Indikátor fáze – jak funguje a jak jej používat

Narazil jsem na příběh o instalaci elektrického zařízení, konkrétně dvou olejových transformátorů. Práce byla úspěšně dokončena. V důsledku toho bylo získáno následující schéma napájení. Samotné transformátory, vstupní spínače, sekční odpojovače, dvě přípojnicové sekce. Instalatéři věřili, že uvedení do provozu bylo úspěšné. Začali jsme zapínat oba transformátory pro paralelní provoz a dostali jsme . Instalatéři přirozeně tvrdili, že zkontrolovali sled fází z obou zdrojů a vše se shodovalo. O fázování ale nepadlo ani slovo. Ale marně! Nyní se podíváme blíže na to, co se pokazilo.

Co je to fázové střídání?

Jak je známo, v třífázové síti existují tři různé fáze. Obvykle se označují jako A, B a C. Připomínáme-li teorii, můžeme říci, že fázové sinusoidy jsou vůči sobě posunuty o 120 stupňů. Celkem tedy může existovat šest různých řádů střídání a všechny se dělí na dva typy – přímé a reverzní. Za přímé střídání se považuje následující pořadí: ABC, BCA a CAB. Opačné pořadí bude SVA, BAC a ACB.

Pro kontrolu sledu fází můžete použít zařízení zvané indikátor fáze. Už jsme o tom mluvili. Podívejme se konkrétně na pořadí testování pomocí zařízení FU 2.

Jak to zkontroluji?

Samotné zařízení (zobrazeno na fotografii níže) se skládá ze tří vinutí a disku, který se během testování otáčí. Má na sobě černé znaky, které se střídají s bílými. To se provádí pro snadné čtení výsledku. Zařízení pracuje na principu asynchronního motoru.

Ke svorkám zařízení tedy připojíme tři vodiče z třífázového zdroje napětí. Stiskněte tlačítko na zařízení, které se nachází na boční stěně. Uvidíme, že se disk začal otáčet. Pokud se otáčí ve směru šipky nakreslené na zařízení, pak je sled fází přímý a odpovídá jedné z možností objednávky ABC, BCA nebo CAB. Když se kotouč otáčí opačným směrem než šipka, můžeme mluvit o obráceném střídání. V tomto případě je možná jedna z následujících tří možností: SVA, VAS nebo ASV.

Pokud se vrátíme k příběhu s instalátory, jediné, co udělali, bylo určit sled fází. Ano, v obou případech bylo pořadí stejné. Bylo však třeba ještě zkontrolovat fázování. A je nemožné to udělat pomocí indikátoru fáze. Při zapnutí se propojily opačné fáze. Abyste zjistili, kde jsou A, B a C, museli jste použít multimetr nebo .

Multimetr měří napětí mezi fázemi různých zdrojů energie a pokud je nulové, pak jsou fáze stejného jména. Pokud napětí odpovídá síťovému napětí, pak jsou opačné. Toto je nejjednodušší a nejúčinnější způsob. Více se o tom můžete dozvědět v našem článku. Můžete samozřejmě použít osciloskop a podívat se na oscilogram, abyste viděli, která fáze za kterou zaostává o 120 stupňů, ale to je nepraktické. Zaprvé se tím metodika značně zkomplikuje a zadruhé takové zařízení stojí nemalé peníze.

Video níže jasně ukazuje, jak zkontrolovat sled fází:

Kdy je třeba zohlednit objednávku?

Při provozu třífázových střídavých elektromotorů je nutné zkontrolovat sled fází. Pořadí fází změní směr otáčení motoru, což je někdy velmi důležité, zvláště pokud je na místě mnoho mechanismů využívajících motory.

Při připojování indukčního elektroměru typu CA4 je také důležité zvážit pořadí fází. Pokud je pořadí obráceno, je možný jev, jako je samovolný pohyb disku na počítadle. Nové elektronické měřiče samozřejmě nejsou citlivé na rotaci fáze, ale na jejich indikátoru se objeví odpovídající obrázek.

