Ошибка чередования фаз на генераторе

Зачем нужно учитывать порядок фаз?

Последовательность чередования играет значительную роль в таких ситуациях:

• При параллельном включении в работу – ряд устройств (трансформаторы, генераторы и прочие электрические машины), могут соединяться в параллельную работу для повышения надежности системы или для обеспечения большего резерва мощности. Но, в случае неправильного подключения из-за соединения разноименных фаз произойдет короткое замыкание.
• При подключении трехфазного счетчика – так как его работа основана на совпадении фаз с соответствующими выводами прибора, то при нарушении правильности подключения может произойти сбой и самопроизвольное движение в отсутствии какой-либо нагрузки. Из-за чего такое подключение электросчетчика приведет к необходимости оплаты потребителем киловатт, которые он не расходовал.
• При включении двигателя – следование фаз в сети определяет для электрической машины и направление вращения двигателя. В случае отсутствия правильной фазировки изменится и направление движения элементов, механически соединенных с ротором. Из-за чего может произойти нарушение технологического процесса или возникнуть угроза жизни персонала.

С целью предотвращения негативных последствий от перекоса фаз и других несовпадений, на практике выполняют проверку чередования и устанавливают защиту.

Защита от обгорания или обрыва нуля

Итак, обрыв и отгорание нейтрального проводника является очень опасным и довольно частым происшествием. Есть ли необходимость в защите электросети от этого негативного явления? Конечно же, есть! Защита от отгорания «нуля» в трехфазной сети позволит вам сохранить свою дорогостоящую бытовую технику в рабочем состоянии. Защита от обрыва «нуля» в однофазной сети обеспечит вашу личную безопасность. Все эти виды обеспечения безопасности человека и бытовых электроприборов от последствий, возникающих при обрыве нейтрального проводника, выполняются с использованием специального оборудования и приемов электромонтажа, которые мы рассмотрим ниже.

• Реле максимального и минимального напряжения. Это основное устройство, которое следует использовать для защиты электросетей от обгорания или обрыва нулевого проводника. Применяется на всех типах недвижности. Промышленность изготавливает модели реле напряжения как для однофазных, так и трехфазных сетей. Принцип действия устройства заключается в разрыве цени электроснабжения при отклонении величины напряжения в сети сверх установленных значений.
• УЗИП — ограничитель перенапряжения. Это устройство для защиты и отключения оборудования при перенапряжении в электропроводке, возникающего вследствие обрыва или отгорания «нуля», удара молнии и по некоторым другим причинам. В основном используется в частных домовладениях. Принцип работы устройства заключен в увеличении собственного внутреннего сопротивления электротоку при больших перепадах напряжения.
• Устройство защитного отключения (УЗО). Такой модуль, имеющий сокращенное название УЗО, способен создать эффективную защиту для человека от удара электрическим током при обрыве нейтрального проводника в однофазных линиях. УЗО мгновенно обесточит сеть при попадании фазы на нулевой провод в том случае, если заземление бытовых приборов выполнено с нарушением ПУЭ (правил устройства электроустановок).
• Дифференциальный автомат с расширенными функциями. Дифавтомат — это защитное модульное устройство, позволяющее одновременно отключать фазу и нейтральный провод при возникновении любых аварийных ситуаций. Этот модуль совмещает в своей конструкции автоматический выключатель при КЗ (коротком замыкании) в нагрузке и защитное устройство (УЗО). При обгорании «нуля» в магистральных сетях с тремя фазами и обрыве нулевого провода в однофазных линиях он способен защитить электрические приборы и другую технику от выхода из строя, а человека от удара электротоком.
• Многократное повторное заземление. Этот технологический прием способен защитить бытовые приборы и человека от последствий обрыва и обгорания «нуля», но он сложен в исполнении, решает ограниченный спектр задач и применяют его в основном специалисты энергоснабжающих организаций на магистральных линиях электропередач.

Что происходит при перекосе фаз

Прежде всего, во время перекоса наблюдается неравномерная нагрузка на фазы. При этом на перегруженной фазе напряжение падает ниже нормы, а на недогруженной происходит скачок напряжения, превышающий допустимые показатели, при этом линейное напряжение остается постоянным. В результате, электрические приборы могут выйти из строя, особенно, если в них нет стабилизатора напряжения. Это вызвано тем, что отдельные приборы могут: либо недополучать требуемой мощности, либо получать ее с избытком. Особенно такое положение опасно для мощных приборов, например, водонагревателей, скваженных насосов, электрокотлов и т.

Способы устранения перекоса фаз

Централизованное решение, позволяющее устранить перекос фаз, отсутствует, так как невозможно обязать всех потребителей подключать одновременно нагрузки, равные по величине и характеру.

Традиционно для обеспечения заданного напряжения на каждой из фаз традиционно используются стабилизаторы напряжения. В бытовых условиях применяют однофазные стабилизаторы напряжения, которые обеспечивают защиты отдельных электроприемников или небольшой их группы. В промышленных условиях используются трехфазные стабилизаторы напряжения различной мощности, которые  конструктивно состоят из трех однофазных стабилизаторов напряжения. Принцип их действия таков, что они реагируют на отклонения на каждой отдельно взятой фазе и поднимают или опускают напряжение до необходимого уровня на своей фазе, провоцируя изменения напряжений на двух других фазах и являясь, таким образом, вторичной причиной возникновения перекоса фаз. Из изложенного выше ясно, что трехфазные стабилизаторы напряжения фактически не решают поставленную перед ними задачу, так как сами провоцируют несимметрию трехфазной системы. Помимо своего основного недостатка трехфазные стабилизаторы напряжения потребляют значительное количество электроэнергии и требуют значительных сервисных расходов, так как обладают низкой надежностью – и электромеханические, и электронные стабилизаторы напряжения  имеют быстроизнашивающиеся и часто отказывающие детали.

Как избежать последствий перекосов

Для того, чтобы обеспечить необходимое значение напряжения для каждой фазы, чаще всего, применяются стабилизаторы. В быту используются однофазные приборы, обеспечивающие защиту одного или нескольких приемников электроэнергии. В промышленности применяются трехфазные стабилизаторы. включающие в себя три однофазных прибора. Однако данные защитные устройства не способны полностью решить эту проблему. Они реагируют на отклонения только в своей фазе и выравнивают напряжение только на ней. В результате, на других фазах возникает неконтролируемое изменение напряжения, вызывающее перекос.

Таким образом, причины и последствия перекоса фаз не могут быть полностью ликвидированы стабилизаторами напряжения. В некоторых случаях стабилизаторы сами становятся причиной неравномерного распределения энергии.

Решение данной проблемы стало возможным благодаря альтернативной технологии. Ее применение сделало возможным выравнивание напряжения не только на отдельных фазах. Оно стало одновременно выравниваться во всей трехфазной системе. Такие устройства позволили получить высокий защитный эффект.

Как выполнить проверку?

Проверка может производиться несколькими способами. Целесообразность выбора того или другого варианта осуществляется в зависимости от параметров электрической сети и задач, которые необходимо решить. Так чередование можно узнать при помощи фазоуказателя, мегаомметра, мультиметра или по расцветке изоляции кабеля. Рассмотрите каждый из вариантов более подробно.

С помощью фазоуказателя

Рисунок 3: Принципиальная схема работы ФУ-2

Как видите на рисунке 3, у указателя последовательности фаз присутствуют три обмотки, которые подсоединяются к одноименным фазам в сети или устройстве. Между обмотками находится вращающийся ротор Р, который приводит в движение диск фазоуказателя Д.

На практике, после подсоединения к зажимам фазоуказателя соответствующих проводов, работник нажимает кнопку К, которая замыкает цепь обмоток. В зависимости от порядка чередования фаз, диск Д начнет вращаться по часовой или против часовой стрелки.

