Как проверить порядок чередования фаз с помощью ФУ-2

Как проверить порядок чередования фаз с помощью ФУ-2

Февраль 12th, 2013 Рубрика: Электрические измерения, Электролаборатория

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.

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.

3 проверенных способа определения фазы и нуля без приборов. Как проверить фазировку мультиметром

Как определить фазу и ноль мультиметром

Главное, что вы должны знать: у обычного цифрового мультиметра, нет отдельного режима для определения фазы или нуля, узнать это можно лишь увидев на экране величину напряжения или не увидев его.

По большому счету, принцип определения фазы тестером, схож с работой обычной индикаторной отвертки, где фаза определяется по свечению встроенной лампы, которая загорается только при наличии цепи фаза – сопротивление – лампа — ёмкость (человек).

Ток, с фазы, протекающий через такую индикаторную отвертку, проходит через высокое сопротивление, встроенное в индикатор, затем также через лампу в ней, а потом попадает в ёмкость – в качестве которой выступает человек (для этого мы и касаемся задней стороны индикаторной отвертки при определении) и только при наличии всех участников такой цепи, лампа будет гореть.

Еще раз напомню, что на мультиметре должен быть выставлен режим определения напряжения переменного тока, предел измерения выше 220в, в нашем случае 500В, щупы подключены в разъемы «COM» и «VΩmA».

Если мультиметр рабочий и нет проблем с подключением розетки или перебоев с электроснабжением, то прибор покажет вам напряжение близкое к 220-230В.

Такого простого теста достаточно чтобы продолжить поиск фазы тестером. Сейчас, в качестве примера, мы определим какой из двух проводов, например, выходящих из потолка для люстры, фазный.

Если бы провода было три – фаза, ноль и заземление, то достаточно было бы измерить напряжение на каждой из пар, точно так же, как мы определяли его в розетке. При этом между двумя проводами напряжения практически бы не было – между нолем и заземлением, соответственно оставшийся третий провод фазный. Ниже представлена наглядная схема определения.

РЕТОМЕТР-М2: возможности, о которых важно знать

С помощью трехфазного прибора РЕТОМЕТР-М2 можно легко определить чередование фаз, измерив значения фазных напряжений или их симметричных составляющих. Для этого в приборе имеются соответствующие режимы измерений.

Чтобы выполнить проверку, достаточно подключить прибор с помощью трех проводов к соответствующим выводам проверяемых фаз (рис. 1). Стоит отметить, что это единственный режим, когда для измерения трехфазного сигнала достаточно всего три провода, в остальных используются четыре или шесть.

Чтобы удостовериться в правильности подключения, необходимо в трехфазном режиме проверить наличие напряжения на каждом входе (рис. 2). При некорректных результатах рекомендуется проверить схему соединения либо дополнительно подключить нулевой провод.

Далее в режиме измерения последовательностей определить порядок чередования фаз. При прямом чередовании наибольшее значение напряжения имеет прямая последовательность, например, на рисунке 3 Uп=57.73В. Если чередование обратное, то максимальное значение достигает напряжение Uо. Напряжение Uн не участвует в определении чередования. Наличие трех напряжений Uп, Uo и Uн свидетельствует о некорректном подключении.

Рис. 1. Проверка чередования фаз	Рис. 2. Проверка правильности подключения	Рис. 3. Вычисление значений симметричных составляющих

Как с помощью РЕТОМЕТР-М2 выполнить проверку фазировки шин двух секций 0,4 кВ?

В приборе все измерительные каналы напряжения между собой гальванически развязаны, поэтому такая проверка выполняется быстро и безопасно.

Вход U1 подключается к фазе «А» либо к линейному напряжению «AB» первой секции шин, а вход U3 – к фазе «А» либо к линейному напряжению «АВ» второй секции шин (рис. 4). Если система фазирована правильно, то угол между напряжениями будет равен 0 (рис. 5), если концы перевернуты – 180 градусов. В случае, когда фазы в шинах перепутаны, угол равен 120 градусам (С или L).

После проверки фазы «А» необходимо проверить другие фазы аналогичным образом.

