三相システムにおける中性線の目的
電源の最も重要な経済的問題の 1 つは、所定の伝送電力とネットワーク内の一定の割合の損失に対して、電気ネットワークのワイヤの重量を軽減することです。これは、ネットワーク内の電圧を高めるだけでなく、いくつかの独立したネットワークを組み合わせることによっても達成でき、一部のワイヤで相互に補償する電流を生成することができます。これにより、ワイヤの数または断面積を減らすことができます。
エネルギーの伝達が定電圧で行われていた電気工学の発展の最初の数年間に、このアイデアはいわゆるで使用されていました。 3線式システム、 ドリヴォ＝ドブロヴォルスキーによって提案された.
定電圧 U の 2 つの同一の (電圧と電力の点で) 電源があり、それぞれがユーザーにサービスを提供するとします。
ネットワークは 4 本のワイヤで構成されます。いわゆるイコライゼーション（中性）ワイヤで 2 本のワイヤを組み合わせると、反対方向の電流が加算されるため、ワイヤの断面積を大幅に減らすことができます。
3線式
対称負荷 (I1 = I2) の場合、均等化ワイヤは不要であり、ワイヤの節約は 50 ° に達します。負荷が変化すると（均等化ワイヤなしで）、電圧が負荷間で再分配されますが、これは望ましくないことです。
等化導体により、非対称な電圧分布が大幅に減少します。ソースの内部抵抗と配線の抵抗を無視できれば、非対称性はほぼ完全に解消されます。多相交流システムの構築にも同様の考えが根底にあります。
多相対称システムは、時間とともに対称的に位相がずれた、振幅と周波数が等しい複数の交流電圧のセットです。三相システムは実用的に普及しています（—を参照） 三相起電力システム).
三相 (およびあらゆる多相) システムには、単相システムと比較して多くの利点があります。電気ネットワークのワイヤに重量を加えることができ、モーターにかかる負荷がより均等になり、三相の電気を回転させます。相電圧発生器、そして最終的に広い回転磁界を生成することができます。 電気モーターに使用されます。
三相システムの代わりに単相システム (同じ電力と同じ電圧) を使用する場合、必要なワイヤは 2 本だけですが、その断面積は 3 倍の電流に依存する必要があります。単相システムと比較して、三相システムではワイヤの重量が 30 ～ 40% 節約されます。
こちらも参照してください: 三相電流は単相より優れています
発電機のスイッチング回路 (通常はユーザーにはわかりません) に関係なく、三相システムの負荷はデルタまたはスターの 2 つの方法で接続することもできます。
最初のケースでは、各ユーザーの電圧は線間電圧に等しく、負荷の対称性が崩れても変化しません。ユーザーの電流 (相) は線路の電流とは異なります。
消費者がスター接続されている場合、各負荷の電流は対応する線路電流と等しくなりますが、各負荷 (相) の電圧は線路とは異なります。
負荷が変化すると、電流は自動的に再分配され、その合計 (負荷の共通点で得られる) は常に消失します。同時に、不均一な荷重間には対応して応力が再配分されます。
この欠点は、中性線（負荷の共通点に接続）がある場合には解消されます。これにより、三相電流の合計をゼロ以外の値に保つことができるためです。不平衡負荷では、三相システムの中性線が負荷電圧を一定に維持するのに役立ちます。