Чередование фаз в трехфазной сети – что это и как проверить

• Статья
• Видео

Часто на объектах электроснабжения приходится решать задачу проверки чередования фаз, а также производить фазировку. Обычно эти задачи входят в комплекс работ по согласованию параллельной работы трансформаторов. Хочется поделиться небольшой историей, в которой будут затронуты темы чередования фаз в трехфазной сети и правильной фазировки, а также приборы и методы, использующиеся при этом.

• Небольшое вступление
• Что собой представляет чередование фаз?
• Как выполнить проверку?
• Когда нужно учитывать порядок?

Небольшое вступление

Попалась на глаза история о монтаже электрооборудования, а именно двух масляных трансформаторов. Работы были завершены успешно. В итоге имелась следующая схема электроснабжения. Собственно сами трансформаторы, вводные выключатели, секционные разъединители, две секции шин. Успешно, как считали монтажники, прошли пусконаладочные работы. Стали включать оба трансформатора на параллельную работу и получили короткое замыкание. Естественно, монтажники утверждали, что произвели проверку чередования фаз с обоих источников и все совпадало. Но, о фазировке не было сказано ни слова. А зря! Теперь давайте разберемся подробно, что же пошло не так.

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.

Как выполнить проверку?

Сам прибор (предоставлен на фото ниже) представляет собой три обмотки и диск, который вращается при проверке. На нем нанесены черные метки, которые чередуются с белыми. Это сделано для удобства считывания результата. Работает прибор по принципу асинхронного двигателя.

Итак, подключаем на выводы прибора три провода от источника трехфазного напряжения. Нажимаем кнопку на приборе, которая расположена на боковой стенке. Увидим, что диск начал вращаться. Если он крутится по направлению нарисованной на приборе стрелки, значит, чередование фаз прямое и соответствует одному из вариантов порядка АВС, ВСА или САВ. Когда диск будет вращаться в противоположную стрелке сторону, можно говорить об обратном чередовании. В таком случае возможен один из таких трех вариантов – СВА, ВАС или АСВ.

Если возвращаться к истории с монтажниками, то все что они сделали – это лишь определение чередования фаз. Да, в обоих случаях порядок совпал. Однако нужно было еще проверить фазировку. А ее невозможно выполнить с помощью фазоуказателя. При включении были соединены разноименные фазы. Чтобы узнать где условно А, В и С, нужно было применить мультиметр или осциллограф.

Мультиметром измеряется напряжение между фазами разных источников питания и если оно равно нулю, то фазы одноименные. Если же напряжение будет соответствовать линейному напряжению, то они разноименные. Это самый простой и действенный способ. Более подробно о том, как пользоваться мультиметром, вы можете узнать в нашей статье. Можно, конечно, воспользоваться осциллографом и смотреть по осциллограмме какая фаза от какой отстает на 120 градусов, но это нецелесообразно. Во-первых, так на порядок усложняется методика, и во-вторых такой прибор стоит немалых денег.

На видео ниже наглядно показывается, как проверить чередование фаз:

Когда нужно учитывать порядок?

Проверить чередование фаз нужно при эксплуатации трехфазных электродвигателей переменного тока. От порядка фаз будет меняться направление вращения двигателя, что иногда бывает очень важно, особенно если на участке находится много механизмов, использующих двигатели.

Также важно учитывать порядок следования фаз при подключении электросчетчика индукционного типа СА4. Если порядок будет обратный возможно такое явление как самопроизвольное движение диска на счетчике. Новые электронные счетчики, конечно, нечувствительны к чередованию фаз, но на их индикаторе появится соответствующее изображение.

Если имеется электрический силовой кабель, с помощью которого необходимо выполнить подключение трехфазной сети питания, и нужен контроль фазировки, выполнить его можно и без специальных приборов. Зачастую жилы внутри кабеля отличаются по цвету изоляции, что сильно упрощает процесс «прозвонки». Так, чтобы узнать где условно находится фаза А, В или С понадобится лишь снять наружную изоляцию кабеля. На двух концах мы увидим жилы одинакового цвета. Их мы и примем за одинаковые. Подробнее о цветовой маркировке проводов вы можете узнать из нашей статьи.

