Автоматен регулатор на напрежението

Автоматичен регулатор на напрежението

Автоматичният регулатор на напрежението (AVR) е ключово устройство, проектирано да регулира нивата на напрежението. Той приема колебаещи се напрежения и ги преобразува в стабилно, постоянно напрежение. Колебанията на напрежението се дължат главно на вариации в натоварването на системата за доставка. Такива вариации на напрежението могат да бъдат вредни за оборудването в електроенергийната система, като могат да причинят откази или дори постоянн повреди.

За контрол на тези колебания на напрежението, оборудване за контрол на напрежението може да бъде инсталирано на множество ключови места в електроенергийната система, такива като близо до трансформатори, генератори и линии за разпределение. Всъщност, регулаторите на напрежението често се използват на повече от едно място в електроенергийната система, за да се управяват ефективно колебанията на напрежението.

Контрол на напрежението в DC и AC системи

• DC система за доставка: В DC система за доставка, при работа с линии за разпределение с равна дължина, могат да се използват перегенериращи генератори, за да се контролира напрежението. Обаче, за линии с различна дължина, се използва усилвател на линията, за да се поддържа постоянното напрежение в края на всяка линия.

• AC система: В AC система, контролът на напрежението може да бъде постигнат чрез различни методи. Това включва използването на усилватели на трансформатори, индукционни регулатори и кондензатори в паралел, и други. Всякъв метод има свои предимства и се избира в зависимост от конкретните изисквания на електроенергийната система.

Принцип на действие на регулатора на напрежението

Регулаторът на напрежението работи по принципа на детектиране на грешки. Първо, изходното напрежение на AC генератор се получава чрез потенциален трансформатор. Това напрежение след това се правоъгълничи и филтрира, преди да бъде сравнено с референтно напрежение. Разликата между действителното напрежение и референтното напрежение се нарича грешково напрежение. Това грешково напрежение се усилива от усилвател и последователно се подава към основния или пилотен возбудител. Чрез регулиране на возбуждането, основано на това усилино грешково напрежение, регулаторът на напрежението ефективно контролира и стабилизира изходното напрежение на генератора, осигурявайки постоянен и надежден доставчик на енергия.

Следователно, усилияните сигнали за грешка регулират возбуждането на основния или пилотен возбудител чрез механизъм за намаляване или увеличаване. Това, от своя страна, контролира колебанията на напрежението. Чрез контрол на изхода на возбудителя, терминалното напрежение на основния альтернатор се регулира ефективно.

Приложения на автоматичния регулатор на напрежението

Автоматичният регулатор на напрежението (AVR) изпълнява няколко важни функции:

• Контрол на напрежението и подобряване на стабилността: Той поддържа напрежението на електроенергийната система в допустими граници и позволява машината да работи по-близо до границата на статичната стабилност. Това осигурява надеждна доставка на енергия и предотвратява нестабилности, свързани с напрежението, в системата.

• Разпределение на реактивната нагрузка: Когато няколко альтернатора работят паралелно, AVR играе ключова роля в разпределението на реактивната нагрузка между тях. Това помага за оптимизиране на производителността на альтернаторите, работещи паралелно, и поддържане на общия фактор на мощността на системата.

• Ограничаване на прекомерното напрежение: AVR е ефективен в намаляването на прекомерните напрежения, които се появяват поради внезапно премахване на нагрузката в системата. Чрез бързо коригиране на возбуждането, то предотвратява прекомерно повишаване на напрежението, което може да повреди електрическото оборудване.

• Коригиране на возбуждането при дефект: При условия на дефект, AVR увеличава возбуждането на системата. Това гарантира, че максималната синхронизираща мощност е налична по време на изчистването на дефекта, облекчавайки по-гладкото възстановяване на системата.

• Контрол на возбуждането при следене на нагрузката: При внезапна промяна в нагрузката на альтернатора, AVR коригира системата за возбуждане. То гарантира, че альтернаторът продължава да доставя същото напрежение при новите условия на нагрузка. AVR постига това, като работи върху полето на возбудителя, модифицирайки изходното напрежение на возбудителя и тока на полето. Обаче, при сериозни колебания на напрежението, стандартният AVR може да не реагира достатъчно бързо.

Бързи регулатори на напрежението

За постигане на по-бърза реакция, се използват бързи регулатори на напрежението, базирани на принципа на прехвърляне на целта. В този принцип, когато нагрузката се увеличава, возбуждането на системата също се увеличава. Но преди напрежението да достигне стойността, съответстваща на увеличеното возбуждане, регулаторът предвижда и намалява возбуждането до подходящото ниво. Този механизъм за прехвърляне и корекция позволява по-бързо и точни корекции на напрежението, подобрявайки производителността на електроенергийната система при динамични промени на нагрузката.