Вращение фаз: Как определить чередование фаз трехфазного электродвигателя

Содержание

Чередование фаз | Заметки электрика

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.

Действие прибора аналогично принципу работы асинхронного двигателя.

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.

P.S. В следующих статьях мы поговорим о правильности проведения фазировки. Подписывайтесь на новости сайта, чтобы не пропустить выпуски новых статей.

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


Как и чем определить порядок чередования фаз в трехфазной сети?

 

При подключении различного оборудования к электросети часто возникает проблема в том, что провода и обозначения фаз могут быть ошибочными, а маркировка фаз утерянной или стертой. 

Если подключить оборудование неправильно — возникнет риск серьезных аварий и поломок, поскольку неверный порядок последовательности фаз приводит к тому, что двигатели вращаются в обратную сторону. Чем это чревато на транспорте, на стройках или в крупном промышленном производстве объяснять не стоит.

Для определения последовательности фаз можно применять осциллограф, но это не совсем удобно и не всегда применимо к производственным условиям.

Существуют специальные приборы: индикаторы последовательности чередования фаз, которые бывают электромеханические, электронные и бесконтактные.

Данные приборы имеют множество названий: индикаторы фазовращения, указатели последовательности фаз, индикаторы очередности фаз, индикаторы порядка следования фаз и т. д.., однако суть от этого не изменяется. 

Электромеханические индикаторы

Это самые распространенные и простые приборы, которые уже давно применяются и отличаются простотой и наглядностью. Они представляют из себя небольшой трехфазный двигатель с вращающимся диском, по направлению вращения которого можно определить порядок чередования фаз. Самые известные приборы :

ЭИ5001 или И517М.

 

 

Прибор следует подключить к 3-м фазам и кратковременно нажать на кнопку. Вращение диска покажет правильно ли определен порядок чередования фаз.

Есть одна тонкость — нажатие на кнопку должно быть кратковременным, достаточно 1-2 секунды, чтобы диск начал вращение. Если держать кнопку нажатой слишком долго, то
прибор может выйти из строя за счет перегрева.

Более современный электромеханический прибор — 8PK-ST850. 

 


Устроен по принципу предыдущего, однако снабжен штатным проводами, мягким чехлом и неоновыми индикаторами фаз. Если контакта с какой-либо фазой нет — то это будет сразу понятно по отсутствию свечения индикатора данной фазы.

К недостаткам таких приборов следует отнести относительно большие габариты и массу, а также наличие подвижных частей.
К достоинствам — высокая помехоустойчивость и практически нулевая вероятность ошибки измерений.

Электронные контактные индикаторы

UT261A — удобный малогабаритный прибор на ЖК индикаторах, позволяющий отслеживать наличие каждой фазы и порядок их чередования.

 

 

Прибор не требует внутреннего источника питания, т к питается исследуемым напряжением.

UT261B — электронный прибор , который показывает так же как и предыдущий наличие фаз неоновыми индикаторами и порядок чередования фаз светодиодами. Питание прибора — 9 вольт от батареи Крона.

 

 

Особенность прибора — не только определение порядка чередования фаз напряжения, но и порядка чередования обмоток двигателя.

Это работает так: прибор подключается к отключенному от сети двигателю. Вал двигателя вращают вручную и при этом светодиоды покажут порядок чередования фаз обмоток — L (левый)  или R (правый).

К достоинствам приборов следует отнести простоту использования, малые габариты и массу, отсутствие подвижных частей и вследствие этого большую надежность.  

К недостаткам — более высокую чувствительность к помехам и искажениям в сети по сравнению с электромеханическими приборами. В случае очень сильных помех прибор может давать неопределенные показания, однако уровень помех или искажений должен быть очень большим.

Бесконтактные электронные индикаторы

Довольно новые приборы UT262A и UT262C, которые позволяют определить порядок чередования фаз без разрыва цепи и гальванического контакта с сетью.

 

 

Для измерений клипсы с датчиками тока крепятся на проводах и светодиодные индикаторы показывают направление вращения фаз.  Естественно, при этом, по проводам должен течь ток.

К достоинствам прибора относится простота и безопасность использования.

К недостаткам — слишком высокая чувствительность к электромагнитным помехам и нелинейным искажениям. В производственных условиях избежать такого рода помех сложно, т к в наше время к сети подключены частотные приводы, инверторы и т.д., использующие технологии ШИМ и синтеза частоты.

Однако, для первичных вводов приборы вполне подходят, то есть там, где уровень помех и несинусоидальности относительно невелик.

В кратком обзоре мы рассмотрели 3 основных типа индикаторов последовательности чередования фаз, которые поставляются ТОО Test instruments, являющегося официальным дистрибьютором заводов производителей.

Заказы на приборы принимаются на интернет портале Pribor.kz 
 

Fluke 9062 индикатор чередования фаз и вращения электродвигателя в МИР Энерго

Назначение Fluke 9062

Fluke 9062 индикатор чередования фаз и вращения электродвигателя  обеспечивает индикацию вращающегося поля и вращения электродвигателя, обладает преимуществом бесконтактного измерения и предназначен для определения направления вращения синхронных и асинхронных электрических моторов и порядок чередования фаз в трехфазной электрической цепи.
Индикатор чередования фаз Fluke 9062 применяется для коммерческого и промышленного применения,   обеспечивает быструю индикацию чередования 3-х фаз с помощью входящих в комплект измерительных проводов, а также может использоваться для определения направления вращения синхронных и асинхронных 3-фазных двигателей.
Бесконтактное измерение идеально подходит для электродвигателей со скрытым валом.

Бесконтактное измерение для работы со скрытым валом

Для работы можно использовать контактный и бесконтактный методы измерения. Бесконтактное определение направления вращения пригодится в процессе обслуживания закрытых приводов и двигателей со скрытым валом. Также в комплект поставки входят тестовые провода с зажимами различных размеров, благодаря которым устройство можно подключать без переходников даже к промышленным штепсельным разъемам.

Прибор предназначен для работы с сетями и оборудованием с напряжением переменного тока до 400 В, в диапазоне частот от 2 до 400 Гц. Это расширяет сферу применения индикатора фаз и позволяет использовать его для проверки различного производственного оборудования.

Особенности устройства Fluke 9062

  • 3-фазная индикация
  • Индикация чередования фаз
  • Индикация направления вращения электродвигателя
  • Бесконтактное определение направления вращения работающих электродвигателей.
  • Обозначение чередования фаз направления вращения двигателя с помощью светодиодов на передней панели.
  • Корпус из прочного пластика имеет небольшие размеры и вес, легко помещается в карманах спецодежды.

Входящие в комплект щупы оснащены зажимами различных размеров, обеспечивающими безопасное подсоединение, в том числе и к промышленным штепсельным разъемам.

