Направление фазных токов ошибка

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

В сегодняшней статье я хотел бы рассказать Вам об ошибке при подключении трехфазного электросчетчика, которую я буквально на днях устранил на одной из высоковольтных подстанций.

Ошибка довольно распространенная, поэтому я и решил написать о ней отдельную статью. В общем дело было так.

Отдел учета и планирования энергоресурсов на нашем предприятии передал замечание, что на одном из фидеров имеется недоучет.

Приведу данные об электроустановке.

Распределительное устройство типа КРУ, т.е. комплектное. Напряжение электроустановки 10 (кВ).

С ячейки №11 (см. схему) с помощью силового кабеля ААШВ (3х120) запитан силовой масляный трансформатор мощностью 1000 (кВА).

Как видите, на выкатном элементе (каретке) установлен высоковольтный масляный выключатель ВМПЭ-10 номинальным током 630 (А) с электромагнитным приводом ПЭВ-14.

Кстати, привод ПЭВ-14 достаточно надежный и легко-эксплуатируемый по сравнению с теми же ВИЕЮ-30, ПЭВ-2 или ПС-10. Правда привод ПЭ-11 все равно в моем рейтинге занимает самое первое место.

Трехфазный счетчик ПСЧ-4ТМ.05М.01 установлен на двери релейного отсека КРУ-10 (кВ). Там же установлены амперметр и светодиодная лампа «Блинкер не поднят», символизирующая о срабатывании предупредительной или аварийной сигнализации на данном фидере.

Счетчик ПСЧ-4ТМ.05М.01 подключен через трансформатор напряжения НТМИ-10 (про НТМИ-10 более подробно читайте здесь), установленный на сборных шинах КРУ (ячейка №15), и два трансформатора тока ТПЛ-10 с коэффициентом 150/5, установленных в кабельном отсеке КРУ, соответственно, в фазах А и С (схема неполной звезды).

Надеюсь, что Вы помните цветовую маркировку шин и проводов в трехфазной сети!? Легко-запоминающаяся аббревиатура «ЖЗК»: желтый цвет — фаза А, зеленый цвет — фаза В, красный цвет — фаза С.

Такую схему подключения я уже подробно рассматривал в одной из своих статей (вот ссылочка). Здесь же речь пойдет несколько о другом.

Итак, перейдем непосредственно к нашей проблеме недоучета.

В первую очередь я решил снять векторную диаграмму, причем не с помощью, недавно приобретенного, вольтамперфазометра ПАРМА ВАФ-А(М), а непосредственно через программу «Конфигуратор».

Актуальную версию программы «Конфигуратор» и прочие драйверы можно скачать с официального сайта Нижегородского научно-производственного объединения имени М.В.Фрунзе (nzif.ru), в зависимости от комплектации Вашего ПК или ноутбука.

Вот изначальный вид векторной диаграммы.

По ней отчетливо видно, что вектор тока фазы А (желтого цвета) находится явно не на своем месте (значительно опережает вектор напряжения фазы А), т.е. он как-бы перевернут на 180°, что и подтверждается отрицательной активной мощностью «-13,79 (Вт)» (выделил красной окружностью). Вектор тока фазы В тоже опережает вектор напряжения фазы В, но это по причине тока в фазе А, т.к. фаза В здесь мнимая (схема неполной звезды).

Вектор полной мощности находится в нижнем IV квадранте: активная мощность имеет положительный характер Р=21,58 (Вт), а реактивная — отрицательный Q=-27,82 (ВАР). Это означает то, что реактивная энергия на этом фидере как-бы генерируется. Так быть не должно, ведь это обычный трансформаторный фидер и никаких компенсирующих устройств на этой отходящей линии нет.

Старшему мастеру оперативного персонала я подал заявку на вывод фидера в ремонт, потому что в любом случае нужен доступ к трансформаторам тока. Оперативный персонал, согласно задания наряда-допуска, подготовил рабочее место: отключил масляный выключатель, выкатил каретку, включил заземляющие ножи на кабель 10 (кВ), а также выполнил все остальные необходимые технические мероприятия. Более подробно и наглядно о технических мероприятиях я рассказывал в статье про вывод в ремонт масляного выключателя, правда в распределительном устройстве КСО, а не КРУ, но суть одинаковая.

После этого оперативный персонал произвел первичный допуск нашей бригады на подготовленное рабочее место по наряду-допуску.

И вот только после всех описанных выше обязательных организационных и технических мероприятий мы приступили к поиску неисправности в цепях подключения электросчетчика.

Напомню, что схема соединения трансформаторов тока — неполная звезда. Вот схема токовых цепей подключения счетчика. Также в цепях учета установлен амперметр (РА) и преобразователь тока для устройства телемеханики.

Сначала мы с коллегами решили прозвонить вторичные цепи от трансформаторов тока до самого первого клеммника в релейном отсеке.

Вторичная коммутация трансформатора тока фазы А выполнена проводами черного цвета.

Напомню, что у трансформатора ТПЛ-10 имеются две вторичные обмотки. Одна используется для цепей учета (сюда могут также подключаться амперметры, ваттметры, фазометры, различные преобразователи тока и мощности для систем телемеханики, и т.п.), а другая обмотка — применяется исключительно для цепей релейной защиты. Нас интересует только первая обмотка (мы называем ее измерительной), которая обозначается, как 1И1 и 1И2.

Вторичная коммутация трансформатора тока фазы С выполнена проводами синего цвета.

