Передача электроэнергии во всех странах мира осуществляется преимущественно на трехфазном переменном токе 50 Гц или 60 Гц. Это объясняется следующими причинами. Основными потребителями являются электропривода различных механизмов, для которых применяют простые и надежные трехфазные асинхронные двигатели. Вращающееся электромагнитное поле- естественное свойство трехфазной системы. Производство электроэнергии технически возможно как генераторами переменного тока, так и постоянного, рабочее напряжение которых ограничено по конструктивным соображениям до 30 кВ. Для обеспечения экономичности передачи электроэнергии на дальние расстояния необходимое напряжение, значительно превышающее номинальное напряжение генераторов. Непосредственная трансформация постоянного тока невозможна. Поэтому повышение напряжения при токах в несколько тысяч ампер возможно только с помощью явления электромагнитной индукции и трансформаторов, что создает возможность для последующей эффективной эффективное передачи электроэнергии переменным током. Потребление электроэнергии производится на относительно низком напряжении - сотни, тысячи вольт. Поэтому на приемном конце электропередачи необходимо снова использовать трансформные устройства. Переменный ток выявил свои преимущества после изобретения трансформатора. По этим двум причинам: производство, передача и потребление осуществляется, как правило, на переменном токе.

Доставка электрической энергии от электростанции к электроприемникам в общем случае осуществляется сетями различного класса номинального напряжения, т.е. выводы генераторов на электростанциях и электроприемников разделяют сети нескольких ступеней трансформации. На рисунке №1 представлена принципиальная упрощенная схема передачи и распределения электрической энергии, охватывающее все ступени (классы) номинального напряжения. Условная схема отдельной электропередачи в направлении передачи энергии от электрической станции ЭС к электроприемникам ЭП имеет пять линий различного класса напряжения и пять подстанций (ПС1-ПС5), ступеней трансформации. Например, если подстанция ПС1соеденяет выводы генератора с ЛЭП 500 кВ, то возможными напряжениями линии последующих ступеней будут 220(380), 110(150), 35, 10, 0,38 кВ. Чем ниже напряжение сети, тем больше количество линий она имеет и тем меньшая мощность передается по каждой из них.

Рисунок №1

Для передачи электроэнергии постоянным током сооружаются выпрямительные подстанции - выпрямители (ВПС) на питающем конце электропередачи, преобразующая после трансформации на высокое напряжение переменный ток в постоянный с незначительными пульсациями с последующей передачей электроэнергии на расстояние, и инверторная (ИПС) на переменном токе с обратным преобразованием постоянного тока в переменный для трансформации на низкое напряжение.

Упрощенная схема объясняющая состав главных элементов и общий принцип работы линии постоянного тока, дана на рисунке №2. Для обеспечения работы преобразовательных подстанций необходима значительная реактивная мощность (примерно 50 % от передаваемой активной). Эта мощность должна покрываться генераторами имеющимися в системе и источниками реактивной мощности (ИРМ), компенсирующими устройствами большой мощности, устанавливаемыми поблизости от потребителей. Для сглаживания пульсации тока и ограничения скорости при повреждения, в линию включают реакторы.

Рисунок №2

До настоящего времени не созданы удовлетворительной конструкции выключатели постоянного тока высокого напряжения. Отключение линии постоянного тока (ЛПТ) производится закрытием вентилей ВПС. Поэтому электропередача постоянного тока имеет блоковую схему: ВПС – ЛПТ – ИПС без присоединения других ИПС в промежуточных пунктах линии. Техническая трудность осуществления разветвленных линий электропередачи постоянного тока вызвана так же особенностями их режимного регулирования, обеспечения устойчивости, необходимостью локализации аварии и др.

Из ряда качеств линий постоянного тока можно выделить особое: по электропередачи постоянного тока возможно соединение ЭЭС с различной частотой, т.е. возможно выполнить несинхронную связь различных систем и, в частности, передачу мощности от ГЭС при пониженных напоре и частоте, объединение маломощной системы с более мощной без замены оборудования по параметрам режима короткого замыкания.

Наличие двух подстанций (выпрямительной и инверторной) - дорогих и сложных в эксплуатации – сдерживает широкое применение линий постоянного тока. Применение постоянного тока для передачи электрической энергии может быть альтернативой переменному току для сверхдальних линий (от 1500 км и выше и передаче мощности от 2000 МВт). Электропередачи постоянного тока меньшей протяженности применяются при решении технических задач формирования объединенных энергосистем, не решаемым с помощью электропередач переменного тока (обеспечение устойчивости параллельной работы, несинхронная связь ЭЭС большой мощности, кабельные линии большой протяженности), а так же в тех случаях, когда сооружение воздушных и кабельных линий ЛЭП переменного тока экономически нецелесообразно, например, для пересечения морского пространства.

Важной и неотъемлемой частью системы передачи и распределения электрической энергии являются различные устройства автоматики и регулирования.