Pokud je k dispozici elektrický napájecí kabel, se kterým je nutné připojit třífázovou napájecí síť, a je vyžadováno řízení fázování, lze to provést bez speciálních zařízení. Vodiče uvnitř kabelu se často liší barvou izolace, což značně zjednodušuje proces „zvonění“. Chcete-li tedy zjistit, kde se fáze A, B nebo C nachází, potřebujete pouze . Na obou koncích uvidíme žíly stejné barvy. Přijmeme je jako stejné. Více se o tom můžete dozvědět z našeho článku.

8.1 Základní pojmy a definice

Třífázová elektrická zařízení (synchronní kompenzátory, transformátory, silnoproudé vedení) musí být sfázována před prvním připojením k síti, jakož i po opravách, při kterých mohlo dojít k narušení pořadí a střídání fází.

Obecně se fázování skládá z kontroly shody fází napětí každé ze tří fází zapínané elektrické instalace s odpovídajícími fázemi síťového napětí.

Fázování zahrnuje tři zásadně odlišné operace. První z nich spočívá v kontrole a porovnání pořadí fází zapnuté elektroinstalace a sítě. Druhá operace spočívá v kontrole fázové shody stejných napětí, tj. nepřítomnosti úhlového posunu mezi nimi. Nakonec třetí operace spočívá v kontrole identity (barvy) fází, které mají být připojeny. Účelem této operace je kontrola správnosti připojení všech prvků elektroinstalace, tedy v konečném důsledku správnosti přívodu vodivých částí do spínacího zařízení.

Fáze. Třífázovou napěťovou soustavou se rozumí soubor tří symetrických napětí, jejichž amplitudy jsou stejné hodnoty a jsou posunuty (amplituda sinusoidy jednoho napětí vzhledem k předchozí amplitudě sinusoidy jiného napětí) o stejný fázový úhel (obr. 8.1, a).

Úhel charakterizující určitý stupeň periodicky se měnícího parametru (v tomto případě napětí) se tedy nazývá fázový úhel nebo jednoduše fáze. Při zvažování dvou (nebo více) sinusově se měnících napětí stejné frekvence dohromady, pokud se jejich nulové (nebo amplitudové) hodnoty nevyskytují současně, říká se, že jsou fázově posunuty. Posun se určuje vždy mezi stejnými fázemi. Fáze jsou označeny velkými písmeny. A, B, C. Třífázové systémy jsou také znázorněny rotujícími vektory (obr. 8.1, b).

V praxi se fází v třífázovém systému také rozumí samostatný úsek třífázového obvodu, kterým protéká stejný proud, fázově posunutý vzhledem k ostatním dvěma. Na základě toho se fáze nazývá vinutí generátoru, transformátoru, motoru nebo třífázového vedení, aby se zdůraznila jejich příslušnost k určité části třífázového obvodu. Pro identifikaci fází zařízení jsou na krytech zařízení, sběrnic, podpěr a prvků zařízení patřících k fázi aplikovány barevné značky ve formě kruhů, pruhů atd Ah natřeno žlutě, fáze In-in zelená a fáze C červená. V souladu s tím se fáze často nazývají žlutá, zelená a červená: g, h, k.

Fáze je tedy v závislosti na uvažované problematice buď úhel charakterizující stav sinusově se měnící veličiny v každém časovém okamžiku, nebo úsek třífázového obvodu, tedy jednofázového obvodu, který je součástí třífázového obvodu.

Pořadí fází. Třífázové napěťové a proudové systémy se mohou navzájem lišit v pořadí fází. Pokud na sebe fáze (např. sítě) navazují v pořadí A, B, C – Jedná se o tzv. přímé pořadí sledu fází (viz § 7.3). Pokud na sebe fáze navazují v pořadí A, C, B – Toto je obrácené pořadí fází.

Pořadí fází se kontroluje indikátorem indukční fáze typu I-517 nebo indikátorem fáze typu FU-2 s podobnou konstrukcí. Indikátor fáze je připojen k testovanému napěťovému systému. Svorky zařízení jsou označeny, tedy označeny písmeny Ah B, S. Pokud se fáze sítě shodují se značkami zařízení, kotouč indikátoru fáze se bude otáčet ve směru naznačeném šipkou na krytu zařízení. Tato rotace disku odpovídá přímému pořadí fází sítě. Otočení disku v opačném směru indikuje opačné pořadí fází. Získání přímého pořadí fází z reverzu se provádí změnou poloh libovolných dvou fází elektroinstalace.