Для этого отключаем провода от обмоток трансформаторов тока и с клеммника, и прозваниваем жилы в следующем порядке:

• А421 (И1 на ТТ фазы А) — А421 (на клеммнике)
• O421 (И2 на ТТ фазы А) — О421 (на клеммнике)
• С421 (И1 на ТТ фазы С) — С421 (на клеммнике)
• O421 (И2 на ТТ фазы С) — О421 (на клеммнике)

На клемнике провода О421 от разных ТТ соединяются между собой с помощью перемычки и далее на испытательную коробку (КИП) идет уже общий нулевой провод О421, а также два фазных провода А421 и С421.

Заземление вторичных цепей трансформаторов тока — это обязательное условие и должно выполняться в одной точке (ПУЭ, п.3.4.23).

Точка заземления может быть, как непосредственно у трансформаторов тока, т.е. в кабельном отсеке КРУ, так и на ближайшем клеммнике, т.е. в релейном отсеке, как в нашем случае.

Прозвонка показала, что маркировка и схема подключения вторичных цепей трансформаторов тока правильная.

Теперь осталось проверить маркировку первичных выводов трансформаторов тока (Л1-Л2) по отношению к источнику питания и друг другу.

Питание на трансформаторы тока подходит снизу (с нижних разъемов выкатного элемента), поэтому там и должен быть расположен вывод Л1. Отходящий силовой кабель подключается сверху на вывод Л2.

На фазе С трансформатор тока установлен в прямом направлении (Л1-Л2).

Маркировка первичной обмотки (Л1-Л2) находится с правой стороны и из-за силового кабеля трудно было подлезть к трансформатору тока на фазе А, поэтому пришлось воспользоваться зеркалом.

Не удивительно, когда обнаружилось, что на фазе А трансформатор тока установлен наоборот по отношению к фазе С, ну и соответственно, к источнику питания.

Т.е. на фазе С трансформатор тока установлен в прямом направлении (Л1-Л2), а на фазе А — в обратном (Л2-Л1). Хотя внешне кажется, что они абсолютно одинаковые: первичные выводы изогнуты в одну сторону, вторичные выводы расположены с одной и той же стороны.

Ладно, с этим разобрались.

Тогда дело остается за малым — это изменить направление тока во вторичной обмотке фазы А, т.е. А421 подключить на клемму 1И2, а О421 — на клемму 1И1, т.е. поменять местами провода.

Готово.

После этого, на всякий случай, я решил измерить следующие параметры обоих трансформаторов тока.

1. Омическое сопротивление вторичных цепей ТТ (измерительная обмотка и обмотка для релейной защиты).

• Rизм.А = 0,37 (Ом)
• Rизм.С = 0,36 (Ом)
• Rрел.А = 0,38 (Ом)
• Rрел.С = 0,38 (Ом)

2. Сопротивление изоляции вторичных цепей ТТ

• Rизол.изм. = 100 (МОм)
• Rизол.рел. = 200 (МОм)

3. Вольтамперная характеристика (ВАХ) трансформаторов тока

Снял ВАХ у измерительных обмоток (1И1-1И2) каждой фазы. Для этого, естественно, что нужно отключить заземление вторичных обмоток.

У обмоток для релейной защиты (2И1-2И2) ВАХ снимать не стал, т.к. эти работы будут производиться отдельно, согласно имеющегося у нас графика ППР.

4. Коэффициент трансформаторов тока

С помощью устройства РЕТОМ-21 навел на первичную сторону ТТ ток величиной 120 (А), а с помощью амперметра измерил ток во вторичной обмотке и он составил 4 (А) — это значит, что коэффициент трансформации равен 30.

5. Заключение

Сделал заключение, что трансформаторы тока со вторичными цепями исправны и фидер можно вводить в работу. Подал заявку мастеру оперативной службы на сборку силовой схемы.

После включения силового трансформатора в работу под небольшую нагрузку, аналогично, с помощью программы «Конфигуратор» снял векторную диаграмму — она получилась правильная и «красивая», как и должна была быть изначально.

Общий вектор полной мощности теперь располагается в нужном первом квадранте. Токи фаз также на своих местах с нормальными углами сдвига.

На этом все, спасибо за внимание. Будьте внимательны при установке трансформаторов тока и не допускайте подобных ошибок — соблюдайте полярность вторичных выводов по отношению к первичным.

Дополнение. Рекомендую почитать мою статью о поиске неисправности в цепях учета (пропала фаза В цепей напряжения у счетчика ПСЧ-4ТМ.05М).

P.S. Кстати, могу более подробно рассказать в отдельных своих статьях о проверке трансформаторов тока со схемами, графиками, анализом и т.п. Кому интересно — дайте знать в комментариях к данной статье.

Если статья была Вам полезна, то поделитесь ей со своими друзьями:

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

Допустимый перекос фаз, причины возникновения и способы устранения

Это явление, возникающее в трехфазных четырех- и пятипроводных электрических сетях с глухозаземленной нейтралью. Данное состояние сети отличается несимметрией токов и напряжений с разными амплитудами напряжений углами между ними.

Для лучшего понимания и большей наглядности процесса предлагаем сравнить векторные диаграммы напряжений трехфазных сетей. Диаграмма 1 отличается идеальной взаимосвязью линейных и фазных напряжений, на диаграмме 2 хорошо видна несимметрия напряжений сети, т. е. имеет место перекос фаз.

Причины возникновения

В большинстве случаев к этому аварийному режиму приводит неравномерное распределения нагрузки – когда одна или две фазы перегружены. В этом случае высокие токи потребления на них приводят к неизбежному увеличению напряжения на других фазах.