На самом приборе имеется стрелка, показывающая прямое чередование. Если при нажатии кнопки диск вращается в том же направлении, что и показано стрелкой, то эта трехфазная нагрузка имеет прямое чередование. Если диск начнет крутиться в противоположную от стрелки сторону, то чередование фаз обратное. Следует отметить, что этот прибор не способен определить, какая фаза на каком проводе находится, он может определить лишь порядок их чередования.

С помощью мегаомметра

Как один из способов прозвонки жил широко используется прибор для измерения сопротивления – мегаомметр.

Рис. 4: Прозвонка кабеля мегаомметром

Посмотрите на рисунок 4, для реализации такой схемы, вам понадобится отключить кабель от сети и от потребителя. При этом, с одного конца кабеля фазы поочередно соединяются с землей З, как и металлическая оболочка у бронированных кабелей. С другой стороны присоединяется мегаомметр М, один из зажимов которого заземляется, а второй поочередно подводится к каждой из фаз. На той, где мегаомметр покажет нулевое сопротивление, и будет одним проводом.

На концах одноименного провода устанавливается соответствующая маркировка. Недостатком такого способа прозвонки является большой объем трудозатрат. Так как каждая жила заземляется поочередно, после чего выполняется проверка. При этом на обоих концах кабеля должны устанавливаться ответственные сотрудники. Между ними должна обеспечиваться связь, для согласования действий и предупреждения подачи напряжения на работников.

По расцветке изоляции жил

Если в каком-либо устройстве имеется подключение разноцветными жилами, то фазировку оборудования можно выполнять по цветам. Для определения нахождения одноименных напряжений тех или иных фаз необходимо добраться до каждой жилы кабеля. Если на каждом проводе присутствует изоляция разных цветов, то сравнив их с местом присоединения к трансформатору или распедустройству, можно определить, где какая фаза находится.

Недостатком такого метода следует отметить ложную цветовую маркировку, так как производитель кабеля не всегда обеспечивает один и тот же цвет для каждой жилы на всей протяженности провода. Поэтому предварительно его все равно рекомендуется прозванивать и маркировать.

При помощи мультиметра

Для этого метода используется обычный мультиметр. Он наиболее актуален в тех ситуациях, когда необходимо включить в параллельную работу два смежных устройства и их шины расположены поблизости.

Рис. 5: фазировка мультиметром

Необходимо выполнить сравнение фазных напряжений в соседних линиях, на рисунке 5 приведен пример для фаз А и А1. Коммутационная аппаратура при этом должна быть разомкнута. Перед тем как пользоваться мультиметром, на нем выставляется класс напряжения, для линии, на которой будет производиться замер. Щупы подводятся к выводам фаз, при этом их изоляция должна обеспечивать защиту от напряжения, а на руки надеваются диэлектрические перчатки.

Если при подключении щупов к выводам A — A1 стрелка останется на нулевой отметке, то это значит, что фазы одинаковые. Если стрелка отклонится на величину линейного напряжения, вы меряете разноименные фазы.

Допустимые значения

Формула мощности электрического тока

Действующими правилами ПУЭ и стандартами ГОСТ 32144-2013 установлены предельные отклонения по несимметричному распределению напряжений в сетях 380 V. Контрольные параметры определяются специальными коэффициентами. Предельные значения не должны превышать 2% (4 %) для нулевой (обратной) последовательности, соответственно.

К сведению. Отмеченные определения выражают в векторной форме. В формулах для расчетов реальную систему с имеющимися отклонениями представляют как сумму симметричных компонентов.

Также для контроля применяют максимальное допустимое отклонение измеренных фазных токов. Отдельные нормы утверждены для типовых распределительных устройств:

• ВРУ – 15%;
• ЩР – 30%.

Защита от перенапряжений

Ну а как же быть потребителям с однофазным подключением? К сожалению, каким-то образом повлиять на вероятность возникновения перекоса и вызванного им повышения напряжения не представляется возможным. Такие явления периодически случаются, всему виной недостаточная оснащённость магистральных сетей, отсутствие работ по прогнозированию нагрузок и плачевное техническое состояние систем электрификации.

Однако защитить собственное электрохозяйство все же можно. Простейший способ — установка реле напряжения, которое отключит снабжение объекта при появлении в сети предельных рабочих параметров. Если даже временное отсутствие электроснабжения на объекте недопустимо, существует два способа защиты от перекоса фаз: установка однофазного стабилизатора или оснащение вводно-распределительной группы АВР с автономным источником питания.

Какие угрозы имеется при перекосе?

Пренебрегать последствиями такого явления не рекомендуется. Потенциальная опасность перекоса очень велика, а все отрицательные моменты можно разделить на три условных группы:

• Нанесение вреда потребителям электричества. Оборудование и приборы могут прослужить меньший срок, получить повреждение и полностью выйти из строя.
• Не меньшая угроза имеется и для источников электричества. В первую очередь надо упомянуть повреждения механического характера, критическое возрастание потребления энергии, снижение эксплуатационных сроков.
• Для владельцев оборудования в разы увеличиваются расходы на потребляемое электричество, частые ремонтные работы, а также потенциальная опасность получения травм.

Неравномерное распределение энергии по токопроводникам всегда способствует увеличению потребления электричества. Несимметричность в трехфазной сети – это практически неизбежное снижение эксплуатационного ресурса бытовых приборов и техники.

Существует реальная опасность поломки генератора автономной электростанции, ведь происходит существенное увеличение потребляемого топлива и масла. Снижаются параметры безопасности при получении одной из фаз большего напряжения, чем остальными. Следовательно, возникает риск электротравматизма. В подобных ситуациях нередки факты возгорания проводки и приборов.

Таким образом, речь идет об очень серьезных последствиях и значительных затратах на преодоление их последствий. Существует несколько способов профилактики нежелательного воздействия перекосов.

Допустимые значения

Формула мощности электрического тока

Действующими правилами ПУЭ и стандартами ГОСТ 32144-2013 установлены предельные отклонения по несимметричному распределению напряжений в сетях 380 V. Контрольные параметры определяются специальными коэффициентами. Предельные значения не должны превышать 2% (4 %) для нулевой (обратной) последовательности, соответственно.

К сведению. Отмеченные определения выражают в векторной форме. В формулах для расчетов реальную систему с имеющимися отклонениями представляют как сумму симметричных компонентов.

Также для контроля применяют максимальное допустимое отклонение измеренных фазных токов. Отдельные нормы утверждены для типовых распределительных устройств:

• ВРУ – 15%;
• ЩР – 30%.

От чего зависит симметрия напряжений

Симметрия напряжения системы между распредсетями и потребителями электроэнергии зависит от:

• импеданса силовой цепи;
• напряжений на выводах генератора;
• тока, протекающего через приемники, сети передачи и распределения (распределение мощности в системе).

Напряжения на выходных контактах генераторов, как правило, симметричны из-за конструктивных особенностей и эксплуатационных характеристик синхронных машин, применяемых для выработки электроэнергии на электрических станциях. В случаях задействования асинхронных агрегатов, например, в ветряных установках, также получается симметричное трехфазное напряжение.

В локальных сетях генерации и распределения энергии, созданных со стороны потребителя, могут наблюдаться отличающиеся процессы. Многие из этих небольших блоков, например, фотоэлектрические элементы, подключенные к низковольтной сети силовой электроникой, имеют относительно высокий импеданс, что вызывает усиливающийся дисбаланс напряжения.

Сопротивление части энергосистемы неодинаково для отдельных фаз. Геометрическое расположение линий с асимметрией относительно земли вызывает различия и в их электрических параметрах. В целом, эти отклонения очень малы и могут быть незначительными при использовании превентивных мер.

Асимметрия на стороне нагрузки

Наиболее распространенными являются случаи перекоса фаз на стороне нагрузки. Приемниками, вызывающими асимметрию в сети, являются:

• блоки однофазных нагрузок, подключенных к трехфазной, например, индукционные печи, сварочный трансформатор;
• трехфазные приемники, работающие с периодической асимметрией (дуговые печи);
• множество неравномерно распределенных однофазных нагрузок, включенных между фазными и нейтральными проводниками, например, у муниципальных потребителей в низковольтных сетях.

