Что такое чередование фаз и как его проверить?
Большинство трехфазных электродвигателей и других устройств учитывают такой параметр, как чередование фаз. На практике, несоответствие данного параметра изначальным настройкам может привести к различным аварийным ситуациям, некорректной работе электрических приборов и к травмированию персонала.
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 UA, то эта фаза является первой, на диаграмме б) наглядно стрелками показано, что очередность нарастания напряжения переходит от UA к UB, а за ним к UC. 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.
Рисунок 2: Прямая и обратная последовательность
Обратите внимание, цветовая маркировка определяет последовательность в соответствии их очередностью в алфавите по первым буквам цвета:
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.
Зачем нужно учитывать порядок фаз?
Последовательность чередования играет значительную роль в таких ситуациях:
С целью предотвращения негативных последствий от перекоса фаз и других несовпадений, на практике выполняют проверку чередования и устанавливают защиту.
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.
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.
Что значит фазировка кабеля
Процесс определения соответствия (чередования) фаз кабельных линий от источников электропитания к потребителю, при трёхфазном, параллельном подключении, называется фазировкой или фазированием. Основной задачей данной операции, является определение напряжения тока на каждой из токоведущих жил электрооборудования на предмет совпадения с напряжением на соответствующих жилах электросети
Предварительная и прямая фазировка
Предварительное фазирование проводится непосредственно в процессе монтажа, перед первым включением электрооборудования. А также в случае ремонта оборудования или силового кабеля, когда есть вероятность изменения очерёдности фаз, и их несоответствия между собой и шинами распределительного устройства. Работы по предварительной фазировке проводяться исключительно на электрооборудовании находящееся без напряжения.
А при вводе в работу электрооборудования, в обязательном порядке производится косвенное или прямое фазирование оборудования. Поскольку, только проведение данной операции, может дать гарантию соответствия фаз всех элементов электроцепи.
Выбор метода, прямой или косвенной фазировки, главным образом, зависит от вида оборудования и класса напряжения электросети. Принципиальным отличием методов, является то, что прямой метод производится на рабочем напряжении и является более наглядным.
Косвенные методы
При вводе в эксплуатацию новых распределительных устройств (РУ)
Данный метод сводится к проверке соответствия маркировки (расцветки) выводов вторичных обмоток трансформаторов напряжения, с указаниями ПУЭ. Наиболее объективным способом проверки данной операции является пофазная подача электрического тока с проверкой на соответствие расцветки фаз в РУ, фазам энергосистемы. Вместе с тем проверяется маркировка вторичных цепей по появлению напряжения на выводах той или иной фазы трансформатора напряжения.
Вторичные обмотки других трансформаторов напряжения в дальнейшем фазируют с трансформатором, для которого маркировка уже проверена. Выбор метода зависит от схемы вторичной обмотки: заземлена ли ее нулевая точка или одна из фаз.
При двойной системе шин
В данном случае фазировку проводят на вторичном напряжении трансформаторов. Для этого при включённом шиносоединительный выключателе с помощью вольтметра, устанавливают совпадение фаз вторичных напряжений трансформаторов рабочей и резервной систем шин. Затем одну из систем переводят в резерв, отключают выключатель соединяющий шины и снимают с её привода оперативный ток. К резервной линии подключают цепь, фазировку которой нужно произвести и на неё подают ток.
Затем производят фазировку на выводах вторичных цепей трансформаторов напряжения рабочей и резервной систем шин. С помощью вольтметра в последовательности (рис 1.): a1-a2; a1-b2; а1-с2; b1-а2; b1-b2; b1-c2, производят измерения. При нулевых показаниях вольтметра, включают шиносоединительный выключатель, а сфазированную цепь включают на параллельную работу.
Схема фазировки при двойной системе шин (Рис. 1)
При положительных показаниях прибора фазируемую цепь отключают и производят пересоединение токопроводящих частей. Заново производят процесс фазировки, добиваясь соответствия фаз резервной и фазируемой цепи.
Прямой метод фазировки цепи 6-10 кВ
В качестве указателя напряжения применяются УВН-80, УВНФ и другие. В обязательном порядке проводится проверка исправности указателя напряжения. Осуществляется внешний осмотр: на целостность лакового покрытия, наличие штампа о проведении периодических испытаний, целостность изоляции соединительного кабеля.
Заказать периодические высоковольтные испытания указателей и других СИЗ в электролаборатории МЕТТАТРОН.
Оставить заявку
После внешнего осмотра приступают к проверке исправности указателя.
