• Product
  • Suppliers
  • Manufacturers
  • Solutions
  • Free tools
  • Knowledges
  • Experts
  • Communities
Search


Mga Inobatibong Solusyon sa mga Step Voltage Regulator sa mga Sistema sa Distribusyon ng Kapangyarihan

1 Executive Summary

Mga Hamon sa Paghahandle ng Voltage sa Modernong Mga Distribution Network:

  • Mga long-distance feeders na nagdudulot ng pagbaba ng voltage;
  • Integrasyon ng distributed energy resource (DER) na nagdudulot ng bidirectional power flow;
  • Pagbabago ng load na nagdudulot ng madalas na pagbabago ng voltage.

Teknikal na mga Katangian ng Step Voltage Regulators (SVRs):

  • Ginagamit ang tap-changing technology para baguhin ang ratio ng winding turns ng transformer, nakakamit ang ±10% voltage adjustment range (karaniwang 32 steps, 0.625% bawat step);
  • Ang pangunahing mga benepisyo ay nasa real-time dynamic adjustment capabilities kasama ang maraming control strategies, nagbibigay ng flexible voltage support para sa distribution grid.

Trends sa Teknolohiya ng Pag-evolve:

  • Nag-evolve mula sa basic mechanical tap switches hanggang sa integrated systems na may power electronics, adaptive control algorithms, at intelligent communication modules;
  • Halimbawa: Ang ABB SPAU341C ay may Line Drop Compensation (LDC) functionality, sumasalamin sa line impedance characteristics para sa precise voltage control sa remote load points;
  • Ang paggamit ng magnetically held relays at TRIACs ay nagbabawas ng equipment losses at footprint, nagpapataas ng deployment flexibility at cost-effectiveness.

2 Teknikal na Prinsipyo & Struktura

Pangunahing Mechanism ng Voltage Regulation:

  • Nakakamit ang voltage regulation sa pamamagitan ng pagbabago ng ratio ng winding turns ng transformer, depende sa tap-changing technology ng On-Load Tap Changers (OLTCs).

Closed-Loop Feedback Control Process:

  1. Ang voltage transformers ay patuloy na kumukuha ng system voltage signals;
  2. Ang error signals ay ginagawa sa pamamagitan ng paghahambing ng acquired values sa set reference values;
  3. Ang control unit ay nagdedesisyon kung anong direction ng tap change (boost/buck) at step size batay sa error signal.

Pangunahing Teknikal na Mga Parameter ng Modern SVRs:

  • Tinutukoy ang SPAU341C bilang halimbawa: Suportado ang fine voltage adjustment steps ng 0.625%, nagbibigay ng 32-step precise voltage regulation sa loob ng ±10% range.

2.1 Pangunahing Komponente

  • On-Load Tap Changer (OLTC):​ Ang core actuator ng regulator, gumagamit ng vacuum interrupters upang mabawasan ang arcing. Ang transition resistors ay nag-aasikaso ng current continuity sa panahon ng switching, nagpaprevent ng load supply interruption. Ang modern designs ay gumagamit ng dual-resistor transition technology, nagbabawas ng switching times sa 40-60 milliseconds.
  • Control Module:​ Itinayo sa high-performance microprocessors (ARM/DSP), nag-integrate ng multiple control strategies. Ang ABB SPAU341C ay gumagamit ng modular architecture, binubuo ng connection modules, I/O modules, at automatic voltage regulation module, suportado ang continuous self-monitoring para sa real-time hardware at software diagnostics.
  • Measurement and Protection Unit:​ Voltage/Current Transformers (e.g., PT1, PT2, TA1) patuloy na kumukuha ng system parameters. Ang units ay may three-phase overcurrent at undervoltage blocking functions. Kapag natuklasan ang short circuit o severe voltage dip, ang tap-changing operations ay agad na inaabutan ng block para mabawasan ang damage sa equipment.
  • Communication and Operation Interface:​ Suportado ang Ethernet, GPRS, at iba pang communication protocols para sa remote monitoring at parameter settings. Ang display module ay nagbibigay ng local operating interface, ipinapakita ang key parameters tulad ng setpoints at measured values sa real-time.

