三相交流
具体的な送電方式として、以下のような方法がある。
三相3線式 低圧三相3線式 高圧三相3線式 20kV/30kV級三相3線式
三相4線式 低圧三相4線式 11.4kV Y結線特別高圧三相4線式 電灯・動力共用三相4線式 電灯・動力共用YΔ三相4線式変圧器 異容量V結線三相4線式
電源の接続方法には、Y結線・Δ結線・V結線の三つがある。ここでは電源の結線方法しか述べていないが、負荷にもY結線・Δ結線が存在する。
負荷結線の、相電流・相電圧・線電流・線間電圧の定義は、電源と同じである。
取り除かれた電源の端子間には、Δ結線のときと同じ電圧が発生する。したがって、V結線であってもΔ結線と同じように三相交流は供給される。
ただし有効電力の値はΔ結線の 1 / 3 {\displaystyle 1/{\sqrt {3}}} 倍となり、線電流が同じであれば、V結線の相電流はΔ結線の相電流の 3 {\displaystyle {\sqrt {3}}} 倍となる。
電力会社の料金プランに電灯・動力の語句が使われることがある。
例えば北海道電力には従量電灯という料金プランが存在する。プランの適用対象は「照明器具および単相交流で動作する電気機器を使用する場合」となっている。
また東京電力には動力プランという料金プランが存在する。プランの適用対象は三相交流を使用する電気機器(例:大型エアコン)を使用する場合となっている。
A 1 = ρ l R 1 × 10 5 A 3 = ρ l R 3 × 10 5 {\displaystyle {\begin{aligned}A_{1}&={\frac {\rho l}{R_{1}}}\times 10^{5}\\A_{3}&={\frac {\rho l}{R_{3}}}\times 10^{5}\\\end{aligned}}}
となるから、断面積比は
A 3 A 1 = ρ l R 3 × 10 5 ρ l R 1 × 10 5 = R 1 R 3 = 1 2 {\displaystyle {\frac {A_{3}}{A_{1}}}={\frac {{\frac {\rho l}{R_{3}}}\times 10^{5}}{{\frac {\rho l}{R_{1}}}\times 10^{5}}}={\frac {R_{1}}{R_{3}}}={\frac {1}{2}}}
となる。
E ̇ a b = 3 E a ̇ ∠ π 6 E ̇ b c = 3 E b ̇ ∠ π 6 E ̇ c a = 3 E c ̇ ∠ π 6 I ̇ a a = I ̇ a I ̇ b b = I ̇ b I ̇ c c = I ̇ c {\displaystyle {\begin{aligned}{\dot {E}}_{ab}&={\sqrt {3}}{\dot {E_{a}}}\angle {\frac {\pi }{6}}\\{\dot {E}}_{bc}&={\sqrt {3}}{\dot {E_{b}}}\angle {\frac {\pi }{6}}\\{\dot {E}}_{ca}&={\sqrt {3}}{\dot {E_{c}}}\angle {\frac {\pi }{6}}\\{\dot {I}}_{aa}&={\dot {I}}_{a}\\{\dot {I}}_{bb}&={\dot {I}}_{b}\\{\dot {I}}_{cc}&={\dot {I}}_{c}\\\end{aligned}}}
となる。
上記回路(中性点を省略していない方)に重ねの理を適用する。電源が E a ̇ {\displaystyle {\dot {E_{a}}}} だけの回路における電流 I o ̇ {\displaystyle {\dot {I_{o}}}} を I o ̇ ′ {\displaystyle {\dot {I_{o}}}^{\prime }} 、 同様に電源が E b ̇ {\displaystyle {\dot {E_{b}}}} だけの電流を I o ̇ ′ ′ {\displaystyle {\dot {I_{o}}}^{\prime \prime }} 、 E c ̇ {\displaystyle {\dot {E_{c}}}} だけの電流を I o ̇ ′ ′ ′ {\displaystyle {\dot {I_{o}}}^{\prime \prime \prime }} とする。
すると次のような回路となるから、負荷インピーダンスを Z ̇ {\displaystyle {\dot {Z}}} とすると
I o ̇ ′ = E a ̇ Z ̇ I o ̇ ′ ′ = E b ̇ Z ̇ I o ̇ ′ ′ ′ = E c ̇ Z ̇ {\displaystyle {\begin{aligned}{\dot {I_{o}}}^{\prime }&={\frac {\dot {E_{a}}}{\dot {Z}}}\\{\dot {I_{o}}}^{\prime \prime }&={\frac {\dot {E_{b}}}{\dot {Z}}}\\{\dot {I_{o}}}^{\prime \prime \prime }&={\frac {\dot {E_{c}}}{\dot {Z}}}\\\end{aligned}}}
三相交流によって電源と負荷を接続する場合、例えば図のように接続する。
Y-Δ接続
Y-Y接続
Δ-Y接続
Δ-Δ接続
これらの接続方式を順に、Y-Δ接続・Y-Y接続・Δ-Y接続・Δ-Δ接続と呼ぶ。