[스크랩] 발전기 AVR

자동전압 조정기(Automatic Voltage Regulator)

1. 자동전압장치
AVR의 목적은 정상운전시에 동기발전기의 단자전압을 일정하게 유지시키는 기능으로 부하가 변화할 경우에 전압을 유지시키고, 무효전력을 조정하고, 정태안정도를 향상시키며, 또한 전압의 급변시에 신속히 전압을 회복하는 기능에 의해 부하차단시의 전압상승을 억제하고, 과도안정도 향상을 시키게 된다. 발전기 또는 외부계통의 상태변화가 상당히 미소한 경우 제어장치의 응답이 문제가 안되는 안정도를 정태안정도라 한다.
또한 상태변화가 시간적 추이가 문제가 되는 경우 외란의 크기가 작은 경우의 안정도를 동태안정도라 한다.
AVR을  사용할 경우 AVR 付 동태안정도라 한다. 진상운전시(저여자)의 안정도 저하는 AVR을 사용하는 것으로 대폭 개선된다.
자동전압 조정장치의 기능은 계통전압의 변동에도 일정한 전압을 유지하고 진상 운전시와 같이 안정도가 나쁠 때에도 발전기와 계통을 안정시키는 것으로서 발전기 전압과 규정치와 편차를 검출하는 검출부 및 Feed Back 회로, 편차를 증폭하는 증폭부 제어계를 안정시키는 제동회로로 되어 있으며 병렬운전하는 경우의 횡류 보상장치,  저여자시의 부족여자 제한 장치등이 설치된다. AVR은 발전기 단자 전압 및 계자전압을 운전자가 설정한 값과 일치하도록 여자기 계자 전류를 Thyristor를 사용하여 조정한다.

2. 안정화 회로(Transient Gain Reduction)
발전기 단자전압 조정용으로 여자기 출력 전압에서 신호 전압을 취하여 조정기에 귀환시켜 출력 전압 변동을 위한 원 신호 전압과 반대방향으로 작용함으로서 여자기 출력 전압 변동시 여자기의 안정을 도모한다.

3. 여자기 최저 전압 제한회로(Minimum Excitation Limit)
중부하 차단과 같은 과도 운전시 여자기 전압이 아무 제한 없이 감소하여  SCR의 입력전압이 설정치 이하로 떨어지면 과도 상태가 지난 후 조정기기 아무리 여자를 증가시켜도 SCR이 점호하지 않고 여자 계통의 붕괴(loss of Synchronism)를 막는다.

4. 계자 전류 제한회로(Maximun Excitation Limiter)
발전기출력단에 계통사고가 발생하는 경우 AC Regulator는 여자를 증가시켜 발전기 계자에 흐르는 정류가 과대하게 되어 계자가 소손이 된다. 이경우 여자기 출력전류를 항시 검출하여 이 값이 설정값 이상으로 되는 경우 이제한 회로가 동작하여 계자 전류가 과대해 지는 것을 방지한다.

5. AVR의 조정
AVR은 전압조정을 할 수 있는 것은 단독 운전 중일 때며, 병렬운전중 특히 대용량 계통과 병렬운전 중에는 전압보다 오히려 무효전력의 조정기가 된다.
발전기를 병렬운전할 때의 전압과 무효전력과의 관계는 마치 거버너에서 주파수와 유효전주파수 관계에 해당한다.           
전력에 대해 전압강하의 특성을 AVR이 갖게 되면, 이 특성을 발전기의 수하특성이라 할 수 있다. 단독운전 중에는 발전기의 역율은 부하의 역율로 결정되어 버리고 만다. 이 때 AVR의 전압조정은 발전기 전압의 변화가 되어 나타난다. 한편, 계통과 병렬운전하고 있는 발전기에서 AVR 의 전압조정은 그 발전기의 무효전력을 변화시키게 된다. 따라서, AVR 의 전압조정을 하는 것은 2대 이상의 병렬발전기의 무효전력의 분담을 변경시키는 것을 의미한다. 전술한 발전기의 수하특성을 갖게 하는 것을 횡류를 보상한다고 한다.

