Порядок чередования фаз: что это такое и как его проверить

В трехфазной сети важно не только наличие напряжения на всех трех фазах, но и порядок, в котором они следуют друг за другом. При подключении некоторых видов оборудования неправильное чередование фаз может привести к изменению направления вращения электродвигателя и, как следствие, к неправильной работе механизма.

Разберемся, что такое порядок чередования фаз, каким он бывает, как его определить и в каких случаях требуется постоянный автоматический контроль.

Что такое порядок чередования фаз

В трехфазной сети используются три фазных проводника — L1, L2 и L3. Синусоидальные напряжения в них имеют одинаковую частоту и в симметричной системе сдвинуты относительно друг друга на 120°.

Это означает, что одинакового состояния — например, положительного максимального значения — напряжения фаз достигают не одновременно, а по очереди.

Порядок, в котором это происходит, называют порядком чередования фаз.

Для трехфазной системы возможны два варианта:

• прямой порядок — L1 → L2 → L3;

• обратный порядок — L1 → L3 → L2.

Вместо обозначений L1, L2 и L3 также могут использоваться A, B и C. Тогда прямой порядок записывают как ABC, а обратный — как ACB.

При этом сами обозначения L1, L2 и L3 условны: значение имеет именно фактический порядок следования фаз.

Порядок чередования и последовательность фаз — это одно и то же?

В практической электротехнической документации эти формулировки часто используются для описания одной и той же задачи — определения и контроля правильности следования фаз.

Поэтому можно встретить разные термины:

• порядок чередования фаз;

• чередование фаз;

• последовательность фаз;

• порядок следования фаз;

• контроль последовательности фаз.

Например, устройство может называться реле напряжения, перекоса и последовательности фаз, а среди его функций при этом будет указан контроль правильного чередования фаз.

Именно такая терминология используется и в документации Новатек-Электро.

Однако считать слова «чередование» и «последовательность» абсолютно взаимозаменяемыми во всех случаях не следует. В электротехнике понятие последовательности используется также при рассмотрении симметричных составляющих трехфазной системы — прямой, обратной и нулевой последовательностей.

Поэтому в этой статье под последовательностью фаз мы будем понимать именно их порядок следования в трехфазной сети.

Прямой и обратный порядок чередования фаз

Если фазы следуют в порядке:

L1 → L2 → L3 

такой порядок называют прямым.

Если поменять местами любые две фазы, порядок изменится на обратный:

L1 → L3 → L2 

Почему это имеет практическое значение? Порядок фаз определяет направление вращения магнитного поля, создаваемого трехфазной системой.

Поэтому изменение порядка чередования фаз может изменить направление вращения трехфазного электродвигателя.

Что будет, если перепутать фазы

Последствия зависят от подключенного оборудования.

Для некоторых трехфазных потребителей изменение порядка фаз может практически не влиять на работу. Но для оборудования с трехфазными электродвигателями последовательность подключения часто принципиальна.

Если после подключения поменять местами две фазы, двигатель начнет вращаться в противоположном направлении.

Это может нарушить работу оборудования, в котором предусмотрено определенное направление вращения:

• насосов;

• компрессоров;

• вентиляторов;

• конвейеров;

• станков;

• подъемных механизмов;

• другого оборудования с трехфазным электроприводом.

Например, двигатель может исправно запускаться, напряжение на всех трех фазах будет присутствовать, однако привод будет вращаться не в ту сторону, которая предусмотрена конструкцией механизма.

Поэтому наличие всех трех фаз еще не означает, что оборудование подключено правильно.

Почему может нарушиться порядок чередования фаз

Сам по себе порядок фаз в исправной неизмененной схеме произвольно не меняется. Обычно проблема появляется после вмешательства в электрическую сеть или изменения подключения.

Например:

• при первоначальном монтаже оборудования;

• после замены кабеля;

• после ремонта электроустановки;

• при реконструкции распределительного щита;

• после переподключения оборудования;

• после замены вводного оборудования;

• при подключении мобильного оборудования к другой трехфазной розетке или точке питания;

• после проведения работ во внешней питающей сети.

