Если вы часто сталкиваетесь с электричеством или ваша работа непосредственно связана с ним, готов поспорить, что фазометр будет не лишним для вас. Этот прибор занимается измерением изменения фаз электрических колебаний, которые находятся на постоянной частоте.

Зачем нужен фазометр

В физическом плане, этот прибор предназначен для измерения в определенной точке сети, угла между напряжением и током. Шкала прибора не имеет никаких конкретных величин, а значения являются косинусом угла, который измеряется. Диапазон измерений ограничен крайними значениями в размере -0,5 и 0,5. Центральным является значение равно единице. Дальше поговорим почему он так устроен.

Во время активной нагрузки, когда ток полностью совпадает с имеющимся напряжением, прибор будет показывать единицу. В момент столкновения индуктивности и сопротивления, происходит изменение напряжения, которое начинает отрываться от значений тока.

Угол между током и напряжением прямо пропорционально зависит от индуктивности и ее влияния на сеть. Это естественным образом сказывается на изменении коэффициента мощности, который постепенно уменьшается.

Демонстрирует это и фазометр, стрелка которого постепенно отклоняется к правому значению шкалы. Такая картина характерна для электросетей, к которым подключены электродвигатели высокой мощности или приборы, в составе которых имеются индуктивные катушки.

Теперь, когда мы знаем принцип работы фазометра, можно двигаться дальше. Картина, описанная выше, может меняться. Вызывается это доминированием емкости в электросети. В это время значение тока начинает превышать такой же показатель напряжения, а стрелка фазометра начинает стремиться в левую часть шкалы.

Направление уклона стрелки демонстрирует индуктивность типа нагрузки, или же его емкостный тип. На основании этого соотношения и получается отклонение, описывающее разность уровней тока и напряжения, которые образовались в сети.

Управление коэффициентом мощности

Как это работает на практике. Если вы видите, что показатель косинуса близок к единице, стоит понимать, что соотношение энергии, которая потребляется максимально точно используется для полезной работы. Если стрелка уходит в левую часть, электроэнергия начинает расходоваться на бесполезный нагрев приборов, подключенных к сети, таких, как электродвигатели, обмотки разных трансформаторов, или простые кабельные линии. Сопровождается это снижением напряжения в сети, что влечет за собой увеличение потребляемой мощности всем оборудованием, для обеспечения стандартной полезной работы.

С тем, что такое фазометр, мы разобрались, ровно, как и с тем, как он работает, и что показывает. Приемлемыми значениями прибора будут коэффициенты в пределах 1-0,95, при отклонении в сторону индуктивности, вправо. Но, если значение будет переходить в индуктивность, то как это компенсировать?

Это не проблема, поскольку на всех электрических подстанциях устанавливаются специальные батареи из конденсаторов, которые занимаются компенсированием так званой реактивной мощности. Уже по описанию не сложно понять, чем такие устройства занимаются. Они уравнивают, компенсируют имеющуюся в сети индуктивность, которая создает негативное сопротивление, а значит нивелируют угол, образовавшийся между осями напряжения и тока, что в последствии и продемонстрирует такой прибор, как фазометр.

У такого подхода есть и свои минусы. Если такие конденсаторы имеют постоянную емкость, это приводит к проблемам, которые возникают во время подключения к сети пользователей, которые располагают небольшим уровнем индуктивного сопротивления. В таком случае происходит изменение коэффициента соотношения в мощности.

В таком сценарии, компенсирование становится не просто низкоэффективным, но и местами вредным. Принцип работы фазометра заключается и в обнаружении подобных проблем. Если нет необходимости, установки для компенсации устроены так, что могут работать в автоматическом режиме, и, если нет необходимости, не вмешиваются в электрическую сеть.

Управляется это специальными автоматами, которые включают установку только при определенном значении косинуса угла. Происходит это за счет изменения емкости батареи, тем самым регулируя нужный уровень соотношения тока и напряжения в сети. Такие установки являются очень мощными, и работают под напряжением в несколько тысяч вольт.