6. 무효전류 보상장치
발전기가 계통과 병렬 운전중 무효 전력을 불필요하게 많이 흡수하지 않도록 하는데 있다. 발전기의 무효 전력 변동시 발전기 단지 전압은 변화하지 않지만 마치 단자전압이 변화한 것과 같이 Regulator에 신호를 가한다. 즉 저여자 무효전류는 마치 발전기단자 전압이 감소한 것과 같이 Regulator에 신호를 보내 여자를 증가시켜 저 여자 무효전류를 감소시키며, 과 여자 무효전류가 흐르는 경우 그 기능은 반대가 되어 여자를 감소 시킨다. 단 역율이 1.0인 경우에는 변화가 없다.

7. 부족여자 전류 제한장치
발전기가 부족여자 영역에서 운전시(진상역율 운전시) 전기자 반작용에 의해 전기자 단부에 생긴 와류에 의해 전기자 단부를 과열 시켜 발전기의 안정도에 저하를 방지한다.

8. 실제의 자동전압 조정기(Automatic Voltage Regulator) Operation

1) 기능

(1) AVR은 수동으로 전압을 조정할 수 있는 MVR(Manual Voltage Regulator) 기능이 있다.
   AVR 모드는 발전기의 전부하 범위에 걸쳐서 변화하는 전압의 값에 정상상태의 전압을 ±1.0%내로 유지시켜주는 기능이 있으며, 이의 조정범위는 그 정격전압의 ±10%의 조정범위를 갖는다.
2) 수동 모드인 MVR System은 무부하 상태로부터 부하상태에 이르는 범위에 발전기 전압이 변동하는 일정한 값에서 발전기의 여자 전류를 조정할 수 있는 기능이 있다.
  따라서 MVR mode에서 발전기전압의 조정은 부하의 변동에 따라서 일정하게 벌전기 전압을 유지시키기 위해서 운전원이 지속적으로 조정하여야 한다.
3) MVR mode에서 발전기의 전압 범위는 정격부하에서 정격 전압의 0V에서 110%까지 조정될 수 있다.
4) AVR mode로 전환시 MVR mode의 자동추종기능과, AVR에서 MVR로 전환될 수 있는 기능이 되어있다. AVR에서 MVR로 전환시 발전기 여자전류에 영향을 주지만 충돌없이 변환할 수 있다.
5) 정상상태에서는 AVR mode를 사용해야하며, MVR Mode는 AVR의 Back-up용으로만 사용하여야 한다.
   보호회로중 일부는  과여자와 부족여자 제한기는 AVR mode에서만 동작한다.

9. AVR의 自動追從裝置
자동추종장치는 발전기 전압조정장치의 운전모드를 수동운전에서 자동운전, 자동운전에서 수동운전 절환시 발전기 전압이나 무효전력의 動搖 없이 자동과 수동운전 相互간에 절환이 가능하도록 제어하는 장치로 운전되고 있는 모드의 전압 조정기를 운전되지 않고 있는 모드의 전압조정기가 追從하여 항상 偏差를 추종허용치(Dead Band: 不感帶) 이내로 維持시키는 장치이다.
자동운전에서 수동운전으로 절환시 추종장치의 추종허용치가 매우 커서 추종장치 本來의 기능을 수행하지 못하는 境遇가 있어 시운전시 간혹 문제가 發生한다.
따라서 Adjuster/Follower(자동추종장치) Module 의 Manual에 明示된 指示에 준하여 遲延시간과 不感帶를 조정하여야 하며, Instrustion Manual에 명시된 값으로 동작하지 않을 境遇 회로의 改善 또는 Module을 交替하여야 한다.
따라서 발전기 제어장치의 발주시 AVR에 關聯된 제어장치의 예비 Module을 事前에 確保하여야 한다.

일반적으로 여자기 계통에서  Two Channel이란 Automatic Voltage Regulator(AVR)과 Manual Voltage Regulator(MVR)을 칭한다.

출처 : 내가느끼는 삶을 여기에..

글쓴이 : 토라리 원글보기

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