Dans les zones à très faible densité de charge, les régulateurs de tension 10 kV peuvent assurer un approvisionnement électrique stable.

Distribution de lignes électriques à longue distance : faible tension et fortes variations de tension

Conformément aux "Lignes directrices techniques pour la planification et la conception des réseaux de distribution" (Q/GDW 1738–2012), le rayon d'alimentation d'une ligne de distribution de 10 kV doit répondre aux exigences de qualité de la tension à l'extrémité de la ligne. En principe, le rayon d'alimentation dans les zones rurales ne devrait pas dépasser 15 km. Cependant, dans certaines régions rurales, le rayon d'alimentation réel peut s'étendre au-delà de 50 km en raison d'une densité de charge faible, d'une demande d'électricité faible et dispersée, ce qui entraîne des alimentateurs de 10 kV excessivement longs. Une telle transmission d'énergie sur de longues distances provoque inévitablement une tension très faible ou de fortes variations de tension au milieu et à l'extrémité de la ligne. La solution la plus économique à ce problème est la régulation de tension décentralisée.

Pour garantir la qualité de la tension, les principales méthodes et mesures de régulation de tension dans les réseaux de distribution moyenne et basse tension comprennent :

• La variation de rapport sous charge (OLTC) des transformateurs principaux des postes de transformation ;

• L'ajustement du flux de puissance réactive sur la ligne ;

• La modification des paramètres de la ligne ;

• La construction de nouveaux postes de transformation ; 

• L'installation de régulateurs de tension automatiques de ligne SVR.

Parmi ces approches, les quatre premières sont souvent économiquement inefficaces ou impraticables lorsqu'elles sont appliquées à des lignes d'alimentation spécifiques à longue portée. Rockwell Electric Co., Ltd. a développé le Régulateur Automatique de Tension de Ligne SVR, qui offre une solution techniquement faisable, économique et facile à installer, adaptée à la régulation de tension sur ces lignes dédiées.

Le régulateur automatique de tension de ligne se compose d'un autotransformateur avec neuf prises, d'un changeur de prises sous charge (OLTC) et d'un contrôleur automatique capable de suivre la tension à l'extrémité de la ligne en temps réel en fonction des variations de charge. L'autotransformateur comprend un enroulement principal et un enroulement de régulation. La différence de tension entre les prises adjacentes de l'enroulement de régulation est de 2,5 %, offrant un total de ±20 % de plage de régulation (c'est-à-dire 40 % au total). De plus, un enroulement secondaire triphasé en delta est inclus principalement pour supprimer les harmoniques de troisième ordre et alimenter le contrôleur automatique et le mécanisme OLTC.

Du côté source, la connexion principale peut être commutée via l'OLTC entre les prises 1 à 9. Du côté charge, la connexion principale est fixe selon la plage de régulation requise :

• Pour une plage de régulation de 0 % à +20 %, la connexion côté charge est fixe à la prise 1 (la prise 1 devient la position de passage direct) ;

• Pour une plage de -5 % à +15 %, elle est fixe à la prise 3 (prise 3 comme position de passage direct) ;

• Pour une plage symétrique de -10 % à +10 %, elle est fixe à la prise 5 (prise 5 comme position de passage direct).

Des transformateurs de courant (CT) sont installés sur les phases A et C du côté charge, connectés en configuration différentielle interne. Des transformateurs de tension (VT) sont également installés sur les phases A et C du côté charge. Dans les configurations avec un flux de puissance bidirectionnel, des VT sont également installés sur les phases A et C du côté source.

Le contrôleur utilise les signaux de tension et de courant du côté charge comme entrées analogiques pour les décisions de changement de prise. Divers signaux d'état servent de base pour identifier les états opérationnels et déclencher des alarmes ou des actions de protection. Sur la base du principe fondamental de "garantir une tension adéquate tout en minimisant les opérations de changement de prise", et en utilisant la théorie de la commande floue pour brouiller les limites de régulation, une stratégie de contrôle améliorée a été mise en œuvre. Cela améliore efficacement la stabilité de la tension et réduit considérablement le nombre de changements de prise.

En mode automatique, le contrôleur ajuste la position de la prise pour réguler la tension :

• Si la tension du côté charge reste en dessous de la "tension de référence" par un seuil prédéfini pendant une durée définie, le contrôleur commande à l'OLTC de monter d'un cran. Après l'opération, une période de blocage empêche toute autre commutation.

• Une fois que la période de blocage est expirée, un autre changement de prise est autorisé.

• Inversement, si la tension du côté charge reste au-dessus de la tension de référence par une marge définie pendant une durée spécifiée, le contrôleur initie une commande de descente, suivie d'une période de blocage similaire après l'opération.

En mode manuel, l'appareil peut être fixé à n'importe quelle position de prise sélectionnée par l'opérateur.
En mode distant, il accepte les commandes d'un centre de contrôle à distance et fonctionne à la position de prise spécifiée par l'instruction distante.