2.2 Pangunahing Operational Characteristics

​Characteristic

​Technical Description

​Application Value

Line Drop Compensation (LDC)

Ginagamit ang virtual impedance parameters (R/X) settings para kompensahin ang line voltage drop.

Nagbibigay ng precise voltage control sa remote load points; nagwawala ng pangangailangan para sa additional measurement devices.

Bidirectional Power Flow Support

Ginagamit ang hybrid switches na may back-to-back thyristors at magnetic latching relays.

Nag-aadapt sa scenarios na may DER integration; suportado ang voltage regulation under reverse power flow.

Parallel Operation Capability

Suportado ang parallel operation ng hanggang 3 transformers sa pamamagitan ng Master/Slave o Circulating Current Minimization principles.

Nagpapalawak ng system capacity; tumutugon sa demands ng high-load density areas.

Fault Ride-Through (FRT) Capability

Incorporates voltage sag detection at fast restoration logic.

Nag-aasikaso ng continuous supply para sa sensitive loads; nagpapataas ng reliability ng power supply.

3 Application Solutions sa Design ng Distribution System

3.1 Typical Application Scenarios

  • Mga Long Radial Feeders:​ Isang classic SVR application. Sa rural distribution networks, ang 10kV lines madalas na lumalampas sa 15km, nagdudulot ng malaking voltage deviation sa feeder end. Ang pag-deploy ng SVRs mid-line o sa feeder end ay epektibong nagko-compensate sa voltage drops. Ang engineering practices ay nagpapakita na ang iisang SVR ay maaaring palawakin ang feeder radius ng 30%, nagpapataas ng voltage compliance rate sa feeder end mula sa below 70% hanggang sa higit sa 98%, nagpapabawas ng line upgrade costs.
  • High-Density Urban Distribution Networks:​ Nagtatapat sa hamon ng load fluctuation at voltage mismatch. Ang SVRs ay karaniwang inilalapat sa substation outlets o ring main unit (RMU) nodes. Sa isang city commercial district retrofit project, ang pag-install ng SVRs sa 4 key nodes ay nagresulta sa pagbawas ng peak-hour voltage fluctuation mula ±8% hanggang ±2%, samantalang nagpapabawas din ng line losses ng 12% sa pamamagitan ng reactive power optimization.
  • High DER Penetration Areas:​ Nangangailangan ng pag-manage ng bidirectional power flow challenges. Kapag ang PV penetration ay lumampas sa 30%, ang traditional distribution networks madalas na nag-eexperience ng voltage violations. Ang SVRs ay awtomatikong nag-adjust ng control logic sa pamamagitan ng reverse power mode, aktibong nagpapababa ng voltage sa panahon ng generation surplus. Ang isang PV demonstration project na gumagamit ng coordinated control between SVRs at PV inverters ay nag-increase ng local PV hosting capacity ng 25% at nagpapababa ng curtailment rates ng 18%.

3.2 Optimization ng Control Strategy

  • Voltage-Var Optimization (VVO):​ Coordinates SVRs with shunt capacitor banks to minimize system losses.
  • Multi-Stage Coordinated Control:​ Para sa cascade installations ng multiple SVRs sa complex networks, kailangang iwasan ang control conflicts. Ang Time Delay Coordination Method ay ang pinakapraktikal na solusyon—set the upstream SVR's delay (typically 30-60 seconds) to at least double the downstream SVR's delay. Upon detecting a voltage violation, the downstream SVR acts first. If the issue persists beyond its delay window, the upstream SVR then intervenes. This approach significantly reduces unnecessary tap operations (by up to 40%) while maintaining voltage stability.
  • Adaptive Control Strategies:​ Ang modern SVRs (e.g., SPAU341C) ay naglalaman ng self-learning algorithms para i-predict ang voltage adjustment needs batay sa historical load profiles. Ang sistema ay awtomatikong pre-adjusts tap positions during periods of similar daily load patterns (e.g., morning peaks), reducing voltage adjustment response times from minutes to seconds. This strategy is particularly suitable for PV output fluctuations or scenarios with concentrated electric vehicle (EV) charging.