Нередко, причиной несимметрии напряжения сети является неполнофазный режим, опасный не только для нагрузок с питающим напряжением 220 В, но и для трехфазного оборудования. Так, отсутствие одной фазы в линии может привести к возрастанию токов в остальных.

Обрыв нулевого провода. Режим работы линии при отсутствии рабочего нуля (N) можно отнести к разряду неполнофазных. Нарушение соотношений токов нагрузки на в таких случаях неизбежно вызывает изменение фазных напряжений (Uф). Отклонения напряжений зависит от соотношения мощностей нагрузки по фазам. В некоторых случаях Uф может достигать линейных значений (380 В).

Замыкание одной из фаз с рабочей нейтралью (“нулем”) и несработка по каким-либо причинам автомата защиты (неисправность, большая длина участка линии между местом КЗ и автоматом и пр.). В этом случае также происходит увеличение Uф на других проводниках.

Способы устранения

Несомненно, лучшим способом предотвращения несимметрии напряжения является планирование равномерного распределения предполагаемой нагрузки по фазам сети еще на стадии проектирования электроустановки.

Для устранения возникшей несимметрии напряжения в ходе эксплуатации электрической сети производят замеры токов по фазам и перераспределением нагрузок (переключение с более загруженных на менее нагруженные фазы) добиваются равных токов потребления.

В быту для обеспечения допустимого напряжения питания отдельных приборов или их группы нередко используют однофазные стабилизаторы напряжения, в трехфазных сетях – соответственно, трехфазные устройства.

Совет

Однако, следует учитывать, что выравнивание значения Uф до допустимого с использованием трехфазного стабилизатора неизбежно сопровождается отклонением от нормы на других фазах.

Таким образом, можно говорить об эффективности его использования для предотвращения отклонения напряжения на одной (контролируемой) фазе, но его отклонение от нормы на других может стать вторичной причиной возникновения несимметрии напряжении.

Допустимый перекос фаз

Главным действующим документом, определяющим качество электроэнергии и регламентирующим нормы несимметрии напряжений является ГОСТ 13109-97 (п.п 5.5). Допустимое отклонение соотношений нагрузок, согласно требований СП 31-110 (9.5) – 15% в панелях ВРУ и 30% в распредщитах.

Перекос фаз в трехфазной сети

Наиболее распространенную схему соединений нагрузок в трехфазной сети, называемой «звездой», которую дополняют нейтральным проводом, подключенным к центральной точке и электрически связанным с заземлением. Для простоты понимания трехфазную электрическую сеть можно представить с помощью равностороннего треугольника с нейтральной точкой в его середине. Треугольник визуализирует работу силового трансформатора на подстанции, которая установлена в каждом поселке и предназначена для равномерного распределения электричества по всем потребителям. Обозначив вершины треугольника точками A, B, C а середину N (нейтраль), можно составить формулу напряжений и зависимость между ними:

AB=BC=CA=380 В;

AN=BN=CN=220 В.

При этом напряжения AB, BC, CA в 1,73 раза больше напряжений AN, BN, CN.

Трехфазный генератор, который используется для питания всех бытовых приборов и промышленных сетей, должен обеспечивать эти уровни напряжений в широком диапазоне нагрузок.

Нарушение симметрии в высоковольтных сетях

Инверторные сварочные аппараты способны нарушить распределение нагрузки тока

В сетях высокого напряжения появление нежелательной асимметрии связано с наличием мощных однофазных нагрузок или трехфазных потребителей с неодинаковым распределением по фазам. Источниками перекоса в промышленных сетях 0,38-10 кВ являются различные типы плавильных электропечей (рудотермические, индукционные и подобные им нагревательные установки). К перечню создающего асимметрию оборудования следует отнести инверторные сварочные аппараты, отличающиеся высокими токами потребления и способными нарушить равномерность распределения по нагрузкам.

Мощными источниками опасной асимметрии являются тяговые подстанции железнодорожного транспорта, поскольку современные электровозы представляют собой однофазные потребители электрической энергии. Их мощность достигает нескольких сотен киловатт, что только увеличивает вероятность нарушений при распределении нагрузок.

Убедиться в их наличии можно с помощью специальных токоизмерительных клещей, посредством которых удается проверить цепи, работающие с перегрузкой. При обнаружении в одной из фаз токовых значений, заметно превышающих допустимые величины, можно смело говорить о наличии опасного перекоса.

Основные причины подобного явления

Главным фактором возникновения такой ситуации принято считать неравномерное и неправильное по технологии распределение рабочей нагрузки во внутренней сети. В таких случаях неизбежно проявляется перегрузка одной из фаз. Следствием происходящего процесса обязательно становится недогруз двух остальных фаз.

Наличие всего одной фазы не гарантирует стабильность нагрузки. В моменты подключения к питанию значительного количества техники бытового назначения практически всегда проявляется перегрузка. Мощность вследствие перекоса падает, и работа приборов прекращается.

Работа во внештатном режиме приводит к значительным поломкам оборудования. Наиболее уязвимыми в этом плане для практически всех устройств будут двигатели. Следовательно, вероятность их выхода из строя наиболее высока. Токоизмерительные клещи – оптимальный способ выполнить проверку для определения зоны перекоса и уточнить, какая цепь подвержена перегрузке.

Нейтраль глухозаземленного типа – обязательный элемент трехфазной цепи. Главная ее функция – это выполнить в цепи выравнивание распределения в случае его неравномерности. Но эту функцию приобретает одна из фаз при ситуации с обрывом нуля. На ней напряжение будет 380 вольт, а на других участках всего 127, а во многих случаях и ниже.

Что же собой представляет перекос фаз с точки зрения электротехники?

Трехфазную электрическую сеть в идеале можно представить равносторонним треугольником с нейтральной точкой в его середине. Он отражает работу силового трансформатора на подстанции, которая установлена в каждом микрорайоне города и предназначена для равномерного распределения электричества по всем потребителям. Стороны этого треугольника – это векторные линии, соединяющие его вершины. Обозначив вершины точками A, B, C и нейтралью N, можно составить таблицу напряжений и зависимость между ними:

AB=BC=CA=380 В;

AN=BN=CN=220 В.

При этом напряжения AB, BC, CA в 1,73 раза больше напряжений AN, BN, CN.

Идеальный трехфазный генератор, который обычно используется для питания всех бытовых приборов и промышленных сетей, должен обеспечивать эти уровни напряжений в широком диапазоне нагрузок.

Чем опасен перекос фаз.

Во время перекоса наблюдается неравномерная нагрузка на фазы – на задействованной напряжение падает ниже нормы, тогда как недогруженная фаза испытывает скачок напряжения, превышающий допустимые показатели. Результаты такого положения могут быть плачевными для многих электроприборов. Это вызвано тем, что отдельный прибор может либо недополучать требующейся мощности, либо получать ее в избытке. Особенно такое положение опасно для приборов, потребляющих много энергии: двигателей для ворот, насосов, оборудования, использующегося в бассейнах и при поливе.

Вернемся: как исправит проблему с перекосом фаз?

Предотвратить негативные последствия для оборудования от перекоса между фазами позволяет трехфазный автомат. Если мощность в одной фазе превышаю предусмотренную нагрузку, автоматически отключается электричество во всем доме/линии. Это не является решением ситуации, потому что лишь подобный подход не позволяет использовать всю доступную мощность. К примеру, при трехфазном автомате на 16А, при превышении нагрузки на одной фазе 16А – система отключится, но это не позволяет полностью использовать всю возможную мощность 48А (16Х3).

Идеальным вариантом является планирование всех мощностей на начальном этапе проектирования здания, таким образом можно равномерно распределить напряжение между всеми фазами, предотвратив тем самым перекос. Если же здание уже сдано в эксплуатацию – можно замерить напряжение на каждой фазе в отдельности, для этого используется вольтметр, и при необходимости осуществить перераспределение.

Реальные рабочие условия

При стандартном распределении на дом с тремя подъездами обычно одна фаза используется для питания одного подъезда, вторая для второго и третья, соответственно, для третьего. Это позволяет равномерно нагрузить развязывающий понижающий трансформатор на подстанции и обеспечить ему оптимальные режимы работы. Но это справедливо, только если нагрузка примерно одинакова, притом как в активной, так и реактивной составляющей.

Пишите комментарии,дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните на карту сайта, буду рад если вы найдете на моем сайте еще что-нибудь полезное.

Что такое перекос фаз, как исправить эту проблему. : 46 комментариев

Статья хорошая, на практике часто встречался с подобным, хотя по распределению фаз по подъездам могу не согласится,, например у нас в доме в подъезд заходит все три фазы, между которыми равномерно распределены квартиры. и в каждом подъезде есть свой распредщит. так что все зависит от обслуживающей дом, район, город РЭСа. Хочу спросить, фото из жизни.

Олег, здравствуйте.Спасибо за комментарий. В конце вы просите фото из жизни.Я не понял какое фото?

Юрий, здравствуйте Спасибо за статью, и все-таки такой вопрос. Предположим, что у себя в доме я распределил нагрузку и вcе три фазы нагружены равномерно. А перед моим домом творится все, что угодно — получается, что только своими мероприятиями обезопасить себя от перекоса фаз нельзя?

Конечно нет. Дружище, почитай комментарии.

Нет, я спрашиваю, фото в статье, взято из собственного опыта или нет.

«>

Признаки нестабильной работы электрических приборов, вызванные перекосом фаз

Независимо от причин перекоса необходимо знать и выявлять его признаки. В квартире или частном доме с электрическими приборами могут происходить следующие действия от несимметричности напряжения и не только:

• осветительные приборы типа ламп дневного света или других типов работающих по энергосберегающей технологии начнут мерцать,
• лампочки накаливания будут ярко гореть или наоборот тускнеть,
• бытовые приборы (утюг, телевизор и другие) перестанут включаться,
• выключатель стал на ощупь теплым,
• в розетке появились искры, послышались треск и щелчки,
• в щитке появились щелчки, срабатывают защитные автоматы.

При обнаружении вышеперечисленных признаков следует отключить все приборы из сети, лишь затем приступать к поиску причин. При отсутствии познаний в области электротехники лучше обратитесь к специалисту.

Перекос фаз в трехфазной сети: причины и последствия

У конечных потребителей сетей централизованного электроснабжения, которое является трёхфазным, применяется напряжение 220 В. Это фазное напряжение. Три фазы распределяются между несколькими потребителями.

Они подключаются к сети не одновременно и с неодинаковыми нагрузками.

Поэтому необходимо использование нейтрали чтобы обеспечивать подачу фазного напряжения каждому потребителю при несимметричной нагрузке в этой трёхфазной сети.

Суть проблемы

Но поскольку существует ограничение по мощности конечных трансформаторных подстанций, при упомянутых выше нагрузках величины фазных напряжений изменяются соответственно нагрузкам.

У более нагруженной фазы напряжение уменьшается например до 195 – 205 В, а менее нагруженной увеличивается до 245 В и более.

Последствием таких нагрузок является ток в нейтрали, который по своей величине может быть близким к току нагруженной фазы.

Как следствие этого – увеличение потерь. Они есть в кабельных и воздушных линиях электропередачи, трансформаторных подстанциях, и даже в высоковольтных ЛЭП питающих эти подстанции.

Особенно характерно такое «смещение нейтрали» – термин, характеризующий фазные напряжения при несимметричных нагрузках в трёхфазной сети, для жилого сектора потребителей электроэнергии.

При этом повышение напряжения является небезопасным для некоторых бытовых электроприборов.

Совет

Используемые в инфраструктуре жилого фонда трёхфазные асинхронные двигатели уже при двухпроцентной асимметрии испытывают дополнительный нагрев обмоток, что заметно сокращает срок службы изоляции.

Причём дальнейшее увеличение асимметрии в разы, то есть всего лишь до 4 – 6% вызывает рост общих потерь почти в два раза. То же относится и к лампам накаливания и люминесцентным лампам.

При повышении напряжения всего лишь на пять процентов спирали в них почти в два раза быстрее перегорают.

Что делать при перекосе фаз?

Чтобы уменьшить смещение нейтрали перед подстанциями рекомендуется устанавливать специальные симметрирующие автотрансформаторы. Схемы включения таких трансформаторов приведены ниже на изображениях.

Приведенные выше схемы применимы также с глухо заземлённой нейтралью нагрузки при отсутствии технической возможности встраивания компенсационной автотрансформаторной обмотки в нулевой провод, соединяя через эту обмотку нагрузку с сетью.

Поскольку увеличение нагрузки например в фазе А вызовет увеличение тока в этой фазе, напряжение на соответствующей последовательно включённой обмотке автотрансформатора тоже увеличится и произойдёт компенсация падения напряжения пропорциональная силе тока нагрузки. Установка автотрансформаторов вблизи распределительной подстанции обеспечивает наилучший эффект. Когда с этой подстанции электроэнергия по разделённым фазам подаётся потребителям, становится возможным симметрирование напряжения.

Работа этих устройств вносит искажения в синусоидальную форму напряжения питающей электросети.

Следствием подобных искажений являются тепловые потери во всех работающих электрических машинах, подключенных к этой электросети.

Компенсация смещения нейтрали с использованием специального автотрансформатора весьма недешёвый способ борьбы с потерями электроэнергии при смещении нейтрали при несимметричной фазной нагрузке. Однако положительный эффект от этого способа получается непрерывно и быстро окупает все расходы.

Перекос фаз: определение, причины его возникновения и способы защиты

В однофазном режиме значение напряжения должно составлять 220 вольт, а при трёхфазном — 380 вольт. Но в реальности эти числа практически не встречаются.

Поэтому проверив значение напряжения в розетке, можно наглядно убедиться в существовании перекоса фаз.

Чтобы приблизить значение напряжения к стандартным значениям, необходимо понимать, что подразумевается под словосочетанием «перекос фаз», его причинами и возможными способами устранения.

• Суть понятия
• Причины возникновения
• Способы защиты
• Последствия перекоса

Фаза — это электрическая цепь с некоторым значением синусоидальной электродвижущей силы.

Трёхфазная цепь, в свою очередь, состоит из трёх электрических цепей, которые владеют синусоидальной электродвижущей силой с одинаковой амплитудой и частотой тока.

Трёхфазная сеть состоит из трёх синусоидальных токов или напряжений, которые имеют одну частоту и сдвинуты по фазе на угол, равный 120 градусам.

Если потребителей электрической энергии подключить к фазам сети неравномерно — например, большинство сосредоточить в одной, а в двух других их будет гораздо меньше — это приведёт к асимметрии напряжения. При этом в трёхфазных четырёхпроводных сетях несимметричность параметров будет менее заметна, так как нулевой провод выравнивает неравномерность напряжения по фазам.

Причины возникновения

Нарушение симметричности напряжений в трёхфазной цепи — нежелательная ситуация. Поэтому для того чтобы её устранить, необходимо понять, почему она может возникнуть. Причины перекоса фаз в трёхфазной сети сводятся к основным трём обстоятельствам:

• неравномерное группирование потребителей;
• отсоединение нулевого провода;
• замыкание фазного провода на землю.

При неправильном распределении потребителей в трёхфазной трёхпроводной цепи, напряжение на них будет существенно отличаться. Потребители, обладающие наименьшим сопротивлением, окажутся под повышенным напряжением. Токоприёмники с большим значением сопротивления будут иметь напряжение, не достигающее оптимального значения.

На источниках электроэнергии неравномерное распределение напряжения по фазам скажется в виде увеличенного потребления энергии, повреждений изоляции, износа, сокращение срока службы. При использовании автономного дизельного генератора увеличится расход топлива и охлаждающего вещества.

Снижение качества электрической изоляции для потребителей чревато такими последствиями:

• повреждение, поломка бытовых приборов или электрической проводки;
• возникновение пожара;
• получение травм;
• выход из строя электроприборов.

Способы защиты

Устранить нежелательное явление перекоса можно с помощью организационных мероприятий и установкой защитной аппаратуры.

К организационным мероприятиям относится правильное распределение нагрузки по всем фазам с учётом мощности. Недостатком является тот факт, что при всём желании проектировщика произвести очень точное размещение, особенно при подключении квартир, домов, невозможно.

Защитная аппаратура, которую можно установить:

• Трёхфазный автоматический выключатель.
• Трёхфазный стабилизатор напряжения.
• Реле контроля фаз. Особенно целесообразно использовать реле совместно со стабилизаторами напряжения.
• Симметрирующие трансформаторы. По строению они отличаются от силовых тем, что имеют дополнительную обмотку, которая включается между заземлением средней точки и нулём.

