Основным средством регулирования напряжения в центре питания (ЦП) распределительных электрических сетей (на линиях 6—20 кВ) являются трансформаторы с высшим напряжением 220—35 кВ с регулированием напряжения под нагрузкой (РПН). В качестве дополнительных средств могут использоваться компенсирующие устройства, установленные в распределительной сети или на шинах 6—20 кВ ЦП, а также некоторые другие средства (генераторы малых местных электростанций, синхронные электродвигатели и др.). Диапазоны регулирования напряжения на трансформаторах с РПН достаточно велики и, в зависимости от Uном и мощности трансформатора, составляют от 18 до 32 %.
Такие большие диапазоны регулирования позволяют осуществлять регулирование напряжения в распределительных сетях практически независимо от режима напряжений в системообразующей сети. Вместе с тем это регулирование должно обеспечить требуемое качество напряжения непосредственно у потребителей. В этих условиях режим напряжения в ЦП может выбираться исключительно по условию функционирования распределительной сети и подключенных к ней потребителей.
Выбор рационального принципа регулирования напряжения в ЦП зависит от характера графика нагрузки потребителей, подключенных к распределительной сети. Можно выделить следующие наиболее характерные режимы электропотребления:
1. Нагрузка в течение суток не изменяется или мало изменяется. В этом случае потери напряжения, зависящие от нагрузки сети, от шин ЦП до потребителей в течение суток не изменяются (или мало изменяются). Следовательно, для поддержания напряжения у потребителей, близкого к номинальному (или какому-то другому желаемому напряжению) в течение суток на шинах ЦП необходимо обеспечить неизменное напряжение. Такой режим регулирования называется режимом стабилизации напряжения в ЦП.
2. Нагрузка в течение суток изменяется вполне определенным, заранее известным образом. Такая ситуация возникает, например, в случае подключения к распределительной сети промышленных предприятий, учреждений и т. п. с вполне определенным суточным режимом работы. При этом потери напряжения от ЦП на каждой ступени суточного графика нагрузки до конкретного потребителя могут быть определены заранее. Поскольку конечная цель регулирования напряжения остается прежней и заключается в обеспечении напряжения у потребителей в любом режиме, близкого к номинальному, то для каждой ступени суточного графика нагрузки в ЦП может быть определено требуемое напряжение. Таким образом, в данном случае регулирование напряжения на шинах ЦП можно осуществлять по времени суток.
3. Нагрузка в течение суток изменяется случайным образом. Данная ситуация на практике встречается наиболее часто, когда нагрузка ЦП имеет смешанный характер со значительной долей коммунально-бытовой нагрузки. При этом потери напряжения от ЦП до какого-то потребителя, зависящие от нагрузки по элементам сети, также носят случайный характер. В таких случаях на шинах ЦП используют, принцип встречного (согласного) регулирования напряжения. Его сущность заключается в том, что с увеличением нагрузки для компенсации возникающих при этом дополнительных потерь напряжения в ЦП напряжение повышают, а при уменьшении нагрузки — снижают. При таком подходе вопрос заключается в выборе соответствующего напряжения в режиме наименьших нагрузок Iнм и наибольших нагрузок Iнб. Нижний предел выбираемого напряжения в каждом режиме нагрузки ограничивается допустимой потерей напряжения от ЦП до наиболее удаленного потребителя, а верхний предел — высшим допустимым напряжением у ближайшего потребителя. Если основная часть потребителей расположена от ЦП за относительно небольшим сопротивлением и нагрузка сети невелика, то потери напряжения будут небольшие.