Важно! Неисправность системы также является причиной перекоса фаз. Распространенными случаями являются замыкания на землю, неисправности проводов. Такие дефекты вызывают падения напряжения в одной-двух фазах, что может способствовать перенапряжению в других фазах

Такие дефекты вызывают падения напряжения в одной-двух фазах, что может способствовать перенапряжению в других фазах.

Последствия перекоса фаз:

• Снижение эксплуатационного срока электрооборудования;
• Увеличение энергопотребления;
• Нарушения в работе двигателей и генераторов, снижение их мощности;
• Возможность повреждения электроприборов и устройств.

Несимметрия в высоковольтных сетях

Вызвать подобное состояние в сети 6,0-10,0 кВ иногда может подключенное к ней оборудование, в качестве характерного примера можно привести дугоплавильную печь. Несмотря на то, что она не относится к однофазному оборудованию, управление тока дуги в ней производится пофазно. В процессе плавки также могут возникнуть несимметричные КЗ. Учитывая, что существуют дугоплавильные установки запитывающиеся от напряжения 330,0 кВ, то можно констатировать, что и в данных сетях возможен перекос фаз.

В высоковольтных сетях перекос фаз может быть вызван конструктивными особенностями ЛЭП, а именно, разным сопротивлением в фазах. Чтобы исправить ситуацию выполняется транспозиция фазных линий, для этого устанавливаются специальные опоры. Эти дорогостоящие сооружения не отличаются особой прочностью. Такие опоры не особо стремятся устанавливать, предпочитая пожертвовать качеством электроэнергии, чем надежностью ЛЭП.

Страница 23 из 46

Проверка чередования фаз производится перед синхронизацией, чтобы окончательно убедиться в одинаковом чередовании фаз генератора и сети, к которой он подключается. Проверка производится с помощью фазоуказателя, подключаемого к трансформатору напряжения одной из выделенных для проверки систем сборных шин. На последнюю подается сначала напряжение от сети, фиксируется по фазоуказателю направление его вращения; затем, соблюдая последовательность оперативных переключений, предусмотренных программой пусковых испытаний, подается на эти же шины через тот же трансформатор, что и в первом случае, напряжение от испытуемого генератора, и тоже фиксируется направление вращения фазоуказателя. Если в обоих случаях направление вращения диска фазоуказателя одинаково, то чередование фаз сети и испытуемого генератора тоже одинаково. В противном случае выясняется причина несоответствия чередования фаз и принимаются меры по их устранению, после чего проверка повторяется. Проверка чередования фаз обычно совмещается с проверкой схемы синхронизации, поэтому фазоуказатель подключается к колонке синхронизации, и не отсоединяется до полного окончания проверок.
Проверка схемы синхронизации заключается в проверке соблюдения основных условий синхронизации генераторов: обязательное равенство напряжений синхронизируемого генератора и сети, к которой он подключается; обязательное совпадение фаз напряжений генератора и сети; обязательное равенство частот в пределах ±0,1 % (2—3 оборота стрелки синхроноскопа в 1 мин).
Проверка производится на синхронном и несинхронном напряжении.
Проверка на синхронном напряжении. Для того освобождается одна из двух систем шин генераторного напряжения (например, А2 на рис. 111), как это делается при проверке чередования фаз. При отключенном выключателе Q2 генератор включается на выделенную систему через разъединители QS, QS2 и выключатель Q1. При возбуждении генератора G и включении SACS—О на колонку поступает синхронное напряжение от генератора через трансформаторы напряжения TV—G, TVII и вспомогательные контакты разъединителей QSH. QS2 и QS3.

Рис 111. Главная схема генератора и ее цепи синхронизации.
В этом случае вольтметры колонки должны показывать одинаковое напряжение, соответствующее установленному возбуждению генератора, частотомеры — одинаковую частоту, соответствующую частоте вращения генератора, а стрелка синхроноскопа должна устанавливаться на черте «синхронно».

Проверка на синхронное напряжение убеждает, что если при подаче на колонку напряжений от системы и  синхронизируемого генератора стрелка синхроноскопа устанавливается на черту (нуль), то условие совпадения фаз, необходимое для возможности синхронизации, удовлетворяется и при соблюдении остальных условии возможно включение генератора на параллельную работу.
Проверка на несинхронном напряжении. Для этого при отключенном выключателем Q1 подается на колонку напряжение А2 включением выключателя Q2 и от возбужденного генератора через разъединители QS1, QS11, QS2, QS3, а также вспомогательные контакты разъединителей QSII, QS2, QS3. Изменяя возбуждение генератора, убеждаются в соответствии вольтметров и частотомеров системе и синхронизируемому генератору, изменяя частоту вращения турбины, убеждаются в правильности действия синхроноскопа и подключения к нему цепей напряжения. При частоте вращения генератора, отличной от синхронной, стрелка синхроноскопа должна вращаться в направлении, соответствующем обозначенному на шкале ускорению или замедлению генератора, с частотой, зависящей от того, насколько отличается частота (вращения) генератора от частоты системы.
Возможны различные варианты включения генератора на параллельную работу с помощью тех или иных выключателей схемы станции, но во всех случаях обязательна вышеописанная проверка, которая может отличаться только оперативными переключениями в зависимости от особенностей главной схемы и цепей синхронизации, пример которых показан на рис. 112.

Рис. 112. Главная схема и цепи синхронизации генератора 300 MBт
После проверки всех условий генератор может включаться в сеть методом точной синхронизации. Для этого восстанавливается полностью «штатная» схема по первичным и вторичным цепям, удаляются закоротки, приборы, используемые только при испытаниях, и оперативный персонал готовит схему для включения генератора в сеть. Синхронизация заключается в установке с помощью реостата возбуждения напряжения на синхронизируемом генераторе, которое должно быть чуть больше напряжения сети, во избежание его снижения в связи с включением в сеть генератора; в установке с помощью регулятора скорости турбины частоты вращения ее чуть выше частоты сети, чтобы сразу после включения генератора в сеть принять на себя активную нагрузку: во включении генератора, выделенного для синхронизации, в момент, когда стрелка синхроноскопа будет медленно подходить к нулевому значению шкалы, особо обозначенному на ней, но немного опережая момент совпадения с «нулем», подачей импульса на включение с помощью ключа управления, выделенного для синхронизации выключателя.
Генератор включается подачей импульса на выключатель с некоторым опережением момента подхода стрелки синхроноскопа к нулю (равным времени действия привода и собственного времени включения выключателя) для того, чтобы избежать всплеска тока в генераторе в момент вхождения в синхронизм с сетью.
Генераторы, предназначенные для работы в блоке с трансформаторами, если ток их включения по предварительно проделанным расчетам не превышает 3,5токном, могут включаться в сеть методом самосинхронизации, по первое их включение тем не менее обычно производится методом точной синхронизации.
По методу самосинхронизации генератор включается в сеть без возбуждения при частоте вращения, близкой к синхронной (допускается расхождение не более ±2— 5%). Одновременно с включением выключателя на генератор подается возбуждение включением АГП, и тогда генератор плавно входит в синхронизм.

1. Проверка совпадения фаз, синхронизация и набор нагрузки

После
окончания монтажа или работ в первичной
цепи генератора, которые могли нарушить
чередование фаз, не­обходимо
проверить, совпадают ли фазы генератора
и сети.

Для
проверки совпадения фаз к трансформатору
напря­жения
резервной системы шин присоединяется
фазоуказа-тель.
Какой зажим фазоуказателя к какой фазе
трансфор­матора
напряжения будет подключен, существенного
значения
не имеет. Важно лишь сохранить порядок
подклю­чения
неизменным до конца проверки. Затем на
резервную систему
шин подается поочередно напряжение от
рабочей системы
шин и от генератора. Если в обоих случаях
диск фазоуказателя
будет вращаться в одном и том же
направ­лении,
то порядок следования фаз генератора
и системы одинаков.
Если же направление вращения диска
изменяет­ся, то включать генератор в
сеть, не поменяв местами две фазы
на ошиновке, соединяющей генератор с
сетью, недо­пустимо.