Рис. 4. Проверка фазировки шин двух секций	Рис. 5. Измерение напряжения в двух каналах и вычисление фазы между ними

Как выполнить проверку вторичной цепи трансформатора тока?

Измерение сопротивления нагрузки во вторичной цепи трансформатора тока необходимо выполнять, подав на него первичный ток от постороннего источника, либо когда трансформатор работает в штатном режиме.

Вход вольтамперфазометра U1 необходимо подключить к выводам вторичной обмотки трансформатора, а токовыми клещами I1 охватить любой отходящий провод (рис. 6). Далее в меню установить однофазный режим и выбрать расширенное отображение данных.

По измеренным значениям тока и напряжения вычисляются полное, активное и реактивное сопротивления (рис. 7).

Рис. 6. Проверка вторичной цепи трансформатора тока	Рис. 7. Измерение параметров одной фазы

Как определить несимметрию трехфазной системы напряжений в цепи 0,4 кВ?

РЕТОМЕТР-М2 имеет широкий диапазон измерения напряжения, до 750 В на фазу, благодаря чему прибор можно непосредственно использовать для измерений в сетях 0,4 кВ.

Показателями несимметрии трехфазной системы напряжений являются коэффициенты несимметрии по обратной (Ко) и нулевой (Кн) последовательности, которые рассчитываются как отношение действующего значения напряжения соответ¬ственно обратной и нулевой последовательности к действующему значению напряжения прямой последовательности.

РЕТОМЕТР-М2 автоматически вычисляет значения этих коэффициентов в режиме измерения симметричных составляющих (рис. 9).

При измерении коэффициентов несимметрии напряжений используется только четырехпроводная схема подключения (рис. 8).

Рис. 8. Определение несимметрии напряжений в цепи 0,4 кВ	Рис. 9. Измерение коэффициентов Ко=14% и Кн=5%

Можно ли с помощью РЕТОМЕТР-М2 проводить измерения общей мощности потребления в многоквартирном доме?

Да, можно, но при условии, что в электрощите используются понижающие трансформаторы тока (рис. 10). Для измерения потребляемой мощности необходимо выбрать трехфазный режим работы РЕТОМЕТР-М2 и переключить его в режим измерения трехфазной мощности, где вычисляется активная, реактивная, полная мощность каждой фазы и коэффициент мощности. Общая активная мощность ΣP определяется как суммарная мощность трех фаз (рис. 11). Полученное значение необходимо умножить на коэффициент трансформации ТТ.

Рис. 10. Измерение общей мощности потребления	Рис. 11. Снятие полной векторной диаграммы трехфазной цепи

Зачем в РЕТОМЕТР-М2 добавлена возможность проведения измерений на различных гармониках?

В связи с широким распространением устройств, использующих в своей схеме тиристоры, генерирующие в сеть гармоники, в электросетях появилось большое количество возмущений и искажений, приводящих к сбоям производственного оборудования и к неправильному учету потребленной или произведенной энергии. Основными источниками гармоник являются частотные приводы и устройства плавного пуска двигателя, дуговая сварка, трансформаторы и т.д.

Гармоники, генерируемые источниками, не остаются в данной системе, а проявляются в соседних связанных электросетях и могут приводить к катастрофическим последствиям, вызывая перегрев и выход из строя силовых трансформаторов, увеличение тока или перегрузку корректирующих конденсаторов, шум и сбои в работе систем контроля, перегрузку вращающихся устройств, ошибки срабатывания автоматических выключателей и ошибки в коммуникационном оборудовании, большой ток в нейтрали, изменение напряжения в фазах и т.д.

С целью предотвращения роста уровня нелинейных искажений в сети, поглощения (тепловыделения) гармоник, а также для рационального использования электроэнергии, необходимо использовать специальные измерительные приборы, имеющие фильтры гармоник.

Любую периодическую кривую тока или напряжения можно разложить на основную синусоиду (50 Гц) и сумму определенного количества частот кратных 50 Гц. Наибольшее значение имеют нечетные гармоники, так уровни влияния 3, 5, 7, 8, 9 в сумме могут превышать 10% от 1-й гармоники. Другие гармоники имеют гораздо меньшее влияние.

