8.1 Podstawowe pojęcia i definicje
Urządzenia elektryczne trójfazowe (kompensatory synchroniczne, transformatory, linie elektroenergetyczne) należy fazować przed pierwszym podłączeniem do sieci, a także po naprawach, w których mogłaby zostać naruszona kolejność i kolejność faz.
W ogólnym przypadku fazowanie polega na sprawdzeniu zgodności faz napięcia każdej z trzech faz dołączonej instalacji elektrycznej z odpowiednimi fazami napięcia sieciowego.
Fazowanie obejmuje trzy zasadniczo różne operacje. Pierwsza z nich polega na sprawdzeniu i porównaniu kolejności faz wchodzącej w skład instalacji elektrycznej i sieci. Druga operacja polega na sprawdzeniu zgodności faz napięć o tej samej nazwie, czyli braku przesunięcia kątowego między nimi. Wreszcie trzecia operacja to sprawdzenie podobieństwa (kolorów) faz, których połączenie ma zostać wykonane. Celem tej operacji jest sprawdzenie poprawności połączenia wszystkich elementów instalacji elektrycznej, czyli docelowo poprawności doprowadzenia części przewodzących do łącznika.
Faza. Trójfazowy układ napięciowy jest rozumiany jako zbiór trzech symetrycznych napięć, których amplitudy są równe wartości i są przesunięte (amplituda sinusoidy jednego napięcia w stosunku do poprzedniej amplitudy sinusoidy innego napięcia) o ten sam kąt fazowy (rys.8.1, a).
Zatem kąt charakteryzujący określony etap okresowo zmieniającego się parametru (w tym przypadku napięcia) nazywany jest kątem fazowym lub po prostu fazą. Gdy dwa (lub więcej) sinusoidalnie zmieniające się napięcia o tej samej częstotliwości są rozważane razem, jeśli ich wartości zerowe (lub amplitudy) nie występują jednocześnie, mówi się, że są one poza fazą. Przesunięcie jest zawsze określane między tymi samymi fazami. Fazy \u200b\u200boznaczono dużymi literami. A, B, C. Układy trójfazowe są również przedstawiane jako wirujące wektory (rysunek 8.1, b). 
W praktyce faza układu trójfazowego jest również rozumiana jako oddzielny odcinek obwodu trójfazowego, przez który przepływa ten sam prąd, przesunięty względem dwóch pozostałych w fazie. Na tej podstawie faza nazywana jest uzwojeniem generatora, transformatora, silnika, drutu linii trójfazowej, aby podkreślić ich przynależność do określonej sekcji obwodu trójfazowego. Rozpoznawanie faz wyposażenia na obudowach aparatów, oponach, wspornikach i konstrukcjach Naniesiono kolorowe oznaczenia w postaci kół, pasków itp. Elementy wyposażenia należące do fazy I, kolor żółty, fazy Wzielona i faza C-in czerwona. W związku z tym fazy są często określane jako żółte, zielone i czerwone: g, h, k.
Zatem w zależności od rozważanego zagadnienia fazą jest albo kąt charakteryzujący stan wielkości sinusoidalnie zmieniającej się w każdym momencie lub odcinek obwodu trójfazowego, czyli obwód jednofazowy będący częścią obwodu trójfazowego.
Sekwencja faz. Trójfazowe układy napięciowe i prądowe mogą różnić się od siebie kolejnością faz. Jeśli fazy (np. Sieci) następują po sobie w kolejności A, B, C - jest to tak zwana bezpośrednia kolejność faz (patrz § 7.3). Jeśli fazy następują po sobie w kolejności A, C, B - jest to odwrotna kolejność faz.
Kolejność faz sprawdzana jest za pomocą wskaźnika fazy indukcyjnej typu I-517 lub analogicznego wskaźnika fazy typu FU-2. Wskaźnik fazy jest podłączony do badanego układu napięciowego. Zaciski urządzenia są oznakowane tj. Oznaczone literami I, PNE. Jeśli fazy sieci pokrywają się z oznaczeniem urządzenia, tarcza wskaźnika fazy będzie się obracać w kierunku wskazanym przez strzałkę na obudowie urządzenia. Ta rotacja dysku odpowiada bezpośredniej kolejności faz sieci. Odwrotny obrót dysku wskazuje na odwrotną kolejność faz. Bezpośrednią kolejność faz od odwrotnej uzyskuje się poprzez odwrócenie dowolnych dwóch faz instalacji elektrycznej.
Czasami termin „kolejność faz” jest określany jako „kolejność faz”. Aby uniknąć nieporozumień, zgódźmy się na używanie terminu „rotacja faz” tylko wtedy, gdy jest on powiązany z koncepcją fazy jako części obwodu trójfazowego.
Rotacja faz. Tak więc kolejność faz należy rozumieć jako kolejność, w której fazy obwodu trójfazowego (uzwojenia i zaciski maszyn elektrycznych, przewody linii itp.) Znajdują się w przestrzeni, jeśli zaczniesz je omijać za każdym razem z tego samego punktu (punktu) i wykonasz w tym samym kierunku, na przykład od góry do dołu, zgodnie z ruchem wskazówek zegara itp. Na podstawie tej definicji mówią o przemienności oznaczeń zacisków maszyn elektrycznych i transformatorów, o kolorach przewodów i szyn zbiorczych.
Faza zbieżności. Podczas fazowania obwodów trójfazowych istnieją różne opcje naprzemiennego oznaczania wejść urządzenia przełączającego i podawania napięć różnych faz na te wejścia (rys.8.2, a, b). Warianty, w których kolejność faz nie pokrywa się lub kolejność przemian faz instalacji elektrycznej i sieci po włączeniu przełącznika prowadzą do zwarcia.
Jednocześnie jedyna opcja jest możliwa, gdy obie są takie same. Wykluczone jest tutaj zwarcie między połączonymi częściami (instalacją elektryczną i siecią).
Koincydencja faz podczas fazowania jest właśnie tą opcją, gdy na wejścia przełącznika podawane są te same napięcia, które należą parami do tej samej fazy, a oznaczenia (kolory) wejść przełącznika są zgodne z oznaczeniem faz napięcia (rysunek 8.2, c).
Trójfazowy układ pól elektromagnetycznych (napięć) jest rozumiany jako zestaw trzech symetrycznych DS, których amplitudy są równe i przesunięte (amplituda każdego pola elektromagnetycznego względem poprzedniej amplitudy drugiego pola elektromagnetycznego) o ten sam kąt fazowy. Na rys. 1, e przedstawia schemat najprostszego synchronicznego trójfazowego generatora prądu. Uzwojenia, c. indukowane przez zmienne pole elektromagnetyczne, są umieszczane w rowkach stojana, przesunięte wzdłuż obwodu o 120 °. Wnioskom z uzwojeń przypisano oznaczenia „początków” ABS ”odpowiednio końców„ X, Y, Z ”. Prąd stały przepływa przez uzwojenie wirnika, tworząc pole magnetyczne. Gdy uzwojenia stojana przecinają pole magnetyczne obracającego się wirnika, indukowany jest w nich symetryczny układ trzech sinusoidalnych pól elektromagnetycznych o tej samej częstotliwości i amplitudzie, przesuniętych w fazie o 120 ° (rys. 1.6). Na jeden obrót wirnika, który odpowiada okresowi czasu T, w każdym z uzwojeń następuje pełny cykl zmiany pola elektromagnetycznego. Kiedy oś wirnika / - / przecina zwoje uzwojenia stojana, indukowana jest w nich maksymalna siła elektromagnetyczna. Ale ponieważ dla trzech uzwojeń stojana dzieje się to w różnym czasie, wówczas maksima indukowanej EMF nie pokrywają się w fazie, to znaczy ich amplitudy Ed, Np., Ee okazują się być przesunięte względem siebie o 1/3 okresu lub o 120 ° ...
Faza. Kąt charakteryzujący określony etap okresowo zmieniającego się parametru (w tym przypadku pola elektromagnetycznego) nazywany jest kątem fazowym lub prostą fazą. Kiedy dwie (lub więcej) sinusoidalnie zmieniające się pola elektromagnetyczne o tej samej częstotliwości są rozważane razem, jeśli ich wartości zerowe (lub amplitudy) nie występują jednocześnie, mówi się, że są poza fazą. Przesunięcie jest zawsze określane między tymi samymi fazami, na przykład między początkami sinusoid, jak pokazano na ryc. 1,6 lub między amplitudami. Kiedy dwie sinusoidy są przesunięte w fazie, jedna z nich będzie opóźniona w czasie. Aby określić, która z sinusoid pozostaje w tyle, znajdź ich początki, to znaczy zerowe wartości pola elektromagnetycznego, przechodząc od ujemnych 6 wartości do dodatnich.
Postać: 1. Uzyskanie trójfazowego symetrycznego układu EMF: 1 - stojan; 2 - uzwojenie stojana; 3 - wirnik; 4 - uzwojenie wirnika
Na rys. 1.6 początki są oznaczone literami a, b, c. Na rysunku widać, że początek jednej sinusoidy (na przykład sinusoidy przechodzącej przez punkt b) znajduje się na prawo od początku innej (sinusoida przechodząca przez punkt a). Oznacza to, że sinusoida z początkiem w punkcie b jest opóźniona w czasie od sinusoidy z początkiem w punkcie a. Sinusoida przechodząca przez punkt c pozostaje w tyle jeszcze bardziej, ponieważ jej początek jest przesunięty o (2/3) T lub 240 ° od początku. współrzędne (moment, w którym / \u003d 0). Równocześnie możemy powiedzieć, że sinusoida z początkiem w punkcie a wyprzedza sinusoidę z początkiem w punkcie b o (1/3) Tvi z początkiem w punkcie c - o (2/3) T.
W praktyce faza układu trójfazowego jest również rozumiana jako oddzielny odcinek obwodu trójfazowego, przez który przepływa ten sam prąd przesunięty względem dwóch pozostałych w fazie. Na tej podstawie faza nazywana jest uzwojeniem generatora, transformatora, silnika, drutu linii trójfazowej, aby podkreślić ich przynależność do określonej sekcji obwodu trójfazowego.
Fazy \u200b\u200bsą oznaczone wielkimi literami A, B, C.Ale nie zawsze wygodnie jest wieszać napisy na wyposażeniu stacji i podstacji. Dlatego przy malowaniu urządzeń (np. Szyn zbiorczych i szyn łączących w rozdzielnicach zamkniętych), które służą do ochrony przed korozją, stosuje się barwniki o różnych kolorach. Farbę nakłada się na całej długości opon.
Szyny zbiorcze fazy A mają kolor żółty, faza B - zielony, a faza C - czerwony. Dlatego fazy są często nazywane Zh, 3, K. Aby rozpoznać fazy wyposażenia, na obudowach, kształtkach izolatorów, konstrukcjach i wspornikach nanosi się odpowiednie kolorowe oznaczenia w postaci kółek lub pasków.
Zatem w zależności od rozważanego zagadnienia fazą jest albo kąt charakteryzujący stan wielkości sinusoidalnie zmieniającej się w każdym momencie lub odcinek obwodu trójfazowego, czyli obwód jednofazowy będący częścią obwodu trójfazowego.
Sekwencja faz. Kolejność, w jakiej EMF w uzwojeniach fazowych generatora przechodzi przez te same wartości (na przykład przez dodatnie wartości amplitudy) nazywana jest sekwencją faz. Trójfazowe systemy EMF mogą różnić się od siebie kolejnością faz. Jeżeli wirnik generatora obraca się w kierunku pokazanym na rys. 1, c, to fazy będą następować w kolejności A, B, C - jest to tzw. Bezpośrednia kolejność faz. Jeśli kierunek obrotów wirnika zostanie zmieniony na przeciwny, wówczas kolejność faz również się zmieni. Fazy \u200b\u200bprzejdą przez maksymalne wartości w kolejności A, C, B - jest to odwrotna kolejność faz.
Czasami termin „kolejność faz” jest określany jako „kolejność faz”. Aby uniknąć nieporozumień, zgódźmy się na użycie terminu „kolejność faz” tylko wtedy, gdy jest on powiązany z pojęciem fazy jako części obwodu trójfazowego.
Rotacja faz.
Tak więc przez rotację faz rozumie się sekwencję, w której fazy obwodu trójfazowego (oddzielne przewody linii, uzwojenia i zaciski maszyny elektrycznej itp.) Znajdują się w przestrzeni, jeśli zaczniesz je omijać za każdym razem z tego samego punktu (punktu) i wykonujesz w tym samym kierunku, na przykład od góry do dołu, zgodnie z ruchem wskazówek zegara itp. Opierając się na tej definicji, mówią o przemienności oznaczeń zacisków maszyn elektrycznych i transformatorów, kolorach przewodów i szyn zbiorczych. W niektórych przypadkach kolejność faz jest ściśle regulowana. Tak więc kolejność przemian oznaczeń zacisków maszyn synchronicznych jest przyjmowana jako odpowiadająca kolejności faz dla ustalonego kierunku obrotu wirnika. Zasady instalacji elektrycznej (PUE) przewidują następującą kolejność przemian pomalowanych szyn zbiorczych dla zamkniętych rozdzielnic, gdy są one umieszczone w płaszczyźnie pionowej: górna szyna jest żółta, środkowa zielona, \u200b\u200bdolna czerwona. Gdy opony są poziome, najbardziej odległy autobus ma kolor żółty, a ten najbliżej korytarza serwisowego - czerwony. Odgałęzienia z szyn zbiorczych wykonane są tak, aby faza Ж znajdowała się po lewej stronie, faza K po prawej, jeśli spojrzeć na autobusy z korytarza serwisowego (z trzema korytarzami w rozdzielnicy - z centralnej).