При
отсутствии резервной системы шин или
блочном со­единении
генератора с трансформатором фазоуказатель
присоединяется
к трансформатору напряжения генератора.
От
выводов статора отсоединяются компенсаторы
и на шинный
мост, и трансформатор напряжения
генератора по­дается
напряжение от системы включением
выключателя силового трансформатора.
Фиксируется направление вра­щения
диска фазоуказателя. Затем, после
присоединения компенсаторов
к выводам статора и пуска генератора,
напряжение
на шинный мост подается от генератора.
При
совпадении
фаз направление вращения диска
фазоуказателя
должно сохраниться. Если между генератором
и его трансформатором имеются
разъединители, то отсоединять компенсаторы
от выводов статора не требуется. В этом
слу­чае
перед подачей напряжения на шинный мост
от сети достаточно отключить разъединители.

По
окончании монтажа или работ в цепях
синхрониза­ции
и связанных с ними трансформаторах
напряжения дол­жны
быть проверены исправность и правильность
схемы синхронизации.
Для этого нужно после достижения
гене­ратором частоты вращения, близкой
к номинальной, возбу­дить
генератор (т. е. включить его автомат
гашения поля АГП,
подать в ротор ток возбуждения и поднять
напряже­ние
на выводах статора до номинального).
Ток возбужде­ния
регулируют с помощью регулировочного
реостата, дви­жок
которого вручную перемещается в положение
«хо­лостого
хода», или с помощью установочного
автотран­сформатора
УАТ, воздействующего на автоматический
ре­гулятор
возбуждения АРВ генератора. Далее,
установив ключ
синхронизации на пульте управления
генератором в положение
«Включено», следует подать на колонку
синхро­низации
заведомо несинхронные напряжения (от
генерато­ра
и сети).

Проверить
вращение стрелки синхроноскопа и
подож­дать, пока она сделает один или
несколько полных оборо­тов.
Это укажет на исправность синхроноскопа
и наличие на
нем напряжения как от генератора, так
и от сети. Од­новременно
нужно убедиться в работе вольтметров
и часто­томеров
на колонке синхронизации. Пока стрелка
синхро­носкопа
не совершит полного оборота, нельзя
считать синхроноскоп
и его цепи исправными. Колебания стрелки
в
одну и другую сторону от красной черты
могут быть вы­званы
не только неудовлетворительной работой
регулиро­вания турбины, но и обрывом
в одной из фаз напряжения, подводимого
к синхроноскопу или неисправностью
самого синхроноскопа;
возбужденный до номинального напряже­ния
генератор включается на резервную
систему шин, на­ходящуюся
без напряжения. Включается колонка
синхро­низации.
Поскольку на синхроноскоп при этом
будет подано
заведомо синхронное напряжение, стрелка
синхро­носкопа
должна остановиться в вертикальном
положении, на
красной черте, если же она остановится
в другом поло­жении,
то, значит, синхронизирующее устройство
работает
неправильно
и до устранения
дефекта включать
в
работу генератор
недопустимо.

При
отсутствии резервной системы шин или
при блоч­ном
соединении генератора с трансформатором
правиль­ность
работы схемы синхронизации проверяется
подачей напряжения на шинный мост
генератора от сети при отсое­диненных
от выводов генератора компенсаторах.

Включение
генератора в сеть может быть выполнено
по способу
точной синхронизации или самосинхронизации.

Для
включения генератора по способу точной
синхрони­зации без броска тока в
статоре и без резкого изменения вращающего
момента ротора должны быть соблюдены
три условия:
равенство значений напряжения генератора
и се­ти;
совпадение этих напряжений по фазе;
равенство частот генератора
и сети.

Включение
генератора в сеть при значительном
нера­венстве
напряжений по значению и при большом
угле рас­хождения
по фазе вызовет появление в генераторе
уравни­тельного
тока и связанных с ним последствий.
Особенно опасно включение генератора
при несовпадении напряже­ний
по фазе. В наиболее тяжелом случае, когда
напряжения генератора и сети сдвинуты
по фазе на 180°, а мощность системы
во много раз превышает мощность
генератора, уравнительный
ток в момент включения в 2 раза превысит
ток
трехфазного КЗ на выводах генератора.
От такого тока могут
разрушиться лобовые части обмотки
статора или об­мотки
трансформатора. При значительной
разности частот трудно
безошибочно выбрать момент для включения
гене­ратора.

Однако
точное соблюдение трех вышеуказанных
усло­вий,
особенно двух последних, замедлило бы
процесс син­хронизации. Поэтому
практически допускается возможность
появления
незначительных, неопасных толчков при
вклю­чении
генератора и синхронизация/с соблюдением
следую­щих,
несколько отличающихся от указанных
выше идеаль­ных
условий:

напряжение
генератора должно быть выше напряжения
сети,
но не более чем на 5 %, с тем чтобы он после
включе­ния
принял на себя реактивную нагрузку;

импульс
на включение выключателя должен
подаваться

до
подхода стрелки синхроноскопа к красной
черте на угол,

соответствующий времени
включения выключателя с рас­

хождением
не более 8—12°; ‘

частота
вращения генератора должна быть близкой
к частоте
сети, чтобы стрелка синхроноскопа
вращалась с частотой
не более 2—3 об/мин.

Точная
синхронизация проводится при помощи
автома­тического
синхронизатора, а там где его нет —
вручную. Схема
ручной синхронизации дополняется
блокировкой от несинхронного
включения, разрешающей включение
гене­ратора
только при допустимых разности частот
вращения и
угле расхождения между фазами напряжений
генератора и
сети. Ручная синхронизация при отключенной
блокиров­ке
от несинхронного включения запрещается.

По
способу самосинхронизации генератор
включается в сеть
без возбуждения при частоте вращения,
близкой к синхронной
(скольжение ±2%), после чего включается
АГП,
генератор возбуждается и в течение 1—2
с втягива­ется
в синхронизм. Регулировочный реостат
перед включе­нием
генератора должен быть установлен в
положение XX.
Во избежание пробоя изоляции обмотки
ротора из-за по­явления
перенапряжений она должна быть замкнута
до включения
АГП на резистор самосинхронизации.

Если
при неудачной точной синхронизации
механичес­кие
усилия на вал ротора, обусловленные так
называемым синхронным
моментом, могут в несколько раз превысить
усилия от номинального момента, то при
самосинхрониза­ции
синхронный момент отсутствует, так как
генератор включается
невозбужденным. Кроме того, достоинство
спо­соба самосинхронизации состоит
в простоте, позволяющей полностью
автоматизировать включение генератора
в сеть, в
быстроте включения.

Включение
турбогенераторов, имеющих косвенное
ох­лаждение
обмоток и работающих на шины генераторного
напряжения,
а также генераторов с непосредственным
ох­лаждением
обмоток в нормальных условиях должно
осуще­ствляться,
как правило, способом точной синхронизации.
Для
турбогенераторов, работающих на шины
генератор­ного
напряжения, это связано с нежелательностью
значи­тельного
понижения напряжения у потребителей в
момент включения
генератора из-за броска тока, превышающего
3,5
номинального значения.

Для
турбогенераторов с непосредственным
охлаждени­ем,
несмотря на то что симметричная
составляющая тока в
начальный момент их самосинхронизации
обычно не пре­вышает
трехкратного номинального значения,
ограничения по
применению способа самосинхронизации
вызваны мень­шей
стойкостью этих генераторов и блочных
трансформаторов
большой мощности к динамическим
воздействиям по сравнению
со стойкостью турбогенераторов с
косвенным охлаждением
и трансформаторов меньшей мощности.