Заказать и купить Fluke 9062 индикатор чередования фаз по отличным ценам в МИР Энерго, Москва. Звоните по тел. (495) 940-76-78 или нажмите на кнопку «КУПИТЬ», будем рады помочь. Доставка по всей России.

Указатели последовательности чередования фаз производства на сайте МИР Энерго: Россия, SEM, SEW,  SONEL, Актаком

 

Описание параметра «Контролируемые параметры» — Профсектор

Трехфазные реле контроля используются для сигнализации и защиты оборудования от проблем с питающей сетью.

На портале Profsector.com принято следующее обозначение защит:

›U — защита от высокого уровня напряжения.

‹U — защита от низкого уровня напряжения. Пониженное напряжение приводит к возникновению неопределенного состояния в работе оборудования. Если на катушку контактора подается пониженное напряжение, контакты могут неправильно работать при переключении.

¦L — защита от обрыва/пропадания фазы. Обрыв фазы может привести к тому, что двигатели перестанут запускаться или будут забирать необходимый ток из других фаз. Такая ситуация приводит к неравномерным нагрузкам на обмотку двигателя и может вызвать его поломку.

¦N — защита от обрыва нейтрального провода. В случае симметричной нагрузки в сети обрыв нейтрального провода не оказывает никакого влияния на сеть. При обрыве нейтрального провода в сети с ассиметричной нагрузкой в отдельных фазах возникают колебания напряжения, способные нанести значительный ущерб подключенному оборудованию.

⅍U — защита от асимметрии напряжения (только для трехфазных реле). При несимметричном напряжении питания двигателя часть энергии двигателя превращается в реактивную мощность. Производительность падает; кроме того, двигатель подвергается повышенной тепловой нагрузке и может выйти из строя.

§L — защита от нарушения чередования фаз (только для трехфазных реле). Нарушение чередования фаз при работе двигателя или неправильное подключение фаз до пуска приводит к изменению направления вращения подключенного оборудования. Генераторы, насосы или вентиляторы вращаются в неверном направлении, что приводит к неправильной работе оборудования. Своевременное обнаружение ошибок в чередовании фаз имеет большое значение, особенно для машин с вращающимися и движущимися частями.

ʏL — защита «слипание» фаз (только для трехфазных реле). Аварийный режим «слипания» фаз происходит в случае обрыва одной из питающих фаз и замыкании ее со стороны двигателя на другую фазу. При этом одно и то же фазное напряжение подается на две фазы двигателя, на третьей остается в норме. При незначительной амплитудной несимметрии наблюдается значительная фазная несимметрия, приводящая к появлению значительных напряжений обратной последовательности, вызывающих перегрев двигателя и выход его из строя.

TKF-13 Указатель правильности чередования фаз и направления вращения электродвигателей

Указатель правильности чередования фаз TKF-13 является современным прибором, который характеризуется высоким качеством, а также простотой использования. Предназначен для определения наличия напряжения трехфазных установок в диапазоне от 120 В до 760 В, индикации последовательности чередования фаз. Позволяет бесконтактным методом определять направления вращения электродвигателей и проверять правильность подключения фаз. Все результаты отражаются посредством высококонтрастных светодиодов.

Указатель реализован во влаго-, ударозащищенном корпусе, позволяющем его использование в суровых условиях окружающей среды.

Основные технические характеристики TKF-13

Диапазон междуфазных напряженийот 120 до 760 В
Диапазон частотот 2 до 70 Гц
Потребление токамакс. 3,5 мА
Питание указателяэлемент питания щелочной SONEL 6LR61 9В
Автоматическое отключениечерез 5 мин

Стандартная комплектация:

 КоличествоИндекс
Зажим «Крокодил» изолированный черный K011WAKROBL20K01
Зонд острый с разъемом «банан» желтый1WASONYEOGB1
Зонд острый с разъемом «банан» красный1WASONREOGB1
Зонд острый с разъемом «банан» черный1WASONBLOGB1
Провод измерительный 1,2 м с разъёмами «банан» чёрный1WAPRZ1X2BLBB
Провод измерительный 1,2 м с разъемами «банан» желтый1WAPRZ1X2YEBB
Провод измерительный 1,2 м с разъемами «банан» красный1WAPRZ1X2REBB

Как понять и определить чередование фаз в энергосистеме • Услуги по обучению электротехнике Valence

Понимание чередования фаз жизненно важно при соединении двух систем вместе, потому что результаты могут быть катастрофическими, если кто-то не понимает, как интерпретировать рисунки чередования фаз. Можно подумать, что такая важная вещь, как чередование фаз, будет иметь согласованные условия во всей отрасли. К сожалению, вы ошиблись.

Давайте начнем с повторения по теории генераторов.

На видео ниже показан генератор с «вращением по часовой стрелке», потому что ротор генератора вращается по часовой стрелке внутри статора. Я думаю, что это ужасное определение, потому что ротор, казалось бы, вращается против часовой стрелки, если вы обойдете его и посмотрите на противоположную сторону генератора. Все зависит от вашей точки зрения. Некоторые люди называют напряжения, создаваемые этим генератором, «по часовой стрелке», потому что если вы начнете с A:

  • Напряжение A-фазы сначала достигает пика,
  • , за которым следует напряжение фазы B, а затем
  • , за которым следует напряжение C-фазы.

Генератор, работающий против часовой стрелки, можно определить как ротор, который вращается против часовой стрелки внутри статора, как показано в следующем видео. Некоторые люди будут называть напряжения, создаваемые этим генератором, «против часовой стрелки», потому что если вы начнете с A:

  • Напряжение A-фазы сначала достигает пика,
  • , за которым следует напряжение C-фазы, а затем
  • , за которым следует напряжение B-фазы.

Оба этих определения — ужасный способ сообщить о чередовании фаз.

Например, какая последовательность фаз является выходным напряжением генератора в следующем видео?

Генератор вращается по часовой стрелке, но напряжения против часовой стрелки, потому что сначала напряжение фазы А достигает своего пика, затем следует напряжение фазы С, а затем напряжение фазы В.

Какой правильный термин для этой системы… по часовой стрелке или против часовой стрелки? Оба применимы, не так ли? Вот почему такое определение чередования фаз сбивает с толку.

Нас не волнует, в каком направлении вращается генератор в энергосистеме. Мы хотим знать порядок или последовательность напряжений, создаваемых генератором, и убедиться, что система имеет одинаковую последовательность фаз, прежде чем подключать их. Следовательно, вы должны исключить правую и против часовой стрелки из своей терминологии, если вы хотите эффективно передавать информацию о последовательности фаз с кем-то еще.

Как определить поворот фазы по чертежам осциллограмм

Правильная терминология должна ссылаться на обозначения напряжения и всегда начинаться с одного и того же обозначения.

Система A-B-C-A-B-C на следующем изображении является системой A-B-C, если я выберу A в качестве эталона.

