在单相三线式中,
两根相线(=火线)任意一根,跟中性线之间电压都是相同的,日本是100V,台湾是110V,北美是110或120V;
两根相线之间的电压,是2倍于相线与中性线之间的电压,即日本200V,台湾220V,北美220V或240V。
截一张
东电的图
所以提主的问题:
Q:单相三线制两根火线之间是否会有压差?
A:是的,压差就是200~240V用电器所用的电压。
Q:美国的110V和220V电压标准通过单相三线是怎么实施的?是一根火线110V,一根火线220V吗?
A:两根火线对中性线都是110V,没有对中性线电压为220V的相线,220V是两根相线之间的电压。
Q:单相三线制的电表与普通的单相两线制的电表有什么区别吗?电表计算电能有没有什么特别之处?
A:单相三线式的电表猜测与三相电表类似,只是驱动由三组变为两组,110V负载运转时对应相线的那一组驱动运转,220V负载运转时,两组驱动同时运转。
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更新:
《低压电气装置的设计安装和检验(第二版)》我看了,的确书上写的是你画的那样:单相三线供电是变压器引出两个相位相同的相线,两相三线供电是变压器引出两个相位差180°的相线。
然后我查了Wikipedia的两相交流,有两相四线和两相三线两种:
二相交流 - Wikipedia (有英文版)。
其中两相三线仅有《低》中所说的两相三线(b)种类,即相位差90°的。这种发电机是两组单相绕组互成90°套着的,引出两相三线时,两组绕组各自一根相线共用,所以这的确是两相。这种两相电文中说后来被三相电取代,现在已经基本不用了。
而《低》中所说的两相三线(a)种类,即你所画的这种,同时也是日本现行的这种,在维基中被划为单相三线:
単相3線式 - Wikipedia (有英文版)。
综上,我认为《低》中所说的两相三线"系统",是指在发电(或变压器次级)端,和用电器端,都是使用两相电(如L1-N-L2)时的这一个"系统"。
而日本所使用的市电,虽然在变压器次级端是两相三线电源入户,但并不使用在两相用电器上,而是分别接L1-N或L2-N取单相100V,接L1-L2取单相200V,用在单相用电器上,所以这个"系统"被称为单相三线"系统"。
就像中国三相四线380V入楼,然后取一个相线和一个中性线得到单相220V入户,成为单相两线系统。因为用电器始终是单相的,无论入户(入楼)有几根相线,也是单相系统吧。中国的单相380V用电器,虽然使用的电是由三相三线380V来的,而且利用了两根相线,但因为用电器本身是单相的,所以称为单相380V而不是两相380V。
日本单相200V的电器是在日本使用L1-L2两根相线入户的电,也可以用在中国L-N入户的单相电;反过来同样,中国单相220V的电器要在日本使用的话,使用的是 L1-L2入户的200V电(此时请忽略10%电压差,实际上是可用的),不能说单相的用电器可以使用两相的电源吧。
因为只有L1-N-L2(因为只有两相,所以不存在三角形接法)连接的用电器才是两相,所以日本由两根相线组成的L1-L2的200V电,也是单相电。即,无论给电器供电的,是相线-零线,还是相线-中性线,还是一条相线-与之相位有夹角的另一条相线,电器得到的电源因为只有一条通路,所以都称为单相电。
所以我还是坚持Wikipedia以及日本现行的这种说法,把两个互成180°相位的相线+一个中性线的供电称为单相三线式。
不知道到现在为止你能不能明白两相三线"供电"变成单相三线"系统"这件事儿了。如果OK的话,接下来原问题就变成了:
北美的单相220~V是像日本那样由两个互成180°的110~V相线得到的,还是变压器次级单出一个对中性线220~V的相线?
好吧,这个我还没有查,英文比较烂,查完再回复你。
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更新,关于北美的单相三线式:
因为英文不是很好,且对北美的网站不熟悉,仅以「america single-phase three-wire」为关键字Google,查看了少量条目和Google图片。结果是:
如 What's the difference between three phase 240 V and standard household 240 V? 条目中对单相三线120/240V的解释图:
以及Google图片结果中关于从发电到输电到入户的变压图:
而您问题中,以及@张海涛所说的相位相同的L1--N110V,L2--N220V的形式,没有找到相应的图。
虽然取相位相同的独自一条对N为220~V的线,在断零时不会烧毁电器,但可能考虑到负载的平衡(当家庭仅使用110~V电器时,该方案2/3容量的入户布线被浪费,全部负载都走1/3容量的那条110~V的布线),所以北美也没有这么做吧。
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