線電壓是指多相供電系統中任意兩線（通常指火線）之間的電壓，以三相電為例，就是三相引出線之間的相間電壓，數值通常為380V。簡單來說，線電壓就是測量不同相線之間的電位差。理解線電壓在電力系統中至關重要，它直接影響設備的選型和安全運行。
在實際應用中，務必使用正確的儀器測量線電壓，並確保符合相關安全標準。身為電力系統工程師，我經常遇到因電壓不匹配導致的設備損壞。因此，建議在連接任何設備前，務必仔細核對其額定電壓與系統的線電壓是否相符。此外，對於三相三線制和三相四線制系統，線電壓與相電壓之間的關係有所不同，在設計和維護時需要特別注意。深入了解線電壓與相電壓，能幫助您更精準地分析電力系統，從而提升工作效率與安全性。若想進一步了解線電壓與相電壓，可以參考這篇線電壓和相電壓：它是什麼以及它們有何不同文章。
這篇文章的實用建議如下(更多細節請繼續往下閱讀)
- 在連接任何電氣設備之前，務必檢查其額定電壓與系統的線電壓（例如380V）是否相符，以確保設備的安全運行，避免因電壓不匹配而導致的損壞或安全事故。
- 測量線電壓時，請使用專業的電壓表或萬用表，並確保儀器設置為交流電壓（ACV）模式。在測量前，務必佩戴絕緣手套，並確認周圍環境乾燥，以降低觸電的風險。
- 了解線電壓在不同接線方式（如三相三線制和三相四線制）下的差異，能幫助您在設計和維護電力系統時做出更精確的決策。持續學習這些知識將提升您在電力系統中的工作效率和安全性。
線電壓：電力系統的骨幹
在電力系統中，電壓是推動電流流動的動力，而線電壓是多相系統的關鍵。它指的是多相供電系統中任意兩條線（通常是火線）之間的電壓差。在三相電力系統中，線電壓是三相引出線中任意兩條火線的電壓。在台灣，低壓三相供電系統的線電壓通常為380V。
線電壓的定義取決於具體的系統配置。在三相三線制中，由於沒有中性線，線電壓是唯一的電壓參考。而在三相四線制中，除了線電壓，還存在相電壓，這讓系統設計更具靈活性。要理解線電壓，首先需區分相電壓，即每一相（火線）與中性線之間的電壓。這兩者之間的關係在三相系統中尤為重要，後續章節將深入探討。
線電壓的測量需使用專業電壓表或萬用表。測量時，請確保儀器設定為交流電壓（ACV）模式，並檢查量程。將探針接觸要測量的兩條火線，然後讀取電壓值。安全是測量的首要考量。由於直接接觸帶電線路，必須穿戴絕緣手套，並確保環境乾燥，以降低觸電風險。如對電氣安全知識不足，建議尋求專業電工協助。
線電壓直接影響電氣設備的運行。許多工業設備，例如大型馬達和變壓器，都直接連接到線電壓供電。因此，線電壓的穩定性和正確性對設備至關重要。若線電壓過高或過低，可能導致設備損壞或性能下降。欲了解電壓驟降問題，請參考這篇[了解電壓驟降：原因、影響及解決方案](https://www.powerelectronics.com/power-management/article/21139947/understanding-voltage-sag-causes-effects-and-solutions)。
總之，線電壓是電力系統中的重要概念。理解它的定義、測量方法及在不同系統中的應用，對於每位電力工程師和電工技師來說至關重要。接下來，我們將深入探討線電壓與相電壓之間的關係，以便於實際工程應用。
三相電源的電壓與電流：相與線的奧秘
在三相電力系統中，電壓和電流分為相電壓、線電壓、相電流和線電流。了解這些概念的差異對於系統的分析和設計至關重要。本文將探討這些概念，並提供實用的判斷技巧，使您能深入理解其背後的物理意義。
相電壓與線電壓的定義
- 相電壓：指的是每一相繞組兩端的電壓，通常是從火線到中性線（零線）之間的電壓。在某些接法中，中性線可能缺失，但相電壓依然存在。
