Генераторы на электростанциях вырабатывают электрическую энергию при напряжении от 6,3 до 36,75 кВ (в зависимости от типа генератора). Для снижения потерь и капитальных затрат на строительство сети электропередач передача электроэнергии на большие расстояния осуществляется при более высоком напряжении. Поэтому электроэнергия, вырабатываемая на электростанциях, перед передачей в сеть повышается до напряжения 110-750 кВ.
Система электроснабжения, и в частности распределительная сеть, построена таким образом, чтобы максимальная мощность электростанций соответствовала мощности нагрузки сети на участке системы электроснабжения и, что более важно, полностью удовлетворяла потребности потребителей, в том числе при отключении генераторов от сети.
Значения напряжения на линиях электропередачи, по которым электроэнергия, вырабатываемая генераторами, будет поступать в сеть, зависят от размера электростанции, то есть от количества и мощности генераторов. Крупная атомная электростанция (АЭС), поставляющая в сеть несколько ГВт электроэнергии, должна быть подключена к магистральной линии электропередачи напряжением 750 кВ, способной выдержать нагрузку в несколько десятков ГВт.
Малые тепловые электростанции (ТЭЦ и ТЭС) и гидроэлектростанции (ГЭС), поставляющие меньшее количество электроэнергии, подключаются к электросетям линиями электропередачи 110 кВ, 220 кВ, 330 кВ или 500 кВ в зависимости от мощности электростанции.
Именно на повышающих подстанциях электрическая энергия, вырабатываемая генераторами электростанции, преобразуется в напряжение, необходимое для передачи потребителю.
Эти подстанции оснащены повышающими трансформаторами и автоматическими трансформаторами, которые передают электроэнергию по высоковольтным линиям электропередачи в распределительных устройствах подстанций либо непосредственно на подстанции для распределения потребителям, либо в энергосистему.
Энергосистема представляет собой сложную систему, в которой все узлы взаимосвязаны, а электроэнергия, производимая электростанцией и потребляемая потребителем, сбалансирована. Этот баланс может быть нарушен на том или ином участке энергосистемы, когда отключается генератор на электростанции.
В результате, если нет возможности покрыть дефицит мощности в той или иной части энергосистемы, это может привести к перебоям в подаче электроэнергии. Поэтому все работы по планированию отключения и включения генераторов электростанции должны выполняться с учетом особенностей и режима работы всей энергосистемы и отдельных ее участков.
При учете режима работы основной задачей является обеспечение максимальной надежности электроснабжения потребителей с учетом возможных аварийных ситуаций.
Исключением являются аварийные отключения электростанций. Как уже говорилось выше, электрические сети построены таким образом, что при отключении генератора от сети возникший дефицит мощности может быть покрыт за счет увеличения выработки других электростанций.
Следует также отметить особенности подключения генератора к сети. Перед включением генератора, работающего параллельно с электросетью, его необходимо предварительно синхронизировать с ней. Процесс синхронизации генератора с сетью заключается в достижении равенства частоты и напряжения, а также фазового согласования векторов напряжения генератора и сети.
На электростанциях процесс синхронизации и дальнейшего управления генераторами в основном осуществляется сложными устройствами, работающими в автоматическом режиме. Подключение к сети генератора, не синхронизированного с сетью электропередачи, приводит к возникновению аварийной ситуации, прямо пропорциональной мощности генератора, подключенного к сети.
Напряжение, подаваемое от генератора в сеть, регулируется устройством автоматического регулирования возбуждения (АСРВ). Диапазон регулировки напряжения генераторов устройствами автоматического регулирования возбуждения невелик. При необходимости дополнительная регулировка напряжения осуществляется устройствами РПН или встроенными в трансформаторы (автоматическими трансформаторами) на распределительных подстанциях путем изменения коэффициента трансформации.