En zones d'extrema densitat de càrrega baixa, els reguladors de tensió de 10 kV poden assegurar un subministrament d'energia estable.

Distribució de Línies Elèctriques a Gran Distància: Baixa Tensió i Grans Fluctuacions de Tensió

Segons les "Directrius Tècniques per a la Planificació i Disseny de Xarxes de Distribució" (Q/GDW 1738–2012), el radi d'abast d'una línia de distribució de 10 kV ha de complir els requisits de qualitat de tensió al final de la línia. En principi, el radi d'abast en àrees rurals no hauria de superar els 15 km. No obstant això, en algunes regions rurals, el radi d'abast real pot arribar a més de 50 km a causa de la baixa densitat de càrrega, la petita demanda d'electricitat i la seva dispersió amplia, resultant en alimentadors de 10 kV excessivament llargs. Aquesta transmissió elèctrica a gran distància provoca inevitablement una tensió molt baixa o grans fluctuacions de tensió a mitja i final de la línia. La solució més econòmica a aquest problema és la regulació de tensió descentralitzada.

Per assegurar la qualitat de tensió, els mètodes i mesures principals de regulació de tensió en xarxes de distribució de mitja i baixa tensió inclouen:

• Canvi de relés sota càrrega (OLTC) dels transformadors principals de la subestació;

• Ajust del flux de potència reactiva a la línia;

• Modificació dels paràmetres de la línia;

• Construcció de noves subestacions; 

• Instal·lació de reguladors automàtics de tensió en série SVR.

Entre aquests, els primers quatre enfocaments sovint són econòmicament ineficients o impracticables quan es fan servir en línies d'alimentació específicament llargues. La Rockwell Electric Co., Ltd. ha desenvolupat el Regulador Automàtic de Tensió en Sèrie SVR, que ofereix una solució tècnicament viable, econòmica i fàcil d'instal·lar, adaptada a la regulació de tensió en aquestes línies d'alimentació dedicades.

El regulador automàtic de tensió de línia consta d'un autotransformador amb nou punts de derivació, un canvi de relés sota càrrega (OLTC) i un controlador automàtic capaç de seguir la tensió al final de la línia en temps real basant-se en les variacions de càrrega. L'autotransformador inclou un voltatge principal i un voltatge de regulació. La diferència de tensió entre punts de derivació adjacents en el voltatge de regulació és del 2,5%, proporcionant un rang total de regulació de ±20% (és a dir, 40% en total). A més, s'inclou un voltatge secundari delta-trifàsic principalment per suprimir harmònics de tercer ordre i per subministrar energia al controlador automàtic i al mecanisme OLTC.

Al costat de la font, la connexió principal es pot canviar a través de l'OLTC entre els punts de derivació 1 a 9. Al costat de la càrrega, la connexió principal es fixa segons el rang de regulació necessari:

• Per a un rang de regulació de 0% a +20%, la connexió al costat de la càrrega es fixa al punt de derivació 1 (el punt de derivació 1 es converteix en la posició directa);

• Per a un rang de -5% a +15%, es fixa al punt de derivació 3 (el punt de derivació 3 com a posició directa);

• Per a un rang simètric de -10% a +10%, es fixa al punt de derivació 5 (el punt de derivació 5 com a posició directa).

S'instalen transformadors de corrent (CT) en les fases A i C del costat de la càrrega, connectats internament en configuració diferencial. També s'instalen transformadors de tensió (VT) en les fases A i C del costat de la càrrega. En configuracions amb flux de potència bidireccional, també s'instalen VTs en les fases A i C del costat de la font.

El controlador utilitza senyals analògics de tensió i corrent del costat de la càrrega per prendre decisions sobre el canvi de punts de derivació. Diversos senyals d'estat serveixen com base per identificar els estats operatius i activar alarmes o accions de protecció. Basant-se en el principi fonamental de "assegurar una tensió qualificada mentre es minimitzen les operacions de canvi de punts de derivació", i emprant la teoria de control difús per embolcallar els límits de regulació, s'ha implementat una estratègia de control millorada. Això efectivament millora la estabilitat de la tensió i redueix significativament el nombre de canvis de punts de derivació.

En mode automàtic, el controlador ajusta la posició del punt de derivació per regular la tensió:

• Si la tensió al costat de la càrrega roman per sota de la "tensió de referència" per un marge predefinit durant un temps determinat, el controlador ordena a l'OLTC augmentar el pas. Després de l'operació, un període de bloqueig impedeix canvis addicionals.

• Un cop expira el període de bloqueig, es permet un altre canvi de punt de derivació.

• De manera contrària, si la tensió al costat de la càrrega roman per sobre de la tensió de referència per un marge predefinit durant un temps especificat, el controlador inicia una ordre de reducció, seguida d'un període de bloqueig similar després de l'operació.

En mode manual, el dispositiu es pot fixar en qualsevol posició de punt de derivació seleccionada per l'operador.
En mode remot, accepta ordres d'un centre de control remot i opera en la posició de punt de derivació especificada per la instrucció remota.