Regulador Automático de Tensão

Regulador Automático de Tensão

O regulador automático de tensão (AVR) é um dispositivo essencial projetado para regular os níveis de tensão. Ele toma as tensões flutuantes e as converte em uma tensão estável e constante. As flutuações de tensão ocorrem principalmente devido às variações na carga do sistema de fornecimento. Essas variações de tensão podem ser prejudiciais aos equipamentos no sistema de energia, potencialmente causando malfuncionamentos ou até danos permanentes.

Para controlar essas variações de tensão, equipamentos de controle de tensão podem ser instalados em múltiplos locais-chave dentro do sistema de energia, como perto de transformadores, geradores e alimentadores. Na verdade, reguladores de tensão são frequentemente implantados em mais de um ponto no sistema de energia para gerenciar efetivamente as flutuações de tensão.

Controle de Tensão em Sistemas DC e AC

• Sistema de Fornecimento DC: Em um sistema de fornecimento DC, ao lidar com alimentadores de comprimentos iguais, geradores supercompensados podem ser usados para controlar a tensão. No entanto, para alimentadores de diferentes comprimentos, é empregado um reforçador de alimentador para manter uma tensão constante no final de cada alimentador.

• Sistema AC: Em um sistema AC, o controle de tensão pode ser alcançado por meio de vários métodos. Estes incluem o uso de transformadores reforçadores, reguladores indutivos e condensadores de deriva, entre outros. Cada método tem suas próprias vantagens e é selecionado com base nos requisitos específicos do sistema de energia.

Princípio de Funcionamento do Regulador de Tensão

O regulador de tensão opera com base no princípio de detecção de erro. Primeiro, a tensão de saída de um gerador AC é obtida através de um transformador de potencial. Esta tensão é então retificada e filtrada antes de ser comparada a uma tensão de referência. A diferença entre a tensão real e a tensão de referência é chamada de tensão de erro. Esta tensão de erro é amplificada por um amplificador e subsequentemente fornecida ao excitador principal ou ao excitador piloto. Ao ajustar a excitação com base nesta tensão de erro amplificada, o regulador de tensão controla e estabiliza efetivamente a tensão de saída do gerador, garantindo um fornecimento de energia consistente e confiável.

Consequentemente, os sinais de erro amplificados regulam a excitação do excitador principal ou piloto através de um mecanismo de redução ou aumento. Isso, por sua vez, controla as flutuações de tensão. Controlando a saída do excitador, a tensão terminal do alternador principal é efetivamente regulada.

Aplicações do Regulador Automático de Tensão

O regulador automático de tensão (AVR) desempenha várias funções cruciais:

• Controle de Tensão e Melhoria da Estabilidade: Mantém a tensão do sistema de energia dentro dos limites aceitáveis e permite que a máquina opere mais próxima do limite de estabilidade em estado estacionário. Isso garante um fornecimento de energia confiável e previne instabilidades relacionadas à tensão no sistema.

• Compartilhamento de Carga Reativa: Quando múltiplos alternadores estão operando em paralelo, o AVR desempenha um papel crucial na distribuição da carga reativa entre eles. Isso ajuda a otimizar o desempenho dos alternadores em paralelo e a manter o fator de potência geral do sistema.

• Mitigação de Sobretensão: O AVR é eficaz na redução de sobretensões que ocorrem devido à repentina descarga de carga no sistema. Ajustando rapidamente a excitação, ele previne aumentos excessivos de tensão que poderiam danificar equipamentos elétricos.

• Ajuste de Excitação Durante Falhas: Em condições de falha, o AVR aumenta a excitação do sistema. Isso garante que o máximo de potência de sincronização esteja disponível durante a limpeza da falha, facilitando uma recuperação mais suave do sistema.

• Controle de Excitação Seguindo a Carga: Quando há uma mudança súbita na carga do alternador, o AVR ajusta o sistema de excitação. Garante que o alternador continue a fornecer a mesma tensão sob as novas condições de carga. O AVR consegue isso operando no campo do excitador, modificando a tensão de saída do excitador e a corrente de campo. No entanto, durante flutuações severas de tensão, o AVR padrão pode não responder rapidamente o suficiente.

Reguladores de Tensão de Ação Rápida

Para obter uma resposta mais rápida, são empregados reguladores de tensão de ação rápida baseados no princípio de ultrapassar o alvo. Neste princípio, quando a carga aumenta, a excitação do sistema também é aumentada. Mas antes que a tensão atinja o valor correspondente à excitação aumentada, o regulador antecipa e reduz a excitação para o nível apropriado. Este mecanismo de ultrapassar e corrigir permite um ajuste mais rápido e preciso da tensão, melhorando o desempenho do sistema de energia durante mudanças dinâmicas de carga.