УВН 80 2М с ТФ — указатель высокого напряжения с трубкой фазировки
Для этого щупом трубки, содержащей резистор, касаются заземления, а щуп другой трубки на несколько секунд подносят к одной из фаз цепи, которая заведомо находится под напряжением, индикаторная лампочка должна загореться (рис. 2а). Затем на насколько секунд щупами обеих трубок касаются одной токоведущей части (рис. 2б). Если лампочка не загорелась, значит указатель исправен и можно проверить наличие напряжения на всех фазах. Для этого щуп трубки с резистором соединяют с заземлением, а щупом другой трубки поочередно касаются всех шести зажимов разъединителя (рис. 2в). В каждом случае сигнальная лампа должна гореть.
Схема прямой фазировки (Рис. 2)
Процесс непосредственно самой фазировки заключается в подключении одного щупа трубки указателя напряжения, к любому крайнему выводу электроустановки, а щупом другой трубки поочерёдно касаются трёх выводов фазируемой линии (рис. 2г).
Если при подключении щупов указателя, лампочка не горит, то это означает, что разность потенциалов фаз между цепями отсутствует, а фазы являются одноимёнными (согласно включению). Найдя первую фазную пару, можно приступать к дальнейшей фазировке. При нахождении второй пары, проверка третьей не обязательна и является контрольной.
Далее одноимённые фазы соединяют на параллельную работу, при условии расположения одноимённых фаз друг против друга. В противном случае производится переподключение фаз в порядке совпадения расположения фаз.
Требования к безопасности при проведении фазировки
К производству работ допускается бригада состоящая минимум из двух электромонтёров. При этом, у одного из них должна быть группа по электробезопасности не ниже 4-ой. Он выполняет контроль за производством работ и вносит записи о выполненных операциях в бланке переключений и заполняет протокол фазировки.
Скачать образец протокола фазировки — форма 14.doc
Второй электромонтёр (оператор), который непосредственно проводит измерения, должен иметь группу не ниже 3-ей. В отдельных случаях, при необходимости, измерения может проводить старший электромонтёр. Все измерения производятся исключительно в диэлектрических перчатках, которые также как и УВН должны иметь штамп о проведении периодических испытаний. Перед фазировкой перчатки необходимо проверить на механические проколы и трещины, путём скручивания краг в сторону пальцев. Не допускается проведение измерений в условиях дождя, снега или густого тумана.
Проверка фазировки: зачем это нужно и что нужно знать?
Проверке фазировки подлежат распределительные устройства и электрооборудование, работающее на трехфазном токе (трансформаторы, линии электропередач, синхронные компенсаторы, холодильные камеры и др.) как перед вводом в эксплуатацию, так и после ремонта. Также контроль фазировки производится при проведении планово-предупредительных ремонтов (ППР) оборудования. Почему?
Содержание
Зачем нужно проверять фазировку?
Цель проверки фазировки заключается в контроле напряжения на каждой из токоведущих жил электрооборудования на предмет совпадения с напряжением на соответствующих жилах электросети.. Ведь в случае несоблюдения, возникают нежелательные явления, такие как перекос фаз. В промышленных электрических приборах (например, холодильных камерах) происходит существенное понижение мощности. А В быту это явление может привести к выходу из строя бытовой техники и различных электроустановок.
Выполнять такие работы по действующему законодательству должны специалисты в количестве не менее двух человек, прошедшие обучение, знающие требования нормативно-технической документации на проводимые работы, имеющие группу по электробезопасности 3 и выше.
При этом они должны обязательно ознакомиться с паспортными данными на подключаемое к сети оборудование и иметь необходимые для проведения таких работ средства измерения.
Проверка фазировки распределительных устройств
Проверка фазировки распределительных устройств (РУ) заключается в определении правильности порядка следования и чередования фаз в соответствии с фазами оборудования вводимого в эксплуатацию.
Оборудование, работающее от трехфазной сети, подлежит обязательной фазировке перед первичным запуском в работу, после проведения капитального ремонта и др. работ, связанных с нарушением порядка чередования фаз и их следования. Проще говоря, проверяется совпадение по фазе напряжения каждой из фаз электроустановки с фазами напряжения электрической сети.
Перед запуском электрооборудования в эксплуатацию проверяют:
Порядок работы
Работы проводятся в таком порядке лицензированной РТН электролабораторией:
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.
Проверка фазировки электрооборудования
Электрооборудование трехфазного тока (трансформаторы, генераторы, кабельные линии электропередач) подлежит обязательной фазировке, перед тем как оно впервые будет включено в сеть или же по окончании очередного ремонта, в результате которого могло произойти нарушение порядка чередования, следования фаз.
Фазировка заключается в проверке совпадения по фазе напряжений каждой из 3-х фаз включаемой электроустановки с соответствующими напряжениями сети. Подобного рода проверка, безусловно, необходима, ведь в процессе сборки, монтирования и ремонта электрооборудования фазы могли быть переставлены местами.
У электромашин, например, не исключается и ошибочное обозначение силовых выводов статорных обмоток; у кабелей в соединительных муфтах могут быть между собой соединены жилы разноимённых фаз.
Во всех этих случаях единственным выходом считается выполнение фазировки. Как правило, эта технологическая операция состоит из 3-х основных перечисленных ниже этапов.
Проверка и сравнение порядка чередования фаз у электрической установки и сети.
Данная операция выполняется перед непосредственным включением на параллельную работу нескольких сетей, работающих независимо, нового генератора и генератора, прошедшего капитальный ремонт, при котором могла измениться схема присоединения обмоток статора к сети.
Лишь при получении положительных результатов, полученных при фазировке, генераторы или, скажем трансформаторы синхронизируются и включаются на параллельную работу.
Проверка одноимённости или расцветки фазных проводников, которые впоследствии надо будет соединить. Эта операция ставит перед собой цель проверить правильность соединения всех элементов установки между собой. Проще говоря, выверяется правильность подвода токоведущих жил к включающему аппарату.
Проверка совпадения по фазе одноимённых напряжений, то есть отсутствия между ними угла сдвига фаз. В электрических сетях во время фазировки линий электропередач и силовых трансформаторов, которые принадлежат одной электрической системе, достаточно выполнить 2 последние операции, поскольку у всех генераторов, работающих синхронно с сетью, порядок следования фаз одинаков.
Приборы для фазировки
Сегодня существует множество методик, которые зависят от прямого назначения электрооборудования, схем соединения обмоток и от используемых приспособлений и приборов.
К основным приборам и приспособлениям можно отнести:
Проверка чередования фаз силовых кабелей
Простые способы фазировки кабеля
Простейшим способом отыскания в конце кабеля токоведущих жил, соответствующих определенным фазам его начала, является способ проверки «прозвонки» жил кабелей при помощи телефонных трубок, например при проверке силовых кабелей, прокладываемых между различными помещениями станций и подстанций. Схема присоединения телефонных трубок показана на рисунке 1.
В качестве одного из проводов для установления связи используют заземленные конструкции (заземленную металлическую оболочку кабеля), к которым подсоединяют телефонные трубки. Далее, с одной из сторон кабеля провод от батарейки соединяют с токоведущей жилой (допустим, фазой С).
Схема присоединения телефонных трубок при фазировке кабеля
С другой стороны кабеля вторым проводом от телефонной трубки поочередно касаются токоведущих жил, каждый раз подавая голосом сигнал в трубку. Найдя жилу, по которой будет получен отзыв проверяющего, ее помечают как фазу С и в том же порядке продолжают поиск других жил. Вместо обычных телефонных трубок целесообразно применение телефонных гарнитуров, пользование которыми освобождает руки проверяющих для работы.
Для проверки чередования фаз достаточно широко используют мегаомметр, схема включения которого показана на рисунке 2. Для этого поочередно заземляют жилы в начале кабеля, а в конце производят измерение сопротивления изоляции жил относительно земли.
Схема присоединения мегаомметра при фазировке кабеля
Заземленную жилу обнаруживают по показаниям мегаомметра, так как сопротивление ее изоляции на землю будет равно нулю, а двух других жил — десяткам и даже сотням мегаом.
При этом способе проверки трижды устанавливают и снимают заземления. Кроме того, персонал, находящийся у концов кабеля, должен иметь между собой связь, чтобы координировать свои действия. Все это относится к недостаткам такого способа проверки.
Более совершенным способом фазировки кабеля является способ измерений по схеме, приведенной на рисунке 3.
Одну из трех жил кабеля (назовем ее фазой А) жестко соединяют с заземленной оболочкой, другую жилу (фазу С) заземляют через сопротивление 8—10 МОм В качестве сопротивления обычно используют трубку с резисторами указателя УВНФ. Третью жилу (фазу В) не заземляют, она остается свободной. С другого конца кабеля мегаомметром измеряют сопротивление жил относительно земли.
Очевидно, что фазе А будет соответствовать жила, сопротивление которой на землю равно нулю, фазе С — жила, имеющая сопротивление на землю 8 — 10 МОм, и фазе В — жила с бесконечно большим сопротивлением.