На изображении ниже показана система C-A-B-C-A-B, которая также является системой A-B-C, если я использую A в качестве ссылки. Ее также можно было бы назвать системой C-A-B или системой B-C-A, в зависимости от ссылки.

На изображении ниже показана система A-C-B, система C-B-A или система B-A-C, в зависимости от ссылки.

Как лучше всего сообщить последовательность фаз?

Есть два правила, которые вы должны использовать при передаче информации о последовательности или чередовании фаз:

  1. Всегда используйте обозначения напряжения.
  2. Всегда начинайте с одного и того же обозначения.

Если вы всегда следуете этим двум правилам, ошибок связи быть не должно.

Если вам нужна дополнительная информация о том, что мы обсуждали до сих пор, ознакомьтесь с нашим онлайн-курсом 1-1: Трехфазная электрическая система (4 CTD NETA).

Определение чередования фаз с помощью фазорной диаграммы

По-прежнему существует проблема, с которой я сталкиваюсь в большинстве моих классов… вращение вектора НЕ изображается на рисунках сигналов; они изображены на векторных диаграммах.Многие из моих учеников не могут определить правильное вращение с помощью типичных обозначений фазового вращения на чертеже, например:

Давайте проверим ваши знания. Какое чередование фаз показано на следующем рисунке?

Чередование фаз — A-B-C.

Вы не можете определить чередование фаз с помощью векторной диаграммы, если не знаете одно универсальное правило в мире тестирования реле.ВСЕ ФАЗОРЫ ВРАЩАЮТСЯ ПРОТИВ ЧАСОВОЙ СТРЕЛКИ.

На видео ниже показано, как взаимосвязаны формы сигналов и векторы.

Обратите внимание, что векторы вращаются против часовой стрелки и что соответствующие формы сигналов соответствуют вращению A-B-C из рисунков сигналов ранее?

Всегда должна быть стрелка, указывающая направление вращения векторов, и она всегда должна быть направлена ​​против часовой стрелки.

Какое вращение показано на векторной диаграмме ниже?

Это все еще ротация A-B-C. Вы всегда можете определить вращение, представив вращение векторов, как показано на видео ниже.

Если вы хотите быть уверенным, что правильно понимаете поворот фаз, поместите палец в любое место на векторной диаграмме и представьте, что векторы вращаются против часовой стрелки. Начните обращать внимание, когда эталонный вектор пересекает ваш палец. Какой фазор пересечет ваш палец следующим? Какой вектор последний пересечет ваш палец? Это поможет вам определить чередование фаз, как показано в следующем видео:

Давай попробуем еще один тест!

Какое чередование фаз показано на следующем рисунке?

Это снова A-B-C, как показано в следующем видео:

Теперь, когда вы знаете, что искать и как определить чередование фаз,

Можно ли определить последовательность фаз с помощью фазорных диаграмм?

Что такое чередование фаз при использовании 1 в качестве ссылки на рисунке ниже?

Чередование фаз 1-3-2, как показано в следующем видео:

Вы должны уметь надежно определять чередование фаз в системе и эффективно передавать эту информацию кому-то еще. Если вы не можете этого сделать, результаты могут быть катастрофическими, поэтому это жизненно важный навык, который должны знать все тестеры реле.

Вы можете получить больше информации о векторных диаграммах в нашем онлайн-курсе 1-2: Фазорные чертежи для тестеров реле (4 CTD NETA).

Дополнительную информацию о том, как чередование фаз применяется к тестированию реле, можно найти в будущих публикациях или на нашем онлайн-семинаре «Как тестировать реле защиты» (16 CTD NETA).

Вы можете получить больше информации обо всех наших курсах здесь.

Надеюсь, этот пост был вам полезен. Если вы это сделали, нажмите одну из кнопок ниже или оставьте комментарий. Я читаю каждый ваш комментарий.

чередований фаз для временного питания

Непреднамеренные изменения последовательности фаз могут иметь множество последствий. Оборудование, предназначенное только для определенного направления вращения, может быть повреждено. Например, системы смазки в холодильных установках или компрессорах HVAC могут быть эффективны только тогда, когда вращающиеся части их масляных насосов движутся в заданном направлении. Работа этого оборудования в неправильном направлении может привести к неправильной работе, недостаточной смазке и выходу оборудования из строя.

Результаты могут быть еще более впечатляющими, если переключение нагрузки происходит между двумя активными источниками питания, один из которых подключен вне очереди. Это может привести к приложению мгновенного обратного тока к работающим двигателям. Возникающие в результате высокие токи могут привести к срабатыванию устройств защиты от перегрузки по току, а возникающие механические нагрузки могут повредить механическое оборудование. По этим причинам крайне важно убедиться, что источники питания и системы распределения электроэнергии подключены в правильной последовательности фаз.

В случае потери одной фазы ( однофазный, ) ток на двух оставшихся фазах увеличится, что может привести к повреждению двигателей. Реле чередования фаз могут обнаруживать такие состояния и посылать сигналы, которые можно использовать для их оповещения.

Правильное подключение временных и переносных генераторных установок

Чтобы обеспечить правильное чередование фаз, производители проектируют соединительные панели с несколькими функциями. Покупатели могут заказать соединительные панели, подключенные к последовательности фаз, используемой в конкретном приложении, возможно, когда коммунальное предприятие использует последовательность, отличную от ABC .

Что касается последовательности фаз, статья 700.3 (F) (3) Национального электротехнического кодекса ® гласит: Точка подключения переносного или временного альтернативного источника должна иметь маркировку с указанием чередования фаз и требований к соединению системы. Следовательно, разъемы обычно имеют цветовую кодировку или другую маркировку, чтобы показать правильное расположение соединений для приложения. При подключении устройств по схеме с цветовой кодировкой или маркировкой правильно расположены фазный, нейтральный и заземляющий проводники.

Производители могут также предложить мониторы последовательности фаз, которые обеспечивают визуальную и звуковую индикацию несоответствия фаз. Это позволяет персоналу оценивать и исправлять соединения перед переключением нагрузок между источниками питания.

Следует отметить, что заземление и нейтраль всегда должны выполняться до подключения фазных проводов. Точно так же нельзя ни подключать, ни отключать соединения под напряжением.

Проверка чередования фаз в системах распределения электроэнергии

Есть старая поговорка, что при первом подключении трехфазного двигателя он вращается в обратном направлении.Если вам повезет, это только заставит вас выглядеть глупо. В противном случае это может серьезно повредить дорогое оборудование и стоить вам или вашему работодателю значительных денег.

Разрушение компрессоров

Вот пример того, что может пойти не так. Коммунальное предприятие на Северо-Западе устанавливало новое компьютерное распределительное устройство. Он был предназначен для обслуживания довольно большой территории, включающей как промышленных потребителей, так и несколько различных коммерческих объектов. Бригада, производившая установку, была опытной, но оборудование было для них новым.Бригадир, который отвечал за определение того, какие провода и где были подключены, непреднамеренно поменял местами фазы.

