Непрерывное изменение электрических нагрузок приводит к непрерывному изменению падений напряжения в элементах сети и, следовательно, к непрерывному изменению отклонений напряжения от его номинального значения в различных узлах электрической сети. Причинами этого являются:
- потери напряжения, вызываемые токами нагрузки, протекающими по элементам сети;
- неправильный выбор сечений токоведущих элементов и мощности силовых трансформаторов;
- неправильно построенные схемы сетей.
В нормальном установившемся режиме работы электрической сети на выводах приемников электрической энергии в течении суток не должны превышать предельно допустимые значения , и при этом с вероятностью 0,95 значения не должны превышать нормально допустимые значения .
В послеаварийном режиме работы электрической сети значения на выводах приемников электрической энергии не должны превышать предельно допустимые значения. При аварийных нарушениях в электрической сети допускается кратковременный выход значений за предельно допустимые значения с последующим их восстановлением до значений, установленных для послеаварийного режима.
Учет надежности при рассмотрении режима напряжений заключается в том, чтобы в любых нормальных, аварийных и послеаварийных режимах напряжения в любых точках электрической сети не должны превышать или быть ниже определенного допустимого значения.
Наибольшее рабочее напряжение электрической сети, определяемые надежностью работы изоляции, нормируются ГОСТом.
Наименьшие рабочие напряжения электрических сетей 110кВ и выше, определяемые, главным образом, устойчивостью параллельной работы генераторов и узлов нагрузки, ограничиваются на уровне .
Экономичность режима напряжений электрической сети обусловлена величиной потерь активной мощности и энергии в ее элементах. Эти потери в продольных активных сопротивлениях линий и трансформаторов обратно пропорциональны квадрату напряжения. Поэтому повышение уровня напряжения является одним из основных средств уменьшения потерь мощности и энергии в электрических сетях напряжением до 220кВ включительно.
Следовательно, для обеспечения требуемых технико-экономических показателей режимов работы электрических сетей необходимо регулировать напряжение. Для различных электрических сетей цели регулирования напряжения различаются между собой.
Основной целью регулирования напряжения в местных распределительных сетях, находящихся в непосредственной электрической близости от потребителей, является поддержание отклонений напряжения в пределах, установленных ГОСТом.
Основной целью регулирования напряжения в районных распределительных сетях является обеспечения экономичного режима их работы за счет уменьшения потерь мощности и энергии.
Основной целью регулирования напряжения в системообразующих сетях является ограничение внутренних перенапряжений для обеспечения надежной работы изоляции оборудования таких сетей, предельное рабочее напряжение которых составляет .
Регулирование напряжение осуществляется:
- на шинах генераторов и повышающих трансформаторов электростанций;
- на шинах высшего и среднего напряжения крупных узловых подстанций в системообразующих сетях;
- на шинах центров питания распределительных районных и местных электрических сетей;
- в линиях, питающих крупных потребителей электрической энергии;
- в местах подключения мощных приемников.