Схема присоединения мегаомметра и дополнительного резистора при фазировке кабеля
Техника безопасности при производстве фазировки кабелей
По условиям безопасности при производстве фазировки кабелей фазировка производится только на отключенной со всех сторон кабельной линии. При этом должны быть приняты меры против подачи на кабель рабочего напряжения. Перед началом фазировки при помощи мегаомметра весь персонал, находящийся вблизи кабеля, предупреждается о недопустимости прикосновения к токоведущим жилам.
Соединительные провода от мегаомметра должны иметь усиленную изоляцию (например, провод типа ПВЛ). Присоединение их к токоведущим жилам производится после того, как кабель будет разряжен от емкостного тока. Для снятия остаточного заряда кабель заземляют на 2—3 мин.
Проверка чередования фаз силовых кабелей по расцветке изоляции жил
Токоведущие жилы силовых кабелей с изоляцией из пропитанной бумаги расцвечивают навитыми на их изоляцию лентами цветной бумаги. Одну из жил, как правило, опоясывают красной лентой, другую — синей, а изоляцию третьей специально не расцвечивают — она сохраняет цвет кабельной бумаги.
При изготовлении кабелей жилы скручивают между собой так, что на протяжении одного шага скрутки каждая жила меняет свое положение в площади сечения, делая один оборот вокруг оси кабеля. Рассматривая площади сечений с обоих концов кабеля, можно обнаружить, что по отношению к наблюдателю фазы в сечениях чередуются в разных направлениях. Эти особенности конструкции кабелей учитывают при фазировке и соединении жил.
Чередования фаз в сечениях кабеля. Стрелками показаны направления обхода фаз.
Допустим, что необходимо произвести фазировку и соединение жил двух концов трехфазного кабеля. Фазировка в данном случае элементарно проста. Она заключается в том, что из шести жил выбирают пары, имеющие одинаковую расцветку. Эти жилы замечают и готовят к соединению. Для соединения необходимо, чтобы оси жил одинаковой расцветки совпадали, а направление чередования фаз в площади сечения одного конца кабеля было зеркальным отражением другого.
Некоторые варианты чередования расцвеченных жил в сечениях двух кабелей: а — соединение жил одинакового цвета возможно; б — то же после поворота сечения на 180°; в — соединение трех жил по их цветам невозможно.
При укладке кабелей в траншею вероятность совпадения осей жил невелика. Чаще всего фазы одного цвет а оказываются повернутыми относительно друг друга на некоторый угол, значение которого может доходить до 180°.
Кабели с несовпадающими осями одинаково расцвеченных жил при монтаже (или ремонте) подкручивают вокруг оси, пока не будет зафиксировано точное совпадение осей жил. Однако сильное подкручивание не безопасно. Оно вызывает механические напряжения в защитных и изоляционных покровах кабелей и влечет за собой снижение надежности в работе.
Для того чтобы по цвету совпали все соединяемые между собой жилы, направления чередований фаз в сечениях кабелей должны быть противоположными. Это проверяется заранее, до укладки кабеля в траншею, если на его концах отсутствуют метки с указанием направления чередования фаз. Заметим, что у кабелей с чередованием фаз, направленным в одну сторону, по цвету совпадает только одна жила, а две другие не могут совпадать.
Преимущество способа соединения кабелей одинаково расцвеченными жилами состоит в том, что фазировка здесь не является самостоятельной операцией, она выполняется в ходе самих работ, а процесс прокладки, ремонта и эксплуатации кабелей приобретает более стройную систему и требует меньших трудозатрат.
Проверка чередования фаз силовых кабелей прибором ФК-80
Для фазировки на две жилы кабеля на питающем его конце накладываются два излучателя: на фазу А — излучатель непрерывного сигнала И1, на фазу В — излучатель прерывистого сигнала И2, фаза С остается свободной. Заземление с кабельной линии не снимается — оно не мешает проведению фазировки. На время фазировки или задолго до этого прибор ФК-80 включается в сеть 220 В. Излучатели наводят в жилах кабеля соответствующие ЭДС. На другом конце линии телефонные трубки подсоединяют одним проводом к заземлению (заземленной оболочке кабеля), а другим проводом поочередно касаются токоведущих жил кабеля.
Применение прибора ФК-80 при фазировке кабеля
Принадлежность жилы кабеля той или иной фазе определяется по характеру звука в телефонных трубках. Если будет услышан непрерывный сигнал — трубки подключены к фазе А, прерывистый — к фазе В и отсутствие звука укажет, что трубки подключены к фазе С. Наводимая в жилах кабеля ЭДС звуковой частоты (ее значение не превышает 5 В) не является помехой для выполнения ремонтных работ на кабельной линии.
Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!
Подписывайтесь на наш канал в Telegram!
Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.
Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:
