующими стандартами, а при их отсутствии – общепринятые в научно-технической литературе. 
В тексте курсового проекта не допускается: 
– применять обороты разговорной речи, техницизмы, профессионализмы; 
– применять для одного и того же понятия различные научно-технические 
термины при наличии разнозначных слов и терминов в русском языке; 
– применять произвольные словообразования; 
– применять сокращения слов, кроме установленных правилами русской 
орфографии; 
– применять знаки: (-) (минус), ∅ (диаметр), < (меньше), > (больше),          
= (равно), ≠  (не равно), № (номер), % (процент), ≥ (больше или равно), 
≤ (меньше или равно) – следует писать эти обозначения словами. 
В формулах в качестве символов следует применять обозначения, 
установленные соответствующими государственными стандартами. Все 
обозначения единиц физических величин должны соответствовать международной системе СИ. Эти обозначения нельзя писать в одной строке с 
формулами (сразу после формулы), их следует писать в конце расчетов. 
Пояснения символов и числовых коэффициентов, входящих в формулу, 
если они не пояснены ранее в тексте, должны быть приведены непосредственно под формулой. Пояснения каждого символа следует давать с новой строки в той последовательности, в которой символы приведены в 
формуле. Первая строка пояснения должна начинаться со слова «где» и 
без двоеточия после него. 
Пример: Ток в электрической цепи I, А вычисляют по формуле: 

,
z
U
I =
                                                            (2.1) 

где U – напряжение на участке электрической цепи, В;  
z – полное сопротивление электрической цепи, Ом. 
Формулы должны нумероваться сквозной нумерацией арабскими 
цифрами в пределах раздела, которые записываются на уровне формулы 
справа в круглых скобках. Номер формулы состоит из номера раздела и 
порядкового номера формулы в разделе, разделенных точкой. Ссылки в 
тексте на порядковые номера формул дают в скобках. 
 

3 ПРАВИЛА ОФОРМЛЕНИЯ ГРАФИЧЕСКОЙ ЧАСТИ 
 
Графический материал курсового проекта включает два листа формата А1, выполненных с использованием компьютерной техники. 
На первом листе выполняется план расположения силового электрооборудования основного производственного помещения объекта электрификации, с расчетной схемой электрооборудования. На плане тонкими 
линиями показывают предельно упрощенную строительную часть здания 
(помещения) и контуры технологического оборудования, а элементы 
электрических сетей и электрооборудования выделяют более толстыми 
линиями. 
На плане силового электрооборудования около условного изображения приемника электрической энергии (электродвигатель, водонагреватель и т.д.) пишется дробь, в числителе которой указывается номер токоприемника, а в знаменателе – его номинальная мощность в кВт. На выноске от силовой сети, идущей к токоприемнику, в числителе указывается 
марка и количество кабелей или проводов, число и сечение жил, а в знаменателе – способ прокладки. 
На втором листе необходимо привести структурную (функциональную или блок-схему) и принципиальную электрическую схемы автоматизации и управления одним или двумя основными технологическими процессами (по заданию руководителя), а также необходимые для пояснения 
принципа работы диаграммы, графики, чертежи общих видов установок, 
шкафов, пультов управления. 
При проектировании [1, 2, 3, 7, 8] схем надо стремиться к их компактности, но не в ущерб ясности и читаемости. Для этого схема должна 
содержать наименьшее количество изломов и пересечений линий связи, а 
расстояние между соседними параллельными линиями связи должно быть 
не менее 3 мм. 
На принципиальной электрической схеме показывают: 
1 Схему главных (силовых) цепей. Ее выполняют обычно в развернутом виде и в многолинейном изображении. 
2 Цепи управления, регулирования, защиты измерения и сигнализации. 
3 Надписи, поясняющие принцип работы цепей автоматики и управления. 
Все элементы принципиальных схем изображают в виде условных 
графических обозначений, установленных в соответствующих стандартах 
ЕСКД. Коммутирующие устройства изображают в отключенном положении, то есть при отсутствии тока во всех цепях схемы и исключении 
внешних механических сил, воздействующих на подвижные части аппара

тов. Переключатели, не имеющие отключенного положения, изображают 
в одном из положений, принятом за исходное. Контакты приборов, измеряющих технологические параметры, например, температуру, давление, 
показываются в соответствии с их положением при оптимальном значении этих параметров. 
Каждый элемент, изображенный на схеме, должен иметь позиционное обозначение по ГОСТ 2.710-81. Позиционное обозначение состоит из 
двух частей (двухбуквенный код) [3, 4, 5, 6]. Первая часть содержит две 
прописные буквы латинского алфавита, обозначающие условный код элементы, а вторая часть – порядковый номер элементы. Например: КК2 - 
второе электротепловое реле. 
 
