Systèmes et mesures de puissances en triphasé sous PSIM

Thèmes abordés

électrotechnique, PSIM Power System Intelligent Modeling, système de puissance, mesure de puissance, charge triphasée, équilibré avec neutre, paramètre de simulation, courbe, valeur efficace, tension simple, tension composée, ampèremètre, valeur du courant, volmètre, wattmètre, varmètre, théorème de Boucherot, somme algébrique, mode de couplage, couplage étoile, condensateur, puissance réactive

Résumé du document

Cette expérience de simulation réalisée sous le logiciel PSIM vise à étudier le comportement d'une charge triphasée équilibrée avec neutre sur un réseau 230V/400V. Plus précisément, trois récepteurs identiques Z, couplés en étoile (Z = Résistance en série avec une inductance), sont connectés au réseau, et les courbes de tension et de courant sont mesurées pour étudier l'équilibre de la charge.

Extraits

[...] méthode : celle du wattmètre triphasé PSIM Le wattmètre triphasé de PSIM mesure directement Pt dans les 3 phases : cette méthode fonctionne en triphasé équilibré et en triphasé déséquilibré si le neutre n'est pas connecté (idem méthode deux wattmètres) L'avantage de cette méthode est qu'elle ne nécessite qu'une mesure. Remarque pour ceux qui ont fait un tp avec les pinces wattmétriques : la méthode « 3 » de la pince wattmétrique ne fonctionne pas du tout comme le wattmètre triphasé de PSIM. [...]

[...] Lire la partie II) du TP avant de traiter cette question (méthodes de mesures de puissance). À l'aide de la méthode des 3 wattmètres, simuler le schéma et donner les valeurs de P1, P2 et P3. Les wattmètres se trouvent dans Other/probes/wattmeter avec le paramètre cut off frequency=5 Il faut placer un voltmètre sur la sortie W des wattmètres (voltage probe (node to ground) dans les raccourcis du bas) Courbes des puissances actives : On a P1 = P2 = P3 = 1538W Remplacer les 3 wattmètres du montage précédent par 3 Varmètres : Ces derniers se trouvent dans Other/probes/VAR meter avec le paramètre operating frequency=50. [...]

[...] 15) On désire relever le facteur de puissance de la charge à une valeur de 1. Calculer les valeurs des 3 condensateurs pour avoir ceci (cf. TD1 et choisir le mode de couplage le moins cher). Le mode de couplage le moins cher est le couplage étoile. On veut cos = 1 donc Q = 0 = Qt + Qcondensateur donc Qc= - Qt On sait que Qc1= V2- 1Cω= -V2Cω Ainsi, pour l'ensemble des 3 condensateurs, on a donc : Qc =-3V2Cω Qc-3V2ω= Qt3V2ω=145 μF 16) Rajouter les 3 condensateurs calculés précédemment en parallèle avec la charge RL triphasée. [...]

[...] Simuler le schéma et donner les valeurs de S1, S2 et S3. Courbes des puissances apparentes : On a S1 = S2 = S3 = 2864 VA Peut-on mesurer Pt à partir d'une seule phase ? Sachant que nous avons des signaux triphasés équilibrés, on peut dire que Pt = 3 * Pphase 10) À partir de la relation de Boucherot, calculer les puissances totales Pt, Qt. En déduire St et la comparer à la somme algébrique. Justifier le résultat obtenu. [...]

[...] Il en est de même pour la puissance réactive. On a donc Pt = P1 + P2 + P3 = 4614 W et Qt = Q1 + Q2 + Q3 = 7242 VAR On a donc St= Pt2+Qt²=8587 VA Par la somme algébrique, on a St = S1 + S2 +S3 = 8592 VA = 8587 VA Cette différence se justifie par les approximations de lecture des courbes. 11) Refaire le schéma de simulation avec les wattmètres, VARmètres et VAmètres triphasés de PSIM : Ces derniers se trouvent dans Other/probes/ 3-ph wattmetter (ou 3-ph VAR meter ou 3-ph VA meter) avec les paramètres operating frequency : 50 et cut off frequency : 5 Simuler le schéma et donner les valeurs de Pt, Qt et St. [...]