Недостатки трёхфазных стабилизаторов:

• излишний расход электроэнергии;
• низкая надёжность работы из-за частой смены деталей;
• принцип работы, способствующий появлению перекоса фаз.

Последствия перекоса

Наиболее просто обнаружить неравномерность напряжения даже без вольтметра в быту. При его пониженном значении бытовые приборы могут не включаться, осветительные приборы будут гореть очень тускло.

Последствия неравномерного распределения нагрузки:

• ухудшение качества электроэнергии;
• появление уравнительных токов, из-за которых потери электроэнергии увеличиваются;
• неэффективная работа электрооборудования, снижение качества электрической изоляции и, как следствие, уменьшение срока службы аппаратуры.

Перекос фаз — явление крайне нежелательное, но, к сожалению, довольно распространённое при работе электрооборудования. Полностью искоренить его почти невозможно. Поэтому необходимо следить, чтобы отклонения значения напряжений всегда находились в допустимых пределах. Это обеспечит длительный срок службы электроприборов и сохранит здоровье и жизнь обслуживающему персоналу.

Перекос фаз. Что это такое и с чем он связан? Как исправить?

Одним из выдающихся благ цивилизации является электричество. Благодаря тому, что это открытие в наше время так распространено, жизнь общества в целом, и каждого человека в отдельности, значительно упростилась и стала более комфортной.

Вместе с тем, время от времени, в электросети могут возникать трудности, требующие решения. С ростом средней мощности бытовых приборов и техники, установленной в одном месте, например, в квартире, нередко возникает явление, называемое перекосом фаз.

В таких случаях, очень многие задаются вопросом, какие причины вызывают перекос фаз? И так, давайте разбираться.

Что же собой представляет перекос фаз

Трехфазную электрическую сеть в идеале можно представить равносторонним треугольником с нейтральной точкой в его середине.

Перекос фаз

Он отражает работу силового трансформатора на подстанции, которая установлена в каждом микрорайоне города и предназначена для равномерного распределения электричества по всем потребителям. Стороны этого треугольника – это векторные линии, соединяющие его вершины. Обозначив вершины точками A, B, C и нейтралью N, можно составить таблицу напряжений и зависимость между ними:

• AB=BC=CA=380 В
• AN=BN=CN=220 В

При этом напряжения AB, BC, CA в 1,73 раза больше напряжений AN, BN, CN. Идеальный трехфазный генератор, который обычно используется для питания всех бытовых приборов и промышленных сетей, должен обеспечивать эти уровни напряжений в широком диапазоне нагрузок.

Причины перекоса фаз

Причин перекоса может быть несколько, однако, наиболее распространенной является причина, связанная с неправильной и неравномерно распределенной нагрузкой в фазах внутренних сетей. В случае возникновения перекоса на объекте с трехфазным питанием, это означает, что одна или две фазы работают с перегрузкой, тогда как другие фазы имеют гораздо меньшую нагрузку.

Однофазные потребители нередко попадают на одну фазу, и в этом случае перекос фаз образуется при одновременном включении большого количества бытовой техники. Первыми признаками перекоса могут быть бытовые приборы, мощность которых заметно упала, или они вообще перестали работать. Освещение становится тусклым, а лампы дневного света начинают мерцать.

Важно

Основная опасность ситуации состоит в том, что бытовые приборы начинают работать некорректно, и появляется реальная возможность поломок вплоть до полного выхода их из строя. Наибольшая часть негативных последствий приходится на различные виды электродвигателей, которые установлены почти во всех приборах.

После того, как выяснился вопрос, что такое перекос фаз и с чем он связан, необходимо рассмотреть основные способы борьбы с этим явлением. Следует сразу отметить, что данные способы не являются универсальными, а подходят только для конкретных ситуаций.

Устранение перекоса фаз

Для того, чтобы избежать перекос фаз, необходимо осуществить тщательное планирование всех мощностей и рассчитать все возможные нагрузки с их правильным распределением по фазам. Как правило, составляется подробный электропроект на квартиру или дом.

При эксплуатации необходимо выполнять проверку тока с помощью специальных тестеров. Если возникнет необходимость, должна быть выполнена переброска однофазных нагрузок с более загруженных фаз на менее загруженные.

Ток на каждой фазе трёхфазного автомата должен быть тщательно измерен, после чего нужно перераспределить однофазные нагрузки так, чтобы токи на каждой фазе были приблизительно равными.

Эта работа должна выполняться только профессионалом, имеющим специальное оборудование.

Защита от внешнего перекоса фаз может быть исполнена с помощью стабилизаторов напряжения. На каждую фазу устанавливают определённый стабилизатор. Это будет более эффективно, чем установка одного трёхфазного стабилизатора.

В заключение необходимо подчеркнуть, что перекос фаз может стать причиной повреждения или полного выхода из строя электроприборов. Следовательно, для её устранения необходимо установить стабилизаторы или привлечь профессионалов, которые квалифицированно спроектируют электросеть.

Защита от перенапряжения. Что поможет защитить сеть?

Источник бесперебойного питания для частного дома.

Что такое перекос фаз, почему он возникает и как его исправить?

Что такое перекос фаз?

Для энергоснабжения большинства современных зданий используется трехфазная четырех- (или пяти-) проводная сеть с глухозаземленной нейтралью.

В сети с 5 проводами — 3 провода это фазы, четвёртый провод это нулевой рабочий проводник (НРП), пятый провод — нулевой защитный проводник (НЗП).