В
аварийных условиях, когда напряжение
и частота в сети
могут сильно колебаться, операция по
включению ге­нератора
способом точной синхронизации может
затянуть­ся
на продолжительное время или сопровождаться
вклю­чением
с большим углом расхождения векторов
напряже­ния
генератора и сети. В этих условиях
турбогенераторы мощностью
до 200 МВт включительно и гидрогенераторы
мощностью
до 500 МВт включительно разрешается
вклю­чать
на параллельную работу способом
самосинхрониза­ции.
Генераторы большей мощности разрешается
включать этим
способом при условии, что кратность
симметричной составляющей
тока самосинхронизации к номинальному
то­ку
не превышает 3,0.

Скорость
подъема активной нагрузки после включения
турбогенератора
в сеть определяется допустимой скоро­стью
набора нагрузки на турбину и котлоагрегат.
Наруше­ние
этого требования недопустимо. Например,
чрезмерно быстрый набор нагрузки может
привести к большему уд­линению
ротора турбины по сравнению с удлинением
кор­пуса
турбины и отключению ее защитой от
осевого сдвига, а
в худшем случае и к задеванию лопаток
ротора за диа­фрагмы. Поэтому скорость
подъема нагрузки должна быть указана
в местных инструкциях для каждого типа
турбо­генератора.

Скорость
набора реактивной нагрузки генераторов
и синхронных
компенсаторов с косвенным охлаждением
об­моток,
а также гидрогенераторов с непосредственным
ох­лаждением
обмоток не ограничивается. У турбогенераторов
с
непосредственным охлаждением обмоток
скорость набора реактивной
нагрузки в нормальных условиях не
должна превышать
скорости набора активной нагрузки, а в
аварий­ных
условиях не ограничивается. Ограничение
скорости на­бора
реактивной нагрузки (скорости
повышения токов статора
и ротора) в турбогенераторах с
непосредственным охлаждением
вызвано тем, что обмотки в них достигают
установившейся
температуры в 10—15 раз быстрее, чем
сердечник.
Без ограничения скорости повышения
тока разность
температур в стали и меди обмотки ротора
может стать
весьма большой, что при значительной
длине ак­тивных
частей турбогенераторов приведет к
значительной разнице
в тепловом расширении обмоток и стальных
частей
и как следствие к перемещению обмоток
относительно сердечников,
к появлению механических напряжений в
ме­ди
обмотки ротора, превышающих предел ее
текучести. Перемещения обмоток или
чрезмерные усилия в меди при частых
повторениях могут вызвать повреждение
изоляции или
деформацию меди.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #

Skip to navigation
Skip to content

Как проверяется чередование фаз в трехфазной сети: особенности проведения тестирования

При согласовании параллельного функционирования трансформаторов на объектах электрического обеспечения зачастую возникает необходимость проверять фазное чередование.

Хотелось бы вам рассказать один случай, где затрагиваются вопросы фазного чередования в сети с тремя фазами и пример некорректного фазирования, оборудование и способы для решения этой задачи.

Вступление

Случай этот произошёл при проведении монтажных работ по подключению 2-х масляных трансформаторов. Монтаж был закончен успешно, в результате электрическая схема выглядела следующим образом:

• Масляные трансформаторы.
• Выключатели ввода.
• Секционные прерыватели.
• Две шинные секции.

По мнению электромонтёров, пусконаладочные мероприятия прошли успешно. Но при запуске трансформаторов в параллельном режиме работы произошло короткое замыкание.

Конечно, электромонтёры сказали, что проверили фазное чередование источников, все параметры совпадали. Вот только ничего не говорилось о фазировании. И это была ошибка. Давайте вместе разберёмся, в чём же эта ошибка.

Что такое фазное чередование

Известно, что сеть с тремя фазами состоит из разноимённых фаз. Именуются они как АВС. Согласно теории, мы знаем, что фазные синусоиды смещены по отношению друг к другу на сто двадцать градусов.

Существует шесть различных чередующихся порядков, бывает обратным либо прямым. Обратный — CBA, ACB, BAC, прямой – CAB, BCA, ABC.

Для проверки порядка фазного чередования используют указатель фаз. Разберём методику проверки фазным указателем.

Как проводится проверка

Указатель фаз конструктивно включает в себя диск с чёрными и белыми отметками для считывания показаний, и 3 обмотки. В работающем режиме диск должен вращаться.

Подсоединяем к выводным клеммам три жилы от подающего напряжение устройства с тремя фазами. Включаем прибор кнопкой, находящейся на боковой панели.

Диск должен начать крутиться. Когда вращение происходит по ходу отображённой на устройстве стрелки – фазное чередование прямое, относится к соответствующему виду CAB, АВС либо ВСА.

Если вращение происходит против направления стрелок – чередование фаз обратное.Соответствует АВС, СВА либо ВАС.

Давайте вспомним ситуацию с монтажом трансформаторов, рассказанную в начале статьи. Электромонтажники только определили фазное чередование, порядок совпал.

Но они не проверили фазировку. И провести эту проверку, используя указатель фаз, невозможно.

При подключении были сомкнуты разноимённые фазы. Для понимания, какая это фаза и где находится, необходим комбинированный электроизмерительный прибор либо осциллограф.

Комбинированным измерительным прибором меряют величину межфазного напряжения различных питающих источников. Когда значение равняется нулю – одноимённые.

В случае, когда значение соответствует линейному показателю – разноимённые. Это достаточно простой и эффективный способ.

При использовании осциллографа отставание и определение фаз определяется показаниями осциллограммы, но этот способ не практичен из-за сложной методики и дороговизны прибора.

В каких случаях надо учитывать порядок

Порядок необходимо учитывать в эксплуатации электрических двигателей с тремя фазами и переменным током.

От чередования зависит, в какую сторону будет крутиться двигатель, что немаловажно при одновременном использовании множества механизмов, имеющих двигательный привод.

Немаловажно знать порядок чередования при подсоединении индукционного прибора учёта электрической энергии (СА 4). Когда порядок обратный, возможно самопроизвольное дисковое вращение электросчётчика.

Современные электронные приборы учёта не нуждаются в определении чередования, но на дисплее будет отображаться соответствующий символ.

Если подключение трёхфазной питающей сети осуществляется с использованием силового кабеля и требуется проверка фазирования, сделать это возможно без специального оборудования.

Дело в том, что кабельные жилы, в подавляющем большинстве случаев, имеют цветную маркировку, что позволяет прозвонить кабель гораздо быстрей и проще.

Для определения фаз нужно снять наружную оболочку кабельной изоляции. Два конца будут с одинаковыми по цвету жилами. Мы их и принимаем, как одинаковые.

Но абсолютно верить цветовой маркировке всё же не стоит. Как показывает практика, изготовители кабельной продукции не гарантируют одноцветности жил с двух сторон кабеля. Поэтому, для надёжности, кабель лучше прозвонить.

Это вся информация, которой мы хотели с вами поделиться относительно определения порядка чередования в трёхфазной сети, и какими приборами это можно сделать.

Свои вопросы оставляйте в комментариях под статьёй.

Источник

Как проверить порядок чередования фаз с помощью ФУ-2

Здравствуйте, уважаемые гости и постоянные читатели сайта «Заметки электрика».

Несколько дней назад мне позвонил знакомый с просьбой разобраться в ситуации.

У него на объекте работала бригада электромонтажников.

Они занимались установкой двух силовых масляных трансформаторов 10/0,4 (кВ) мощностью 400 (кВА). С каждого трансформатора питались сборные шины 1 и 2 секций 0,4 (кВ). Между сборными шинами 1 и 2 секций был предусмотрен межсекционный автоматический выключатель.

Вот фото двух секций напряжением 400 (В).

При пусконаладочных работах решили попробовать включить оба трансформатора на параллельную работу. При включении произошло короткое замыкание, при котором сработала защита сразу на двух вводных автоматических выключателях.

