三相交流について

三相交流について質問です。
Ｓ相が接地されていると書いてある本を読みました。
私の頭の中では、三相とは１２０度ずつ位相のずれた電圧波形がかならず３本存在しています

接地すると常に電圧は０Ｖ（対地電圧）に等しくなると思うのですが
その場合　三相ではなく二相（１２０度位相のずれた）ではないのでしょうか？

合わせてもうひとつ質問ですが
スター結線の場合　中性点が存在しているのはなんとなく理解できましたが
デルタ結線の場合　中性点は存在するのですか？

ご解説の程、よろしくお願いいたします。

No.1 回答者： tamatokuro 回答日時： 2002/03/09 20:50

>三相交流について質問です。

>Ｓ相が接地されていると書いてある本を読みました。
>私の頭の中では、三相とは１２０度ずつ位相のずれた電圧波形がかならず３本存在>しています

Ｓ相を接地しても電圧波形は変わりません。

>接地すると常に電圧は０Ｖ（対地電圧）に等しくなると思うのですが
>その場合　三相ではなく二相（１２０度位相のずれた）ではないのでしょうか？

対地電圧０ＶになるのはＳ相だけで残りのＲ・Ｔ相はそのままの電圧です。
と言うことは、Ｓ相に人が触っても感電しませんが、Ｒ・Ｔ相は感電すると言うことです。

>デルタ結線の場合　中性点は存在するのですか？

図的には、三角形の一辺の中心に当たる部分を中性点にします。
三相２００Ｖの場合この一辺が単相三線式の取り出しになり、その中心が中性点になります。

この回答への補足

早々の御回答ありがとうございます。

＞Ｓ相を接地しても電圧波形は変わりません。
とありますが接地すると電圧の時間的変化がなくなる
＝０Ｖではないのですか？

＞Ｓ相に人が触っても感電しませんが、Ｒ・Ｔ相は感電すると言うことです。
ということは　
EARTH－Ｒ相＝200V（実効値）
　　　－Ｓ相＝0V
　　　－Ｔ相＝200V
ということでうよね

勉強不足で申し訳ありません。よろしくお願いいたします。

補足日時：2002/03/09 22:15

No.2 回答者： ikkyu3 回答日時： 2002/03/09 21:04

＞私の頭の中では、三相とは１２０度ずつ位相のずれた電圧波形がかならず３本存在しています

それは、その通りで正しい存在です。
ただ、ひょっとすると時間を止めてイメージしていませんか。その１２０度は、１サイクルを３６０度の円（回転ベクトル）で表現した時の１／３サイクルで平面的または空間的な角度では無いですね。位相のずれとは、時間的なずれですね。

＞接地すると常に電圧は０Ｖ（対地電圧）に等しくなると思うのですが
接地線に電流が流れると接地抵抗があり、なかなか０Ｖにはなりませんが、いま、この質問の場合関係有りません。
＞その場合　三相ではなく二相（１２０度位相のずれた）ではないのでしょうか？
いいえ。３本有る配電線の線間電圧は３組取れますね。接地してもしなくても、その線間電圧に変りは有りません。

＞デルタ結線の場合　中性点は存在するのですか？
中性点は存在しません。
どうしても中性点が必要なときには、中性点用の変圧器を別に使用したりします。

この回答への補足

早々の御回答ありがとうございます。

線間電圧が３組取れるのはは理解できます。
しかし、　
Ｒ相－Ｓ相（接地しない場合＝電圧の時間変化あり）
Ｒ相－Ｓ相（接地した場合＝常時０Ｖ）
で同等の電圧が取り出せるとは思えないのですが

Ｒ－Ｓ線間電圧＝Ｓ－Ｔ線間電圧≠Ｒ－Ｔ線間電圧
の関係とはならないのですか？
勉強不足で申し訳ありません。よろしくお願いいたします。

補足日時：2002/03/09 22:09

No.3 回答者： kenkenda 回答日時： 2002/03/09 21:15

質問の内容から電気関係の学生でしょうか。

まず、質問から判断して、実体と電気計算、特にベクトル関係の適応が一致していないように思います。ここで数式、特にベクトル関係のものを載せられないので、あしからず。電気の計算は、計算するために仮想的に表す場合が有り、ベクトルの図と現実の配線との間を混同しているように見受けられます。
まず、Ｓ相をを対地に落とすと言うことは、Ｓ相の電圧が対地電圧と同じになると言うことです。ですから、計算上は何ら矛盾することは有りません。
第二の質問も同様ですが、中性点は存在します。要は、計算上のことと、実体とを混同しないことです。
送配電関係のエリアを見るとわかりやすいと思います。

この回答への補足

早々の御回答ありがとうございます。
ぜひ送配電関係の本を読んで見ます。

Ｓ相が対地電圧と等しくなるというのは理解できます。
しかし、この場合　
EARTH－Ｒ相＝200V（実効値）
　　　－Ｓ相＝0V
　　　－Ｔ相＝200V
Ｒ－Ｓ線間電圧＝Ｓ－Ｔ線間電圧≠Ｒ－Ｔ線間電圧
の関係とはならないのですか？
勉強不足で申し訳ありません。よろしくお願いいたします。