Někdy místo termínu „posloupnost fází“ říkají „pořadí střídání fází“. Abychom se vyhnuli nejasnostem, budeme souhlasit s používáním termínu „střídání fáze“ pouze v případě, že souvisí s konceptem fáze jako části třífázového obvodu.

Střídání fází. Střídání fází je tedy třeba chápat jako pořadí, ve kterém jsou fáze třífázového obvodu (vinutí a svorky elektrických strojů, dráty vedení atd.) umístěny v prostoru, pokud jejich přemostění začíná pokaždé od stejného bodu (tečky) a provádí se ve stejném směru, například shora dolů, ve směru hodinových ručiček atd. Na základě této definice se hovoří o střídání střídaček elektrických strojů a označení sběrnicových střídání elektrických vodičů a označení sběrnic

Fázová náhoda. Při fázování třífázových obvodů jsou různé možnosti, jak střídat označení vstupů na spínacím zařízení a přivádět na tyto vstupy napětí různých fází (obr. 8.2, Obr. a, b). Možnosti, ve kterých se pořadí fází nebo pořadí střídání fází elektrické instalace a sítě neshodují, při zapnutí spínače vedou ke zkratu.

Jedinou možnou možností přitom je, když se obojí shoduje. Zde je vyloučen zkrat mezi připojenými částmi (elektroinstalace a síť).

Fázovou shodou při fázování rozumíme právě tuto možnost, kdy jsou na vstupy spínače přiváděna stejná napětí, která patří v párech do stejné fáze, a označení (zabarvení) vstupů spínače je v souladu s označením fází napětí (obr. 8.2, c).

V našem zahrádkářském svazu byl instalován třífázový elektroměr s proudovým transformátorem. Měřič byl nový se všemi plombami. Po úplném odpojení zátěže se však kotouč měřiče otáčí pomalu, to znamená, že měřič má „samohybný“ pohyb. Je jasné, že nikdo nechtěl partnerství platit za energii zaznamenanou elektroměrem, kterou ve skutečnosti nespotřebovalo.

Nejprve usoudili, že měřič je vadný. Měřiče byly několikrát vyměněny, ale „samohybný“ pohyb zůstal. V důsledku toho došli k jinému závěru: měřidlo za to nemůže. Začali jsme přemýšlet o tom, co způsobuje takový „samohybný pohyb“? Pokyny výrobce přiložené k třífázovému elektroměru uvádějí: elektroměr musí být připojen k síti ve správném sledu fází, takže fáze A sítě je připojena k první svorce elektroměru, fáze B ke druhé a fáze C ke třetí svorce elektroměru.

Sled fází lze snadno nastavit pomocí indikátoru fáze. To je vždy k dispozici v elektrárnách, v elektrických zařízeních velkých továren, ale kde by se to vzalo v zahrádkářských svazech? Náš pokus pronajmout si fázový indikátor na pár dní od velké instituce byl neúspěšný. Museli jsme vyrobit vlastní „Zařízení pro určování sledu fází“ , s jehož pomocí bylo možné určit tuto správnou sekvenci. V důsledku toho po odstranění narušení sledu fází zmizel „samoběžnost“ měřiče. To znamená, že již není třeba platit za energii, kterou zahradníci nespotřebují.

Zařízení pro stanovení sledu fází v třífázové síti

Výše uvedené „Zařízení pro určování sledu fází“ je tedy určeno k určení fáze, ve které napětí zaostává za napětím ve fázi libovolně brané jako výchozí bod. Znalost tohoto zpoždění je nezbytná pro správné připojení k síti zařízení, která vyžadují sled fází, například třífázové čtyřvodičové (s nulou) elektroměry.

