Bài giảng Thí nghiệm hệ thống điện 1

MỤC TIÊU - Đo và tính toán các đại lượng điện của mạch điện xoay chiều ba pha có tải đối xứng nối hình sao Tải R, L, C.. - So sánh các kết quả đo được bằng thí nghiệm với các giá trị đượ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ

BỘ MÔN KỸ THUẬT ĐIỆN-ĐIỆN TỬ

Thời gian thí nghiệm: từ xx/xx/xxxx đến xx/xx/xxxx

Hà Nội 2023

BÀI 01: TẢI 3 PHA THUẦN R/L/C NỐI HÌNH SAO

1.1 MỤC TIÊU

- Đo và tính toán các đại lượng điện của mạch điện xoay chiều ba pha có tải đối xứng nối hình sao (Tải R, L, C)

- So sánh các kết quả đo được bằng thí nghiệm với các giá trị được tính toán dựa trên công thức lý thuyết

- Đưa ra các kết luận / nhận xét / đánh giá phù hợp

1.2 NỘI DUNG CHUẨN BỊ

1.2.1 Lý thuyết:

- Vẽ sơ đồ mạch điện ba pha có tải thuần trở / cảm / dung đấu sao?

………

………

………

………

………

………

………

- Viết công thức tính dòng điện, điện áp pha / dây nếu tải đấu sao? ………

………

………

………

………

………

………

- Tính các dạng công suất trong mạch điện ba pha có tải thuần trở / cảm / dung đấu sao? ………

………

………

………

………

………

………

- Liên hệ đối với các tải ba pha thuần trở / cảm / dung đấu sao thường gặp trong thực tế? ………

………

………

………

………

………

………

1.2.2 Thiết bị thí nghiệm:

Nguồn điện ba pha điều khiển

Đồng hồ chất lượng điện năng với màn hình hiển thị và bộ nhớ CO5127-1S 1

Tải điện cảm, 3-pha, 1 kW CO3301-3D 1

Tải điện dung, 3-pha, 1kW CO3301-3E 1

1.3 TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM

1.3.1 Tải điện trở đối xứng

a) Sơ đồ đấu nối:

b) Tiến hành thí nghiệm:

• Tải điện trở được đấu nối hình sao và đặt lần lượt ở các mức750Ω,500Ω,200Ω

• Bật nguồn ba pha và thiết lập điện áp pha tới 230 V

• Đo các đại lượng sau đây:

1.3.2 Tải điện cảm đối xứng

a) Sơ đồ đấu nối:

b) Tiến hành thí nghiệm:

• Tải điện cảm được đấu nối hình sao và đặt tải này tới các mức 1.2H, 2H, và 3.2H

• Bật nguồn điện ba pha và đặt điện áp pha 230 V

• Đo các đại lượng sau cho các cài đặt tương ứng và tính điện kháng XLcủa mạch:

1.3.3 Tải điện dung đối xứng

a) Sơ đồ đấu nối

b) Tiến hành thí nghiệm:

• Đấu tải tải điện dung theo cấu hình sao và đặt giá trị điện dung tới2 F µ (4 F µ ,8 F µ )

• Bật nguồn điện ba pha và thiết lập điện áp pha bằng 230 V

• Đo các thông số sau đây tương ứng với các thiết lập khác nhau và tính điện kháng

1.4 KẾT LUẬN VÀ NHẬN XÉT

1.4.1 Kết luận

………

………

………

………

………

………

………

………

1.4.2 Nhận xét ………

………

………

………

………

………

………

………

BÀI 02: TẢI 3 PHA THUẦN R/L/C NỐI TAM GIÁC

2.1 MỤC TIÊU

- Đo và tính toán các đại lượng điện của mạch điện xoay chiều ba pha có tải đối xứng nối hình tam giác (Tải R, L, C)

- So sánh các kết quả đo được bằng thí nghiệm với các giá trị được tính toán dựa trên công thức lý thuyết

- Đưa ra các kết luận / nhận xét / đánh giá phù hợp

2.2 NỘI DUNG CHUẨN BỊ

2.2.1 Lý thuyết:

- Vẽ sơ đồ mạch điện ba pha có tải thuần trở / cảm / dung đấu tam giác?

………

………

………

………

………

………

………

- Viết công thức tính dòng điện, điện áp pha / dây nếu tải đấu tam giác? ………

………

………

………

………

………

………

- Tính các dạng công suất trong mạch điện ba pha có tải thuần trở / cảm / dung đấu ∆? ………

………

………

………

………

………

………

- Liên hệ đối với các tải ba pha thuần trở / cảm / dung đấu ∆ thường gặp trong thực tế? ………

………

………

………

………

………

………

2.2.2 Thiết bị thí nghiệm:

Nguồn công suất ba pha điều khiển được từ 0-400V/2A, 72PU ST8008-4S 1

Đồng hồ chất lượng điện năng với màn hình hiển thị và bộ nhớ CO5127-1S 1

Tải điện cảm, 3-pha, 1 kW CO3301-3D 1

Tải điện dung, 3-pha, 1kW CO3301-3E 1

2.3 TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM

2.3.1 Tải điện trở đối xứng

a) Sơ đồ đấu nối:

b) Tiến hành thí nghiệm:

• Đấu tải điện trở theo cấu hình tam giác và đặt giá trị điện trở tới750Ω

• Bật nguồn điện ba pha và thiết lập điện áp pha bằng 230 V

• Đo các biến sau đây:

C Dòng điện pha tăng gấp đôi

2.3.2 Tải điện cảm đối xứng

a) Sơ đồ đấu nối:

b) Tiến hành thí nghiệm:

• Đấu tải điện cảm theo cấu hình tam giác và đặt giá trị điện cảm bằng 1.2H

• Bật nguồn điện ba pha và thiết lập điện áp pha bằng 230 V

• Đo các đại lượng sau đây và tính điện kháng XLcủa mạch:

2.3.3 Tải điện dung đối xứng

a) Sơ đồ đấu nối:

b) Trình tự thí nghiệm:

• Đấu tải điện dung theo cấu hình tam giác và đặt giá trị điện dung bằng2 F µ

• Bật nguồn điện ba pha và thiết lập điện áp pha bằng 230 V

• Đo các đại lượng sau đây và tính điện kháng XC của mạch:

2.4 KẾT LUẬN VÀ NHẬN XÉT

2.4.1 Kết luận

………

………

………

………

………

………

………

………

2.4.2 Nhận xét ………

………

………

………

………

………

………

………

BÀI 03: TẢI 3 PHA RLC ĐỐI XỨNG

3.1 MỤC TIÊU

- Đo và tính toán các đại lượng điện của mạch điện xoay chiều ba pha có tải đối xứng nối hình sao (Tải RL, RC, RLC)

- So sánh các kết quả đo được bằng thí nghiệm với các giá trị được tính toán dựa trên công thức lý thuyết

- Đưa ra các kết luận / nhận xét / đánh giá phù hợp

3.2 NỘI DUNG CHUẨN BỊ

3.2.1 Kiến thức:

- Vẽ sơ đồ mạch điện ba pha có tải RL, RC, RLC đấu sao?

………

………

………

………

………

………

………

- Viết công thức tính dòng điện, điện áp pha / dây nếu tải đấu sao? ………

………

………

………

………

………

………

- Tính các dạng công suất trong mạch điện ba pha có tải RL, RC, RLC đấu sao? ………

………

………

………

………

………

………

- Liên hệ đối với các tải ba pha RL, RC, RLC đấu sao thường gặp trong thực tế? ………

………

………

………

………

………

………

3.2.2 Thiết bị thí nghiệm:

Nguồn công suất ba pha điều khiển được từ 0-400V/2A, 72PU ST8008-4S 1

Đồng hồ chất lượng điện năng với màn hình hiển thị và bộ nhớ CO5127-1S 1

Tải điện cảm, 3-pha, 1 kW CO3301-3D 1

Tải điện dung, 3-pha, 1kW CO3301-3E 1

3.3 TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM

3.3.1 Tải RL mắc nối tiếp

a) Sơ đồ đấu nối:

b) Tiến hành thí nghiệm:

• Đấu tải điện trở (750Ω) nối tiếp với tải điện cảm theo cấu hình sao và đặt các mức điện cảm lần lượt là 1.2H, 2H, và 3.2H

• Bật nguồn điện ba pha và thiết lập điện áp pha bằng 230 V

• Biết điện kháng X Q / IL = L 1N2 Đo lần lượt các biến sau:

• Chọn sơ đồ phasor đúng:

(a)

(b)

(c)

3.3.2 Tải RC mắc nối tiếp

a) Sơ đồ đấu nối:

b) Tiến hành thí nghiệm:

• Đấu tải điện trở (750Ω) nối tiếp với tải điện dung theo cấu hình sao và đặt các mức điện dung lần lượt là2 F µ , 4 F µ , và 8 F µ

• Bật nguồn điện ba pha và thiết lập điện áp pha bằng 230 V

• Biết điện kháng X Q / IC = C 21N Đo lần lượt các biến sau:

C[ F] µ 2 4 8

R[Ω] 750 750 750

3.3.3 Tải RLC mắc nối tiếp

a) Sơ đồ đấu nối thiết bị:

b) Tiến hành thí nghiệm:

• Đấu tải điện trở (750Ω) nối tiếp với tải điện cảm (1.2H) và nối tiếp với tải điện dung theo cấu hình sao và đặt các mức điện dung lần lượt là 2 F µ , 4 F µ , và 8 F µ

• Bật nguồn điện ba pha và thiết lập điện áp pha bằng 230 V

• Biết điện kháng XLC= Q / ILC 21N, đo các đại lượng sau và tính điện kháng XLC của mạch điện:

(a)

(b)

(c)

(d)

3.4 KẾT LUẬN VÀ NHẬN XÉT

3.4.1 Kết luận

………

………

………

………

………

………

………

………

3.4.2 Nhận xét

………

………

………

………

………

………

………

BÀI 04 BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG BẰNG TAY

4.1 MỤC TIÊU

- Đo và tính toán dung lượng tụ bù để bù công suất phản kháng bằng tay

- Đưa ra các kết luận / nhận xét phù hợp

4.2 NỘI DUNG CHUẨN BỊ

4.2.1 Kiến thức:

- Hãy cho biết nhu cầu công suất phản kháng và ý nghĩa của việc nâng cao hệ số cosφ?

