三相4線式変圧器での線間・対地電圧の不一致とその原因

三相4線式変圧器の低圧側では、線間電圧と対地電圧の関係が理想値と異なる場合があります。特にR-S、S-T、R-T間の線間電圧が200Vで、対地電圧がR-S100V、R-T100V、S-T175Vになる現象について解説します。

三相4線式の基本構造

三相4線式は三相変圧器の低圧側に中性線を設け、各相と中性線間に単相負荷を接続できる方式です。理想状態では、各相の対地電圧は線間電圧の1/√3に相当します。

例えば、線間200Vの場合、各相対地電圧は約115Vとなります（理論上は200/√3 ≈ 115V）。

対地電圧の不均衡は、負荷の不平衡や中性線のインピーダンス、接続ミスによって発生します。特に単相負荷が偏って接続されると、相間の電圧分布がずれ、理想的な対地電圧が得られません。

S-T間が175Vになるのは、R相とT相間の負荷バランスの影響で中性点が偏位しているためです。

中性点が完全に接地されていない場合、三相負荷の不均衡により中性点電位が変動します。これにより、特定の線間の対地電圧が理想値から外れます。

具体的には、R相とT相間の負荷が相対的に少ないか多いと、S-T間の対地電圧が100Vでもなく、線間175Vといった値になります。

対地電圧の偏りを抑えるには、各相への負荷を均等化することが基本です。また、中性線を確実に接地し、変圧器や配電盤の接続状態を確認することで、異常な電圧分布を防ぐことができます。

負荷測定と分配の改善、または必要に応じた補正用リアクタやタップ変更で電圧バランスを整えることが可能です。

三相4線式変圧器でS-T間の対地電圧が理論値と異なる原因は、負荷不均衡や中性点の偏位によるものです。線間200Vに対してR-S100V、R-T100V、S-T175Vとなるのは、そのためであり、理想的な電圧分布には負荷のバランス調整や中性点接地の確認が必要です。