Re: [問題] 三相交流電系統內中性線的問題
※ 引述《ghostforever (呃)》之銘言：
: ※ [本文轉錄自 Physics 看板 #1LHlsbmb ]
: 作者: ghostforever (呃) 看板: Physics
: 標題: [問題] 三相交流電系統內中性線的問題
: 時間: Mon May 4 13:03:31 2015
: 要請教版上各位前輩一個問題。最近朋友請小弟解釋一些電的基本概念，小弟雖是理工
: 背景但並非電相關的本科，對於三相電一開始也只是照本宣科的說明，一開始講交流電
: 正弦波型、什麼是三相間差120度等都還能順利讓對方瞭解，但講到三相發電機三線圈Y型
: 接法、三相四線、火線中性線的時候，朋友突然問了一個問題：為什麼要把三個線圈一
: 端接起來？為什麼它接起來以後就變成中性線然後等於「三個交錯正弦波形圖裡的那條0
: 的直線」？
: 這問題瞬間讓我腦袋短路了一下...以前也確實沒深入想過。在整理了一下所學的一些
: 粗淺知識跟資料後，目前我的論點跟解釋說法是：
: 1. 發電機發電是電磁感應的結果，線圈兩端產生的感應電動勢只存在「相對電位差」
: ，所以三組線圈如果都各自獨立拉出，只能算是三個獨立的相對電位差。把三組線圈
: 的每個線圈一端接在一起才會讓三組感應電動勢有一個共同的參考基準電位，從而
: 確保三個感應電動勢正弦波的振福中點都會在同一條線上，這條線就是對那三組感應
: 電動勢來說相對電位為0的中性線。
: 2. 另一方面，把中性點接在一起才能確保「火線-火線」電壓=√3倍「火線-中線」電壓
: ，換句話說，如果三相發電機三組線圈真的都獨立接出，然後三組線圈的一端各自接到
: 不同電位的物體上，那麼這時候，雖然同一個線圈的兩端還是會維持原本的相電壓，
: 但兩個線圈另一端之間的電位差會變得完全無法預測....
: 3. 通常三相四線中會把中性線接地使中性線＝大地電位，因此舉例來說120/208V系統中
: 才能保持「火線對大地電位」理論上等於120V，以確保安全。
: 不知道這樣的說明是否有錯誤或是需要補充的地方，可否請各位大大幫忙看一下，實在不
: 希望給出有問題的答案阿....
: 先謝謝各位大大了！
這部分於 電路學 或 電機機械 或 電力系統 等科目皆有說明。
中性線問題只在Y接電源Y接負載電路才存在，所以電路示意如下：
M---A---LA---LM
M---B---LB---LM
M---C---LC---LM
其中M為電源端共點，A、B、C分別為電源端三相電源;
LM為負載端共點，LA、LB、LC分別為負載端三相負載。
為方便分析，M與LM暫時連接。
依電路學KVL，可以列出三條方程式，迴路分別為:
M---A---LA---LM---M
M---B---LB---LM---M
M---C---LC---LM---M
若三相平衡時，即三相電源平衡且三相負載平衡時，
則 LM---M 該條線路電流為零，因為電流為零所以可以捨去。
而 LM---M 這條線路就是俗稱的中性線，
中性線存在的條件是三相平衡，與接地不接地無關。
中性線接地在三相故障及安全性有進一步探討，在此不予討論。
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05/09 12:53, , 1F
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