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 
 

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:

Всё о трёхфазной системе электроснабжения

Трёхфазная система электроснабжения — частный случай многофазных систем электрических цепей переменного тока, в которых действуют созданные общим источником синусоидальные ЭДС одинаковой частоты, сдвинутые друг относительно друга во времени на определённый фазовый угол.

Один из вариантов многофазной системы электроснабжения — трехфазная система переменного тока. В ней действуют три гармонические ЭДС одной частоты, создаваемые одним общим источником напряжения. Данные ЭДС сдвинуты по отношению друг к другу во времени (по фазе) на один и тот же фазовый угол, равный 120 градусов или 2*пи/3 радиан.

Первым изобретателем шестипроводной трехфазной системы был Никола Тесла, однако немалый вклад в ее развитие внес и российский физик-изобретатель Михаил Осипович Доливо-Добровольский, предложивший использовать всего три или четыре провода, что дало значительные преимущества, и было наглядно продемонстрировано в экспериментах с асинхронными электродвигателями.

В трехфазной системе переменного тока каждая синусоидальная ЭДС находится в собственной фазе, участвуя в непрерывном периодическом процессе электризации сети, поэтому данные ЭДС иногда именуют просто «фазами», как и передающие данные ЭДС проводники: первая фаза, вторая фаза, третья фаза. Фазы сдвинуты друг относительно друга на 120 градусов, а соответствующие проводники принято обозначать латинскими буквами L1, L2, L3 или A, B, C.

Такая система очень экономична, когда речь идет о передаче электрической энергии по проводам на большие расстояния. Трехфазные трансформаторы менее материалоемки.

Силовые кабели требуют меньше проводящего металла (как правило используется медь), поскольку токи в фазных проводниках, по сравнению с однофазными, имеют меньшие действующие величины, если сравнивать с однофазными цепями аналогичной передаваемой мощности.

Трехфазная система очень уравновешена, и оказывает равномерную механическую нагрузку на энергогенерирующую установку (генератор электростанции), чем продлевает срок ее службы.

При помощи трехфазных токов, пропускаемых через обмотки электрических потребителей — различных установок и двигателей, легко получить вращающееся вихревое магнитное поле, необходимое для работы двигателей и других электроприборов.

Синхронные и асинхронные трехфазные двигатели переменного тока имеют простое устройство, и гораздо экономичнее однофазных и двухфазных, а тем более — классических двигателей постоянного тока.

С трехфазной сетью в одной установке можно получить сразу два рабочих напряжения — линейное и фазное, что позволяет иметь два уровня мощности в зависимости от схемы соединения обмоток — «треугольник» (англоязычный вариант «дельта») или «звезда».

Что касается питания систем освещения, то присоединив три группы ламп — к различным фазам сети каждую, — можно значительно снизить мерцание и избавиться от вредного стробоскопического эффекта.

Перечисленные преимущества как раз и обуславливают широкое применение именно трехфазной системы электроснабжения в большой мировой электроэнергетике сегодняшнего дня.

Звезда

Соединение по схеме «звезда» предполагает соединение концов фазных обмоток генератора в одну общую «нейтральную» точку (нейтраль — N), как и концов фазных выводов потребителя.

Провода, соединяющие фазы потребителя с соответствующими фазами генератора называются в трехфазной сети линейными проводами. А провод, соединяющий между собой нейтрали генератора и потребителя — нейтральным проводом (обознаяается «N»).

При наличии нейтрали, трехфазная сеть получается четырехпроводной, а если нейтраль отсутствует — трехпроводной. В условиях, когда сопротивления в трех фазах потребителя равны друг другу, то есть при условии что Za = Zb = Zc, нагрузка будет симметричной. Это идеальный режим работы для трехфазной сети.

При наличии нейтрали, фазными называются напряжения между любым фазным проводом и нейтральным проводом. А напряжения между любыми двумя фазными проводами именуются линейными напряжениями.

Если сеть имеет схему соединения «звезда», то в условиях симметричной нагрузки соотношения между фазными и линейными токами и напряжениями могут быть описаны следующими соотношениями:

Видно, что линейные напряжения сдвинуты по отношению к соответствующим фазным на угол в 30 градусов (пи/6 радиан):

Мощность при соединении «звезда» в условиях симметричной нагрузки, с учетом известных фазных напряжений можно определить по формуле:

О важности нейтрали и «перекосе фаз»

Хотя при абсолютно симметричной нагрузке питание потребителей возможно по трем проводам линейными напряжениями даже в отсутствие нейтрали, тем не менее если нагрузки на фазах не строго симметричны, нейтраль всегда обязательна.

 Если же при несимметричной нагрузке нейтральный провод оборвется, либо его сопротивление по какой-то причине значительно возрастет, произойдет «перекос фаз», и тогда нагрузки на трех фазах могут оказаться под разными напряжениями — от нуля до линейного — в зависимости от распределения сопротивлений нагрузок по фазам в момент обрыва нейтрали.

А ведь нагрузки номинально рассчитаны строго на фазные напряжения, значит что-то может выйти из строя. Особенно перекос фаз опасен для бытовой техники и электроники, поскольку из-за этого может не просто перегореть какой-нибудь прибор, но и случиться пожар.

Проблема гармоник кратных третьей

Наиболее часто бытовая и другая техника оснащается сегодня импульсными блоками питания, причем без встроенной схемы коррекции коэффициента мощности. Это значит, что моменты потребления ограничиваются тонкими импульсными пиками тока вблизи вершины сетевой синусоиды, когда конденсатор выходного фильтра, установленный после выпрямителя, резко и быстро подзаряжается.

Когда таких потребителей к сети подключено много, возникает высокий ток третьей гармоники основной частоты питающего напряжения. Данные токи гармоник (кратных третьей) суммируются в нейтральном проводнике и способны перегрузить его, несмотря на то, что на каждой из фаз потребляемая мощность не превышает допустимой.

Проблема особенно актуальна в офисных зданиях, где размещено на небольшом пространстве много разной оргтехники. Если бы во всех встроенных импульсных блоках питания имелись схемы коррекции коэффициента мощности, это бы решило проблему.

Треугольник

Соединение по схеме «треугольник» предполагает со стороны генератора соединение конца проводника первой фазы с началом проводника второй фазы, конца проводника второй фазы с началом проводника третьей фазы, конца проводника третьей фазы с началом проводника первой фазы — получается замкнутая фигура — треугольник.

Линейные и фазные напряжения и токи при симметричной нагрузке, применительно к соединению «треугольник», соотносятся следующим образом:

Мощность в трехфазной цепи при соединении треугольником, в условиях симметричной нагрузки, определяется следующим образом:

В нижеприведенной таблице отражены стандарты фазных и линейных напряжений для разных стран:

Проводники разных фаз трехфазной сети, а также нейтральные и защитные проводники традиционно маркируют собственными цветами.

Так поступают для того, чтобы предотвратить поражение электрическим током и обеспечить удобство обслуживания сетей, облегчить их монтаж и ремонт, а также сделать стандартизированной маркировку фазировки оборудования: порядок чередования фаз порой очень важен, например для задания направления вращения асинхронного двигателя, режима работы управляемого трехфазного выпрямителя и т. д. В разных странах цветовая маркировка различна, в некоторых совпадает. 

Ранее ЭлектроВести писали, что немецкая энергетическая компания E.ON подписала контракт с производителем автомобилей BMW на установку и эксплуатацию одной из крупнейших сетей зарядки электромобилей в Германии, которая будет включать более 4,1 тыс. новых зарядных станций.

По материалам: electrik.info.

Мощность трехфазной сети: расчет полной мощности формулой

В подавляющем большинстве случаев в домах и квартирах используется трехфазная сеть. Однако часто применяются приборы, которым необходимо однофазное питание. Чтобы лучше разбираться в особенностях использования трехфазной сети, нужно понимать, как она работает. В статье подробно рассмотрено, как правильно определить ее мощность и каким образом это можно использовать.

Что такое трехфазная сеть в электричестве

Многофазная электрическая сеть переменного тока была создана благодаря американскому ученому Н. Тесле. В России ученый М. Доливо-Добровольский разработал и содействовал повсеместному внедрению трехфазной электросети.

Соединение источника и потребителей

Подаются три фазы переменного тока, которые равны по амплитуде и сдвинуты друг относительно друга на 120°. Фазы могут быть соединены между собой несколькими способами. Самыми распространенными из них являются «звезда» и «треугольник».

В первом случае у них имеется один общий провод. При таком варианте использования появляется возможность подавать линейное или фазовое напряжение. В квартире первое равно 380 В, второе — 220 В. Общий провод обычно соединен с землей, хотя существуют схемы подключения, в которых это не так.

К сведению! При подключении «треугольником» каждый выход фазы соединен с одним выходом другой фазы.

Трехфазная линия передачи

Свойства трехфазной сети

Использование трехфазного электропитания завоевало широкую популярность по следующим причинам:

• таким способом минимизируются потери при передаче электроэнергии на большие расстояния;
• трехфазные схемы требуют для реализации меньшего количества деталей и материалов по сравнению с однофазными;
• есть возможность обеспечить в сети питание 380 В или 220 В.

Обратите внимание! Трехфазное напряжение часто используется для питания асинхронных двигателей, некоторых теплонагревательных приборов, для работы мощных устройств.

Четыре провода питания

Какая сила тока трехфазной сети

На практике часто мощность электроприбора является известной величиной. Поскольку в большинстве случаев для питания используется напряжение 220 В, то имеются все необходимые данные для расчета силы тока. Эта величина важна, чтобы сравнить ее с предельно допустимой для используемых проводов, розеток и удлинителей.

Важно! Слишком сильный ток может вызвать перегорание предохранителей или порчу используемого удлинителя.

Трехфазная система с нейтралью

Для определения силы тока можно воспользоваться формулой мощности: P = кв. корень(3) * U(l) * I(l) * cos(«фи«).

Здесь можно использовать известные данные:

• P — мощность электроприбора, известная из его инструкции по эксплуатации;
• U(l). В большинстве случаев речь идет о напряжении 220 В (для устройств с трехфазным питанием эта величина будет равна 380 В).

Значение и формула для cos («фи») обычно точно неизвестны. Их берут из технического паспорта прибора или обращаются за этой информацией к справочникам. Как правило, для определенных типов приборов такая величина известна. Например, она близка к 1 у нагревательных приборов, а у электродвигателей равна 0,7-0,9.

Таким образом на основе приведенной формулы можно посчитать силу тока на основании известных данных.

Прибор для измерения мощности — ваттметр

Какая стандартная потребляемая ее мощность

Чтобы рассчитать электрическую мощность, потребляемую квартирой или частным домом, нужно учесть потребление энергии всеми используемыми электроприборами. Это удобно делать в два этапа:

1. Рассмотреть все те приборы, которым необходимо питание, использующее три фазы.
2. Просуммировать потребляемую мощность однофазных устройств.

Искомые значения можно взять либо из техпаспорта электроприбора, либо из технического справочника. При необходимости эту величину можно рассчитывать на основе сделанных измерений. В реальной жизни устройства практически никогда не включаются одновременно.

Обратите внимание! Знание предельной величины потребляемой энергии позволит правильно организовать электроснабжение дома или квартиры.

На основе полученных данных можно, используя формулы мощности, вычислить, какова предельно допустимая сила тока в трехфазной сети, которую должна выдерживать электропроводка. Это позволит правильно подобрать предохранители и используемые во внутренней электросети провода.

Принцип действия трехфазного генератора

Как правильно рассчитать мощность трехфазной сети

Если трехфазная сеть использует соединение «треугольник», то потребители могут получать однофазное напряжение фазное или линейное. При этом оно будет иметь разную величину: первое будет меньше второго примерно в 1,71 раза (точное значение равно квадратному корню из 3). Силу тока в первом и втором случаях легко рассчитать — будет одинаковой.

К сведению! Если используется вариант соединения «треугольником», то линейное и фазовое напряжения будут равны. Однако фазовый ток будет меньше линейного в 1,71 раза.

Характеристики трехфазных цепей

Далее рассказано, как рассчитать мощность трехфазной сети. Для этого необходимо просуммировать мощности всех трех фаз. В качестве примера соединение «треугольником». В этом случае для каждой фазы эта характеристика определяется по следующей формуле: P1 = U(f) * I(f) * cos(«фи«).

В формуле расчета мощности трехфазной сети использованы такие обозначения:

• P1 — мощность каждой из трех фаз;
• U (f) — фазовое напряжение;
• I (f) — фазовая сила тока;
• «фи» — угол, определяемый соотношением активной и реактивной мощности.

Мощность, выделяющаяся на нагрузке, включает в себя активную и реактивную компоненты. Между ними существует сдвиг фаз «фи». Его смысл состоит в том, что при помощи указанного коэффициента определяется доля реактивной мощности в ее суммарной величине.

Чтобы определить мощность трехфазной сети, нужно просуммировать мощность всех трех фаз. Формула выглядит следующим образом: P = 3 * (U (f) * I(f) * cos(«фи»)). P означает искомую величину. Эту величину при расчете можно определить с помощью линейных величин силы тока и напряжения. Поскольку U(f) = U(l) / кв. корень(3), а I(f) = I(l), то мощность можно будет вычислять таким образом.

P = 3 * (U(f) * I(f) * cos(«фи»)) = 3 * (U(l) * I(l) * cos(«фи») / кв. корень(3)) = кв. корень(3) * U(l) * I(l) * cos(«фи«).

При подключении с помощью схемы «треугольник» вычисления выполняются аналогичным образом. При расчете активной мощности в трехфазной сети нужно учитывать, что фазовое и линейное напряжения будут равны, но фазовая сила тока будет в кв. корень (3) меньше линейной.

Обратите внимание! После выполнения преобразований формула мощности трехфазного тока будет такой же, как и для соединения «звездой».

Счетчик электроэнергии

Использование трехфазных сетей имеет свои важные преимущества и является широко распространенным. Чтобы грамотно их эксплуатировать, необходимо знать характеристики и формулы для расчета напряжения.

Цвета проводников трехфазной сети.

Цвет провода фазы и нуля: зачем нужна маркировка

Среди новичков в электрике бытует забавное мнение, мол различные цвета кабелей и проводов – лишь рекламная «фишка» компаний-производителей. Конечно же, это не так. Различающиеся по цвету проводники нужны для удобства – чтобы сходу определить: где в проводке фаза, где ноль и где заземление.

При этом неверное подсоединение несочетающихся между собой типов проводов чревато не только коротким замыканием, но и поражением человека током.

Главная задача цыетовой – это обеспечение безопасных условий электромонтажных работ. Также отличающиеся между собой цвета изоляции позволяют существенно сократить время поиска и подключения определенных контактов.

Если заглянуть в ПУЭ или те же евростандарты, можно узнать, что каждая отдельно взятая жила обладает собственным особенным окрасом изоляционного слоя. Основная задача данной статьи – помочь читателю разобраться: какого цвета бывают провода фазы, ноля и заземления.

Внешний вид заземляющего провода

Согласно правил устройства электроустановок, изоляционный слой заземляющего провода должен быть окрашен в желто-зеленый цвет. Иногда также компании-производители наносят на провод зеленый изоляционный слой с продольными и поперечными желтыми полосами. Также встречаются оболочки целиком покрашенные в желтые или зеленые цвета. На электросхеме же «земля» отмечается с помощью аббревиатуры «РЕ». Что немаловажно – провод заземления могут называть «нулевой защитой» и при этом не стоит путать данное определение с «нулевым проводом».

Пример внешнего вида «заземления»:

Внешний вид нейтрального провода

Как в однофазной, так и в трехфазной электрической сети цветовая маркировка нулевого провода всегда должна быть синего либо же голубого цвета. На схеме он обозначается как «N». Также ноль нередко называют нулевым или нейтральным рабочим контактом.

Пример внешнего вида «нейтрали»:

Внешний вид провода «фаза»

В отличии от предыдущих вариантов проводников провод фаза (он же «L») может быть окрашен в один из следующих цветов:

• черный;
• белый;
• серый;
• красный;
• коричневый;
• оранжевый;
• фиолетовый;
• розовый;
• бирюзовый.

Стоит подметить, что зачастую «фаза» бывает черного, белого или коричневого цвета:

Важная информация

Цветовая маркировка электропроводов имеет много особенностей. Нередко новички сталкиваются с огромным количеством различным вопросов. Наиболее частые среди них:

1. Что означает аббревиатура «PEN»?
2. Как определить, где заземление, ноль и фаза, если провода не различаются цветами изоляции или имеют нестандартный окрас?
3. Как указать ноль, фазу и заземление самостоятельно?
4. Какие еще стандарты цветовой маркировки проводов могут существовать?

Что ж, давайте вместе найдем ответы на эти важные вопросы.

Аббревиатура «PEN»

Ставшая неактуальной в нынешнее время система заземления TN-C предполагает объединение заземления с нейтралью. В этом есть свой плюс, который заключается в повышении легкости монтажных работ. Однако имеет и свой недостаток, а именно – риск поражения током при монтаже проводки в доме или квартире. При этом такой совмещенный провод окрашивается в желто-зеленый цвет, однако концы изоляции имеют синий окрас (что характерно для нейтрали). Как раз этот совмещенный контакт и обозначается на схемах как «РЕN»:

Поиск РЕ, L и N

Допустим, в процессе ремонта электрической сети вы обнаружили, что все провода покрашены в один цвет. Как разобраться, что означает каждый из проводников?

Если однофазная сеть не подразумевает наличие заземления (в сети идут всего две жилы), то нужна отвертка-индикатор. Она-то и поможет определить, какой из проводов – «фаза», а какой – «ноль».

Перед процедурой не забудьте выключить подачу электроэнергии на входном щитке. Дальше нужно будет аккуратно зачистить оба провода сети и развести их подальше друг от друга, после чего – вновь-таки включить подачу тока. Теперь останется отличить «фазу» от «ноля» с помощью индикатора: при контакте с проводом «фазы» лампочка на рукоятке отвертки засветится (из чего следует, что второй провод – и есть искомый «ноль»).

В той же ситуации, когда проводка имеет еще и третий заземляющий провод, нужно использовать мультиметр. Если вкратце, то применяется он следующим образом. Для начала установите на устройстве диапазон измерения переменного тока на отметку выше 220 Вольт. Дальше один из двух щупалец прислоните к фазной жиле, а вторым щупальцем найдите «ноль»/«землю». При этом в случае контакта с нулевым проводником на дисплее мультиметра появится значение напряжения в пределах 220 Вольт. В случае же контакта с проводом заземления, напряжение будет слегка ниже.

Есть еще один способ определения видов проводников. Он поможет вам тогда, когда под рукой нет ни отвертки-индикатора, ни мультиметра. Здесь выручит логика и цвет изоляции. Запомните, что синяя оболочка – это абсолютно всегда «ноль». Определить же оставшиеся два провода будет немножко труднее. Первый вариант таков: перед вами остается цветной и черный/белый контакт, среди которых цветной – это, скорее всего, «фаза», а последний белый или черный провод – «земля». Возможен и второй вариант развития событий: перед вами остается красный и черный/белый провод, где белая изоляция (согласно ПУЭ) означает «фазу», а оставшийся красный – «землю».

Будьте внимательны! Описанный метод носит лишь рекомендательный характер и является достаточно опасным. В случае, если вы решили использовать его – сделайте для себя соответствующие пометки, которые уберегут вас при замене люстры или розетки от поражения током.

Что еще хотелось бы сказать, так это то, что в цепи постоянного тока цветовая маркировка плюса и минуса представлена черным и красным цветом изоляционного слоя. В трехфазной же сети каждая «фаза» будет иметь свой цвет (А – желтая, В – зеленая, а С — красная). При этом «ноль» будет синим, а «земля» — желто-зеленой. В кабеле на 380 Вольт провод А будет исполнен в белом цвете, В – в черном, а С – в красном. Нулевой рабочий и защитный провода будут такими же, как в предыдущем варианте.

Как указать L, N и PE самостоятельно?

Когда обозначения не существует вовсе либо же оно кардинально отличается от стандартного – рекомендуется обозначить все элементы своими силами. В этом деле поможет цветная изолента или специальная термоусадочная трубка (также известная как кембрик). Согласно нормативным документам указание видов проводов нужно осуществлять на их концах – в тех местах, где проводники соединяются с шиной:


Нанесенные пометки помогут в дальнейшем как самому хозяину дома или квартиры, так и приглашенному электрику. И об этом действительно стоит позаботиться заранее.

Существует, по сути, не так много всяческих видов проводников и их подключений. В электроэнергетике различают питающие и защитные проводники. Некоторые слышали такие слова как «нулевой» и «фазный» провод. Однако тут и возникают вопросы. Как определить ноль и фазу в реальной сети?

Какие существуют проводники в розетке?

Можно разобраться с вопросом «что такое фаза и ноль», не углубляясь в дебри выяснения строения, преимуществ и негативных моментов в трехфазных или пятифазных цепях. Все разобрать можно фактически на пальцах, раскрыв самую обычную домашнюю розетку, которая поставлена в квартиру или частный дом лет десять — пятнадцать назад. Как видно, эта розетка подключается к двум проводкам. Как определить ноль и фазу?

Как работают провода в розетке и зачем они нужны?

Как видно, есть определенные различия между рабочими и нулевыми. Какое обозначение фазы и нуля? Голубоватая или синяя окраска — это цвет провода фаза, ноль же обозначается любыми другими цветами, за исключением, естественно, голубых цветов. Он может быть желтым, зеленым, черным и в полоску. По ток не идет. Если взяться за него и не касаться рабочего, то ничего не случится — на нем нет разницы потенциалов (в сущности, сеть не идеальна, и небольшое напряжение все-таки может быть, но измеряться оно будет в лучшем случае в милливольтах). А вот с фазным проводником так не пройдет. Прикосновение к нему может повлечь за собой электрический удар, даже со смертельным исходом. Этот провод всегда находится под напряжением, к нему идет ток от генераторов и трансформаторов и станций. Необходимо всегда помнить о том, что касаться рабочего проводника ни в коем случае нельзя, так как напряжение даже в сотню вольт может быть смертельным. А в розетке составляет двести двадцать.

Как определить ноль и фазу в таком случае? В розетке, разработанной с учетом европейских стандартов, находится сразу три проводника. Первый — фазный, который находится под напряжением и окрашен в самые разные цвета (за исключением голубых оттенков). Второй — ноль, который абсолютно безопасен для прикосновения и окрашен в А вот третий провод называют нулевым защитным. Он обычно окрашен в желтые или зеленые цвета. Раположен он в розетках слева, в выключателях — снизу. Фазный провод находится справа и сверху соответственно. Учитывая такие окраски и особенности, легко определить, где фаза, а где ноль, а где защитный нулевой провод. Но для чего он?

Зачем нужен защитный проводник в евророзетках?

Если фазный предназначен для подвода тока к розетке, нулевой — для отведения к источнику, то зачем европейские стандарты регламентируют еще один провод? Если оборудование, которое подключено, работает исправно, и вся проводка находится в работоспособном состоянии, то защитный нулевой не будет принимать участие, он бездействует. Но если вдруг где-то произойдет или же перенапряжение, или замыкание на какие-то части приборов, то ток попадает в места, находящиеся обычно без его влияние, то есть не соединенные ни с фазой, ни с нулем. Человек просто сможет ощутить электрический удар на себе. В самой худшей ситуации можно даже погибнуть от этого, так как сердечная мышца может остановиться. Именно тут и нужен защитный нулевой провод. Он «забирает» ток короткого замыкания и направляет его в землю или к источнику. Такие тонкости зависят от конструкции проводки и характеристик помещения. Поэтому можно спокойно прикасаться к оборудованию — не будет никакого электрического удара. Все дело в том, что ток всегда протекает по пути наименьшего сопротивления. У тела человека величина этого параметра составляет более одного килоОма. У защитного проводника сопротивление не превышает нескольких десятых долей одного Ома.

Определение назначения проводников

Как определить ноль и фазу? Любой человек так или иначе сталкивался с этими понятиями. Особенно, когда необходимо починить розетку или заняться монтажом проводки. Поэтому необходимо точно понимать, где какой проводник. Но как определить ноль и фазу? Необходимо помнить, что все манипуляции подобного рода с электричеством опасны. Поэтому в случае неуверенности в своих действиях лучше обратитесь к специалисту. Если уже и подходить к розетке и проводам в ней, то необходимо для начала полностью обесточить всю квартиру. Как минимум, это может сохранить здоровье и жизнь. Как уже говорилось ранее, обычно обозначение фазы и нуля делают с помощью окраски. При правильной маркировке отличить их не составит никакого труда. Черный (либо коричневый) — цвет провода фаза, ноль обычно имеет голубоватый или синеватый оттенок. Если же установлена розетка европейского стандарта, то третий (защитный нулевой) выполнен зеленым или желтым цветом. Что делать, если проводка одноцветная? Как правило, в таком случае на концах проводов обычно находятся специальные изоляционные трубочки, имеющие необходимую цветовую маркировку. Их называют «кембрики».

Определение проводников с помощью специальной отвертки

Как определить ноль и фазу? Для этого удобнее всего купить специальную индикаторную отвертку. Рукоятка такого прибора изготавливается из полупрозрачного или прозрачного пластика. Внутри встроен диод — светящаяся лампочка. Верхняя часть у такой отвертки металлическая. Как определить ноль и фазу этим методом?

Порядок выполнения работ при измерении с помощью индикаторной отвертки:

• обесточиваем квартиру;
• зачищаем слегка концы проводов;
• разводим их в стороны, для того чтобы случайно не вызвать короткое замыкание путем соприкосновения фазы и нуля;
• включаем рубильник и подаем ток в квартиру;
• берем отвертку за ручку, которая имеет диэлектрическое покрытие;
• кладем палец (большой или указательный) на контакт, который расположен на тыльной части розетки;
• прикасаемся рабочим концом индикатора к одному оголенному проводнику;
• внимательно наблюдаем за реакцией отвертки;
• если диод загорелся, то можно с уверенностью констатировать, что ;
• методом исключения понимаем, что оставшийся проводник — это ноль.

Индикаторная отвертка реагирует на наличие напряжения. Естественно, что в нулевом проводе его нет. Однако имеется существенный недостаток такого метода. С помощью индикаторной отвертки нельзя понять, как определить: фаза, ноль, земля — где что в случае с европейской розеткой.

Метод определения фазы и нуля с помощью вольтметра

Если провода не окрашены в соответствующие цвета, и под рукой нет индикаторной отвертки, то можно пойти другим путем. Нам необходим вольтметр (мультиметр, тестер). Необходимо выставить его на необходимый диапазон — свыше двух сотен вольт переменного тока. Как тестером определить фазу? Берем один проводник, который отходит от прибора (обозначенный V). Прикрепляем его на предварительно обесточенный проводник (любой). Затем подаем ток (включаем рубильник). И просто фиксируем, что показывает дисплей прибора. После всего вышеуказанного снова выключаем питание и перебрасываем зажим тестера уже на другой проводник. Если на дисплее ничего нет, то это означает, что перед нами находится либо ноль, либо заземляющий защитный нулевой провод. Однако можно использовать и другой метод, который отвечает на вопрос: «Как определить ноль и фазу, а также заземление». Для этого снова обесточиваем квартиру, фиксируем зажим V на одном их проводов. Второй также бросаем на любой из трех проводников. Включается напряжение. Если стрелка не двигается, то вы выбрали нулевой и защитный. Соответственно, напряжение снова необходимо выключить и поменять положение клемы V (закинуть ее на другой неиспользуемый ранее проводник). Снова включаем ток и делаем соответствующие замеры. Затем проводим ту же самую операцию, но снова меняем проводник. Теперь необходимо сверить результаты. Если первая цифра оказалась больше, то значит что мы измеряли напряжением между фазным проводником (на котором висела клема V) и нулевым. Соответственно, второй провод будет является защитным заземляющим. Этот метод основан на измерении разности потенциалов.

Экзотические способы определения фазы и нуля в проводке

Существуют и «народные методы», которые не подразумевают наличие каких-либо специальных приспособлений. Использовать их можно разве что в самых крайних случаях, так как они сопряжены с повышенной опасностью для здоровья и жизни. Например, метод картошки. Для этого на предварительно обесточенные проводники надевают свежесрезанный кусок картошки. Необходимо не допустить прикосновение проводов друг к другу, чтобы не было короткого замыкания между ними. Затем буквально на пару секунд подают напряжение и смотрят на картошку. Если один участок возле провода посинел, значит к нему подведена фаза.

Библия электрика ПУЭ (Правила устройства электроустановок) гласит: электропроводка по всей длине должна обеспечить возможность легко распознавать изоляцию по ее расцветке.

В домашней электросети, как правило, прокладывают трехжильный проводник, каждая жила имеет неповторимую расцветку.

• Рабочий нуль (N) – синего цвета, иногда красный.
• Нулевой защитный проводник (PE) – желто-зеленого цвета.
• Фаза (L) – может быть белой, черной, коричневой.

В некоторых европейских странах существуют неизменные стандарты в расцветке проводов по фазе. Силовой для розеток – коричневая, для освещения — красный.

Расцветка электропроводки ускоряет электромонтаж

Окрашенная изоляция проводников значительно ускоряет работу электромонтажника. В былые времена цвет проводников был либо белым, либо черным, что в общем приносило немало хлопот электрику-электромонтажнику. При расключении требовалось подать питание в проводники, чтобы с помощью контрольки определить, где фаза, а где нуль. Расцветка избавила от этих мук, все стало очень понятно.

Единственное, чего не нужно забывать при изобилии проводников, помечать т.е. подписывать их назначение в распределительном щите, поскольку проводников может насчитываться от нескольких групп до нескольких десятков питающих линий.

Расцветка фаз на электроподстанциях

Расцветка в домашней электропроводке не такая, как расцветка на электроподстанциях. Три фазы А, В, С. Фаза А – желтый цвет, фаза В – зеленый, фаза С – красный. Они могут присутствовать в пятижильных проводниках вместе с проводниками нейтрали — синего цвета и защитного проводника (заземление) — желто-зеленого.

Правила соблюдения расцветки электропроводки при монтаже

От распределительной коробки к выключателю прокладывается трехжильный или двух жильный провод в зависимости от того, одно-клавишный или двух-клавишный выключатель установлен; разрывается фаза, а не нулевой проводник. Если есть в наличии белый проводник, он будет питающим. Главное соблюдать последовательность и согласованность в расцветке с другими электромонтажниками, чтобы не получилось как в басне Крылова: «Лебедь, рак и щука».

На розетках защитный проводник (желто-зеленый), чаще всего зажимается в средней части устройства. Соблюдаем полярность , нулевой рабочий – слева, фаза – справа.

В конце хочу упомянуть, бывают сюрпризы от производителей, например, один проводник желто-зеленый, а два других могут оказаться черными. Возможно, производитель решил при нехватке одной расцветки, пустить в ход то, что есть. Не останавливать ведь производство! Сбои и ошибки бывают везде. Если попался именно такой, где фаза, а где нуль решать вам, только нужно будет побегать с контролькой.

У меня на объектах часто задают вопрос: «Как, при подключении техники, учитывать цвет проводов?»

Для начала, я попробую объяснить, почему у каждого электрика своё мнение о цветовой маркировке. Когда я учился в училище в 1995—1998 году, нас учили так:

• Любой цветной провод — это фаза.
• Белый цвет — ноль.
• Чёрный цвет — корпус или земля.

Прошло несколько лет и чёрный провод был заменён жёлто-зелёным. То есть стала следующая маркировка:

• Цветные остальных цветов — фаза.
• Чёрный или белый цвет- нулевой провод.

В последнее время идёт внедрение европейского стандарта, которым я и пользуюсь.

• Желто-зелёный, зелёный или жёлтый цвет — земляной провод.
• Синий цвет — нулевой провод.
• Остальные(обычно белый) — фаза.

Надеюсь, Вам стало понятно, почему такой разброс мнений о маркировке проводов. В какое время учился — такую маркировку и использует. Семь лет назад я использовал вторую маркировку, а в последнее время перешёл на третью, так как у нас, в Минске, в основном приходится подключать импортную технику, а там везде применяется эта маркировка. Справедливости ради, недавно подключал московские вентиляторы, то там использовалась 2-я маркировка, то есть завод не перешёл на европейский стандарт.

Какой расцветкой пользоваться? Запутались? Я предлагаю пользоваться третьей европейской. На практике я обычно использую провод ВВГ, и у меня такая раскладка:

• Желто-зелёный цвет — земляной провод.
• Синий цвет — нулевой провод.
• Белый цвет — фазный провод

Возникает вопрос, что делать, если провод нестандартной маркировки. Например, мне недавно пришлась укладывать провод с красной, синей и чёрной жилой. Я расскажу, как рассуждал я:

• Синий цвет — нулевой провод, это я думаю понятно.
• Чёрный как и белый — не имеет цвета, а белый у нас фаза, поэтому я его сделал фазой. Тем более, часто в проводе ВВГ, белый провод идёт с чёрной полоской.
• Оставшийся, красный провод, я сделал землёй.

У Вас могут быть рассуждения другие. Например:

• Красный — опасный, поэтому фаза.
• Чёрный, как в старый времена, можете сделать землёй.
• А синий, как в евростандарте, можете сделать нулём.

Но учтите, если Вы используете провод с нестандартной маркировкой, то обязательно себе куда-нибудь запишите выбранную маркировку. Если не записать, то легко запутаться. Проверено на своём опыте.

Если Вы используете у себя на родине свою маркировку, то обязательно опишите в комментарии с указанием места проживания. Может это кому-нибудь поможет.

В подавляющем большинстве кабелей разная расцветка изоляции жил. Сделано это в соответствие с ГОСТом Р 50462-2009, который устанавливает стандарт маркировки l n в электрике (фазных и нулевых проводов в электроустановках). Соблюдения этого правила гарантирует быструю и безопасную работу мастера на большом промышленном объекте, а также позволяет избежать электротравм при самостоятельном ремонте.

Разнообразие расцветки изоляции электрокабелей

Цветовая маркировка проводов многообразна и сильно различается для заземления, фазных и нулевых жил. Чтобы не было путаницы, требования ПУЭ регламентируют какого цвета провод заземления использовать в щитке электропитания, какие расцветки обязательно надо использовать для нуля и фазы.

Если монтажные работы проводились высококвалифицированным электриком, который знает современные стандарты работы с электропроводами, не придется прибегать к помощи индикаторной отвёртки или мультиметра. Назначение каждой жилы кабеля расшифровывается знанием его цветового обозначения.

Цвет жилы заземления

С 01.01.2011 цвет жилы заземления (или зануления) может быть только желто-зеленой. Эта цветовая маркировка проводов соблюдается и при составлении схем, на которых такие жилы подписываются латинскими буквами РЕ. Не всегда на кабелях расцветка одной из жил предназначена для заземления – обычно она делается если в кабеле три, пять или больше жил.

Отдельного внимания заслуживают PEN-провода с совмещенными «землей» и «нолем». Подключения такого типа все еще часто встречаются в старых зданиях, в которых электрификация проводилась по устаревшим нормам и до сих пор не обновлялась. Если кабель укладывался по правилам, то использовался синий цвет изоляции, а на кончики и места стыков надевались желто-зеленые кембрики. Хотя, можно встретить и цвет провода заземления (зануления) с точностью до наоборот – желто-зеленый с синими кончиками.

Заземляющая и нулевая жила могут отличаются толщиной, часто она тоньше фазных, особенно на кабелях, что применяются для подключения переносных устройств.

Защитное заземление является обязательным при прокладке линий в жилых и промышленных помещениях и регулируется стандартами ПУЭ и ГОСТ 18714-81. Провод нулевой заземляющий должен иметь как можно меньшее сопротивление, то же самое касается заземляющего контура. Если все работы по монтажу выполнено правильно, то заземление будет надежным защитником жизни и здоровья человека в случае появления неисправностей электролинии. Как итог – правильная пометка кабелей для заземления имеет решающее значение, а зануление вообще не должно применяться. Во всех новых домах проводка делается по новым правилам, а старые поставлены в очередь для ее замены.

Расцветки для нулевого провода

Для «ноля» (или нулевого рабочего контакта) используются только определенные цвета проводов также строго определяемые электрическими стандартами. Он может быть синим, голубым или синим с белой полоской, причем независимо от количества жил в кабеле: трехжильный провод в этом плане ничем не будет отличаться от пятижильного или с еще большим количеством проводников. В электросхемах «нулю» соответствует латинская буква N – он участвует в замыкании цепи электропитания, а в схемах может читаться как «минус» (фаза, соответственно, это «плюс»).

Цвета для фазных проводов

Эти электропровода требуют особо осторожного и «уважительного» с собой обращения, так как они являются токоведущими, и неосторожное прикосновение может вызвать тяжелое поражение электрическим током. Цветовая маркировка проводов для подключения фазы достаточно разнообразна – нельзя применять только цвета смежные с синим, желтым и зеленым. В какой-то мере так гораздо удобнее запоминать каким может быть цвет провода фазы – НЕ синим или голубым, НЕ желтым или зеленым.

На электросхемах фазу обозначают латинской буквой L. Такая же разметка используется на проводах, если цветовая маркировка ни них не применяется. Если кабель предназначен для подключения трех фаз, то фазные жилы помечают буквой L с цифрой. Например, для составления схемы для трехфазной сети 380 В использовано L1, L2, L3. Еще в электрике принято альтернативное обозначение: A, B, C.

Перед началом работ надо определиться, как будет выглядеть комбинация проводов по цвету и неукоснительно придерживаться выбранной расцветки.

Если этот вопрос был продуман еще на этапе подготовительных работ и учтен при составлении схем электропроводки, следует закупить необходимое количество кабелей с жилами необходимых цветов. Если все-таки нужный провод закончился, то можно пометить жилы вручную:

• кембриками обычными;
• кембриками термоусадочными;
• изолентой.

О стандартах цветовой маркировки проводов в Европе и России смотрите так же в этом видео:

Ручная цветовая разметка

Применяется в тех случаях, когда при монтаже приходится использовать провода с жилами одинаковой расцветки. Также часто это происходит при работе в домах старой постройки, в которых монтаж электропроводки производился задолго до появления стандартов.

Опытные электрики, чтобы не было путаницы при дальнейшем обслуживании электроцепи использовали наборы, позволяющие промаркировать фазные провода. Это допускается и современными правилами, ведь некоторые кабели изготавливаются без цветобуквенных обозначений. Место использования ручной маркировки регламентировано нормами ПУЭ, ГОСТа и общепринятыми рекомендациями. Она крепится на концы проводника, там, где он соединяется с шиной.

Разметка двужильных проводов

Если кабель уже подключен к сети, то для поиска фазных проводов в электрике используют специальную индикаторную отвертку – в ее корпусе есть светодиод, который светится, когда жало устройства касается фазы.

Правда эффективной она будет только для двухжильных проводов, ведь если фаз несколько, то определить где какая индикатор не сможет. В таком случае придется отключать провода и использовать прозвонку.

Стандарты не обязывают делать такую разметку на электропроводниках по всей их длине. Допускается отметить её лишь в местах стыков и соединения нужных контактов. Поэтому, при возникновении необходимости нанести метки на электрокабели без обозначений, нужно заранее приобрести материалы, для их разметки вручную.

Число используемых расцветок зависит от применяемой схемы, но главная рекомендация все же есть – желательно использовать цвета, исключающие возможность путаницы. Т.е. не применять для фазных проводов синие, желтые или зеленые метки. В однофазной сети, к примеру, фазу обычно обозначают красным цветом.

Разметка трехжильных проводов

Если надо определить фазу, ноль и заземление в трехжильных проводах, то можно попробовать сделать это мультиметром. Прибор устанавливается на измерение переменного напряжения, а затем щупами аккуратно коснуться фазы (его можно найти и индикаторной отверткой) и последовательно двух оставшихся проводов. Далее следует запомнить показатели и сравнить их между собой – комбинация «фаза-ноль» обычно показывает большее напряжение, нежели «фаза-земля».

Когда фаза, ноль и земля определены, то можно наносить маркировку. По правилам, для заземления применяется провод цветной желто зеленый, а точнее жила с такой расцветкой, поэтому его маркируют изолентой подходящих цветов. Ноль, отмечается, соответственно, синей изолентой, а фаза любой другой.

Если же при профилактических работах выяснилось, что маркировка устарела, менять кабеля не обязательно. Замене, в соответствии с современными стандартами, подлежит только электрооборудование, вышедшее из строя.

Как итог

Правильная разметка проводов это обязательное условие качественного монтажа электропроводки при проведении работ любой сложности. Она значительно облегчает как сам монтаж, так и последующее обслуживание электросети. Чтобы электрики «разговаривали на одном языке», созданы обязательные стандарты цветобуквенной маркировки, которые схожи между собой даже в разных странах. В соответствии с ними L – это обозначение фазы, а N – ноля.

Рекомендуем также

Как определить последовательность фаз в трехфазной цепи. Что такое чередование фаз и как его проверить

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 . Естественно, монтажники утверждали, что произвели проверку чередования фаз с обоих источников и все совпадало. Но, о фазировке не было сказано ни слова. А зря! Теперь давайте разберемся подробно, что же пошло не так.

Что собой представляет чередование фаз?

Как известно, в трехфазной сети присутствует три разноименные фазы. Условно они обозначаются как А, В и С. Вспоминая теорию, можно говорить что синусоиды фаз смещены относительно друг друга на 120 градусов. Так вот всего может быть шесть разных порядков чередования, и все они делятся на два вида – прямое и обратное. Прямым чередованием считается следующий порядок – АВС, ВСА и САВ. Обратный порядок будет соответственно СВА, ВАС и АСВ.

Чтобы проверить порядок чередования фаз можно воспользоваться таким прибором, как фазоуказатель. О том, мы уже рассказывали. Конкретно рассмотрим последовательность проверки прибором ФУ 2.

Как выполнить проверку?

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

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

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

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

На видео ниже наглядно показывается, как проверить чередование фаз:

Когда нужно учитывать порядок?

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

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

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

8.1.Основные понятия и определения

Электрическое оборудование трехфазного тока (синхронные компенсаторы, трансформаторы, линии электро-передачи) подлежит обязательной фазировке перед первым включением в сеть, а также после ремонта, при котором мог быть нарушен.порядок следования и чередования фаз.

В общем случае фазировка заключается в проверке совпадения по фазе напряжения каждой из трех фаз вклю-чаемой электроустановки с соответствующими фазами напряжения сети.

Фазировка включает в себя три существенно различные операции. Первая из них состоит в проверке и срав-нении порядка следования фаз включаемой электроустановки и сети. Вторая операция состоит в проверке совпадения по фазе одноименных напряжений, т. е. отсутствии между ними углового сдвига. Наконец, третья операция заключается в проверке одноименности (расцветки) фаз, соединение которых предполагается выполнить. Целью этой операции является проверка правильности соединения между собой всех элементов электроустановки, т. е. в конечном счете правильности подвода токопроводящих частей к включающему аппарату.

Фаза. Под трехфазной системой напряжений понимают совокупность трех симметричных напряжений, амплитуды которых равны по значению и сдвинуты (амплитуда синусоиды одного напряжения относительно предшествующей ей амплитуды синусоиды другого напряжения) на один и тот же фазный угол (рис. 8.1, а).

Таким образом, угол, характери-зующий определенную стадию перио-дически изменяющегося параметра (в данном случае напряжения) , называют фазным углом или просто фазой. При совместном рассмотрении двух (и более) синусоидально изменяющихся напряже-ний одной частоты, если их нулевые (или амплитудные) значения наступают не одновременно, говорят, что они сдвинуты по фазе. Сдвиг всегда определяется меж-ду одинаковыми фазами. Фазы обозна-чают прописными буквами А, В, С. Трехфазные системы изображают также вращающимися векторами (рис.8.1, б).

На практике под фазой, трехфазной системы понимают также отдельный участок трехфазной цепи, по ко-торому проходит один и тот же ток, сдвинутый относительно двух других по фазе. Исходя из этого, фазой назы-вают обмотку генератора, трансформатора, двигателя, провод трехфазной линии, чтобы подчеркнуть принадлежность их к определенному участку трехфазной цепи. Для распознавания фаз оборудования на кожухах аппаратов, шинах, опорах и конструкциях.наносят цветные метки в виде кружков, полос и т. д. Элементы оборудования, принадлежащие фазе А, окрашивают в желтый цвет, фазы В-в зеленый и фазы С-в красный. В соответствии с этим фазы часто называют желтой, зеленой и красной: ж, з, к.

Таким образом, в зависимости от рассматриваемого вопроса фаза — это либо угол, характеризующий состоя­ние синусоидально изменяющейся величины в каждый момент времени, либо участок трехфазной цепи, т. е. однофазная цепь, входящая в состав трехфазной.

Порядок следования фаз. Трехфазные системы напряжений и тока могут отличаться друг от друга порядком следования фаз. Если фазы (например, сети) следуют друг за другом в порядке А, В, С — это так называемый прямой порядок следования фаз (см. § 7.3). Если фазы следуют друг за другом в порядке А, С, В — это обратный порядок следования фаз.

Порядок следования фаз проверяют индукционным фазоуказателем типа И-517 или аналогичным по устройству фазоуказателем типа ФУ-2. Фазоуказатель подключают к проверяемой системе напряжений. Зажимы прибора маркированы, т. е. обозначены буквами А, В, С. Если фазы сети совпадут с маркировкой прибора, диск фазоуказателя будет вращаться в направлении, указанном стрелкой на кожухе прибора. Такое вращение диска соответствует прямому порядку следования фаз сети. Вращение диска в обратном направлении указывает на обратный порядок следования фаз. Получение прямого порядка следования фаз из обратного производится переменой мест двух любых фаз электроустановки.

Иногда вместо термина «порядок следования фаз» говорят «порядок чередования фаз». Во избежание пута­ницы условимся применять термин «чередование фаз» только в том случае, когда это связано с понятием фазы как участка трехфазной цепи.

Чередование фаз. Итак, под чередованием фаз следует понимать очередность, в которой фазы трехфазной цепи (обмотки и выводы электрических машин, провода линий и т. д.) расположены в пространстве, если обход их кажцый раз начинать из одного и того же пункта (точки) и производить в одном и том же направлении, например сверху вниз, по часовой стрелке и т. д. На основании такого определения говорят о чередовании обозначений выводов электрических машин и трансформаторов, расцветке проводов и сборных шин.

Совпадение фаз. При фазировке трехфазных цепей встречаются различные варианты чередования обозначений вводов на включающем аппарате и подачи на эти вводы напряжения разных фаз (рис. 8.2, а, б). Варианты, при которых не совпадает порядок следования фаз, или порядок чередования фаз электроустановки и сети, при включении выключателя приводят к КЗ.

В то же время возможен единственный вариант, когда совпадает то и другое. Короткое замыкание между соединяемыми частями (электроустановкой и сетью) здесь исключено.

Под совпадением фаз при фазировке как раз и понимают именно этот вариант, когда на вводы выключателя, попарно принадлежащие одной фазе, поданы одноименные напряжения, а обозначения (расцветка) вводов вы-ключателя согласованы с обозначением фаз напряжений (рис. 8.2, в).

В нашем садоводческом товариществе установили трёхфазный электросчётчик с трансформатором тока. Счетчик был новый со всеми пломбами. Однако при полностью отключенной нагрузке диск счётчика медленно вращается, то есть у счётчика обнаружился «самоход». Понятно, платить товариществу за учитываемую счетчиком энергию, которую оно фактически не использовало, не хотелось.

Сначала решили, что счетчик неисправен. Заменяли счетчики несколько раз, но «самоход» оставался. В результате пришли к другому выводу — счетчик не виноват. Стали думать, что же вызывает подобный «самоход»? В заводской инструкции, приложенной к трёхфазному счетчику, записано: подключать счётчик к сети необходимо, соблюдая последовательность чередования фаз, чтобы фаза А сети была бы подключена к первому зажиму счётчика, фаза В — ко второму, а фаза С — к третьему зажиму счётчика.

Последовательность чередования фаз легко установить с помощью фазоуказателя. Таковой всегда имеется на электростанциях, в электрохозяйствах крупных заводов, но откуда ему быть в садоводческих товариществах? Наша попытка заполучить фазоуказатель на прокат на пару дней в крупном учреждении не удалась. Пришлось самим изготовить «Устройство для определения последовательности чередования фаз» , с помощью которого удалось определить эту правильную последовательность. В результате после устранения нарушения последовательности чередования фаз «самоход» счётчика исчез. Стало быть, отпала нужда платить за неиспользованную садоводами энергию.

Устройство для определения последовательности чередования фаз в трехфазной сети

Итак, вышеупомянутое «Устройство для определения последовательности чередования фаз» предназначено для определения фазы, в которой напряжение отстаёт от напряжения в фазе, произвольно взятой для начала отсчёта. Знание этого отставания необходимо для правильного подключения к сети приборов, в которых требуется соблюдать последовательность чередования фаз, например, трёхфазных четырёхпроводных (с нулем) электросчетчиков.

Конструкция устройства достаточно простая (рис. 1). На основании из электроизоляционного материала, например текстолита, размещены два настенных электропатрона с ввинченными в них обычными осветительными лампами накаливания, закрытыми прозрачными кожухами, изготовленными из пластиковой тары от соков, воды и т. д. На основании укреплены также конденсатор и клеммы для подключения проводов.

Одни выводы от ламп и конденсатора спаяны (точка О), другие концы проводов соединены с клеммами А, В и С (рис. 2).

Принцип действия «Устройства для определения последовательности чередования фаз» таков. При подключении «Устройства…» к трехфазной сети из-за наличия конденсатора в каждой фазе изменяется напряжение, что приводит к разному накалу ламп. (В нашем случае к конденсатору подсоединена фаза В.) По величине накала (яркости свечения ламп) и судят о принадлежности оставшихся фаз (проводов) к фазе А или к фазе С.

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 , 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.

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.

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

Прямое и обратное чередование фаз

Трехфазный переменный ток графически представляет собой три фазы в виде чередующихся синусоид на оси Х, сдвинутых по отношению друг к другу на 120°. Первую синусоиду можно представить как фазу А, следующую синусоиду как фазу B, сдвинутую на 120° относительно фазы А, и третью фазу C, также сдвинутую на 120° по отношению к фазе В.

Графическое отображение сдвига фаз на 120° трехфазной сети

Если фазы имеют порядок АВС, то такое следование фаз называется прямым чередованием. Следовательно, порядок фаз СВА будет означать обратное чередование. Всего возможно три прямых чередования фаз ABС, BCА, CАВ. Для обратного чередования фаз порядок будет выглядеть как CВА, BCА, ACB.

Проверить чередование фаз трехфазной сети можно фазоуказателем ФУ — 2. Он представляет собой небольшой корпус, на котором имеются три зажима для подключения трех фаз сети, алюминиевого диска с черной точкой на белом фоне и три обмотки. Принцип действия у него аналогичен работе асинхронного электродвигателя.

Если подключить фазоуказатель к трем фазам и нажать кнопку на корпусе, то диск начнёт вращаться в одну из сторон. Когда вращение диска совпадает со стрелкой на корпусе, тогда фазоуказатель показывает прямое чередование фаз, вращение диска в обратном направлении указывает на обратное чередование фаз.

Электрическая схема фазоуказателя ФУ-2

В каких случаях необходимо знать порядок чередования фаз. Во-первых, если дом подключен к трехфазной сети и установлен индукционный электросчётчик, тогда нужно соблюдать на нем прямое чередование фаз. При неправильном подключении такого электросчетчика возможен его самоход, что даст неправильные показания в сторону увеличения расхода электроэнергии.

Также, если в доме используются асинхронные электродвигатели, то направление вращения ротора будет зависеть от порядка чередования фаз. Меняя чередование фаз на асинхронном электродвигателе можно изменить направление вращения ротора в нужную сторону.

Что такое фазировка трехфазной сети

Фазировку трех фаз проводят в трансформаторных подстанциях при параллельном подключении трансформаторов. Подключение двух трансформаторов к одной трехфазной сети осуществляется межсекционными автоматическими выключателями. Проверить одноименные фазы фазоуказателем не представляется возможным.

Однако можно определить одноименные фазы мультиметром или любым вольтметром с пределом измерения 500 В. При проведении фазировки, нужно соблюдать все меры безопасности и заранее проверить на работоспособность мультиметр. Перед нахождением одноименных фаз важно определить наличие фазного напряжения относительно «земли» на всех шинах (на случай обрыва).

Проверка на обрыв и нахождение одноименных фаз в трехфазной сети

Далее, работая в резиновых перчатках, замеряют линейные напряжения на шинах разных трансформаторов. Если найдены шины, напряжение между которыми около нуля, то такие шины имеют одноименные фазы и их отмечают. Следом находят остальные две пары одноимённых шин и также отмечают.

Если напряжения между всеми шинами разных трансформаторов ниже линейного 380 В, но значительно отличаются от нуля, то фазировать такие трансформаторы нельзя, т. к. они имеют разные схемы соединения. Найденные одноимённые шины соединяют на разъединителях для параллельной работы.

Отличие фазного и линейного напряжения в трехфазной сети

Когда трансформатор имеет различные напряжения, при одинаковых схемах соединений, их подгоняют переключателем отводов обмоток трансформаторов до номинального значения. Фазировку высоковольтных линий проводят специальными высоковольтными индикаторами УВНФ.

Основные понятия и определения (фазировка)

Трехфазная система.

Под трехфазной системой э. д. с. (напряжений) понимают совокупность трех электрических цепей переменного тока одной частоты, э. д. с. которых не совпадают по фазе. На рис. 1,а приведена схема простейшего синхронного генератора трехфазного тока. Обмотки, в которых получается переменная э. д. с, помещены в пазы статора, смещенные по окружности на 120°. По обмотке ротора проходит постоянный ток, создавая магнитное поле. При пересечении обмоток статора магнитным полем вращающегося ротора в них наводится симметричная система трех синусоидальных э. д. с. одинаковой частоты и амплитуды, сдвинутых по фазе на 120° (рис. 1,б). За один оборот ротора, что соответствует периоду времени Т, в каждой из обмоток происходит полный цикл изменения э. д. с. Когда ось ротора I—I пересекает витки обмотки статора, в них наводится максимальная э.д. с. Но так как для трех обмоток статора это происходит в разные моменты времени, то

Рис 1 Получение трехфазной симметричной системы э. д. с.
а-синхронный генератор; б-график э.д.с.; в-векторная дивграмма э.д.с.; 1-статор; 2-обмотка статора; 3-ротор; 4-обмотка ротора

и максимумы наведенных э. д. с. не совпадают по фазе, т. е. их амплитуды Еа, Ев, Ес оказываются сдвинутыми одна относительно другой на 1/3 периода, или на 120°.

Фаза.
Угол, характеризующий определенную стадию периодически изменяющегося параметра (в данном случае э. д. с), называют фазовым углом или просто фазой. При совместном рассмотрении двух (и более) синусоидально изменяющихся э. д. с. одной частоты, если их нулевые (или амплитудные) значения наступают не одновременно, говорят, что они сдвинуты по фазе. Сдвиг всегда определяют между одинаковыми фазами, например между началами синусоид, как это показано на рис. 1,6, или между фазами амплитуд. При сдвиге двух синусоид по фазе одна из них будет отставать от другой по времени. Чтобы определить, какая из синусоид отстает, находят их начала, т. е. нулевые значения э. д. с. при переходе от отрицательных к положительным значениям. На рис. 1,6 начала обозначены буквами а, Ь, с. Из рисунка видно, что начало одной синусоиды (например, синусоиды, проходящей через точку Ь) расположено правее начала другой (синусоиды, проходящей через точку а). Это свидетельствует о том, что синусоида с началом в точке b отстает во времени от синусоиды с началом в точке а. Еще более отстает синусоида, проходящая через точку с, так как ее начало сдвинуто на 2/3 Т или на 240° от начала координат (момента, когда t = 0).
На практике под фазой трехфазной системы понимают также отдельный участок трехфазной цепи, по которому проходит один и тот же ток, сдвинутый относительно двух других по фазе. Исходя из этого, фазой называют обмотку генератора, трансформатора, двигателя, провод трехфазной линии, чтобы подчеркнуть принадлежность их к определенному участку трехфазной цепи.
Фазы именуют прописными буквами А, В, С. Но навешивать надписи букв на оборудование станций и подстанций не всегда удобно. Поэтому при окраске оборудования (например, сборных и соединительных шин в закрытых РУ), которая применяется с целью защиты от коррозии, используют красители различного цвета. В соответствии с Правилами устройства электроустановок (ПУЭ) шины фазы А окрашивают в желтый цвет, фазы В -в зеленый и фазы С -в красный. Поэтому фазы часто называют Ж, 3, К. Для распознания фаз оборудования на кожухах, арматуре изоляторов, конструкциях и опорах наносят соответствующие цветные метки в виде кружков или полос.
Таким образом, в зависимости от рассматриваемого вопроса фаза — это либо угол, характеризующий состояние синусоидально изменяющейся величины в каждый момент времени, либо участок трехфазной цепи, т. е. однофазная цепь, входящая в состав трехфазной.

Порядок следования фаз.

Порядок, в котором э. д. с. трех фаз непрерывно проходит через одни и те же значения (например, через положительные амплитудные значения), называют порядком следования фаз. Трехфазные системы э. д. с. могут отличаться друг от друга порядком следования фаз. Если вращение ротора генератора происходит в направлении, изображенном на рис. 1,а, то порядок следования фаз будет А, В, С — это так называемый прямой порядок следования фаз. Если направление вращения ротора изменить, то изменится и порядок следования фаз. Фазы будут проходить через максимальные значения в порядке А, С, В,- это обратный порядок следования фаз.
Иногда вместо термина «порядок следования фаз» говорят «порядок чередования фаз». Во избежание путаницы условимся применять термин «чередование фаз» только в том случае, когда это связано с понятием фазы как участка трехфазной цепи.

Чередование фаз.
Итак, под чередованием фаз понимают очередность, в которой фазы трехфазной цепи (отдельные провода линии, обмотки и выводы электрической машины ит. д.) расположены в пространстве, если обход «их каждый раз начинать из одного и того же пункта (точки) и производить в одном и том же направлении, например сверху вниз, по часовой стрелке и т. д. На основании такого определения говорят о чередовании обозначений выводов электрических машин и трансформаторов, расцветки проводов и сборных шин. В ряде случаев порядок чередования фаз строго регламентирован. Так, согласно ГОСТ порядок чередования обозначений выводов синхронных машин принимается соответствующим порядку следования фаз для установленного направления вращения ротора. Правила устройства электроустановок предусматривают для закрытых РУ следующий порядок чередования окрашенных сборных шин при их вертикальном расположении: верхняя шина — желтая, средняя — зеленая, нижняя — красная. При расположении шин горизонтально наиболее удаленная шина окрашивается в желтый цвет, а ближайшая — в красный. Ответвления от сборных шин выполняются так, чтобы слева располагалась фаза А, справа — фаза С, если смотреть на шины из коридора обслуживания (при трех коридорах в РУ — из центрального).
На открытых подстанциях чередование окраски сборных и обходных шин ориентируют по силовым трансформаторам. Ближайшая к ним фаза шин окрашивается в желтый цвет, средняя — в зеленый, отдаленная — в красный. Ответвления от сборных шин выполняют таким образом, чтобы слева располагалась шина фазы А, справа — фазы С, если смотреть из ОРУ на вводы трансформаторов.
Отступление от указанных выше требований порядка чередования окраски крайних шин РУ ПУЭ допускает в виде исключения в тех отдельных случаях, когда соблюдение этих требований связано с усложнением монтажа или необходимостью установки специальных опор для транспозиции проводов воздушных линий.

Совпадение фаз.

При фазировке трехфазных цепей могут быть различные варианты чередования обозначений (расцветки) зажимов на включающем аппарате и подачи на них напряжения разных фаз. Для простоты дальнейших рассуждений допустим, что фазируемые напряжения двух трехфазных цепей имеют одинаковые порядки следования фаз. При этом условии фазы одноименных напряжений могут совпадать, а порядок чередования обозначений зажимов у выключателя — нет (рис. 2,а) или, наоборот, при одном и том же порядке чередования обозначений зажимов физируемые напряжения могут оказаться сдвинутыми по фазе (рис. 2,6). Поворот одноименных векторов напряжений относительно друг друга может быть не только на угол 120°, как это показано на рис. 2,6, но на любой угол, кратный 30°, что характерно для трансформаторов, имеющих разные группы соединения обмоток. В обоих приведенных случаях включение выключателя неизбежно приводит к к. з.

Рис. 2. Варианты несовпадения (а, б) и совпадения (в) фаз двух частей установки.

Однако возможен вариант, когда совпадает и то, и другое (рис. 2, в). Короткое замыкание между соединяемыми частями установки здесь исключено.
Под совпадением фаз при фазировке как раз и понимают именно этот случай, когда одноименные напряжения фазируемых трехфазных цепей совпадают по фазе, а чередование обозначений у выключателя зажимов (или их расцветка) согласовано с соответствующими фазами напряжений и между собой.

Векторное изображение синусоидально изменяющихся э. д. с. (напряжений, токов).

Периодически изменяющиеся синусоидальные величины изображают в виде синусоид (рис. 1,6) и вращающимися векторами — направленными отрезками прямой линии (рис. 1,в). Связь между синусоидальной кривой и вращающимися векторами показана на рис. 3. Синусоида получается проектированием вращающегося вектора (равного в заданном масштабе амплитуде изменяющейся э. д. с.) на вертикальную ось I—I, перемещаемую по оси абсцисс со скоростью, пропор-циональной частоте вращения вектора. Сдвиг фаз между двумя векторами, начала которых совмещены в одной точке, определяется углом j (рис. 4). Отставание вектора Ев от вектора Еа показано направлением стрелки угла j (против направления вращения векторов).
Следует сказать, что понятие вектора з. д. с. (напряжения, тока и т. д.) в электротехнике несколько отличается от понятия вектора, скажем, силы или скорости в механике. Если в механике векторы не могут быть определены полностью только по их значениям без указания направления их действия, то в электротехнике вращающиеся векторы не определяют действительного направления изображаемых ими величин в пространстве. Однако совокупное расположение вращающихся с одной частотой векторов (например, э. д. с. трех фаз) на диаграмме дает представление о происходящем в электрической цепи процессе во времени и позволяет сделать количественную оценку явлений путем проведения элементарных операций над векторами.

Puc. 3. Получение синусоидального графика при вращении вектора.

Рис. 4. Изображение двух з. д. с. синусоидами и векторами при различных углах сдвига, а — j = 0°; б — j = 90°, в — j = 180°.

Основные схемы соединений трехфазных цепей.
Обмотки электрических машин (генераторов, синхронных компенсаторов, двигателей) и трансформаторов соединяют в звезду или треугольник.

При соединении трех обмоток генератора в звезду концы их объединяют в одну точку (рис. 5, а), которую называют нулевой (или нейтральной). Электродвижущие силы между началами и нулевой точкой обмоток называют фазными э.д. с. и обозначают Еа, Ев, Ес, или просто Еф. Электродвижущие силы между выводами фаз называют линейными Ел. Они получаются как разности векторов соответствующих, фазных э. д. с. генератора, например, Еа — Ев = Еав (рис. 5,6). Порядок индексов в обозначении линейных э. д. с. не произволен — индексы ставятся в порядке вычитания векторов: Ев — Ес = Евс; Ес — Еа = Еса. С учетом заданного направления вращения векторов такой расстановке индексов соответствует вычитание вектора э. д. с. отстающей фазы из э. д. с. опережающей. В результате векторы линейных э. д. с. всегда опережают уменьшаемые фазные векторы на 30° Значения линейных э. д. с. в корень из трех, или в 1,73 раза больше фазных, в чем легко убедиться измерением векторов на диаграмме.

Рис. 5. Соединение обмоток генератора в звезду (а) и векторная диаграмма э. д. с. (б).

Соединение обмоток генератора треугольником показано на рис. 6,а.

Точки А, В, С являются общими для каждой пары фазных обмоток. Если к зажимам генератора не подсоединена нагрузка, то в обмотках, образующих замкнутый контур, отсутствует ток, обусловленный синусоидальными э. д. с. промышленной частоты, сдвинутыми относительно друг друга на 1/3 Т, так как в каждый момент времени геометрическая сумма этих э. д. с. равна нулю (рис. 6,6).
Из рис. 6 следует, что при соединении в треугольник фазная э. д. с. равна линейной и совпадает с ней по фазе. Заметим, что на станциях обмотки генераторов, как правило, соединяют в звезду. Соединение треугольником встречается крайне редко.
Обмотки трансформаторов, так же как и у генераторов, соединяют в звезду и треугольник (схема зигзаг встречается редко). Схема звезды часто выполняется с выведенной нулевой точкой. Схемы соединений в звезду, в звезду с выведенной нулевой точкой и в треугольник в тексте обычно обозначают буквами У, Ун и Д соответственно. Обмотки высшего напряжения (ВН) трансформаторов соединяют в У или Д независимо от схемы соединения источников питания. Вторичные обмотки низшего напряжений (НН) также соединяют в У или Д. 12
В отличие от генераторов у трансформаторов соединение треугольником по крайней мере одной из его обмоток является обычным.

Рис. 6. Соединение обмоток генератора в треугольник (а) и векторная диаграмма э. д. с. (б).

9. Трехфазные системы и схемы — Сетевой анализ и синтез — Dev Guis

ГЛАВА ЦЕЛИ

Внимательно изучив эту главу, вы сможете делать следующее:

➢Обозначьте преимущества трехфазной системы перед однофазной системой.

➢ Объясните, как генерируются трехфазные напряжения.

➢ Различайте сбалансированную и несбалансированную системы подачи.

➢ Различайте сбалансированную нагрузку и несбалансированную нагрузку.

➢ Запишите соотношение между фазными и линейными величинами в системе, соединенной звездой и треугольником.

➢ Различать активную мощность и реактивную мощность.

➢ Рассчитайте ток, мощность и коэффициент мощности сбалансированных трехфазных нагрузок.

➢Составьте схему подключения и измерьте мощность и коэффициент мощности в трехфазной симметричной и несимметричной нагрузке.

➢ Преобразование нагрузки, подключенной по схеме звезды, в эквивалентную нагрузку, подключенную по схеме треугольника.

➢Решение численных задач несбалансированных нагрузок, подключенных по схеме звезды и треугольника.

9.1 ВВЕДЕНИЕ

Производство, передача и распределение электроэнергии осуществляется трехфазными электрическими сетями, состоящими из генераторов, трансформаторов и линий передачи и распределения, образующих энергосистему. В трехфазной системе мы имеем три независимых напряжения, индуцированных в трех обмотках генератора. Чтобы понять разницу между однофазным напряжением и трехфазной системой напряжения, давайте рассмотрим, как эти напряжения генерируются в генераторах переменного тока.Мы знали, что в катушке индуцируется ЭДС, если она перерезает силовые линии. На рисунке 9.1 мы поместили одну катушку в пазы полого цилиндрического сердечника статора. Двухполюсный магнит каким-то образом вращается с определенной скоростью. Линии магнитного потока перережут проводники, и в катушке будет индуцирована ЭДС. Поскольку поток северного и южного полюсов будет попеременно разрезать проводники, в катушке будет индуцироваться однофазное переменное напряжение.

Здесь мы видели, что катушка неподвижна, а магнитное поле вращается.Однако мы могли бы иметь неподвижное поле и вращающуюся катушку, поместив полевые магниты на статор и катушку на цилиндрический ротор. Что требуется, так это создать относительное движение между магнитным полем и проводником. Величина наведенной ЭДС будет зависеть от количества катушек, силы магнитного поля и скорости вращения магнита. Частота наведенной ЭДС будет зависеть от количества магнитных полюсов, с которыми катушки сталкиваются за один оборот.Обычно количество магнитных полюсов и скорость вращения магнитных полюсов приводом, обычно турбиной, поддерживаются постоянными. Количество катушек и количество витков, используемых в каждой катушке, сохраняется в соответствии с конструкцией и остается постоянным после сборки машины. По этой причине величина наведенной ЭДС и ее частота постоянны. Таким образом, мы получаем однофазное напряжение от однофазных обмоток, которое может использоваться для питания электрической цепи, содержащей элементы сопротивления, индуктивности и емкости.

Рисунок 9.1 Генерация однофазного напряжения

В трехфазной системе трехфазные напряжения индуцируются в трехфазных обмотках генератора. На всех электростанциях установлены трехфазные генераторы.

9.2 ПРЕИМУЩЕСТВА ТРЕХФАЗНЫХ СИСТЕМ

Трехфазная система имеет ряд преимуществ перед однофазной системой. Некоторые из преимуществ упомянуты ниже.

1.Мощность трехфазной машины, вырабатывающей электричество, больше, чем мощность однофазной машины того же размера.

2. Наиболее часто используемые трехфазные асинхронные двигатели являются самозапускающимися. Для однофазных двигателей требуется отдельная пусковая обмотка.

3. Передача электроэнергии от генерирующей станции к местам использования осуществляется по линиям электропередачи. Было замечено, что трехфазная передача энергии более экономична, чем однофазная передача энергии.

4. Коэффициент мощности трехфазных систем лучше, чем у однофазных систем.

5. Однофазное питание также может быть получено от трехфазного источника питания.

6. Мгновенная мощность в однофазной системе колеблется во времени, что приводит к шумной работе однофазных двигателей. Выходная мощность симметричной трехфазной системы стабильна.

7. Для преобразования переменного тока в постоянный, выходное напряжение постоянного тока становится менее неустойчивым, если количество фаз увеличивается.

Таким образом, мы видим, что с точки зрения генерации, передачи, распределения и использования трехфазные системы предпочтительнее однофазных по ряду причин, упомянутых выше.

9.3 ГЕНЕРАЦИЯ ТРЕХФАЗНОГО НАПРЯЖЕНИЯ

По ряду практических соображений генераторы созданы для генерации многофазных напряжений. Коммерческие генераторы построены для генерации трехфазного напряжения.

В трехфазных генераторах делаются три отдельные обмотки.Обмотки изготовлены из катушек. Эти обмотки размещаются в пазах статора под углом 120 ° друг к другу, как показано на рисунке 9.2. RR ′ — однофазная обмотка.

Рисунок 9.2 Генерация трехфазных напряжений в трехфазных обмотках

YY ′ — вторая фазная обмотка, а BB ′ — третья фазная обмотка. Трехфазные обмотки размещены на угловом расстоянии 120 °. Для простоты показана только одна катушка на фазу. На практике несколько катушек, соединенных последовательно, образуют одну фазную обмотку.

Когда магнитные полюса вращаются первичным двигателем (скажем, турбиной), магнитный поток северного и южного полюсов будет последовательно разрезать обмотки. При вращении по часовой стрелке поток будет отсечен сначала катушкой RR ‘, затем катушкой YY’, а затем катушкой BB ‘. Следовательно, в этих катушках будет последовательно индуцироваться ЭДС. Между ЭДС, наведенной в этих катушках (обмотках), будет разница фаз во времени. Разница фаз во времени составит 120 °. С точки зрения времени, разность фаз будет временем, за которое магнитные полюса повернутся на 120 °, то есть на одну треть оборота.Таким образом, на трехфазных обмотках мы получим три напряжения, которые равны по величине и частоте, но имеют разницу фаз во времени 120 ° между ними, как показано на рисунке 9.3.

9.3.1 Уравнение трехфазных напряжений

Уравнения напряжений следующие:

Результирующая ЭДС = E _m sin ωt + E _m sin ( ωt — 120 °) + E _m sin ( ωt — 240 °) = 0

Поскольку три напряжения равны по величине, но смещены по фазе на 120 °, их векторная сумма равна нулю, как показано на рисунке 9.3.

Рисунок 9.3 Трехфазные напряжения, смещенные во времени по фазе на 120 °

Трехфазное питание требуется для электрических нагрузок большой мощности. Эти нагрузки могут быть трехфазными двигателями, используемыми в промышленном, коммерческом, сельскохозяйственном и других секторах. Например, водяной насос, используемый для орошения, всегда представляет собой трехфазный насос с моторным приводом, требующий трехфазного питания. Следовательно, как и в случае с трехфазным питанием, у нас будут трехфазные нагрузки.Трехфазный источник питания будет обеспечивать электроэнергией трехфазные нагрузки. Ряд терминов используется в связи с трехфазным питанием и трехфазными нагрузками. Они описаны ниже. Кроме того, трехфазные обмотки могут быть соединены вместе по схеме звезды или треугольника. Напряжение между двухфазными обмотками и ток, протекающий через фазные обмотки и линию питания, будут разными при подключении по схеме звезды и треугольника. Они будут подробно изучены.

К настоящему времени мы, должно быть, поняли, что под фазой мы подразумеваем обмотку.Разность фаз между двумя обмотками — это физическое угловое смещение между ними. В трехфазной обмотке разность фаз между обмотками составляет 120 °. Последовательность фаз — это порядок, в котором максимальное напряжение индуцируется в обмотках. Например, если магнитные поля сначала перерезают проводники фазы RR ‘, а затем перерезают проводники фазы YY’ и, наконец, перерезают проводники фазы BB ‘, то ЭДС будет индуцироваться во всех фазах одинаковой величины, кроме их максимальное значение появится в последовательности RYB.Затем мы называем фазовую последовательность ЭДС RYB. Если магнитная система на рисунке 9.2 вращается против часовой стрелки, последовательность фаз ЭДС, индуцированная в трех фазах, будет RBY.

Элементарный трехфазный генератор

Рассмотрим простейший трехфазный генератор, показанный на рисунке 9.4 (а). Трехфазные обмотки размещены в пазах статора. Для простоты использовалась только одна катушка на фазу. R-R ‘ — это одна катушка, образующая обмотки R -фазы. Y-Y ‘ — это еще одна катушка, образующая обмотку Y -фазы. B-B ‘ представляет собой одну катушку, образующую обмотку B -фазы. Эти трехфазные обмотки размещены в пазах статора под углом 120 ° в пространстве. Для простоты показана только одна катушка на фазу. На практике несколько катушек соединяются вместе, образуя каждую фазную обмотку. Ротор несет магнитные полюса, которые создают магнитное поле. Постоянный ток подается на обмотки возбуждения, так что магниты возбуждения возбуждаются.Когда ротор вращается турбиной, магнитный поток последовательно отсекается обмотками статора RR ‘, YY’ и BB ‘. ЭДС, индуцированная в этих катушках, имеет синусоидальную природу из-за характера распределения потока. Напряжение, индуцированное в трехфазных обмотках, будет идентичным по своей природе, но они будут смещены во времени на 120 °, как было показано. Порядок, в котором фазные напряжения достигают своего максимального значения или пикового значения, В, _м , называется последовательностью фаз.Если ротор вращается по часовой стрелке, напряжения в фазах будут индуцироваться в следующей последовательности: V _R , V _Y и V _B . Если полюса ротора вращаются в противоположном направлении, последовательность фаз индуцированного напряжения изменится с RYB на RBY .

Рисунок 9.4 Генерация трехфазных напряжений (a) Трехфазный двухполюсный генератор и (b) Трехфазные напряжения, индуцированные в обмотках

Рисунок 9.5 Трехфазные обмотки подключены к нагрузке независимо через шесть проводов

Фазные напряжения должны обеспечивать питание электрических нагрузок, для которых двухсторонние клеммы каждой фазы должны быть подключены к нагрузкам, как показано на рисунке 9.5. От генератора к нагрузке требуется вывести шесть проводов. Вместо того, чтобы вынимать шесть проводов из генератора и отдельно подключать их к нагрузкам, как показано на рисунке 9.5, трехфазные обмотки соединяются либо по схеме звезды, либо по схеме треугольника, так что только три провода должны быть выведены от генератора к источнику питания. нагрузка.Нагрузки также подключаются по схеме звезды или треугольника. В случае соединения звездой четвертый провод можно вывести из нейтральной точки.

9.3.2 Сбалансированная трехфазная система

В сбалансированной трехфазной системе питания все фазные напряжения равны по величине, но смещены на 120 °. Сбалансированная система питания с соединением звездой показана на рисунке 9.6. Фазное напряжение и линейные напряжения представлены через фазы на рисунке.

Рисунок 9.6 Представление сбалансированной системы электроснабжения с соединением звездой

Соответствующие линейные напряжения равны фазному напряжению и опережают соответствующее фазное напряжение на 30 °. Мы рисуем линейное напряжение, предполагая последовательность фаз RYB .

Подобно фазным напряжениям, линейные напряжения также имеют разность фаз 120 °.

9.4 ТЕРМИНЫ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ В ТРЕХФАЗНЫХ СИСТЕМАХ И ЦЕПЯХ

Ниже приведены некоторые термины, используемые при описании трехфазной системы.Это следующие:

1. Сбалансированное питание: Набор из трех синусоидальных напряжений (или токов), которые равны по величине, но имеют разность фаз 120 °, составляют сбалансированную трехфазную систему напряжения (или тока).

2. Несбалансированное питание: Трехфазная система считается несимметричной, если одно из трехфазных напряжений неодинаково по величине или фазовый угол между тремя фазами не равен 120 °.

3. Сбалансированная нагрузка: Если импедансы нагрузки трех фаз идентичны по величине, а также фазовому углу, то нагрузка считается сбалансированной.Это означает, что нагрузка имеет одинаковое значение сопротивления R и реактивного сопротивления X _L и / или X _C в каждой фазе.

4. Несимметричная нагрузка: Если импедансы нагрузки трех фаз не идентичны ни по величине, ни по фазовому углу, то нагрузка считается несбалансированной.

5. Однофазное: Когда одна фаза трехфазного источника питания недоступна, это состояние называется однофазным.

6. Последовательность фаз: Порядок, в котором появляются максимальные значения напряжений каждой фазы, называется последовательностью фаз. Это может быть RYB или RBY.

7. Катушка: Катушка сделана из токопроводящей проволоки, например из меди, с изоляционным покрытием. Катушка может быть однооборотной или иметь много витков. Обычно катушка имеет несколько витков. Один виток катушки будет иметь два проводника на двух сторонах, называемых сторонами катушки.

8. Обмотка: Для создания одной обмотки используется несколько катушек.Обычно обмотки подключаются последовательно. Одна обмотка образует одну фазу.

9. Симметричная система: В симметричной трехфазной системе величина трехфазных напряжений одинакова, но разница фаз между напряжениями составляет 120 °.

9,5 ТРЕХФАЗНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ НА ОБМОТКУ

Трехфазный генератор будет иметь трехфазные обмотки. Эти фазные обмотки можно соединить двумя способами:

1. Звездное соединение

2.Соединение треугольником

9.5.1 Соединение звездой

Звездное соединение образуется путем соединения начального или конечного концов всех трех обмоток вместе. Четвертый провод, выведенный из точки звезды, называется нейтральной точкой. Остальные три конца выведены для подключения к нагрузке. Эти концы обычно обозначаются как R-Y-B, к которым должна быть подключена нагрузка. Соединение звездой показано на Рисунке 9.7 (а). Это трехфазная четырехпроводная система, соединенная звездой.Если из системы не выводится нейтральный проводник, образуется трехфазная трехпроводная система, соединенная звездой.

Рисунок 9.7 Соединение звездой фазных обмоток (a) Трехфазная четырехпроводная система и (b) Трехфазная трехпроводная система

Ток, протекающий по каждому линейному проводнику, называется линейным током I _L . При соединении звездой линейный ток также является фазным током. Аналогичным образом, напряжение на каждой фазе называется фазным напряжением В, , _{, Ph} .Напряжение на любых двух линейных проводниках называется линейным напряжением В _L . Когда к источнику питания подключена сбалансированная трехфазная нагрузка, через цепь будут протекать токи на клеммах R, Y, B. Сумма этих токов, то есть I _R , I _Y и I _B , будет равна нулю. Нейтральный провод, подключенный между точкой нейтрали источника питания и точкой нейтрали нагрузки, не будет пропускать ток для сбалансированной системы.

9.5.2 Соединение треугольником

Соединение треугольником образуется путем соединения конца одной обмотки с начальным концом другой, и соединения продолжают образовывать замкнутый контур. В этом случае ток, протекающий через каждый линейный провод, называется линейным током I _L , а ток, протекающий через каждую фазную обмотку, называется фазным током I _Ph . Однако мы обнаруживаем, что фазное напряжение совпадает с линейным напряжением при соединении треугольником.Соединение обмоток треугольником показано на рисунке 9.8.

Рисунок 9.8 Соединение треугольником трехфазных обмоток (a) Трехфазное трехпроводное соединение треугольником и (b) Схема соединения обмоток, образующих треугольник

9.5.3 Взаимосвязь линейных и фазных напряжений и токов в системе, соединенной звездой

Рассмотрим сбалансированную систему с соединением звездой, как показано на рисунке 9.9.

Предположим, что нагрузка индуктивна и, следовательно, ток будет отставать от приложенного напряжения на угол ϕ .Рассмотрим сбалансированную систему, чтобы величина тока и напряжения каждой фазы была одинаковой.

То есть фазные напряжения, В _R = В _Y = В _B = В _Ph

Линейный ток I _R = I _Y = I _B = I _L

Напряжение сети В _L = В _RY = В _YB = В _BR

Фазный ток I _Ph = I _R = I _Y = I _B

I _L = I _Ph для соединения звездой, поскольку одинаковый фазный ток проходит через линии к нагрузке.

Рисунок 9.9 Сбалансированная система с соединением звездой (а) Трехфазная система подачи и (б) Фазорная диаграмма

Чтобы вывести связь между В _L и В _Ph , рассмотрим линейное напряжение В _RY .

Процедура построения векторной диаграммы на Рисунке 9.9 (b) следующая.

Нарисуйте три вектора V _R , V _Y и V _B , представляющих фазные напряжения.Эти напряжения равны по величине, но смещены на 120 °. Векторы линейного напряжения В, _RY , В, _YB и В, _BR нарисованы путем векторного сложения фазных напряжений. Например, чтобы нарисовать линейное напряжение В _RY , мы должны сложить фазные напряжения следующим образом:

Вектор V _YN получается путем реверсирования V _NY . V _RY получается путем векторного сложения V _RN и V _YN , как показано на рисунке 9.9 (б). Аналогичным образом были нарисованы другие линейные напряжения. Фазные токи I _R , I _B и I _Y показаны с отставанием от фазных напряжений на угол коэффициента мощности ϕ .

Из векторной диаграммы, показанной на рисунке 9.9 (b), фазовый угол между векторами V _R и (- V _Y ) составляет 60 °.

Таким образом, для системы, соединенной звездой, можно констатировать следующее:

Напряжение сети, фазное напряжение

Линейный ток = фазный ток

9.5.4 Взаимосвязь линейных и фазных напряжений и токов в системе, соединенной треугольником

Рассмотрим систему с симметричным соединением треугольником, как показано на рисунке 9.10.

В системе, соединенной треугольником, напряжение на обмотке, то есть на фазах, такое же, как и на линейных выводах. Однако ток через фазы не такой, как через линии питания.

Следовательно, в случае схемы, соединенной треугольником, фазное напряжение равно линейному напряжению, но линейный ток не равен фазному току.

На рис. 9.10 (a) показана система электропитания с трехфазным соединением треугольником, подключенная к нагрузке, соединенной трехфазным треугольником. Линейные токи: I _R , I _Y и I _B . Фазные токи: I _RY , I _YB и I _BR . Векторная диаграмма на рисунке 9.10 (b) была разработана, сначала показаны трехфазные напряжения В, _YB , В, _BR и В _RY равной величины, но смещенные на 120 ° от каждого из них. Другие.Затем были показаны фазные токи I _YB , I _BR и I _RY , отстающие от соответствующих фазных напряжений на угол коэффициента мощности ϕ . Линейные токи выводятся путем применения KCL в узлах R, Y, B и добавления векторов, как показано.

Рисунок 9.10 Система с подключением по схеме треугольника (a) Трехфазная нагрузка, подключенная по схеме треугольника, питаемая от источника питания, подключенного по схеме треугольника, и (b) Векторная диаграмма напряжений и токов

Чтобы установить связь между I _L и I _Ph , примените KCL в узле R, как показано на рисунке 9.10 (б)

Аналогично, в узлах Y и B мы можем записать следующее:

Поскольку фазовый угол между фазными токами I _RY и — I _BR составляет 60 °, можно получить следующее:

Таким образом, для трехфазной системы, соединенной треугольником,

Напряжение сети = напряжение фазы

Мощность: выходная мощность на фазу = В _Ph I _Ph cos ϕ

Для систем, соединенных звездой и треугольником, общая мощность P составляет

Если мощность на каждую фазу составляет P _ч , а общая мощность составляет P _T , то

9.6 АКТИВНАЯ И РЕАКТИВНАЯ МОЩНОСТЬ

Выражение для средней мощности в цепи переменного тока равно

.

Величина в скобках — это проекция вектора тока на вектор напряжения. Соответственно, синфазный компонент I _Ph вдоль V показан на рисунке 9.11 как I _Ph cos ϕ , а перпендикулярный компонент как I _Ph sin ϕ . Если мы умножим все стороны треугольника ABC на V _Ph , треугольник превратится в треугольник мощности, где AB = V _Ph I _Ph cos ϕ называется активной мощностью , BC = В _Ph I _Ph sin ϕ называется реактивной мощностью и В _Ph I _Ph называется полной мощностью .

Рисунок 9.11 Треугольник мощности, показывающий взаимосвязь между (a) активной мощностью, (b) реактивной мощностью и (c) полной мощностью

Умножая все стороны треугольника мощности на 10 ³ , то есть выражая мощность в «килограммах», треугольник мощности перерисовывается, как показано на рисунке 9.11 (c) (кВА — это киловольт-ампер).

9.7 СРАВНЕНИЕ МЕЖДУ СОЕДИНЕНИЕМ ЗВЕЗДА И ТРЕУГОЛЬНИКОМ

Как упоминалось ранее, три обмотки генератора могут быть соединены звездой или треугольником.То же самое и с трансформаторами. Трехфазные электрические нагрузки и обмотки трехфазных двигателей также могут быть соединены звездой или треугольником.

Взаимосвязь между напряжениями, током и их фазовым соотношением, а также некоторые другие факторы, связанные с подключением по схеме звезда и треугольник, были сравнены и представлены в таблице 9.1.

Таблица 9.1 Сравнение соединений звездой и треугольником

Пример 9.1 Электропитание 400 В, трехфазное, 50 Гц подается на три клеммы трехфазной нагрузки, соединенной треугольником. Сопротивление и реактивное сопротивление каждой фазы составляют 6 Ом и 8 Ом соответственно. Рассчитайте линейный ток, фазный ток, активную мощность, реактивную мощность и полную мощность цепи.

Решение: Нагрузка подключена по схеме треугольника. Следовательно, можно рассчитать следующее:

Рисунок 9.12

Треугольник мощности показан на Рисунке 9.12.

Пример 9.2 Сбалансированная нагрузка, соединенная звездой (8 + j 6) Ом на фазу, подключена к сбалансированному трехфазному источнику питания 400 В. Найдите линейный ток, коэффициент мощности, мощность и общий вольт-ампер.

Решение:

Пример 9.3 Трехфазная четырехпроводная система питания имеет линейное напряжение 400 В. Три неиндуктивные нагрузки мощностью 16 кВт, 8 кВт и 12 кВт подключены между фазами R, Y, B и нейтралью соответственно.Рассчитайте ток, протекающий через нейтральный провод.

Решение: Нагрузки, подключенные между различными фазами и нейтралью, составляют 16 кВт, 8 кВт и 12 кВт соответственно, как показано на рисунке 9.13.

Ток через нулевой провод — это векторная сумма всех линейных токов. Сначала мы рассчитаем линейные токи, а затем добавим их векторно.

Рисунок 9.13

Для соединения звездой

Трехфазные напряжения равны, но разность фаз между ними составляет 120 °.

Ток через нейтральный провод, I _N составляет

Пример 9.4 Трехфазная нагрузка имеет сопротивление и реактивное сопротивление 6 Ом каждая для всех трех фаз. Нагрузка подключена звездой. К нагрузке подключается трехфазное питание 400 В, 50 Гц. Рассчитайте фазное напряжение, фазный ток, коэффициент мощности, мощность, потребляемую по фазе, и общую мощность, потребляемую нагрузкой.

Решение: Схема показана на Рисунке 9.14.

Рисунок 9.14

Угол между V _Ph и I _Ph составляет 45 °.

Пример 9.5 Трехфазное питание 400 В, 50 Гц подается на трехфазную нагрузку, соединенную звездой. Каждая фаза нагрузки потребляет мощность 200 Вт. Коэффициент мощности нагрузки составляет 0,8 с запаздыванием. Рассчитайте общую мощность, подаваемую на нагрузку, и линейный ток.

Решение:

Общая поставленная мощность = общая потребляемая мощность.

Пример 9.6 Трехфазное питание 400 В, 50 Гц подается на трехфазную нагрузку, соединенную треугольником. Сопротивление и индуктивность каждой фазы нагрузки составляет 8 Ом и 0,04 Гн соответственно. Рассчитайте фазный ток и линейный ток, потребляемый нагрузкой. Далее посчитайте общую потребляемую мощность.

Решение: Полное сопротивление нагрузки на каждую фазу определяется следующим образом:

Так как нагрузка подключена по схеме треугольник, В _Ph = В _L = 400 В

Пример 9.7 Трехфазная нагрузка, соединенная звездой, потребляет в общей сложности 12 кВт при коэффициенте мощности 0,8 с запаздыванием при подключении к трехфазному источнику питания 400 В с частотой 50 Гц. Рассчитайте сопротивление и индуктивность нагрузки на каждую фазу.

Решение: Общая потребляемая мощность = 12 кВт

Потребляемая мощность на фазу = 4 кВт

Как показано на рисунке 9.15,

Рисунок 9.15

Пример 9.8 Сбалансированная трехфазная нагрузка, соединенная звездой 8 + j 6 Ом на фазу, питается от источника питания 400 В, 50 Гц. Рассчитайте линейный ток, коэффициент мощности, активную и реактивную мощность.

Решение:

Для соединения звездой получается следующий вид:

Угол запаздывания I _Ph с V _Ph составляет 37 °

Пример 9.9 Трехфазная нагрузка двигателя, подключенная по схеме треугольника, питается от трехфазной сети с напряжением 400 В и частотой 50 Гц.Потребляемый линейный ток составляет 21 А. Входная мощность 11 кВт. Каким будет линейный ток и коэффициент мощности при соединении обмоток двигателя треугольником?

Решение: Напряжение сети В _L = 400 В, В _Ph = В _L для соединения треугольником

Линейный ток A

Когда обмотки двигателя соединены звездой, уравнение может быть записано следующим образом:

Z _Ph останется прежним, поскольку те же обмотки соединены звездой.

При соединении звездой линейный ток равен фазному току. Следовательно, I _L = I _Ph = 7 A.

Коэффициент мощности зависит от параметров цепи

Поскольку и R , и Z остаются неизменными, коэффициент мощности останется прежним и составляет 0,756. Студенты могут заметить, что линейный ток при соединении звездой составляет одну треть от линейного тока при соединении треугольником.

Пример 9.10 Сбалансированная нагрузка, соединенная звездой 4 + j 6 Ом на фазу, подключена к трехфазному источнику питания 400 В с частотой 50 Гц. Рассчитайте линейный ток, фазный ток, линейное напряжение, фазное напряжение, коэффициент мощности, общую мощность и реактивную мощность.

Решение:

9.8 ИЗМЕРЕНИЕ МОЩНОСТИ В ТРЕХФАЗНЫХ ЦЕПИ

Нам известно, что в цепях постоянного тока мощность измеряется как произведение напряжения и тока, то есть мощность P = VI .Мощность постоянного тока можно измерить с помощью вольтметра и амперметра. В цепях переменного тока мощность P = VI cos ϕ . В трехфазных цепях переменного тока общая мощность в три раза превышает мощность на фазу. Ваттметр — это прибор, используемый для измерения мощности в цепях переменного тока. Ваттметры доступны как однофазные и трехфазные ваттметры. Однофазные ваттметры могут использоваться для измерения трехфазной мощности. В случае сбалансированной нагрузки, соединенной звездой с нейтралью, только один однофазный ваттметр может использоваться для измерения трехфазной мощности.Трехфазная мощность в три раза больше однофазной. Для несимметричных трехфазных нагрузок, то есть токи в трех фазах не одинаковы, и, следовательно, для измерения трехфазной мощности необходимо использовать два ваттметра. Эти методы описаны в следующих разделах.

9.8.1 Метод одного ваттметра

В этом методе только один однофазный ваттметр может использоваться для измерения общей трехфазной мощности. В этом методе токовая катушка (CC) ваттметра подключается последовательно с любой фазой, а катушка давления (PC) подключается между этой фазой и нейтралью, как показано на рисунке 9.16. Метод использования одного ваттметра имеет то достоинство, что даже небольшая степень дисбаланса нагрузки вызывает большую ошибку в измерениях. В этом методе один ваттметр будет измерять мощность только одной фазы. Следовательно, общая мощность принимается равной трехкратному показанию ваттметра.

∴ Общая мощность = 3 × В _Ph I _Ph cos ϕ

Рисунок 9.16 Одноваттметровый метод измерения мощности симметричной трехфазной нагрузки, соединенной звездой

9.8.2 Метод двух ваттметров

Для этого метода требуется всего два ваттметра для измерения трехфазной нагрузки как для сбалансированной, так и для несбалансированной нагрузки. В этом методе два ваттметра подключаются в две фазы, а их катушки давления подключаются к оставшейся третьей фазе, как показано на рисунке 9.17.

Рисунок 9.17 Метод измерения мощности с помощью двух ваттметров для нагрузки, подключенной по схеме звезды и треугольника

Этот метод измерения полезен для сбалансированных и несбалансированных нагрузок.

Давайте рассмотрим измерение трехфазной мощности нагрузки, соединенной звездой, с помощью двух однофазных ваттметров, как показано на рисунке 9.18 (a). Мы рассчитаем мощность, измеренную двумя ваттметрами по отдельности. Пусть Вт ₁ и Вт ₂ соответственно будут показаниями двухваттметра. Ток, протекающий через токовую катушку ваттметра W ₁ , составляет I _R . Напряжение на его катушке давления составляет В _RB .Показание ваттметра будет равно W ₁ = V _RB I _R cos угла между V _RB и I _R . Аналогично, показание ваттметра W ₂ будет равно W ₂ = V _YB I _B cos угла между V _YB и I _B . Теперь нарисуем векторную диаграмму и вычислим W ₁ и W ₂ .

Из векторной диаграммы, показанной на рисунке 9.18 (b), мы получаем следующее уравнение:

Мы знаем, что полная мощность в трехфазной цепи составляет 3 В _Ph I _Ph cos ϕ или равна.

Рисунок 9.18 Измерение трехфазной мощности с помощью двух однофазных ваттметров (а) Принципиальная схема и (б) Фазорная диаграмма

Сложим два показания ваттметра, то есть Вт ₁ и Вт ₂ .

Таким образом, доказано, что сумма показаний ваттметра равна трехфазной мощности.

Теперь, когда два показания ваттметра вычитаются друг из друга, мы получаем следующую форму:

Разделение уравнения (9.17) на уравнение (9.16)

Таким образом, по двум показаниям ваттметра мы можем рассчитать общую активную и реактивную мощности и коэффициент мощности цепи.

Влияние изменения коэффициента мощности на показания ваттметра

Теперь мы изучим влияние изменения коэффициента мощности нагрузки на показания ваттметра.Перепишем показания ваттметра следующим образом:

Мы рассмотрим коэффициент мощности равный единице, 0,5, меньше 0,5 и 0 и изучим влияние на показания ваттметра.

1. При единичном коэффициенте мощности, когда cos ϕ = 1, то есть ϕ = 0

Таким образом, при коэффициенте мощности = 1 оба показания ваттметра будут положительными и равными.

2. При коэффициенте мощности 0,5 cos ϕ = 0,5, то есть ϕ = 60 °

Таким образом, при коэффициенте мощности равном 0.5, один из ваттметров покажет нулевое значение.

3. При коэффициенте мощности менее 0,5, то есть ϕ > 60. Понаблюдаем за показаниями ваттметра.

Если ϕ > 60, W ₁ даст положительные показания, но W ₂ даст отрицательные показания. Таким образом, для коэффициента мощности менее 0,5, то есть для ϕ > 60 °, один из ваттметров будет давать отрицательные показания.

4.Когда нагрузка является чисто индуктивной или емкостной, коэффициент мощности будет равен нулю, то есть ϕ = 90 °

Оба ваттметра показывают одинаковые, но противоположные показания. Следовательно, общая потребляемая мощность будет равна нулю.

9.8.3 Метод трех ваттметров

В этом методе для измерения трехфазной мощности используются три ваттметра. По три ваттметра подключены к каждой фазе, как показано на рисунке 9.19, и их катушки давления подключены между каждой фазой и нейтралью.Этот метод действителен для измерения трехфазной мощности для сбалансированных и несимметричных нагрузок. Главный недостаток этого метода — требование трех ваттметров.

Пример 9.11 В методе измерения мощности с использованием двух ваттметров для трехфазной нагрузки показания ваттметра составляют 1000 Вт и 550 Вт. Каков коэффициент мощности нагрузки?

Решение:

Коэффициент мощности нагрузки

Рисунок 9.19 Измерение трехфазной симметричной или несимметричной мощности с помощью трех однофазных ваттметров

Пример 9.12 При измерении трехфазной мощности методом двух ваттметров для определенной нагрузки один из ваттметров показывает 20 кВт, а другой 5 кВт после того, как подключение катушки тока одного из ваттметров было изменено на противоположное. . Рассчитайте мощность и коэффициент мощности нагрузки.

Решение:

Пример 9.13 Изобразите схему подключения для измерения мощности в трехфазной нагрузке, соединенной звездой, с использованием метода двух ваттметров. В одном из таких измерений подключенная нагрузка составляла 30 кВт при отставании 0,7 пФ. Найдите показания каждого ваттметра.

Решение: Схема подключения для измерения мощности в трехфазной нагрузке, подключенной по схеме Y , с использованием метода двух ваттметров, показана на рисунке 9.17. Мы знаем, что показания двух ваттметров будут и соответственно.

для звездообразного соединения и I _Ph = I _L

Суммарная нагрузка P = 30 кВт

Коэффициент мощности cos ϕ = 0,7 с запаздыванием

Фазовый угол ϕ = cos ⁻¹ (0,7) = отставание 45,57 °

Пример 9.14 Трехфазная сбалансированная нагрузка, подключенная к трехфазному источнику переменного тока 400 В, потребляет линейный ток 10 А. Два ваттметра используются для измерения входной мощности.Соотношение двух показаний ваттметра — 2: 1. Найдите показания двух ваттметров.

Решение: Пусть соотношение показаний ваттметра будет X , то есть

Теперь разделим числитель и знаменатель на W ₁ . Тогда tan ϕ будет иметь следующий вид:

Пример 9.15 Три равных импеданса, каждый из которых состоит из последовательно соединенных R и L , соединены звездой и питаются от трехфазной трехпроводной сбалансированной системы питания 400 В, 50 Гц.Потребляемая мощность в нагрузке измеряется методом двух ваттметров, и два ваттметра показывают 3 кВт и 1 кВт соответственно. Определите значения R и L , подключенных в каждой фазе.

Решение:

Пример 9.16 Потребляемая мощность трехфазного двигателя измеряется двумя однофазными ваттметрами. Общая потребляемая мощность равна 15 кВт, а коэффициент мощности рассчитан как 0.5. Каковы были показания двух ваттметров?

Решение: Общая мощность = Вт ₁ + Вт ₂ = 15 кВт

Мы должны вычислить W ₁ и W ₂

Когда мы измерили трехфазную мощность методом двух ваттметров, показания двух ваттметров следующие:

Таким образом, при коэффициенте мощности нагрузки 0,5 один из ваттметров дал нулевое показание.Ранее это объяснялось влиянием изменения коэффициента мощности на показания ваттметра.

9.8.4 Преобразование звезды в треугольник и из дельты в звезду

Сопротивление нагрузки часто может быть подключено по схеме звезды или треугольника. Может потребоваться преобразовать импедансы, соединенные звездой, в эквивалентные импедансы, соединенные треугольником или треугольником, в эквивалентные сопротивления звезды для целей анализа цепи. Формулы такого преобразования приведены ниже.

Преобразование нагрузки звезды в нагрузку треугольника

Рисунок 9.20 Преобразование звезды в дельту

Эквивалентные импедансы треугольника, выраженные в импедансах звезды на трех клеммах, как показано на рисунке 9.20, составляют:

Преобразование дельта-нагрузки в звездную

Полное сопротивление нагрузки также может быть подключено по схеме треугольника. Для преобразования импедансов, соединенных треугольником, в эквивалентные импедансы, соединенные звездой, как показано на рисунке 9.21, следующие соотношения сохранятся.

Рисунок 9.21 Преобразование дельты в звезду

Пример 9.17 Трехфазное питание 400 В, 50 Гц подключается к трехфазной нагрузке, как показано на рисунке 9.22. Рассчитайте эквивалентную дельта-нагрузку.

Решение: Эквивалентная дельта-нагрузка показана при условии, что последовательность фаз по часовой стрелке, то есть последовательность фаз RYB, показанная на рисунке 9.23, рассчитывается как

Рисунок 9.22

Рисунок 9.23

Пример 9.18 Трехфазный источник питания 400 В, 50 Гц подключен к нагрузке, подключенной по схеме треугольника, с одинаковым полным сопротивлением 4 + Дж 3 для каждой фазы. Какими должны быть значения эквивалентных сопротивлений звезды, чтобы токи в сети не изменялись?

Решение: Эквивалентные импедансы звезды, показанные на рисунке 9.24, рассчитываются как

Рисунок 9.24

Значения Z _Y и Z _B будут такими же, как Z _R .

9.9 БОЛЬШЕ ЧИСЛЕННЫХ НА ОСНОВЕ ТРЕХФАЗНОЙ СБАЛАНСИРОВАННОЙ НАГРУЗКИ

Пример 9.19 Трехфазная нагрузка, соединенная звездой, имеет сопротивление 4 Ом и емкостное реактивное сопротивление 10 Ом в каждой фазе. Если он питается от трехфазного симметричного источника питания 400 В, найдите линейный ток, общий вольт-ампер, активную и реактивную мощность.

Решение: Схема изображена, как показано на рисунке 9.25.

Рисунок 9.25

Пример 9.20 Трехфазная нагрузка, соединенная треугольником, имеет сопротивление 4 Ом и емкостное реактивное сопротивление 5 Ом в каждой фазе. Он питается от трехфазного симметричного источника питания 400 В, как показано на рисунке 9.26. Найдите линейный ток, общий вольт-ампер, активную и реактивную мощность.

Рисунок 9.26

Решение: Учитывая

Пример 9.21 Три идентичных импеданса 5∠30 ° каждый соединены звездой, а другой набор из трех идентичных импедансов 9∠60 ° соединен треугольником.Если оба этих набора импедансов подключены к сбалансированному трехфазному источнику питания 400 В, найдите линейный ток, общий вольт-ампер, активную мощность и реактивную мощность.

Решение: Три дельта-импеданса могут быть преобразованы в эквивалентные импедансы звезды, значение каждого импеданса равно следующему:

Теперь нагрузка на каждой фазе состоит из двух параллельных сопротивлений 5∠30 ° и 3∠60 °. Таким образом, эквивалентное сопротивление нагрузки по каждой фазе определяется следующим образом:

Пример 9.22 Три импеданса каждый 4 — Дж 5 Ом соединены звездой через трехфазный источник питания 400 В, как показано на рисунке 9.27.

Рисунок 9.27

1. Найдите линейные токи I _a , I _b и I _c

2. Найти полное напряжение в амперах

Решение: Учитывая

Пример 9.23 Сбалансированная трехфазная система на 440 В имеет нагрузку, соединенную треугольником с Z _AB = 15∠90 °, Z _BC = 10∠30 ° и Z _CA = 10 0 °, как показано на рисунке 9.28. Найдите фазные и линейные токи.

Рисунок 9.28

Решение: Пусть

Следовательно, линейные токи задаются следующим образом:

Пример 9.24 Трехфазный симметричный источник питания 415 В питает сбалансированную трехфазную нагрузку. Линейный ток составляет 80 А. Сопротивление между любыми двумя парами клемм составляет 5 Ом. Найдите сопротивление, реактивное сопротивление и коэффициент мощности для каждой фазы, если нагрузка подключена звездой.

Решение: Пусть полное сопротивление каждой фазы будет R ₁ + jX ₁

Теперь, как видно из рисунка 9.29, сопротивление между любыми двумя выводами составляет 2 R ₁ , и, следовательно, 2 R ₁ = 5

Рисунок 9.29

Далее нам известно следующее:

Пример 9.25 Три одинаковые катушки, расположенные симметрично в пространстве, питаются от трехфазного источника питания 400 В с частотой 50 Гц.Катушки соединены звездой, и каждая катушка имеет сопротивление 50 Ом и индуктивное сопротивление 120 Ом. Взаимная индуктивность Ом между каждой парой катушек составляет 60 Ом. Найдите ток, потребляемый каждой катушкой.

Решение: Схема показана на рисунке 9.30.

Рисунок 9.30

Учитывая

Далее, напряжение на фазе и имеет следующий вид:

Теперь для сбалансированной системы уравнение можно записать следующим образом:

Подставляя это значение в уравнение (9.19) получаем:

Пример 9.26 Три идентичные катушки, соединенные звездой, потребляют 8 кВт при коэффициенте мощности 0,8 при подключении к трехфазному трехпроводному источнику питания 440 В. Одна из катушек замкнута накоротко. Найдите линейные токи.

Решение: Учитывая

После короткого замыкания одной катушки, как показано на рисунке 9.31, предположим следующее: В _ab = 440

Рисунок 9.31

Пример 9.27 В сбалансированной нагрузке с подключением по треугольнику, питаемой от трехфазной системы 440 В, фазный ток составляет 30 А, а угол коэффициента мощности — 50 ° с запаздыванием. Найдите следующее:

1. Линия тока

2. Активная мощность

3. Реактивная мощность

Решение: Дано I _P = 30 А, В _L = 440 В, ϕ = 50 °

При соединении треугольником можно рассчитать следующее:

Пример 9.28 Сбалансированная трехфазная нагрузка, подключенная звездой, питается от трехфазной сети 400 В с частотой 50 Гц. Линейный ток составляет 50 А, а общая мощность — 25 кВт. Если коэффициент мощности опережает, найдите полное сопротивление нагрузки и его составляющие.

Решение: Учитывая

Пример 9.29 Трехфазный генератор переменного тока выдает 150 кВт при 1100 В и коэффициенте мощности 0,8. Генератор подключен звездой. Найдите активные и реактивные составляющие сетевого тока.Если коэффициент мощности повышается до 0,9, сохраняя постоянные напряжение и ток, найдите новую выходную мощность.

Решение: Учитывая cos ϕ = 0,8,

Когда коэффициент мощности увеличивается до 0,9, значение P рассчитывается следующим образом:

9.10 МЕТОД РЕШЕНИЯ ПРОБЛЕМ ПРИ НЕБАЛАНСИРОВАННОЙ НАГРУЗКЕ

В действительности трудно поддерживать идеально сбалансированную трехфазную нагрузку в энергосистеме.Состояние несимметричной нагрузки возникает из-за неравномерного нагружения трех фаз, вызывая либо неодинаковую величину трехфазных импедансов, либо углов импеданса. Состояние небалансной нагрузки также может возникать из-за несимметричного напряжения питания. В этом разделе мы рассмотрим примеры несбалансированной нагрузки.

Пример 9.30 Трехфазная четырехпроводная система на 400 В имеет нагрузки 4 — j 7, 3 + j 4, 4 + j 5 Ом, соединенные звездой.

Найдите линейные токи, ток нейтрали и полную мощность.

Решение:

Пусть и

Пример 9.31 Для несимметричной нагрузки, соединенной треугольником, показанной на рисунке 9.32, найдите фазные токи, линейный ток и общую мощность, потребляемую нагрузкой при чередовании фаз abc.

Решение: Пусть

Рисунок 9.32

∴ Фазные токи можно рассчитать следующим образом:

∴ Линейные токи могут быть заданы следующим образом:

∴ Потребляемая мощность может быть указана как в следующем

Пример 9.32 Трехфазная четырехпроводная система, имеющая 250 В между фазой и нейтралью, имеет следующие нагрузки, подключенные между соответствующими линиями и нейтралью:

Рассчитайте ток в нейтральном проводе и мощность, потребляемую каждой фазой, при чередовании фаз RYB.

Решение: Пусть

Сопротивления трех фаз следующие:

∴ Мощность, потребляемая каждой фазой, указана следующим образом:

Пример 9.33 Трехфазный источник питания 400 В питает несимметричную трехпроводную нагрузку, соединенную звездой. Полное сопротивление ответвления нагрузки: Z _R = (2 + j 4) Ω, Z _Y = (1 + j 2) Ω и Z _B = (8 + j 10) Ом. Найдите линейные токи.

Решение: Данная нагрузка, подключенная звездой, и ее эквивалентный треугольник показаны на рисунке 9.33.

Рисунок 9.33

Аналогично

Теперь, принимая V _RY в качестве ссылки, V _RY = 400∠0

Линейный ток при нагрузке треугольником записывается следующим образом:

Аналогично, мы можем найти другие токи, как показано ниже:

ВОПРОСЫ НА ОБЗОР

Тип короткого ответа

1. В чем разница между однофазной обмоткой и трехфазной обмоткой?

2.Нарисуйте формы волны трехподачи.

3. В чем разница между сбалансированной и несбалансированной нагрузкой?

4.Покажите, что векторная сумма трехфазных симметричных напряжений равна нулю.

5. Что вы подразумеваете под чередованием фаз трехфазных напряжений?

6. Различайте соединение звездой и соединение треугольником трехфазных обмоток.

7. Определите соотношение между линейным током, линейным напряжением, фазным током и фазным напряжением в случае соединения трехфазных обмоток звездой и треугольником.

8. Докажите, что мощность в трехфазной цепи равна.

9. Различайте активную мощность и реактивную мощность в трехфазной системе.

10. Какое значение имеет низкий коэффициент мощности любой нагрузки в системе?

11. Нарисуйте принципиальную схему для измерения трехфазной мощности двумя однофазными ваттметрами.

12. При каком значении коэффициента мощности нагрузки показание одного из ваттметров в двухваттметровом методе измерения трехфазной мощности будет нулевым?

13.В чем преимущества трехфазной системы перед однофазной?

14. Запишите соотношение между фазным напряжением и током в нагрузке, подключенной по схеме треугольника.

15. Нарисуйте схему подключения трехфазной резистивно-индуктивной сбалансированной нагрузки, подключенной к трехфазной сети. Далее нарисуйте векторную диаграмму, показывающую напряжения и токи.

16. Обсудите понятие трехфазного напряжения. Что такое последовательность фаз и каково ее значение?

17.Всегда ли сбалансированы трехфазные нагрузки? Объясните

18. Обсудите явление нейтрального сдвига. В каких системах это происходит и почему? Выведите выражение для расчета напряжения смещения нейтрали.

19. Если нагрузка неуравновешена, как рассчитываются линейные токи в трехфазной трехпроводной системе.

20. Каковы преимущества трехфазной системы?

21. Определите соотношение между фазными и линейными напряжениями и токами в трехфазной цепи, соединенной треугольником.Нарисуйте также векторные диаграммы.

22. Определите соотношение между фазными и линейными напряжениями и токами в трехфазной цепи, соединенной звездой. Нарисуйте также векторные диаграммы.

23. Покажите, что полная мощность в трехфазной сбалансированной нагрузке составляет

24. Сравните трехфазные системы, соединенные звездой и треугольником.

25. Почему несимметричная нагрузка обычно не используется в трехфазной трехпроводной системе?

Числовые вопросы

1. Три катушки, имеющие одинаковое сопротивление и индуктивность, соединены звездой.Трехфазное питание 400 В подключено к трем катушкам. Мощность, потребляемая каждой катушкой, составляет 800 Вт, а коэффициент мощности нагрузки составляет 0,8 с запаздыванием. Какова общая мощность, потребляемая катушками. Если теперь катушки соединить треугольником через источник питания, какой будет общая потребляемая мощность? Затем рассчитайте линейный ток нагрузки, подключенной по схеме треугольника.

[ ответ. 2400 Вт, 7200 Вт, 13A]

2. Сбалансированная трехфазная нагрузка, подключенная звездой, питаемая от трехфазной системы питания 400 В, 50 Гц.Ток, потребляемый каждой фазой, составляет 20∠-60 ° A. Рассчитайте линейный ток, фазное напряжение и общую потребляемую мощность.

[ ответ. 20 А, 230,94 В 6928 Вт]

3. Нагрузка, подключенная по схеме треугольника, имеет сопротивление 15 Ом и индуктивность 0,03 Гн на фазу. Напряжение питания 400 В, 50 Гц. Рассчитайте линейный ток, фазный ток, фазное напряжение и общую потребляемую мощность.

[ ответ. 39,1 A, 22,5 A, 400 В, 22,94 кВт]

4. Три одинаковые катушки с сопротивлением 20 Ом и индуктивностью 500 мГн соединены сначала звездой, а затем треугольником через источник питания 400 В, 50 Гц.Рассчитайте фазный ток, линейный ток, фазное напряжение и потребляемую мощность на каждую фазу.

[ ответ. 1,46 А, 1,46 А, 230,94 В 42,6 Вт; 2,53 А, 4,38 А, 400 В, 127,8 Вт]

5. Рассчитайте фазный ток и линейный ток нагрузки, подключенной по схеме треугольника, потребляющей 75 кВт при коэффициенте мощности 0,8 от трехфазного источника питания 440 В.

[ ответ. 71 A, 122,97 A]

6. Мощность, потребляемая трехфазной сбалансированной нагрузкой, была измерена двумя однофазными ваттметрами. Показания двух ваттметров равны 8.2 кВт и 7,54 кВт. Рассчитайте общую потребляемую мощность и коэффициент мощности нагрузки.

[ ответ. 15,7 кВт, 0,997 отстает]

7. При измерении трехфазной мощности двумя однофазными ваттметрами было замечено, что соотношение показаний двух ваттметров составляет 3: 1. Какой коэффициент мощности нагрузки?

[ ответ. 0,75]

8. Три идентичные катушки соединены звездой через трехфазный источник питания 415 В, 50 Гц. Общая потребляемая мощность составляет 3 кВт при коэффициенте мощности 0.3. Рассчитайте сопротивление и индуктивность каждой катушки.

[ ответ. 5,16 Ом, 52,3 мГн]

9. Два однофазных ваттметра используются для измерения трех мощностей. Показания двух ваттметров составляют 2000 Вт и 400 Вт соответственно. Рассчитайте коэффициент мощности цепи. Каким будет коэффициент мощности, если показания вторых ваттметров будут отрицательными?

[ ответ. 0,65, 0,36]

10. Три идентичные катушки, каждая с сопротивлением 10 Ом и индуктивным сопротивлением 10 Ом, сначала соединяются звездой, а затем соединяются треугольником через источник питания 400 В, 50 Гц.Рассчитайте линейный ток в каждом случае и показания двух ваттметров, подключенных для измерения мощности.

[ ответ. 16,33 A, 49 A, 6309 Вт и 1690 Вт, 18931 Вт, 5072 Вт]

11. Трехфазная сбалансированная нагрузка, соединенная звездой, подключается к трехфазному источнику питания 240 В. Суммарный вольт-ампер составляет 6000 ВА, а общая активная мощность — 4800 Вт. Найдите сопротивление и реактивное сопротивление нагрузки в каждой фазе.

[ ответ. 7,68 Ом, 5,76 Ом]

12. Три импеданса 5 30 °, 10 ∠45 ° и 10 ∠60 ° Ω соединены звездой через трехфазную трехпроводную систему 440 В.Найдите линейные токи.

[ ответ. 35,7 А, 32,8 А, 27,7 А]

13. Трехфазная четырехпроводная система 400 В питает три нагрузки, соединенные звездой Z _R = 10∠0 °, Z _Y = 15 30 ° и Z _B = 10 30 ° Ом. Если последовательность фаз — RYB, найдите ток нейтрали.

[ ответ. 10.94A]

14. Сбалансированная трехфазная нагрузка, соединенная звездой, имеет полное сопротивление 6 + Дж 8 в каждой фазе.Найдите полную мощность, если напряжение 220 В.

[ ответ. 2903,2 Вт]

15. Три нагрузки (80 + j 60) Ω, (31 + j 59) Ω и (30 — j 40) Ω подключены по схеме треугольника к трехфазному источнику питания 200 В. Найдите фазные токи и линейные токи.

[ ответ. 3∠− 62,28 ° A, 4∠ − 66,8 ° A, 2 Z 83,1 °; 4,784 ∠− 76 ° A, 5,82 Z 103,2 °, 1,037∠ − 80,2 °]

16. Несимметричная нагрузка, подключенная звездой, питается от симметричной трехфазной трехпроводной системы на 440 В.Полное сопротивление ветви нагрузки

Определите линейные токи.

[ ответ. 35,75∠-71,3 ° A, 32,7∠156,1 ° A, 27,67∠48 ° A]

17. Три одинаковые катушки с сопротивлением (8 + j 6) Ом соединены треугольником через сеть 400 В. Рассчитайте потребляемую мощность.

[ ответ. 38,4 кВт]

18. Мощность, потребляемая в трехфазной сбалансированной нагрузке, соединенной звездой, составляет 2 кВт при коэффициенте мощности 0,8 с запаздыванием. Напряжение питания 400 В, 50 Гц.Рассчитайте сопротивление и реактивное сопротивление каждой фазы.

[ ответ. R _Ph = 51,3 Ом X _Ph = 38,5 Ом]

19.Симметричный трехфазный трехпроводной источник питания 100 В питает несимметричную нагрузку, соединенную звездой, с полным сопротивлением нагрузки как Z _R = 5∠0 ° Ω, Z _Y = 2∠90 ° Ω и Z _B = 4∠ − 90 ° Ω. Найдите линейные токи.

[ ответ. 27.06 ∠− 8.671 ° A, 19,7∠238,85 °, 26,7∠128,33 °]

20. Трехфазная трехпроводная несимметричная нагрузка соединена звездой. Фазные напряжения двух плеч

Рассчитайте напряжение между нейтралью нагрузки и нейтралью нейтрали.

[ ответ. 31,37∠ − 68,63 °]

21. Трехфазная трехпроводная несимметричная нагрузка соединена звездой. Фазные напряжения

Примите линейное напряжение равным 415В, найдите линейные токи.

[ ответ. 26,8 132 ° A, -38,225∠10,26 ° A, -32,766 ∠ − 125,9 ° A]

22. Трехфазный четырехпроводной источник питания 380 В подключен к несимметричной нагрузке с фазным сопротивлением Z _R = 4 + j 3, Z _Y = 4 — j 3 и Z _B = 2 Ом. Полное сопротивление нейтрального провода составляет Z _n = (1 + j 2) Ом. Найдите фазные токи.

[ ответ. 48,18 ∠ −40,76 ° А, 51.26 ∠ 283,51 ° A, 97,55 ∠ 117,10 ° A]

23. Три импеданса 20∠0 ° Ω, 16∠20 ° Ω и 25∠90 ° Ω соединены треугольником через сбалансированное питание 250Z0 ° V. Найдите фазные токи, активную мощность и реактивную мощность в каждой фазе.

[ ответ. Фазные токи: 10∠ − 90 °, 15,6 − 140 °, 12,5 ∠ 120 °; Активные мощности: 0 Вт, 3662 Вт, 3125 Вт; Реактивные мощности: 2500 ВАр, 1333 ВАр, 0 ВАр]

24. Для сбалансированной трехфазной трехпроводной системы с подключенной нагрузкой x , для которой напряжение сети составляет 230 В, а полное сопротивление каждой фазы составляет (6 + j 8) Ом.Найдите линейный ток и мощность, потребляемую каждой фазой.

[ ответ. I _L = 13,3 A, мощность = 1061 Вт]

25. Трехфазный источник переменного тока, 400 В, 50 Гц, питает трехфазную нагрузку, подключенную по схеме треугольника, каждая фаза имеет сопротивление 25 Ом, индуктивность 0,15 Гн и конденсатор на 120 мкФ, подключенные последовательно. Определите линейный ток, полную мощность, активную и реактивную мощность.

[ ответ. Линейный ток = 21,4 А; П = 11.45 Вт; S = 14,83 кВА; Q = отставание 9,43 кВАр]

НЕСКОЛЬКО ВОПРОСОВ ВЫБОРА

1. Используется трехфазная система

(а) для передачи электроэнергии.

(б) для выработки электроэнергии

(в) по распределению электроэнергии

(d) для производства, передачи и распределения электроэнергии.

2. В трехфазной системе последовательность фаз показывает

(а) амплитуда напряжений

(b) порядок, в котором напряжения достигают своих максимальных значений.

(c) разность фаз между тремя напряжениями.

(d) частота, с которой изменяются фазные напряжения.

3. В системе, соединенной звездой, соотношение между фазными и линейными величинами равно

.

(a) V _Ph = V _L

(б)

(c) 3 I _Ph = I _L

(d) I _Ph = I _L

4.В системе с соединением по схеме треугольник соотношение между фазными и линейными величинами составляет

.

(а)

(б)

(c) I _Ph = I _L

(г)

5. Линейные токи, потребляемые трехфазной сбалансированной нагрузкой, соединенной звездой, составляют 12 А при подключении к сбалансированной трехфазной четырехпроводной системе. Ток нейтрали будет

.

(а) 36A

б 4А

(в) 0A

(г) 3А

6.Мощность в симметричной трехфазной цепи системы

(а)

(б)

(в) 3 В _L I _L cos ϕ

(г) 3 В _P I _P cos ϕ

7. Реактивная мощность трехфазной цепи

(а)

(б)

(в) 3 В _P I _P

(г) 3 В _P I _P cos ϕ

8.Мощность в однофазной цепи переменного тока можно выразить как

(а) VI sin ϕ

(б) VI

(в) VI cos ϕ

(г) 3 VI

9. Один однофазный ваттметр может использоваться для измерения мощности в трехфазной цепи, когда

(а) нагрузка сбалансированная

(б) нагрузка соединена треугольником и сбалансирована

(c) нагрузка сбалансирована, соединена звездой и нейтральный провод доступен.

(d) нагрузка сбалансирована и соединена звездой.

10. Устройство симметричного трехфазного синусоидального источника питания

(a) три синусоидальных напряжения одинаковой частоты и максимального значения, смещенные за 120 временных фаз

(b) три синусоидальных напряжения любой частоты, но с одинаковым максимальным значением

(c) три синусоидальных напряжения любой частоты и максимального значения без временного сдвига фаз между ними.

(d) три синусоидальных напряжения любой величины, но с фазовым сдвигом 120 между ними.

11. Несбалансированная трехфазная система питания будет иметь

(а) три неравных напряжения

(б) три напряжения с неодинаковым временным сдвигом фаз между ними

(в) три напряжения разной величины и углового смещения среди них

(d) все вышеперечисленное.

12. При двухваттметровом методе измерения трехфазной мощности показания двух ваттметров будут одинаковыми, если коэффициент мощности схемы равен

.

(а) 0

(б) 1

(в) 0.5

(г) 0,866

13. При двухваттметровом методе измерения трехфазной мощности показание одного из ваттметров может быть отрицательным, если угол коэффициента мощности равен

.

(а) более 60

(б) менее 60

(в) более 30

(г) менее 30

14. Четыре равных сопротивления по 100 Ом, каждое из которых соединено треугольником, питаются от трехфазного источника питания 400 В, соединенного звездой, потребляемый линейный ток будет

(а) 12 А

б 4А

(в) 6.928 А

(г) 13,856 A

15. Трехфазная нагрузка сбалансирована, когда

(а) величины трех импедансов равны

(б) величины токов, потребляемых тремя нагрузками, равны

(c) все три нагрузки равны по величине и фазовому углу.

(d) три импеданса являются чистыми сопротивлениями.

16. В трехфазной сбалансированной нагрузке, соединенной звездой, ток нейтрали равен

.

(а) линейный ток

(б) фазный ток

(в) ноль

(d) ничего из этого.

17. Соотношение между линейным и фазным напряжением нагрузки, подключенной по схеме треугольника, определяется как

(а)

(б)

(в) В _L = В _P

(г)

18. Измерение мощности в симметричной трехфазной цепи может производиться с помощью

.

(а) только метод одного ваттметра

(б) только метод двух ваттметров

(c) только метод трех ваттметров

(d) любой из вышеперечисленных.

19.В трехфазной системе ЭДС равны

.

(а) на расстоянии 30 °

(b) 45 ° друг от друга

(c) на расстоянии 60 °

(d) 120 ° друг от друга

20. Мощность, потребляемая трехфазной нагрузкой, равна

.

(а)

(б)

(в)

(г)

21. Явление нейтрального сдвига происходит в

.

(a) трехфазная трехпроводная система питания сбалансированной нагрузки, подключенной звездой

(b) трехфазная трехпроводная система питания несимметричной нагрузки, соединенной звездой.

(в) трехфазная четырехпроводная система

(d) ни один из этих

22. Напряжение сдвига нейтрали определяется как

.

(а)

(б)

(в)

(г)

23. В сбалансированной трехфазной системе ток нейтрали равен нулю (T / F).

24. Метод двух ваттметров может использоваться только для сбалансированных нагрузок (T / F).

25. Последовательность фаз не имеет значения, если нагрузка ___________

26. Полная мощность в трехфазной системе = _________

27.Трехфазная трехпроводная система не имеет _________ жилы.

28. Инверсия фаз четырехпроводной несимметричной нагрузки, питаемой от сбалансированной трехфазной сети, изменяется

(а) величины фазных токов

(б) потребляемая мощность

(c) только величина нейтрального тока.

(d) величины, а также фазовый угол нейтрального тока.

29. Если положительная последовательность фаз трехфазной нагрузки равна RYB, обратная последовательность будет

.

(а) YRB

(б)

BYR

(c)

RBY

(d) все пункты (a), (b) и (c)

ОТВЕТОВ

1.d

2.b

3.d

4.d

5.e

6.a

7.b

8.c

9.c

10.a

11.d

12.b

13.a

14.c

15.c

16.a

17.c

18.d

19.d

20.c

21.b

22.d

23. Верно

24. ложь

25. пассивный

26.

27. нейтральный

28.d

29.d

(PDF) Идентификация фазы потребителя в трехфазной несбалансированной распределительной сети НН

V. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Вклады этого документа: Напряжение интеллектуального счетчика Meas

• Адаптация корреляции как метода обнаружения

для определения вычислительно эффективного способа pha

к решению

автоматической балансировки фаз sup

• Демонстрация обнаружения me

с репрезентативной сложностью — 51 si

и 24 трехфазных счетчика были скорректированы

жилой низковольтный фидер;

• Демонстрация использования phasi

точно оценивает результирующий дисбаланс

на распределительном трансформаторе.

VI. ПОДТВЕРЖДЕНИЕ

Авторы выражают признательность за поставку

, собранных в ходе исследования Perth Solar City, wh

Правительство Австралии, 94 миллиона долларов Sola

Авторы также выражают признательность

за поддержку в предоставлении дополнительных сетевых данных, моделей

и фотографий. Работа поддержана Программой международных исследовательских альянсов

или правительством

.

VII. ЛИТЕРАТУРА

[1] R.Ян и Т. К. Саха, «Изменение напряжения в несбалансированных распределительных сетях

из-за колебаний

«, IEEE Trans. Энергетические системы, т.

1089, май. 2012.

[2] Н. Р. Шульц, «Потери в распределительном первичном фидере,

Аппараты и системы, том PAS 97, № 2, стр. 6

[3] Ч. С. Чен, Дж. К. Хванг, М. Ю. Чо и Ю. .W

упрощенных моделей потерь для распределительной системы

по Power Delivery, т. 9, № 3, стр. 1545-1551, J

[4] W.Э. Фезерингилл, «Нагрузка силового трансформатора»,

Applications, vol. 19, нет. 1. С. 21–27, янв. / Февр. 1

[5] В. Фу, Дж. Д. МакКалли и В. Виттал, «Риск оценивает загрузку

», IEEE Trans. Энергетические системы, т. 16, pp

[6] CH Lin, CS Chen, HJ Chuang, MY Hua

«Экспертная система для балансировки трех-

линий

IEEE Trans. Power Systems, том 23, № 3, стр. 14

[7] Д. Робертс, «Местная власть: распределенное подключение к

городам,

» Scientific American, июн.2010.

[8] М. Дилек, Р. П. Бродуотер, Дж. К. Томпс

«Одновременная балансировка

на подстанциях и

различных схем нагрузки»,

EEE Trans. Power Sys

, стр. 922–928, ноябрь 2001 г.

[9] Дж. Чжу, М. Ю. Чоу и Ф. Чжан, «Целочисленное программирование Phase ba

»,

EEE Trans. Power Syste

1487 –1492, ноябрь 1998 г.

[10] CS Chen, TT Ku, CH Lin, «Конструкция

имеет

для поддержки трехфазной балансировки нагрузки распределителя

Trans.Industry Applications, vol.48, No. 1, pp.191-

[11] K. Caird, «Meter phase Identification», США

20100164473, патент № 12/345702, январь 2010 г.

[12 ] V. Arya, D. Seetharam, S. Kalyanaraman, K. Do

,

Hoy, и JR Kalagnanam, «Идентификация фазы

для определения

и распределения LV

только урементов;

оптимальный сигнал

e соединение в

поддержка будущих систем

ort;

узлов в сети

счетчиков фазы

подключений к

g подключений к

ed загрузка фазы

данных потребления

ch является частью программы

Cities.

f Western Power

, технические отчеты

the National и

f the Queensland

Анализ чувствительности для

фотоэлектрической энергии

27, № 2, стр. 1078-

«IEEE Trans. Power

3-609, 1978.

Chen, «Development

nalysis», IEEE Trans.

ly, 1994.

IEEE Trans. Industry

83

sment for transformer

346–353, Aug.2001.

g, и CW Huang,

распределительные фидеры,

8–1496, август 2008.

эрг в 21 веке

on, и R. Sequin,

переключателей со временем —

tems, том 16, № 4,

прокалывание с использованием смешанных-

с, том 13, № 4, стр.

идентификационная система

питатели «, IEEE

198, янв. / февр. 2012.

Заявка на патент

ntas, С. Павловски, С.

в интеллектуальных сетях, Smart

Grid Communications (SmartGridCo

Conference on, стр.25-30, 17-20 октября 2

[13] Б.К. Сил и М.Ф. МакГранаган, «

для потребителей электроэнергии», P

Встреча, 2011 IEEE, стр. 1-3, 24-29 июля.

[14] Р. Брунелли и Т. Поджио, «Face reco

»

EEE Trans. Анализ паттернов и

10, стр. 1042-1052, октябрь 1993 г.

[15] Р. О. Дуда и П. Э. Харт, Образец c

New York: Wiley, 1973, p. 92.

[16] Р. К. Гонсалес и Р. Э. Вудс,

издание), Массачусетс: Addison-Wesl

[17] М.С. Бек, «Корреляция в приборе

J. Phys. E, Sci. Instrum., Том 14, № 1,

[18] М. Сампьетро, ​​Г. Аккомандо, LG

» Высокочувствительные измерители шума

анализатор, IEEE Trans. Instrumentati

4, стр. 820–822, август 2000 г.

[19] Дж. Бриайр и Л.К.Дж. Вандамм,

, обобщенные для кросс-корреляционного спектра

стр. 4370–4374 , Oct. 1998.

[20] Американский национальный институт стандартов

Счетчики электроэнергии — 0.2 и 0,5 Accura

[21] Оборудование для измерения электроэнергии (переменного тока)

Статические счетчики для активной энергии (классы

[22] Л.А. Ирвин, «A high precision st

Transmission and Distribution Confer

PES, pp.1 -3, 19-22 апреля 2010 г.

[23] Х. Пезешки и П.Дж. Вольфс, Corr

Идентификация

в трехфазной системе LV

Австралийский университет Power Engin

2012.

VIII. БИОГРАФ

Houman Pezeshki

в области электротехники и p

Murdoch Universit

испытание инвертора

Sustainable Energ

и в настоящее время работают

электрических и совместных

университет.Его c

Технология Smart Grid, особенно в отношении

приложений силовой электроники и энергии m

Профессор Пет

владеет Западом

Engineering at

Technology, в

Program Direct

Engineering Progr

Australian Com

(ACPE). Его технология Rese

espe

возобновляемые ресурсы и хранение энергии и

и качество электроэнергии, влияние фидеров электрических ve

и электроснабжения удаленных районов.

Инженеры Австралия и зарегистрированный профессиональный специалист

Квинсленд. Он является автором или соавтором публикаций

и конференций в области электротехники

7

m), 2011 IEEE

nternational

11.

автоматическая идентификация службы

wer и Energy Society General

2011

nition:

рисунков по сравнению с шаблонами,

Achine Intelligence, vol. 15, вып.

классификация и анализ сцены,

обработка цифровых изображений (третий

г., 1992 г., стр.15-64.

: кросс-корреляционные расходомеры,

стр. 7–19, январь 1981 г.

Фасоли, Г. Феррари и Э. Гатти,

с корреляционным спектром

n и Measurement, vol. 49, no. .

«Неопределенность в гауссовском шуме

a,» J. Appl. Phys., Том 84, № 8,

(2010): ANSI C12.20-2010 —

y Классы.

требования к суставам , Часть 21:

1 и 2) AS 62053.21–2005

ndard для счетчиков электроэнергии, «

nce and Exposition, 2010 IEEE

Метод на основе распределения для фазы

распределительная сеть», принятый на

ering Conference, AUPEC Сентябрь.

IES

(S’07-M’09) получил степень магистра инженерного искусства

в 2009 году по номеру

. Он работал в качестве PV и

eer в научно-исследовательском институте для

(RISE) более двух лет

и получил степень доктора философии. степень в области компьютерной инженерии

в Curtin

Текущие исследовательские интересы включают

распределенных возобновляемых ресурсов,

систем управления.

r Вольфс (S’79-M’80-SM’97)

rn Кафедра электротехники

Университет Кертина,

эрт, Австралия, где он

р Электроэнергетики

м.В настоящее время он является председателем комитета

по энергетике,

rch интересы включают Smart Grid

в первую очередь в отношении распределенных

их влияние на пропускную способность системы

единиц, поддержка слабых сельских

rofessor Wolfs — это Сотрудник

технический инженер в штате

более 180 технических журналов

eering.

Что такое разбаланс фаз? Как я могу защитить свое оборудование?

Вопрос:

Что такое разбаланс фаз? Как я могу защитить свое оборудование?

Ответ:

Асимметрия фаз трехфазной системы существует, когда одно или несколько линейных напряжений в трехфазной системе несовместимы.Трехфазные системы питания и оборудование предназначены для работы со сбалансированными фазами (линиями). Линейное напряжение в трехфазной цепи обычно изменяется на несколько вольт, но разница, превышающая 1%, может привести к повреждению двигателей и оборудования. Несбалансированные напряжения вызывают несимметричный ток в обмотках двигателя; Несбалансированные токи означают увеличение тока, по крайней мере, в одной обмотке, повышающее эту температуру обмотки. Повышенная температура сокращает срок службы двигателя или оборудования, что приводит к преждевременному выходу из строя.

Асимметрия фаз может быть вызвана нестабильным электроснабжением, несимметричным блоком трансформаторов, неравномерно распределенными однофазными нагрузками в одной и той же энергосистеме или неидентифицированными однофазными замыканиями на землю.Однофазность (потеря фазы), вызванная сбоями в электросети, обрывом проводов, неисправными предохранителями, поврежденными контактами или неисправными перегрузками, также может привести к нарушению условий дисбаланса.

Трехфазное контрольное реле Macromatic, также известное как реле обрыва фазы, является экономичным и простым в установке решением для предотвращения дорогостоящих повреждений двигателей и оборудования из-за разбаланса фаз. Трехфазное реле контроля защищает от преждевременного отказа оборудования, отслеживая несколько распространенных неисправностей, включая асимметрию фаз.Они уведомляют о неисправности и предлагают управляющие контакты для отключения оборудования или двигателя до того, как произойдет повреждение. Эти реле обеспечивают четкую индикацию наличия неисправности для быстрого поиска неисправностей и сокращения времени простоя.

Трехфазные двигатели и другое оборудование широко используются в различных отраслях промышленности:

• ОВК
• Горное дело
• Насосная
• Лифт
• Кран
• Подъемник
• Генератор
• Ирригация
• Петро-Хим
• Сточные воды
• Промышленное оборудование
• И еще

Macromatic предлагает трехфазные реле контроля (реле обрыва фазы), специально разработанные для обнаружения проблем с дисбалансом фаз.Защитите свое оборудование и предотвратите дорогостоящий ремонт, узнайте больше о трехфазных контрольных реле Macromatic.

% PDF-1.7 % 967 0 объект > эндобдж xref 967 92 0000000016 00000 н. 0000004127 00000 н. 0000004303 00000 п. 0000004984 00000 н. 0000005022 00000 н. 0000005136 00000 п. 0000007773 00000 н. 0000011290 00000 н. 0000014895 00000 п. 0000018535 00000 п. 0000022154 00000 п. 0000025723 00000 п. 0000026122 00000 п. 0000026471 00000 п. 0000026973 00000 п. 0000027394 00000 п. 0000028035 00000 п. 0000028601 00000 п. 0000028693 00000 п. 0000029201 00000 п. 0000029610 00000 п. 0000029988 00000 н. 0000030321 00000 п. 0000030433 00000 п. 0000030886 00000 п. 0000031275 00000 п. 0000031673 00000 п. 0000032296 00000 н. 0000032752 00000 п. 0000036415 00000 н. 0000040251 00000 п. 0000043534 00000 п. 0000045267 00000 п. 0000050172 00000 п. 0000052822 00000 н. 0000055811 00000 п. 0000057710 00000 п. 0000057835 00000 п. 0000057963 00000 п. 0000058079 00000 п. 0000058155 00000 п. 0000058235 00000 п. 0000058315 00000 п. 0000058395 00000 п. 0000058543 00000 п. 0000058694 00000 п. 0000059020 00000 н. 0000059077 00000 п. 0000059195 00000 п. 0000096658 00000 п. 0000096699 00000 н. 0000096773 00000 п. 0000096797 00000 п. 0000096876 00000 п. 0000120974 00000 н. 0000145087 00000 н. 0000145661 00000 п. 0000145730 00000 н. 0000145848 00000 н. 0000145913 00000 н. 0000146027 00000 н. 0000146059 00000 н. 0000146135 00000 н. 0000147521 00000 н. 0000147853 00000 н. 0000147922 00000 н. 0000148041 00000 н. 0000148073 00000 н. 0000148149 00000 н. 0000153533 00000 н. 0000153869 00000 н. 0000153938 00000 н. 0000154057 00000 н. 0000155443 00000 н. 0000217099 00000 н. 0000217780 00000 н. 0000218065 00000 н. 0000218141 00000 п. 0000218455 00000 н. 0000218531 00000 н. 0000218846 00000 н. 0000218922 00000 н. 0000219232 00000 н. 0000219308 00000 н. 0000219617 00000 н. 0000219693 00000 п. 0000220003 00000 н. 0000220079 00000 п. 0000226101 00000 п. 0000296721 00000 н. 0000300456 00000 п. 0000002136 00000 п. трейлер ] / Назад 1419586 >> startxref 0 %% EOF 1058 0 объект > поток h ޜ V} Pw ~ / BBCj9nA) u˩TD {brp] zYEN9EF {! :: m? >> T

Анализ несимметричных трехфазных цепей

Анализ несимметричной трехфазной цепи:

Типы несимметричных нагрузок — Несбалансированность существует в цепи, когда импедансы одной или нескольких фаз отличаются от импедансов других фаз.В этом случае линейные или фазные токи различны и смещены друг от друга на разные углы. До сих пор мы рассматривали сбалансированные нагрузки, подключенные к сбалансированным системам. Достаточно решить проблемы, рассматривая одну фазу только на сбалансированных нагрузках; условия на двух других фазах аналогичны. С задачами анализа несимметричных трехфазных цепей трудно справиться, потому что условия в трех фазах различны. Однако предполагается, что напряжения источника сбалансированы. Если система представляет собой трехпроводную систему, токи, протекающие к нагрузке в трех линиях, должны добавляться к нулю в любой данный момент.Если система является четырехпроводной, сумма трех исходящих линейных токов равна обратному току в нейтральном проводе. Теперь мы рассмотрим различные методы управления несимметричными нагрузками, соединенными звездой и треугольником. На практике мы можем встретить следующие несбалансированные нагрузки:

• Несимметричная нагрузка, подключенная по схеме треугольник
• Несимметричная трехпроводная нагрузка, подключенная звездой, и
• Несимметричная четырехпроводная нагрузка, подключенная звездой.

(a) Несимметричная нагрузка, подключенная по треугольнику:

На рисунке 9.33 показана несимметричная треугольная нагрузка, подключенная к сбалансированному трехфазному источнику питания.

Несимметричная нагрузка, подключенная по схеме треугольника, питаемая от сбалансированного трехфазного источника питания, не представляет никаких новых проблем, поскольку напряжение на фазе нагрузки является фиксированным. Оно не зависит от характера нагрузки и равно линейному напряжению источника питания. Ток в каждой фазе нагрузки равен линейному напряжению, деленному на полное сопротивление этой фазы.Линейный ток будет разностью фаз соответствующих фазных токов, принимая V _RY в качестве опорного вектора.

Предполагая последовательность фаз RYB, мы имеем

Фазные токи

Три линейных тока равны

(b) Несимметричная четырехпроводная нагрузка, подключенная звездой:

Рисунок 9.35 показывает несимметричную нагрузку звездой, подключенную к симметричному 3-фазному 4-проводному источнику питания.

Точка звезды N _L нагрузки подключена к точке звезды N _S источника питания.Это простейший случай анализа несимметричной трехфазной цепи из-за наличия нейтрального провода; точки звезды источника питания N _S (генератор) и нагрузки N _L имеют одинаковый потенциал. Это означает, что напряжение на каждом импедансе нагрузки равно фазному напряжению источника питания (генератора), то есть напряжения на трех импедансах нагрузки уравниваются, даже если импедансы нагрузки не равны. Однако ток в каждой фазе (или линии) будет разным.Очевидно, что векторная сумма токов в трех линиях не равна нулю, а равна току нейтрали. Фазные токи можно рассчитать аналогично тому, как это используется для несимметричной нагрузки, соединенной треугольником.

Принимая фазное напряжение V _RN = V∠0 ° V в качестве эталона и предполагая последовательность фаз RYB, мы имеем следующие три фазных напряжения:

Фазные токи

Между прочим, I _R , I _Y и I _B также являются линейными токами; ток в нейтральном проводе — это векторная сумма трех линейных токов.

(c) Несимметричная трехпроводная нагрузка, подключенная звездой:

В трехфазной четырехпроводной системе, если соединение между нейтралью питания и нейтралью нагрузки разорвано, это приведет к несбалансированной трехпроводной нагрузке звездой. Этот тип нагрузки редко встречается на практике, потому что все нагрузки трехпроводной звезды сбалансированы. Такая система показана на рис. 9.37. Обратите внимание, что точка звезды питания (N _S ) изолирована от точки звезды нагрузки (N _L ).

Потенциал точки звезды нагрузки отличается от потенциала звезды сети питания.В результате напряжения фазы нагрузки не равны напряжению фазы питания; и они не только не равны по величине, но и имеют друг с другом углы, отличные от 120 °. Величина напряжения каждой фазы зависит от нагрузки отдельной фазы. Потенциал нейтральной точки нагрузки изменяется в соответствии с изменениями импедансов фаз, поэтому иногда нейтраль нагрузки также называют плавающей нейтральной точкой. Все небалансные нагрузки, соединенные звездой, питаемые от многофазных систем без нейтрального провода, имеют плавающую нейтральную точку.Сумма векторов трех несимметричных линейных токов равна нулю. Фазовое напряжение нагрузки не равно 1 / √3 линейного напряжения. С несимметричной трехпроводной нагрузкой типа «звезда» трудно справиться. Это связано с тем, что напряжения фазы нагрузки не могут быть определены непосредственно из заданных напряжений питающей сети. Существует множество методов устранения таких несимметричных нагрузок с Y-соединением. Здесь представлены два часто используемых метода. Их

• метод преобразования звезда-треугольник и
• Применение теоремы Миллмана

Метод звезда-треугольник для решения несбалансированной нагрузки:

Рисунок 9.38 (а) показана несимметричная нагрузка, соединенная звездой. В разделе 9.6 уже было показано, что трехфазная нагрузка, соединенная звездой, может быть заменена эквивалентной нагрузкой, соединенной треугольником. Таким образом, звездная нагрузка на рис. 9.38 (a) может быть заменена эквивалентной дельтой, как показано на рис. 9.38 (b), где полное сопротивление в каждой фазе равно

.

Затем проблема решается как несимметричная система с треугольным соединением. Рассчитанные таким образом линейные токи по величине и фазе равны токам, принимаемым исходной несбалансированной нагрузкой, подключенной звездой (Y).

Метод Миллмана решения несбалансированной нагрузки:

Один из методов решения несбалансированной трехпроводной нагрузки, подключенной звездой, путем преобразования звезда-треугольник описан в разделе 9.10.5. Но этот метод трудоемок и требует длительных вычислений. Используя теорему Миллмана, мы можем решить этот тип задач намного проще. Рассмотрим несимметричную нагрузку звездой (Y), подключенную к сбалансированной трехфазной сети, как показано на рис. 9.40 (a). V _RO , V _YO и V _BO — фазные напряжения источника питания.Они равны по величине, но смещены друг от друга на 120 °. V _{RO ‘}, V _YO’ и V _{BO ‘} — напряжения фазы нагрузки; они не равны по величине, а по фазе различаются на разные углы. Z _R , Z _Y и Z _B — это импедансы ветвей несбалансированной нагрузки, подключенной звездой (Y). На рисунке 9.40 (b) показана треугольная векторная диаграмма всей системы. Расстояния RY, YB и BR представляют линейные напряжения источника питания и нагрузки.Они равны по величине, но смещены на 120 °. Здесь O — точка звезды источника питания, расположенная в центре равностороннего треугольника RYB. O ’- точка звезды нагрузки. Точка звезды источника питания с нулевым потенциалом отличается от точки звезды на нагрузке из-за несбалансированной нагрузки. O ’имеет некоторый потенциал по отношению к O и смещен от центра треугольника. Расстояние O’O представляет собой напряжение нулевой точки нагрузки по отношению к нейтральной точке источника питания Vo′o.

V _o’o вычисляется с использованием теоремы Миллмана. Если известно V _o’o , можно легко определить фазные напряжения нагрузки и соответствующие токи в несимметричной нагрузке звездой.

Согласно теореме Миллмана, V _или дается

.

, где параметры Y _R , Y _y и Y _B — это допуски ветвей несимметричной нагрузки, подключенной звездой.