Distribuição de Linhas de Transmissão de Longa Distância: Baixa Tensão e Grandes Flutuações de Tensão
De acordo com as "Diretrizes Técnicas para o Planejamento e Projetos de Redes de Distribuição" (Q/GDW 1738–2012), o raio de fornecimento de uma linha de distribuição de 10 kV deve atender aos requisitos de qualidade de tensão no final da linha. Em princípio, o raio de fornecimento em áreas rurais não deve exceder 15 km. No entanto, em algumas regiões rurais, o raio de fornecimento real pode estender-se além de 50 km devido à baixa densidade de carga, demanda de energia pequena e amplamente dispersa, resultando em alimentadores de 10 kV excessivamente longos. Tal transmissão de energia de longa distância inevitavelmente causa tensão significativamente baixa ou grandes flutuações de tensão nas partes média e distante da linha. A solução mais econômica para esse problema é a regulação de tensão descentralizada.
Para garantir a qualidade da tensão, os principais métodos e medidas de regulação de tensão em redes de distribuição de média e baixa tensão incluem:
Mudança de passo sob carga (OLTC) dos transformadores principais da subestação;
Ajuste do fluxo de potência reativa na linha;
Modificação dos parâmetros da linha;
Construção de novas subestações;
Instalação de reguladores automáticos de tensão de alimentador SVR.
Dessas, as quatro primeiras abordagens são frequentemente economicamente ineficientes ou impraticáveis quando aplicadas a linhas de alimentação específicas de longa distância. A Rockwell Electric Co., Ltd. desenvolveu o Regulador Automático de Tensão de Alimentador SVR, que oferece uma solução tecnicamente viável, econômica e fácil de instalar, especialmente adequada para a regulação de tensão nesses alimentadores dedicados.
O regulador automático de tensão de linha consiste em um autotransformador com nove passos, um mudador de passo sob carga (OLTC) e um controlador automático capaz de rastrear a tensão no final da linha em tempo real com base nas variações de carga. O autotransformador compreende uma bobina principal e uma bobina de regulação. A diferença de tensão entre passos adjacentes na bobina de regulação é de 2,5%, fornecendo um alcance total de regulação de ±20% (ou seja, 40% no total). Além disso, uma bobina secundária trifásica conectada em delta é incluída principalmente para suprimir harmônicos de terceira ordem e fornecer energia ao controlador automático e ao mecanismo OLTC.
Do lado da fonte, a conexão principal pode ser alternada através do OLTC nos passos 1 a 9. Do lado da carga, a conexão principal é fixa de acordo com o intervalo de regulação necessário:
Para um intervalo de regulação de 0% a +20%, a conexão do lado da carga é fixa no passo 1 (o passo 1 torna-se a posição de passagem direta);
Para um intervalo de -5% a +15%, é fixa no passo 3 (o passo 3 como passagem direta);
Para um intervalo simétrico de -10% a +10%, é fixa no passo 5 (o passo 5 como passagem direta).
Transformadores de corrente (CTs) são instalados nas fases A e C do lado da carga, conectados internamente em configuração diferencial. Transformadores de tensão (VTs) também são instalados nas fases A e C do lado da carga. Em configurações com fluxo de energia bidirecional, VTs são adicionados nas fases A e C do lado da fonte.
O controlador usa sinais de tensão e corrente do lado da carga como entradas analógicas para decisões de mudança de passo. Vários sinais de estado servem como base para identificar estados operacionais e acionar alarmes ou ações de proteção. Com base no princípio fundamental de “garantir tensão qualificada enquanto minimiza as operações de mudança de passo”, e empregando a teoria de controle fuzzy para suavizar os limites de regulação, uma estratégia de controle aprimorada foi implementada. Isso efetivamente melhora a estabilidade da tensão e reduz significativamente o número de mudanças de passo.
No Modo Automático, o controlador ajusta a posição do passo para regular a tensão:
Se a tensão do lado da carga permanecer abaixo da “tensão de referência” por um limite pré-definido por um período definido, o controlador comanda o OLTC para subir de passo. Após a operação, um período de bloqueio impede mudanças adicionais.
Uma vez que o intervalo de bloqueio expira, outra mudança de passo é permitida.
Por outro lado, se a tensão do lado da carga permanecer acima da tensão de referência por uma margem definida por um período especificado, o controlador inicia um comando de descida de passo, seguido por um período de bloqueio pós-operacional similar.
No Modo Manual, o dispositivo pode ser fixado em qualquer posição de passo selecionada pelo operador.
No Modo Remoto, ele aceita comandos de um centro de controle remoto e opera na posição de passo especificada pela instrução remota.
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