У надзвичайно низькогустинних ділянках, регулятори напруги на 10 кВ можуть забезпечити стабільне електропостачання.

Довгоділяльні лінії електропередач: низьке напруга та значні коливання напруги

Згідно з "Технічними рекомендаціями з планування та проектування розподільних мереж" (Q/GDW 1738–2012), радіус постачання лінії електропередач на 10 кВ має задовольняти вимогам якості напруги на кінці лінії. В принципі, радіус постачання у сільських районах не повинен перевищувати 15 км. Однак, у деяких сільських регіонах фактична довжина лінії може досягати більше 50 км через низьку щільність навантаження, невеликий та розсіяний попит на електроенергію, що призводить до надмірно довгих ліній 10 кВ. Така довга передача електроенергії необхідно викликає значне заниження напруги або великих коливань напруги на середній і віддаленій частині лінії. Найекономічнішим рішенням цієї проблеми є децентралізована регулювання напруги.

Для забезпечення якості напруги, основні методи та заходи регулювання напруги в середньо- та низьковольтних розподільних мережах включають:

• Перемикання під навантаженням (OLTC) головних трансформаторів підстанцій;

• Регулювання потоку реактивної потужності на лінії;

• Модифікацію параметрів лінії;

• Будівництво нових підстанцій; 

• Встановлення автоматичних регуляторів напруги SVR-серії для ліній живлення.

З цих, перші чотири підходи часто є неконкурентоспроможними або непрактичними при застосуванні до конкретних довгих ліній. Компанія Rockwell Electric Co., Ltd. розробила автоматичний регулятор напруги SVR, який пропонує технічно можливий, економічно ефективний та легкий у встановленні спосіб регулювання напруги на таких спеціальних лініях живлення.

Автоматичний регулятор напруги лінії складається з автотрансформатора з дев'ятьма відводами, перемикача під навантаженням (OLTC) та автоматичного контролера, який здатний в реальному часі відстежувати напругу на кінці лінії залежно від змін навантаження. Автотрансформатор містить основну обмотку та регульовану обмотку. Різниця напруг між сусідніми відводами регульованої обмотки становить 2,5%, що забезпечує загальний діапазон регулювання ±20% (тобто 40% загально). Додатково, включено вторинну трифазну обмотку, з'єднану трикутником, головним чином для придушення третього гармонічного вузла та для забезпечення електропостачання автоматичному контролеру та OLTC механізму.

Зі сторони джерела, основне з'єднання можна перемикати через OLTC через відводи 1-9. Зі сторони навантаження, основне з'єднання фіксується відповідно до вимог діапазону регулювання:

• Для діапазону регулювання 0% до +20%, з'єднання зі сторони навантаження фіксується на відводі 1 (відвод 1 стає прямою позицією);

• Для діапазону -5% до +15%, фіксується на відводі 3 (відвод 3 як пряма позиція);

• Для симетричного діапазону -10% до +10%, фіксується на відводі 5 (відвод 5 як пряма позиція).

Трансформатори струму (CTs) встановлені на фазах A та C зі сторони навантаження, з'єднані внутрішньо в диференційному конфігурації. Трансформатори напруги (VTs) також встановлені на фазах A та C зі сторони навантаження. У конфігураціях з двостороннім потоком енергії, VTs додатково встановлюються на фазах A та C зі сторони джерела.

Контролер використовує сигнали напруги та струму зі сторони навантаження як аналогові входи для прийняття рішень про перемикання відводів. Різні сигнали стану служать основою для ідентифікації операційних станів та активування сигналів тривоги або захисних дій. На основі фундаментального принципу «забезпечення кваліфікованої напруги при мінімуму операцій перемикання», використовуючи теорію нечіткої логіки для розмиття границь регулювання, впроваджено вдосконалена стратегія управління. Це ефективно покращує стабільність напруги та значно зменшує кількість операцій перемикання відводів.

У автоматичному режимі контролер регулює напругу шляхом перемикання відводів:

• Якщо напруга зі сторони навантаження залишається нижче «референсної напруги» на заданий поріг протягом визначеного часу, контролер виконує команду OLTC на підвищення. Після операції, період блокування запобігає подальшим перемиканням.

• Після закінчення періоду блокування, дозволяється інше перемикання відводу.

• Навпаки, якщо напруга зі сторони навантаження залишається вище референсної напруги на заданий марж протягом вказаного часу, контролер виконує команду на зниження, за якою слідує схожий період блокування після операції.

У ручному режимі пристрій може бути зафіксований на будь-якій операторській вибраній позиції відводу.
У віддаленому режимі, він приймає команди з віддаленого центру управління та працює на позиції відводу, вказаній віддаленою інструкцією.