In aree ad altissima densità di carico, i regolatori di tensione a 10 kV possono garantire un rifornimento di energia stabile.

Distribuzione di linee elettriche a lunga distanza: bassa tensione e forti fluttuazioni di tensione

Secondo le "Linee guida tecniche per la pianificazione e progettazione delle reti di distribuzione" (Q/GDW 1738–2012), il raggio di alimentazione di una linea di distribuzione a 10 kV deve soddisfare i requisiti di qualità della tensione all'estremità della linea. In linea di principio, il raggio di alimentazione nelle aree rurali non dovrebbe superare i 15 km. Tuttavia, in alcune aree rurali, il raggio di alimentazione effettivo può estendersi oltre i 50 km a causa di una densità di carico bassa, di una domanda di energia elettrica piccola e diffusa, risultando in alimentatori a 10 kV eccessivamente lunghi. Tale trasmissione a lunga distanza provoca inevitabilmente una tensione significativamente bassa o forti fluttuazioni di tensione nella parte media e finale della linea. La soluzione più economica a questo problema è la regolazione decentralizzata della tensione.

Per garantire la qualità della tensione, i principali metodi e misure di regolazione della tensione nelle reti di distribuzione a media e bassa tensione includono:

• Regolazione sotto carico (OLTC) dei trasformatori principali della sottostazione;

• Ajustamento del flusso di potenza reattiva sulla linea;

• Modifica dei parametri della linea;

• Costruzione di nuove sottostazioni; 

• Installazione di regolatori automatici di tensione SVR per alimentatori.

Tra questi, i primi quattro approcci sono spesso economicamente inefficienti o impraticabili quando applicati a specifiche linee di alimentazione lunghe. Rockwell Electric Co., Ltd. ha sviluppato il Regolatore Automatico di Tensione per Alimentatori SVR, che offre una soluzione tecnicamente fattibile, cost-effective e facile da installare, specificamente progettata per la regolazione della tensione su tali alimentatori dedicati.

Il regolatore automatico di tensione della linea è composto da un autotrasformatore con nove prese, un cambio di presa sotto carico (OLTC) e un controllore automatico in grado di monitorare la tensione all'estremità della linea in tempo reale in base alle variazioni del carico. L'autotrasformatore comprende un avvolgimento principale e un avvolgimento di regolazione. La differenza di tensione tra prese adiacenti sull'avvolgimento di regolazione è del 2,5%, fornendo un range di regolazione totale di ±20% (cioè 40% complessivo). Inoltre, è incluso un avvolgimento secondario trifase a connessione delta, principalmente per sopprimere gli armonici di terzo ordine e per fornire energia al controllore automatico e al meccanismo OLTC.

Sul lato sorgente, la connessione principale può essere commutata tramite l'OLTC tra le prese 1 e 9. Sul lato carico, la connessione principale è fissa in base al range di regolazione richiesto:

• Per un range di regolazione da 0% a +20%, la connessione sul lato carico è fissa alla presa 1 (la presa 1 diventa la posizione diretta);

• Per un range da –5% a +15%, è fissa alla presa 3 (la presa 3 come posizione diretta);

• Per un range simmetrico da –10% a +10%, è fissa alla presa 5 (la presa 5 come posizione diretta).

Trasformatori di corrente (CT) sono installati sulle fasi A e C del lato carico, collegati internamente in configurazione differenziale. Trasformatori di tensione (VT) sono inoltre installati sulle fasi A e C del lato carico. In configurazioni con flusso di potenza bidirezionale, VT sono inoltre installati sulle fasi A e C del lato sorgente.

Il controllore utilizza segnali di tensione e corrente dal lato carico come ingressi analogici per decisioni di cambio di presa. Vari segnali di stato servono come base per identificare gli stati operativi e attivare allarmi o azioni protettive. Basandosi sul principio fondamentale di "garantire una tensione qualificata minimizzando le operazioni di cambio di presa", e impiegando la teoria del controllo fuzzy per sfumare i confini di regolazione, è stata implementata una strategia di controllo migliorata. Questo migliora efficacemente la stabilità della tensione e riduce significativamente il numero di cambi di presa.

In modalità automatica, il controllore regola la tensione modificando la posizione della presa:

• Se la tensione sul lato carico rimane inferiore alla "tensione di riferimento" per una soglia predefinita per un periodo definito, il controllore comanda l'OLTC per aumentare il passo. Dopo l'operazione, un periodo di blocco impedisce ulteriori commutazioni.

• Una volta scaduto l'intervallo di blocco, viene permesso un altro cambio di presa.

• Al contrario, se la tensione sul lato carico rimane superiore alla tensione di riferimento per un margine prefissato per un tempo specificato, il controllore inizia un comando di abbassamento, seguito da un periodo di blocco post-operativo simile.

In modalità manuale, il dispositivo può essere fissato in qualsiasi posizione di presa selezionata dall'operatore.
In modalità remota, accetta comandi da un centro di controllo remoto e opera nella posizione di presa specificata dall'istruzione remota.