Фазування електричного обладнання

Основні поняття та визначення

Електричне обладнання трифазного струму (синхронні компенсатори, трансформатори, лінії електропередачі) підлягає обов'язковому фазуванню перед першим включенням в мережу, а також після ремонту, при якому міг бути порушений порядок прямування і чергування фаз.

У загальному випадку фазування полягає в перевірці збігу по фазі напруги кожної з трьох фаз включеної електроустановки з відповідними фазами напруги мережі.

Фазування включає три суттєво різні операції. Перша з них полягає у перевірці та порівнянні порядку проходження фаз включається електроустановки та мережі. Друга операція полягає у перевірці збігу по фазі однойменних напруг, тобто відсутності між ними кутового зсуву. Нарешті, третя операція полягає у перевірці однойменності (забарвлення) фаз, з'єднання яких передбачається виконати. Метою цієї операції є перевірка правильності з'єднання між собою всіх елементів електроустановки, тобто в кінцевому рахунку правильності підведення струмопровідних частин до апарату, що включає.

Фаза. Під трифазною системою напруг розуміють сукупність трьох симетричних напруг, амплітуди яких рівні за значенням і зрушені (амплітуда синусоїди однієї напруги щодо попередньої амплітуди синусоїди іншої напруги) на один і той же фазний кут (рис. 8.1, а).

Таким чином, кут, що характеризує певну стадію періодично змінюється параметра (в даному випадку напруги), називають фазним кутом або просто фазою. При спільному розгляді двох (і більше) напружень однієї частоти, що синусоїдально змінюються, якщо їх нульові (або амплітудні) значення наступають не одночасно, кажуть, що вони зрушені по фазі. Зсув завжди визначається між однаковими фазами. Фази позначають прописними літерами А, В, С. Трифазні системи зображують також векторами, що обертаються (рис.8.1, б).

На практиці під фазою, трифазної системи розуміють також окрему ділянку трифазного ланцюга, по якому проходить один і той же струм, зрушений щодо двох інших по фазі. Виходячи з цього, фазою називають обмотку генератора, трансформатора, двигуна, провід трифазної лінії, щоб підкреслити належність їх до певної ділянки трифазного ланцюга. Для розпізнавання фаз обладнання на кожухах апаратів, шинах, опорах і конструкціях .наносять кольорові мітки у вигляді гуртків, смуг і т. д. Елементи обладнання, що належать фазі А, забарвлюють у жовтий колір, фази - зелений і фази - червоний. Відповідно до цього фази часто називають жовтою, зеленою та червоною: ж, з, к.

Таким чином, залежно від питання, що розглядається, фаза — це або кут, що характеризує стан синусоїдально змінної величини в кожний момент часу, або ділянка трифазного ланцюга, тобто однофазна ланцюг, що входить до складу трифазної.

Порядок проходження фаз. Трифазні системи напруги і струму можуть відрізнятися одна від одної порядком проходження фаз. Якщо фази (наприклад, мережі) слідують один за одним у порядку А, В, С - це так званий прямий порядок проходження фаз (див. § 7.3). Якщо фази слідують один за одним у порядку А, С, В це зворотний порядок слідування фаз.

Порядок проходження фаз перевіряють індукційним фазовказівником типу І-517 або аналогічним з пристрою фазовказівником типу ФУ-2. Фазовказівник підключають до системи напруг, що перевіряється. Затискачі приладу марковані, тобто позначені літерами А, В, С. Якщо фази мережі збігатимуться з маркуванням приладу, диск фазовказівника буде обертатися в напрямку, вказаному стрілкою на кожусі приладу. Таке обертання диска відповідає прямому порядку проходження фаз мережі. Обертання диска у зворотному напрямку вказує на зворотний порядок проходження фаз. Отримання прямого порядку проходження фаз із зворотного проводиться зміною місць двох будь-яких фаз електроустановки.

Іноді замість терміну "порядок проходження фаз" говорять "порядок чергування фаз". Щоб уникнути плутанини, умовимося застосовувати термін "чергування фаз" тільки в тому випадку, коли це пов'язано з поняттям фази як ділянки трифазного ланцюга.

Чергування фаз. Отже, під чергуванням фаз слід розуміти черговість, в якій фази трифазного ланцюга (обмотки і висновки електричних машин, дроти ліній і т. д.) розташовані в просторі, якщо обхід їх кажций раз починати з одного і того ж пункту (точки) і виробляти в одному і тому ж напрямі, наприклад зверху вниз. ов електричних машин та трансформаторів, забарвленні проводів та збірних шин.

Збіг фаз. При фазуванні трифазних ланцюгів зустрічаються різні варіанти чергування позначень вводів на апараті, що включає, і подачі на ці вводи напруги різних фаз (рис. 8.2, а, б). Варіанти, при яких не збігається порядок проходження фаз, або порядок чергування фаз електроустановки та мережі, при включенні вимикача призводять до КЗ.

У той самий час можливий єдиний варіант, коли збігається те й інше. Коротке замикання між частинами, що з'єднуються (електроустановкою і мережею), тут виключено.

Під збігом фаз при фазуванні якраз і розуміють саме цей варіант, коли на введення вимикача, попарно належать одній фазі, подані однойменні напруги, а позначення (забарвлення) вводів вимикача узгоджені з позначенням фаз напруг (рис. 8.2, в).

Методи фазування

Фазування може бути попереднім, що виконується в процесі монтажу І ремонту обладнання, і при введенні в роботу, що проводиться безпосередньо перед першим включенням в роботу нового або обладнання, що вийшло з ремонту, якщо при ремонті фази могли бути переставлені місцями.

Попереднім фазуванням перевіряється чергування фаз елементів обладнання, що з'єднуються між собою. Так. наприклад, при ремонті пошкодженого кабелю визначають, які жили кабелю, що знаходився в експлуатації, та ремонтної вставки повинні з'єднуватися між собою, щоб фази кабельної лінії та збірних шин РУ збіглися. Довільне з'єднання струмопровідних жил може порушити порядок чергування фаз, і це призведе до необхідності змінювати місцями жили в кінцевих муфтах або змінювати монтаж шин в осередку РУ. Зрозуміло, що ці операції не тільки небажані, але часто і нездійсненні. Тому перед з'єднанням жил перевіряють їхнє фазування. Попереднє фазування проводиться на устаткуванні, яке не наводиться під напругою. Основні види обладнання фазуються візуально, "продзвінкою" за допомогою мегаомметра або імпульсного шукача.

Незалежно від того, проводилося або не проводилося попереднє фазування обладнання в період його монтажу або ремонту, воно обов'язково фазується при введенні в роботу, оскільки тільки в цьому випадку можна бути впевненим у узгодженості фаз всіх елементів електричного кола. 

Фазування при введенні в роботу проводиться виключно електричними методами. Вибір методу залежить від виду обладнання, що фазується (генератор, трансформатор, лінія) і класу напруги, на якому воно повинно включатися в роботу. Розрізняють прямі (див. § 8.3) та непрямі (див. § 8.4) методи фазування обладнання при введенні в роботу. 

Прямими методами називають такі, при яких фазування проводиться на вводах обладнання, що знаходиться безпосередньо під робочою напругою; ці методи наочні та його широко застосовують у установках до 110 кВ.

Непрямими називають такі методи, у яких фазування проводиться не так на робочому напрузі установки, але в вторинному напрузі трансформаторів напруги, приєднаних до фазируемым частинам установки. Непрямі методи менш наочні, ніж прямі, але їх застосування не обмежується класом напруги установки.

Оперативному персоналу підстанцій, зазвичай, годі й мати справу з попереднім фазуванням устаткування, тому методи її тут не розглядаються. З прямих методів фазування цікаві методи фазування трансформаторів і ліній електропередачі.