- 線電壓：指的是火線與火線之間的電壓，代表兩相之間的電位差。
星形接法 (Y接) 的電壓關係
在星形接法中，相電壓和線電壓的關係如下：
- 線電壓 = √3 × 相電壓
- 這表示線電壓比相電壓高約1.732倍。例如，相電壓為220V時，線電壓為380V。
- 實例：在台灣，常見的相電壓是110V，而線電壓為220V；中國大陸為220V相電壓和380V線電壓。
重點提醒：星形接法通常引出中性線，能同時提供相電壓和線電壓，滿足各類設備需求。
三角形接法 (Δ接) 的電壓關係
在三角形接法中，相電壓和線電壓的關係為：
- 相電壓 = 線電壓
- 因為每一相繞組直接連接在兩條火線之間。
- 實例：大型電動機通常採用三角形接法，以獲得更高的啟動轉矩。
重點提醒：三角形接法通常不引出中性線，因此僅能提供線電壓，但相電壓仍然等於線電壓。
相電流與線電流的定義
- 相電流：流經每一相繞組的電流。
- 線電流：流經輸電線路的電流。
星形接法 (Y接) 的電流關係
在星形接法中，相電流和線電流的關係如下：
- 線電流 = 相電流
- 因為電流只沿一條路徑流動，從電源到負載。
三角形接法 (Δ接) 的電流關係
在三角形接法中，相電流和線電流的關係為：
- 線電流 = √3 × 相電流
- 線電流比相電流高約1.732倍。
實際應用的考量
選擇三相電源的接線方式時，需考量：
- 負載特性：不同類型負載對電壓和電流有不同要求。
- 系統容量：不同接線方式影響系統容量。
- 安全要求：不同接線在安全性上存在差異。
為進一步了解三相電力系統，建議參考行業標準和規範，例如IEEE標準。實際操作經驗也很重要，參與項目或實驗可加深理解。
線電壓. Photos provided by unsplash
三相電變壓器在208Y/120V系統中的應用
作為電力系統工程師，我經常接觸各種電力配置。在加拿大郊區，常見的供電系統是208Y/120V三相電系統。這種系統使用三相變壓器作為賣場的主要輸電點，確保其穩定運作。接下來，我們將探討三相電變壓器在此場景中的具體作用。
208Y/120V系統的接線方式與特性
208Y/120V系統採用星形接法，由三個繞組組成，中心接地形成中性線。該系統包含四條進線：一條中性線，以及A相、B相和C相。相電壓為120V，而線電壓為208V。這一數值關係源於相電壓之間的120°相位差，線電壓是相電壓的√3倍（約1.732倍）。
此配置的優點在於同時提供120V和208V，靈活滿足各種設備需求。照明和小型電器可使用120V，而空調和電動機則可利用208V。這樣，賣場能更有效地分配電力資源，提高能源利用率。
三相變壓器的功能與作用
在此系統中，三相變壓器的主要功能是將電力公司提供的高壓電（如4160V或13.8kV）轉換為適合賣場使用的低壓電。變壓器容量直接影響賣場的供電能力。容量不足可能導致電壓下降、設備運行不穩定，甚至停電，因此選擇合適容量的變壓器至關重要。
為確保電力供應安全，三相變壓器通常配備各種保護裝置，如斷路器、保險絲和過電流保護繼電器。在故障情況下，這些裝置能迅速斷開電源，防止設備損壞和人身傷害。因此，定期檢查和維護這些裝置是保障系統安全的關鍵。
實際應用中的考量
在實際應用中，需要考慮賣場的負載特性。例如，夏季空調高峰期將顯著增加電力需求。因此，選擇變壓器容量時必須考慮季節性變化。同時，要關注相位平衡問題。各相之間負載不平衡可能導致電壓不穩定和變壓器過熱。解決方法包括調整負載分配和使用自動電壓調節器。
欲了解更多，您可以參考Electrical Engineering Toolbox網站，提供詳細的三相變壓器連接資訊，幫助您深入了解不同接線方式的特性。
