Фаза вращения – Фазовое вращение | многофазные цепи переменного тока — Учебник

Содержание

Фазовое вращение | многофазные цепи переменного тока — Учебник

Поворот фазы

Глава 10 — Многофазные цепи переменного тока

Давайте рассмотрим ранее разработанный трехфазный генератор переменного тока (рис. Ниже) и посмотрим, что происходит, когда магнит вращается.

Трехфазный генератор переменного тока

Сдвиг фазового угла 120 o является функцией фактического сдвига угла поворота трех пар обмоток (рис. Ниже). Если магнит вращается по часовой стрелке, то обмотка 3 будет генерировать свое пиковое мгновенное напряжение ровно 120 o (вращения вала генератора) после обмотки 2, которая после обмотки 1 достигнет своего пика 120 o . Магнит проходит по каждой паре полюсов в разных положениях в вращательное движение вала. Там, где мы решили разместить обмотки, будет определяться величина фазового сдвига между колебаниями напряжения переменного тока обмоток. Если мы намотаем 1 наш «опорный» источник напряжения для фазового угла (0 o ), то обмотка 2 будет иметь фазовый угол -120 o (120 o отставание или 240 o ) и обмотку 3 под углом -240 o (или 120 o ведущих).

Эта последовательность фазовых сдвигов имеет определенный порядок. При вращении вала по часовой стрелке порядок составляет 1-2-3 (сначала обмотка 1 пика, их обмотка 2, затем обмотка 3). Этот порядок продолжает повторяться, пока мы продолжаем вращать вал генератора. (Figurebelow)


Последовательность фаз вращения по часовой стрелке: 1-2-3.

Однако, если мы повернем вращение вала генератора (повернем его против часовой стрелки), магнит пройдет через пары полюсов в противоположной последовательности. Вместо 1-2-3 у нас будет 3-2-1. Теперь, обмотка 2 волны будет вести 120 o впереди 1 вместо запаздывания, а 3 будет еще 120 o впереди 2. (рис. Ниже)

Последовательность фаз вращения против часовой стрелки: 3-2-1.

Порядок последовательности сигналов напряжения в многофазной системе называется чередованием фаз или чередованием фаз . Если мы используем многофазный источник напряжения для силовых резистивных нагрузок, то вращение фазы практически не изменится. Будь то 1-2-3 или 3-2-1, значения напряжения и тока будут одинаковыми. Есть некоторые применения трехфазной мощности, как мы вскоре увидим, которые зависят от того, что фазовое вращение является тем или иным способом. Поскольку вольтметры и амперметры были бы бесполезны в том, чтобы рассказать нам, что такое фазовое вращение рабочей силовой системы, нам нужно иметь какой-то другой инструмент, способный выполнять эту работу.

Одна изобретательная схема использует конденсатор для введения фазового сдвига между напряжением и током, который затем используется для обнаружения последовательности путем сравнения яркости двух индикаторных ламп на рисунке ниже.

Детектор последовательности фаз сравнивает яркость двух ламп.

Две лампы имеют одинаковое сопротивление нити и мощность. Конденсатор имеет примерно такое же количество реактивного сопротивления на частоте системы, как и сопротивление каждой лампы. Если бы конденсатор должен был быть заменен резистором, равным значению сопротивления лампы, то две лампы будут светиться с равной яркостью, причем схема будет сбалансирована. Однако конденсатор вводит фазовый сдвиг между напряжением и током в третьем отрезке цепи, равным 90

o . Этот сдвиг фазы, превышающий 0 o, но менее 120 o, искажает значения напряжения и тока на обеих лампах в соответствии с их фазовыми сдвигами относительно фазы 3. Следующий анализ SPICE демонстрирует, что произойдет: (рис. Ниже), «вращение фазы детектор-последовательность = v1-v2-v3 «

SPICE для детектора последовательности фаз.
 детектор фазового вращения - последовательность = v1-v2-v3 v1 1 0 ac 120 0 sin v2 2 0 ac 120 120 sin v3 3 0 ac 120 240 sin r1 1 4 2650 r2 2 4 2650 c1

что это и как выполнить проверку?

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.

Напряжение в трехфазной сетиРис. 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  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.

Прямая и обратная последовательность
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.

Зачем нужно учитывать порядок фаз?

Последовательность чередования играет значительную роль в таких ситуациях:

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

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

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 .