Стали разбираться. Условия включения трансформаторов на параллельную работу были соблюдены, но не все. Пришли к выводу, что не была соблюдена фазировка шин двух секций 400 (В). Бригада монтажников уверяет, что предварительную фазировку провела правильно. Чуть позже выяснилось, что фазировку они проводили с помощью фазоуказателя ФУ-2 на каждой секции и в обоих случаях прибор показал прямую последовательность фаз.

Фазоуказатель ФУ-2

Порядок чередования фаз (следования фаз) в трехфазной системе напряжений можно проверить с помощью переносного индукционного фазоуказателя типа ФУ-2. Вот так он выглядит.

Он состоит из трех обмоток, расположенных на сердечниках, и алюминиевого диска.

Если все три обмотки включить в сеть трехфазного напряжения, то они образуют в пространстве вращающееся магнитное поле, которое приводит во вращение алюминиевый диск. Алюминиевый диск имеет фон черно-белого цвета. Направление магнитного поля и алюминиевого диска зависит исключительно от порядка чередования (следования) фаз питающего трехфазного напряжения.

Фазоуказатель ФУ-2 предназначен для включения в сеть трехфазного напряжения от 50 до 500 (В). Время его включения ограничивается временем 5 секунд. При нажатии на кнопку (она находится сбоку) диск начнет вращаться ту или иную сторону.

Рассмотрим работу фазоуказателя ФУ-2 более подробно.

Проверка чередования (следования) фаз на стенде

На моем испытательном стенде имеется источник трехфазного напряжения. Порядок чередования фаз мне неизвестен.

Проведем проверку чередования (следования) фаз с помощью фазоуказателя ФУ-2.

Подключаем зажимы А, В и С фазоуказателя ФУ-2 к выводам трехфазного напряжения на стенде.

Подаю напряжение на источник трехфазного напряжения порядка 80 (В).

Нажимаем на кнопку и смотрим куда начал вращаться диск прибора. Диск начал вращаться в обратную сторону — против стрелки. Это значит, что трехфазное напряжение на испытательном стенде имеет обратную последовательность фаз, т.е. фазы следуют друг за другом в следующих трех вариантах: СВА, АСВ или ВАС.

Чтобы изменить обратную последовательность фаз на прямую, достаточно поменять местами две любые фазы. Меняю местами две крайние фазы (справа) на стенде и снова провожу измерение.

Теперь диск фазоуказателя начал вращаться в одну сторону со стрелкой. Это значит, что теперь трехфазное напряжение на испытательном стенде имеет прямую последовательность фаз, т.е. фазы следуют друг за другом в следующих трех вариантах: АВС, ВСА или САВ.

Все вышеописанные действия Вы сможете посмотреть на видео:

Зачем необходимо проверять чередование фаз?

Чередование фаз необходимо проверять для правильного подключения трехфазных двигателей. При прямом подключении фаз они будут вращаться в одном направлении, а при обратном — в другом.

Также чередование фаз необходимо учитывать при подключении счетчиков электрической энергии. Особенно, это относится к счетчикам индукционного типа.

Например, у счетчика СА4-И678 при обратной последовательности фаз начинается «самоход» диска. В современных электронных счетчиках типа СЭТ-4ТМ и ПСЧ-4ТМ при обратном чередовании фаз выдается на экран уведомление.

Забыл упомянуть про реле контроля фаз типа ЕЛ-11, которое контролирует и срабатывает при нарушении чередования фаз.

Так в чем же была ошибка электромонтажников?

Внимание. С помощью фазоуказателя нельзя определить, где именно находится фаза А, В или С. Им определяется ТОЛЬКО последовательность фаз, т.е. направление вращающегося поля. Вот в этом и была ошибка электромонтажников, у которых на 1 и 2 секциях 400 (В) совпала последовательность фаз, а сами фазы по одноименности не совпали, поэтому при включении на параллельную работу трансформаторов случилось короткое замыкание, т.к. межсекционный автоматический выключатель замкнул разноименные фазы.

Во избежание подобных ошибок фазировку 1 и 2 секций 0,4 (кВ) необходимо было проводить с помощью поверенных указателей напряжения (УНН) или мультиметра, а не с помощью фазоуказателя, который показывает только последовательность фаз питающего напряжения:

• прямое следование фаз — АВС, ВСА или САВ
• обратное следование фаз — СВА, АСВ или ВАС

Дополнение: в прошлом году немного обновили «парк» приборов нашей ЭТЛ и теперь вместо ФУ-2 пользуемся указателем TKF-12.

Источник

Как определить фазы в трехфазной сети?

Прямое и обратное чередование фаз

Трехфазный переменный ток графически представляет собой три фазы в виде чередующихся синусоид на оси Х, сдвинутых по отношению друг к другу на 120°. Первую синусоиду можно представить как фазу А, следующую синусоиду как фазу B, сдвинутую на 120° относительно фазы А, и третью фазу C, также сдвинутую на 120° по отношению к фазе В.

Графическое отображение сдвига фаз на 120° трехфазной сети

Если фазы имеют порядок АВС, то такое следование фаз называется прямым чередованием. Следовательно, порядок фаз СВА будет означать обратное чередование. Всего возможно три прямых чередования фаз ABС, BCА, CАВ. Для обратного чередования фаз порядок будет выглядеть как CВА, BAC, ACB.

Проверить чередование фаз трехфазной сети можно фазоуказателем ФУ — 2. Он представляет собой небольшой корпус, на котором имеются три зажима для подключения трех фаз сети, алюминиевого диска с черной точкой на белом фоне и три обмотки. Принцип действия у него аналогичен работе асинхронного электродвигателя.

Если подключить фазоуказатель к трем фазам и нажать кнопку на корпусе, то диск начнёт вращаться в одну из сторон. Когда вращение диска совпадает со стрелкой на корпусе, тогда фазоуказатель показывает прямое чередование фаз, вращение диска в обратном направлении указывает на обратное чередование фаз.

Электрическая схема фазоуказателя ФУ-2

В каких случаях необходимо знать порядок чередования фаз. Во-первых, если дом подключен к трехфазной сети и установлен индукционный электросчётчик, тогда нужно соблюдать на нем прямое чередование фаз. При неправильном подключении такого электросчетчика возможен его самоход, что даст неправильные показания в сторону увеличения расхода электроэнергии.

Также, если в доме используются асинхронные электродвигатели, то направление вращения ротора будет зависеть от порядка чередования фаз. Меняя чередование фаз на асинхронном электродвигателе можно изменить направление вращения ротора в нужную сторону.

Зачем нужно учитывать порядок фаз

Последовательность чередования играет значительную роль в таких ситуациях:

• При параллельном включении в работу – ряд устройств (трансформаторы, генераторы и прочие электрические машины), могут соединяться в параллельную работу для повышения надежности системы или для обеспечения большего резерва мощности. Но, в случае неправильного подключения из-за соединения разноименных фаз произойдет короткое замыкание.
• При подключении трехфазного счетчика – так как его работа основана на совпадении фаз с соответствующими выводами прибора, то при нарушении правильности подключения может произойти сбой и самопроизвольное движение в отсутствии какой-либо нагрузки. Из-за чего такое подключение электросчетчика приведет к необходимости оплаты потребителем киловатт, которые он не расходовал.
• При включении двигателя – следование фаз в сети определяет для электрической машины и направление вращения двигателя. В случае отсутствия правильной фазировки изменится и направление движения элементов, механически соединенных с ротором. Из-за чего может произойти нарушение технологического процесса или возникнуть угроза жизни персонала.

С целью предотвращения и других несовпадений, на практике выполняют проверку чередования и устанавливают защиту.

Что такое фазное чередование

Известно, что сеть с тремя фазами состоит из разноимённых фаз. Именуются они как АВС. Согласно теории, мы знаем, что фазные синусоиды смещены по отношению друг к другу на сто двадцать градусов.