По окончании работы утилита снова включила питание.

В будущем у крупного производителя целый набор винтовых компрессоров для системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха мощностью от 25 до 50 л.с. начал работать в обратном направлении. Винтовые компрессоры смазываются внутренними масляными насосами, «и если они работают в обратном направлении, они не перекачивают масло», — сказал начальник технического обслуживания производителя.Через несколько секунд все компрессоры поджарились. «Слава Богу, наши чиллеры не сработали до того, как мы обнаружили проблему, — сказал начальник технического обслуживания, — потому что это было бы очень плохо».

В конце концов, коммунальное предприятие оплатило все новые компрессоры, плюс арендную плату за временно введенные агрегаты. Хотя компания также провела энергетические исследования и установила новую, более эффективную систему для клиентов, она все равно осталась с яйцом на лице и большим счетом.

Все это можно было бы предотвратить, если бы обслуживающая бригада лучше понимала инструкции на новом оборудовании и использовала индикатор чередования фаз, такой как Fluke 9040, для проверки чередования фаз на выходе 480 В трансформаторов, которые питали компрессоры.Эти несколько минут сэкономили бы клиенту значительное время простоя, а коммунальному предприятию — кучу денег.

Все правильно

Другая утилита, после многих лет использования вращающихся дисков старого образца, заменила Fluke 9040s. Чаще всего они используются после замены базы измерителя или блока трансформаторов, чтобы убедиться в правильности вращения перед подключением нагрузки. Интересно, что это не учитывается при новой установке, потому что тогда ответственность ложится на электрика заказчика, чтобы убедиться, что вращение правильное, прежде чем подключать двигатели. Если он умен, у него будет свой 9040.

Утилита использует 9040 уже около трех лет. Первоначально они были привлечены к инструменту, потому что это была единственная единица Категории IV, которую они могли найти. Необходимость в этом стала совершенно очевидной, когда электрики заказчика пошли проверять чередование фаз на трансформаторе, на паспортной табличке которого было указано 240 В переменного тока, с использованием фазового блока с вращающимся диском. К сожалению для них, напряжение в системе было на самом деле 2400 В, и они задымили свой индикатор чередования фаз.Это заставило инженеров подумать: «Если это случилось с ними, и у нас есть вторичные цепи 2400 В в нашей системе, есть вероятность, что кто-то может неправильно прочитать паспортную табличку в нашей системе. Давайте продолжим и получим категорию IV на случай, если кто-то испортит» вверх.»

Так вот утилита купила 9040s. Некоторые из старых техников сначала сопротивлялись, настаивая, что им удобнее старые вращающиеся точки, но молодые привыкли к электронным устройствам. А что может быть проще: он имеет маркировку L1, L2, L3, красный, бело-синий, поэтому вы не ошибетесь.

Еще больше испорченного оборудования

Конечно, вам действительно нужно использовать 9040. Однажды коммунальное предприятие купило новый двигатель и переместило существующую базу счетчика для его питания, но электрик не подключил его, как это было раньше, и в то время как основание измерителя показывало красный белый и синий против часовой стрелки, на самом деле это было по часовой стрелке. Техник проверил вращение на другом основании метра, нашел его правильным и предположил, что этот будет таким же. Подключили счетчик, выкинули прерыватель, сломали мотор.

В другой раз работа заключалась в замене группы трансформаторов на более тяжелые блоки с более тяжелым проводом. Несмотря на то, что все на работе были опытными, ротацию по каким-то причинам никто не брал. Они закончили подключать все, подключили, включили… а затем закупили все новое ротационное оборудование для заказчика, находящегося ниже по течению. Сумма, которую стоил этот инцидент, даже не сравнивается со стоимостью нового 9040 для каждого члена экипажа.

Стандартизация на Fluke 9040

Другая утилита использовала старые устройства механического вращения, которые были отраслевым стандартом в течение многих лет, но они начали ломаться и даже перекрестно перекрещиваться внутри, и производитель не реагировал быстро или даже кажется, что они серьезно относятся к проблеме безопасности.

Специалисты по счетчикам и линейные монтажники теперь используют 9040 для проверки чередования фаз на новых установках и маркируют панели выключателей с существующим чередованием. Позже, если они устраняют неисправность или выполняют плановую замену, бригады проверят ротацию как до, так и после, используя эту маркировку и 9040. Идея состоит в том, чтобы обеспечить заказчику одинаковое чередование фаз. Эта проверка происходит внутри трансформаторов, при отключениях на панелях счетчиков, на опоре для проверки обслуживания воздушных линий, на батареях воздушных трансформаторов и в хранилищах для проверки в последней точке отключения перед подачей этого источника потребителю.

Начальник технического обслуживания коммунального предприятия полюбил оборудование Fluke и говорит, что его продукция проверена годами. По его словам, оборудование «сделано прочно для этой отрасли. Эти вещи будут падать, промокать, бить, падать с шестов и из карманов». И он прост в использовании, с ответом «да» или «нет». «Пора нам обзавестись чем-то другим, кроме этих механических вещей», — заключает он.

Чередование фаз и фазовый угол — нарушение напряжения

Чередование фаз и фазовый угол — нарушение напряжения

Чередование фаз или последовательность фаз — это концепция, которая не совсем понятна и неправильно применяется во многих установках.Давайте рассмотрим, что такое «чередование фаз» в трехфазных электрических системах. Вот некоторые ключевые моменты, на которые следует обратить внимание:

Чередование фаз / чередование фаз важно в следующих приложениях

  1. Для трехфазных двигателей, напрямую подключенных к источнику переменного тока.

  2. Для трехфазных двигателей, которые напрямую подключены к источнику переменного тока через устройство плавного пуска.

  3. Некоторые типы старых электромеханических реле защиты

  4. Некоторые старые электромеханические счетчики мощности.

  5. Параллельное подключение трехфазного источника переменного тока к трехфазному генератору.

  6. Подключение одного источника переменного тока №1 к другому источнику переменного тока №2 — аналогично параллельному подключению двух трансформаторов.

Чередование фаз / чередование фаз не важно в следующих приложениях

  1. Где 3-фазный двигатель питается от частотно-регулируемого привода (VFD). В этом случае секция входа

    VFD не заботится о чередовании фаз.Последовательность векторов на выходе привода может быть изменена с помощью настроек программы на VFD и обычно выбирается как последовательность по часовой стрелке или последовательность против часовой стрелки.
  2. Подключение к трансформатору.

  3. Подключение к любой нагрузке выпрямительного типа.

  4. Новые электронные твердотельные реле. Эти реле могут быть запрограммированы на последовательность A-B-C или A-C-B.

  5. Однофазные двигатели.

Что такое последовательность фаз?