W otwartych podstacjach zmiana koloru szyn zbiorczych i szyn obejściowych jest zorientowana wzdłuż transformatorów mocy. Faza opon najbliższych im zmienia kolor na żółty, faza środkowa zmienia kolor na zielony, a faza odległa zmienia kolor na czerwony. Odgałęzienia szyn zbiorczych są wykonane w taki sposób, że szyna fazy Zh znajduje się po lewej stronie, a faza K po prawej stronie, patrząc od strony szyn przy transformatorze.
Odstępstwo od powyższych wymagań dotyczących kolejności naprzemiennego koloru opon RU PUE jest dopuszczalne jako wyjątek w tych indywidualnych przypadkach, gdy spełnienie tych wymagań wiąże się z komplikacją montażu lub koniecznością zainstalowania specjalnych wsporników do transpozycji linii napowietrznych.
Faza zbieżności. Podczas fazowania obwodów trójfazowych mogą istnieć różne opcje naprzemiennego oznaczania (kolorów) wejść urządzenia przełączającego i podawania napięć różnych faz na te wejścia. Dla uproszczenia dalszego rozumowania załóżmy, że napięcia fazowe dwóch systemów szyn instalacji elektrycznej mają tę samą kolejność faz A, B, C i Ax, Bi, C |. W tym stanie fazy tych samych napięć mogą się pokrywać, a kolejność przemian oznaczeń wejść na przełączniku może nie pokrywać się (rys. 2, a) lub odwrotnie, przy tej samej kolejności naprzemienności oznaczeń wejść, napięcia fazowe mogą być poza fazą (rys. , b). Obrót wektorów naprężeń o tej samej nazwie względem siebie może odbywać się nie tylko pod kątem 120 °, jak pokazano na ryc. 2.6, ale pod dowolnym kątem będącym wielokrotnością 30e, co jest typowe dla transformatorów z różnymi grupami połączeń uzwojeń. W obu powyższych przypadkach zamknięcie wyłącznika nieuchronnie prowadzi do zwarcia.
Jednocześnie możliwy jest wariant, gdy oba są takie same (rys. 2, c) - tutaj wykluczone jest zwarcie między połączonymi częściami instalacji.
Zbieżność faz w fazowaniu jest dokładnie tym przypadkiem, gdy na wejściach przełącznika położonych naprzeciw siebie i należących do tej samej fazy, napięcia o tej samej nazwie obu części instalacji pokrywają się w fazie, a oznaczenia (kolory) wejść przełącznika są zgodne z odpowiednimi fazami napięcia i mają ta sama kolejność zmian.
Grafika wektorowa pola elektromagnetycznego zmieniającego się sinusoidalnie (napięcia, prądy). Okresowo zmieniające się wartości sinusoidalne przedstawiono w postaci sinusoid (rys. 1.6) i wektorów wirujących - skierowanych odcinków prostej (rys. 1, c). 
Postać: 2. Warianty niedopasowania (e. B) i zbieżności (c) faz dwóch części instalacji elektrycznej
Dla wektorów fazy EMF Ej4, np. Równanie\u003e pokazane na tym rysunku, kierunki od początku zwojów do ich końców są tradycyjnie przyjmowane. Zależność między krzywą sinusoidalną a wirującymi wektorami pokazano na rys. 3. Sinusoidę uzyskuje się poprzez rzutowanie obracającego się wektora (równego w danej skali amplitudzie zmieniającego się pola elektromagnetycznego) na osi pionowej / - /, poruszanego wzdłuż odciętej z prędkością proporcjonalną do częstotliwości obrotu wektora. Przesunięcie fazowe między dwoma wektorami, których początki są wyrównane w jednym punkcie, jest określone przez kąt V (ryc. 4). Opóźnienie wektora Eg od wektora U jest pokazane przez kierunek strzałki kąta (przeciwnie do kierunku obrotu wektorów).
Należy powiedzieć, że koncepcja wirującego wektora pola elektromagnetycznego (napięcia, prądu itp.) W elektrotechnice różni się nieco od koncepcji wektora, powiedzmy, siły lub prędkości w mechanice. 
