При проектуванні розвитку електричної мережі одночасно з розробкою питання про конфігурацію електричної мережі вирішується питання про вибір її номінальної напруги. Шкала номінальних лінійних напруг електричних мереж встановлена ГОСТ 721-77 і становить наступний ряд:
0,38; 3; 6; 10; 20; 35; 110; 150; 220; 330; 500; 750; 1150 кВ.
При виборі номінальної напруги мережі враховуються такі загальні рекомендації:
напруги 6. 10 кВ використовуються для промислових, міських і сільськогосподарських розподільних мереж; найбільшого поширення для таких мереж отримало напруга 10 кВ; застосування напруги 6 кВ для нових об'єктів не рекомендується, а може використовуватися при реконструкції існуючої електричної мережі при наявності в ній високовольтних двигунів на таку напругу;
в даний час у зв'язку з ростом навантажень комунально-побутового сектора є тенденція до підвищення напруги розподільних мереж у великих містах до 20 кВ;
напруга 35 кВ широко використовується для створення центрів живлення сільськогосподарських розподільних мереж 10 кВ; в зв'язку з ростом потужностей сільських споживачів для цих цілей починає застосовуватися напруга 110 кВ;
напруги 110 ... 220 кВ застосовуються для створення регіональних розподільних мереж загального користування та для зовнішнього електропостачання великих споживачів;
напруги 330 кВ і вище використовуються для формування системоутворюючих зв'язків ЄЕС і для видачі потужності великими електростанціями.
Історично в нашій країні сформувалися дві системи напруг електричних мереж (110 кВ і вище). Одна система 110 (150), 330, 750 кВ характерна в основному для Північно-Заходу і частково Центру і Північного Кавказу. Інша система 110, 220, 500 кВ характерна для більшої частини території країни. Тут в якості наступному ступені прийнято напруга 1150 кВ. Електропередача такого напруження будувалася в 80-х роках минулого століття і призначалася для передачі електроенергії з Сибіру і Казахстану на Урал. В даний час ділянки електропередачі 1150 кВ тимчасово працюють на напрузі 500 кВ. Переклад цієї електропередачі на напругу 1150 кВ буде здійснено пізніше.
де Р. кВт, L. км, дає прийнятні результати при значеннях L 250 км і Р 60 МВт.
де Р. МВт; L. км, дає задовільні результати для всієї шкали номінальних напруг від 35 до 1150 кВ [5].
Вибір номінальної напруги електричної мережі, що складається з певної кількості ліній і підстанцій, є в загальному випадку завданням техніко-економічного порівняння різних варіантів. Тут, як правило, необхідно враховувати витрати не тільки на лінії електропередачі, а й на підстанції. Пояснимо це на простому прикладі.
Проектується електрична мережа, що складається з двох ділянок довжиною L1 і L 2 (рис. 4.1, а). Попередня оцінка номінального напруги показала, що для головного ділянки слід прийняти напрузі 220 кВ, а для другої ділянки 110 кВ. В цьому випадку необхідно порівняти два варіанти.
У першому варіанті (рис. 4.1, б) вся мережа виконується на напругу 220 кВ. У другому варіанті (рис. 4.1, в) головний ділянку мережі виконується на напрузі 220 кВ, а друга ділянка - на напрузі 110 кВ.
У другому варіанті лінія W 2 напругою 110 кВ і підстанція 110/10 кВ з трансформатором Т будуть дешевше, ніж лінія W 2 напругою 220 кВ і підстанції 220/10 кВ з трансформатором Т2 першого варіанту. Однак підстанція 220/110/10 кВ з автотрансформатором АТ другого варіанту буде дорожче, ніж підстанція 220/10 кВ з трансформатором Т1 першого варіанту.
Мал. 4.1. Схема (а) і два варіанти (б) і (в) напруг мережі
Остаточний вибір напруги мережі визначиться в результаті порівняння цих варіантів за витратами. При відміну витрат менш ніж на 5% перевагу слід віддати варіанту з більш високим номінальною напругою.