5. ПРЯМЫЕ МЕТОДЫ ФАЗИРОВКИ
Фазировка трансформаторов, имеющих обмотки 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 трансформаторы напряжения, имеющие вторичные обмотки с заземленной нейтралью. Фазировку производят с помощью вольтметра со стороны обмотки НН. Вольтметр должен быть рассчитан на двойное фазное напряжение, так как появление такого напряжения между зажимами фазируемых трансформаторов не исключено.
Фазируемые трансформаторы включают по схеме, представленной на рис. 31- Нулевые точки вторичных обмоток при этом должны быть надежно заземлены или присоединены к общему нулевому проводу, что следует проверить перед началом фазировки. Объединение нулевых точек необходимо для создания между фазируемыми трансформаторами электрической связи, образующей замкнутый контур для прохождения тока через прибор.
Прежде чем приступить к фазировке, проверяют симметричность напряжений трансформаторов. Для этого вольтметр поочередно подключают к зажимам. Если значения измеренных напряжений сильно отличаются друг от друга, проверяют положение переключателей ответвлений обоих трансформаторов. Переключением ответвлений уменьшают разницу напряжений. Фазировка допускается, если разность напряжений не превышает 10%.
После проведения перечисленных операций приступают собственно к фазировке. Сущность ее заключается в отыскании выводов, между которыми разность напряжений практически близка к нулю. Для этого провод от вольтметра присоединяют к одному из выводов первого трансформатора, а другим проводом поочередно касаются трех выводов второго трансформатора (например, измеряют напряжение между выводами а1 - а2; а у — b2', а 1 - с2). Дальнейший ход фазировки зависит от полученных результатов. Если при одном из измерений (допустим, между выводами а , - а2) показание вольтметра было близким к нулю, то эти выводы замечают, а вольтметр присоединяют ко второму выводу (например, Ьх) первого трансформатора и измеряют напряжение между выводами bt - b2; fc, — с2. Если опять одно из показаний вольтметра (например, между выводами Z>i - b2) окажется близким к нулю, то фазировку считают законченной (рис. 32, а). Особой необходимости в измерении напряжения между выводами с, _ с2 нет, так как при двух нулевых показаниях вольтметра (ct - а2 и Ь1 - Ь2) напряжение между третьей парой фаз, естественно, должно быть близким к нулю. Однако для подтверждения полученных результатов о совпадении фаз все же производят измерение между с, - с2. Выводы, между которыми не было разности напряжений, соединяют при включении трансформаторов на параллельную работу. У каждого полюса коммутационного аппарата такие выводы должны находиться непосредственно друг против друга.
Рис. 32. Векторные диаграммы напряжений обмоток НН фазируемых трансформаторов при совпадении фаз (с), при сдвиге векторов на 180°, например при группах соединений Д/Ун-11 и Д/Ун-5 (б); при сдвиге векторов на 30° группы соединений (У/У,^0 и ДУУн-11) (в)
Рис. 31. Схема фазировки трансформаторов, имеющих заземленные нулевые точки вторичных обмоток (штриховой линией показан путь прохождения тока через прибор при несовпадении фаз)
Если после измерения (о, -а2\ ау - b2; а\ - с2; bj - а2; bx - b2 ; fc, - с2) ни одно из показаний вольтметра не было близким к нулю, то это говорит о том, что фазируемые трансформаторы принадлежат к разным группам соединений и их включение на параллельную работу недопустимо. Фазировку на этом прекращают. На основании измерений строят векторные диаграммы и по ним судят, можно ли включить трансформаторы параллельно и какие пересоединения необходимо для этого выполнить.
Характерными являются два случая. В первом из них
Типичная для этого случая векторная диаграмма представлена на рис. 32, б- Из рисунка видно, что векторы вторичных напряжений повернуты на 180°, а напряжение между зажимами о, - а2 равно двойному фазному напряжению. Если оба фазируемых трансформатора принадлежат к нечетным группам, то для включения их параллельно следует у одного из них пересоединить шины на выводах обмоток ВН и НН, т.е. произвести двойную перемаркировку фаз. Для трансформаторов четных групп (а также четной и нулевой) необходимо внутреннее пересоединение обмоток. Во втором случае
На типичной векторной, диаграмме (рис. 32, в) векторы напряжений сдвинуты на 30°. Такой угол сдвига может быть у трансформаторов четной (или нулевой) и нечетной групп. Фазировка таких трансформаторов невозможна, и включение их на параллельную работу не может быть выполнено ни при каких условиях. Поэтому всегда следует проверять схемы и группы соединений обмоток трансформаторов, прежде чем приступать к их фазировке.