Принципиальная схема работы ФУ-2Рисунок 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.

Прозвонка кабеля мегаомметромРис. 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.

фазировка мультиметромРис. 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.

Тематическое видео



Сдвиг фаз — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Сдвиг фаз — разность между начальными фазами двух переменных величин, изменяющихся во времени периодически с одинаковой частотой. Сдвиг фаз является величиной безразмерной и может измеряться в радианах (градусах) или долях периода. При неизменном, в частности нулевом сдвиге фаз говорят о когерентности двух процессов. Фазой (фазовым углом) называется угол φ=2πtT,{\displaystyle \varphi =2\pi {\frac {t}{T}},} где T{\displaystyle T} — период, t{\displaystyle t} — доля периода смещения по фазе при наложении синусоид друг на друга. Так что если кривые (переменные величины — синусоиды: колебания, токи) сдвинуты по отношению друг к другу на четверть периода, то мы говорим, что они смещены по фазе на π2 (90∘),{\displaystyle {\frac {\pi }{2}}~(90^{\circ }),} если на восьмую часть (долю) периода — то, значит, на π4{\displaystyle {\frac {\pi }{4}}} и т. д.[1]
Когда идёт речь о нескольких синусоидах, сдвинутых по фазе, техники говорят о векторах тока или напряжения. Длина вектора соответствует амплитуде синусоиды, а угол между векторами — сдвигу фаз. Многие технические устройства дают нам не простой синусоидальный ток, а такой, кривая которого является суммой нескольких синусоид (соответственно, сдвинутых по фазе).

Для измерения сдвига фаз между двумя электрическими сигналами применяется электроизмерительный прибор — фазометр.

Фазовый детектор — устройство, которое сравнивает фазы двух входных сигналов и формирует сигнал, пропорциональный разности их фаз.

В электротехнике сдвиг фаз между напряжением и током определяет коэффициент мощности в цепях переменного тока.

В радиотехнике широко применяются RC-цепочки, которые сдвигают фазу входного и выходного сигнала RC-цепочки в зависимости от параметров сопротивления и ёмкости в цепи. Применяется в RC-генераторах.

Наведённая во вторичных обмотках идеального трансформатора ЭДС для любой формы тока совпадает по фазе и форме с ЭДС в первичной обмотке. При противофазном включении обмоток трансформатор изменяет полярность мгновенного напряжения на противоположную, в случае синусоидального напряжения сдвигает фазу на 180°. Применяется в генераторе Мейснера и др.

Фаза колебаний — Класс!ная физика

Фаза колебаний

Фаза колебаний (φ) характеризует гармонические колебания.
Выражается фаза в угловых единицах — радианах.

При заданной амплитуде колебаний координата колеблющегося тела в любой момент времени однозначно определяется аргументом косинуса или синуса: φ = ω0t.

Фаза колебаний определяет при заданной амплитуде состояние колебательной системы (значение координаты, скорости и ускоренияв) любой момент времени.

Колебания с одинаковыми амплитудами и частотами могут различаться фазами.


Отношение указывает, сколько периодов прошло от момента начала колебаний.

График зависимости координаты колеблющейся точки от фазы.


Гармонические колебания можно представить как с помощью функции синуса, так и косинуса, т.к.
синус отличается от косинуса сдвигом аргумента на .


Поэтому вместо формулы

х = хm cos ω0t

можно для описания гармонических колебаний использовать формулу


Но при этом начальная фаза, т. е. значение фазы в момент времени t = 0, равна не нулю, а .
В разных ситуациях удобно использовать синус или косинус.

Какой формулой пользоваться при расчетах?

1. Если в начале колебаний выводят маятник из положения равновесия, то удобнее пользоваться формулой с применением косинуса.
2. Если координата тела в начальный момент была бы равна нулю, то удобнее пользоваться формулой с применением синуса х = хm sin ω0t, т.к. при этом начальная фаза равна нулю.
3. Если в начальный момент времени (при t — 0) фаза колебаний равна φ, то уравнение колебаний можно записать в виде х = хm sin (ω0t + φ).

Сдвиг фаз

Колебания, описываемые формулами через синус и косинус, отличаются друг от друга только фазами.
Разность фаз (или сдвиг фаз) этих колебаний составляет .
Графики зависимости координат от времени для двух гармонических колебаний, сдвинутых по фазе на :
где
график 1 — колебания, совершающиеся по синусоидальному закону,
график 2 — колебания, совершающиеся по закону косинуса.



