Рационально построенная электрическая сеть должна обеспечивать нормативные уровни надежности электроснабжения потребителей, нормированное качество электроэнергии, электробезопасность элементов сети, минимальные затраты на их обслуживание и ремонт. Кроме того, при построении электросети должны быть учтены перспективный рост электрических нагрузок и возможность ее автоматизации.
Анализ различных принципов построения электрических сетей, используемых в системах электроснабжения городов, промышленных предприятий, не только в нашей стране, но и за рубежом показал, что ряд широко распространенных электрических схем без внесения в них существенных изменений, учитывающих специфику сельскохозяйственных потребителей, неприемлем для электроснабжения сельских потребителей.
Наиболее эффективен для электрических сетей напряжением 10 кВ, сооружаемых в средней полосе европейской части Российской Федерации, магистральный принцип построения, характеризующийся петлевой схемой с ответвлением. Для осуществления перехода от радиальной схемы построения сети к магистральной на BЛ 10 кВ выделяется главное направление (магистраль) — от шин одной подстанции до шин другой подстанции. На магистрали устанавливают устройство автоматического включения резерва, секционирующие аппараты и ликвидируют лишние перемычки. Магистральная BЛ 10 кВ должна иметь только один источник питания, при этом сокращается количество нерезервируемых ответвлений, которые сводятся в узлы. В этих узлах удобно создавать пункты управления близлежащим участком сети. Такими пунктами могут служить опорные трансформаторные подстанции (ОТП) 10/0,4 кВ, подсоединяемые в рассечку магистрали и имеющие развитое распределительное устройство 10 кВ или распределительные пункты (РП). Последние в дальнейшем могут быть использованы как распредустройства 10 кВ понизительной подстанции 35(110)/10 кВ.
В ОТП и РП размещают устройства автоматического секционирования или резервирования, ячейки отходящих линий 10 кВ. От шин РУ 10 кВ ОТП или РП целесообразно обеспечивать электроэнергией потребителей, расположенных от них на расстоянии не более 2...2,5 км. Кроме того, в ОТП или РП устанавливают аппаратуру автоматики, телемеханики, приборы определения расстояний до места повреждения, что дает возможность осуществлять комплексную автоматизацию сельских электрических сетей.
При переходе от радиального к магистральному принципу построения электрических сетей 10 кВ с ОТП и РП, оснащенными дорогостоящей аппаратурой, возникает необходимость в координации уровней электроснабжения сельских потребителей как при одиночных отказах, так и при массовых авариях. Одиночные отказы могут быть вызваны повреждениями элементов сети. Отрицательные последствия этих отказов можно свести к минимуму путем резервирования, секционирования электрических сетей и применения в них средств автоматики и телемеханики. Массовые аварии, как правило, сопровождаются большим количеством повреждений воздушных линий, происходящих в одно время и расположенных в одной зоне. Следует отметить, что на ближайшем этапе развития сельских электросетей повсеместный переход на кабельные линии 10 кВ не ожидается, поэтому для повышения надежности воздушных линий электропередачи следует увеличить их механическую прочность.
С этой целью усиливают конструкции опор магистральных линий. Магистральные BЛ 10 кВ, подходящие к узлам нагрузки, где в перспективе намечается сооружение разукрупняющей подстанции 35(110)/10 кВ, рекомендуется строить в габаритах 35/110 кВ с подвесной изоляцией и сталеалюминевыми проводами сечением не менее 95 мм2. На других магистральных линиях применяют опоры с повышенной механической прочностью (изгибающий момент поперек линий составляет 50...60 кН*м) и усиленными проводами марок АС, АЖ. Для увеличения механической прочности опор BЛ 10 кВ, а также для адаптации линий к изменяющимся электрическим нагрузкам применяют провод одного сечения (не менее 50 мм2).
Электрическая сеть 10 кВ, выполненная по указанному принципу, удовлетворяет условиям рационального построения сети. Взаимная увязка технических решений, используемых в сетях 10 и 35 (110) кВ, достигается тем, что сеть 35 (110) кВ строится таким образом, чтобы имелась возможность осуществить резервное электроснабжение любого потребителя от независимого источника, при этом обеспечение нормативных требований, предъявляемых к надежности электроснабжения потребителей, осуществляется в сети 10 кВ.
Внедрение магистрального принципа построения сельских сетей потребует увеличения капиталовложений на их строительство на 25...30%. Однако эти затраты быстро окупятся за счет повышения надежности электроснабжения сельских потребителей.
Наиболее перспективным способом повышения надежности работы схемы ВЛ-ТП можно считать внедрение защищенных изоляцией проводов на ВЛ-0,4 и 6-10 кВ соответственно марок АМКА и АХ,SAX и SAXKA. Этот перспективный способ надо использовать не только при строительстве, но и при ремонте ВЛ (замена неизолированных проводов на защищенные изоляцией).