Техника построения векторных диаграмм показана на рис. 32,6. Треугольник линейных напряжений первого трансформатора строят произвольно, а точки вершин второго треугольника находят путем засечек радиусами, численно равными напряжениям между зажимами
Фазировка трансформаторов, имеющих обмотки НН до 380 В, с установкой перемычки между двумя выводами. Этот метод применяют при фазировке трансформаторов, вторичные обмотки которых не имеют нулевого вывода. Фазировку производят на стороне НН с помощью вольтметра. Его шкала должна быть рассчитана на двойное линейное напряжение. До включения фазируемых трансформаторов под напряжение мегаомметром проверяют сопротивление изоляции вторичных обмоток относительно земли. Обмотки не должны иметь никаких соединений с землей, так как двойное замыкание на землю при наличии перемычки между выводами может привести к КЗ. Перемычка (желательно с сопротивлением 3—5 кОм) устанавливается между двумя любыми зажимами одного и другого трансформатора (рис. 33). Ее наличие не представляет никакой опасности для трансформаторов, поскольку при этом не образуется замкнутой цепи для прохождения тока КЗ. Замкнутая цепь создается включением вольтметра, который, как известно, обладает сопротивлением десятки тысяч ом, и проходящий через него ток ничтожно мал.
Рис. 33. Схема фазировки трансформаторов с установкой перемычки между их зажимами (К - резистор 3-5 кОм)
Для фазировки трансформаторы включают под напряжение со стороны ВН, после чего на зажимах НН каждого трансформатора вольтметром проверяют симметрию напряжений, подведенных для фазировки. Всего производится шесть измерений.
Фазировку выполняют в два приема. Сначала измеряют напряжение между одним из свободных выводов первого трансформатора 77 и двумя свободными выводами второго трансформатора Т2, например между выводами bу -bг и b1 -сг. Затем измеряют напряжение между вторым свободным выводом и теми же выводами второго трансформатора (ct — b2 и с, - с2) - Данные измерений зависят от того, между какими парами выводов установлена перемычка. Возможны три варианта ее установки: ах -а2\ Ьх - а2\ сх -а2. И каждому из этих вариантов при одинаковых группах соединений фазируемых трансформаторов будут соответствовать следующие показания вольтметра:
Построенные по этим данным векторные диаграммы напряжений обмоток НН приведены на рис. 34. Из рис. 34, а непосредственно следует, что трансформаторы имеют одинаковые группы соединений и параллельное включение их возможно при соединении между собой выводовat иа2, bу и Ь2, су и с2.Так как две другие векторные диаграммы (рис. 34, б, в) построены для тех же трансформаторов, то и они позволяют сделать такой же вывод. Поэтому фазировку обычно заканчивают, как только получают данные одного из трех вариантов измерений и построят векторную диаграмму, аналогичную указанной на рис. 34, о, б, в.
Заметам, что характерным для этого случая фазировки (вариант соединения одноименных выводов ах - а2) является получение двух нулевых показаний вольтметра при каждом приеме измерений. Однако тут же оговорим, что два нулевых показания могут быть получены и при разных группах соединений, когда векторы напряжений сдвинуты на 240°.
Рис. 34. Векторные диаграммы напряжений при фазировке трансформаторов:
о, б, в — при одинаковых группах соединений; г, д, е — при сдвиге век- тоюовна 240°; ж, з, и - то же на 330°; к, л, м- то же на 60°
Но при этом соединенными перемычкой должны быть зажимы ct к а2:
Векторные диаграммы приведены на рис. 34, г, д, е. Параллельное включение таких трансформаторов возможно только после пересоединения шин, подведенных к трансформатору, т. е. после циклической перемаркировки фаз.
О невозможности параллельного включения трансформаторов свидетельствуют такие показания вольтметров, когда при всех трех вариантах установки перемычки не получается ни одного нулевого показания, например: Соединяемые
зажимы
Напряжение между зажимами 
Из векторных диаграмм, приведенных на рис. 34, ж, з, и и построенных для этого случая, видно, что векторы линейных напряжений сдвинуты на 30°. Такой угол будет получен, если трансформаторы относятся к нечетной и четной (или нулевой) группам соединений, например У/У-0 и У/Д-11, а их параллельное включение невозможно.
Если в процессе фазировки в двух из трех вариантов установки перемычки получается по одному нулевому показанию, то это указывает на допустимость параллельного включения, но только после некоторых изменений в схеме. У трансформаторов нечетных групп со сдвигом векторов вторичных напряжений на 60° (рис. 34, к, л, м) необходимо произвести двойную перемаркировку фаз (см. рис. 12).