Postać: 3. Uzyskanie wykresu sinusoidalnego podczas obracania wektora 
Postać: 4. Obraz dwóch sinusoid i wektorów pola elektromagnetycznego pod różnymi kątami ścinania
Jeśli w mechanice wektory nie mogą być całkowicie określone tylko przez ich wartości bez wskazania kierunku ich działania w przestrzeni, to w elektrotechnice wektory obrotowe nie wyznaczają faktycznego kierunku wielkości, które reprezentują w przestrzeni. Jednak połączone ułożenie wektorów wirujących z tą samą częstotliwością (np. SEM o trzech fazach) na schemacie daje wyobrażenie o procesie zachodzącym w obwodzie elektrycznym w czasie i pozwala na ilościową ocenę zjawisk poprzez wykonanie elementarnych operacji na wektorach.
Podstawowe schematy połączeń obwodów trójfazowych.
Uzwojenia maszyn elektrycznych (generatory, kompensatory synchroniczne, silniki) i transformatorów są połączone w gwiazdę lub trójkąt.
Gdy trzy uzwojenia generatora są połączone w gwiazdę, ich końce są połączone w jeden punkt (ryc. 5, c), który nazywa się zerem (lub neutralnym). Siły elektromotoryczne między początkami a punktem zerowym uzwojeń nazywane są fazowymi EMF i oznaczają Ed, Eg, Ee lub po prostu £ f. Siły elektromotoryczne między zaciskami faz nazywane są liniowymi tn. Otrzymuje się je jako różnicę między wektorami odpowiedniej fazy SEM generatora, na przykład Eg - Eg \u003d Udd (ryc. 5, c). 
Postać: 5. Podłączenie uzwojeń generatora do gwiazdy (o), wykres wektorowy SEM (b), odejmowanie wektorów SEM fazowych (c) 
Postać: 6. Połączenie uzwojeń generatora z trójkątem (e) i wektorowym schematem EMF (b)
Kolejność indeksów w oznaczeniu liniowej EMF nie jest dowolna - indeksy są uporządkowane
odejmowanie wektorów: Ev-Ec \u003d Evc \\ Ec-Eol \u003d ECA- Biorąc pod uwagę dany kierunek rotacji wektorów, taki układ wskaźników odpowiada odjęciu wektora pola elektromagnetycznego fazy opóźnionej od wektora pola elektromagnetycznego wiodącej. W rezultacie wektory liniowego pola elektromagnetycznego zawsze wyprzedzają malejące wektory fazowe o 30 °. Wartości liniowego pola elektromagnetycznego w \\ D lub 1,73 razy większe niż fazowe, co jest łatwe do zweryfikowania poprzez pomiar wektorów na schemacie.
Połączenie uzwojeń generatora z trójkątem pokazano na ryc. 6, o. Punkty A, B, C są wspólne dla każdej pary uzwojeń fazowych. Jeśli obciążenie nie jest podłączone do zacisków generatora, to w uzwojeniach tworzących zamkniętą pętlę nie ma prądu z powodu sinusoidalnej pola elektromagnetycznego o częstotliwości przemysłowej, przesuniętej względem siebie o (1/3) T, ponieważ w każdym momencie suma geometryczna pola elektromagnetycznego działającego w obwodzie trójkąt to zero. Można to zweryfikować, biorąc pod uwagę schemat wektorowy z rys. 6, b oraz sinusoidy chwilowych wartości pola elektromagnetycznego generatora trójfazowego (rys. 1, b). 
Postać: 7. Zmiana o 180 ° fazy indukowanego pola elektromagnetycznego przy zmianie oznaczeń zacisków:
a - fazy Jednostki EMF i Ea pokrywają się; b - Jednostka EMF i Eg są w antyfazie
Figa. 6, ale można zauważyć, że po połączeniu z trójkątem liniowe druty wychodzą bezpośrednio z początku i końca uzwojenia każdej fazy, dlatego pola elektromagnetyczne fazowe są równe liniowym i pokrywają się z nimi w fazie. Zwróć uwagę, że na stacjach uzwojenia generatora są zwykle połączone z gwiazdą. Połączenie trójkątne jest niezwykle rzadkie i tylko w przypadku generatorów turbinowych tego samego typu (TVS-30).
Uzwojenia transformatorów, a także generatorów, są połączone w gwiazdę i trójkąt (schemat zygzakowaty jest rzadki). Schemat gwiazdy jest często wykonywany z wywnioskowanym punktem zerowym. Schematy połączeń w gwieździe, w gwieździe z punktem zerowym oraz w trójkącie w tekście są zwykle oznaczone odpowiednio literami Y, Un i D. Uzwojenia wysokiego napięcia (WN) transformatorów są połączone w U lub D, niezależnie od schematu połączeń źródeł zasilania. Uzwojenia wtórne średniego (SN) i niższego (nn) napięcia są również połączone w U lub D.
W przeciwieństwie do generatorów, potężne transformatory mają połączenie w trójkąt co najmniej jednego z uzwojeń)