Три фазы источника переменного тока обычно обозначаются как A-B-C, U-V-W, a-b-c, R-S-T или просто 1-2-3 с использованием разных стран и географических регионов. Независимо от обозначения, чередование фаз или последовательность фаз указывают последовательность, при которой каждая фаза достигает своего пикового напряжения. Чтобы правильно понять это, нужно помнить, что ВСЕ ТРЕХФАЗНЫЕ ВЕКТОРЫ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА ВРАЩАЮТСЯ ПРОТИВ ЧАСОВОЙ СТРЕЛКИ с частотой системы.Векторная фазовая диаграмма, которую мы видим в учебниках, представляет то, что можно было бы увидеть при свете, который включается и выключается на системной частоте.

Это означает, что каждые 16,6 мс (для системы с частотой 60 Гц) вектор будет вращаться и возвращаться в исходное положение и, следовательно, для наблюдателя будет казаться статичным.

Последовательность фаз, а не чередование фаз — это термин, определенный в словаре IEEE (IEEE 100-1984). Однако оба термина широко используются с годами.

Почему следует выбирать другую последовательность фаз, кроме A-B-C?

Следует отметить, что конкретная последовательность фаз — это всего лишь обозначение названия, которое было установлено на раннем этапе развития электроэнергетической компании, и становится трудно изменить после многих лет эксплуатации.Некоторые электроэнергетические компании работают с последовательностью A-B-C, а другие — с последовательностью A-C-B. Некоторые компании используют одну последовательность фаз при одном напряжении, а другую — при другом. Чтобы проиллюстрировать, как может возникать различная последовательность фаз, давайте посмотрим на следующую картинку:

Предположим, два источника, это могут быть две электроэнергетические компании или генераторы, один называется источником 1, а другой — источником 2.

Вначале инженеры источников 1 и 2 решили назвать три фазы, как показано на рисунке ниже.

Как вы думаете, соединение этих двух источников будет проблемой?

Чтобы понять, почему возникают проблемы при попытке соединить эти две системы, мы должны иметь некоторый опыт в конструкции распределительного устройства. Распределительные устройства / распределительные щиты / щитовые устройства сконструированы с соблюдением согласованных фазовых соотношений. Такие стандарты, как IEEE C37.20.2, IEEE C37.20.2, IEEE C37.20.3, требуют, чтобы проводники шины располагались 1-2-3 ИЛИ A-B-C слева направо, сверху вниз, спереди назад.

При попытке соединить несовместимую последовательность фаз (между разными источниками) с распределительным устройством, которое всегда имеет согласованный набор фазовой маркировки, мы видим, что необходимо изменить как минимум два подводящих провода источника, последовательность которых отличается от последовательности A-B-C.

Чтобы проиллюстрировать последствия соединения системы с последовательностью A-B-C с другой системой с последовательностью A-C-B, моделирование может быть выполнено с использованием идеальных источников. Результаты моделирования приведены ниже.Как можно заметить, между двумя источниками протекает ток короткого замыкания, что обычно приводит к срабатыванию защитных устройств для соответствующих источников и / или повреждению оборудования.

В этом случае между двумя источниками протекает ток более 700 А. Обратите внимание, что ток полностью протекает в фазных цепях, и нейтральный ток не течет.

Фазовый угол

Другая ситуация, которая обычно возникает, когда у нас есть два источника с одинаковой последовательностью фаз или чередованием фаз, но фазовые углы не совсем одинаковы.См. Рисунок ниже, чтобы лучше понять это. Как можно заметить, оба источника вращаются на ABC (помните, что векторы всегда вращаются против часовой стрелки), но угол одного источника не точно равен 0, 120, 240 градусам, как можно было бы ожидать.

Это может быть вызвано множеством причин, в том числе:
  • Напряжение сетевого источника может не иметь идеального сдвига по фазе.

  • Могут быть трансформаторы, расположенные выше по потоку, которые могут вызывать некоторую разницу фазового угла из-за конструкции трансформатора.Помните, что в идеале трансформаторы типа звезда-звезда не должны создавать разницы фаз между первичной и вторичной обмотками.

  • Если один источник имеет трансформатор треугольник-звезда перед входом, это вызовет разность фазового угла в 30 градусов по сравнению с источником, у которого нет переднего трансформатора.

Обычно вопрос заключается в том, могу ли я соединить две системы или нет. При соединении двух систем с немного разными фазовыми углами будет чистый нейтральный ток, который будет течь по земле / нейтрали, соединяющей два источника.Это показано в моделировании ниже. Можно видеть, что два источника имеют одинаковую последовательность фаз, но источник 1 имеет угол 0,120,240 градусов, тогда как источник 2 имеет фазовый угол 1,122,239 градусов.

Соединение двух источников с немного разными фазовыми углами приведет к циркуляции тока нейтрали / земли между двумя источниками.

Применение, в котором важны как последовательность фаз, так и угол фаз — параллельное соединение двух трансформаторов на подстанции низкого напряжения.

Часто бывает необходимо замкнуть выключатель и подключить два трансформатора среднего напряжения параллельно для удовлетворения требований нагрузки или некоторых других требований. Чтобы убедиться, что все работает так, как задумано, необходимо выполнить две вещи (в указанном порядке), относящиеся к последовательности фаз.

  1. Проверить последовательность фаз : Используя измеритель последовательности фаз, убедитесь, что два источника имеют одинаковую последовательность фаз, либо оба имеют последовательность ABC, либо оба имеют последовательность ACB.
  2. Проверка фазового угла : Измерьте разность потенциалов между соответствующими фазами, которые будут параллельны. Величина разности потенциалов между соответствующими фазами будет указывать на разность углов фаз между двумя источниками. В идеале не должно существовать разницы потенциалов между, скажем, фазой A источника 1 и фазой A источника B, если оба источника имеют фазы, разнесенные точно на 0, 120, 240 градусов. Небольшая разница фазового угла обычно допустима, и это приведет только к циркуляции тока заземления между трансформаторами.Этот тест также можно выполнить с помощью осциллографа. Если замечена большая разность фазовых углов, перед параллельным подключением двух трансформаторов необходимо выполнить дополнительные работы.

Возможные последствия невыполнения проверки чередования фаз при подключении устройств:
  • Двигатели могут вращаться в противоположном направлении и, в зависимости от ведомой нагрузки, могут повредить ведомую нагрузку.

  • Электромеханические реле могут мешать срабатыванию или, что еще хуже, вообще не работать.

  • Электромеханические измерители мощности могут давать ошибочные показания.

  • Опасный ток короткого замыкания может протекать при соединении источников с различным чередованием фаз / очередностью.

Возможные последствия невыполнения проверки фазового угла при подключении устройств:
  • Циркулирующий фазный ток между двумя источниками может привести к перегреву трансформаторов.

  • Циркулирующие токи заземления между двумя источниками.

  • Циркулирующие токи заземления, вызывающие ложное срабатывание реле замыкания на землю.