3.3 Scenario Selection Matrix

​Application Scenario

​Equipment Selection Criteria

​Control Strategy

​Expected Outcome

Long Radial Feeders

Large adjustment range (±15%), strong heat dissipation

LDC + Delayed Coordination

End voltage boost: 8-12%, Feeder radius extension: 30%

High-Density Urban Areas

Fast response (<1s), compact design

VVO Coordination + Load Forecasting

Voltage fluctuation <±2%, Network losses reduction: 10-15%

High DER Penetration Areas

Bidirectional flow support, high overload capability

Reverse Power Mode + Source-Grid Coordination

PV hosting capacity ↑25%, Voltage compliance rate >99%

4 Performance Optimization & Innovative Technologies

Loss Reduction Technology:

Hybrid switching technology is a core innovation for minimizing SVR losses. Traditional mechanical tap changers suffer from contact resistance in the tens of mΩ and significant arcing losses. The modern solution employs a hybrid structure of Magnetic Latching Relays and Back-to-Back Thyristors:

  • Steady-State Conduction:​ Handled by the Magnetic Latching Relay (contact resistance <1mΩ)
  • Transition Moment:​ The Back-to-Back Thyristor provides a current path (trigger time <2μs)
  • Post-Switch Steady-State:​ Mechanical contacts close again, semiconductor devices turn off.
    This design reduces switching losses by 80%, shrinks equipment volume by 40%, achieves arc-less switching, and extends equipment lifespan. Actual operating data shows hybrid-switch SVRs incur 55% lower annual maintenance costs compared to traditional models.

Topology Innovation​ also contributes significantly. The Cascaded Voltage Regulator adopts a hybrid structure with a series transformer and shunt capacitor, offering three optional operating modes:

  1. Equivalent Series Compensation Mode:​ Targets voltage boost at the end of long lines.
  2. Voltage-Var Adjustment Mode:​ Coordinates voltage and reactive power optimization.
  3. Pure Voltage Regulation Mode:​ Enables rapid response to voltage sags.
    This design reduces system losses by 15-20% at the same capacity while improving fault ride-through capability.

5 Application Cases & Practical Experience

5.1 Voltage Boost on Rural Long-Distance Feeder

  • Project Background:​ A 28km 10kV feeder in a mountainous area supplied dispersed loads. End voltage during peak hours dropped to 8.7kV (below standard lower limit: 9.7kV), failing to meet power requirements for irrigation pumps. Traditional solutions required a new substation at over ¥8 million cost.
  • Solution:​ Two ABB SPAU341C regulators deployed in series at the 12km and 22km points, utilizing a Master-Slave coordination strategy.
    • Device Configuration: Each SVR: 800kVA, ±15% range, LDC-enabled.
    • Control Strategy: Master station (22km) delay: 60 seconds; Slave station (12km) delay: 30 seconds.
    • Compensation Parameters: Virtual R = 0.32Ω, X = 0.45Ω (simulating line impedance).
  • Results:
    • End voltage stabilized at 9.8-10.2kV; compliance rate rose from 61% to 99.6%.
    • Insufficient starting torque issue for pumps during irrigation season peak load completely eliminated.
    • Total investment: ¥1.8 million (77.5% cost reduction vs. new substation).
    • Annual energy loss reduction: ~150 MWh, corresponding to energy cost savings of ~¥120,000.

