در مناطق با چگالی بار بسیار کم، تنظیم‌کننده‌های ولتاژ ۱۰ کیلوولت می‌توانند تامین برق پایدار را اطمینان‌بخش سازند

توزیع خطوط برق در فواصل طولانی: ولتاژ پایین و نوسانات ولتاژ زیاد

بر اساس "دستورالعمل‌های فنی برای برنامه‌ریزی و طراحی شبکه توزیع" (Q/GDW 1738–2012)، شعاع تأمین خط توزیع 10 کیلوولت باید با نیازهای کیفیت ولتاژ در انتهای خط رعایت شود. به طور معمول، شعاع تأمین در مناطق روستایی نباید بیش از 15 کیلومتر باشد. با این حال، در برخی مناطق روستایی، شعاع تأمین واقعی ممکن است بیش از 50 کیلومتر شود به دلیل چگالی بار پایین، تقاضای برق کوچک و پراکنده، که منجر به افزایش طول فیدرهای 10 کیلوولت می‌شود. انتقال برق در فواصل طولانی حتماً باعث ولتاژ پایین یا نوسانات ولتاژ زیاد در میان و انتهای خط می‌شود. راه حل اقتصادی‌ترین برای این مشکل تنظیم ولتاژ توزیع شده است.

برای تضمین کیفیت ولتاژ، روش‌ها و اقدامات اصلی تنظیم ولتاژ در شبکه‌های توزیع متوسط و کم ولتاژ شامل:

• تغییر تپ در ترانسفورماتورهای اصلی زیراستانیون در حالت بار;

• تنظیم جریان توان راکتیو در خط;

• تغییر پارامترهای خط;

• ساخت زیراستانیون‌های جدید; 

• نصب تنظیم‌کننده‌های ولتاژ خودکار سری SVR.

از بین این روش‌ها، چهار روش اول اغلب از لحاظ اقتصادی غیرقابل قبول یا غیرعملی هستند وقتی به خطوط فیدر طولانی خاص اعمال می‌شوند. شرکت Rockwell Electric Co., Ltd. تنظیم‌کننده ولتاژ خودکار سری SVR را توسعه داده است که یک راه‌حل فنی عملی، اقتصادی و آسان برای نصب و تنظیم ولتاژ در چنین خطوط فیدر تخصصی است.

تنظیم‌کننده ولتاژ خط خودکار شامل یک خودترانسفورماتور با نه تپ، یک تغییر تپ در حالت بار (OLTC) و یک کنترل‌کننده خودکار که قادر به ردیابی ولتاژ انتهای خط در زمان واقعی بر اساس تغییرات بار است. خودترانسفورماتور شامل یک پیچش اصلی و یک پیچش تنظیم است. تفاوت ولتاژ بین تپ‌های مجاور در پیچش تنظیم 2.5٪ است که مجموعاً محدوده تنظیم ±20٪ (یعنی 40٪ کلی) ارائه می‌دهد. علاوه بر این، یک پیچش سه‌فاز دلتا متصل ثانویه وجود دارد که اصلی‌ترین هدف آن کاهش هارمونیک‌های مرتبه سوم و تأمین انرژی به کنترل‌کننده خودکار و مکانیسم OLTC است.

در طرف منبع، اتصال اصلی می‌تواند از طریق OLTC در تپ‌های 1 تا 9 تغییر کند. در طرف بار، اتصال اصلی بر اساس محدوده تنظیم مورد نیاز ثابت است:

• برای محدوده تنظیم 0٪ تا +20٪، اتصال طرف بار در تپ 1 ثابت است (تپ 1 موقعیت مستقیم می‌شود);

• برای محدوده –5٪ تا +15٪، در تپ 3 ثابت است (تپ 3 به عنوان موقعیت مستقیم);

• برای محدوده متقارن –10٪ تا +10٪، در تپ 5 ثابت است (تپ 5 به عنوان موقعیت مستقیم).

ترانسفورماتورهای جریان (CTs) در فازهای A و C طرف بار نصب شده‌اند و داخلی‌اش به صورت دیفرانسیل متصل شده‌اند. ترانسفورماتورهای ولتاژ (VTs) نیز در فازهای A و C طرف بار نصب شده‌اند. در پیکربندی‌های با جریان توان دوطرفه، VTs اضافی در فازهای A و C طرف منبع نصب می‌شوند.

کنترل‌کننده از سیگنال‌های ولتاژ و جریان طرف بار به عنوان ورودی‌های آنالوگ برای تصمیمات تغییر تپ استفاده می‌کند. سیگنال‌های وضعیت مختلف به عنوان پایه‌ای برای شناسایی وضعیت‌های عملیاتی و تحریک هشدارها یا اقدامات محافظتی است. بر اساس اصل اساسی "ضمن تضمین ولتاژ کیفیت، حداقل تعداد تغییرات تپ"، و استفاده از نظریه کنترل فازی برای محو کردن مرزهای تنظیم، یک استراتژی کنترلی بهبود یافته اجرا شده است. این استراتژی به طور موثری پایداری ولتاژ را بهبود می‌بخشد و تعداد تغییرات تپ را به طور قابل توجهی کاهش می‌دهد.

در حالت خودکار، کنترل‌کننده موقعیت تپ را برای تنظیم ولتاژ تغییر می‌دهد:

• اگر ولتاژ طرف بار به مدت زمان مشخصی زیر "ولتاژ مرجع" با مقدار پیش‌فرض باقی بماند، کنترل‌کننده به OLTC دستور می‌دهد تا تپ را بالا ببرد. پس از عملیات، دوره‌ای از قفل‌گذاری جلوی تغییرات بیشتر را می‌گیرد.

• پس از انقضا دوره قفل‌گذاری، تغییر تپ دیگری مجاز است.

• به طور معکوس، اگر ولتاژ طرف بار به مدت زمان مشخصی بالاتر از ولتاژ مرجع با مقدار مشخص باقی بماند، کنترل‌کننده دستور پایین آوردن تپ را می‌دهد، که به ترتیب با دوره‌ای از قفل‌گذاری پس از عملیات همراه است.

در حالت دستی، دستگاه می‌تواند در هر موقعیت تپی که اپراتور انتخاب کند ثابت شود.
در حالت دور، دستورات را از مرکز کنترل دوردست دریافت می‌کند و در موقعیت تپ مشخص شده توسط دستورات دوردست عمل می‌کند.