Назначением расчетов режимов электрических сетей являются: выбор схемы и параметров сети, в т. ч. определение загрузки элементов сети и соответствия их пропускной способности ожидаемым потокам мощности, а также выбор сечений проводов и мощностей трансформаторов;

выбор средств регулирования напряжения, компенсации реактивной мощности и оптимизации потокораспределения;

выявление тенденций изменения потерь мощности и электроэнергии в электрических сетях и разработка мероприятий по их ограничению;

разработка мероприятий по обеспечению устойчивости электроэнергетической системы (ОЭС).

Для указанных целей в схемах развития энергосистем и электрических сетей выполняются расчеты:

В зависимости от рода первичного двигателя синхронные генераторы делятся на турбогенераторы (с приводом от паровых или газовых турбин) и гидрогенераторы (с приводом от водяных турбин). Обозначения типов синхронных генераторов приведены ниже.

Турбогенераторы выполняются с горизонтальной осью вращения. Диаметр ротора турбогенератора значительно меньше, чем его активная длина, ротор обычно имеет неявнополюсное исполнение. Предельный диаметр ротора при частоте вращения 3000 об /мин по условиям механической прочности составляет 1,2–1,25 м. Активная длина ротора по условиям механической жесткости не превышает 6,5 м.

В России насчитывается около 3000 городов (включая поселки городского типа), в которых проживает порядка 110 млн человек.

Электрические сети в городах делятся на электроснабжающие (110 кВ и выше) и распределительные 0,38 и 6-10 кВ.

В настоящее время с помощью городских сетей распределяется около половины вырабатываемой в стране электроэнергии (коммунально-бытовая сфера потребляет до 20 % электроэнергии, в т. ч. население 10–12 %). Общая протяженность сетей 0,38–10 кВ ориентировочно составляет 900 тыс. км при наличии порядка 300 тыс. шт. ТП 6-10/0,4 кВ с установленной мощностью трансформаторов порядка 90 тыс. МВА. Протяженность ВЛ 0,38 кВ составляет почти 50 % от общей протяженности распределительных сетей. Для технического обновления городских сетей с учетом их старения необходимо ежегодно заменять порядка 6–7 % воздушных и 3–4 % КЛ и ТП.

К электрическим сетям сельскохозяйственного назначения принято относить сети напряжением 0,4-110 кВ, от которых снабжаются электроэнергией преимущественно (более 50 % расчетной нагрузки) сельскохозяйственные потребители (включая производственные нужды, мелиорацию, коммунально-бытовые потребности и культурное обслуживание).

Электрификация сельского хозяйства России, начиная с 50-х годов, осуществлялась высокими темпами.

Общая протяженность электрической сети 0,4-35 кВ на начало 2000 г. составила около 2 млн км, в том числе: около 160 тыс. км ВЛ 35 кВ, 1 млн 70 тыс. км ЛЭП 6-10 кВ (в том числе 13,5 тыс. км КЛ), 770 тыс. км линий 0,4 кВ (из них около 5 тыс. км КЛ), более 7130 ТП сельскохозяйственного назначения 35/6-10 кВ суммарной установленной мощностью около 40 млн кВА и 515 тысяч ТП 6-35/0,4 кВ общей мощностью трансформаторов около 90 млн кВА.

Широкое развитие электрических сетей в нашей стране началось в 60-х годах. За 25 лет — с 1961 по 1985 гг. — построено более 85 % всей протяженности линий электропередачи 35 кВ и выше. Этот период характеризовался ежегодным строительством порядка 2530 тыс. км линий электропередачи 35 кВ и выше и вводом около 30 ГВА мощности ПС. Данный этап развития электрических сетей, который можно характеризовать, как «электрификацию вширь», следует считать необходимым этапом экстенсивного развития.

В период экстенсивного развития электрических сетей применялись некоторые упрощенные решения, что вполне объяснимо при необходимости в короткие сроки и при ограниченных капиталовложениях и материальных ресурсах охватить централизованным электроснабжением максимум территории страны. Значительная часть ПС 35-110 кВ сельскохозяйственного назначения являются однотрансформаторными, такое же количество имеют одностороннее питание. Более 10 % эксплуатируемых ВЛ 35-110 кВ сооружены на деревянных опорах, значительное количество ВЛ имеют низкую механическую прочность из-за несоответствия их характеристик фактическим гололедно-ветровым нагрузкам.

Магистральные нефтепроводы и газопроводы как потребители электроэнергии имеют те же особенности, что и электрифицированные железные дороги: протяженный характер с близкими значениями нагрузок нефтеперекачивающих станций (НПС) нефтепроводов и КС газопроводов, расположенных примерно на равных расстояниях одна от другой, а также высокие требования к надежности электроснабжения.

Подстанции, питающие НПС магистральных нефтепроводов, располагаются, как правило, на расстоянии 40–50 км одна от другой, а КС магистральных газопроводов — на расстоянии 80–90 км.

На насосных установках НПС используется электрический привод, на газоперекачивающих агрегатах КС — электрический или газотурбинный привод. При газотурбинном приводе электрические нагрузки КС незначительны, электроснабжение осуществляется от ближайших ПС сети на напряжении 10—110 кВ или от электростанции малой мощности, установленной на КС. На электроприводных КС электрические нагрузки достаточно велики; для электроснабжения КС требуется сооружение сетей напряжением 110–330 кВ.