Для определения разности фаз двух колебаний надо колеблющиеся величины выразить через одну и ту же тригонометрическую функцию — косинус или синус.

Источник: «Физика — 11 класс», учебник Мякишев, Буховцев, Чаругин



Механические колебания. Физика, учебник для 11 класса — Класс!ная физика

Свободные, затухающие и вынужденные колебания — Условия возникновения свободных колебаний. Математический маятник — Динамика колебательного движения. Уравнение движения маятника — Гармонические колебания — Фаза колебаний — Превращение энергии при гармонических колебаниях — Вынужденные колебания. Резонанс — Примеры решения задач — Краткие итоги главы

Действующее и среднее значения переменного тока

Действующее значение переменного тока численно равно такому постоянному току, который, проходя через то же сопротивление, что и переменный ток, выделяет за время, равное 1 периоду, одинаковое количество тепла. Все приборы показывают действующее значение .

Если левые части уравнения равны, то и правые будут тоже равны. Приравняв правые части и выполнив операцию интегрирования, получим:

Среднее арифметическое значение переменного тока определяется в течении полупериода; если через поперечное сечение проводника в течении 1 полупериода будет протекать один и тот же заряд при постоянном и переменном токе, то такое значение постоянного тока будет равно среднему значению переменного тока .

Среднее значение тока за период равно нулю.

Коэффициенты формы и амплитуды

Отношение действующего значения переменного тока (напряжения или ЭДС) к среднему значению называется коэффициентом формы, а отношение амплитудного значения к действующему –коэффициентом амплитуды.

Для синусоидального тока:

, а .

Для кривых, имеющих более острую форму, чем синусоида: ;.

Начальная фаза. Сдвиг фаз

Предположим, что в магнитном поле генератора находится два одинаковых витка, сдвинутых в пространстве друг относительно друга на угол . При вращении в них буду находится ЭДС одинаковой частоты и амплитуды.

Но т.к. витки сдвинуты в пространстве, то наводимая в них ЭДС будет достигать амплитудных и нулевых значений не одновременно.

В начальный момент времени ЭДС витка будет:

В этих выражениях углы иназываютсяфазными, илифазой. Углыиназываютсяначальной фазой. Фазный угол определяет значение ЭДС в любой момент времени, а начальная фаза определяет значение ЭДС в начальный момент времени.

Разность начальных фаз двух синусоидальных величин одинаковой частоты и амплитуды называется углом сдвига фаз

Разделив угол сдвига фаз на угловую частоту, получим время, прошедшее с начала периода:

Если угол сдвига фаз составляет 1800, то такие ЭДС находятся в противофазе

Графическое изображение синусоидальных величин

Синусоидальные величины можно изображать графически при помощи синусоид или вращающихся векторов.

Любая синусоидальная величина характеризуется:

  1. амплитудой;

  2. угловой частотой;

  3. начальной фазой.

При изображении величины с помощью синусоиды ординаты синусоиды в масштабе представляют собой мгновенное значение, абсциссы – промежутки времени.

При этом длина вектора равна амплитудному значению величины, угол между положительным направлением оси абсцисс и векторов даст начальную фазу. Вектор вращается против часовой стрелки с угловой скоростью. Проекция конца вектора на ось ординат даст мгновенное значение синусоидальной величины.

Совокупность нескольких синусоид называется синусоидальной (волновой) диаграммой.

Совокупность нескольких векторов называется векторной диаграммой.

Сложение и вычитание синусоидальных величин

.

Для сложения двух синусоидальных величин с помощью синусоид необходимо сложить их ординаты в каждый момент времени.

Для того, чтобы сложить две величины с помощью векторов, необходимо к концу первого вектора добавить второй, не изменяя его величины и направления. Соединив начало первого вектора с концом второго, получим суммарный вектор.

Порядок чередования фаз 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.

Что такое фазировка трехфазной сети

Фазировку трех фаз проводят в трансформаторных подстанциях при параллельном подключении трансформаторов. Подключение двух трансформаторов к одной трехфазной сети осуществляется межсекционными автоматическими выключателями. Проверить одноименные фазы фазоуказателем не представляется возможным.