Но все же слепо доверяться такой маркировке нельзя. Так, на практике бывают случаи, что производители кабеля не могут гарантировать что в начале и в конце кабеля цвет жил будет один и тот же. Поэтому нужно все равно прозвонить жилы прозвонкой.

Теперь вы знаете, что такое чередование фаз в трехфазной сети и как его проверить с помощью приборов. Надеемся, информация была для вас полезной и интересной!

Советуем также прочитать:

• Методика измерения петли фаза-ноль
• Что такое реле контроля напряжения
• Как выбрать тепловое реле для защиты двигателя

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.

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.

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 .

Рисунок 3: Принципиальная схема работы ФУ-2

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

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

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

С помощью мегаомметра

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

Рис. 4: Прозвонка кабеля мегаомметром

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

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

По расцветке изоляции жил

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

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

При помощи мультиметра

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

Рис. 5: фазировка мультиметром

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

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

Защита от нарушения порядка чередования

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

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

Тематическое видео

Часто задаваемые вопросы — Schneider Electric

 {"searchBar":{"inputPlaceholder":"Поиск по ключевому слову или задать вопрос","searchBtn":"Поиск","error":"Пожалуйста, введите ключевое слово для поиска"} } 

0.0.0″> Как я могу оптимизировать, с тормозным резистором или без него, тормозную остановку…

Торможение При большой инерции тормозимой нагрузки и слишком коротком темпе замедления, заданном приводом, энергия восстанавливается из нагрузка на привод. Это включает в себя это…

Опубликовано:20.12.2010 Последнее изменение:30.09.2021

Каковы общие потери тепла заполненным жидкостью (класс изоляции «A»)…

Общие тепловые потери заполненного жидкостью трансформатора распределения питания (класс изоляции «A») при различных нагрузках рассчитываются следующим образом: — При 100% нагрузке общие тепловые потери складываются из…

Опубликовано:2/21 /2011 Дата последнего изменения: 30.09.2021

0.0.0″> Как я могу включить тепловое реле перегрузки в пускатель звезда-треугольник, как…

«Только испытания, проведенные аккредитованными лабораториями, позволяют объявить, что комбинация оборудования может защитить установку в соответствии с типом 1, типом 2 или полная координация.Эти…

Опубликовано:09.02.2011

Последнее изменение:30.09.2021

С кабелем TSXCUSB485, какой драйвер Modbus я должен установить для использования в..

Драйвер Modbus 2.0 IE10, необходимый для различных программ Schneider, использующих протокол Modbus (TwidoSuite, Advantys, PL7), доступен в приложении Он поддерживает USB-кабель TSXCUSB485 и…

Опубликовано: 25.11.2010 Последнее изменение: 30.09.2021

0.0.0″> Popular Video FAQs Popular Videos

Video: Lisse Безвинтовые выключатели света Deco от Schneider… к плате центра нагрузки KQ

Как установить GV2AF3 на контактор TeSys D с AD или…

Узнайте больше в разделе «Часто задаваемые вопросы по общим знаниям» Общие знания

В чем разница между PNP и NPN при описании 3-проводной схемы. ..

Большинство промышленных бесконтактных датчиков (индуктивные, емкостные, ультразвуковые и фотоэлектрические) являются полупроводниковыми. Термин твердотельный относится к типу компонентов, используемых в датчике. Твердотельный…

Опубликовано: 03.05.2012

Последнее изменение: 10.02.2022

Какой размер перегрузки я использую со пускателем звезда-треугольник?

В большинстве случаев защита от перегрузки по схеме «звезда-треугольник» устанавливается под контактором «треугольник» с проводными соединениями с одной стороны каждой обмотки двигателя. Другая сторона обмоток…

Опубликовано:15.07.2013 Последнее изменение:30.09.2021

Чем отличаются сети переменного тока 380 В, 400 В переменного тока и 415 В переменного тока…

На протяжении многих лет материковая Западная Европа использовала трехфазную сеть электропитания с номинальным напряжением 380 В переменного тока 50 Гц, в то время как в Великобритании использовалось 415 В переменного тока 50 Гц. В настоящее время все трехфазные источники питания в Западной Европе…