Тестер чередования фаз | Измеритель последовательности фаз

Тестеры чередования фаз представляют собой полезные портативные устройства, предназначенные для проверки направления чередования фаз в моторизованном оборудовании с трехфазным питанием. Эти тестеры обеспечивают светодиодную индикацию вращения как по часовой, так и против часовой стрелки.Они идеально подходят для проверки чередования фаз в двигателях, насосах и кондиционерах. Их также можно назвать индикаторами последовательности фаз, измерителями последовательности фаз или измерителями последовательности фаз. Одно из требований — убедиться, что последовательность фаз в многофазных (трехфазных) цепях сохраняется. Они также используются для испытаний двигателей и генераторов. Приборы для проверки чередования фаз

позволяют электрическому подрядчику или производственному электрику по техническому обслуживанию постоянно подключать и обматывать клеммы устанавливаемого двигателя без необходимости предварительного включения двигателя путем временного подключения от источника питания, если таковой имеется, для определения скорости вращения двигателя. .Таким образом, испытательный комплект устраняет необходимость во временных соединениях, которые могут быть трудоемкими, дорогостоящими и весьма опасными, особенно когда задействовано много больших высоковольтных двигателей.

Этот индикатор последовательности фаз представляет собой экономичный измеритель, предлагающий четкую индикацию последовательности фаз, а также показывая любые пропущенные фазы в тестируемом источнике питания.

Во избежание повреждений убедитесь, что используется соответствующая информация о калибровке, тестировании производительности и сервисном обслуживании.

Характеристики включают:
• Определяет направление вращения одно-, двух- или трехфазных двигателей перед подключением к линии.
• Эффективный инструмент для измерения чередования фаз во всех областях, где трехфазные источники питания используются для питания двигателей, приводов и электрических систем.
• Обеспечивает четкую индикацию трехфазных систем на ЖК-дисплее и направление чередования фаз для определения правильных соединений.
• Подходит для коммерческого и промышленного применения
• Прочный и портативный тестер

Тестеры чередования фаз подтвердят непрерывность или выявят неисправность всех трех линий и покажут последовательность чередования фаз.Это быстрый и эффективный метод определения изношенных или немаркированных кабелей, обеспечивающий правильное подключение трехфазных розеток и устройств.

Фаза и чередование

Индикаторы чередования фаз

Индикатор последовательности фаз — это устройство, используемое для сравнения последовательности фаз трехфазных генераторов или двигателей. Индикатор, как правило, представляет собой небольшой трехфазный асинхронный двигатель с тремя выводами, обозначенными как «A», «B» и «C», которые окрашены в красный, белый и синий цвет. Ротор в приборе можно наблюдать через три порта. поворачивается, чтобы вы могли заметить направление, в котором он вращается.Ротор можно запустить с помощью переключателя с мгновенным контактом: он снова останавливается, когда вы отпускаете переключатель. Какой бы индикатор ни горит, это указывает на чередование фаз напряжения в проводниках, к которым подключен прибор; например, индикатор с надписью «ABC» указывает одну фазовую последовательность, а другой индикатор с надписью «BAC» указывает на другую.

Направление вращения двигателя

При установке двигателя определение направления вращения имеет решающее значение для работы двигателя.Измеритель чередования фаз сравнивает чередование фаз двух различных трехфазных соединений. Три вывода, обозначенные «A», «B» и «C», подключены к стороне тестового устройства, обозначенной «MOTOR». Три других провода обозначены так же, но подключены к противоположной стороне тестового устройства, обозначенной «LINE». Измеритель содержит вольтметр с нулевым центром, на одной стороне которого написано «НЕПРАВИЛЬНО», а на другой — «ПРАВИЛЬНО». Правильная установка двигателя зависит от правильного подключения фаз.

Пример работы
Подключение двигателя для 9-проводного, 3-фазного, двухполюсного, односкоростного, треугольного соединения.
В обмотке, соединенной треугольником, одна клемма в каждой группе является общей для двух секций обмотки. Этот вывод можно идентифицировать, используя цепь вращения двигателя в качестве моста. Соедините все три провода ДВИГАТЕЛЯ вместе. Установите селекторный переключатель в положение ДВИГАТЕЛЬ. Используйте ZERO ADJ. управления, чтобы установить стрелку измерителя на ноль (центр). Подключите три вывода ДВИГАТЕЛЯ к трем клеммам группы в любом порядке. Наблюдайте за отклонением измерителя. Поменяйте местами выводы ДВИГАТЕЛЯ A и B. Снова наблюдаем прогиб.Поменяйте местами выводы ДВИГАТЕЛЯ B и C. Обратите внимание на прогиб. Вернитесь к соединению, которое давало наименьшее отклонение счетчика. На этом этапе провод B MOTOR подключается к общей клемме. Теперь проведите тест вращения двигателя с проводами, подключенными, как указано выше; при необходимости отрегулируйте балансировку тестера с помощью ZERO ADJ. управления, а затем слегка поверните двигатель в желаемом направлении. Если предпочтительное направление не указано, поверните его по часовой стрелке, если смотреть со стороны привода. Если отклонение в НЕПРАВИЛЬНОМ направлении, поменяйте местами выводы ДВИГАТЕЛЯ A и C.Когда будет получен ПРАВИЛЬНЫЙ прогиб, клеммы в группе должны быть помечены в соответствии с маркерами проводов ДВИГАТЕЛЯ. Число 1 следует использовать в качестве префикса для обозначения группы. Таким образом, клемма, подключенная к выводу A MOTOR, имеет маркировку 1A. Общая клемма обозначена 1B, а оставшаяся клемма 1C. Выберите вторую группу отведений. Определите общий вывод и вращение таким же образом, как описано выше. При маркировке этих терминалов номер префикса временно опускается. Клеммы помечены тегами A, B, C.Если все сделано правильно, B отметит общий провод. На этом этапе идентификация терминалов достигла точки, показанной на рисунке. Остается определить, принадлежит ли эта вторая группа ко второй или третьей позиции. Это можно определить с помощью теста наведенного напряжения, который показывает, находятся ли катушка A-B или катушка B-C в фазе с катушкой 1B-1C. Продолжая применять аналогичные шаги, можно определить всю конфигурацию. Аналогичным образом, соответствующие модификации общей процедуры могут быть использованы для определения других типов конфигураций обмоток.

Чередование фаз — обзор

Матрицы последовательного импеданса фаз и последовательностей

На рисунке 3.8 (a) показана связанная последовательная индуктивная цепь на рисунке 3.7, где каждая фаза, провод заземления и земля представлены как эквивалентные собственные и взаимно связанные импедансы .

