Автоматичний регулятор напруги

Автоматичний регулятор напруги

Автоматичний регулятор напруги (AVR) є важливим пристроєм, призначеним для регулювання рівнів напруги. Він перетворює коливання напруги в стабільну, постійну напругу. Коливання напруги в основному виникають через зміни навантаження в системі живлення. Такі коливання напруги можуть бути шкідливими для обладнання в електромережі, потенційно призводячи до аварій або навіть постійних пошкоджень.

Для контролю цих коливань напруги, обладнання для керування напругою можна встановити в багатьох ключових місцях електромережі, таких як поблизу трансформаторів, генераторів та ліній передачі. Насправді, регулятори напруги часто розміщуються в більше ніж одній точці електромережі, щоб ефективно керувати коливаннями напруги.

Керування напругою в DC та AC системах

• Система живлення DC: У системі живлення DC, при роботі з лініями передачі однакової довжини, можна використовувати генератори з надлишковим компаундуванням для керування напругою. Однак, для ліній передачі різної довжини, використовується підсилювач лінії, щоб утримувати постійну напругу на кінці кожного лінійного передавача.

• AC система: У системі AC, керування напругою можна досягти за допомогою різних методів. Це включає використання підсилювачів, індуктивних регуляторів та паралельних конденсаторів, серед інших. Кожен метод має свої переваги і вибирається залежно від конкретних вимог електромережі.

Принцип роботи регулятора напруги

Регулятор напруги працює на принципі виявлення помилки. Спочатку отримується вихідна напруга від AC генератора через потенціометричний трансформатор. Ця напруга потім прямокутнається та фільтрується, перед тим як порівнюється з референтною напругою. Різниця між фактичною напругою та референтною напругою називається напругою помилки. Ця напруга помилки підсилюється підсилювачем і подається або на головний, або на пілотний ексайтер. За допомогою налаштування ексайтації на основі цієї підсиленої напруги помилки, регулятор напруги ефективно контролює та стабілізує вихідну напругу генератора, забезпечуючи постійне та надійне живлення.

Таким чином, підсилені сигнали помилки регулюють ексайтацію головного або пілотного ексайтера через механізм зниження або збільшення. Це, в свою чергу, контролює коливання напруги. Контролюючи вихід ексайтера, ефективно регулюється термінальна напруга головного альтернатора.

Застосування автоматичного регулятора напруги

Автоматичний регулятор напруги (AVR) виконує кілька важливих функцій:

• Керування напругою та підвищення стабільності: Він підтримує напругу електромережі в допустимих межах і дозволяє машині працювати ближче до границі статичної стабільності. Це забезпечує надійне живлення та запобігає нестабільності, пов'язаній з напругою, в системі.

• Розподіл реактивного навантаження: Коли кілька альтернаторів працює паралельно, AVR відіграє ключову роль у розподілі реактивного навантаження між ними. Це допомагає оптимізувати роботу паралельно працюючих альтернаторів та підтримувати загальний коефіцієнт потужності системи.

• Зниження надлишкової напруги: AVR ефективно зменшує надлишкову напругу, яка виникає через несподіване зняття навантаження з системи. Швидко налаштовуючи ексайтацію, він запобігає надмірному підвищенню напруги, яке може пошкодити електричне обладнання.

• Налаштування ексайтації при аварії: Під час аварійних ситуацій, AVR збільшує ексайтацію системи. Це забезпечує, що максимальна синхронізаційна потужність доступна під час усунення аварії, сприяючи більш плавному відновленню системи.

• Контроль ексайтації при зміні навантаження: Коли відбувається несподівана зміна навантаження на альтернатор, AVR налаштовує систему ексайтації. Він забезпечує, що альтернатор продовжує постачати ту ж напругу під новими умовами навантаження. AVR досягає цього, впливаючи на поле ексайтера, змінюючи вихідну напругу ексайтера та струм поля. Однак, під час сильних коливань напруги, стандартний AVR може не реагувати достатньо швидко.

Швидкодіючі регулятори напруги

Для досягнення швидшої реакції, використовуються швидкодіючі регулятори напруги на основі принципу перевищення мітки. В цьому принципі, коли навантаження збільшується, ексайтація системи також збільшується. Але перед тим, як напруга досягне значення, що відповідає збільшеної ексайтації, регулятор передбачає і зменшує ексайтацію до відповідного рівня. Цей механізм перевищення та корекції дозволяє більш швидке та точне налаштування напруги, підвищуючи продуктивність електромережі під час динамічних змін навантаження.