Опубликовано:19.11.2012 Последнее изменение:17.08.2022

В чем разница между питанием от сети 220 В переменного тока, 230 В переменного тока и 240 В переменного тока…

В течение многих лет в континентальной Западной Европе используется электропитание от сети с номинальным напряжением 220 В переменного тока, 50 Гц. В Великобритании использовалось 240 В переменного тока, 50 Гц. В настоящее время ВСЕ западноевропейские источники питания классифицируются как 230 В переменного тока. В…

Опубликовано: 22.05.2012 Последнее изменение: 10.02.2022

Если 1-фазное питание 230 В, почему 3-фазное 400 В, а не 690 В?

Если на роторе генератора переменного тока есть три катушки обмотки, расположенные под углом 120° друг к другу, разница фаз в создаваемой ЭДС между тремя катушками будет составлять 120°. Эта многофазная система известна как трехфазная система питания. В то время как в однофазной системе существует только одно производимое напряжение (между фазой и нейтралью).

В одном цикле 360°. Трехфазное питание разделено на три части, т. е. 360° за цикл, разделенное на 3, равно 120°. Таким образом, разность фаз между любыми двумя фазами или линиями составляет 120°. С другой стороны, однофазное питание имеет только одну синусоидальную волну переменного тока, то есть полные 360° за один полный цикл.

Похожие сообщения:

• Почему трехфазное питание? Почему не 6, 12 или больше для силовой передачи?
• Разница между однофазным и трехфазным источником питания
• Преимущества трехфазной системы перед однофазной

Теперь мы знаем, что

Напряжение в однофазной системе питания:

Однофазное напряжение = 230 В (фаза к нейтрали)

Фазное напряжение (В _PH ) = линейное напряжение ÷ √3

= 400 В ÷ √3 ≈ 230 В

Напряжение между фазой 0 и нейтралью Напряжение (В _РН ).

Напряжение в трехфазной системе питания:

Трехфазное напряжение = 400 В (фаза-фаза или фаза-фаза)

Линейное напряжение (В _L ) = √3 x Фазное напряжение

√ 9004 3 х 230 В = 398 ≈ 400 В

Примечание. Напряжение между двумя линиями (или фазами) известно как Линейное напряжение (В _L ).

Теперь перейдем к главному вопросу. Приведенные выше расчеты как для однофазной, так и для трехфазной системы питания основаны на Великобритании, ЕС и большинстве других стран, использующих одни и те же системы напряжения питания, например. 230 В в одной фазе, частота 50 Гц (120, 208 В (треугольник высокого напряжения), 240 В, 277 и 480 В и т. д. в США, Канаде, частота 60 Гц) и 400 В в трех фазах, 50 Гц (208 В, 240 В и 480 В и т. д. в США и Канада, 60 Гц). В некоторых странах используется версия для ЕС и Великобритании с небольшими вариациями. Например, в некоторых азиатских странах, например. В Индии, Пакистане и т. д. однофазное напряжение составляет 220 В, а трехфазное напряжение составляет 415–440 В.

Основываясь на информации, мы несколько раз получали вопросы по электронной почте и в папке «Входящие» из следующих регионов:

Связанные сообщения:

• AC или DC? Какой из них более опасен и почему?
• Разница между переменным и постоянным током (ток и напряжение)
• Является ли Lightning переменным или постоянным током?

Если однофазное напряжение питания составляет 220 В, почему трехфазное напряжение составляет 440 В, а не 660 В?

Вышеприведенный вопрос немного сложен (и технически неверен), поэтому я изменил название статьи на правильное (например, 230 В, однофазное и 400 В, трехфазное). Кроме того, давайте упростим вопрос как в техническом, так и в базовом подходе для таких дилетантов, как я.

Прежде всего, когда они думают об однофазном напряжении 230 В, они просто умножают на 3 для трехфазного, как сложение 230 В в три раза следующим образом:

= 230 В + 230 В + 230 В = 690V

Но это не подходит для трехфазной системы питания. Потому что создаваемые ЭДС в трехфазных системах являются не скалярными величинами, а векторными (скорее векторными, которые можно упростить векторными диаграммами) величинами, имеющими величину с направлением. Например, разность векторов для двух линий 230 В составляет 400 В.

