В областите с изключително ниска плотност на нагрузката, регулатори на напрежение от 10 кV могат да гарантират стабилно електрическо снабдяване.

Дългобойна дистрибуция на електроенергия: ниско напрежение и големи колебания на напрежението

Според "Техническите насоки за планиране и проектиране на дистрибутивната мрежа" (Q/GDW 1738–2012), радиусът на доставка на 10 кВ дистрибутивна линия трябва да отговаря на изискванията за качество на напрежението в края на линията. В принцип, радиусът на доставка в селските райони не трябва да надвишава 15 км. Въпреки това, в някои селски региони, действителният радиус на доставка може да достигне повече от 50 км поради ниска гъстота на нагрузката, малка и широко разпределена потребност в електроенергия, което води до чрезмерно дълги 10 кВ питащи линии. Такава дългобойна передача на електроенергия неизбежно причинява значително ниско напрежение или големи колебания на напрежението в средния и далечния край на линията. Най-икономичното решение на този проблем е децентрализирано регулиране на напрежението.

За осигуряване на качеството на напрежението, основните методи и мерки за регулиране на напрежението в средно- и нисковолтовите дистрибутивни мрежи включват:

• Регулиране при натовареност (OLTC) на главните трансформатори на подстанциите;

• Регулиране на потока на реактивна мощност по линията;

• Модификация на параметрите на линията;

• Изграждане на нови подстанции; 

• Инсталиране на автоматични регулатори на напрежението SVR-серия.

От тези, първите четири подхода са често икономически невыгодни или непрактични, когато се прилагат към конкретни дълги питащи линии. Фирмата Rockwell Electric Co., Ltd. е разработила автоматичния регулатор на напрежението SVR, който предлага технически изпълним, икономически ефективен и лесен за инсталация решителен подход, предназначен специално за регулиране на напрежението на такива специализирани питащи линии.

Автоматичният регулатор на напрежението по линията се състои от авто трансформатор с девет контакти, регулятор на контакти при натовареност (OLTC) и автоматичен контролер, способен да следи напрежението в края на линията в реално време в зависимост от вариациите на нагрузката. Авто трансформаторът се състои от главна обмотка и регулираща обмотка. Разликата в напрежението между съседни контакти на регулиращата обмотка е 2,5%, предоставяйки общ диапазон на регулиране от ±20% (т.е. 40% общо). Освен това, вторична трифазна обмотка, свързана в делта, е включена главно за подтискване на третия хармоник и за доставка на енергия на автоматичния контролер и механизма OLTC.

От страна на източника, главната връзка може да бъде превключена чрез OLTC през контакти 1 до 9. От страна на нагрузката, главната връзка е фиксирана според необходимия диапазон на регулиране:

• За диапазон на регулиране от 0% до +20%, връзката от страна на нагрузката е фиксирана на контакт 1 (контакт 1 става директен пропуск);

• За диапазон от –5% до +15%, тя е фиксирана на контакт 3 (контакт 3 като директен пропуск);

• За симетричен диапазон от –10% до +10%, тя е фиксирана на контакт 5 (контакт 5 като директен пропуск).

Трансформатори на тока (CTs) са инсталирани на фазите A и C от страна на нагрузката, свързани в диференциална конфигурация вътрешно. Трансформатори на напрежението (VTs) са инсталирани също на фазите A и C от страна на нагрузката. В конфигурации с двупосочен поток на мощност, VTs са допълнително инсталирани на фазите A и C от страна на източника.

Контролерът използва сигнали на напрежение и ток от страна на нагрузката като аналогови входи за решения за превключване на контакти. Различни сигнали за състояние служат като основа за идентифициране на операционните състояния и активиране на аларми или защитни действия. На базата на фундаменталния принцип „да се осигури квалифицирано напрежение, минимизирайки операции с контакти“ и използвайки теорията на фазово управление за размиване на границите на регулиране, е реализирана подобрена стратегия за управление. Това ефективно подобрява стабилността на напрежението и значително намалява броя на операциите с контакти.

В автоматичен режим, контролерът коригира положението на контакта за регулиране на напрежението:

• Ако напрежението от страна на нагрузката остава под „референтното напрежение“ с предварително зададена граница за определен период, контролерът заповядва OLTC да извърши стъпка нагоре. След операцията, период на блокиране предотвратява допълнително превключване.

• След като изтече интервалът на блокиране, допълнителна операция с контакт е позволена.

• Обратно, ако напрежението от страна на нагрузката остава над референтното напрежение с предварително зададена граница за определен период, контролерът инициира команда за стъпка надолу, последвана от подобен период на блокиране след операцията.

В ръчний режим, устройството може да бъде фиксирано на всяка операторски избрана позиция на контакт.
В дистанционен режим, то приема команди от дистанционен център за управление и функционира на позицията на контакт, указана от дистанционната инструкция.