ระบบ สามสายแบบ แยกเฟสหรือเฟสเดียวเป็นรูปแบบหนึ่งของ การจ่าย พลังงานไฟฟ้าเฟสเดียวเป็นระบบกระแสสลับ (AC) ที่เทียบเท่ากับระบบ กระแสตรงสามสายดั้งเดิมที่พัฒนาโดยEdison Machine Worksข้อได้เปรียบหลักของการจ่ายแบบแยกเฟสคือ สำหรับความจุพลังงานที่กำหนด จะต้องใช้วัสดุตัวนำน้อยกว่าระบบเฟสเดียวสองสาย^{[ 1 ]}

ระบบจ่ายไฟแบบแยกเฟสมีการใช้งานอย่างแพร่หลายในอเมริกาเหนือสำหรับที่อยู่อาศัยและอาคารพาณิชย์ขนาดเล็ก การติดตั้งทั่วไปจะจ่ายไฟให้ กับสายไฟกระแสสลับ 120 โวลต์ สองเส้นที่มีเฟสต่างกัน 180 องศา (เมื่อเทียบกับสายกลาง) พร้อมกับสายกลางร่วมกัน สายกลางนี้ต่อลงดินที่ จุด กึ่งกลางของหม้อแปลง

ในทวีปอเมริกาเหนือ วงจรไฟฟ้ามาตรฐานสำหรับไฟส่องสว่างและเครื่องใช้ไฟฟ้าขนาดเล็กในครัวเรือนจะต่อระหว่างสายไฟเส้นเดียวกับสายกลาง ทำให้ ได้แรงดันไฟฟ้า 120 โวลต์ส่วนเครื่องใช้ไฟฟ้าที่ใช้พลังงานสูงกว่า เช่น เตาอบ เครื่องอบผ้า หรือเครื่องทำน้ำอุ่น จะใช้ไฟ240 โวลต์ซึ่งต่อระหว่าง สาย ไฟ 120 โวลต์ สองเส้น เครื่องใช้ ไฟฟ้า 240 โวลต์ เหล่านี้อาจต่อสายไฟโดยตรงหรือใช้เต้ารับที่ออกแบบมาให้ไม่สามารถใช้ร่วมกับเต้ารับ 120 โวล ต์ได้

ระบบแยกเฟสยังถูกนำมาใช้ในงานเฉพาะทางบางประเภทเพื่อลดความเสี่ยงจากไฟฟ้าช็อตหรือเพื่อลดสัญญาณรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าให้น้อยที่สุด

หม้อแปลงไฟฟ้าที่จ่ายไฟให้กับระบบจำหน่ายแบบสามสายจะมีขดลวดขาเข้า (ขดลวดปฐมภูมิ) แบบเฟสเดียว ส่วนขดลวดขาออก (ขดลวด ทุติยภูมิ) จะมี จุดต่อตรงกลาง ที่ ต่อลงดินดังแสดงในรูปที่ 1แรงดันที่วัดจากปลายด้านใดด้านหนึ่งไปยังจุดกึ่งกลางจะเป็นครึ่งหนึ่งของแรงดันที่วัดจากปลายด้านหนึ่งไปยังอีกด้านรูปที่ 2แสดง แผนภาพ เฟเซอร์ของแรงดันขาออกสำหรับหม้อแปลงแบบแยกเฟส เนื่องจากเฟเซอร์ทั้งสองไม่ได้กำหนดทิศทางการหมุนที่เฉพาะเจาะจงสำหรับสนามแม่เหล็กหมุนดังนั้นหม้อแปลงแบบแยกเฟสเดียวจึงไม่ใช่ระบบสองเฟส

ในสหรัฐอเมริกาและแคนาดา วิธีการนี้มีต้นกำเนิดมาจากระบบจ่ายไฟกระแสตรง (DC) ที่พัฒนาโดยโทมัส เอดิสันโดยการต่อหลอดไฟเป็นคู่หรือเป็นกลุ่มในวงจรเดียวกันแบบอนุกรม และเพิ่มแรงดันไฟฟ้าเป็นสองเท่า ทำให้ขนาดของตัวนำลดลงอย่างมาก เมื่อมีสองวงจร แต่ละวงจรมีโหลดที่แตกต่างกัน สายไฟร่วมของแต่ละวงจรสามารถแทนที่ด้วยตัวนำเดี่ยวที่ต่อกลับไปยังจุดกึ่งกลางของแรงดันไฟฟ้า ทำให้แรงดันไฟฟ้าของวงจรย่อยคงที่จากการเปลี่ยนแปลงเมื่อเปิดและปิดโหลด กระแสที่ไหลในสายกลางเป็นเพียงกระแสที่ไม่สมดุลที่ไหลจากกลุ่มโหลดหนึ่งไปยังอีกกลุ่มหนึ่ง การจัดเรียงนี้ช่วยลดจำนวนตัวนำจากสี่เหลือสาม พร้อมทั้งประหยัดค่าแรงและวัสดุได้อย่างมาก