Существует шесть различных чередующихся порядков, бывает обратным либо прямым. Обратный — CBA, ACB, BAC, прямой – CAB, BCA, ABC.

Для проверки порядка фазного чередования используют указатель фаз. Разберём методику проверки фазным указателем.

Порядок работы

Работы проводятся в таком порядке лицензированной РТН электролабораторией:

• проверяется отсутствие напряжения на вводимом в эксплуатацию оборудовании;
• отсоединяется кабель от шин;
• заземляется одна из жил проводника;
• измеряется сопротивление изоляции жил проводника относительно земли;
• выполняется маркировка жилы, сопротивление которой относительно земли будет нулевым;
• выполняется фазировка остальных жил кабеля;
• выполняется подключение кабеля к РУ согласно маркировке;
• выполняется операция прозвонки;
• производится фазировка под напряжением. Проверка осуществляется между одноимёнными фазами и остальными. Если между одноименными фазами напряжение отсутствует, а между разноименными имеется, то такой кабель включается в работу, а следовательно и распределительное устройство.

Компания Перестройка МСК имеет все необходимые разрешения и специалистов, которые выполнят услугу по проверке фазировки РУ и электрооборудования в кратчайшие сроки по самым выгодным ценам в Москве и МО. Заказчику выдается документ, удостоверяющий качество проведенных работ.

Что такое чередование фаз?

Под чередованием фаз следует понимать последовательность, в которой напряжение нарастает в каждой из них. Во всех трехфазных цепях напряжение представляет собой синусоидальную кривую. В каждой линии напряжение отличается на 120º от остальных.

Рис. 1. Напряжение в трехфазной сети

Как видите, на рисунке 1, там где а) — показаны кривые напряжения во всех фазных проводах, смещенные на 120º. На соседнем рисунке б) изображена векторная диаграмма этих напряжений, На обоих рисунках показана разница между фазным и линейным напряжением.

Если взять за основу, что из нулевой точки на рисунке а) выходит U­_A, то эта фаза является первой, на диаграмме б) наглядно стрелками показано, что очередность нарастания напряжения переходит от U­_A к U­_B, а за ним к U­_C. Это означает, что фазы чередуются в порядке A, B, C. Такой порядок чередования считается прямым.

Прямое и обратное чередование фаз

В трехфазной сети порядок чередования фаз может отличаться в зависимости от способов подключения к силовым трансформаторам на подстанциях, от последовательности включения обмоток генератора, из-за несоответствия выводов кабеля и по прочим причинам.

Читать еще: Как сделать металлоискатель дома

Рисунок 2: Прямая и обратная последовательность

Обратите внимание, цветовая маркировка определяет последовательность в соответствии их очередностью в алфавите по первым буквам цвета:

• Желтый – первый;
• Зеленый – второй;
• Красный – третий.

На рисунке 2 изображен классический вариант прямой последовательности A – B – C (где A имеет желтый цвет и является первой, B – зеленый и является второй, а C – красный и является третей) и классический вариант обратной последовательности C – B – A. Но, помимо них на практике могут встречаться и другие варианты, прямого: B – C – A, C – A – B, и обратного чередования: A – C – B, B – A – C. Соответственно, в каждом из приведенных примеров чередование фаз будет начинаться с первой.

Фазоуказатель своими руками: как проверить фазировку

Хороший, качественный измерительный инструмент под рукой — эталон быстрой работы. Конечно, также необходимо иметь с собой инструменты, с помощью которого можно производить ремонт, но определение проблемы — это уже 80 % её решений. В статье описан последовательный монтаж указателя фазы своими руками. Потребуется только точно следовать инструкциям, иметь необходимые материалы и запастись толикой терпения.

Что такое фазоуказатель

Немного теории: указатель фазы — это измерительный прибор, показывающий чередование фаз трёхфазного напряжения и тока. Следует сразу развеять надежды молодых электриков и развеять миф, что с помощью фазоуказателя можно определить где именно какая фаза находится. Аксиома: данный прибор показывает только чередование фаз.

• Электромеханические приборы для определения угла фазировки. Массивные устройства, в состав которых входят асинхронные двигатели и индикаторные диски. Фазометр подобного типа также позволяет определить отсутствие одной фазы, но не указывает какой именно.
• На неоновых лампах. Здесь уже не используются громоздкие асинхронные двигатели, так как работа устройства основана на батареях или отдельных конденсаторах. Основные индикаторы в таких приборах — неоновые лампы.
• Электронный. Самый точный и одновременно самый дорогой прибор, принципом работы которого основан на сравнении синусоид на линии.

Существует большое количество таких приборов, выпускаемых различными производителями. Наиболее распространённые и чаще всего применяемые в работе модели: ФУ-2, ЭИ5001, VC-805, и конечно надёжный, проверенный временем И-517, который даже входил в ЗИП многих армейских дизельных электростанций. Но сейчас можно найти на рынке и вполне солидные и надёжные указатель фазы от китайских представителей.

Также существуют и более дорогие современные фазоуказатели от известных мировых производителей электронной техники, таких как Eltes или Mastech.

Современные фазоуказатели чаще сочетают в себе ещё и функцию индикатора напряжения, поэтому являются многофункциональными.

Когда действительно необходимо фазоуказатель

Определители угла опережения фаз в большом количестве занимают полки электротехнических магазинов, как отечественные, так и зарубежные модели. Но как определить тот самый угол опережения и зачем он вообще нужен, знают немногие электрики.

Особенности

Чтобы снизить вероятность перегрузки фазы, нагрузку распределяют на фазы равномерно. Несоблюдение этого условия так же, как и отгорание «нулевой» жилы или её плохой контакт, приведут к разнице в напряжении на фазных жилах в большую или меньшую сторону.

Таким образом, преобразованное однофазное питание (220 В) приведёт к неисправности подключённых к нему электропотребителей. Произойдёт это из-за того, что на одни приборы будет приходить повышенное напряжение (240-270 В), на другие – пониженное (160-200 В).

Важно! При неравномерном распределении нагрузки по фазам, на не чувствительных к перекосам счётчиках, произойдёт повышенный расход электроэнергии.

Что собой представляет чередование фаз?

Как известно, в трехфазной сети присутствует три разноименные фазы. Условно они обозначаются как А, В и С. Вспоминая теорию, можно говорить что синусоиды фаз смещены относительно друг друга на 120 градусов. Так вот всего может быть шесть разных порядков чередования, и все они делятся на два вида – прямое и обратное. Прямым чередованием считается следующий порядок – АВС, ВСА и САВ. Обратный порядок будет соответственно СВА, ВАС и АСВ.

Чтобы проверить порядок чередования фаз можно воспользоваться таким прибором, как фазоуказатель. О том, как пользоваться фазоуказателем, мы уже рассказывали. Конкретно рассмотрим последовательность проверки прибором ФУ 2.

Защита от нарушения порядка чередования

Для защиты электрического оборудования от неправильного чередования на практике применяется реле контроля фаз. Это реле настроено на работу двигателя или другого устройства в его прямом включении. Если из-за каких-то неполадок или неправильного подключения чередование нарушается, то трехфазное реле сразу отключит устройство. Его работа основана на анализе трехфазных токов и напряжений и последующем контроле этих параметров.

Подключение может выполняться через трансформаторы тока или напрямую, в зависимости от модели и класса напряжения в сети. Такая защита нашла широкое применение при подключении счетчиков индукционного типа, электрических машин и другого высокоточного оборудования.

Для чего предназначено

Реле контроля фаз и напряжение — устройство, которое необходимо при подключении оборудования к системе с тремя фазами, а также в ситуациях, когда важно соблюсти правильное чередование

На практике изделие применяется при частом переносе оборудования, когда при изменении фазировки возможно его повреждение или некорректная работа.

Яркий пример — компрессор винтового типа, неправильное подключение которого и включение на срок больше пяти секунд приводит к поломке дорогостоящего изделия.