Konstrukce zařízení je vcelku jednoduchá (obr. 1). Na podstavci z elektricky izolačního materiálu, např. textolitu, jsou umístěny dvě nástěnné elektrické zásuvky s našroubovanými klasickými žárovkami, zakryté průhlednými pouzdry z plastových nádob na džusy, vodu apod. K podstavci je připevněn také kondenzátor a svorky pro připojení vodičů.

Některé vývody od svítilen a kondenzátoru jsou připájeny (bod O), ostatní konce vodičů jsou připojeny ke svorkám A, B a C (obr. 2).

Princip činnosti “Zařízení pro stanovení sledu fází” je následující. Při připojování „Zařízení. » do třífázové sítě se vlivem přítomnosti kondenzátoru v každé fázi mění napětí, což vede k různému zahřívání výbojek. (V našem případě je fáze B připojena ke kondenzátoru.) Hodnota žhavení (jas žárovek) slouží k posouzení, zda zbývající fáze (vodiče) patří do fáze A nebo fáze C.

Dobrý den, vážení hosté a pravidelní čtenáři stránek “Poznámky elektrikáře”.

Před pár dny mi zavolal kamarád a požádal mě, abych situaci vyřešil.

Na místě pracoval tým elektromontérů.

Jednalo se o instalaci dvou olejových výkonových transformátorů 10/0,4 (kV) o výkonu 400 (kVA). Každý transformátor napájel přípojnice 1 a 2 sekce 0,4 (kV). Mezi přípojnicemi sekcí 1 a 2 byl umístěn průsečíkový jistič.

Zde je fotografie dvou sekcí s napětím 400 (V).

Při uvádění do provozu jsme se rozhodli zkusit zapojit oba transformátory do paralelního provozu. Při zapnutí došlo k události, při které došlo k aktivaci ochrany na dvou vstupních jističích najednou.

Začali to zjišťovat. Podmínky pro připojení transformátorů k paralelnímu provozu byly splněny, ale ne všechny. Došli jsme k závěru, že nebylo dodrženo fázování autobusů dvou 400 (B) úseků. Instalační tým ujišťuje, že předběžné nafázování bylo provedeno správně. O něco později se ukázalo, že na každé sekci provedli fázování pomocí indikátoru fáze FU-2 a v obou případech zařízení vykazovalo přímou sekvenci fází.

Indikátor fáze FU-2

Pořadí střídání fází (posloupnost fází) v třífázové napěťové soustavě lze kontrolovat pomocí přenosného indikátoru indukční fáze typu FU-2. Takhle to vypadá.

Například v případě měřiče SA4-I678, když je sled fází obrácen, disk se začne „samohybně pohybovat“. U moderních elektronických měřičů, jako jsou SET-4TM a PSCh-4TM, se na obrazovce zobrazí upozornění, když je sled fází obrácen.

P.S. V následujících článcích si povíme o správné implementaci fázování. Přihlaste se k odběru novinek na webu, abyste nezmeškali nové články.

Přímý a reverzní sled fází

Třífázový střídavý proud je graficky znázorněn třemi fázemi v podobě střídavých sinusoid na ose X, vzájemně posunutých o 120°. První sinusoida může být reprezentována jako fáze A, další sinusoida jako fáze B, posunutá o 120° vzhledem k fázi A, a třetí fáze C, rovněž posunutá o 120° vzhledem k fázi B.

Grafické znázornění 120° fázového posunu v třífázové síti

Pokud mají fáze řád ABC, pak se takový sled fází nazývá přímá střídání. Pořadí fází SVA tedy bude znamenat obrácené střídání. Celkem existují tři možné přímé fázové střídání: ABC, BCA, CAB. Pro rotaci reverzní fáze bude pořadí CBA, BCA, ACB.

Sled fází třífázové sítě můžete zkontrolovat pomocí indikátoru fáze FU-2 Jedná se o malé pouzdro se třemi svorkami pro připojení tří fází sítě, hliníkovým diskem s černou tečkou na bílém pozadí a třemi vinutími. Jeho princip činnosti je podobný jako u asynchronního elektromotoru.