В этом случае эти векторные или векторные величины, имеющие разность фаз, не могут быть добавлены, как в KCL и KVL, которые относятся к мгновенным значениям, а не к среднеквадратичным или средним значениям.

Сложение векторов на основе векторной диаграммы для системы питания 3-ϕ, где каждая линия имеет 230 В, разность векторов составляет почти 400 В для каждой фазы (фаза 1 и фаза 2, фаза 2 и фаза 3 или фаза 3). и Фаза 1). Это связано с фазовым углом между двумя фазами, который составляет 120 градусов, и все три фазы меняют направление во времени (в случае 230 В синусоида меняет свое направление 50 раз в секунду из-за частоты 50 Гц).

Похожие сообщения:

• Преимущества трехфазного трансформатора перед однофазным
• Разница между однофазным и трехфазным асинхронным двигателем

Правило косинуса (основной Закон косинуса в тригонометрии ) показывает, что в трехфазной системе значение напряжения между любыми двумя фазами составляет 400 В вместо 660 или 690 В. Это применимо только при наличии трех фаз (например, трех отдельных проводников, отстоящих друг от друга на 120 градусов).

C ² = A ² + B ² — 2 AB COS N

C = √ (A ² + B ² — 2 AB COS)

. Поставки значения

= = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = abs n)

. √[230 В 90 259 2 90 260 + 230 В 90 259 2 90 260 – 2 x 230 В x 230 В x cos (120°)] = 398,37 В ≈ 400 В

линии, отстоящие на 120 градусов от других фаз, на графике ясно видно, что мы имеем только два Положительных (+Ve) значения одновременно, а третье — Отрицательное (-Ve). Мы рассчитываем только две из трех фаз, так как все они меняют направление во времени. Короче говоря, либо фазы 1 и 2, либо фазы 2 и 3, либо фазы 3 и 1 являются положительными, в то время как фаза 3, фаза 2 или фаза 1 являются отрицательными соответственно. Вот почему две фазы в трехфазной системе имеют 400 В вместо 600, 660 или 69.0В.

Например, разность фаз равна 400, если фазовый угол составляет 120° между V _R и V _Y , где значение V _R и V _Y = 230 В

° 2 x 230 В Sin ≈ 120 400 В

Короче говоря, однофазное напряжение можно рассчитать из трехфазного напряжения и наоборот, используя следующую основную формулу.

Однофазный в трехфазный

• В _PH x √3 = В _L
• 230 В x 1,732 ≈ 400 В … (3ϕ)

Трехфазный в однофазный

• В _L ÷ √3 = В _PH
• 400 В ÷ 1,732 = 230 В … (1ϕ)

Где; √3 = 1,732

Итоговые баллы:

• В однофазной системе уровень напряжения между фазой и нейтралью составляет 230 В
• В трехфазной системе уровень напряжения между любыми двумя фазами из трех составляет 400 В, а не 415, 440, 660 или 690 В. Это возможно только в случае отклонения ±%, т.е. 400В±10% = 400В + 40В = 440В.

Только для напряжения. Теперь, что касается Силы. Ну, это другой сценарий следующим образом.

Похожие сообщения:

• Соединение треугольником (Δ): 3-фазная мощность, значения напряжения и тока
• Соединение звездой (Y): трехфазная мощность, значения напряжения и тока

Если 1-фазная мощность составляет 230 Вт, будет ли 3-фазная мощность составлять 400 Вт или 690 В?

Мощность является аддитивной (в отличие от напряжения, как указано выше) и может быть суммирована как скалярное сложение, например. Мощность в линии 1 + линии 2 + линии 3.

Мощность в однофазном питании = напряжение x ток

• P = V x I

 

Мощность в трехфазном питании = 3 x мощность в однофазной сети

P = 3 x V _PH x I _PH  x CosФ

Где:

• P = мощность в ваттах
• В _L = Напряжение сети
• I _L = Линейный ток
• В _PH = Фазное напряжение
• I _PH = Фазный ток
• CosФ = коэффициент мощности

Вкратце, мощность в 3-фазной цепи равна P _R + P _Y + P _B .