Что такое Voltage Droop автоматического регулятора напряжения? Настройка AVR с droop

Voltage droop (провал напряжения) автоматического регулятора напряжения (AVR) — это преднамеренное уменьшение выходного напряжения генератора по мере увеличения нагрузки. Это делается для стабилизации работы генератора в параллельной работе с другими генераторами и для управления распределением реактивной мощности.

1. Что происходит при droop-регулировании:

Когда нагрузка на генератор возрастает (особенно реактивная), AVR снижает напряжение пропорционально нагрузке. Это помогает:

• Избежать перераспределения тока между параллельно работающими генераторами.
• Поддерживать стабильность системы.
• Предотвратить перегрузку одного генератора при параллельной работе нескольких.

2. Формула droop-регулирования:

Обычно droop выражается в процентах (%):

Например, при 5% droop, напряжение генератора может снижаться на 5% от номинала при переходе от холостого хода к полной нагрузке.

3. Пример:

Если напряжение на холостом ходу 440 В, а при полной нагрузке — 418 В, то:

4. Зачем это нужно:

• При параллельной работе генераторов droop позволяет автоматически распределять нагрузку между машинами.
• Без droop два генератора с жёстким регулированием напряжения начнут "перетягивать" реактивную мощность друг у друга, что может привести к нестабильности.

Рассмотрим практическое применение voltage droop на судне, особенно в системе судовой электростанции с несколькими дизель-генераторами (DG), работающими параллельно.

Voltage Droop

1. Генераторы в параллельной работе

На судне часто работает несколько генераторов одновременно (особенно при высоких нагрузках). Чтобы эти генераторы делили реактивную мощность (Q) между собой равномерно, применяется droop-регулирование напряжения.

Пример:

2 генератора по 1000 кВт. При подключении параллельно:

• Оба генератора должны делить активную и реактивную нагрузку.
• Без droop: генератор с чуть более высоким напряжением будет пытаться тянуть больше реактивки — это может привести к циркулирующим токам и нестабильности.
• С droop: каждый AVR автоматически снижает напряжение при росте нагрузки.
• Это помогает каждому генератору нести свою долю реактивной нагрузки, без перетягивания мощности.

2. Настройка AVR с droop

Обычно на AVR или панели синхронизации можно настроить процент droop (например, 3-5%).

• При увеличении реактивной нагрузки — напряжение слегка падает.
• Это падение «сигнализирует» другим генераторам, что нужно балансировать реактивную нагрузку.

3. Эксплуатация. На практике на судне:

• При пуске 2-го генератора его синхронизируют по частоте, фазе и напряжению.
• AVR с droop следит, чтобы при параллельной работе реактивная нагрузка делилась плавно.
• При отключении нагрузки — напряжение генератора возвращается к номиналу (droop исчезает).

4. Особенность аварийного генератора

Аварийный генератор обычно не работает параллельно, и droop у него может быть отключён или не использоваться.

Разберем настройку droop-регулирования на примере AVR Siemens, например Siemens RXS21 или R230, которые часто применяются на генераторах.

Пример настройки droop на Siemens AVR (например, RXS21)

1. Понимание функций AVR Siemens

AVR Siemens обычно имеет следующие режимы работы:

• Voltage Control Mode (режим регулирования напряжения)
• Droop Mode (режим droop-регулирования) — активируется, когда генератор работает параллельно с другим генератором.
• Parallel Compensation (опционально) — помогает точнее делить нагрузку между машинами.

2. Подключение для droop-регулирования

Для работы droop-регуляции AVR требует подключения к:

• Току возбуждения
• Сигналу тока генератора (через трансформаторы тока CT)

CT подключается на фазу генератора (обычно через отдельный вход в AVR — «droop input»), и AVR использует этот сигнал для определения уровня нагрузки.

3. Настройка параметров droop

На RXS21 или аналогичном Siemens AVR можно настроить:

Обычно эти параметры задаются через:

• DIP-переключатели на плате
• Перемычки или резисторы
• В новых моделях — через HMI или программное обеспечение (если цифровой AVR)

4. Пример настройки droop на 5%

1. Установить переключатель "Droop Mode" в положение ON
2. Задать CT ratio согласно установленным трансформаторам тока (например, 1000:5)
3. Установить желаемое падение напряжения на 5% (может быть потенциометром или настройкой в меню)
4. Проверить, что генератор в droop режиме делит реактивную нагрузку правильно при параллельной работе
5. Синхронизировать генераторы и контролировать распределение реактивной мощности

Потенциометры на плате AVR

5. Проверка на практике

• После настройки droop можно плавно увеличить реактивную нагрузку и проверить, как меняется напряжение.
• Например, при увеличении нагрузки на 100%, напряжение должно упасть на 5% от номинального (например, с 440 В до 418 В).

Статьи про автоматический регулятор напряжения и параллельную работу генераторов:

1. Автоматический регулятор напряжения и параллельная работа генераторов. Понижение напряжения (Voltage Droop)
2. Автоматический регулятор напряжения. Активная мощность, Реактивная мощность, Полная мощность. кВт, кВАр, кВА
3. Функция регулятора напряжения и параллельная работа генераторов
4. Блок трансформатора тока – переключатель "Unit – Parallel". Работа генераторов разной мощности в параллели
5. Проверка и устранение неисправностей цепи реактивной компенсации регулятора напряжения (AVR) в изолированной шине переменного тока
6. ACB Trouble. Генератор не садится на шины
7. Что такое Voltage Droop автоматического регулятора напряжения? Настройка AVR с droop
8. Регулирование активной и реактивной нагрузки параллельно работающих генераторов
9. Почему у параллельно работающих генераторов разные токи нагрузки (при равных напряжених и нагрузках)?
10. Как регулировать реактивную нагрузку (мощность) на параллельно работающих генераторах?