Достаточно поменять местами два фазных проводника на одном из участков цепи, чтобы порядок чередования относительно оборудования изменился.

Поэтому после работ, которые могли повлиять на подключение фаз, правильность их следования целесообразно проверить до запуска чувствительного к этому оборудования.

Как определить порядок чередования фаз

По цвету проводов или обозначениям на клеммах достоверно определить фактическое чередование фаз нельзя. Маркировка показывает, как проводники должны быть подключены, но не подтверждает правильность подключения всей цепи.

Для проверки необходимо определить фактическую последовательность фаз.

Можно ли проверить чередование фаз мультиметром

Обычный мультиметр позволяет проверить наличие и величину напряжения:

• между фазой и нейтралью;

• между двумя фазами.

Например, с его помощью можно установить, что напряжение присутствует на всех трех фазах.

Однако обычное измерение напряжения мультиметром не показывает порядок их следования во времени. Поэтому трех измерений межфазного напряжения недостаточно, чтобы сделать вывод о правильности чередования фаз.

Для этой задачи используют специализированные приборы.

Проверка с помощью указателя чередования фаз

Указатель чередования фаз, или фазоуказатель, предназначен для определения последовательности фаз в трехфазной сети.

Прибор подключается к трем фазам и показывает, какой порядок присутствует в проверяемой точке сети — прямой или обратный.

В зависимости от конструкции результат может отображаться:

• светодиодами;

• символами на дисплее;

• другим способом, предусмотренным конкретным прибором.

Такая проверка позволяет определить фактический порядок фаз непосредственно перед подключением или запуском оборудования.

При выполнении измерений в электроустановках необходимо соблюдать требования электробезопасности и использовать оборудование, рассчитанное на соответствующую категорию и напряжение сети.

Проверить один раз или контролировать постоянно?

Здесь важно разделять две разные задачи.

Разовая проверка нужна, например, после монтажа или ремонта. Электрик проверяет порядок фаз перед вводом оборудования в эксплуатацию и убеждается, что подключение выполнено правильно.

Но существуют объекты, где неправильное чередование фаз необходимо не только выявить во время пусконаладки, но и контролировать во время эксплуатации.

Это особенно актуально, если нарушение последовательности может привести к неправильной работе или повреждению оборудования.

В таком случае применяют реле контроля фаз.

Как работает автоматический контроль чередования фаз

Реле постоянно контролирует параметры трехфазной питающей сети.

В нормальном состоянии, когда контролируемые параметры соответствуют заданным условиям, устройство разрешает работу оборудования.

Если реле обнаруживает неправильное чередование фаз, оно формирует защитную реакцию в соответствии с предусмотренным алгоритмом — например, отключает управляющее реле и тем самым не допускает работу нагрузки через магнитный пускатель.

После восстановления нормального состояния дальнейшая работа зависит от настроек и алгоритма конкретного устройства.

При этом важно понимать:

реле контроля фаз не меняет фазные проводники местами и не исправляет их последовательность.

Его задача — обнаружить неправильное чередование и предотвратить работу защищаемого оборудования в недопустимом режиме.

Какие еще параметры трехфазной сети стоит контролировать

Неправильная последовательность — не единственная возможная проблема трехфазной сети.

В процессе эксплуатации также могут возникать:

• обрыв одной из фаз;

• повышение напряжения;

• понижение напряжения;

• асимметрия, или перекос фаз;

• слипание фаз;

• нарушение полнофазности.

Поэтому на практике устройства контроля трехфазной сети часто контролируют сразу несколько параметров.

Это позволяет отличить ситуацию, когда фазы подключены в неправильной последовательности, от других аварийных режимов.

Например, перекос фаз и неправильное чередование фаз — разные нарушения. При перекосе проблема заключается в несимметрии напряжений или нагрузок, тогда как при неправильном чередовании изменяется порядок следования фаз.

Контроль чередования фаз с помощью реле Новатек-Электро

Для постоянного контроля параметров трехфазной сети могут применяться реле напряжения, перекоса и последовательности фаз.