5.2 Power Quality Improvement in Urban High-Density Area

  • Project Background:​ Within an urban RMU's supply area, clustered commercial complexes and EV charging stations caused voltage fluctuations reaching ±8%. Transformer loading reached 130% during peak hours.
  • Solution:​ Deployment of an SVR + Dynamic Var Compensation (SVG) system at the RMU inlet.
    • Device Selection: SPAU341C Regulator (1250kVA) with ±200kVar SVG.
    • Control Architecture: VVO coordination controller performing joint optimization every 5 minutes.
    • Prediction Algorithm: Deep learning-based load forecasting (accuracy >92%).
  • Results:
    • Voltage fluctuation controlled within ±2% (compliant with IEEE 519).
    • Transformer loading reduced to 85%, freeing up 30% capacity.
    • Comprehensive line losses reduced from 7.8% to 6.2%, yielding annual savings ~¥80,000.
    • Charging pile failure rate reduced by 40%; user complaints decreased by 90%.
06/24/2025
Gipareserbado
Engineering
Integradong Solusyon sa Hybrid Power ng Hangin at Araw para sa mga Malalayong Isla
AbstractKini nga propuesta nagpakita og usa ka bag-ong integradong solusyon sa enerhiya nga nahimong gipagsam niadtong wind power, photovoltaic power generation, pumped hydro storage, ug seawater desalination technologies. Ang layun mao ang sistemikong pagtubag sa core challenges nga gigrap sa mga remote islands, kasinabi na ang difficult grid coverage, high costs sa diesel power generation, limitations sa traditional battery storage, ug scarcity sa freshwater resources. Ang solusyon makakamit a
Engineering
Isa ka Intelligent Wind-Solar Hybrid System nga may Fuzzy-PID Control para sa Enhanced Battery Management ug MPPT
AbstractAng proyekto kini nagpakita og sistema sa pag-generate og kapang-osob nga gipangasiwaan pinaagi sa teknolohiya sa advanced control, ang katuyoan mao ang efektibong ug ekonomikal nga pag-ahon sa panginahanglan sa kapang-osob sa mga remote areas ug espesyal nga application scenarios. Ang core sa sistema naka-center sa usa ka intelligent control system nga gipangasiwaan pinaagi sa ATmega16 microprocessor. Ang sistema kini nagperforma og Maximum Power Point Tracking (MPPT) para sa parehas wi
Engineering
Mura nga Solusyon sa Hikabug-Init sa Hangin: Buck-Boost Converter & Smart Charging Mureduksyon sa Gastos sa Sistema
AbstractKini nga solusyon nagproporsyona og usa ka bag-ong mataas na efektibong sistema sa pag-generate sa hybrid wind-solar power. Ang sistema nagsangpot sa mga pangunahon nga kahibaw-hibaw sa kasinatngan nga teknolohiya sama sa mababa nga paggamit sa energy, maikling lifespan sa battery, ug dili matinud-anon nga estabilidad sa sistema, gamiton ang fully digitally controlled buck-boost DC/DC converters, interleaved parallel technology, ug intelligent three-stage charging algorithm. Kini nagpada
Engineering
Sistema nga Optimisado sa Hybrid Wind-Solar Power: Komprehensibong Solusyon sa Disenyo para sa mga Aplikasyon sa Off-Grid
Introduksyon ug Background​​1.1 mga Hamon sa Single-Source Power Generation Systems​Ang tradisyonal nga standalone photovoltaic (PV) o wind power generation systems adunay inherent nga drawbacks. Ang PV power generation maapektuhan sa diurnal cycles ug kondisyon sa panahon, samtang ang wind power generation gipasabot sa unstable nga wind resources, resulta sa significant nga pagkakaiba sa output sa power. Aron masiguro ang continuous nga suplay sa power, importante ang large-capacity battery ban
Inquiry
Pangutana
Pangutana sa IEE-Business Application
Pangita og mga equipment gamit ang IEE-Business app asa asa ug kailan man sugad og pagkuha og solusyon pagsulay sa mga eksperto ug pagpadayon sa industriya nga pakisayran suportahan ang imong proyekto sa kuryente ug negosyo