Однако можно определить одноименные фазы мультиметром или любым вольтметром с пределом измерения 500 В. При проведении фазировки, нужно соблюдать все меры безопасности и заранее проверить на работоспособность мультиметр. Перед нахождением одноименных фаз важно определить наличие фазного напряжения относительно «земли» на всех шинах (на случай обрыва).

Проверка на обрыв и нахождение одноименных фаз в трехфазной сети

Далее, работая в резиновых перчатках, замеряют линейные напряжения на шинах разных трансформаторов. Если найдены шины, напряжение между которыми около нуля, то такие шины имеют одноименные фазы и их отмечают. Следом находят остальные две пары одноимённых шин и также отмечают.

Если напряжения между всеми шинами разных трансформаторов ниже линейного 380 В, но значительно отличаются от нуля, то фазировать такие трансформаторы нельзя, т. к. они имеют разные схемы соединения. Найденные одноимённые шины соединяют на разъединителях для параллельной работы.

Отличие фазного и линейного напряжения в трехфазной сети

Когда трансформатор имеет различные напряжения, при одинаковых схемах соединений, их подгоняют переключателем отводов обмоток трансформаторов до номинального значения. Фазировку высоковольтных линий проводят специальными высоковольтными индикаторами УВНФ.

Тоже интересные статьи

Понятие о фазировке

Дата публикации: .
Категория: Электротехника.

Под фазировкой в широком смысле этого слова подразумевается согласование соединяемых фаз. Сфазированные между собой обмотки правильно соединяются в звезды и треугольники, несфазированные обмотки образуют вместо звезды «елочку» (смотрите статью «Некоторые ошибки при соединениях в звезду, треугольник, зигзаг») и тому подобное.

Но фазировкой самих обмоток далеко не исчерпываются задачи, стоящие при включении в сеть электрооборудования, так как правильно сфазированный аппарат или электрическую машину нужно еще сфазировать с сетью, к которой он или она присоединяется. Задача состоит в том, чтобы не только исключить короткие замыкания при соединении двух источников тока, но и не допустить между ними уравнительных токов, а в отношении электродвигателей – обеспечить необходимое направление вращения.

Итак, в общем случае имеется сеть, фазы которой a, b, c определены и принимаются за исходные (рисунок 1, а). К сети должна присоединяться нагрузка.

Если это лампы, печи и другие электроприемники, не являющиеся источниками или преобразователями тока, то фазировка безразлична. Важно только, чтобы нуль нагрузки не попал ошибочно на фазу (рисунок 1, г), иначе лампы перегорят.

Если нагрузкой являются электродвигатели, то необходимо, чтобы они вращались в определенном направлении. А это достигается вполне определенной последовательностью присоединения электродвигателя к сети. Пусть, например, вращение фаз в сети происходит против часовой стрелки (рисунок 1, а), Если присоединить электродвигатель Д так, как показано на рисунке 1, б, то ток будет достигать максимальных значений в обмотке 2 (которая присоединена к фазе a), затем в обмотке 3 (так как за фазой a следует фаза b) и, наконец, в обмотке 1. Значит, ротор электродвигателя будет вращаться против часовой стрелки.

Если присоединить электродвигатель иначе (рисунок 1, в), так, что ток будет достигать максимального значения сначала в обмотке 3, затем в обмотке 2 и, наконец, в обмотке 1, ротор будет вращаться по часовой стрелке. Чтобы изменить направление вращения электродвигателя, достаточно поменять местами на его зажимах любые две фазы. Действительно, для электродвигателя важно только направление вращения, а оно сохраняется при трех вариантах присоединения, а именно: a, b, c; b, c, a; c, a, b, но изменяется на обратное, если в любом из этих вариантов поменять местами любые две фазы: a, c, b; b, a, c; c, b, a.

Рассмотрим два типичных случая присоединения трансформатора T2 к сети, которая получает питание от трансформатора T1. Трансформаторы имеют равные вторичные напряжения, одинаковые группы соединения (смотрите статью «Группы соединения трансформаторов») и, значит, могут работать параллельно, но еще не сфазированы. Задача состоит в том, чтобы их сфазировать, то есть выводы a1, b1 и c1 трансформатора T2 присоединить соответственно к шинам a, b и c.

На рисунке 1 выводы a1, b1 и c1 обозначены. Но при фазировке неизвестно, в каком порядке они подходят к шинам. Поэтому, прежде чем присоединять трансформатор T2 к шинам, необходимо произвести соответствующие измерения, например с помощью вольтметра 1.

