民國115年 高考三級 輪機技術 船用電學與自動控制
第1題
請說明自動電壓調整器（AVR）的主要功能，以及其在發電機並聯運轉 中的角色。（25 分）
題目
請說明自動電壓調整器（AVR）的主要功能，以及其在發電機並聯運轉 中的角色。（25 分）
參考解答（AI 生成，非官方）
- 一、定義與基本原理：自動電壓調整器（Automatic Voltage Regulator, AVR）是發電機勵磁系統中的閉迴路控制裝置。它透過比壓器（Potential Transformer, PT）取樣發電機端電壓，與設定值比較後調整勵磁機（Exciter）的磁場電流，改變主磁場強度，使感應電動勢與端電壓維持穩定。
- 二、主要功能：第一，維持端電壓於額定值附近，補償負載電流造成的電樞反應壓降；第二，提供無效功率（Reactive Power）的控制能力；第三，具備過勵磁限制（Over-Excitation Limit, OEL）、欠勵磁限制（Under-Excitation Limit, UEL）及電壓頻率比（Volts per Hertz, V/Hz）限制，以保護勵磁繞組與鐵心。
- 三、並聯運轉中的角色：並聯後匯流排電壓由系統決定，AVR 不再單獨決定電壓，而是透過電壓與無效功率之間的下垂特性（Reactive Droop Compensation）分配無效功率。若某部發電機的 AVR 電壓設定偏高，它就會承擔較多無效功率，甚至產生環流；因此各機的下垂率與電壓設定必須匹配，使無效功率依容量比例分擔。
- 四、穩定與限制：AVR 須有足夠的響應速度以抑制電壓閃變，但增益過高容易引起勵磁系統振盪，因此常加裝穩定補償或電力系統穩定器（Power System Stabilizer, PSS）。並聯時還須注意無效環流、勵磁頂值電壓與強勵能力，並定期執行電壓調整率與各項限制功能的試驗。
AI 依官方試題文字產生的參考解答，非考選部公告答案，內容僅供備考參考。