Расчет трехфазной цепи для жилого дома

Содержание
  1. Однофазный ток.
  2. Как вы уже знаете, однофазный ток передается с помощью двух проводов. Эти провода называют:
  3. Для чего важно правильно идентифицировать фазный провод
  4. Небольшое вступление
  5. Что такое фаза, ноль и земля: краткое объяснение простыми словами
  6. Как определить фазу и ноль индикаторной отверткой
  7. Как измерить трехфазное напряжение мультиметром
  8. Опасность и последствия
  9. Влияние разновидности микросхем на способы проверки
  10. Чередование фаз в трехфахной сети: что это и как выполнить проверку?
  11. Тематическое видео
  12. Защита от перекоса фаз в трехфазной сети
  13. Преимущества трехфазного подключения
  14. Видео описание
  15. Трехфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором
  16. Конструкция асинхронного электродвигателя
  17. Принцип работы. Вращающееся магнитное поле
  18. Концепция вращающегося магнитного поля
  19. Действие вращающегося магнитного поля на замкнутый виток
  20. Короткозамкнутый ротор асинхронного двигателя
  21. Скольжение асинхронного двигателя. Скорость вращения ротора
  22. Преобразование энергии
  23. Другие функции мультиметра
  24. Доработка щупов мультиметра
  25. Фазное и линейное напряжение в трехфазных цепях
  26. Допустимые значения
  27. Особенности прямой последовательности фаз
  28. Как выполнить проверку?
  29. С помощью фазоуказателя
  30. С помощью мегаомметра
  31. По расцветке изоляции жил
  32. При помощи мультиметра
  33. Как проверить трехфазный электродвигатель (видео)
  34. Устойчивость синхронной работы ДГУ

Однофазный ток.

Под однофазным током подразумевают – переменный ток, образующийся в процессе вращательных действий в области магнитного поля проводника либо целой совокупности проводников, которые объединяются общий поток.

Как вы уже знаете, однофазный ток передается с помощью двух проводов. Эти провода называют:

1.Один провод это, непосредственно, фаза;
2.Второй – ноль.

В этих проводах напряжение 220 В.

Однофазное электропитание можно охарактеризовать множеством способов. Ни для кого не секрет, что однофазный ток поступает к потребителю с помощью:

1.Двух проводов;
2.Трех проводов.

Первый вариант подачи однофазного тока – двухпроводной использует два провода, как это понятно уже исходя из названия. Один провод передает фазу, а второй предназначается для нулевого напряжения. На использовании такой системы ориентировались практически всегда при строительстве домостроений в СССР.

Использование второго предусматривает добавление еще одного провода. Он применяется для заземления. Основное предназначение такого провода – исключение варианта поражения людей электрическим током. Так же он нужен для отвода тока при утечке и исключение неполадок электроприборов.

Для чего важно правильно идентифицировать фазный провод

При подключении домашней сети в первую очередь важно правильно вычислить фазный контакт. Такая необходимость возникает в следующих ситуациях:

  1. При подсоединении выключателей – данное коммутационное устройство должно разрывать фазный провод. Если его установить на нулевом проводнике, прибор будет выполнять свои функции. Но в этом случае при выключенном устройстве патрон лампы будет находиться под напряжением, что не безопасно при замене осветительного элемента.
  2. При монтаже автоматов – чаще всего в быту применяются одноконтактные автоматические выключатели, размыкающие только фазу. Ноль при этом остаётся постоянно замкнутым. Если автомат установлен на нулевой провод, сеть останется под напряжением после выключения устройства, в результате чего оно не будет выполнять предусмотренные функции.

Для исключения ошибок, потребителю важно правильно определить, какой из проводов является фазным.

Небольшое вступление

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

Что такое фаза, ноль и земля: краткое объяснение простыми словами

Прежде чем начать разбираться с проводами в квартире следует хорошо представлять, откуда и какими способами появляются в ней потенциалы напряжения, чем отличаются способы заземления.

Современные промышленные генераторы вырабатывают трехфазную систему токов.

Трехфазное напряжение

Напряжение по проводам или кабелям поступает к потребителю от трансформаторных подстанций.

Схема трехфазного подключения

При этом в квартиру многоэтажного дома обычно заводится 220 вольт, определяемые между потенциалами одной из фаз и общего нуля. На ввод частного дома может поступать и полноценное трехфазное питание.

Более подробно об этом можно прочитать в статье про электрическое напряжение.

Во времена СССР внутри жилых помещений для экономии материалов использовалась двухпроводная схема питания, когда на электрическую розетку квартиры подавалось два потенциала:

  1. одной из трех фаз;
  2. общего нуля, который является заземлением одного вывода обмотки трансформаторной подстанции и обозначается латинскими буквами PEN.

Эта самая простая система заземлений больше не имеет никаких дополнительных контуров.

Система заземления TN-C

Современная схема подключения жилых помещений более сложная. В ней отдельно смонтированы потенциалы заземления выходной обмотки трансформаторной подстанции двумя магистралями, разделяющими PEN:

  1. рабочего ноля N, который используется только для протекания токов, обеспечивающих полезную работу бытовых механизмов;
  2. защитного проводника PE, предназначенного для отвода опасных токов утечек при аварийных ситуациях на электрическом оборудовании.
Система заземления TN-S

Разновидностями современной системы заземлений, обладающих дополнительным защитным контуром, являются ее модификации: TN-C-S, TT.

Сейчас у жителей частных домов есть возможность сделать защитное заземление своими руками и спастись от случайных аварийных ситуаций.

Тем же людям, кто проживает в старых многоквартирных домах, приходится ждать очереди, когда государство переведет их на более безопасную систему. А новые здания строятся с учетом существующих нормативов ПУЭ.

Таким образом, в современной квартире можно встретить две системы подключения бытовых приборов, выполненных по двухпроводной или трехпроводной схеме.

Для них выпускаются свои два вида электрических розеток, к которым монтируются 2 либо 3 провода.

Какие бывают розетки

Для их подключения разработаны определенные правила монтажа.

Как подключить розетку

Таким образом: потенциалы рабочего ноля N и земли РЕ объединены на заземленной части выходной обмотки трансформаторной подстанции. В старой схеме они подводятся одним проводником PEN, а в новой — двумя раздельными.

Требования ПУЭ к монтажу РЕ проводника очень жесткие, в нем должно обеспечиваться минимально допустимое сопротивление протеканию аварийного тока. Он монтируется без использования коммутационных аппаратов на проводах повышенной надежности.

В рабочий ноль могут включаться контакты автоматических и дифференциальных выключателей, УЗО, коммутационных аппаратов, а рабочие провода подбираются для передачи только обычных нагрузок.

За счет этих двух требований и благодаря удалению бытовой проводки от трансформаторной подстанции на стороне потребителя между РЕ и N создается небольшая разность потенциалов, которую можно замерить обыкновенным вольтметром.

Как определить фазу и ноль индикаторной отверткой

Один из способов выявить, где фаза и ноль в розетке либо в силовом кабеле, — использовать индикаторную отвертку. Инструмент внешне напоминает отвертку, но внутри у него есть специальная начинка со светодиодом. Прежде чем приступить к измерениям, нужно отключить рубильник, через который напряжение подается в помещение. После этого требуется зачистить концы проверяемых проводов, для чего снимают 1,5 см изолирующего материала.

Как найти ноль и фазу индикаторной отверткой, мультиметром и без приборов?

Во избежание короткого замыкания между проводами после включения автомата их следует направить в разные стороны. Когда все подготовительные мероприятия будут выполнены, необходимо включить автомат для подачи напряжения. Чтобы понять, как найти фазу и ноль, необходимо выполнить следующие действия:

  1. Отвертку зажимают между двумя пальцами — средним и большим, избегая касания оголенной части жала инструмента.
  2. Указательным пальцем касаются металлического наконечника с противоположной стороны отвертки.
  3. Плоским концом индикатора поочередно дотрагиваются до зачищенных проводников.
  4. При касании тестером фазы светодиод загорится. Второй провод будет соответствовать нулевому. При отсутствии индикации изначально проводник будет являться нулевым.

Как измерить трехфазное напряжение мультиметром

В этом разделе речь скорее пойдет о специфике трехфазных сетей. Большинство мультиметров позволяет измерять напряжение до 750 вольт переменного тока, чего вполне достаточно для работы с серьезными промышленными сетями. Каждый дом снабжается от трех фаз. А то, что в промышленности называют нейтралью, мы именуем нулевым проводом.

Сети предприятий прокладывают двух типов:

  1. Механизмы с изолированной нейтралью нулевым проводом не пользуются. Внутри нагрузки фаз уравнены, токи утекают через эти же провода, которых в сумме три. Устанете искать нейтраль – линия отсутствует. Три провода фазные, относительно земли покажут напряжение 230 вольт, между собой – 380.
  2. Заземленная нейтраль представляет нулевой провод. Помечается буквой N на коробках. Полезно смотреть принципиальные схемы промышленных приборов, приведенные на корпусе. Поможет понять раскладку.

Освоив методики работы с трехфазным напряжением, каждый сможет лучше понять электрическую разводку многоэтажного дома. Где из-под щитка поднимаются четыре жилы: три фазы и нейтраль.

Опасность и последствия

Считается, что наиболее значимые последствия несимметрии связаны с низким качеством электроэнергии. Это, безусловно, так, но нельзя забывать и о других негативных воздействиях. К таковым относится образование уравнительных токов, вызывающих увеличение расхода электрической энергии. В случае с трехфазным автономным электрическим генератором это также приводит к повышенному расходу дизеля или бензина.

При равномерном подключении нагрузки, геометрическая сумма проходящих через нее токов была бы близкой к нулю. Когда возникает перекос, растет уравнительный ток и напряжение смещения. Увеличение первого приводит к росту потерь, второго – к нестабильному функционированию бытовых приборов или другого оборудования, срабатыванию защитных устройств, быстрому износу электроизоляции и т.д.

Перечислим, какие последствия можно ожидать, когда появляется перекос:

  1. Отклонение фазного напряжения. В зависимости от распределения нагрузок возможно два варианта:
  • Напряжение выше номинального. В этом случае большинство электрических устройств, оставленных включенными в бытовые розетки, с большой вероятностью выйдут из строя. При срабатывании защиты результат будет менее трагическим.
  • Напряжение падает ниже нормы. Увеличивается нагрузка на электродвигатели, происходит падение мощности электромашин, растут пусковые токи. Наблюдаются сбои в работе электроники, устройства могут отключиться и не включаться пока перекос не будет устранен.
  1. Увеличивается потребление электричества оборудованием.
  2. Нештатная работа электрооборудования приводит к уменьшению эксплуатационного срока.
  3. Снижается ресурс техники.

Не следует забывать, что перекос может создать угрозу для жизни. При превышении номинального напряжения вероятность КЗ в проводке не велика, при условии, что она не ветхая, а кабель подобран правильно. Более опасны в этом случае электроприборы, подключенные к сети. Когда появляется перекос, может произойти КЗ на корпус или возгорания электроприбора.

Влияние разновидности микросхем на способы проверки

Способ и сложность проверочных работ во многом зависит от типа схемы:

  • Самые простые для проверки мультиметром являются микросхемы серии КР 142, имеющие три вывода. Проверка осуществляется подачей напряжения на вход и его измерением на выходе. На основании этих измерений делается вывод об исправности системы.Микросхемы с тремя выводами
  • Более сложные для проверки – микросхемы серий К 155, К 176. Для проверочных мероприятий понадобятся: колодка и источник питания с определенным уровнем напряжения, который подбирается под конкретную систему. На вход подается сигнал, контролируемый на выходе с помощью мультиметра.
  • При необходимости проведения более сложных проверок используют не мультиметры, а специальные тестеры, которые можно собрать самостоятельно или купить в магазине радиоэлектроники. Тестеры позволяют проверить прозвонкой исправность отдельных узлов схемы. Данные проверки обычно отображаются на экране тестера, что позволяет сделать вывод о работоспособности отдельных элементов устройства.

При проведении проверок работоспособности микросхемы необходимо смоделировать нормальный режим ее работы. Для этого подаваемое напряжение должно соответствовать нормальному уровню, который соответствует конкретной системе. Проверять микросхемы на исправность рекомендуется на специальных проверочных платах.

Чередование фаз в трехфахной сети: что это и как выполнить проверку?

Фазировка электрической линии как считать?

Большинство трехфазных электродвигателей и других устройств учитывают такой параметр, как чередование фаз. На практике, несоответствие данного параметра изначальным настройкам может привести к различным аварийным ситуациям, некорректной работе электрических приборов и к травмированию персонала.

Тематическое видео

Источник: https://www.asutpp.ru/cheredovanie-faz.html

Защита от перекоса фаз в трехфазной сети

Наиболее простой, но, тем не менее, эффективный способ минимизировать негативные последствия описанного выше отклонения — установить реле контроля фаз. С внешним видом такого устройства и примером его подключения (в данном случае после трехфазного счетчика), можно ознакомиться ниже.

rele-kontrolya-faz-a-i-primer-shemy-ego-podklyucheniya-b.jpgРеле контроля фаз (А) и пример схемы его подключения (В)

Данный трехфазный автомат может обладать следующими функциями:

  1. Производить контроль амплитуды электротока. Если параметр выходит за установленные границы, нагрузка отключается от питания. Как правило, диапазон срабатывания прибора можно настраивать в соответствии с особенностями сети. Данная опция имеется у всех приборов данного типа.
  2. Проверка очередности подключения фаз. Если чередование неправильное питание отключается. Данный вид контроля может быть важен для определенного оборудования. Например, при подключении трехфазных асинхронных электромашин от этого зависит, в какую сторону будет происходить вращение вала.
  3. Проверка обрыва на отдельных фазах, при обнаружении такового нагрузка отключается от сети.
  4. Функция отслеживает состояние сети, как только появляется перекос, происходит срабатывание.

Совместно с реле контроля фаз можно использовать трехфазные стабилизаторы напряжения, с их помощью можно несколько улучшить качество электроэнергии. Но данный вариант не отличается эффективностью, поскольку такие приборы сами могут взывать нарушение симметрии, помимо этого на стабилизаторах возникают потери.

Лучший способ симметрировать фазы – использовать для этой цели специальный трансформатор. Этот вариант выравнивания фаз может дать результаты, как при неправильном распределении однофазных нагрузок на автономный 3-х фазный генератор электроэнергии, так и в более серьезных масштабах.

Преимущества трехфазного подключения

Отметим основные преимущества трехфазной сети.

Преимущества Описание
Универсальное использование К трехфазной сети можно подключать как однофазные нагрузки (220 В), так и электроустановки, работающие на линейном напряжении (380 В) – станков, сварочных аппаратов и другого специализированного электрооборудования большой мощности.
Подключение большого количества электроприборов Более высокая выходная мощность – от 15 кВт, что позволяет подключить большое количество электроприборов.
Рациональное распределение фаз Для большого хозяйства ввод в частный дом трехфазной сети более рационален. Так как появляется выбор распределения 3 фаз между помещениями или потребителями в доме. Например, для домашней электропроводки можно использовать одну фазу, для мощной бытовой техники – вторую, а для подсобных помещений – третью.

Видео описание

Как правильно и безопасно пользоваться мультиметром, показано в этом видео:

Работа с тестером также предполагает соблюдения определённых правил по обеспечению безопасности:

  • использование первого метода измерения (с зажимом щупа пальцами) требует обязательной предварительной проверки правильности включения прибора (режимы «~V» или «ACV»), т.к. ошибка может привести к удару электрическим током;
  • некоторыми «опытными» электриками определение фазы осуществляется методом так называемой «контрольной лампочки», который является запрещённым правилами и категорически не рекомендуется для использования, особенно рядовыми неискушёнными пользователями.

При использовании тестера часто допускается ряд ошибок, которые могут привести к поломке. Так, попытка измерения переменного высоковольтного напряжения гарантированно приведёт к выходу прибора из строя. Также следует внимательно следить за правильностью выставленных на устройстве диапазонов. Желание определить показатели переменного напряжения, оставив по невнимательности постоянную шкалу, повлечёт гарантированную поломку.

Цифровой универсальный мультиметр

Вариант цифрового универсального мультиметраИсточник aks.ua

Трехфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором

Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором

— это асинхронный электродвигатель, у которого ротор выполнен с короткозамкнутой обмоткой в виде беличьей клетки [1].

Конструкция асинхронного электродвигателя

Трехфазный асинхронный электродвигатель, как и любой электродвигатель, состоит из двух основных частей — статора и ротора. Статор — неподвижная часть, ротор — вращающаяся часть. Ротор размещается внутри статора. Между ротором и статором имеется небольшое расстояние, называемое воздушным зазором, обычно 0,5-2 мм.

Статор асинхронного двигателя

Ротор асинхронного трехфазного электродвигателя
Ротор асинхронного двигателя

Статор

состоит из корпуса и сердечника с обмоткой. Сердечник статора собирается из тонколистовой технической стали толщиной обычно 0,5 мм, покрытой изоляционным лаком. Шихтованная конструкция сердечника способствует значительному снижению вихревых токов, возникающих в процессе перемагничивания сердечника вращающимся магнитным полем. Обмотки статора располагаются в пазах сердечника.

Корпус и сердечник статора асинхронного электродвигателя

Конструкция шихтованного сердечника асинхронного трехфазного электродвигателя
Конструкция шихтованного сердечника асинхронного двигателя

Ротор

состоит из сердечника с короткозамкнутой обмоткой и вала. Сердечник ротора тоже имеет шихтованную конструкцию. При этом листы ротора не покрыты лаком, так как ток имеет небольшую частоту и оксидной пленки достаточно для ограничения вихревых токов.

Принцип работы. Вращающееся магнитное поле

Принцип действия трехфазного асинхронного электродвигателя основан на способности трехфазной обмотки при включении ее в сеть трехфазного тока создавать вращающееся магнитное поле.

Вращающееся магнитное поле — это основная концепция электрических двигателей и генераторов.

Запустить

Остановить

Вращающееся магнитное поле асинхронного электродвигателя

Частота вращения этого поля, или синхронная частота вращения прямо пропорциональна частоте переменного тока f1 и обратно пропорциональна числу пар полюсов р трехфазной обмотки.

,

  • где n1 – частота вращения магнитного поля статора, об/мин,
  • f1 – частота переменного тока, Гц,
  • p – число пар полюсов

Концепция вращающегося магнитного поля

Чтобы понять феномен вращающегося магнитного поля лучше, рассмотрим упрощенную трехфазную обмотку с тремя витками. Ток текущий по проводнику создает магнитное поле вокруг него. На рисунке ниже показано поле создаваемое трехфазным переменным током в конкретный момент времени

Запустить

Остановить

Магнитное поле прямого проводника с постоянным током

Магнитное поле создаваемое обмоткой

Составляющие переменного тока будут изменяться со временем, в результате чего будет изменяться создаваемое ими магнитное поле. При этом результирующее магнитное поле трехфазной обмотки будет принимать разную ориентацию, сохраняя при этом одинаковую амплитуду.

Магнитное поле создаваемое трехфазным током в разный момент времени Ток протекающий в витках электродвигателя (сдвиг 60°)

Запустить

Остановить

Вращающееся магнитное поле

Действие вращающегося магнитного поля на замкнутый виток

Теперь разместим замкнутый проводник внутри вращающегося магнитного поля. По закону электромагнитной индукции изменяющееся магнитное поле приведет к возникновению электродвижущей силы (ЭДС) в проводнике. В свою очередь ЭДС вызовет ток в проводнике. Таким образом, в магнитном поле будет находиться замкнутый проводник с током, на который согласно закону Ампера будет действовать сила, в результате чего контур начнет вращаться.

Сила действуюшая на рамку с током в магнитном поле
Влияние вращающегося магнитного поля на замкнутый проводник с током

Короткозамкнутый ротор асинхронного двигателя

По этому принципу также работает асинхронный электродвигатель. Вместо рамки с током внутри асинхронного двигателя находится короткозамкнутый ротор по конструкции напоминающий беличье колесо. Короткозамкнутый ротор состоит из стержней накоротко замкнутых с торцов кольцами.

Короткозамкнутый ротор «беличья клетка» наиболее широко используемый в асинхронных электродвигателях (показан без вала и сердечника)

Трехфазный переменный ток, проходя по обмоткам статора, создает вращающееся магнитное поле. Таким образом, также как было описано ранее, в стержнях ротора будет индуцироваться ток, в результате чего ротор начнет вращаться. На рисунке ниже Вы можете заметить различие между индуцируемыми токами в стержнях. Это происходит из-за того что величина изменения магнитного поля отличается в разных парах стержней, из-за их разного расположения относительно поля. Изменение тока в стержнях будет изменяться со временем.

Запустить

Остановить

Вращающееся магнитное поле пронизывающее короткозамкнутый ротор

Магнитный момент действующий на ротор

Вы также можете заметить, что стержни ротора наклонены относительно оси вращения. Это делается для того чтобы уменьшить высшие гармоники ЭДС и избавиться от пульсации момента. Если стержни были бы направлены вдоль оси вращения, то в них возникало бы пульсирующее магнитное поле из-за того, что магнитное сопротивление обмотки значительно выше магнитного сопротивления зубцов статора.

Скольжение асинхронного двигателя. Скорость вращения ротора

Отличительный признак асинхронного двигателя состоит в том, что частота вращения ротора n2 меньше синхронной частоты вращения магнитного поля статора n1.

Объясняется это тем, что ЭДС в стержнях обмотки ротора индуцируется только при неравенстве частот вращения n21. Частота вращения поля статора относительно ротора определяется частотой скольжения ns=n1-n2. Отставание ротора от вращающегося поля статора характеризуется относительной величиной s, называемой скольжением:

,

  • где s – скольжение асинхронного электродвигателя,
  • n1 – частота вращения магнитного поля статора, об/мин,
  • n2 – частота вращения ротора, об/мин,

Рассмотрим случай когда частота вращения ротора будет совпадать с частотой вращения магнитного поля статора. В таком случае относительное магнитное поле ротора будет постоянным, таким образом в стержнях ротора не будет создаваться ЭДС, а следовательно и ток. Это значит что сила действующая на ротор будет равна нулю. Таким образом ротор будет замедляться. После чего на стержни ротора опять будет действовать переменное магнитное поле, таким образом будет расти индуцируемый ток и сила. В реальности же ротор асинхронного электродвигателя никогда не достигнет скорости вращения магнитного поля статора. Ротор будет вращаться с некоторой скоростью которая немного меньше синхронной скорости.

Скольжение асинхронного двигателя может изменяться в диапазоне от 0 до 1, т. е. 0—100%. Если s~0, то это соответствует режиму холостого хода, когда ротор двигателя практически не испытывает противодействующего момента; если s=1 — режиму короткого замыкания, при котором ротор двигателя неподвижен (n2 = 0). Скольжение зависит от механической нагрузки на валу двигателя и с ее ростом увеличивается.

Скольжение, соответствующее номинальной нагрузке двигателя, называется номинальным скольжением. Для асинхронных двигателей малой и средней мощности номинальное скольжение изменяется в пределах от 8% до 2%.

Преобразование энергии

Асинхронный двигатель преобразует электрическую энергию подаваемую на обмотки статора, в механическую (вращение вала ротора). Но входная и выходная мощность не равны друг другу так как во время преобразования происходят потери энергии: на трение, нагрев, вихревые токи и потери на гистерезисе. Это энергия рассеивается как тепло. Поэтому асинхронный электродвигатель имеет вентилятор для охлаждения.

Другие функции мультиметра

Еще можно измерять постоянный и переменный ток. На шкале переключателя обозначения такие же, как и для напряжения. Переменный ток это А~, постоянный A—.

Для этого переключите красный щуп на гнездо, где написаны mA. Если нужно измерить токи больше, то есть уже амперы, то красный щуп переключается в разъем, где указаны амперы.
Измерение тока с помощью мультиметра
Когда присутствуют такие надписи как «20 A MAX 10 SEC» это значит, что можно измерять токи не более 20 А не дольше 10 секунд. Иначе сгорит предохранитель.

Все остальные функции мультиметра зависят от его функций, стоимости и производителя. Можно измерять частоту тока, h21э транзисторов, емкости конденсаторов и т.п.

Доработка щупов мультиметра

Очень практичны иголки на концах щупов. Они позволяют измерять SMD детали. Достаточно припаять обычные иголки на концы мультимтера. Еще можно сделать пару щупов с крокодилами, чтобы можно было закрепить щупы на измеряемых проводах, или деталях.

Фазное и линейное напряжение в трехфазных цепях

Следующий параметр, который требует внимательного рассмотрения, – это напряжение. Так же, как и токи, напряжение в этом случае бывает фазное и линейное. Чтобы было понятнее их отличие, лучше всего рассмотреть графическое изображение векторов напряжений (фаз). Уже известно, что они расположены друг к другу под углом 1200. Таков угол между обмотками трёхфазного генератора.

асположение векторов напряжений на диаграмме

асположение векторов напряжений на диаграмме

Сохраняя угол наклона вектора Ub, откладывают его (изменив знак) от точки, где заканчивается вектор Ua. Тогда из полученной векторной диаграммы видно, что вектор линейного напряжения Uл равен расстоянию между точкой начала вектора напряжения Ua и точкой конца вектора напряжения Ub. Заметно, что вектор линейного напряжения превышает фазное. Насколько большая эта разница, можно определить, пользуясь формулой:

Uл = 2*Ua*sin600.

Так как sin600= √3/2, то формула принимает вид:

Uл = √3*Ua = 1,73*Ua.

Значит, Uл = 1,73*Uф

При практических измерениях параметров напряжения фазное напряжение измеряют, касаясь щупами тестера фазного и нулевого проводников. Линейное значение должно измеряться прикосновением щупами к двум фазным проводникам.

Подключение нагрузки к источнику в трёхфазной цепи может осуществляться, как по трём проводам, без нулевого проводника, так и с его использованием. Всё зависит от того, какого типа нейтраль у сети. В сетях с глухозаземлённой нейтралью нулевой проводник служит для избегания перекоса по фазам. К тому же его используют в цепях защиты от пробоя изоляции на корпус оборудования. Он даёт возможность для срабатывания защитного отключения или перегорания вставки предохранителя.

Сети с изолированной нейтралью прекрасно работают по трём фазным проводам. Соединения такого типа исключают одновременное использование и фазного, и линейного напряжения. При такой схеме существует риск получить удар током при пробое изоляции.

Допустимые значения

Существуют нормы и допустимые значения, которые указываются в соответствующих ГОСТах и ПУЭ относительно качества электроэнергии. Согласно этим нормам соотношение между токами наименее нагруженных проводников и наиболее нагруженных, в распределительных щитах не должно превышать значение 30%, а в панелях ВРУ – 15%. Согласно ГОСТ п. 5.5 допустимый перекос фаз по обратной последовательности должен составлять 2%, а по нулевой – 4%.

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.

Как выполнить проверку?

Проверка может производиться несколькими способами. Целесообразность выбора того или другого варианта осуществляется в зависимости от параметров электрической сети и задач, которые необходимо решить. Так чередование можно узнать при помощи фазоуказателя, мегаомметра, мультиметра или по расцветке изоляции кабеля. Рассмотрите каждый из вариантов более подробно.

С помощью фазоуказателя

По принципу действия, фазоуказатель можно сравнить с обычным асинхронным двигателем. Рассмотрим в качестве примера наиболее распространенную модель фазоуказателя — ФУ-2 .

principialnaya-shema-raboty-fu-2.png Рисунок 3: Принципиальная схема работы ФУ-2

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

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

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

С помощью мегаомметра

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

prozvonka-kabelya-megaommetrom.png Рис. 4: Прозвонка кабеля мегаомметром

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

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

По расцветке изоляции жил

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

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

При помощи мультиметра

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

fazirovka-multimetrom.png Рис. 5: фазировка мультиметром

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

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

Как проверить трехфазный электродвигатель (видео)

Фазировка электрической линии обязательно выполняется при работе с электрическими приборами, генераторами, трансформаторами. Удобнее всего определить, где какая фаза, используя указатель очередности. Этот индикатор можно сделать своими руками, и он будет успешно определять фазы.

phasing.jpgЭлектрооборудование трёхфазного тока (трансформаторы, генераторы, кабельные линии электропередач) подлежит обязательной фазировке, перед тем как оно впервые будет включено в сеть или же по окончании очередного ремонта, в результате которого могло произойти нарушение порядка чередования, следования фаз.

Фазировка заключается в проверке совпадения по фазе напряжений каждой из 3-х фаз включаемой электроустановки с соответствующими напряжениями сети. Подобного рода проверка, безусловно, необходима, ведь в процессе сборки, монтирования и ремонта электрооборудования фазы могли быть переставлены местами.

У электромашин, например, не исключается и ошибочное обозначение силовых выводов статорных обмоток; у кабелей в соединительных муфтах могут быть между собой соединены жилы разноимённых фаз.

Во всех этих случаях единственным выходом считается выполнение фазировки. Как правило, эта технологическая операция состоит из 3-х основных перечисленных ниже этапов.

checking-phasing.jpgПроверка и сравнение порядка чередования фаз у электрической установки и сети. Данная операция выполняется перед непосредственным включением на параллельную работу нескольких сетей, работающих независимо, нового генератора и генератора, прошедшего капитальный ремонт, при котором могла измениться схема присоединения обмоток статора к сети.

Лишь при получении положительных результатов, полученных при фазировке, генераторы или, скажем трансформаторы синхронизируются и включаются на параллельную работу.

Проверка одноимённости или расцветки фазных проводников, которые впоследствии надо будет соединить. Эта операция ставит перед собой цель проверить правильность соединения всех элементов установки между собой. Проще говоря, выверяется правильность подвода токоведущих жил к включающему аппарату.

Проверка совпадения по фазе одноимённых напряжений, то есть отсутствия между ними угла сдвига фаз. В электрических сетях во время фазировки линий электропередач и силовых трансформаторов, которые принадлежат одной электрической системе, достаточно выполнить 2 последние операции, поскольку у всех генераторов, работающих синхронно с сетью, порядок следования фаз одинаков.

Приборы для фазировки. Сегодня существует множество методик, которые зависят от прямого назначения электрооборудования, схем соединения обмоток и от используемых приспособлений и приборов. К основным приборам и приспособлениям можно отнести:

checking-phasing1.jpgВольтметры переменного тока, используемые при фазировки электроустановок до 1 кВ и подключаемые непосредственно к выводам электрооборудования.

Фазоуказатели, принцип действие которых похож на принцип действия АД (асинхронного двигателя), когда при подключении катушки приборов к 3-х фазной сети токов происходит образование вращающегося магнитного поля, которое заставляет вращаться рабочий диск. При этом по направлению вращения диска можно судить о правильности порядка следования фаз токов, проходящих по катушкам.

Универсальные приборы (портативные вольтамперфазоиндикаторы, универсальные фазоуказатели).

Мегаомметры, представляющие собой переносные приборы, необходимые для измерения сопротивлений изоляции в широких диапазонах, что очень хорошо себя зарекомендовало при производстве фазировки.

Указатели напряжения для фазировки. Данные устройства хорошо подходят для фазировки электроустановок выше 1 кВ. При выполнении операции на отключённый аппарат (разъединитель, выключатель) на каждую сторону подаются фазируемые напряжения.

При этом, щупы прибора подносятся к токоведущим частям фазируемого аппарата, и дальше осуществляется наблюдение за свечением сигнальной лампы на устройстве.

Стоит учесть, что горение лампы говорит о несовпадении фаз, а отсутствие свечения лампочки – о согласованном включении и возможности включения коммутационного аппарата.

Методы фазировки. Эта операция может быть предварительной; выполняемой при монтаже и ремонте электрооборудования, и фазировкой непосредственно перед вводом в работу, осуществляемой перед первым включением оборудования, когда фазы могли быть переставлены местами.

1523465641nsgsk.jpg

Методика №9. Проверка фазировки электрооборудования и целостности жил кабеля

Перед первым включением в трехфазную электрическую сеть и после ремонтов (с возможным изменением первоначального чередования фаз) генераторы, трансформаторы, линии электропередач должны подвергаться фазировке и проверки целостности токоведущих жил.

Фазировка состоит из трех этапов:

  1. проверка очередности следования фаз;
  2. проверки одновременности фаз;
  3. проверки совпадения одноименных фаз.

При фазировке линий электропередач и силовых трансформаторов, работающих в одной системе, достаточно выполнения 2-го и 3-го этапов.

  1. Организационно-технические мероприятия и требования к персоналу

2.1. В соответствии с действующими правилами ТБ и межотраслевыми правилами по охране труда при эксплуатации электроустановок данное измерение производится по наряду, с записью в оперативном журнале, с бригадой составом не менее 2-х человек, из которых производитель работ должен иметь группу по электробезопасности не ниже 4 и остальные – не ниже 3. Соответственно, фазировку должно производить лицо с группой 4, имеющий практический опыт проведения данной проверки в условиях действующих электроустановок.

2.2. Перед проведением фазировки необходимо убедиться в исправности и пригодности измерительных приборов по штампу периодических испытаний на приборах, по целостности лакового покрытия, защитного стекла (на смотровой щели), сигнальной лампы, соединительного провода и т.п. После чего необходимо проверить указатели фазировки в заведомо действующей электроустановке, присоединив один полюс указателя к заземленным частям, а другой к токоведущей части. При этом в электроустановках до 1000 В необходимо пользоваться – диэлектрическими перчатками, ковриком, а также средств защиты лица и глаз. Если указатель исправен, то сигнальная лампа должна ярко светиться.

2.3. При наличии каких-либо признаков неисправности указателя, таким прибором пользоваться запрещается.

2.4. Во время проведения фазировки соединительный провод указателя не должен касаться токоведущих и заземленных частей электроустановки.

2.5. В электроустановках до 1000 В при проверки фазировки допускается использование предварительно проверенный вольтметр. Контрольными лампами пользоваться запрещается.

  1. Перечень необходимых средств измерений и средств защиты

3.1. При проведении фазировки и проверки целостности токоведущих жил в электроустановках до 1000 В (РУ-0,4 кВ) необходимо пользоваться двухполюсными указателями напряжения до 1000 В заводского изготовления, работающих по принципу протекания активного тока, а также вольтметрами переменного тока с пределом измерения не менее 400 В.

3.2. Средства защиты в электроустановках до 1000В.

– двухполюсный указатель напряжения до 1000 В;

– средства защиты лица и глаз (защитные очки).

  1. Периодичность проведения фазировки

Проверка целостности и фазировка токоведущих жил должна производиться при вводе электроустановок в эксплуатацию, после капитальных и восстановительных ремонтных работ в ТП (РП)-10-0,4 кВ, на кабельных и воздушных ЛЭП 10-0,4 кВ, а также при возникновении необходимости параллельной или взаиморезервируемой работы различных питающих пунктов.

  1. Последовательность фазировки и проверки целостности токоведущих жил в электроустановках

1.Проверяется совпадение обозначений фаз подключаемых жил кабеля на соответствие требованиям ПУЭ гл. 1.8.40.п.1-при приёмо-сдаточных испытаниях после окончания электромонтажных работ, при профилактических испытаниях-ПТЭЭП приложение 3. п.28.9. по графику ППР.

2.Фазировка и проверка целостности жил кабеля может быть предварительной, выполненной в процессе монтажа и ремонта оборудования, и фазировка при вводе в работу, производимая непосредственно перед первым включением в работу кабелей после монтажа или ремонта.

Предварительная фазировка производится на кабелях, не находящихся под напряжением. Основные виды кабелей фазируются визуально, «прозвонкой» или при помощи мегаомметра. Независимо от того, проводилась или не проводилась предварительная фазировка в период его монтажа или ремонта, обязательно фазируется при вводе в работу, так как только в этом случае можно быть уверенным в согласованности фаз всех элементов электрической цепи. Фазировка при вводе в работу производится исключительно электрическими методами. Проверка чередования фаз силовых кабелей: – по расцветке жил кабеля. В последнее время заводы-изготовители силовых кабелей расцвечивают изоляцию токоведущих жил кабеля. Одну изолированную жилу в красный цвет, вторую – в желтый цвет, третью – в зеленый, изоляцию нулевой жилы при наличии в голубой цвет;»прозвонкой» при помощи телефонных гарнитуров (трубок) устанавливают устойчивую связь через одну из жил и заземленную оболочку кабеля. Далее к свободным жилам и оболочке кабеля подсоединяют пробники к одной стороне одной полярности к жиле, с другого конца обратной полярности к жиле. Найдя жилу, по которой загораются лампочки на обоих пробниках, ее помечают как фазу «А» и в том же порядке продолжают поиск другой фазы. Найдя ее, обозначают как фазу «В». Далее связь переводят на фазу «А» или «В» в том же порядке отыскивают фазу «С».

img1_180.jpg

При проведении данной проверки, схема электроустановки должна быть как при нормальной эксплуатации с подключенными естественными и искусственными заземлителями и проводниками для выравнивания потенциалов.

5.1. Порядок фазировки и проверки целостности токоведущих жил в электроустановках до 1000в (РУ-0,4 кВ)

Проверка целостности токоведущих жил проверяется путем поочередного прикосновения к каждой фазе обеих фазируемых цепей двухполюсного индикатора (вольтметра), например ПИН-90 или УНН-380, по схеме “земля-фаза” (рис 6.1).

5.1.2. Отсутствие напряжения (отсутствие свечения индикаторной лампы или неподвижность стрелки вольтметра) хотя бы на одной из фаз, говорит о том, что нарушена целостность токоведущих жил. В этом случае фазировка должна быть прекращена до устранения выявленного нарушения работы электроустановки.

5.1.3. В случае, когда напряжение присутствует на всех фазах фазируемых цепей, необходимо определить одноименные полюса последних, для чего необходимо поочередно прикасаться двухполюсным индикатором (вольтметром) к фазам фазируемых цепей по схеме “фаза-фаза” (рис 6.2) в различных комбинациях. Отсутствие свечения индикаторной лампы или неподвижность стрелки вольтметра при каком-либо измерении говорит о том, что фазы совпадают.

5.1.4. Для достоверности проведения фазировки необходимо найти все три пары одноименных фаз, после чего убедиться в работоспособности указателя по схеме “земля-фаза” (рис 6.1).

5.1.5. Полученные результаты занести в протокол установленной формы.

  1. Принципиальная схема подключения указателей фазировки

При проверки фазировки и целостности токоведущих жил используется следующие схемы подключений указателей.

img2_105.jpg
Рис. 6.1. Схема подключения указателя фазировки по схеме “земля-фаза”

img3_86.jpg
Рис. 6.2. Схема подключения указателя фазировки по схеме “фаза-фаза”

7. Нормируемые значения измеряемых величин

В соответствии требованиям ПУЭ (п.1.1.30) и ПЭЭП (табл. 6 Пр.1) в электроустановках должно иметь место правильное чередование фаз, все жилы должны быть целыми и сфазированными.

8. Требования безопасности

В соответствии с действующими правилами ТБ и межотраслевыми правилами по охране труда при эксплуатации электроустановок данное измерение производится по наряду, с записью в оперативном журнале, с бригадой составом не менее 2-х человек, из которых производитель работ должен иметь группу по электробезопасности не ниже 4 и остальные – не ниже 3. Соответственно, фазировку должно производить лицо с группой 4, имеющий практический опыт проведения данной проверки в условиях действующих электроустановок.

При проведении фазировки и проверки целостности токоведущих жил в электроустановках до 1000 В (РУ-0,4 кВ) необходимо пользоваться двухполюсными указателями напряжения до 1000 В заводского изготовления, работающих по принципу протекания активного тока, а также вольтметрами переменного тока с пределом измерения не менее 400 В.

При наличии каких-либо признаков неисправности указателя, таким прибором пользоваться запрещается.

Во время проведения фазировки соединительный провод указателя не должен касаться токоведущих и заземленных частей электроустановки.

В электроустановках до 1000 В при проверки фазировки допускается использование предварительно проверенный вольтметр.

Контрольными лампами пользоваться запрещается.

9. Список литературы

1. Государственный стандарт Российской Федерации ГОСТ Р МЭК 449-96.

2. Правила устройства электроустановок (шестое издание; раздел 6, главы 1.1, 1.2, 1.7, 1.8., 1..9, 4.1, 4.2,7.1,7.2, 7.5,7.6,7.10 ПУЭ 7-го издания).

3. Межотраслевые правила по охране труда (правила безопасности) при эксплуатации электроустановок ПОТ Р М-016-2001 РД 153-34.0-03.150-00.

4. Инструкция по применению и испытанию средств защиты, используемых в электроустановках (Москва 2004г).

5. Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей (утвержденные приказом № 5 от 01.01.2001 министерства энергетики Российской Федерации, вводятся в действие с 1-го июля 2003г.).

6. Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей Российской Федерации. РД 34.20.501-95. 16-е издание, Москва, 2003г.

7. Объёмы и нормы испытания электрооборудования. РД 34.45-51.300-97. Москва, 2001г.

No related posts.

No related posts.

Устойчивость синхронной работы ДГУ

Самое главное требование к работе дизель-генераторной электростанции — параллельная работа агрегатов должна быть устойчивой. Общая устойчивость складывается из двух составляющих:

  • Статическая устойчивость. При небольших возмущениях в сети факторы, которые стремятся не допустить изменения синхронного режима, действуют сильнее, чем факторы, приводящие к возмущениям.
  • Динамическая устойчивость. При значительных отклонениях параметров сети от синхронных (вызванных внешним влиянием) система стремится к прежнему, синхронному состоянию, после окончания действия внешних факторов.

Оба составляющих устойчивой работы очень важны для стабильной работы электростанции. Современные системы синхронизации обычно автоматически отслеживают случаи выпадения из синхронизма агрегатов, производят восстановление режима работы, а если, по каким-то причинам это невозможно, аварийный генератор отключается.

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...