Фазировка кабельных и воздушных линий 6—10 кВ, имеющих между собой электрическую связь. Принципиальная схема, поясняющая метод фазировки, представлена на рис. 35. В качестве указателя напряжения используется указатель типа УВНФ
Рис. 36. Последовательность операций при фазировке линий 10 кВ указателем УВНФ:
с — проверка исправности указателя при встречном включении; б — то же при согласном; в — проверка наличия напряжения; г — фазировка
Рис. 35. Схема фазировки линий, имеющих непосредственную электрическую связь (не через трансформатор)
(см. рис. 19). Фазировка производится в следующей последовательности. На выводы разъединителя или выключателя с каждой из его сторон подают фазируемые напряжения. Проверяют исправность указателя напряжения. Для этого щупом трубки, содержащей резистор, касаются заземления, а щуп другой трубки на несколько секунд подносят к одному из зажимов аппарата, находящемуся под напряжением (рис. 36,а). При этом неоновая лампа должна загореться. Затем щупами обеих трубок касаются одной токоведущей части (рис. 36, б). Лампа указателя при этом не должна гореть. Проверяют напряжение на всех шести выводах коммутационного аппарата, как показано на рис. 36,е. Проверка производится для того, чтобы исключить ошибку в случае фазировки линии, имеющей обрыв (например, вследствие перегорания предохранителя). Абсолютные значения напряжений между фазой и землей здесь не играют роли, так как при фазировке присоединение указателя будет производиться или на линейное напряжение (несовпадение фаз) или на разность напряжений между одноименными фазами (совпадение фаз), которая практически близка к нулю. Поэтому о наличии напряжения судят просто по свечению лампы указателя.
Процесс собственно фазировки состоит в том, что щупом одной трубки указателя касаются любого крайнего вывода аппарата, например фазы С, а щупом другой трубки — поочередно трех выводов со стороны фазируемой линии (рис. 36, г). В двух случаях касаний (С-Ах и С-Bv) лампа будет ярко загораться, в третьем (С —Q) гореть не будет, что укажет на одноименность фаз.
После определения первой пары одноименных выводов щупами поочередно касаются других пар выводов, например А—Ах и А —В1. Отсутствие свечения лампы в одном из касаний укажет на одноименность следующей пары выводов. Совпадение фаз третьей пары выводов В-Вх проверяют только в целях контроля — фазы должны совпасть.
Одноименные фазы соединяют на параллельную работу. Если одноименные фазы у разъединителя или выключателя не находятся друг против друга, то с установки снимают напряжение и пересоединяют шины в том порядке, который необходим для совпадения фаз.
Фазировка кабельных и воздушных линий 6—10 кВ, не имеющих между собой непосредственной электрической связи. Метод применяют при фазировке линий, отходящих от разных подстанций, которые в свою очередь питаются от одной синхронно работающей сети.
Рис. 37. Схема прохождения тока через указатель при фазировке линий, не имеющих между собой непосредственной электрической связи
Иногда этот метод представляют как фазировку двух трансформаторов по линиям, проложенным между ними. Однако в отличие от фазировки трансформаторов напряжением до 380 В в данном случае не требуется ни заземления нулевых точек обмоток, ни установки временных перемычек между выводами. Замкнутые контуры для прохождения тока через прибор образуются благодаря присутствию в схеме элементов, обладающих электрической емкостью. Схема фазировки двух линий показана на рис.37. Из схемы видно, что через прибор при подключении его к разноименным фазам будет проходить ток, равный геометрической разности емкостных токов фазируемых частей установки.
В качестве прибора — индикатора напряжения при фазировке — применяют указатель напряжения типа УВНФ. Его сигнальная лампа светится при встречном включении и гаснет при согласном включении, когда фазы совпадают. Последовательность и содержание операций по фазировке не отличаются от тех, которые были описаны при изложении методов фазировки кабельных и воздушных линий 6—10 кВ, имеющих между собой электрическую связь.
Помимо фазировки линий этот метод применяют и для фазировки силовых трансформаторов.