Принципиальные схемы фазировкиПринципиальные схемы фазировки

Рисунок 1. Принципиальные схемы фазировки

1-й случай. Нейтрали трансформаторов соединены (рисунок 1, д).
Вольтметр V включают поочередно между каждым выводом трансформатора a1, b1 и c1 и шинами a, b и c, например в таком порядке, как перечислено в таблице к рисунку. Между разными фазами a1b, a1c, b1a, b1c, c1b, c1a вольтметр показывает напряжение. Между одинаковыми фазами a1a, b1b, c1c напряжения нет. В справедливости этого вывода легко убедиться по векторной диаграмме, приведенной там же.

2-й случай. Нейтрали трансформаторов не соединены. В этом необходимо предварительно убедиться, так как они могут случайно соединяться через землю, если неисправны пробивные предохранители (смотрите статью «Схема соединения «Звезда», рисунок 11).

Перед измерением нужно соединить один из выводов, например a1 (рисунок 1, е), с одной из шин, например с шиной b. На рисунке показано соединение через сопротивление r, которое всегда полезно включить во избежание короткого замыкания по непредвиденным причинам. Измерение поочередно производится между выводами b1 и c1 и шинами a и c согласно таблице и векторной диаграмме. Из нее видно, что фазировка не получилась. Почему? Потому что мы соединили фазу a1 с шиной b, то есть нефазированные выводы. Ясно, что и другие пары выводов не могли оказаться сфазированными.

Не добившись успеха при соединении вывода a1 с шиной b, приходится испытать другое соединение (рисунок 1, ж). Оно оказалось удачным: вывод b1 соединен с шиной b, то есть сфазирован. Поэтому при измерениях между выводами a1 и шиной a, а также между выводом c1 и шиной c напряжения нет (смотрите таблицу), что свидетельствует о том, что и они сфазированы.

Видео 1. Процедура фазировки линий трехфазной сети на подстанциях

Некоторые ошибки при фазировке и их предупреждение

Фазировка – дело сложное и весьма разнообразное. Здесь же обратим внимание на две распространенные ошибки: на фазировку с помощью фазоуказателя, чего ни в коем случае делать нельзя; на неправильное отношение к присоединению к шинам генераторов и вторичных обмоток трансформаторов, питающих сеть.

Фазоуказатель указывает только направление вращения фаз и не больше, но как было уже указано, вращение имеет одно и то же направление при нескольких вариантах присоединения, среди которых есть и такое, при котором не исключено соединение разноименных фаз, то есть короткое замыкание.

Рисунок 2 иллюстрирует ошибку при фазировке перед соединением двух секций с разным расположением шин. На 1-й секции шины расположены в порядке a, b, c, на 2-й – c, a, b. Фазоуказатели ФУ показывают, несмотря на это, одно и то же направление вращения. И если на этом основании сделать ошибочное заключение о том, что шины обеих секций сфазированы, и соединить их, как показано на рисунке 2, то произойдет короткое замыкание.

Понятие о фазировкеПонятие о фазировке

Рисунок 2. Нельзя выполнить фазировку с помощью фазоуказателя

Неправильное присоединение к шинам питающего генератора или вторичной обмотки трансформатора может привести к тому, что последовательность фаз на шинах изменится. В результате такой ошибки все электродвигатели, питающиеся, от шин, пойдут в обратную сторону, в чем легко убедиться по рисунку 3. Сверху на нем показано правильное присоединение генератора Г к шинам, при котором роторы двигателей Д вращаются против часовой стрелки. На нижнем рисунке показана ошибка: при присоединении к шинам генератора левый и средний выводы «перекрещены». Из-за этого порядок следования фаз в обмотках электродвигателей изменился, поэтому их роторы стали вращаться в обратную сторону.

Перекрещивание фазПерекрещивание фаз

Рисунок 3. При перекрещивании фаз источники электропитания изменяется направление вращения всех присоединенных к нему электродвигателей


1 Лампами для этой цели пользоваться опасно, так как между несфазированными выводами может получиться двойное линейное напряжение. В сетях 380 / 220 В оно составит 760 В.

Источник: Каминский Е. А., «Звезда, треугольник, зигзаг» – 4-е издание, переработанное – Москва: Энергия, 1977 – 104с.

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о