Pokud připojíte indikátor fáze na tři fáze a stisknete tlačítko na těle, disk se začne otáčet jedním směrem. Když se rotace disku shoduje se šipkou na těle, pak indikátor fáze ukazuje přímou sekvenci fází, otáčení disku v opačném směru ukazuje obrácenou sekvenci fází.

Elektrické schéma indikátoru fáze FU-2

V jakých případech je nutné znát sled fází? Za prvé, pokud je dům připojen k třífázové síti a je instalován indukční elektroměr, je nutné na něm dodržet přímé otáčení fází. Pokud je takový elektroměr připojen nesprávně, může se začít sám pohybovat, což bude dávat nesprávné údaje vedoucí ke zvýšené spotřebě elektřiny.

Také, pokud jsou v domě použity asynchronní elektromotory, bude směr otáčení rotoru záviset na sledu fází. Změnou sledu fází na asynchronním elektromotoru lze změnit směr otáčení rotoru v požadovaném směru.

Co je fázování třífázové sítě

Fázování tří fází se provádí v trafostanicích s paralelním zapojením transformátorů. Připojení dvou transformátorů na jednu třífázovou síť se provádí pomocí průsečíkových jističů. Není možné kontrolovat stejné fáze pomocí indikátoru fáze.

Stejné fáze je však možné určit multimetrem nebo libovolným voltmetrem s limitem měření 500 V. Při provádění fázování je nutné dodržet všechna bezpečnostní opatření a předem zkontrolovat funkčnost multimetru. Před nalezením stejných fází je důležité určit přítomnost fázového napětí vzhledem k „země“ na všech sběrnicích (v případě přerušení).

Kontrola přerušení a nalezení identických fází v třífázové síti

Dále v gumových rukavicích změřte napětí v síti na sběrnicích různých transformátorů. Pokud jsou nalezeny sběrnice s napětím mezi nimi blízkým nule, pak takové sběrnice mají fáze stejného jména a jsou označeny. Dále najděte další dva páry pneumatik se stejným názvem a označte je také.

Pokud jsou napětí mezi všemi sběrnicemi různých transformátorů pod lineárním 380 V, ale výrazně se liší od nuly, nelze takové transformátory fázovat, protože mají různá schémata připojení. Nalezené stejnojmenné sběrnice jsou připojeny k odpojovačům pro paralelní provoz.

Rozdíl mezi fázovým a síťovým napětím v třífázové síti

Když má transformátor různá napětí, se stejnými schématy zapojení, jsou nastavena přepínačem vinutí transformátoru na jmenovitou hodnotu. Fázování vysokonapěťových vedení se provádí pomocí speciálních vysokonapěťových indikátorů UVNF.

Existují situace, kdy je při připojování elektrické instalace k třífázové síti důležité dodržovat pořadí otáčení fází. Jde o to, že směr otáčení rotoru například asynchronního třífázového motoru připojeného k třífázové síti nelze přesně předvídat bez přísného dodržování fázování.

A pokud mluvíme o, řekněme, pohonu ventilátoru pro ventilační systém nebo výkonném pohonu čerpadla, pak je zde extrémně kritický směr otáčení a udržení správného pořadí fází proudů ve vinutí statoru je prostě nutné. Aby bylo připojení správné, používají speciální elektrické měřicí zařízení – indikátor fáze.

Při správném fázování následují fáze podmíněně počínaje A, pak B, pak C a tak dále v kruhu. A právě tímto řádem je určen směr otáčení motoru.

Například při připojení napájecích vodičů v pořadí A, B, C k odpovídajícím svorkám se rotor otáčí ve směru hodinových ručiček, ale pokud se prohodí jakékoli dvě fáze a ukáže se pořadí, řekněme, A, C, B, pak rotor se bude otáčet proti směru hodinových ručiček a může dojít k narušení celého technologického procesu a k úplnému selhání zařízení citlivého na směr otáčení pohonu.

Pokud jsou nyní dva vodiče prohozeny, směr otáčení bude opět správný, protože pořadí střídání fází se změní na správné.

Fázové indikátory přicházejí v různých typech. Nejviditelnější možností je elektromechanický, jako je I517M, což je sám o sobě malý asynchronní třífázový elektromotor, citlivý na pořadí fází.