Автоматические системы обычно устанавливают на крупных предприятиях, где идет значительное потребление электроэнергии за счет огромного количества высокомощных приборов. В локальных подстанциях, которые расположены в жилых районах города и в сельской местности, емкость установки рассчитывается при монтаже, после чего не меняется.

Применение фазометров

Такой прибор является неотъемлемой частью при работе с электрической сетью. Чаще всего он находит свое прямое применение в местах, где производится влияние на соотношение тока и напряжения – мощности сети. Чаще всего это как раз установки для компенсации, которые описаны выше, но могут быть и синхронные электродвигатели, которые подключены к одному контуру.

Также применение прибора необходимо при работе с синхронными генераторами, которые размещаются на электрических станциях. Рассмотрим оба эти варианта.

Синхронные генераторы

Персоналу, который допускается к работе с синхронными генераторами, инструкция по использованию фазометра не нужна, поскольку это квалифицированные электрики. Такие люди знают, что мощность синхронного генератора прямо пропорционально зависима и от мощности ротора, в частности от уровня тока, который в нем возбужден.

Во время своей работы, специалисты должны следить и постоянно отслеживать изменения в значении косинуса угла, который показывает фазометр. Отталкиваясь от этого значения, регулировать уровень тока внутри контура. Обычно, в режиме нормальной работы, за всё это отвечает автоматическая система, которая регулирует необходимые значения.

Но специалист необходим во время нештатных ситуаций, таких, как запуск генератора для работы, или же во время его отказа, когда нужно перезагрузить и запустить его в ручном режиме. Для этого используется панель генератора, в которую вмонтирован фазометр.

При этом не нужно знать, как правильно подключать фазометр, поскольку он уже подключен к контуру. Он постоянно отслеживает изменения в сети, и когда стрелка уходит в правую сторону, срабатывает предупреждение, ведь в такой ситуации может произойти существенный перегрев генератора и обмотки его статора.

Если стрелку повело в право, а нагрузка перешла в емкостную, также срабатывает сигнализация. Всё потому, что в таком режиме генератор начинает потреблять самостоятельно энергию из сети, а это уже аварийная ситуация в режиме работы.

Синхронные электродвигатели

Как и с предыдущим вариантом, мощность двигателя, а значит и продуктивность его работы, зависит от напряжения, которое возбуждается в сети. Эта задача лежит на возбудительной станции, которая и регулирует уровень возбуждения тока. Такой электродвигатель имеет особенный режим работы, во время которого он способен выпускать в сеть так званую реактивную энергию, тем самым он берет на себя роль прибора, компенсирующего реактивную мощность.

Виды фазометров

Как и при выборе любого другого устройства, здесь перед покупателем стоит простой вопрос – какой фазометр лучше выбрать?

Фазометры, которые работают по щитовому принципу, могут быть двух модификаций – оборудованы стрелочным интерфейсом, или же более современным цифровым. Отличий в качестве работы между ними нету, но стрелочные более распространены среди профильного персонала, который работает с электроэнергией, поскольку более наглядно демонстрирует изменения в сети.

Есть еще фазометры, которые применяются только в лабораториях. Они чаще используются в настольных установках, радиоэлектронных приборах и устройствах, нуждающихся в ремонте. Принцип их работа абсолютно идентичен обычным фазометрам.

Актуальным стандартом для комплексного электрооборудования, использующегося для накладки, все измерительные приборы исполняются в варианте с циферблатами. Более того, чаще всего они являются частью какого-то универсального устройства, которое находит множество областей для применения.

То же самое происходит и с щитовыми устройствами, при создании которых тоже используется принцип универсальности. Многие из них также объединяются в один многозадачный прибор, который одновременно может работать со многими величинами, что определяется режимом использования и потребностями пользователя.

Фото фазометров