Что такое порядок чередования фаз

Фазировка электрического оборудования

Электрическое оборудование трехфазного тока (синхронные компенсаторы, трансформаторы, линии электро-передачи) подлежит обязательной фазировке перед первым включением в сеть, а также после ремонта, при котором мог быть нарушен .порядок следования и чередования фаз.

В общем случае фазировка заключается в проверке совпадения по фазе напряжения каждой из трех фаз вклю-чаемой электроустановки с соответствующими фазами напряжения сети.

Фазировка включает в себя три существенно различные операции. Первая из них состоит в проверке и срав-нении порядка следования фаз включаемой электроустановки и сети. Вторая операция состоит в проверке совпадения по фазе одноименных напряжений, т. е. отсутствии между ними углового сдвига. Наконец, третья операция заключается в проверке одноименности (расцветки) фаз, соединение которых предполагается выполнить. Целью этой операции является проверка правильности соединения между собой всех элементов электроустановки, т. е. в конечном счете правильности подвода токопроводящих частей к включающему аппарату.

Фаза. Под трехфазной системой напряжений понимают совокупность трех симметричных напряжений, амплитуды которых равны по значению и сдвинуты (амплитуда синусоиды одного напряжения относительно предшествующей ей амплитуды синусоиды другого напряжения) на один и тот же фазный угол (рис. 8.1, а).

Таким образом, угол, характери-зующий определенную стадию перио-дически изменяющегося параметра (в данном случае напряжения) , называют фазным углом или просто фазой. При совместном рассмотрении двух (и более) синусоидально изменяющихся напряже-ний одной частоты, если их нулевые (или амплитудные) значения наступают не одновременно, говорят, что они сдвинуты по фазе. Сдвиг всегда определяется меж-ду одинаковыми фазами. Фазы обозна-чают прописными буквами А, В, С. Трехфазные системы изображают также вращающимися векторами (рис.8.1, б).

На практике под фазой, трехфазной системы понимают также отдельный участок трехфазной цепи, по ко-торому проходит один и тот же ток, сдвинутый относительно двух других по фазе. Исходя из этого, фазой назы-вают обмотку генератора, трансформатора, двигателя, провод трехфазной линии, чтобы подчеркнуть принадлежность их к определенному участку трехфазной цепи. Для распознавания фаз оборудования на кожухах аппаратов, шинах, опорах и конструкциях .наносят цветные метки в виде кружков, полос и т. д. Элементы оборудования, принадлежащие фазе А, окрашивают в желтый цвет, фазы В—в зеленый и фазы С—в красный. В соответствии с этим фазы часто называют желтой, зеленой и красной: ж, з, к.

Таким образом, в зависимости от рассматриваемого вопроса фаза — это либо угол, характеризующий состоя­ние синусоидально изменяющейся величины в каждый момент времени, либо участок трехфазной цепи, т. е. однофазная цепь, входящая в состав трехфазной.

Порядок следования фаз. Трехфазные системы напряжений и тока могут отличаться друг от друга порядком следования фаз. Если фазы (например, сети) следуют друг за другом в порядке А, В, С — это так называемый прямой порядок следования фаз (см. § 7.3). Если фазы следуют друг за другом в порядке А, С, В — это обратный порядок следования фаз.

Порядок следования фаз проверяют индукционным фазоуказателем типа И-517 или аналогичным по устройству фазоуказателем типа ФУ-2. Фазоуказатель подключают к проверяемой системе напряжений. Зажимы прибора маркированы, т. е. обозначены буквами А, В, С. Если фазы сети совпадут с маркировкой прибора, диск фазоуказателя будет вращаться в направлении, указанном стрелкой на кожухе прибора. Такое вращение диска соответствует прямому порядку следования фаз сети. Вращение диска в обратном направлении указывает на обратный порядок следования фаз. Получение прямого порядка следования фаз из обратного производится переменой мест двух любых фаз электроустановки.