В сети с 4 проводами — 3 провода это фазы, а четвёртый объединяет в себе НРП и НЗП.

Фазы соединяются в звезду с выведенным нулевым проводом.

Фазные потребители подключаются между соответствующей фазой и нулевым рабочим проводником (НРП). При этом нулевой защитный проводник (НЗП) служит для выполнения защитной меры «зануления».

В идеальной трехфазной сети напряжение каждой из трёх фаз равно 220В, а линейные напряжения равны друг другу и составляют 380В.

Отобразить взаимосвязь линейных и фазных напряжений нагляднее всего через векторную диаграмму.

На диаграмме слева мы видим идеальную ситуацию:

напряжение каждой из трёх фаз равно 220В,

их векторы сдвинуты на 120°,

линейные напряжения равны друг другу и составляют 380В.

Перекос фаз (перекос напряжения, несимметрию, ассимметрию напряжения) в этой векторной диаграмме будет выглядеть следующим образом:

линейные напряжения UA’B’, UB’C’, UC’A’ равны друг другу и составляют 380 В,

напряжения каждой из трех фаз, U0’A’, U0’B’, U0’C’ не равны между собой,

их векторы сдвинуты на произвольные углы.

Перекос фаз вызывает появление напряжения смещения U0-U0′, которое значительно снижает КПД фазных потребителей, вызывает нарушение их работоспособности и отказы.

Причины возникновения перекоса фаз

Существует как «внешний» перекос фаз, генерируемый госсетью (1), так и «внутренний», вызываемый собственными электропотребителями (2).

Фазный перекос неизбежно возникнет если неравномерно распределить потребителей электроэнергии по фазам. Но даже при равномерном распределении нагрузки по номинальной мощности, невозможно сохранить равномерность нагрузки из-за следующих факторов:

несовпадение времени включения электропотребителей,

длительность включения,

потребляемая мощность электропотребителя в данный момент (техника может работать на разной мощности, в момент запуска могут возникать пусковые токи и т.д.),

различные типы нагрузок (емкостная, индуктивная).

Поэтому перекос фаз в трёхфазной сети (без применения симметрирующего трансформатора) будет иметь место практически всегда. Вопрос лишь в его степени. Небольшой перекос (А) приводит к уменьшению срока службы приборов. Сильный перекос (Б) приводит к отключению приборов и даже отказу оборудования.

Последствия перекоса фаз

Увеличение уровня потребления электроэнергии

Уменьшение срока службы электроприборов

Повышенный износ техники

Непредсказуемое отключение потребителей

Временный отказ оборудования

Полный выход оборудования из строя

Отключение резервного генератора

Повышенное потребление топлива генератором

Перегрев обмоток электродвигателей, замыкания

Устранение перекоса фаз с помощью симметрирующего трансформатора ТСТ

Основные функции симметрирующего трансформатора ТСТ:

симметрирование фазных напряжений (устранение перекоса фаз) при электроснабжении потребителей от Госсети;

равномерное распределение нагрузки по фазам при при электроснабжении потребителей от Госсети;

равномерное распределение нагрузки по фазам для устранения перекоса фаз при электроснабжении потребителей от автономного источника ограниченной мощности (газо-, бензо-, дизель-генератора).

Диапазон мощностей модельного ряда: от 10 кВА до 1000 кВА

Как работает ТСТ?

Принцип действия ТСТ основан на эффекте симметрирования – за счет электромагнитного перераспределения нагрузки по фазам. Перераспределение осуществляется таким образом:

50% мощности остается на той фазе, к которой подключена нагрузка,

по 25% мощности распределяется на две оставшиеся фазы.

Нагрузки подключаются на все три фазы, такое перераспределение позволяет сделать загрузку трехфазной сети значительно более равномерной.

Эффект от применения ТСТ:

снижение уровня потребления электроэнергии;

снижение расходов на ремонт и обслуживание электроприборов;

уменьшение износа подключенного к сети оборудования;

увеличение срока службы оборудования;

обеспечение безотказной работы оборудования;

обеспечение устойчивой работы дизель-генератора при работе на однофазную нагрузку;

возможность подключения к генератору однофазных потребителей, мощность которых превышает мощность фазы генератора (на иллюстрации справа);

возможность подключения мощных однофазных / двухфазных потребителей даже при наличии ограничений на потребляемую мощность (до 50% трехфазной мощности).

Дополнительные функции модифицированных трансформаторов ТСТ:

Преобразование трехфазной сети в однофазную;

Преобразование трехфазной сети в однофазную с гальванической развязкой;

Преобразование трехфазной трехпроводной сети в трехфазную четырёхпроводную (формирование нулевого рабочего проводника для возможности подключения фазной нагрузки);

Отогрев трубопроводов и конструкций.

Преимущества ТСТ перед традиционными решениями

Традиционно для устранения проблем, связанных с электроэнергией низкого качества, используются трехфазные стабилизаторы напряжения различных типов – электронные, электромеханические и другие. О преимуществах использования симметрирующих трансформаторов ТСТ в сравнении со стабилизаторами напряжения, а также об отличиях этих приборов мы подготовили отдельную подробную статью.

Распространённые проблемы и их решения

Внешний перекос фаз, генерируемый госсетью. Электроэнергия, поступающая от госсети на вводной распределительный щит предприятия, характеризуется значительным перекосом напряжений (фаз), который вызван неравномерной загрузкой фаз и потерей электроэнергии на стороне госсети. Это приводит к нарушению работоспособности и отказам электроприемников.