Реле контроля фаз и напряжения позволяет определить следующие проблемы:

• Обрыв любой из фаз;
• Повышение или снижение напряжения выше (ниже) заданного уровня;
• Нарушение фазировки (порядка подключения фаз);
• Обрыв «нуля»;
• Несимметрия I и U (здесь речь идет о перекосе фаз, когда угол между векторами значительно больше или меньше 120 градусов).

Принципиальная схема устройства показана ниже.

В некоторых реле предусмотрена возможность изменения уставок по верхнему и нижнему пределу U, а также T (времени) срабатывания.

Как правило, выходная контактная группа реле является «сухой». При этом в распоряжении есть два варианта — нормально замкнутые и разомкнутые. В некоторых моделях предусмотрены элементы, работающие на индукционном принципе.

Как выполнить проверку?

Проверка может производиться несколькими способами. Целесообразность выбора того или другого варианта осуществляется в зависимости от параметров электрической сети и задач, которые необходимо решить. Так чередование можно узнать при помощи фазоуказателя, мегаомметра, мультиметра или по расцветке изоляции кабеля. Рассмотрите каждый из вариантов более подробно.

С помощью фазоуказателя

По принципу действия, фазоуказатель можно сравнить с обычным асинхронным двигателем. Рассмотрим в качестве примера наиболее распространенную модель фазоуказателя — ФУ-2 .

Рисунок 3: Принципиальная схема работы ФУ-2

Как видите на рисунке 3, у указателя последовательности фаз присутствуют три обмотки, которые подсоединяются к одноименным фазам в сети или устройстве. Между обмотками находится вращающийся ротор Р, который приводит в движение диск фазоуказателя Д.

На практике, после подсоединения к зажимам фазоуказателя соответствующих проводов, работник нажимает кнопку К, которая замыкает цепь обмоток. В зависимости от порядка чередования фаз, диск Д начнет вращаться по часовой или против часовой стрелки.

На самом приборе имеется стрелка, показывающая прямое чередование. Если при нажатии кнопки диск вращается в том же направлении, что и показано стрелкой, то эта трехфазная нагрузка имеет прямое чередование. Если диск начнет крутиться в противоположную от стрелки сторону, то чередование фаз обратное. Следует отметить, что этот прибор не способен определить, какая фаза на каком проводе находится, он может определить лишь порядок их чередования.

С помощью мегаомметра

Как один из способов прозвонки жил широко используется прибор для измерения сопротивления – мегаомметр.

Рис. 4: Прозвонка кабеля мегаомметром

Посмотрите на рисунок 4, для реализации такой схемы, вам понадобится отключить кабель от сети и от потребителя. При этом, с одного конца кабеля фазы поочередно соединяются с землей З, как и металлическая оболочка у бронированных кабелей. С другой стороны присоединяется мегаомметр М, один из зажимов которого заземляется, а второй поочередно подводится к каждой из фаз. На той, где мегаомметр покажет нулевое сопротивление, и будет одним проводом.

На концах одноименного провода устанавливается соответствующая маркировка. Недостатком такого способа прозвонки является большой объем трудозатрат. Так как каждая жила заземляется поочередно, после чего выполняется проверка. При этом на обоих концах кабеля должны устанавливаться ответственные сотрудники. Между ними должна обеспечиваться связь, для согласования действий и предупреждения подачи напряжения на работников.

По расцветке изоляции жил

Если в каком-либо устройстве имеется подключение разноцветными жилами, то фазировку оборудования можно выполнять по цветам. Для определения нахождения одноименных напряжений тех или иных фаз необходимо добраться до каждой жилы кабеля. Если на каждом проводе присутствует изоляция разных цветов, то сравнив их с местом присоединения к трансформатору или распедустройству, можно определить, где какая фаза находится.

Недостатком такого метода следует отметить ложную цветовую маркировку, так как производитель кабеля не всегда обеспечивает один и тот же цвет для каждой жилы на всей протяженности провода. Поэтому предварительно его все равно рекомендуется прозванивать и маркировать.

При помощи мультиметра

Для этого метода используется обычный мультиметр. Он наиболее актуален в тех ситуациях, когда необходимо включить в параллельную работу два смежных устройства и их шины расположены поблизости.

Рис. 5: фазировка мультиметром

Необходимо выполнить сравнение фазных напряжений в соседних линиях, на рисунке 5 приведен пример для фаз А и А1. Коммутационная аппаратура при этом должна быть разомкнута. Перед тем как пользоваться мультиметром, на нем выставляется класс напряжения, для линии, на которой будет производиться замер. Щупы подводятся к выводам фаз, при этом их изоляция должна обеспечивать защиту от напряжения, а на руки надеваются диэлектрические перчатки.

Если при подключении щупов к выводам A — A1 стрелка останется на нулевой отметке, то это значит, что фазы одинаковые. Если стрелка отклонится на величину линейного напряжения, вы меряете разноименные фазы.

Как определить ноль и фазу без приборов

Согласно ПУЭ (Правил Устройства Электроустановок) каждому проводу имеющему свое функциональное назначение соответствует своя определенная цветовая маркировка:

• фазный провод имеет изоляцию черного, белого, коричневого (наиболее часто используемого) цветов и их многочисленных оттенков;
• нулевой провод имеет изоляцию синего цвета с любыми его оттенками;
• земля находится в изоляции желто — зеленого цвета в полоску.

Если бы нормативные акты строго соблюдались, то проблем с определением, где фаза, где ноль, а где земля не существовало. Для того чтобы легче было ориентироваться в коммутационных схемах на многих электрических приборах вводятся обозначения фазы, ноля и земли. Все проводники обозначаются в соответствии с государственными стандартами:

• L — этой латинской буквой обозначается фаза;
• N — по этому знаку находят нулевой провод;
• PE — этим сочетанием букв всегда обозначалась земля.

Однако визуальный метод имеет долю субъективизма, не всегда можно точно определить правильно цвет изоляции проводника. Кроме этого не все электрики придерживаются нормативных документов при проведении электромонтажных работ. В зданиях старой постройки, говорить о каких — либо стандартах цветовой маркировки проводки вообще не приходится.

Поэтому такой метод найти фазу и ноль без приборов существует с большой степенью условности, 100 % гарантии он не имеет. Однако он является единственным реальным способом среди других, типа применения сырой картошки, как определить фазу и ноль без приборов. Для получения достоверного результата лучше воспользоваться данными о соответствии проводов фазе, нулю или заземлению проверенных с помощью индикаторной отвертки или мультиметра.

Принципы проверки фазировки

Такая операция выполняется перед подключением в параллельную работу 2 и более линий, которые работают независимым способом. Еще от обновленного генератора, после капремонта, во время которого могла поменяться схема присоединения статора к сети. Проверить одноименность или расцветку фазных проводников обязательно нужно. Ведь в последствии их нужно будет соединить.

Такая операция:

1. Направлена на предотвращение ошибки во время присоединения линий установки параллельно.
2. Она позволяет правильно проверить все контакты.
3. Проверяется правильность присоединения токоведущих кабелей, включаемых к аппарату.

Проверяется совпадение по линии одинаковых токов, а именно отсутствие углового сдвига. Только при получении положительных результатов во время фазировки, генераторы либо трансформаторы работают параллельно и подключаются на одновременную работу.

Испытания индикатора чредования

Макет согласно схеме был протестирован на универсальной плате. Работает без проблем. Общая стоимость радиодеталей составила около 200 рублей (согласитесь, готовый качественный индикатора чередования фаз за эти деньги не купить).

При выполнении монтажа не забудьте сделать перемычки с хорошо изолированной проволоки (например, тефлон) и подумайте о покрытии платы изоляционным лаком. Обязательно поместите все в пластиковый корпус. Несмотря на описанные действия, тут по-прежнему имеем дело с высоким напряжением трёхфазной сети и должны быть очень осторожными! Для напряжения фазы 220 В пиковое значение составляет 320 В, а для межфазного 400 В — 560 В соответственно.

Источник