8.1.Основние поняття і визначення
Електричне обладнання трифазного струму (синхронні компенсатори, трансформатори, лінії електро-передачі) підлягає обов'язковій фазировке перед початком експлуатації в мережу, а також після ремонту, при якому міг бути нарушен.порядок проходження і чергування фаз.
У загальному випадку фазировка полягає в перевірці збігу по фазі напруги кожної з трьох фаз вклю-чаемой електроустановки з відповідними фазами напруги мережі.
Фазировка включає в себе три суттєво відмінні операції. Перша з них полягає в перевірці і срав-неніі порядку проходження фаз включається електроустановки та мережі. Друга операція полягає в перевірці збігу по фазі однойменних напруг, т. Е. Відсутності між ними кутового зсуву. Нарешті, третя операція полягає в перевірці однойменного (забарвлення) фаз, з'єднання яких передбачається виконати. Метою цієї операції є перевірка правильності з'єднання між собою всіх елементів електроустановки, т. Е. В кінцевому рахунку правильності підведення струмопровідних частин до включає апарату.
Фаза. Під трифазною системою напруг розуміють сукупність трьох симетричних напруг, амплітуди яких рівні за значенням і зрушені (амплітуда синусоїди одного напруги щодо попередньої їй амплітуди синусоїди іншої напруги) на один і той же фазний кут (рис. 8.1, а).
Таким чином, кут, характери-зующий певну стадію перио--діческі змінюється параметра (в даному випадку напруги), називають фазним кутом або просто фазою. При спільному розгляді двох (і більше) синусоидально змінюються напруги-ний однієї частоти, якщо їх нульові (або амплітудні) значення настають не одночасно, кажуть, що вони зрушені по фазі. Зрушення завжди визначається меж-ду однаковими фазами. Фази позначення ють прописними буквами А, В, С. Трифазні системи зображують також обертовими векторами (рис.8.1, б). 
На практиці під фазою, трифазної системи розуміють також окрему ділянку трифазного ланцюга, по ко-торому проходить один і той же струм, зрушений щодо двох інших по фазі. Виходячи з цього, фазою називаються вають обмотку генератора, трансформатора, двигуна, провід трифазної лінії, щоб підкреслити приналежність їх до певної ділянки трифазного ланцюга. Для розпізнавання фаз обладнання на кожухах апаратів, шинах, опорах і конструкціях.наносят кольорові мітки у вигляді гуртків, смуг і т. Д. Елементи обладнання, що належать фазі А, забарвлюють в жовтий колір, фази По-взелений і фази С-в червоний. Відповідно до цього фази часто називають жовтою, зеленою і червоною: ж, з, к.
Таким чином, в залежності від розглянутого питання фаза - це або кут, що характеризує стан синусоидально змінюється величини в кожен момент часу, або ділянку трифазного ланцюга, т. Е. однофазная ланцюг, Що входить до складу трифазного.
Порядок проходження фаз. Трифазні системи напруг і струму можуть відрізнятися один від одного порядком проходження фаз. Якщо фази (наприклад, мережі) слідують один за одним в порядку А, В, С - це так званий прямий порядок проходження фаз (див. § 7.3). Якщо фази слідують один за одним в порядку А, С, В - це зворотний порядок проходження фаз.
Порядок проходження фаз перевіряють індукційним Фазопокажчики типу І-517 або аналогічним по влаштуванню Фазопокажчики типу ФУ-2. Фазопокажчики підключають до перевіряється системі напружень. Затискачі приладу марковані, т. Е. Позначені буквами А, В, С. Якщо фази мережі співпадуть з маркуванням приладу, диск Фазопокажчики буде обертатися в напрямку стрілки на кожусі приладу. Таке обертання диска відповідає прямому порядку проходження фаз мережі. Обертання диска в зворотному напрямку вказує на зворотний порядок проходження фаз. Отримання прямого порядку проходження фаз з зворотного проводиться зміною місць двох будь-яких фаз електроустановки.
Іноді замість терміна "порядок проходження фаз" кажуть "порядок чергування фаз". Щоб уникнути плутанини домовимося 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 кажцо раз починати з одного і того ж пункту (точки) і виробляти в одному і тому ж напрямку, наприклад зверху вниз, за \u200b\u200bгодинниковою стрілкою і т. д. На підставі такого визначення говорять про чергування позначень висновків електричних машин і трансформаторів, забарвленням проводів і збірних шин.
Збіг фаз. При фазировке трифазних ланцюгів зустрічаються різні варіанти чергування позначень вводів на включає апараті 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 же час можливий єдиний варіант, коли збігається те й інше. Коротке замикання між сполучаються частинами (електроустановкою і мережею) тут виключено.