| 項目 | 說明 |
|---|---|
| 系統類型 | 208Y/120V 三相電系統 (加拿大郊區常見) |
| 接線方式 | 星形接法，包含中性線 (N) 和三相線 (A, B, C) |
| 電壓 | 相電壓: 120V；線電壓: 208V |
| 系統優點 | 同時提供120V和208V，滿足不同設備需求 |
| 三相變壓器功能 | 將高壓電轉換為208Y/120V低壓電 |
| 變壓器容量 | 需根據賣場負載選擇合適容量，不足可能導致電壓下降或停電 |
| 保護裝置 | 斷路器、保險絲、過電流保護繼電器等，確保電力供應安全 |
| 實際應用考量 – 負載特性 | 考慮季節性變化 (例如夏季空調高峰期) 對電力需求的影響 |
| 實際應用考量 – 相位平衡 | 各相負載需平衡，避免電壓不穩定和變壓器過熱；可透過調整負載分配或使用自動電壓調節器解決 |
| 更多資訊 | Electrical Engineering Toolbox |
線電壓計算方法
許多讀者會問：線電壓怎麼算？線電壓是多相供電系統中任意兩線之間的電壓。以三相系統為例，它指的是從A、B、C三相引出線之間的相互電壓，也稱為線間電壓。正確計算線電壓對設備選型和系統穩定性至關重要。
在星型（Y型）連接中，線電壓與相電壓的關係為：線電壓等於相電壓的根號3倍。例如，相電壓為220V，則線電壓為220V × √3 ≈ 380V。這個公式必須牢記。
這個公式的由來是什麼？在星型連接中，線電壓是兩個相電壓的向量差。由於三相電壓之間有120度的相位差，我們需要考慮相位關係進行向量運算，最終得出線電壓是相電壓的√3倍。想深入了解的讀者，可以參考相關電力系統書籍或Electrical Engineering Toolbox的星型電路分析網頁，此處有更詳細的數學推導和圖示。
另一種常見的連接方式是三角形（Δ型）連接，在此情況下，線電壓等於相電壓，因為每一相直接連接在兩條線之間，所以測得的電壓就是相電壓。因此，計算三角形連接系統的線電壓時，僅需知道相電壓。
實際應用中的注意事項：
- 電壓降： 由於線路阻抗，線電壓在傳輸過程中會產生電壓降。因此，負載端的線電壓可能低於電源端。在長距離輸電或重負載情況下，需精確計算和補償電壓降。
- 諧波干擾： 系統中可能存在諧波，影響線電壓測量精度。諧波導致電壓波形畸變，使測量結果產生誤差。高精度測量時，應使用具有諧波抑制功能的儀器，或採取濾波措施。
- 測量儀器精度： 測量儀器的精度直接影響線電壓測量結果。選擇儀器時需考慮精度等級，並定期校驗，確保測量準確性。
實用技巧：
- 使用數位萬用表： 現代數位萬用表具有精確的電壓測量功能，方便測量交流電壓的有效值（RMS）。
- 利用電力品質分析儀： 若需分析線電壓品質，可使用電力品質分析儀，測量電壓的諧波含量和不平衡度，全面了解電力系統運行狀況。
- 注意安全： 測量線電壓時務必注意安全，穿戴絕緣手套，使用絕緣工具，避免觸電。特別是在高壓環境中，更要遵守安全操作規程。
理解線電壓的計算方法及影響測量的因素對電力系統工程師至關重要。希望上述內容能幫助您更好地應用線電壓知識。
三角形聯結中的線電壓與相電壓
理解不同接線方式下的電壓關係對電力系統至關重要。本節聚焦於三角形聯結，這是一種常見的三相電路接線方法。在此方式中，相電壓和線電壓的關係是線電壓等於相電壓。
讓我們分析兩種接線圖：
接線圖一：三個電阻或阻抗組成的三角形，每個角代表一相。此接線方式中，測量任兩條線路之間的電壓（線電壓）實際上等同於測量單個相的電壓（相電壓）。
接線圖二：此接線方式強調閉合迴路特性。每一邊對應一個相繞組，因每一相直接跨接於電源的兩條線上，相電壓和線電壓相同。
