Automatyczny Regulator Napięcia

Automatyczny regulator napięcia

Automatyczny regulator napięcia (AVR) to kluczowe urządzenie zaprojektowane do regulacji poziomu napięcia. Przekształca on zmienny napięcia w stabilne, stałe napięcie. Fluktuacje napięcia występują głównie z powodu zmian obciążenia systemu zasilania. Takie wahania napięcia mogą być szkodliwe dla sprzętu w systemie energetycznym, potencjalnie powodując awarie lub nawet trwałe uszkodzenia.

Aby kontrolować te fluktuacje napięcia, można zainstalować urządzenia kontroli napięcia w wielu kluczowych miejscach systemu zasilania, takich jak w pobliżu transformatorów, generatorów i linii przesyłowych. W rzeczywistości regulatory napięcia są często wdrażane w więcej niż jednym punkcie systemu zasilania, aby skutecznie zarządzać wahaniem napięcia.

Kontrola napięcia w systemach DC i AC

• System zasilania DC: W systemie zasilania DC, przy równych długościach linii przesyłowych, można używać nadkomponowanych generatorów do kontroli napięcia. Jednak dla linii przesyłowych o różnych długościach, stosuje się wzmacniacze linii, aby utrzymać stałe napięcie na końcu każdej linii.

• System AC: W systemie AC kontrolę napięcia można osiągnąć za pomocą różnych metod. Do tych metod należą wzmacniacze napięcia, regulatory indukcyjne i kondensatory szeregowe, itp. Każda metoda ma swoje własne zalety i jest wybierana w zależności od specyficznych wymagań systemu zasilania.

Zasada działania regulatora napięcia

Regulator napięcia działa na zasadzie wykrywania błędów. Po pierwsze, napięcie wyjściowe generatora AC jest uzyskiwane za pomocą transformatora potencjalnego. To napięcie jest następnie prostowane i filtrowane, a następnie porównywane z napięciem referencyjnym. Różnica między rzeczywistym napięciem a napięciem referencyjnym nazywana jest napięciem błędu. To napięcie błędu jest wzmocnione przez wzmacniacz i następnie podawane do głównego lub pilotowego wzmacniacza. Poprzez dostosowanie pobudzenia na podstawie tego wzmocnionego napięcia błędu, regulator napięcia skutecznie kontroluje i stabilizuje napięcie wyjściowe generatora, zapewniając stałe i niezawodne zasilanie.

W konsekwencji, wzmocnione sygnały błędu regulują pobudzenie głównego lub pilotowego wzmacniacza poprzez mechanizm redukcji lub wzrostu. To, z kolei, kontroluje wahania napięcia. Kontrolując wydajność wzmacniacza, skutecznie regulowane jest napięcie końcowe głównego alternatora.

Zastosowania automatycznego regulatora napięcia

Automatyczny regulator napięcia (AVR) pełni kilka kluczowych funkcji:

• Kontrola napięcia i wzrost stabilności: Utrzymuje napięcie systemu zasilania w akceptowalnych granicach, umożliwiając maszynie działanie bliżej granicy stabilności stanu ustalonego. Zapewnia to niezawodne zasilanie i zapobiega niestabilnościom związanych z napięciem w systemie.

• Dzielona reaktywna obciążenie: Gdy wiele alternatorów działa równolegle, AVR odgrywa kluczową rolę w rozkładaniu reaktywnej obciążenia między nimi. Pomaga to zoptymalizować wydajność równolegle działających alternatorów i utrzymać ogólny współczynnik mocy systemu.

• Ograniczanie przepięć: AVR jest skuteczny w obniżaniu przepięć, które występują z powodu nagłego zrzucania obciążenia w systemie. Szybko dostosowując pobudzenie, zapobiega on nadmiernemu wzrostowi napięcia, który może uszkodzić sprzęt elektryczny.

• Dostosowywanie pobudzenia w czasie uszkodzenia: W przypadku uszkodzeń, AVR zwiększa pobudzenie systemu. Zapewnia to maksymalną moc synchronizacyjną podczas usuwania uszkodzenia, ułatwiając płynniejszą rekonstrukcję systemu.

• Kontrola pobudzenia śledząca obciążenie: W przypadku nagłej zmiany obciążenia alternatora, AVR dostosowuje system pobudzenia. Zapewnia, że alternator nadal dostarcza to samo napięcie w nowych warunkach obciążenia. AVR osiąga to, działając na polu magnetycznym wzmacniacza, modyfikując napięcie wyjściowe wzmacniacza i prąd pola. Jednak w przypadku silnych wahnięć napięcia standardowy AVR może nie odpowiadać wystarczająco szybko.

Szybko działające regulatory napięcia

Aby osiągnąć szybszą reakcję, stosuje się szybko działające regulatory napięcia oparte na zasadzie przekroczenia wartości. W tej zasadzie, gdy obciążenie rośnie, pobudzenie systemu również rośnie. Ale przed osiągnięciem napięcia odpowiadającego zwiększonym pobudzeniem, regulator przewiduje i zmniejsza pobudzenie do odpowiedniego poziomu. Ten mechanizm przekroczenia i korekcji pozwala na szybsze i bardziej precyzyjne dostosowanie napięcia, zwiększając wydajność systemu zasilania podczas dynamicznych zmian obciążenia.