Автоматический регулятор напряжения

Автоматический регулятор напряжения

Автоматический регулятор напряжения (AVR) является важным устройством, предназначенным для регулирования уровней напряжения. Он преобразует колеблющееся напряжение в стабильное и постоянное. Колебания напряжения в основном происходят из-за изменений нагрузки на систему питания. Такие колебания напряжения могут быть вредны для оборудования в электрической системе, потенциально вызывая сбои или даже необратимые повреждения.

Для контроля этих колебаний напряжения, оборудование для управления напряжением может быть установлено в нескольких ключевых местах системы питания, таких как возле трансформаторов, генераторов и линий питания. На самом деле, регуляторы напряжения часто размещаются более чем в одной точке системы питания для эффективного управления колебаниями напряжения.

Управление напряжением в DC и AC системах

• Система DC питания: В системе DC питания, при работе с линиями питания одинаковой длины, можно использовать перекоммутированные генераторы для управления напряжением. Однако, для линий питания различной длины применяется усилитель линии питания, чтобы поддерживать постоянное напряжение на конце каждой линии.

• AC система: В AC системе управление напряжением можно осуществлять различными методами. Это включает использование усилительных трансформаторов, индуктивных регуляторов и конденсаторов шунта, среди прочих. Каждый метод имеет свои преимущества и выбирается на основе конкретных требований к системе питания.

Принцип работы регулятора напряжения

Регулятор напряжения работает по принципу обнаружения ошибок. Сначала выходное напряжение AC генератора получается через потенциальный трансформатор. Затем это напряжение выпрямляется и фильтруется перед сравнением с эталонным напряжением. Разница между фактическим напряжением и эталонным напряжением называется напряжением ошибки. Это напряжение ошибки усиливается усилителем и затем подается либо на главный возбудитель, либо на пилотный возбудитель. Регулируя возбуждение на основе этого усиленного напряжения ошибки, регулятор напряжения эффективно контролирует и стабилизирует выходное напряжение генератора, обеспечивая стабильную и надежную подачу электроэнергии.

В результате усиленные сигналы ошибки регулируют возбуждение главного или пилотного возбудителя через механизм увеличения или уменьшения. Это, в свою очередь, контролирует колебания напряжения. Управляя выходом возбудителя, эффективно регулируется терминальное напряжение основного альтернатора.

Применения автоматического регулятора напряжения

Автоматический регулятор напряжения (AVR) выполняет несколько важных функций:

• Управление напряжением и повышение стабильности: Он поддерживает напряжение системы питания в допустимых пределах и позволяет машине работать ближе к границе устойчивости в установившемся режиме. Это обеспечивает надежную подачу электроэнергии и предотвращает нестабильности, связанные с напряжением, в системе.

• Распределение реактивной нагрузки: Когда несколько альтернаторов работают параллельно, AVR играет ключевую роль в распределении реактивной нагрузки между ними. Это помогает оптимизировать работу параллельно работающих альтернаторов и поддерживать общую мощность системы.

• Снижение перенапряжений: AVR эффективно снижает перенапряжения, возникающие вследствие внезапного сброса нагрузки в системе. Быстро корректируя возбуждение, он предотвращает чрезмерное повышение напряжения, которое может повредить электрическое оборудование.

• Коррекция возбуждения во время аварии: При аварийных условиях AVR увеличивает возбуждение системы. Это обеспечивает наличие максимальной синхронизирующей мощности во время устранения аварии, что способствует более плавному восстановлению системы.

• Контроль возбуждения при изменении нагрузки: При внезапном изменении нагрузки на альтернатор AVR корректирует систему возбуждения. Он обеспечивает, что альтернатор продолжает подавать то же напряжение при новых условиях нагрузки. AVR достигает этого, воздействуя на поле возбудителя, изменяя выходное напряжение и ток поля возбудителя. Однако, при сильных колебаниях напряжения стандартный AVR может не реагировать достаточно быстро.

Быстродействующие регуляторы напряжения

Для достижения более быстрого отклика используются быстродействующие регуляторы напряжения, основанные на принципе превышения отметки. В этом принципе, когда нагрузка увеличивается, возбуждение системы также увеличивается. Но до того, как напряжение достигнет значения, соответствующего увеличенному возбуждению, регулятор предвидит и снижает возбуждение до соответствующего уровня. Этот механизм превышения и коррекции позволяет более быстро и точно регулировать напряжение, улучшая производительность системы питания при динамических изменениях нагрузки.