因此，在線電壓和相電壓的測量點相同。 不過，這不意味著所有參數相等。線電流將分成兩個相電流，並且線電流一定大於相電流。二者關係為：線電流等於相電流的√3倍，即 I_線 = √3 I_相。
例如，對於三角形聯結三相電路，如果線電壓為380V，則相電壓也是380V。但如果線電流為10A，則每一相的電流為10A/√3，約5.77A。
實際應用中的注意事項：
理解三角形聯結的電壓與電流關係在工程應用中至關重要。在設計電動機繞組時，需根據電源的線電壓選擇合適的繞組，確保其能承受電壓而不損壞。此外，若線電壓與相電壓不相等，則可能出現接線錯誤或其他問題。
掌握線電壓與相電壓的關係，有助於電氣工程師：
– 正確選擇設備，確保設備額定電壓與系統電壓相符。
– 安全運行系統，避免因電壓不匹配造成設備損壞。
– 故障排除，迅速診斷並修復電路問題。
總結而言，了解三角形聯結中的線電壓與相電壓關係對從事電力系統的專業人員至關重要。這樣能確保電力系統的安全、可靠和高效運行。如需進一步了解，可參考這篇線電壓與相電壓的文章。
線電壓結論
綜上所述，深入理解線電壓對於電力系統的設計、分析和維護至關重要。從本文中，我們學習了線電壓的定義、測量方法，以及它與相電壓在不同電力系統（例如三相三線制和三相四線制）中的關係。 我們探討了線電壓在各種應用場景中的實際應用，例如在選擇電氣設備時，必須確認設備的額定電壓與系統的線電壓相符，以確保安全和可靠的運行。 錯誤的線電壓匹配可能導致設備損壞，甚至造成安全事故，因此正確的線電壓計算和測量至關重要。
我們也分析了線電壓在不同接線方式（星形接法和三角形接法）下的計算方法，並強調了在實際應用中需要考慮的因素，例如電壓降、諧波干擾以及測量儀器的精度。 正確地掌握線電壓的計算方法，並能區分線電壓和相電壓的差異，是電力系統工程師和電工技師的基本技能，也是確保電力系統安全穩定運行的關鍵。
希望本文能幫助您更透徹地理解線電壓的概念，並將這些知識應用於您的實際工作和學習中。 記住，安全始終是第一位的，在處理任何與電力相關的工作時，請務必遵守安全規範，並在需要時尋求專業人士的協助。 持續學習和實踐，才能不斷提升您在電力系統方面的專業知識和技能，並更加有效地應用線電壓等關鍵概念。
線電壓 常見問題快速FAQ
什麼是線電壓，它與相電壓有何不同？
線電壓指的是多相電力系統中任意兩條相線之間的電壓。例如，在三相系統中，就是三相火線之間的電壓。相電壓則指的是單相系統中火線與中性線之間的電壓，或在三相系統中，任一相線與中性線之間的電壓。 簡單來說，線電壓是測量不同相線之間的電位差，而相電壓是測量單一相線與中性線之間的電位差。它們的數值關係在不同的接線方式（例如星形接法和三角形接法）下有所不同，在星形接法中，線電壓通常是相電壓的√3倍。
如何安全地測量線電壓？
測量線電壓時，安全至關重要。務必使用經過校準的電壓表或萬用表，並將其設定至適當的量程，且高於預期測量值。在開始測量前，請務必確認電源已斷開，或採取其他安全措施，例如使用絕緣工具和穿戴絕緣手套。測量時應避免直接接觸帶電導體，並保持周圍環境乾燥。如果對測量過程不熟悉或缺乏經驗，請尋求專業電工的協助，以確保安全。
線電壓在電力系統設計和維護中扮演什麼角色？
線電壓是電力系統設計和維護中的關鍵參數。它直接影響設備的選型，因為所有設備都必須與系統的線電壓相匹配才能安全可靠地運行。線電壓的穩定性也至關重要，因為電壓過高或過低都可能導致設備損壞或性能下降。在設計和維護電力系統時，工程師需要精確計算和監控線電壓，並採取措施以確保電壓的穩定性和安全性。例如，需要考慮電壓降、負載平衡和諧波干擾等因素。