Решение: установка симметрирующего трансформатора между вводным распределительным щитом и потребителями, при этом одновременно устраняется влияние неравномерности загрузки фаз.

Внутренний перекос фаз, генерируемый собственными электроприемниками по причине неравномерного распределения нагрузки по фазам, либо даже при равномерном распределении невозможности учёта одновременности и длительности включения потребителей, разных типов нагрузки и т.д.

Решение: установка симметрирующего трансформатора между госсетью и потребителями.

Неустойчивая работа и отключение резервного источника питания (дизель-генератора) по причине отличия процентного соотношения загрузки фаз от номинального значения. Способность генератора работать на неравномерную нагрузку по фазам характеризуется коэффициентом нессиметрии. Если неравномерность нагрузки превосходит коэффициент несимметрии генератора, то он отключается.

Решение: установка симметрирующего трансформатора между дизель-генератором и потребителями.

Неисправности и отказы в работе устройств (компьютеры, оргтехника, устройства защиты, автоматизированные линии и прочие потребители электроэнергии) по причине значительного (на 10-15%) отличия напряжения фаз госсети от номинального. При этом отдельные потребители могут получать напряжение значительно ниже (выше) требуемого./p>

Решение: установка симметрирующего трансформатора между госсетью и потребителями.

Необходимость прямого подключения мощного двухфазного потребителя в сеть (например, в металлургии при подключения сталеплавильной ванны, в строительстве при подключении сварочных аппаратов). Прямое подключение мощных двухфазных потребителей в сеть вызывает значительный перекос напряжения в сети и возникновение большого тока в нулевом проводе. Также подключение мощной двухфазной техники бывает невозможно по причине различных требований потребителей по величине напряжения, что практически исключает нормальную работу других потребителей.

Решение: преобразование трехфазной сети в двухфазную с помощью симметрирующиего трансформатора.

Необходимость подключения более мощной однофазной нагрузки при наличии ограничений на потребляемую мощность.

Решение: установка симметрирующиего трансформатора ТСТ позволит включать однофазные электропотребители мощностью до 50% от трёхфазной.

Необходимость отогрева конструкций (например, в предприятиях водоканалов для отогрева трубопроводов; в аэропортах при подключении агрегатов тепловой обработки взлетной полосы).

Решение: отогрев электрическим током с помощью специальной модификациии трансформатора ТСТ-ОР

Выбор модели симметрирующего трансформатора ТСТ

Для удобства выбора мы представили весь модельный ряд трансформаторов ТСТ в единой таблице по функционалу и мощности.

При нажатии на любой пункт таблицы откроется страница с подробным описанием и характеристиками соответствующей модели трансформатора.

 

ТСТ симметрирующий, выравнивает напряжение в фазах питающей сети (устраняет перекос напряжений), равномерно распределяет нагрузки (устраняет перекос нагрузок) между фазами

10 кВА

16 кВА

25 кВА

40 кВА

63 кВА

80 кВА

100 кВА

160 кВА

200 кВА

250 кВА

300 кВА

400 кВА

630 кВА

800 кВА

1000 кВА

ТСТ-О симметрирующий, преобразует трехфазную сеть в однофазную без гальванической развязки, без изменения величины фазного напряжения 220В

10 кВА

16 кВА

25 кВА

40 кВА

63 кВА

80 кВА

100 кВА

160 кВА

200 кВА

250 кВА

300 кВА

400 кВА

ТСТ-ОР симметрирующий, для отогрева коммуникаций и конструкций, перобразует трехфазную сеть в двухфазную с изменением величины напряжения 12-127В

10 кВА

16 кВА

25 кВА

40 кВА

63 кВА

80 кВА

100 кВА

160 кВА

200 кВА

250 кВА

300 кВА

400 кВА

ТСТ-ОР симметрирующий, преобразует трехфазную сеть в однофазную (двухфазную) с гальванической развязкой и изменением величины напряжения 127-600В

10 кВА

16 кВА

25 кВА

40 кВА

63 кВА

80 кВА

100 кВА

160 кВА

200 кВА

50 кВА

300 кВА

400 кВА

ТСТ-Р симметрирующий, преобразует трехфазную сеть в трехфазную с гальванической развязкой, с изменением выходного фазного напряжения

ТСТ-Р производится под заказ

Re: Корректность учета при обратном чередовании фаз

Сообщение

ElectricOleg » 21 окт 2015, 11:35

Уважаемый Rock. Названия фаз А В С чисто условны, потому что невозможно определить какая из них истинная А (в масштабах Единой энергосети) — за начальную точку углов можно принять любую фазу. Точно так же и в счетчике — чисто условные названия входов. Счетчик производит измерения по трем абсолютно независимым каналам, суммирует значения текущей мощности по модулю (по абсолютной величине, без учета направления вектора), а затем преобразовывает полученный результат в импульсы с частотой, пропорциональной рассчитанной мощности. Из вышесказанного следует, что в приведенной Вами схеме учет будет корректный. Novikov34 имел ввиду такое подключение, когда к одному измерительному каналу (фазе) счетчика трансформатор тока и напряжение подключены от разных фаз. Тогда, действительно, будет недоучет, в зависимости от комбинации подключений. Однако, неправильное подключение легко определяется визуально.
Еще один аспект — чередование фаз. Условные фазы А В С можно включить в другой последовательности А С В. Для однофазных потребителей это абсолютно без разницы, а для трехфазных двигателей критично — они будут вращаться в другую сторону. Для правильного фазирования есть специальный прибор — указатель последовательности фаз. Но, еще раз повторю, определить какая из них А все равно невозможно.