Vývody takového indikátoru fáze jsou vývody vinutí statoru, takže otáčení kotouče indikátoru se značkou na něm bude jednoznačně odrážet sled fází a ukazuje jej ve směru otáčení kotouče. Pokud fáze následují pořadí A, B, C, bude se disk otáčet ve směru hodinových ručiček, pokud je pořadí porušeno (A, C, B), bude se otáčet proti směru hodinových ručiček;

Kontrastní značení na disku vám umožní snadno okem určit směr jeho otáčení. Pokud chybí alespoň jedna z fází, disk se neotáčí.

Dalším typem jednoduchého indikátoru fáze je indikátor fáze založený na žárovkách nebo neonových lampách (nebo LED). Zde hraje rozhodující roli komplexní odpor obvodů, protože signální světla jsou připojena přes kondenzátory.

Pokud je první žárovka napájena přes kondenzátor, svítí jasněji, zatímco druhá žárovka je napájena přes odpor a svítí tlumeněji nebo nesvítí vůbec. Když víte, ve které větvi se nachází kondenzátor a ve které větvi se nachází odpor, můžete určit pořadí rotace fáze.

Tento princip je základem obvodů indikátoru fáze na neonových lampách (a LED). Existují také složitější elektronické indikátory fáze, jejichž princip fungování je založen na grafické analýze fázových napětí, ale zvážíme jednodušší možnost s vizuálním diagramem.

Jednoduchý indikátor fáze, který si může sestavit každý sám, obsahuje tři asymetrické větve, z nichž každá má nainstalované vlastní komponenty. Navzdory jednoduchosti obvodu vám umožní určit pořadí rotace fáze v třífázové síti bez nutnosti připojení k nulovému vodiči.

Princip je zde jednoduchý: asymetrická zátěž způsobuje asymetrické fázové proudy, a proto se budou úbytky napětí na aktivních a reaktivních složkách obvodu lišit.

Jedna fáze má kapacitní zátěž, další dvě mají odporovou zátěž. Při připojení tohoto obvodu k třífázové síti, za předpokladu, že se jmenovité hodnoty blíží hodnotám uvedeným ve schématu, budou fázová napětí následující: větev B bude mít napětí 1,49 Uph a ve větvi C bude napětí 0,4Uph, kde Uph je obvyklé fázové napětí symetrických třífázových sítí (například 220 voltů).

Pokud je tedy zapojení provedeno správně, a následují fáze v pořadí A, B, C, pak ve větvi B bude napětí třikrát vyšší než napětí větve C a pokud bude napětí na rezistoru R2 větší než 60 voltů, pak se definitivně rozsvítí neonová lampa HL indikující správné sfázování

Pokud dojde k prohození jakýchkoli dvou fází, pak úbytek napětí na rezistoru R2 nebude stačit k napájení neonové žárovky a ta se nerozsvítí, což bude indikovat nesprávné sfázování (nesprávné sfázování odpovídá obrácenému otáčení motoru).

Fázový indikátor zpravidla obsahuje kromě těla tři sondy, z nichž každá má barevné a někdy i písmenné označení fází: L1 – červená, L2 – žlutá, L3 – zelená nebo: zelená, červená, žlutá – to je pořadí.

Sondy se jednoduše nainstalují na fázové vodiče, poté se stiskne tlačítko.

Některá zařízení mají tlačítko (jako elektromechanická I517M), jiná ne, např. Victor VC850 nemá tlačítko, stačí nainstalovat sondy a zařízení bude signalizovat správné sfázování nejen svitem LED, ale i se zvukem: přerušovaným pro správné sfázování, nebo spojitým – pro zpětný chod.

Pamatujte, že síťové napětí je životu nebezpečné, proto buďte opatrní při používání indikátoru fáze!

Telegramový kanál pro ty, kteří se chtějí každý den učit nové a zajímavé věci: Škola pro elektrikáře

Pokud se vám tento článek líbil, sdílejte odkaz na něj na sociálních sítích. Velmi to pomůže rozvoji našeho webu!

Nenechte si ujít aktualizace, přihlaste se k odběru našich sociálních sítí: