9.1. Общие понятия и определения
Фазировка заключается в проверке совпадения по фазе напряжения каждой из трех фаз включаемой электроустановки с соответствующими фазами напряжения сети, и включает в себя следующие операции:
проверка и сравнение порядка следования фаз включаемой электроустановки и сети;
проверка совпадения по фазе одноименных напряжений, отсутствие между ними углового сдвига;
проверка одноименности (расцветки) фаз, соединение которых предполагается выполнить. Целью этой операции является проверка правильности соединения между собой всех элементов электроустановки, то есть правильности подвода токопроводящих частей к включающему аппарату.
Фаза — проводник, пучок проводов, ввод, обмотка или иной элемент многофазной системы переменного тока, являющийся токоведущим при нормальном режиме работы (ГОСТ 24291—90).
Трехфазная система представляет собой совокупность трех симметричных напряжений, амплитуды которых равны по значению и сдвинуты по фазе на один и тот же угол.
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, электродвигателя, провод трехфазной линии, чтобы подчеркнуть принадлежность их к определенному участку трехфазной цепи.
Элементы оборудования, принадлежащие фазе А, окрашивают в желтый цвет, фазы В — в зеленый и фазы С — в красный.
Трехфазные системы напряжений и токов могут отличаться друг от друга порядком следования фаз.
Если фазы следуют друг за другом в порядке А, В, С, это называется прямым порядком следования фаз. Если фазы следуют друг за другом в порядке А, С, В, это называется обратным порядком фаз.
В случаях несовпадения порядка следования фаз или порядка чередования фаз электроустановки и сети при включении выключателя происходит КЗ.
Возможен лишь единственный вариант, при котором возникновение КЗ исключено: когда совпадают и то, и другое.
Под совпадением фаз при фазировке понимают именно этот вариант, когда на вводы выключателя, попарно принадлежащие одной фазе, поданы одноименные напряжения, а обозначения (расцветка) вводов выключателя согласованы с обозначением фаз напряжений.
Фазировка может быть предварительной, выполняемой в процессе монтажа и ремонта оборудования, и при вводе его в работу, производимая непосредственно перед первым включением в работу нового или вышедшего из ремонта оборудования, если при ремонте фазы могли быть переставлены местами.
Предварительной фазировкой проверяется чередование фаз соединяемых между собой элементов оборудования. Произвольное соединение токоведущих жил может нарушить порядок чередования фаз, что приведет к необходимости менять местами жилы у концевых муфт или изменять монтаж шин в ячейке РУ. Такие операции не только нежелательны, но и зачастую невыполнимы. Поэтому перед соединением жил предварительно проверяют их фазировку.
Предварительная фазировка производится на оборудовании, не находящемся под напряжением. Основные виды оборудования фазируются визуально, «прозвонкой», при помощи мегаомметра или импульсного искателя.
Независимо от предварительной фазировки она обязательно проводится при вводе электрооборудования в эксплуатацию. Причем фазировка при вводе в работу электрооборудования производится только электрическими методами.
9.2. Методы и порядок выполнения фазировки
Различают прямые и косвенные методы фазировки оборудования при вводе его в работу.
Прямыми называются такие методы фазировки, при которых она производится на вводах оборудования, находящегося непосредственно под рабочим напряжением. Такие методы широко применяют в установках напряжением до 110 кВ.
Косвенными называются такие методы фазировки, при которых она производится не на рабочем напряжении установки, а на вторичном напряжении ТН, присоединенных к фазируемым частям установки. Такие методы фазировки менее наглядны, чем прямые, но их применение не ограничивается классом напряжения установки.
Из прямых методов фазировки наибольший практический интерес представляют методы фазировки трансформаторов и ЛЭП.
На практике широко применяется прямой метод фазировки трансформатора с обмотками НН до 380 В без установки перемычки между зажимами.
Этим методом фазируют силовые трансформаторы, вторичные обмотки которых соединены в звезду с выведенной нулевой точкой, а также измерительные ТН, имеющие вторичные обмотки с заземленной нейтралью.
Фазировку производят вольтметром со стороны обмотки НН, который должен быть рассчитан на двойное фазное напряжение, поскольку возможно появление такого напряжения между зажимами фазируемых трансформаторов.
Перед началом фазировки следует проверить:
заземлены ли или присоединены к общему нулевому проводу нулевые точки вторичных обмоток;
симметричность напряжений трансформаторов;
если значения измеренных напряжений значительно отличаются друг от друга, проверяется положение переключателей ответвлений обоих трансформаторов. Переключением ответвлений уменьшают разницу напряжений до допустимого значения 10 %.
Сущность фазировки заключается в отыскании выводов, между которыми разность напряжений близка к нулю. Для этого провод от вольтметра присоединяют к одному выводу первого трансформатора, а другим выводом поочередно касаются трех выводов второго трансформатора. Дальнейшие действия зависят от полученных результатов. Если при одном измерении, например, между выводами а1 — а2 показание вольтметра будет близким к нулю, то эти выводы отмечают и вольтметр присоединяют ко второму выводу, например, b1 первого трансформатора и измеряют напряжение между выводами b1 — b2; b1 — c2. Если одно из показаний вольтметра, например, между выводами b1 — b2 опять окажется близким к нулю, то фазировка закончена. Необходимости в измерении напряжения между выводами с1 — с2 нет, поскольку при двух предыдущих нулевых показаниях вольтметра напряжение между третьей парой фаз должно быть также близким к нулю.
Если после измерения напряжений а1 — а2; а1 — b2; а1 — с2; b1 — a2; b1 — b2; b1 — c2 ни одно из показаний вольтметра не было близким к нулю, то фазируемые трансформаторы принадлежат к разным группам соединений и их включение на параллельную работу недопустимо.
При фазировке КЛ и ВЛ 6-10 кВ пользуются индикаторами. На рис. 9.1 показана последовательность операций при фазировке линий 10 кВ индикатором типа УВНФ.
Для проверки исправности индикатора щупом трубки, содержащей резистор, касаются заземления, а щуп другой трубки подносят к одному из зажимов аппарата, находящегося под напряжением (рис. 9.1, а); при этом должна загореться неоновая лампа. Затем щупами обеих трубок касаются одной токопроводящей части (рис. 9.1, б). При этом лампа индикатора гореть не должна. Проверяется напряжение на всех шести выводах коммутационного аппарата (рис. 9.1, в). Такая проверка производится для того, чтобы исключить ошибку при фазировке линии, имеющей обрыв. Абсолютные значения напряжения между фазой и землей роли не играют, так как при фазировке присоединение индикатора будет производиться или на линейное напряжение (несовпадение фаз), или на малую разность напряжений между одноименными фазами (совпадение фаз). Поэтому о наличии напряжения на каждой фазе судят по свечению лампы индикатора.
Процесс собственно фазировки состоит в том, что щупом одной трубки индикатора касаются любого крайнего вывода аппарата, например, фазы С, а щупом другой трубки — поочередно трех выводов со стороны фазируемой линии (рис. 9.1, г). В двух случаях касаний (С — A1 и С — В1) лампа ярко загорается, а в третьем (С — С1) гореть не будет, что укажет на одноименность фаз.
После определения первой пары одноименных выводов щупами поочередно касаются других пар, например, А — A1 и А — В1. Отсутствие свечения лампы индикатора в одном касании укажет на одноименность следующей пары выводов. Совпадение фаз третьей пары выводов В — В1 проверяют лишь для контроля — фазы должны совпасть.
Одноименные фазы соединяют на параллельную работу. Если одноименные пары у разъединителей или выключателей не находятся друг против друга, установка отключается и шины пересоединяются в том порядке, который необходим для совпадения фаз.
Прежде чем приступить к фазировке, следует убедиться в выполнении требований безопасности по подготовке рабочего места и соблюдать специальные требования по работе с измерительными штангами на оборудовании, находящемся под напряжением.
Работы с индикатором напряжения необходимо производить только в диэлектрических перчатках. При фазировке нельзя приближать соединительный провод к заземленным частям. Фазировку нельзя производить во время дождя, снегопада и при тумане, так как изолирующие части индикатора напряжения могут увлажниться и будут перекрыты.
Косвенным методом обычно фазируют трансформаторы и линии всех классов напряжения, чаще всего при двойной системе шин.
В РУ, где обе системы шин находятся в работе, для выполнения фазировки освобождают одну систему шин, выводя ее в резерв.
При включенном шиносоединительном выключателе вольтметром проверяют совпадение фаз вторичных напряжений ТН рабочей и резервной систем шин. Затем отключают шиносоединительный выключатель и снимают с его привода оперативный ток. На резервную систему шин включают цепь, для которой следует произвести фазировку. По фазируемой цепи с противоположного конца подают напряжение и производят фазировку на выводах вторичных цепей ТН рабочей и резервной систем шин.
Для трехобмоточных трансформаторов фазировку выполняют в два приема: со стороны обмотки НН и со стороны СН.
Сначала трансформатор включают на резервную систему шин НН и подают на него напряжение со стороны ВН. Фазировку выполняют на зажимах ТН, принадлежащих шинам НН. При совпадении фаз трансформатор отключают со стороны НН, включают на резервную систему шин СН и выполняют фазировку на этом напряжении.
После получения положительных результатов в обоих случаях фазировки трансформатор считается сфазированным и его включают в работу.
При фазировке шинных трансформаторов необходимо учитывать схему заземления вторичных обмоток ТН, так как заземленной может быть как нейтраль, так и одна фаза.
В первом случае для фазировки можно применять вольтметр со шкалой на двойное фазное напряжение, во втором — на двойное линейное напряжение. Кроме того, фазировку ТН, у которых заземлена фаза вторичных обмоток, выполняют при помощи фазоуказателя, что допустимо, так как фазы фазируемых напряжений жестко соединены и требуется установить лишь совпадение напряжения одноименных фаз, а также любой другой фазы. Если они не совпадают, диск фазоуказателя при подаче на его выводы напряжения от первого ТН будет вращаться в одном направлении, а при подаче напряжения от второго ТН — в другом.
На практике имеют место случаи, когда фазируемые электроустановки имеют разные порядки следования фаз.
Например, необходимо провести фазировку и включить на параллельную работу две электроустановки, в одной из которых прямой, а в другой — обратный порядок следования фаз. Их соединяет ЛЭП. Для включения двух электроустановок на параллельную работу необходимо, чтобы одна из них по отношению к другой имела один и тот же порядок следования фаз — только в этом случае возможна их синхронизация.
Для того чтобы порядки следования фаз электроустановок совпали, то есть чтобы обратный порядок следования фаз одной электроустановки по отношению к другой стал прямым, на ЛЭП изменяют порядок чередования фаз. Это может быть осуществлено перемещением на линии проводов фаз на одной опоре, то есть изменением их чередования в пространстве.
Таким образом, изменением порядка чередования фаз на линии изменяется порядок следования фаз векторов напряжений одной электроустановки по отношению к другой, хотя абсолютные порядки следования фаз векторов напряжений электроустановок остаются прежними. В этом заключается взаимозависимость понятий порядка следования и чередования фаз.