为什么三相而不是三相输电？

为什么电力传输使用具有三个不同相位的三条线路？为什么不在同一阶段有三条线？这是否与用于发电的交流发电机有关，或者当三条线路的相位都不同时损耗是否更小？

^{我的问题与“ 为什么要使用三相电源？为什么不使用更多的相？ ”（参见“ 为什么三相偏移120度？ ”）相反。}

为什么不在同一阶段有三条线？

1. 因为那时没有返回路径。
2. 因为单相没有“旋转”。三相使得制造具有相位顺序确定旋转方向的旋转电机非常简单。交换两个阶段，方向相反。

当三条线的相位都不同时，损耗会更少吗？

1. 与单相电源相比，三相配电需要更少的铜或铝来传输相同数量的电源。
2. 三相电动机的尺寸小于相同额定值的单相电动机的尺寸。
3. 三相电动机是自启动的，因为它们会产生旋转磁场。单相电动机需要特殊的启动绕组，因为它仅产生脉动磁场。
4. 在单相电动机中，电动机中传递的功率是瞬时功率的函数，瞬时功率不断变化。在三相中，瞬时功率是恒定的。
5. 单相电机更容易振动。但是，在三相电动机中，在整个周期内传递的功率是均匀的，因此可以大大减少振动。
6. 三相电动机具有更好的功率因数调节。
7. 三相可实现低纹波的高效直流整流。

图1.三相整流器产生的直流电。

8. 发电机还受益于整个旋转过程中呈现恒定的机械负载，从而最大程度地提高了功率并最大程度地减少了振动。

来自@Transistor的好答案。要添加更多：-

从产生干扰的角度来看，三相固有地电流和电压平衡。在任何一个时间点（以及合理平衡的负载），磁辐射都很低，因为所有的磁场都由于电流平衡而抵消。

在近场中存在净电压平衡-对于降低EMI很重要。对于单相和回路导线而言，情况并非如此，因为在近距离远场中看到的净交流电压场是带电端子上交流场的一半。这会产生EMI。

显然，您可以说一个论点，即在不平衡条件下会有净磁场，但是要解决此问题，在大型高功率传输线上，不平衡通常只会达到最大百分比：-

因此，对于平衡的30 A负载（每相），由于120度平衡，三个电流相量的总和为零。

另一个好处是，由于总是有两个二极管导通，因此在转换为DC时，三相产生的纹波电压要低得多：-

我将仅将注意力集中在传输上，而不解释为什么三相通常有用，因为其他答案也是如此。

动力传输是一种折衷。传输效率和转换简便性之间的折衷。传输电力的最有效方法是直流电。这就是为什么大多数超长线路都是HVDC（高压直流电）的原因。但是，当您要从电站将其转换为HV时，DC转换为HV的效果最差；而当您要将其馈送到用户时，DC转换回LV的效果最差。

另一方面，交流电转换非常方便-只需放置一个变压器即可。但是，传输很糟糕。例如。AC会散发出一些能量，但这不是主要问题。如果查看正弦图，您会发现交流电线实际上并不能100％地工作。尽管直流电缆始终承载有用的电流（可以将直流视为100％占空比PWM），但交流电缆仅在一部分时间内承载电流。这意味着，对于相同的峰值电压（决定线路绝缘的成本）和相同的峰值电流（决定导体的尺寸和成本），AC只能传输部分功率。

多阶段的想法来了。当然，单相并不意味着什么，您可以在6条导体上实现3相（3对完全独立）。这里的关键是相位之间的导线共享。这就像军舰上的一个热床-2名海员共享1个床铺，当一个人醒来并开始轮班时，另一个人结束了轮班并入睡。关键是不要有一个空的铺位只是浪费空间，而三相交流电的工作原理是相同的：在一个相“静止”时，另一相正在重新利用其中一根电线传输自己的电流。乍一看还不清楚，因为它非常不稳定，一个相向0下降而另一个相向上升，而且从来没有一个相将其作为一个整体。但是关键是要重用电线的空闲时间。

为什么是3？因为2太小，所以您不能在2条线上有2相。3是可以共享所有导线的最小相数。为什么要抵消？因为X导体上的一相与1导体厚X倍相同。

当将三相系统与一相系统进行比较时，您可以清楚地看到，仅增加50％的导线，即可获得3倍的电流。

三相传输使用TWICE导线的效率与1相一样。 因此，在构建线路时，您可以使用一半的铜。