Помимо измерений параметров сигнала на основной частоте, обновленный РЕТОМЕТР-М2 проводит полный комплекс измерений на 3 (150 Гц), 5 (250 Гц), 7 (350 Гц), 9-й (450 Гц) гармониках (рис. 12). С включенным фильтром на выбранной частоте прибор измеряет действующее значение тока, напряжения, фазы, вычисляет параметры мощности и сопротивления. Следовательно, с помощью РЕТОМЕТР-М2 можно достаточно легко обнаружить источники помех, измерить уровень вносимых искажений без применения дорогостоящих устройств анализа сети.

Рис. 12. Выбор метода измерения: среднеквадратичный (RMS) либо с использованием фильтра гармоник

Таким образом, новые возможности РЕТОМЕТР-М2 позволили специалистам расширить круг задач по проведению различных измерений.

Схема подключения трехфазного счетчика

К этажным щиткам подводятся три фазы электроэнергии. Мы привыкли, что квартиры запитываются одной фазой. Поэтому и электросчетчик тоже обычно однофазный.

Простая однофазная схема

Эта схема, хоть на ней и нарисован однофазный старый счетчик, показывает вид его установки, который для однофазной сети в квартире, в принципе, и не изменился. Только мы видим (и знаем), что к квартире подходят три фазы, хотя мы берем одну. А ведь можно запитать квартиру сразу всеми тремя фазами.

Подключение трехфазного счетчика: преимущества питания на 380 В

Можно ввести в квартиру три фазы и поставить на них отдельные однофазные счетчики.

Но вместе они дороже одного трехфазного, и один устанавливается проще, когда знаешь, как правильно подключить.

1. Мощные электроприборы работают на трехфазном токе. Лучше всего подать им их родное напряжение.
2. В однофазной сети потребления есть зависимость от колебаний внешнего напряжения в отдельных фазах. Трехфазное напряжение дает возможность выравнивать потребление в фазах, переключая своих потребителей на менее нагруженные фазы.
3. Собственные потребляющие электроприборы, собранные на одной фазе, могут вызвать локальный перекос фаз, что плохо для общедомовой сети.
4. Общее потребление в трехфазной сети меньше, чем в однофазной, для тех же устройств-потребителей.

При напряжении в 380 вольт по закону Ома ток меньше, отсюда меньше потери в проводах, и тем же сечением проводов можно питать большую, чем при 220 В, электрическую мощность.

Трехфазная сеть: моменты внимания

Сложности трехфазной сети обычно существуют на этапах монтажа или во время каких-то работ по изменению сети.

• Три фазы необходимо развести строго по разным ветвям сети так, чтобы не было вероятности их пересечения. Потому что нечаянное соединение проводов двух фаз дает короткое замыкание напряжения в 380 В.
• Необходимо иметь схему всех соединений, чтобы точно было известно, где какая фаза.
• При разводке питания необходимо строго соблюдать цветовую маркировку фазных проводов. Провода одной фазы должны быть одного цвета.
• На трехфазных потребляющих устройствах и на трехфазном счетчике необходимо соблюсти порядок подключения, потому что от этого зависит работа приборов.
• Трехфазные потребители требуют хорошего рабочего нуля. В сетях с перекосом фаз необходимо связать ноль с контуром заземления, иначе электроприборы выйдут из строя.

Особенности прямой последовательности фаз

Это также называется способом асимметричных компонентов. Подробнее, элемент определения асимметричных электронных компонентов. Он основан на разложение несимметричной системы на 3 симметричные: прямая, обратная, нулевая.

Где применяется прямая последовательность фаз:

1. Метод используется для определения асимметричных порядков действия электроэнергетических компонентов.
2. Данный способ применяют некоторые элементы РЗиА. Например, на этом построен принцип действия трансформатора напряжения при последовательности в ноль. Основан принцип на суммировании значений напряжения во всех фазах.
3. Для 3-фазных транспортных ЛЭП, в итоге получается матрица точных собственных направлений.

Этот способ определения удачно применяется, чтобы рассчитать несимметричные режимы 3-фазной линии, либо возникновения замыкания цепи. Фазоуказатель помогает определить прямую последовательность фаз, что нужно для работы некоторых устройств. При необходимости, можно легко изменить последовательность фаз.