Фазировка линий и трансформаторов 6-10 кВ, защищенных предохранителями. Принципиально индикаторами напряжения при фазировке могут служить серийные указатели напряжения типа -УВН-80 или УВН-10, применяемые в электроустановках в обычных условиях для определения наличия или отсутствия напряжения на токоведущих частях. Важно только, чтобы условия их применения гарантировали пороги зажигания при согласном и встречном включении. У указателей УВНФ это было достигнуто соответствующим подбором резисторов и щунтированием сигнальной лампы конденсатором. Пользоваться указателем для фазировки рекомендуется, как правило, в комплекте с токоограничивающим резистором, назначение которого состоит в том, чтобы предотвратить возникновение КЗ в случае ошибочных действий персонала с указателем в процессе самой фазировки, так как при этом не исключено приближение отдельных его частей к заземленным конструкциям, выпадение указателя из рук оператора и т.д. Пусконаладочное управление треста "Спецэлсктромонтаж" для фазировки линий 6—10 кВ, включаемых через предохранители, использует рабочие части указателей напряжения УВН-80 без добавочных резисторов. На указатели надевают согнутые из латуни скобы (рис.38), при помощи которых их устанавливают на место вынутых грубок предохранителей трех фаз. Установку указателей производят при снятом напряжении или под напряжением при помощи изолирующих клещей. После проверки наличия напряжения на всех фазах наблюдают за свечением памп указателей, используемых для фазировки. При совпадении фаз лампы не светятся.
Силовые трансформаторы для фазировки включают под напряжение со стороны НН.
Рис. 38. Установка скоб на указателе напряжения УВН-80 для фазировки в установках 6-10 кВ:
- рабочая часть увН-80;
- скоба из латуни
Рис. 39. Подключение указателя Мосэнерго к выводам разъединителей при фазировке линии 35-110 кВ
Рабочие части указателей напряжения УВН-80 в эксплуатационных условиях испытывают напряжением 20 кВ. Очевидно, что такое испытательное напряжение и методика применения указателей напряжения без дополнительных резисторов обеспечивает необходимые условия безопасного проведения фазировки в установках до 10 кВ.
Фазировка кабельных и воздушных линий 35—110кВ. Для фазировки применяют указатель напряжения типа УВНФ-35-110 (см. рис. 20). Фазировку производят на отключенных разъединителях (или отделителях), выводы которых находятся под напряжением: с одной стороны от шин РУ, с другой — от фазируемой линии. Сначала на всех фазах разъединителей проверяют наличие напряжения прикосновением щупов указателя к фазе и к заземленной конструкции.
Рис. 40. Фазировка указателем напряжения Ленэнерго прямым методом: 1 - провод от линии; 2 — провод со стороны шин подстанции; 3 — трубка с резисторами; 4 - микроамперметр; 5 — изолирующая штанга; 6 — соединительный проводник; 7 — заземляющий провод
При наличии напряжения лампа указателя должна загораться. Затем на крайних фазах разъединителей проверяют совпадение напряжений по фазе (рис. 39). На средней фазе проверку не производят. Если лампа указателя не загорается при фазировке на крайних фазах, то фазировку считают законченной — фазы совпадают. При свечении лампы указателя на обеих крайних фазах или только на одной фазировку прекращают — фазы не совпадают.
Путь прохождения тока через указатель зависит от того, в каком режиме работает установка. В сетях с заземленной или с компенсированной нейтралью ток проходит через нулевые точки трансформаторов, в сетях с изолированной нейтралью — через емкости на землю токоведущих частей установки. Фазировка возможна при отсутствии в сети замыкания на землю.
Последовательность операций и действий при фазировке линий указателем Ленэнерго, принципиальная схема которого приведена на рис. 21, состоит в следующем. Прежде всего собирают указатель: к изолирующим штангам привинчивают трубки с резисторами и соединяют их проводником; заземляющий проводник присоединяют к контуру заземления подстанции. Затем мегаомметром проверяют значения сопротивлений резисторов. Проверяют работоспособность указателя. Для этого один из проверяющих касается щупом указателя заземленной конструкции, а второй проверяющий другим щупом касается провода, находящегося под напряжением. При этом стрелка микроамперметра должна установиться на делении шкалы, соответствующем фазному напряжению. Далее проверяют работу указателя при согласном включении путем присоединения обоих щупов указателя к одному и тому же проводу. Стрелка микроамперметра при этом не должна отклоняться от нуля шкалы прибора.
Производят фазировку, касаясь щупами указателя проводов каждой фазы разъединителей так, как это показано на рис. 40- При совпадении фаз напряжений стрелка прибора не должна значительно отклоняться от нуля шкалы. Возможно лишь небольшое отклонение стрелки, что объясняется некоторой разностью фазируемых напряжений либо сдвигом напряжений по углу при фазировке линий большой протяженности. При несовпадении напряжений по фазе стрелка прибора отклонится до конца шкалы.
Оба указателя напряжений для фазировки (Мосэнерго и Ленэнерго) хорошо зарекомендовали себя в эксплуатации. Они надежны, удобны и портативны. Применение их особенно целесообразно при проведении монтажных и реконструктивных работ на линиях, а также на подстанциях с упрощенными схемами. В высоковольтных сетях Ленэнерго ежегодно проводится не менее 50 фазировок прямым методом на напряжении 35 и 110 кВ с применением указателя [3].