В линейке Новатек-Электро эту функцию поддерживают несколько устройств серии РНПП.

Например, РНПП-301 контролирует правильное чередование фаз и отсутствие их слипания, полнофазность и симметричность сетевого напряжения, а также допустимый уровень напряжения.

В РНПП-302М предусмотрен контроль порядка чередования и слипания фаз. В зависимости от настроек устройство также контролирует другие параметры трехфазной сети.

РНПП-311.1 предназначено в том числе для защиты при обрыве, нарушении последовательности и слипании фаз.

Таким образом, одно устройство может контролировать не только правильность чередования, но и ряд других аварийных состояний трехфазной сети.

Что делать при неправильном чередовании фаз

Если проверка показала неправильный порядок фаз, сначала необходимо определить участок, на котором нарушена последовательность подключения.

Особенно важно не запускать оборудование, для которого направление вращения электродвигателя имеет критическое значение, пока правильность подключения не будет подтверждена.

Для изменения направления чередования в трехфазной системе необходимо изменить взаимное расположение двух фазных проводников. Однако работы с силовыми электрическими цепями должны выполняться квалифицированным специалистом с соблюдением требований электробезопасности и только при снятом напряжении, если технология работ не предусматривает иного.

После изменения подключения порядок фаз необходимо проверить повторно.

Если неправильная последовательность может привести к опасной или аварийной работе оборудования, целесообразно предусмотреть не только проверку при монтаже, но и автоматический контроль во время эксплуатации.

Частые вопросы

Какой порядок чередования фаз считается правильным?

Для конкретного оборудования правильным является тот порядок фаз, который соответствует схеме подключения и требованиям производителя. В трехфазной системе различают прямой и обратный порядок. Для оборудования, чувствительного к направлению вращения, необходимо обеспечить именно предусмотренную последовательность.

Что означает ABC?

ABC — одно из обозначений прямого порядка следования трех фаз. Также могут использоваться обозначения L1, L2 и L3.

Что произойдет, если поменять две фазы местами?

Порядок чередования изменится на противоположный. У трехфазного электродвигателя при этом изменится направление вращения магнитного поля и, как следствие, направление вращения ротора.

Можно ли определить порядок фаз обычным мультиметром?

Измерение напряжения обычным мультиметром позволяет проверить наличие напряжения между проводниками, но само по себе не определяет порядок чередования. Для этого применяют специализированный указатель чередования фаз или другое устройство с соответствующей функцией.

Нужно ли проверять чередование фаз после ремонта?

Если во время ремонта отключались или переподключались фазные проводники, кабели, коммутационное или вводное оборудование, проверка перед запуском позволяет убедиться, что первоначальный порядок фаз сохранен.

Чем нарушение последовательности отличается от обрыва фазы?

При нарушении последовательности все три фазы могут присутствовать, но следовать в неправильном порядке. При обрыве одна из фаз отсутствует либо ее напряжение снижается до уровня, который устройство контроля распознает как отсутствие фазы.

Чем неправильное чередование отличается от перекоса фаз?

Это разные аварийные состояния. При неправильном чередовании нарушен порядок следования фаз. При перекосе возникает несимметрия параметров трехфазной системы. Поэтому устройства защиты могут контролировать эти параметры отдельно.

Как постоянно контролировать правильность чередования фаз?

Для этого применяют реле контроля фаз. Устройство постоянно отслеживает состояние трехфазной сети и при обнаружении неправильного чередования обеспечивает предусмотренную схемой защитную реакцию.

Порядок чередования фаз показывает, в какой очередности следуют фазы трехфазной системы. Изменение этого порядка особенно важно для оборудования с трехфазными электродвигателями, поскольку может привести к изменению направления вращения.

После монтажа или ремонта последовательность можно проверить специальным указателем чередования фаз. Если же правильность чередования критична на протяжении всей эксплуатации оборудования, применяется постоянный автоматический контроль.

Для этой задачи используются реле контроля фаз, которые обнаруживают нарушение последовательности и предотвращают работу оборудования при аварийном состоянии сети.