Bộ điều chỉnh điện áp AVR

Bộ điều chỉnh điện áp AVR là gì?

Bộ điều chỉnh điện áp AVR (là từ viết tắt của Automatic Voltage Regulator) là hệ thống tự động điều khiển điện áp đầu cực máy phát điện. Thông qua tác động vào hệ thống kích từ của máy phát điện để đảm bảo điện áp tại đầu cực máy phát trong giới hạn cho phép.

Do vậy, bộ điều chỉnh điện áp là một bộ phận rất quan trọng trong máy phát điện hoặc hệ thống tổ máy phát điện. Nếu mất khả năng tự điều chỉnh điện áp thì chất lượng điện cung cấp (điện áp và tần số) sẽ không đáp ứng được cho các thiết bị điện.

AVR dùng để làm gì?

Điều chỉnh điện áp

Bộ điều chỉnh điện áp của máy phát điện có chức năng theo dõi điện áp đầu ra của máy và so sánh nó với một điện áp tham chiếu. Đồng thời, bộ AVR phải đưa ra lệnh để tăng giảm dòng điện kích thích sao cho sai số giữa điện áp đo được với điện áp tham chiếu phải là nhỏ nhất. Muốn thay đổi điện áp của máy phát điện, người ta chỉ cần thay đổi điện áp tham chiếu này.

Thông thường điện áp tham chiếu thường được đặt tại giá trị định mức khi máy phát bắt đầu vận hành độc lâp hoặc là điện áp thanh cái, điện áp lưới tại chế độ vận hành hòa lưới.

Giới hạn tỉ số điện áp

Khi máy phát điện bắt đầu khởi động, tại thời điểm đó tốc độ quay của Roto còn thấp, tần số phát ra cũng thấp. Vì vậy, AVR có chức năng tăng dòng kích thích lên Roto nhằm tác động tới dòng kích thích của máy phát điện sao cho phù hợp với giá trị đặt hoặc dòng áp lưới.

Trong tất cả các trường hợp, tốc độ của máy phát điện cần đạt đến 95% tốc độ định mức. Do đó, AVR tự động cũng phải luôn luôn theo dõi tỷ số này để điều chỉnh dòng kích thích cho phù hợp. Kể cả khi điện áp của máy phát điện chưa đạt đến điện áp tham chiếu.

Điều khiển công suất vô công của máy phát điện

Khi máy phát điện chưa hoạt động, việc thay đổi dòng điện kích từ chỉ có thể thay đổi điện áp đầu cực máy phát. Quan hệ giữa điện áp máy phát điện đối với dòng điện kích từ được biểu diễn bằng một đường cong gọi là đặc tuyến không tải (đặc tuyến V-A).

Khi máy phát hoạt động với lưới điện có công suất lớn hơn máy phát điện. Việc tăng giảm dòng kích thích hầu như không làm thay đổi điện áp lưới. Và khi đó, chính tác dụng của AVR sẽ không điều khiển điện áp máy phát điện nữa. Mà là điều khiển dòng công suất phản kháng (còn gọi là công suất ảo) của máy phát điện.

Hơn thế nữa, khi dòng kích thích tăng, công suất vô công sẽ tăng, dòng kích thích giảm, công suất vô công giảm. Dỏng kích thích giảm đến một mức độ nào đó, công suất vô công của máy sẽ giảm xuống 0, và sẽ tăng lại theo chiều ngược lại (chiều âm), nếu dòng kích thích tiếp tục giảm thêm.

AVR ngoài việc theo dõi và điều khiển điện áp còn phải theo dõi và điều khiển điện áp ảo chính là điều khiển dòng kích.

Bù trừ điện áp giảm trên đường giây

Muốn giảm bớt tác hại của hệ thống do quá trình vận hành máy phát điện gây ra, bộ AVR phải dự đoán được khả năng sụt giảm của đường dây, tạo ra điện áp bù trừ cho độ sụt giảm đó. Tác động bù trừ này sẽ giúp cho điện áp tại một thời điểm nào đó giữa máy phát và hộ tiêu thụ sẽ được ổn định theo tải. Điện áp tại hộ tiêu thụ giảm đôi chút so với tải, trong khi điện áp tại đầu cực máy phát sẽ có tăng đôi chút so với tải.

Ngoài ra, AVR còn có một số tác dụng như:

• Tạo độ suy giảm điện áp theo công suất vô công, đề cân bằng sự phân phối công suất vô công giữa các máy với nhau trong hệ thống khi máy vận hành nối lưới.
• Khống chế dòng điện kháng do thiếu kích thích, nhằm tạo sự ổn định cho hệ thống, khi máy nối lưới.
• Cường hành kích thích khi có sự cố trên lưới.