………

………

………

………

………

………

………

- Hãy trình bày kết cấu và đấu nối tụ bù công suất phản kháng ba pha đấu sao/tam giác? ………

………

………

………

………

………

………

- Hãy trình bày cách phân phối dung lượng bù công suất phản kháng tại Trạm Biến Áp? ………

………

………

………

………

………

………

- Hãy trình bày sơ lược các bước vận hành hệ thống bù công suất phản kháng bằng tay? ………

………

………

………

………

………

………

4.2.2 Thiết bị thí nghiệm:

Nguồn cấp cho các máy điện CO3212-5U 1

Bộ chuyển đổi sao - tam giác CO3212-2D 1

Động cơ ba pha rô to lồng sóc

Bộ kiểm tra máy điện Servo cho các máy điện 1kW bao gồm phần mềm ActiveServo (D, GB, F, E) CO2663-6U 1

4.3 TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM

4.3.1 Ghi lại các đặc tính của máy điện không đồng bộ

a) Sơ đồ đấu nối:

b) Tiến hành thí nghiệm:

• Cấp nguồn điện ba pha cho động cơ có UL = 400 V

• Đo các đại lượng không tải của động cơ không đồng bộ:

• Cho tải hoạt động ở chế độ “điều khiển mô men tự động” và Pphasemax = 700V,

4.3.2 Bù độc lập của máy điện không đồng bộ

a) Sơ đồ đấu nối:

b) Tiến hành thí nghiệm:

• Cấp nguồn điện ba pha cho động cơ có UL = 400 V

• Đấu nối và thay đổi giá trị của tụ điện bằng cách đấu đầu từ 1-4 tới L1

• Đo các đại lượng sau đây với các giá trị tụ điện khác nhau với động cơ vận hành không tải (bộ điều khiển không hoạt động):

4.4 KẾT LUẬN VÀ NHẬN XÉT

4.4.1 Kết luận

………

………

………

………

………

………

………

………

4.4.2 Nhận xét ………

………

………

………

………

………

………

………

BÀI 05 BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG TỰ ĐỘNG

5.1 MỤC TIÊU

- Điều khiển và đo bù công suất phản kháng tự động Giới thiệu và hướng dẫn thiết lập các thông số trên bộ điều khiển bù công suất phản kháng CO3301-5D

- Đưa ra các kết luận / nhận xét / đánh giá phù hợp

5.2 NỘI DUNG CHUẨN BỊ

5.2.1 Kiến thức:

- Hãy trình bày ngắn gọn các biện pháp bù công suất phản kháng/nâng cao cosφ phụ tải?

………

………

………

………

………

………

………

- Hãy nêu kết cấu và đấu nối tụ bù công suất phản kháng ba pha sao nối đất/sao cách đất? ………

………

………

………

………

………

………

- Hãy trình bày cách phân phối dung lượng bù công suất phản kháng trong mạng hình tia? ………

………

………

………

………

………

………

- Hãy trình bày sơ lược các bước vận hành hệ thống bù công suất phản kháng tự động? ………

………

………

………

………

………

………

5.2.2 Thiết bị thí nghiệm:

Nguồn cấp cho các máy điện CO3212-5U 1

Bộ điều khiển công suất phản

Pin tụ có thể chuyển đổi được CO3301-5E 1

Bộ chuyển đổi sao - tam giác CO3212-2D 1

Động cơ ba pha rô to lồng sóc

Bộ kiểm tra máy điện Servo cho các máy điện 1kW bao gồm phần mềm ActiveServo (D, GB, F, E) CO2663-6U 1

5.3 TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM

5.3.1 Xác định yêu cầu công suất phản kháng

a) Sơ đồ đấu nối:

b) Tiến hành thí nghiệm không tải với động cơ không đồng bộ:

• Bật nguồn điện cấp cho động cơ ba pha bằng mô đun công tắc nguồn (UL = 400 V)

• Đo các đại lượng sau đây:

5.3.2 Bù công suất phản kháng tự động

c) Sơ đồ đấu nối:

d) Tiến hành thí nghiệm:

• Cài đặt trên bộ điều khiển công suất phản kháng:

- Điểm đặt cos phi: 0.95 (Chế độ: 1)

- Độ trễ chuyển mạch: 5s (Chế độ 4)

- Thời gian ngắt kết nối: 5s (Chế độ 12)

Lưu ý: thiết lập các giá trị mong muốn trên bộ điều khiển công suất phản kháng bằng cách sử dụng các nút bấm + hoặc – và Set ít nhất 8 giây (nhấn + giữ)

• Xác định các giá trị sau đây:

5.4 KẾT LUẬN

5.4.1 Kết luận

………

………

………

………

………

………

………

………

5.4.2 Nhận xét ………

………

………

………

………

………

………

………