Таблица 3.1 – Буквенные коды наиболее распространенных видов элементов 

Первая буква кода 
(обязательная) 
Группа видов элементов 
Примеры видов элементов 

А 
Устройства 
Усилители, приборы телеуправления, лазеры, мазеры 

В 

Преобразователи неэлектрических величин в электрические 
(кроме генераторов и источников питания) или наоборот аналоговые или многоразрядные 
преобразователи или датчики 
для указания или измерения 

Громкоговорители, микрофоны, 
термоэлектрические чувствительные элементы, детекторы ионизирующих излучений, звукосниматели, сельсины 

С 
Конденсаторы 
 

D 
Схемы интегральные, микросборки 

Схемы интегральные аналоговые 
и цифровые, логические элементы, устройства памяти, устройства 
задержки 

Е 
Элементы разные 
Осветительные устройства, нагревательные элементы 

F 
Разрядники, предохранители, 
устройства защитные 

Дискретные элементы защиты по 
току и напряжению, плавкие предохранители, разрядники 

G 
Генераторы, источники питания, кварцевые осцилляторы 

Батареи, аккумуляторы, электрохимические и электротермические 
источники 

Н 
Устройства индикационные и 
сигнальные 
Приборы звуковой и световой 
сигнализации, индикаторы 

К 
Реле, контакторы, пускатели 
Реле токовые и напряжения, реле 
электротепловые, реле времени, 
контакторы, магнитные пускатели

L 
Катушки индуктивности, дроссели 
Дроссели люминесцентного освещения 

М 
Двигатели 
Двигатели постоянного и пере

менного тока 

Р 
Приборы, измерительное оборудование 

Показывающие, регистрирующие 
и измерительные приборы, счетчики, часы 

Q 
Выключатели и разъединители 
в силовых цепях 

Разъединители, короткозамыкатели, автоматические выключатели 
(силовые) 

R 
Резисторы 
Переменные резисторы, потенциометры, варисторы, терморезисторы 

S 
Устройства коммутационные в 
цепях управления, сигнализации и измерительных 

Выключатели, переключатели, 
выключатели, срабатывающие от 
различных воздействий 

T 
Трансформаторы, автотрансформаторы 
Трансформаторы тока и напряжения, стабилизаторы 

U 
Преобразователи электрических величин в электрические, 
устройства связи 

Модуляторы, демодуляторы, дискриминаторы, инверторы, преобразователи частоты, выпрямители

V 
Приборы электровакуумные, 
полупроводниковые 

Электронные лампы, диоды, транзисторы, тиристоры, стабилитроны 

W 
Линии и элементы сверхвысокой частоты, антенны 
Волноводы, диполи, антенны 

X 
Соединения контактные 
Штыри, гнезда, разборные соединения, токосъемники 

Y 
Устройства механические с 
электромагнитным приводом 
Электромагнитные муфты, тормоза, патроны 

Z 
Устройства оконечные, фильтры, ограничители 
Линии моделирования, кварцевые 
фильтры 

 
 
Таблица 3.2 – Примеры двухбуквенных кодов 

Первая буква 
кода  
(обязательная) 

Группа видов  
элементов 
Примеры видов  
элементов 
Двухбуквенный 
код 

А 
Устройство (общее обозначение) 
 
 

Громкоговоритель 
ВА 

Магнитострикционный 
элемент 
ВВ 

Детектор ионизирующих 
излучений 
BD 

Сельсин-приемник 
BE 

Телефон (капсюль) 
ВF 

Сельсин-датчик 
ВС 

В 
Преобразователи неэлектрических величин 
в электрические (кроме 
генераторов и источников питания) или наоборот аналоговые или 
многоразрядные преобразователи или датчики 
для указания или изме- Тепловой датчик 
ВК 

Фотоэлемент 
BL 

Микрофон 
ВМ 

Датчик давления 
ВР 

Пьезоэлемент 
BQ 

Датчик частоты вращения 
(тахогенератор) 
BR 

Звукосниматель 
BS 

рения 

Датчик скорости 
BV 

C 
Конденсаторы 
 
 

Схема интегральная аналоговая 
DA 

Схема интегральная, цифровая, логический элемент 
DD 

Устройства хранения информации 
DS 

D 
Схемы интегральные, 
микросборки 

Устройство задержки 
DT 

Нагревательный элемент 
ЕК 

Лампа осветительная 
EL 
Е 
Элементы разные 
Пиропатрон 
ЕТ 

Дискретный элемент защиты по току мгновенного действия 
FA 

Дискретный элемент защиты по току инерционного действия 
FP 

Предохранитель плавкий 
FU 

F 
Разрядники, предохранители, устройства защитные 

Дискретный элемент защиты по напряжению, 
разрядник 
FV 

G 
Генераторы, источники 
питания 
Батарея 
GB 

Прибор звуковой сигнализации 
НА 

Индикатор символьный 
HG 
H 
Устройства индикационные и сигнальные 
Прибор световой сигнализации 
HL 

Реле токовое 
КА 

Реле указательное 
КН 

Реле электротепловое 
КК 

Контактор, магнитный 
пускатель 
КМ 

Реле времени 
КТ 

К 
Реле, контакторы, пускатели 

Реле напряжения 
KV 

L 
Катушки индуктивности, дроссели 
Дроссель люминесцентного освещения 
LL 

М 
Двигатели