補足日時：2002/03/09 21:48

この回答へのお礼

ありがとうございました。
完璧とはいえませんが、理解ができたように
思います。
考え方が変わった状態で本を読むのが楽しみです。
みなさんにこうして教えていただける
こういう場があったことがうれしく思えます。
本当にありがとうございました。

お礼日時：2002/03/10 20:54

No.4 回答者： ymmasayan 回答日時： 2002/03/09 21:31

通常は中性点を接地するのですが、Ｓ相接地もあるのですね。

聞いた事はないですが、理論的には一向におかしくありません。危険防止のために接地するわけで、それが中性点でなくてはならないと言う事はありません。ただＳ相を接地するということは三相のバランスが狂う事は覚悟しないといけません。でも短距離で有れば問題ないのでしょう。送電線などではそんな事はしません。

＞　接地すると常に電圧は０Ｖ（対地電圧）に等しくなると思うのですが、その場合、三相ではなく二相（１２０度位相のずれた）ではないのでしょうか？

そんな事はありません。立派に三相です。判りやすいかどうか、自信は有りませんが、三相交流を三角形と考えてください。この三角形を支えるのに重心を支えるのは常識ですが、３頂点の１点を支えても三角形は三角形ですよね。このとき、１辺がなくなって２相になってしまうなんてありませんよね。支える点というのが接地と考えてください。

＞　スター結線の場合　中性点が存在しているのはなんとなく理解できましたが
デルタ結線の場合　中性点は存在するのですか？

デルタ結線では中性点は存在しません。（というよりは存在しているが取り出す事が出来ないといったほうがいいかも知れません。この辺は、知的遊戯の領域です）



　

この回答への補足

早々のご回答ありがとうございます。

Ｒ，Ｔ相間電圧がとれるのはわかりますが
Ｓ相の時間的電圧変化はなくなりませんか
（Ｒ，Ｔ線を基準にとると存在するとは思いますが）

EARTH－Ｒ相＝200V（実効値）
　　　－Ｓ相＝0V
　　　－Ｔ相＝200V
で間違いありませんか？
勉強不足で申し訳ありません。よろしくお願いいたします。

補足日時：2002/03/09 22:00

No.5 回答者： ymmasayan 回答日時： 2002/03/09 22:38

No.4のymmasayanです。

＞　EARTH－Ｒ相＝200V（実効値）
　　　－Ｓ相＝0V
　　　－Ｔ相＝200V
で間違いありませんか？

間違いありません。問題はその次です。Ｒ－Ｔ相は２００＋２００＝４００とお考えのようですが、実は２００なのです。
これはNo.3で指摘があったようにベクトル的な加算をしないといけません。

ここでもう一度、一辺２００の三角形を考えます。２辺のベクトル和は一辺に等しい。つまり、２００＋２００＝２００なのです。

交流理論で、つまづきやすいのはまさにここです。考え抜いて納得してください。

No.6 回答者： ikkyu3 回答日時： 2002/03/09 22:50

Ｎｏ．２の補足について

＞Ｒ相－Ｓ相（接地した場合＝常時０Ｖ）
これが、おかしい。
どうしてＲ相は、接地していないのにＳ相と同電位になるのですか。勘違いですよ。
送配電は、かなり実際的になってきます。
その前に、順序として、電位、電界などについて電磁気学を復習し、ついで、変圧器を読まれ次に送配電ですと理解が深まると思います。

この回答へのお礼

どうも、ありがとうございました。
また質問の際はよろしくお願いします。

お礼日時：2002/03/10 11:01

No.7 回答者： tamatokuro 回答日時： 2002/03/09 23:47

三相を対地電圧で考えてないですか、

ここでどの相でも接地してない場合は、対地電圧はどの相も０Ｖです。
Ｓ相を接地することにより、Ｒ・Ｔ相の対地電圧が２００Ｖになります。

Ｒ－Ｓ線間電圧＝Ｓ－Ｔ線間電圧＝Ｒ－Ｔ線間電圧 です。
接地することによって電圧も位相の変化もありません。

この回答への補足

何だか正直うれしくなってきました。

No.4のymmasayanさんへの返信と同じ内容で申し訳ありませんが
＞三相を対地電圧で考えてないですか、
＞ここでどの相でも接地してない場合は、対地電圧はどの相も０Ｖです。

の内容になんだか気分が軽くなりました
まさにそのとおりだと思いました。（机上の上で）
ベクトルで考えることも少しずつ納得できそうです。

ただもう一点確認させていただきたいのですが

Ｓ相を接地した条件下でＲ－Ｓ相間、Ｓ－Ｔ相間に器具を接続した場合
対地電圧との関係はＳ側＝０Ｖ　Ｒ、Ｔ側＝２００Ｖ

接地しない条件で考えると
対地電圧との関係はＳ側＝２００Ｖ　Ｒ、Ｔ側＝２００Ｖ
で間違いありませんか？

補足日時：2002/03/10 11:24

この回答へのお礼

ありがとうございました。
完璧とはいえませんが、理解ができたように
思います。
考え方が変わった状態で本を読むのが楽しみです。
みなさんにこうして教えていただける
こういう場があったことがうれしく思えます。
本当にありがとうございました。

