超低負荷密度地域において10kV電圧調整器は安定した電力供給を確保することができます

長距離送電線の配電：低電圧と大きな電圧変動

「配電網計画設計技術ガイドライン」（Q/GDW 1738–2012）によれば、10kV配電線の供給半径は、線路の末端での電圧品質要件を満たす必要があります。原則として、農村部の供給半径は15kmを超えてはなりません。しかし、一部の農村地域では、負荷密度が低く、需要が小さくて広範囲に分散しているため、実際の供給半径は50kmを超えることもあります。これにより、10kVフィーダーが非常に長くなり、中間部や遠端で著しく低電圧または大きな電圧変動が発生します。この問題に対する最も経済的な解決策は、分散型電圧調整です。

電圧品質を確保するための中低圧配電網における主な電圧調整方法と措置には以下のものがあります：

• 変電所主変圧器のオンロードタップチェンジング (OLTC)；

• 線路上の無効電力流動の調整；

• 線路パラメータの変更；

• 新規変電所の建設； 

• SVRシリーズフィーダ自動電圧調整器の設置。

これらのうち、最初の4つのアプローチは特定の長距離フィーダーに適用される場合、しばしば経済的に非効率的または実用的ではありません。ロックウェル電気株式会社は、このような専用フィーダー向けに技術的に実現可能でコスト効果があり、設置が容易なソリューションであるSVRフィーダ自動電圧調整器を開発しました。

自動線路電圧調整器は、9つのタップを持つオートトランスフォーマー、オンロードタップチェンジャー (OLTC)、および負荷変動に基づいて線路末端の電圧をリアルタイムで追跡できる自動制御装置で構成されています。オートトランスフォーマーは主巻線と調整巻線からなります。調整巻線の隣接するタップ間の電圧差は2.5%で、合計調整範囲は±20%（つまり全体で40%）です。さらに、三次高調波を抑制し、自動制御装置とOLTC機構に電力を供給するために、二次三相デルタ接続巻線が含まれています。

電源側では、OLTCによってタップ1から9までの間に主接続を切り替えることができます。負荷側では、必要な調整範囲に応じて主接続が固定されます：

• 調整範囲が0%から+20%の場合、負荷側接続はタップ1（タップ1が直通位置）に固定されます；

• 調整範囲が-5%から+15%の場合、タップ3（タップ3が直通位置）に固定されます；

• 対称範囲が-10%から+10%の場合、タップ5（タップ5が直通位置）に固定されます。

負荷側のA相とC相には電流変換器（CT）が設置され、内部で差動接続されています。また、負荷側のA相とC相には電圧変換器（VT）も設置されています。双方向電力流動の構成では、電源側のA相とC相にもVTが設置されます。

制御装置は、負荷側からの電圧信号と電流信号をアナログ入力として使用し、タップ切換の決定を行います。さまざまな状態信号は、動作状態の識別やアラームや保護動作のトリガリングの基盤となります。「適格な電圧を確保しながらタップ操作を最小限に抑える」という基本原理に基づき、ファジィ制御理論を用いて調整境界をぼかした強化された制御戦略が実装されています。これにより、電圧の安定性が向上し、タップ切換回数が大幅に削減されます。

自動モードでは、制御装置は電圧を調整するためにタップ位置を変更します：

• 負荷側の電圧が一定時間、「基準電圧」より設定された閾値以下で維持される場合、制御装置はOLTCにステップアップを命令します。操作後、ロックアウト期間が設定され、それ以上のスイッチングが防止されます。

• ロックアウト期間が終了すると、次のタップ切換が許可されます。

• 逆に、負荷側の電圧が一定時間、「基準電圧」より設定されたマージン以上で維持される場合、制御装置はステップダウンコマンドを開始し、その後同様の操作後のロックアウト期間が設定されます。

手動モードでは、デバイスは任意のオペレータ選択のタップ位置に固定できます。
リモートモードでは、リモート制御センターからのコマンドを受け入れ、リモート指示で指定されたタップ位置で動作します。