Иногда вместо термина «порядок следования фаз» говорят «порядок чередования фаз». Во избежание пута­ницы условимся применять термин «чередование фаз» только в том случае, когда это связано с понятием фазы как участка трехфазной цепи.

Чередование фаз. Итак, под чередованием фаз следует понимать очередность, в которой фазы трехфазной цепи (обмотки и выводы электрических машин, провода линий и т. д.) расположены в пространстве, если обход их кажцый раз начинать из одного и того же пункта (точки) и производить в одном и том же направлении, например сверху вниз, по часовой стрелке и т. д. На основании такого определения говорят о чередовании обозначений выводов электрических машин и трансформаторов, расцветке проводов и сборных шин.

Совпадение фаз. При фазировке трехфазных цепей встречаются различные варианты чередования обозначений вводов на включающем аппарате и подачи на эти вводы напряжения разных фаз (рис. 8.2, а, б). Варианты, при которых не совпадает порядок следования фаз, или порядок чередования фаз электроустановки и сети, при включении выключателя приводят к КЗ.

В то же время возможен единственный вариант, когда совпадает то и другое. Короткое замыкание между соединяемыми частями (электроустановкой и сетью) здесь исключено.

Под совпадением фаз при фазировке как раз и понимают именно этот вариант, когда на вводы выключателя, попарно принадлежащие одной фазе, поданы одноименные напряжения, а обозначения (расцветка) вводов вы-ключателя согласованы с обозначением фаз напряжений (рис. 8.2, в).

Чередование фаз

Большинство трехфазных электродвигателей и другого оборудования учитывают чередование фаз. На практике несоблюдение этого параметра может привести к различным несчастным случаям, неисправности электрооборудования и травмам.

Что такое вращение фаз?

Чередование фаз — это порядок нарастания напряжения в каждой фазе. Во всех трехфазных цепях напряжение представляет собой синусоидальную кривую. В каждой линии напряжение отличается от других на 120º. Кривые напряжения во всех фазных проводах, сдвинутые на 120º.

Если предположить, что EA выходит из нулевой точки, то эта фаза является первой фазой, порядок нарастания напряжения идет от EA к EB и затем EC. Это означает, что фазы следуют друг за другом поочередно в порядке A, B, C. Эта последовательность считается прямой последовательностью.

Прямая и обратная последовательность фаз

В трехфазной цепи порядок вращения фаз может отличаться из-за подключения к силовым трансформаторам на подстанциях, порядка намотки генератора, несовпадения концов кабеля или по другим причинам.

Обратите внимание, что цветовое кодирование идентифицирует последовательности в соответствии с их порядком в алфавите, по первым буквам цвета:

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

Классический вариант прямой последовательности A — B — C (где A — желтый и является первым, B — зеленый и является вторым, а C — красный и является третьим) и классической обратной последовательности C — B — A. Однако, помимо этих, на практике могут встречаться и другие варианты, прямые: B — C — A, C — A — B, и обратные последовательности: A — C — B, B — A — C. Соответственно, в каждом из этих примеров последовательность фаз будет начинаться с первой.

Почему необходимо учитывать последовательность фаз?

Последовательность фаз играет важную роль в этих ситуациях:

• Параллельная работа — ряд устройств (трансформаторы, генераторы и другие электрические машины) могут быть соединены в параллельную работу для повышения надежности системы или для обеспечения большего запаса мощности. Однако при неправильном подключении может возникнуть короткое замыкание из-за соединения разных фаз.
• При подключении трехфазного счетчика — поскольку его работа основана на соответствии фаз соответствующим клеммам прибора, при неправильном подключении может возникнуть неисправность, и счетчик может двигаться самостоятельно при отсутствии нагрузки. Подключение счетчика электроэнергии таким образом приведет к тому, что пользователю придется платить за непотребленные киловатты.
• При включении двигателя — последовательность фаз в сети определяет электрическую машину и направление вращения двигателя. Если последовательность фаз неправильная, направление движения компонентов, механически соединенных с ротором, также изменится. Это может нарушить технологический процесс или поставить под угрозу жизнь персонала.

Для предотвращения негативных последствий чередования фаз и других несоответствий на практике проводятся проверки чередования и обеспечивается защита.

Как выполнить контроль?

Контроль может осуществляться несколькими способами. Рекомендуется выбирать тот или иной вариант в зависимости от параметров электрической сети и выполняемых задач. Например, переменный ток можно определить с помощью фазометра, мегомметра, мультиметра или путем проверки цвета изоляции кабеля. Подробно изучите каждый вариант.

Использование идентификатора фазы

В принципе, фазовый локатор можно сравнить с обычным асинхронным двигателем. В качестве примера рассмотрим наиболее распространенную модель фазового идентификатора — FS-2. Индикатор чередования фаз имеет три обмотки, которые подключены к одинаковым фазам в сети или устройстве. Между обмотками находится вращающийся ротор, который приводит в движение диск индикатора фаз.

На практике, после подключения соответствующих проводов к клеммам индикатора фаз, рабочий нажимает кнопку, которая замыкает цепь обмотки. В зависимости от последовательности чередования фаз циферблат вращается по часовой стрелке или против часовой стрелки.

На самом устройстве имеется стрелка, показывающая последовательность операций. Если при нажатии кнопки диск вращается в том же направлении, что указано стрелкой, это означает, что трехфазная нагрузка вращается вперед. Если диск начинает вращаться в направлении, противоположном тому, на которое указывает стрелка, это означает, что порядок фаз изменился на противоположный.

Следует отметить, что этот прибор не может определить, какая фаза находится на каком проводе, он может только определить порядок их чередования.

Использование мегомметра

Одним из методов идентификации проводников является мегомметр, который является широко используемым прибором для измерения сопротивления.

Для выполнения этой процедуры необходимо отключить кабель от сети и от потребителя. На одном конце кабеля фазы поочередно подключаются к земле и к металлической оболочке бронированного кабеля. На другом конце подключается мегаомметр, одна клемма которого заземлена, а другая поочередно подключается к каждой фазе. Провод, на котором мегаомметр показывает нулевое сопротивление, является тем же самым проводом.

Концы одного и того же провода маркируются соответствующим образом. Недостатком этого метода зондирования является большой объем работы. После того как каждый проводник заземлен, поочередно проводится испытание. На обоих концах кабеля должен находиться ответственный персонал. Связь между ними должна быть обеспечена для координации действий и предотвращения попадания работников под напряжение.

В зависимости от цвета изоляции кабеля

Если оборудование оснащено жилами разного цвета, фазы можно разделить в соответствии с цветом жил. Чтобы определить, одинаковы ли напряжения на разных фазах, получите доступ к каждой жиле кабеля. Если на каждом проводе разные цвета изоляции, сравнив их с подключением к трансформатору или распределительному устройству, можно определить, где находится фаза.

Недостатком этого метода является неправильная цветовая маркировка, поскольку производитель кабеля не всегда обеспечивает одинаковый цвет для каждого проводника по всей длине кабеля. Поэтому по-прежнему рекомендуется предварительное подключение и маркировка.

Использование мультиметра

Для этого метода используется простой мультиметр. Это наиболее актуально в ситуациях, когда два соседних устройства должны быть подключены параллельно, а их шины расположены близко друг к другу.

Распределительное устройство должно быть отключено. Перед использованием мультиметра установите на мультиметре класс напряжения для измеряемой линии. Щупы подводятся к фазным клеммам, их изоляция должна обеспечивать защиту от напряжения, поэтому необходимо надевать диэлектрические перчатки.

Если после подключения щупов к клеммам стрелка равна нулю, это означает, что фазы одинаковы. Если стрелка отклоняется на величину сетевого напряжения, это означает, что измеряются противоположные фазы.

Защита от нарушения последовательности фаз

Для защиты электрооборудования от неправильного чередования фаз на практике используется реле контроля фаз. Это реле настроено на управление двигателем или другим устройством при его непосредственном подключении. Если последовательность прерывается из-за неисправности или неправильного подключения, трехфазное реле немедленно отключит электропитание прибора. Его работа основана на анализе трехфазных токов и напряжений и последующем контроле этих параметров.

Подключение может осуществляться через трансформаторы тока или напрямую, в зависимости от модели и класса напряжения сети. Этот тип защиты широко используется для подключения индукционных счетчиков, электрических машин и другого высокоточного оборудования.

Последовательность фаз.

Токи трехфазной системы сдвинуты относительно друг друга по фазе на угол 120 0 , поэтому максимума они достигают не одновременно, а в разные моменты времени. Порядок, в котором проходят через положительный максимум токи трехфазной системы, называют последовательностью фаз.

Фазы обычно обозначают буквами А, В и С. если максимум наступает в первую очередь в фазе А, затем в фазе В, а потом в фазе С,

то такую последовательность называют прямой. Если же после фазы А, максимум наступает в фазе С, а уж потом в фазе В,

то такую последовательность называют обратной.

Так как процесс чередования максимумов повторяется, и после фазы С максимума снова наступает в фазе А, то любую фазу можно принять за первую, и ответ на вопрос, какая из оставшихся двух фаз является второй, а какая третьей, зависит от последовательности. На рисунке, за первую принята фаза В, затем максимум наступает в фазе А и в последнюю очередь – в фазе С.

Написав подряд два раза этот порядок чередования фаз и начавсчет с фазы А, мы определим последовательность. В данном случае В АСВ АС. Начиная счет с фазы А, получаем обратную последовательность АВС (подчеркнуто).

Если бы после фазы В максимума наступал в фазе С, то последовательность была бы прямой ВС АВС А. Кроме того, в этой сети последовательность можно сделать прямой и при прежнем порядке чередования (сначала в средней, затем в верхней, потом в нижней), если фазу А обозначить С, а фазу С обозначить А. тогда после фазы В максимум наступает в фазе С (бывшая А), а потом в А (бывшая С) и последовательность окажется прямой (ВС АВС А).

Таким образом, последовательность фаз зависит от порядка чередования максимумов и обозначения шин, проводов или зажимов.

Последовательность фаз в системе имеет большое значение, так как от нее зависит направление вращения трехфазных двигателей, способ включения измерительных приборов при измерениях в трехфазных цепях. Последовательность фаз надо знать при включении на параллельную работу трехфазных генераторов, трансформаторов и в ряде других случаев. Приборы, которые служат для определения последовательности фаз, называются фазоуказателями.

В настоящее время наибольшее применение нашли фазоуказатели двух типов: ламповый и фазоуказатель ФУ – 2.

Ламповый фазоуказатель представляет собой несимметричную звезду без нулевого провода, состоящую из двух одинаковых ламп и конденсатора.

Для четкой работы фазоуказателя необходимо, чтобы R _л1 = R _л2 = Х _С. фазоуказатель включается в сеть произвольно. Так как эта звезда несимметрична и нулевого провода нет, то нейтраль смещена и, как следствие, произошел перекос фазных напряжений. Это означает, что напряжение на лампах разное. Две одинаковые лампы, находящиеся под разными напряжениями, одинаково гореть не могут.

Подсчеты и опыт показывают, что ярче горит та лампа, максимум тока в которой наступает в следующую очередь после максимума в конденсаторе. Если, например, ярче горит правая лампа, то значит порядок чередования максимумов ВАС, а последовательность в этой системе обратная (В АСВ АС).

Фазоуказатель ФУ -2 представляет собой миниатюрный трехфазный двигатель, ротором которого служит алюминиевый диск, разделенный на черно-белые секторы.

В сеть фазоуказатель включается произвольно. После включения его диск начинает вращаться. Направление вращения диска указывает, в каком порядке проходят максимумы по зажимам прибора.

Если диск вращается против часовой стрелки, это означает, что максимум по зажимам прибора проходит справа налево (пунктирные стрелки), следовательно, порядок чередования максимумов в сети ВСА, а последовательность прямая (ВС АВС А).

Прямую последовательность прибор может показать и при вращении по часовой стрелке – все зависит от того, как включен прибор в сеть. Поэтому весьма распространенное мнение о том, что при прямой последовательности диск прибора вращается по часовой стрелке, а при обратной – против, неверно.

Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:

Как определить чередование фаз трехфазного электродвигателя

В процессе монтажа электрооборудования, в частности, параллельного подключения трансформаторов, актуален вопрос о том, как определить чередование фаз трехфазного электродвигателя. С порядком и правильностью чередования связаны:

• безопасность запуска оборудования;
• направление вращения роторов асинхронных двигателей (особенно важно, если от них зависит работа нескольких механизмов).

В этой статье приведены основные способы и наиболее широко применяемые для решения этой задачи приборы.

Как определить чередование фаз трехфазного электродвигателя: основные приемы

Если условно обозначить разноименные фазы в любой трехфазной сети (смещение синусоид для них составляет 120°) как A, B и C, то можно выделить следующие варианты порядка чередования:

• прямые (CAB, BCA, ABC);
• обратные (ACB, BAC, CBA).

Подключая оборудование к трехфазной сети при помощи силового кабеля, порядок следования фаз можно проверить без применения специальных приборов. При этом ориентируются на цветовую (или цифровую) маркировку изоляции жил электропровода. Следует заметить, что на практике маркировка изоляции может оказаться недостаточным критерием, поскольку не все производители дают гарантию совпадения цвета изоляции жилы в начале и в конце кабеля.

Добиться более надежных результатов позволяет такой доступный и несложный способ «прозвонки» жил, как использование двух телефонных трубок. Одна из трубок при этом является «активной» (снабжена батарейкой питания), другая «пассивная», без питания. Существует парная гарнитура, снабженная наушниками и зажимами, специально для проведения фазировки.

Также можно воспользоваться мегомметром. При этом для персонала обязательно строгое соблюдение мер безопасности.

Контроль фазировки при помощи фазоуказателей

Осуществить контроль фазировки (порядка чередования и одноименности фаз) можно с помощью простого фазоуказателя ФУ 2, который состоит из трех обмоток и вращающегося при проверке алюминиевого диска. Прибор действует по принципу асинхронного двигателя и применяется следующим образом:

• к выводам подключают 3 провода от источника напряжения;
• диск начинает вращение;

• если направление вращения совпадает с направлением стрелки на приборе, то порядок чередования прямой;
• вращение в противоположную относительно направления стрелки сторону указывает на обратное чередование.

Спросом также пользуется серия портативных фазоуказателей TKF, которая имеет следующие преимущества:

• компактность и простота в использовании (прибор не требует дополнительного источника питания);
• удобная светодиодная индикация результатов измерений — три светодиода отвечают за информацию о наличии напряжения на каждой фазе, еще два, R и L, указывают собственно направление чередования фаз;
• полнофункциональность.

Как определить одноименные фазы

Поскольку как прямое, так и обратное чередование предполагают по три варианта расположения фаз A, B и C, следующим шагом будет определение одноименных фаз. Для этого потребуется мультиметр (или вольтметр), которым замеряют показатели напряжения между фазами источников питания. Данный показатель будет равен нулю между одноименными фазами, их отмечают и таким же образом определяют две другие пары. При отсутствии мультиметра может быть применен осциллограф.

Знание основных принципов контроля чередования фаз и применение современных приборов позволяет избежать нарушения последовательности фаз при подключении дорогостоящего оборудования, обеспечивая тем самым эффективность и безопасность пусконаладочных работ.