为什么北美住宅用电叫单相?

电器工程 术语 单相 分相
2022-01-25 04:28:20

我相信北美住宅电力是两相电力的特例,分相这一术语充分描述了这一点。很明显,我是少数,我想被说服,但还没有找到任何令人信服的解释。

我一直认为存在功能或历史原因,但我总是遇到不充分的理论解释。最好我能认为这是帮助从事电机工作的人的上下文原因,或者是为了区分具有 90 度不同步的两个相位的系统。理论上的解释似乎需要对相量进行独特定义,或者通过我们附加的负载来定义我们的电气系统,而不是通过提供零点参考电流的电压源来定义我们的电气系统。

这是我的理论论证。很简单。变形金刚变形。由于次级有一个中心抽头,3 根线,每对线要么具有与其他线对的独特相位角,要么具有独特的幅度,甚至考虑方向。现在任意调用中心抽头0v。其他两条腿的相位相差 180 度。(注意,将边缘接地会给出相同的相位角但幅度不同,仍然是两相系统。)

4个回答

因为它单相,带有中心抽头。

就是这样。没有什么比这更令人兴奋的了。它是一个 240V 变压器次级,3 个抽头,间距为 120V。

大多数安装都有安全接地系统(不要与电子设备 GND/Vss 混淆)。变压器中的泄漏可能会使所有 3 个抽头在地面上浮数千伏。我们不希望这样,所以我们选择 1 个抽头并将其连接到安全接地。那有意义吗?

我们与地球结合的那个,我们称之为“中性”。

让我们想象一下,他们在变压器绕组的末端选择了抽头。中性线位于“底部”,将有一个 120V 抽头和一个 240V 抽头。*在这种情况下,您无疑会称其为带水龙头的单相 - 对吧?

将中心抽头用于中性线的危险略小,因为这意味着两根热线的接地电压都不会超过 120V。 变压器完全一样。什么都没有改变,只是结合。

如果你真的想的话,你可以称之为 2-phase;我看到你没有错的地方,以一种有原则的方式。但语言的全部意义在于与他人交流。其他人认为 2-phase 是一个 4 线系统,具有两个异相 90 度的回路。




* 一旦我发现像这样的 120V 服务,故障导致“以前称为中性线的白线”离地 120V。一些电路的热电压为 0V,另一些电路的热电压为 240V。一切正常。什么都不在乎。是在日常维护中发现的。

为什么北美住宅用电叫单相?

因为这正是它的本质。

北美的公用电力通过单相变压器分配,它们的初级使用 2 条三相系统馈电 12.47 kV 或使用一条线和中性线馈电 7.2 kV。

安装在杆上的配电变压器也被称为“杆式清管器”。

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单个次级绕组 L1 - L2,其中心接地抽头指定为中性线,在 L1 和 L2 之间提供单相 240 V 电源,在 L1 之间提供两个 180° 异相的单相 120V 电​​源& N 和 L2 & N。

因此,它被称为“单相三线”系统或“分相”系统。

我相信北美住宅电力是两相电力的特例,分相这一术语充分描述了这一点。

理论上的解释似乎需要对相量进行独特定义,或者通过我们附加的负载来定义我们的电气系统,而不是通过提供零点参考电流的电压源来定义我们的电气系统。

单相交流发电机具有单个绕组,可产生单个连续交流电压。

现已过时的两相交流发电机有两个相距 90°(电气角度)的绕组,其中产生的电压具有 90° 相移。

三相交流发电机具有三个间隔 120° 的绕组,其中产生的电压具有 120° 的相移。

具有两个相隔 90°(电气角度)的绕组的单相感应电动机实际上是两相电动机。通过将一个电容器与一个绕组串联连接,单相电源被分成相差 90° 的两相。因此,单相感应电动机被称为分相电动机。

“单相三线”系统或“分相”系统,其两个电压相差 180°,不符合两相系统的条件。

“单相”术语几乎总是在三相电源的上下文中使用,因为这是整个工业化世界使用的标准电力传输方法。

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图片来源:插头插座博物馆

当您研究三角形连接的高脚变压器布置图时,很明显 L1 - N - L3 输出来自三相电源的一相。没有与它们相关的相位旋转方向,因此,如果没有额外的帮助以在特定方向上启动它们,它们本身就无法驱动感应电机。

我认为将其称为两相系统可能意味着相位角不是 180°,并导致一些混淆。“拆分单相”将产生最小的混淆风险。

这也许是基于意见的,但我相信我们避免使用“两阶段”一词的原因是历史性的。很久以前,比较常用的是相位角为 90 度的两相电源。“分相”一词将我们的家用电气系统与两相 90 度电源区分开来。

我不确定这是否与您的问题有关,但北美电线杆上的电源(以及埋地配电线)在许多地方都是真正的单相电源。正如您在问题中所说,分相功率是由变压器次级的中心抽头产生的。因此,当人们提到北美配电时,在许多地方,这种电力被正确地称为单相。住宅内部和服务入口处的实际功率可以称为两相或分相。因此,在某些特定情况下,说“单相”可能是完全准确的。

此外,为了完整起见,在北美的许多地方,配电是三相的。例如在我家,电线杆上的电源是三相电源。为我家供电的变压器将其中一相转换为分相住宅电源。但是我家中的第二个变压器为第二个电表提供来自所有三相公用电线的三相电力。第二个仪表用于井泵。其原因绝对是题外话。但基本上有一个三相动力井泵连接到那个电表,该泵使用的电必须与我的水电费分开支付。