Рисунок 3.8. Цепи последовательного импеданса и шунтирующей проводимости на рисунке 3.7: (а) трехфазная связанная последовательная цепь полного сопротивления; (b) трехфазная шунтирующая емкостная цепь; (c) схема пониженной трехфазной шунтирующей емкости с исключенными проводами заземления и (d) схема трехфазной шунтирующей емкости в терминах последовательности

Чтобы получить общую формулировку матрицы последовательного фазового импеданса для такой линии, последовательное сопротивление фазы R Уравнение падения напряжения можно записать как

(3.27a) VR-V′R = ΔVR = ZRRIR + ZRYIY + ZRBIB-ZRS1IS1-ZRS2IS2-ZREIE + VE

(3.27b) VE = ZEEIE-ZERIR-ZEYIY-ZEBIB + ZES1IS1 + ZNS2IS2

При приеме фаз конец полностью заземлен, I R + I Y + I B = I E + I S1 + I с использованием уравнения S2 и b) в уравнении (3.27a) имеем

ΔVR = (ZRR-2ZRE + ZEE) IR + (ZRY-ZRE-ZYE + ZEE) IY + (ZRB-ZRE-ZBE + ZEE) IB + (ZRE-ZRS1 + ZS1E- ZEE) IS1 + (ZRE-ZRS2 + ZS2E-ZEE) IS2

или

(3.28a) ΔVR = ZRR-EIR + ZRY-EIY + ZRB-EIB + ZRS1-EIS1 + ZRS2-EIS2

, где

(3.28b) ZRR-E = ZRR-2ZRE + ZEEZRY-E = ZRY- (ZRE + ZYE ) + ZEEZRB-E = ZRB- (ZRE + ZBE) + ZEEZRS1-E = ZRE- (ZRS1-ZS1E) -ZEEZRS2-E = ZRE- (ZRS2-ZS2E) -ZEE

Собственные и взаимные фазовые сопротивления, определенные в уравнении (3.28b), а также проводов заземления учитывается влияние полного сопротивления заземления Z EE . Мы можем написать аналогичные уравнения для Δ V Y , Δ V B , Δ V S1 , Δ V S2 и объединить их все для получения следующего последовательного падения напряжения и разделения Матрица последовательного фазового сопротивления:

(3.29) [ΔVRΔVYΔVBΔVS1ΔVS2] = [ZRR-EZRY-EZRB-EZRS1-EZRS2-EZYR-EZYY-EZYB-EZYS1-EZYS2-EZBR-EZBY-EZBB-EZBS1-EZBS2-EZS1R-EZS1Y-EZS1B-EZS1S1-EZS1S2-EZS2R-EZS2Y -EZS2B-EZS2S1-EZS2S2-E] = [IRIYIBIS1IS2]

При анализе короткого замыкания в крупномасштабной энергосистеме нас интересует расчет токов короткого замыкания на поврежденных фазах R, Y или B или их комбинации но обычно не в токах, протекающих в заземляющих проводах. Единственным исключением является расчет обратных токов замыкания на землю, описанный в главе 10.Для исключения заземляющих проводов разделенное уравнение (3.29) переписывается следующим образом:

(3.30a) [ΔVRYBΔVS1S2] = [ZAAZASZSAZSS] [IRYBIS1S2]

, где

(3.30b) ΔVRYVB] = [IRIYIB] tΔVS1S2 = [ΔVS1ΔVS2] IS1S2 = [IS1IS2] ZAA = [ZRR-EZRY-EZRB-EZYR-EZYY-EZYB-EZBR-EZBY-EZBB-E] ZAS = [ZRS1-EZS1-EYZ1-EZS1-EZS1-EZS1-EZS1-EYZ1-EZS1-EZS1-EYZ1 EZBS2-E] ZSA = [ZS1R-EZS1Y-EZS1B-EZS2R-EZS2Y-EZS2B-E] ZSS = [ZS1-S1-EZS1-S2-EZS2-S1-EZS2-S2-E]

Z 9025 состоит из собственных и взаимных сопротивлений фазных проводов R, Y и B с заземлением. Z AS состоит из взаимных сопротивлений между фазными проводниками R, Y и B и проводами заземления S 1 и S 2 , с заземлением. ZSA = ZAS, не считая того, что отдельные импедансы симметричны, т.е. Z RS1-E = Z S1R-E . Z SS состоит из собственных и взаимных сопротивлений заземляющих проводов S 1 и S 2 с заземлением. Эффект возврата земли показан в уравнении (3.28b). Расширяя уравнение (3.30a), мы получаем

(3.31a) ΔVRYB = ZAAIRYB + ZASIS1S2

(3.31b) ΔVS1S2 = ZAStIRYB + ZSSIS1S2

. только частично заземлены сопротивлением основания каждой опоры, к которой они подключены, но надежно заземлены на подстанциях. Однако обычно предполагается нулевое сопротивление опоры опоры и что провода заземления находятся под нулевым напряжением во всех точках. Таким образом, используя Δ V S1S2 = 0 в уравнении (3.31b) и подставляя результат в уравнение (3.31a), получаем

(3.32a) ΔVRYB = ZRYB (SE) IRYB

, где

(3.32b) ZRYB (SE) = ZAA-ZASZSS-1ZASt

и

(3.32c) ZRYB (SE) = [ZRR (SE) ZRY (SE) ZRB (SE) ZYB (SE) ZYY (SE) ZYB (SE) ZBR (SE) ZBY (SE) ZBB (SE)]

Уравнение (3.32b) показывает, что собственные и взаимные фазовые сопротивления фазных проводов матрицы Z AA уменьшаются из-за наличия заземляющих проводов. Уравнение (3.32c) указывает элементы матрицы фазового импеданса одноцепной трехфазной линии с устранением обоих заземляющих проводов и с учетом влияния импеданса заземления.Следует отметить, что математическое исключение заземляющих проводов устраняет только их присутствие из полной матрицы, но не их эффекты, которые включены в модифицированные элементы сокращенной матрицы, то есть Z RR (S-E) -; Z RR – E.

Хотя гораздо реже, сегментированные заземляющие провода могут использоваться для предотвращения циркуляции токов в заземляющих проводах и связанных с ними потерь I 2 R . Это «Т-образное» расположение, при котором заземляющие провода присоединены к верхней части средней опоры, но изолированы на соседних опорах с обеих сторон.Это эквивалентно I S1 = I S2 = 0 в уравнении (3.29) и, следовательно, матрица приведенного фазового сопротивления Z RYB (S – E) непосредственно получается из уравнения (3.29) удалив последние две строки и столбцы, соответствующие заземляющим проводам. В результате получается Z RYB (S – E) = Z AA . Матрица импеданса уравнения (3.32c) симметрична относительно диагонали, и в случае асимметричных расстояний между проводниками, собственные или диагональные члены, как правило, не равны друг другу, а также взаимные или недиагональные члены.Токи, протекающие в одном проводе, будут вызывать падения напряжения в двух других проводниках, и они могут быть неравными, даже если токи уравновешены. Это связано с тем, что взаимные импедансы, которые зависят от физических расстояний между проводниками, неодинаковы. Переписав уравнение падения напряжения с использованием уравнения (3.32c) и отбросив обозначения S и E для удобства, мы можем записать

(3.33) [ΔVRΔVYΔVB] = [ZRRZRYZRBZYRZYYZYBZBRZBYZBB] [IRIYIB]

При условии сбалансированных трех фазных токов.е. I Y = h 2 I R и I B = hI R где h = e j2π / 3 , 3.33)

(3.34a) ΔVR = (ZRR + h3ZRY + hZRB) IR

(3.34b) ΔVY = (ZYY + h3ZYB + hZYR) IY

(3.34c) ΔVB = (ZBB + h3ZBR) + h3ZBR

Уравнение (3.34) описывает однофазное или однофазное представление трехфазной системы при протекании сбалансированных токов.Однако три эквивалентных импеданса для каждой фазы явно не равны, и нельзя использовать единое представление для каждой фазы.