Під збігом фаз при фазировке якраз і розуміють саме цей варіант, коли на вводи вимикача, попарно належать одній фазі, подані однойменні напруги, а позначення (забарвлення) вводів вимикача узгоджені з позначенням фаз напруг (рис. 8.2, в).
Під трифазною системою ЕРС (напруг) розуміють сукупність трьох симетричних ДС, амплітуди, яких рівні за значенням і зрушені (амплітуда кожної ЕРС щодо попередньої їй амплітуди інший ЕРС) на один і той же фазний кут. На рис. 1, д наведена схема найпростішого синхронного генератора трифазного струму. Обмотки, в. яких наводяться змінні ЕРС, поміщені в пази статора, зміщені по окружності на 120 °. Висновків обмоток присвоєні позначення "почав" Абса "-решт" X, Y, Z відповідно. За обмотці ротора проходить постійний струм, створюючи магнітне поле. При перетині обмоток статора магнітним полем ротора в них наводиться симетрична система трьох синусоїдальних ЕРС однакової частоти і амплітуди, зсунутих по фазі на 120 ° (рис. 1,6). За один оборот ротора, що відповідає періоду часу Т, в кожній з обмоток відбувається повний цикл зміни ЕРС. Коли вісь ротора / - / перетинає витки обмотки статора, в них наводиться максимальна ЕРС. Але так як для трьох обмоток статора це відбувається в різні моменти часу, то і максимуми наведених ЕДС не збігаються по фазі, т. Е. Їх амплітуди Од, Eg, Її виявляються зсунутими одна відносно іншої на 1/3 періоду, або на 120 ° .
Фаза. Кут, що характеризує певну стадію періодично змінюється параметра (в даному випадку ЕРС), називають фазовим кутом або простий фазою. При спільному розгляді двох (і більше) синусоидально змінюються ЕРС однієї частоти, якщо їх нульові (або амплітудні) значення настають не одночасно, кажуть, що вони зрушені по фазі. Зрушення завжди визначають між однаковими фазами, наприклад між началами синусоид, як це показано на рис. 1,6, або між амплітудами. При зсуві двох синусоїд по фазі одна з них буде відставати від іншої за часом. Щоб визначити, яка з синусоид відстає, знаходять їх початку, т. Е. Нульові значення ЕРС при переході від негативних 6 значень до позитивних.
Мал. 1. Отримання трифазного симетричною системи ЕРС: 1 - статор; 2 - обмотка статора; 3 - ротор; 4 - обмотка ротора
На рис. 1,6 початку позначені буквами а, b, с. З малюнка видно, що початок однієї синусоїди (наприклад, синусоїди, що проходить через точку Ь) розташоване правіше початку інший (синусоїди, що проходить через точку а). Це свідчить про те, що синусоїда з початком в точці b відстає за часом від синусоїди з початком в точці а Ще більш відстає синусоїда, що проходить через точку с, так як її початок зрушено на (2/3) Т або на 240 ° від початку координат (моменту, коли / \u003d 0). В рівній мірі можна говорити, що синусоїда з початком в точці а випереджає синусоїди з початком в точці b на (1/3) Tvi з початком в точці з - на (2/3) Т.
На практиці під фазою трифазного 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 приналежність їх до певної ділянки трифазного ланцюга.
Фази позначають прописними буквами А, В, С. Але навішувати написи букв на обладнання станцій і підстанцій не завжди зручно. Тому при фарбуванні обладнання (наприклад, збірних і з'єднувальних шин в закритих РУ), яка застосовується з метою захисту від корозії, використовують барвники різного кольору. Фарбу наносять по всій довжині шин.
Шини фази А забарвлюють в жовтий колір, фази В - в зелений і фази С - в червоний. Тому фази часто називають Ж, 3, К. Для розпізнавання фаз обладнання на кожухах, арматурі ізоляторів, конструкціях і опорах наносять відповідні кольорові мітки у вигляді гуртків або смуг.
Таким чином, в залежності від розглянутого питання фаза - це або кут, що характеризує стан синусоидально змінюється величини в кожен момент часу, або ділянку трифазного ланцюга, т. Е. Однофазная ланцюг, що входить до складу трифазного.
Порядок проходження фаз. Порядок, в якому ЕРС в фазних обмотках генератора проходять через одні й ті ж значення (наприклад, через позитивні амплітудні значення), називають порядком проходження фаз. Трифазні системи ЕРС можуть відрізнятися один від одного порядком проходження фаз. Якщо обертання ротора генератора відбувається в напрямку, зображеному на рис. 1, с, то фази будуть слідувати в порядку А, В, С - це так званий прямий порядок проходження фаз. Якщо напрямок обертання ротора змінити на протилежне, то зміниться і порядок проходження фаз. Фази будуть проходити через максимальні значення в порядку А, С, В - це зворотний порядок проходження фаз.
Іноді замість терміна "порядок проходження фаз" кажуть "порядок чергування фаз". Щоб уникнути плутанини домовимося 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 розуміють черговість, в якій фази трифазного ланцюга (окремі дроти лінії, обмотки і висновки електричної машини і т. Д.) Розташовані в просторі, якщо обхід їх кожен раз починати з одного і того ж пункту (точки) і виробляти в одному і тому ж напрямку, наприклад зверху вниз, за \u200b\u200bгодинниковою стрілкою і т. д. На підставі такого визначення говорять про чергування позначень висновків електричних машин і трансформаторів, забарвлення проводів і збірних шин. У ряді випадків порядок чергування фаз строго регламентований. Так, порядок чергування позначень висновків синхронних машин приймається відповідним порядку проходження фаз для встановленого напрямку обертання ротора. Правила улаштування електроустановок (ПУЕ) передбачають для закритих РУ наступний порядок чергування забарвлених збірних шин при розташуванні їх у вертикальній площині: верхня шина - жовта, середня - зелена, нижня - червона. При розташуванні шин в горизонтальній площині найбільш віддалена шина забарвлюється в жовтий колір, а найближча до коридору обслуговування - в червоний. Відгалуження від збірних шин виконуються так, щоб зліва розташовувалася фаза Ж, 8 праворуч - фаза К, якщо дивитися на шини з коридору обслуговування (при трьох коридорах в РУ - з центрального).
На відкритих підстанціях чергування забарвлення збірних і обхідних шин орієнтують по силових трансформаторів. Найближча до них фаза шин забарвлюється в жовтий колір, середня - в зелений, віддалена - в червоний. Відгалуження від збірних шин виконують таким чином, щоб зліва розташовувалася шина фази Ж, праворуч - фази К, якщо дивитися з боку шин на трансформатор.
Відступ від зазначених вище вимог порядку чергування забарвлення шин РУ ПУЕ допускають як виняток в тих окремих випадках, коли дотримання цих вимог пов'язана з ускладненням монтажу або необхідністю установки спеціальних опор для транспозиції проводів Bл.
Збіг фаз. При фазировке трифазних ланцюгів можуть бути різні варіанти чергування позначень (забарвлення) вводів на включає апараті і подачі на ці вводи напруги різних фаз. Для простоти подальших міркувань припустимо, що фазіруемие напруги двох систем шин електроустановки мають однакові порядки проходження фаз А, В, С і Ах, Bi, З |. При цьому умови фази однойменних напруг можуть збігтися, а порядок чергування позначень вводів у вимикача може не збігтися (рис-2, а) або, навпаки, при одному і тому ж порядку чергування позначень вводів фазіруемие напруги можуть виявитися зсунутими по фазі (рис. 2 , б). Поворот однойменних векторів напруг відносно один одного може бути не тільки на кут 120 °, як це показано на рис. 2,6, але на будь-який кут, кратний 30-, що Характерно для трансформаторів, що мають різні групи з'єднання обмоток. В обох наведених випадках включення вимикача неминуче призводить до КЗ.
У той же час можливий варіант, коли збігається і то, і інше (рис. 2, в) - Коротке замикання між сполучаються частинами установки тут виключено.
Під збігом фаз при фазировке якраз і розуміють саме цей випадок, коли на вводах вимикача, розташованих один проти одного і належать одній фазі, однойменні напруги двох частин установки збігаються по фазі, а позначення (забарвлення) вводів вимикача узгоджені з відповідними фазами напруги і мають один і той же порядок чергування.
векторне зображення синусоидально змінюються ЕРС (напруг, струмів). Періодично змінюються синусоїдальні величини зображують у вигляді синусоїд (рис. 1,6) і обертовими векторами - направленими відрізками прямої лінії (рис. 1, в). 
Мал. 2. Варіанти розбіжності (е. Б) і збігу (в) фаз двох частин електроустановки
Для векторів фазних ЕРС Ej4, Eg. Eq\u003e зображених на цьому малюнку, умовно прийняті напрямки від початків обмоток до їх кінців. Зв'язок між синусоїдальної кривої і обертовими векторами показана на рис. 3. Синусоїда виходить проектуванням обертового вектора (рівного в заданому масштабі амплітуді змінюється ЕРС) на вертикальну вісь / - /, переміщувану по осі абсцис зі швидкістю, пропорційною частоті обертання вектора. Зрушення фаз між двома векторами, почала яких поєднані в одній точці, визначається кутом V (рис.4). Відставання вектора Eg від вектора Од показано напрямком стрілки кута (проти напрямку обертання векторів).
Слід сказати, що поняття обертового вектора ЕРС (напруги, струму і т.д.) в електротехніці дещо відрізняється від поняття вектора, скажімо, сили або швидкості в механіці. 
Мал. 3. Отримання синусоїдального графіка при обертанні вектора 
Мал. 4. Зображення двох ЕРС синусоїдами і векторами при різних кутах зсуву
Якщо в механіці вектори не можуть бути визначені повністю тільки за їх значенням без вказівки напряму їх дії в просторі, то в електротехніці обертаються вектори не визначають дійсного напрямку зображуваних ними величин в просторі. Однак сукупне розташування обертових з однією частотою векторів (наприклад, ЕРС трьох фаз) на діаграмі дає уявлення про те, що відбувається в електричного кола процесі в часі і дозволяє зробити кількісну оцінку явищ шляхом проведення елементарних операцій над векторами.
Основні Схеми з'єднань трифазних ланцюгів.
Обмотки електричних машин (генераторів, синхронних компенсаторів, двигунів) і трансформаторів з'єднують в зірку або трикутник.
При з'єднанні трьох обмоток генератора в зірку кінці їх об'єднують в одну точку (рис. 5, в), яку називають нульовою (або нейтральною). Електрорушійні сили між началами і нульовою точкою обмоток називають фазними ЕРС і позначають Од, Eg, Її, або просто £ ф. Електрорушійні сили між висновками фаз називають лінійними tn. Вони виходять як різницю векторів відповідних фазних ЕРС генератора, наприклад Од - Eg \u003d ЕДД (рис. 5, в). 
Мал. 5. З'єднання обмоток генератора в зірку (о), векторна діаграма ЕРС (б), віднімання векторів фазних ЕРС (в) 
Мал. 6. З'єднання обмоток генератора трикутником (д) і векторна діаграма ЕРС (б)
Порядок індексів в позначенні лінійних ЕРС не довільний - індекси ставляться в порядку
віднімання векторів: Єв-Ес \u003d ЄВС \\ Ес-YOл \u003d ЕСА- З урахуванням заданого напрямку обертання векторів такій розстановці індексів відповідає віднімання вектора ЕРС відстає фази з вектора ЕРС випереджаючої. В результаті вектори лінійних ЕРС завжди випереджають зменшувані фазні вектори на 30 °. Значення лінійних ЕРС в \\ Д або в 1,73, раз більше фазних, в чому легко переконатися виміром векторів на діаграмі.
З'єднання обмоток генератора трикутником показано на рис. 6, о. Точки А, В, С є загальними для кожної пари фазних обмоток. Якщо до затискачів генератора не підключено навантаження, то в обмотках, що утворюють замкнутий контур, відсутній струм, обумовлений синусоїдальними ЕРС промислової частоти, зсунутими відносно один одного на (1/3) Т, так як в кожен момент часу геометрична сума ЕРС, що діють в контурі трикутника, дорівнює нулю. Переконатися в цьому можна, розглядаючи векторну діаграму рис. "6, б і синусоїди миттєвих значень ЕРС трифазного генератора (рис. 1, б). 
Мал. 7. Зміна на 180 ° фази наведеної ЕРС при зміні позначень затискачів:
а - фази ЕРС Од і Еа збігаються; б - ЕРС Од і Eg знаходяться в протифазі
З рис. 6, а видно, що при з'єднанні трикутником лінійні дроти відходять безпосередньо від початку і кінця обмотки кожної фази, тому фазні ЕРС рівні лінійним і збігаються з ними по фазі. Зауважимо, що на станціях обмотки генераторів, як правило, поєднують у зірку. З'єднання трикутником зустрічається вкрай рідко і тільки у турбогенераторів одного типу (ТВС-30).
Обмотки трансформаторів, так само як і генераторів, з'єднують в зірку і трикутник (схема зигзага зустрічається рідко). Схема зірки часто виконується з виведеною нульовою точкою. Схеми з'єднань в зірку, в зірку з виведеною нульовою точкою і в трикутник в тексті зазвичай позначають буквами У, Ун і Д відповідно. Обмотки вищої напруги (ВН) трансформаторів з'єднують в У або Д незалежно від схеми з'єднання джерел живлення. Вторинні обмотки середнього (СН) і нижчого (НН) напруг також з'єднують в У або Д.
На відміну від генераторів у потужних трансформаторів з'єднання трикутником принаймні однієї з його обмоток є звичайним)