お礼日時：2002/03/10 20:53

No.8 回答者： ymmasayan 回答日時： 2002/03/10 08:26

No.4、No.5のymmasayanです。

No.7のtamatokuroさんの回答に誤解を招き易いところがあるので、少し補足します。

＞三相を対地電圧で考えてないですか、
＞ここでどの相でも接地してない場合は、対地電圧はどの相も０Ｖです。

無接地の場合、３線の対地電圧は必ずしも０Ｖとは限りません。理論上は、電圧計が振れないので０Ｖに思えますが、実際の線路では対地静電容量や漏れ抵抗の影響で中性点を高インピーダンスで接地したのと同じ状態になってしまいます。従って、３線とも１００数十Ｖの対地電圧を持つ事になります。

と言う事で、無接地の場合、３線の対地電圧は「不定」と言うほうがいいのだと思います。

この回答への補足

何だか正直うれしくなってきました。

No.7のtamatokuroさんの回答の
＞三相を対地電圧で考えてないですか、
＞ここでどの相でも接地してない場合は、対地電圧はどの相も０Ｖです。
ですが、まさにそのとおりだと思いました。（机上の上で）
ベクトルで考えることも少しずつ納得できそうです。

最後にもう一点だけ確認させていただきたいのですが

Ｓ相を接地した条件下でＲ－Ｓ相間、Ｓ－Ｔ相間に器具を接続した場合
対地電圧との関係はＳ側＝０Ｖ　Ｒ、Ｔ側＝２００Ｖ

接地しない条件で考えると
対地電圧との関係はＳ側＝２００Ｖ　Ｒ、Ｔ側＝２００Ｖ
で間違いありませんか？

補足日時：2002/03/10 11:23

No.9 回答者： ikkyu3 回答日時： 2002/03/10 13:49

Ｎｏ．２、６のikkyu3です。

分りにくかったでしょうか。反省して、まだ締まっていませんでしたので、再度登場です。

Ｎｏ．２補足について
＞Ｒ－Ｓ線間電圧＝Ｓ－Ｔ線間電圧≠Ｒ－Ｔ線間電圧
＞の関係とはならないのですか？
これは、
　Ｒ－Ｓ線間電圧＝Ｓ－Ｔ線間電圧＝Ｒ－Ｔ線間電圧
となり、すべて同じ電圧で、ただ位相だけが違うことは、すでにお分かりですね。

前の補足について
＞Ｓ相を接地した条件下でＲ－Ｓ相間、Ｓ－Ｔ相間に器具を接続した場合
＞対地電圧との関係はＳ側＝０Ｖ　Ｒ、Ｔ側＝２００Ｖ
これは、そのとおりです。
Ｓ側０Ｖは、同じ端子ですから当然として、Ｒ側は、Ｒ－Ｓですし、Ｔ側は、Ｓ－Ｔですから２００Ｖです。
ちなみに、このときＲ－Ｔは、やはり２００Ｖです。

＞接地しない条件で考えると
＞対地電圧との関係はＳ側＝２００Ｖ　Ｒ、Ｔ側＝２００Ｖ
＞で間違いありませんか？
これは、ymmasayanさんのＮｏ．８にありますように
＞無接地の場合、３線の対地電圧は「不定」と言うほうがいいのだと思います。
不定ですので２００Ｖとは限りません。
本当にその環境により違った値になります。
実測しますと、使う測定器の内部インピーダンスの違いで測定のための電流が違いますから、電圧降下が違い、まちまちの値を示します。

この回答へのお礼

ありがとうございました。
完璧とはいえませんが、理解ができたように
思います。
考え方が変わった状態で本を読むのが楽しみです。
みなさんにこうして教えていただける
こういう場があったことがうれしく思えます。
本当にありがとうございました。

お礼日時：2002/03/10 20:52

No.10 ベストアンサー 回答者： ymmasayan 回答日時： 2002/03/10 15:25

ymmasayanです。

No.8の補足にお答えします。
既にNo.9でお答えが出ている部分は重複を避けます。

＞接地しない条件で考えると
対地電圧との関係はＳ側＝２００Ｖ　Ｒ、Ｔ側＝２００Ｖ
で間違いありませんか？

先に述べたように、無接地は色々と都合が悪いので、中性点が接地してある事で話を進めましょう。このとき各相の対地電圧は１１５Ｖ位になると思います。（２００／√３）

なぜかと言うと、一辺２００の正三角形の重心が中性点になります。辺の長さ（２００）が線間電圧、重心と各線（各頂点）との距離(約１１５）が対地電圧になります。

この回答へのお礼

ありがとうございました。
完璧とはいえませんが、理解ができたように
思います。
考え方が変わった状態で本を読むのが楽しみです。
みなさんにこうして教えていただける
こういう場があったことがうれしく思えます。
本当にありがとうございました。

お礼日時：2002/03/10 20:51