Матрица импеданса последовательности матрицы фазового импеданса, заданная в уравнении (3.33), может быть вычислена, предполагая чередование фаз RYB, используя V RYB = HV PNZ и I RYB = HI PNZ , где H — матрица перехода к фазе, приведенная в главе 2.Следовательно,

(3.35).

, где девять элементов импеданса последовательности этой матрицы определены уравнением (2.26a) в главе 2.

Преобразование в опорный кадр последовательности по-прежнему дает полную и даже асимметричную матрицу импеданса последовательности, которая включает взаимную связь между последовательностями. Там, где эта связь между последовательностями должна быть устранена, схема должна быть идеально транспонирована. Транспонирование рассматривается в разделе 3.2.4.

Матрицы чувствительности шунта фазы и последовательности

Рисунок 3.8 (b) показана схема шунтирующей емкости с рис. 3.7, включающая фазные проводники и землю. Чтобы получить матрицу фазовой проводимости шунта, мы используем потенциальные коэффициенты, рассчитанные по размерам линии. Таким образом, напряжение на каждом проводе относительно земли как функция электрических зарядов на всех проводниках равно

(3.36a).

, что может быть записано как

(3.36b) [VRYBVS1S2] = [PAAPASPSAPSS] [QRYBQS1S2]

Опять же, с проводами заземления при нулевом напряжении, они исключены из уравнения (3.36b) следующим образом:

(3.37a) VRYB = PRYB (S) QRYB

, где

(3.37b) PRYB (S) = PAA-PASPSS-1PASt

Опять же, P RYB (S) — это матрица приведенных коэффициентов потенциала, которая включает влияние исключенных заземляющих проводов. Уравнение (3.37b) показывает, что собственные и взаимные потенциальные коэффициенты фазных проводников матрицы P AA уменьшаются из-за наличия заземляющих проводов. Чтобы получить матрицу шунтирующей фазовой емкости линии, умножив уравнение (3.37a) на PRYB (S) -1, получаем

(3.38a) QRYB = CRYB (S) VRYB

, где

(3.38b) CRYB (S) = PRYB (S) -1

и C RYB (S) — это матрица фазовых емкостей шунта.

Расширяя уравнение (3.38b) и отмечая, что элементы матрицы емкости включают эффект исключенных заземляющих проводов, получаем

(3.38c) CRYB (S) = [CRR-S-CRY (S) -CRB ( S) -CYR (S) -CYY-S-CYB (S) -CBR (S) -CBY (S) CBB (S)]

В уравнении (3.38c) элементы этой матрицы емкостей увеличиваются на наличие заземляющих проводов, снижающих потенциальные коэффициенты.Уравнение (3.38c) проиллюстрировано в эквиваленте уменьшенной шунтирующей емкости, показанном на рисунке 3.8 (c), после исключения заземляющих проводов, но не их влияния. Используя уравнения (3.4b) и (3.38c) и опуская S-нотацию для удобства, матрица узловой проводимости на рисунке 3.8 (c) задается как

(3.39a) [IRIYIB] = [jBRR-jBRY-jBRB-jBYRjBYY -jBYB-jBBR-jBBYjBBB] [VRVYVB]

Отрицательные знаки для недиагональных членов емкости или чувствительности обусловлены тем, что матрицы находятся в узловой форме.Например, из рисунка 3.8 (c) и с использованием сопротивлений вместо емкостей, вводимый ток в узел R определяется как

(3.40a) IR = jBR-EVR + jBRY (VR-VY) + jBRB (VR-VB ) = jBRRVR-jBRYVY-jBRYVB

, где

(3.40b) BRR = BR-E + BRY + BRB

и аналогично для I Y и I B . Недиагональные члены представляют собой шунтирующие сопротивления между двухфазными проводниками, например R и Y и т. Д. Диагональные члены, например для проводника R представляют собой сумму шунтирующих емкостей между проводником R и всеми другими проводниками, включая землю, как показано на рисунке 3.8 (с).

Матрица восприимчивости шунта в уравнении (3.39a) симметрична относительно диагонали, но в случае асимметричных расстояний между проводниками диагональные члены, как правило, не равны друг другу, и ни взаимные, ни вне- диагональные условия. Следовательно, что касается матрицы последовательного фазового импеданса, матрица проводимости последовательного шунта имеет вид

(3.41).

, где девять элементов чувствительности последовательности этой матрицы определены уравнением (2.26b) в главе 2, но с заменой Z на B .

Что касается матрицы импеданса последовательной последовательности, имеющуюся взаимную связь между последовательностями можно исключить, если предположить, что линия полностью транспонирована. Об этом говорится в разделе 3.2.4.

Альтернативный способ получения уменьшенной матрицы емкостей 3 × 3 уравнения (3.38c) состоит в вычислении обратной матрицы коэффициентов потенциала 5 × 5 уравнения (3.36a), которая дает матрицу шунтирующих емкостей 5 × 5.Матрицу шунтирующих емкостей 3 × 3 можно получить напрямую, просто удалив две последние строки и столбцы, соответствующие заземляющим проводам. Читателю предлагается доказать это утверждение.

В этом разделе мы представили общий случай непереносимой одноцепной трехфазной линии с двумя заземляющими проводами. Случаи, когда линия имеет только один заземляющий провод или не имеет заземляющих проводов, становятся частными случаями с математической точки зрения. Матрицы 5 × 5 уравнений (3.29) и (3.36a) становятся матрицами 4 × 4 в случае одного заземляющего провода и матрицами 3 × 3 в случае отсутствия заземляющих проводов, а остальная часть анализа аналогична. Если заземляющие провода идентичны и симметричны по отношению к трехфазной цепи, они могут быть первоначально аналитически заменены эквивалентным одиночным заземляющим проводом, эквивалентное полное сопротивление которого составляет половину суммы собственного сопротивления одного заземляющего провода и взаимного импеданса. между заземляющими проводами.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.