如何深刻理解北美所用的單相三線制？

07-17

單相三線制兩根火線之間是否會有壓差？美國的110V和220V電壓標準通過單相三線是怎麼實施的？是一根火線110V,一根火線220V嗎？單相三線制的電錶與普通的單相兩線制的電錶有什麼區別嗎？電錶計算電能有沒有什麼特別之處？

在單相三線式中，

兩根相線（＝火線）任意一根，跟中性線之間電壓都是相同的，日本是100V，台灣是110V，北美是110或120V；

兩根相線之間的電壓，是2倍於相線與中性線之間的電壓，即日本200V，台灣220V，北美220V或240V。

截一張東電的圖

所以提主的問題：

Q：單相三線制兩根火線之間是否會有壓差？

A：是的，壓差就是200～240V用電器所用的電壓。

Q：美國的110V和220V電壓標準通過單相三線是怎麼實施的？是一根火線110V,一根火線220V嗎？

A：兩根火線對中性線都是110V，沒有對中性線電壓為220V的相線，220V是兩根相線之間的電壓。

Q：單相三線制的電錶與普通的單相兩線制的電錶有什麼區別嗎？電錶計算電能有沒有什麼特別之處？

A：單相三線式的電錶猜測與三相電錶類似，只是驅動由三組變為兩組，110V負載運轉時對應相線的那一組驅動運轉，220V負載運轉時，兩組驅動同時運轉。

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更新：

《低壓電氣裝置的設計安裝和檢驗(第二版)》我看了，的確書上寫的是你畫的那樣：單相三線供電是變壓器引出兩個相位相同的相線，兩相三線供電是變壓器引出兩個相位差180°的相線。

然後我查了Wikipedia的兩相交流，有兩相四線和兩相三線兩種：

二相交流 - Wikipedia （有英文版）。

其中兩相三線僅有《低》中所說的兩相三線（b）種類，即相位差90°的。這種發電機是兩組單相繞組互成90°套著的，引出兩相三線時，兩組繞組各自一根相線共用，所以這的確是兩相。這種兩相電文中說後來被三相電取代，現在已經基本不用了。

而《低》中所說的兩相三線（a）種類，即你所畫的這種，同時也是日本現行的這種，在維基中被劃為單相三線：

単相3線式 - Wikipedia （有英文版）。

綜上，我認為《低》中所說的兩相三線＂系統＂，是指在發電（或變壓器次級）端，和用電器端，都是使用兩相電（如L1-N-L2）時的這一個＂系統＂。

而日本所使用的市電，雖然在變壓器次級端是兩相三線電源入戶，但並不使用在兩相用電器上，而是分別接L1-N或L2-N取單相100V，接L1-L2取單相200V，用在單相用電器上，所以這個＂系統＂被稱為單相三線＂系統＂。

就像中國三相四線380V入樓，然後取一個相線和一個中性線得到單相220V入戶，成為單相兩線系統。因為用電器始終是單相的，無論入戶（入樓）有幾根相線，也是單相系統吧。中國的單相380V用電器，雖然使用的電是由三相三線380V來的，而且利用了兩根相線，但因為用電器本身是單相的，所以稱為單相380V而不是兩相380V。

日本單相200V的電器是在日本使用L1-L2兩根相線入戶的電，也可以用在中國L-N入戶的單相電；反過來同樣，中國單相220V的電器要在日本使用的話，使用的是 L1-L2入戶的200V電（此時請忽略10%電壓差，實際上是可用的），不能說單相的用電器可以使用兩相的電源吧。

因為只有L1-N-L2（因為只有兩相，所以不存在三角形接法）連接的用電器才是兩相，所以日本由兩根相線組成的L1-L2的200V電，也是單相電。即，無論給電器供電的，是相線－零線，還是相線－中性線，還是一條相線－與之相位有夾角的另一條相線，電器得到的電源因為只有一條通路，所以都稱為單相電。

所以我還是堅持Wikipedia以及日本現行的這種說法，把兩個互成180°相位的相線+一個中性線的供電稱為單相三線式。

不知道到現在為止你能不能明白兩相三線＂供電＂變成單相三線＂系統＂這件事兒了。如果OK的話，接下來原問題就變成了：

北美的單相220~V是像日本那樣由兩個互成180°的110~V相線得到的，還是變壓器次級單出一個對中性線220~V的相線？

好吧，這個我還沒有查，英文比較爛，查完再回復你。

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更新，關於北美的單相三線式：

因為英文不是很好，且對北美的網站不熟悉，僅以「america single-phase three-wire」為關鍵字Google，查看了少量條目和Google圖片。結果是：

如 Whats the difference between three phase 240 V and
standard household 240 V? 條目中對單相三線120/240V的解釋圖：

以及Google圖片結果中關於從發電到輸電到入戶的變壓圖：

均為兩根對N為120V，且相位相反的相線，兩相線之間電壓240V，與日本相同。

而您問題中，以及@張海濤所說的相位相同的L1--N110V，L2--N220V的形式，沒有找到相應的圖。

雖然取相位相同的獨自一條對N為220~V的線，在斷零時不會燒毀電器，但可能考慮到負載的平衡（當家庭僅使用110~V電器時，該方案2/3容量的入戶布線被浪費，全部負載都走1/3容量的那條110~V的布線），所以北美也沒有這麼做吧。

應該是火線、零線、地線這三線，英文是L,N,E，E也可以用G代替。

上面為單相和兩相的電路，前端都是變壓器，之是輸出的接線方式有差異，圖中可以很清楚看出兩種是有差異的。

寫的非常好，但是我對最後部分，「兩根對N為120V，且相位相反的相線，兩相線之間電壓240V，與日本相同相位」，中的相位相反不理解，如何相位相反，大小相等的話，那麼矢量和不就為0嗎，怎麼會出來240V，謝謝

是輸出兩種規格的電壓，L1--N110V，L2--N220V，兩種規格電量單獨計算，計算方式都一樣。樓上回答有誤，所謂幾線制，是指正常工作時的帶電導線數量，PE線不算在內。