Автоматическое регулирование напряжения трансформаторами с РПН
Автоматическое регулирование напряжения трансформатором с РПН осуществляется изменением коэффициента трансформации путем переключения ответвлений регулировочной обмотки, т.е. ступенчато. Ступень регулирования отечественных трансформаторов 
.
На трансформаторах с РПН устанавливаются автоматические регуляторы напряжения, которые подают команды на переключение. Эти регуляторы имеют зону нечувствительности и выдержку времени.
Зона нечувствительности 
выбирается так, чтобы после переключения ответвлений трансформатора на одну ступень изменение регулируемого напряжения было меньше величины 
(см. рис. 3.1):
Практически 
.
Рис. 3.1. Изменение напряжения на выводах трансформатора с РПН
В противном случае напряжение после переключения может выйти за противоположную границу зоны нечувствительности и произойдет излишнее действие регулятора в обратном направлении.
Выдержка времени необходима для предотвращения лишних переключений при кратковременных выходах напряжения из зоны нечувствительности регулятора.
Величина 
обычно равна 1-3 мин. Наряду с регуляторами, имеющими независимую выдержку времени, разработаны конструкции АРНТ с ограниченно зависимой временной характеристикой.
Среди разнообразных конструкций регуляторов наиболее совершенными являются микропроцессорные и полупроводниковые АРНТ. Бесконтактные регуляторы не изнашиваются от многократных запусков при кратковременных колебаниях напряжения и имеют существенно меньшее потребление по сравнению с электромеханическими регуляторами.
. 
Рис. 3.2. Функциональная схема регулятора напряжения трансформатора с РПН
Функциональная схема простейшего бесконтактного регулятора напряжения двухобмоточного трансформатора с РПН приведена на рис. 3.2. Регулятор присоединяется к измерительным трансформаторам TV и TA через промежуточные трансформаторы TLV и TLA. При отклонениях напряжения два выходных реле регулятора посылают в привод переключателя ответвлений сигналы “выше” (Р1) или ”ниже” (Р2) с выдержкой времени, создаваемой органом выдержки времени ОВВ. При аварийных снижениях напряжения (на 20-30%) сигнал “выше” блокируется.
Рассмотрим принцип действия основных элементов регулятора.
Измерительный орган регулятора (датчик отклонения напряжения – ДОН) может реагировать на изменение:
- напряжения в месте установки регулятора;
- геометрической суммы напряжения в месте установки регулятора и падения напряжения от тока линии в эквивалентном сопротивлении устройства токовой компенсации (УТК);
- напряжения в месте установки регулятора с коррекцией от тока в питающей линии.
Усилитель с релейной характеристикой 
реагирует на значение 
при 
, 
- на значение 
при 
. В пределах 
, определяющего зону нечувствительности регулятора, 
и 
не действуют.
Устройство токовой компенсации осуществляет имитацию падения напряжения в распределительной сети от центра питания, где установлен регулятор, до точки, в которой нужно поддерживать напряжение. Активное и индуктивное сопротивления сети могут имитироваться различными по характеру сопротивлениями, например, только активными, а необходимые фазы составляющих падения напряжения получают подбором соответствующих фаз тока.
На рис. 3.3, а показана схема устройства токовой компенсации с использованием токов трех фаз. Напряжение на входе измерительного органа регулятора
,
где 
– напряжение компенсации, вводимое в регулятор,
Векторная диаграмма напряжений схемы токовой компенсации при симметричной нагрузке построена на рис. 3.3, б. Из векторной диаграммы видно, что
,
так как 
отстает от напряжения 
на угол 
, а 
опережает его на 
. Здесь 
– ток линии; 
, 
– активное и реактивное сопротивления линии.
А) б)
Рис. 3.3. Устройство токовой компенсации с использованием токов трех фаз:
а – схема, б – векторная диаграмма
Таким образом, напряжение, подаваемое на вход регулятора, пропорционально напряжению у потребителя в некоторой точке сети, определяемой расчетом.
Сопротивления УТК рассчитываются по следующим формулам:
;
,
где 
, 
, 
, 
– коэффициенты трансформации измерительных и промежуточных трансформаторов тока и напряжения.
Применяется и приближенная компенсация, когда независимо от соотношения 
на сопротивление 
УТК подается ток отстающей фазы (
, если регулятор включен на 
). Уставка токовой компенсации при этом рассчитывается по формуле
,
где 
– номинальное напряжение на шинах подстанции;
– напряжение на нагрузке при 
и отключенном АРН;
, 
– номинальный ток и коэффициент мощности нагрузки.
Напряжение на нагрузке рассчитывается по формуле
,
,
где 
, 
– активная и реактивная мощности нагрузки.
Коэффициенты трансформации определяют исходя из номинального вторичного тока 5 А и напряжения 100 В. Номинальный первичный ток ТА выбирается по шкале: 30, 50, 100 А.
Кроме рассмотренного простейшего регулятора напряжения, применяются более сложные АРНТ, обладающие большими возможностями. Так, микропроцессорные и микроэлектронные автоматические регуляторы обеспечивают возможности: дистанционного изменения набора уставок; группового регулирования параллельно включенных трансформаторов; контроля, блокировки и сигнализации при неисправности элементов собственной схемы и электроприводов РПН.