แรงดันไฟฟ้าระหว่างสายกับนิวทรัลมีค่าครึ่งหนึ่งของแรงดันไฟฟ้าระหว่างสายกับสาย อุปกรณ์ให้แสงสว่างและเครื่องใช้ไฟฟ้าขนาดเล็กอาจเชื่อมต่อระหว่างสายกับนิวทรัลได้ ส่วนเครื่องใช้ไฟฟ้าที่มีกำลังไฟสูง เช่น อุปกรณ์ทำอาหาร เครื่องทำความร้อน เครื่องทำน้ำอุ่น เครื่องอบผ้า เครื่องปรับอากาศ และ อุปกรณ์ชาร์จ รถยนต์ไฟฟ้าจะเชื่อมต่อกับตัวนำสายทั้งสองเส้น ซึ่งหมายความว่า สำหรับการจ่ายพลังงานในปริมาณเท่ากัน กระแสไฟฟ้าจะลดลงครึ่งหนึ่ง จึงอาจใช้ตัวนำที่มีขนาดเล็กกว่าที่จำเป็นหากเครื่องใช้ไฟฟ้าได้รับการออกแบบให้จ่ายไฟด้วยแรงดันไฟฟ้าที่ต่ำกว่า^{[ 2 ]}

หากรับประกันได้ว่าโหลดมีความสมดุล (กระแสไฟฟ้าที่ดึงจากแต่ละสายเท่ากัน) ตัวนำกลางจะไม่รับกระแสใดๆ และระบบจะเทียบเท่ากับระบบแบบปลายเดียวที่มีแรงดันไฟฟ้าเป็นสองเท่า โดยที่สายไฟรับกระแสครึ่งหนึ่ง ในกรณีนี้จะไม่จำเป็นต้องมีตัวนำกลางเลย แต่จะไม่เหมาะสมสำหรับโหลดที่เปลี่ยนแปลง การต่อกลุ่มต่างๆ เข้าด้วยกันแบบอนุกรมจะทำให้แรงดันไฟฟ้าและความสว่างเปลี่ยนแปลงมากเกินไปเมื่อเปิดและปิดหลอดไฟ

โดยการเชื่อมต่อกลุ่มหลอดไฟทั้งสองเข้ากับสายกลาง ซึ่งมีศักย์ไฟฟ้าอยู่ระหว่างสายไฟสองเส้น กระแสไฟฟ้าในสายกลางจะจ่ายความไม่สมดุลของโหลด ทำให้แรงดันไฟฟ้าในทั้งสองกลุ่มคงที่โดยประมาณ กระแสไฟฟ้ารวมที่ไหลผ่านสายไฟทั้งสามเส้น (รวมถึงสายกลาง) จะเป็นสองเท่าของกระแสไฟฟ้าที่จ่ายให้กับครึ่งที่มีโหลดมากที่สุดเสมอ

สำหรับการเดินสายไฟระยะสั้นซึ่งมีข้อจำกัดด้านความสามารถในการรับกระแสไฟฟ้า ของตัวนำ วิธีนี้ช่วยให้สามารถใช้ตัวนำขนาดครึ่งหนึ่งสามตัวแทนตัวนำขนาดเต็มสองตัว โดยใช้ทองแดงเพียง 75% ของระบบไฟฟ้าเฟสเดียวที่เทียบเท่ากัน

การเดินสายไฟระยะยาวนั้นถูกจำกัดด้วย ขีดจำกัด แรงดันตกคร่อม ที่อนุญาต ในตัวนำ เนื่องจากแรงดันไฟฟ้าที่จ่ายเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า โหลดที่สมดุลจึงสามารถทนต่อแรงดันตกคร่อมได้เป็นสองเท่า ทำให้สามารถใช้ตัวนำขนาดหนึ่งในสี่ได้ ซึ่งจะใช้ทองแดงเพียง 3/8 ของระบบเฟสเดียวที่เทียบเท่ากัน

ในทางปฏิบัติ มักจะเลือกค่ากลางบางค่า ตัวอย่างเช่น หากความไม่สมดุลจำกัดอยู่ที่ 25% ของโหลดทั้งหมด (ครึ่งหนึ่งของครึ่งหนึ่ง) แทนที่จะเป็นกรณีที่เลวร้ายที่สุดที่ 50% ตัวนำขนาด 3/8 ของขนาดตัวนำเฟสเดียวจะรับประกันแรงดันตกสูงสุดเท่ากัน โดยรวมแล้วจะมีขนาด 9/8 ของตัวนำเฟสเดียวหนึ่งตัว หรือ 56% ของทองแดงในตัวนำเฟสเดียวสองตัว

ใน ระบบ จ่ายไฟแบบสมดุลหรือบางครั้งเรียกว่า "ระบบจ่ายไฟทางเทคนิค" จะใช้ หม้อแปลง แยก ที่มีจุดต่อตรงกลางเพื่อสร้างแหล่งจ่ายไฟแยกต่างหาก โดยมีตัวนำที่มีแรงดันไฟฟ้าสมดุลเมื่อเทียบกับกราวด์ จุดประสงค์ของระบบจ่ายไฟแบบสมดุลคือเพื่อลดสัญญาณรบกวนที่ส่งไปยังอุปกรณ์ที่ไวต่อสัญญาณรบกวนจากแหล่งจ่ายไฟให้น้อยที่สุด

แตกต่างจากระบบจ่ายไฟแบบสามสาย ระบบนี้ไม่มีสายกลางที่ต่อลงดินกระจายไปยังโหลด ใช้เพียงการเชื่อมต่อแบบสายต่อสายที่แรงดัน120 โวลต์ เท่านั้น ระบบจ่ายไฟแบบสมดุลนี้ใช้เฉพาะสำหรับการจ่ายไฟเฉพาะทางในสตูดิโอผลิตเสียงและวิดีโอ การออกอากาศเสียงและโทรทัศน์ และการติดตั้งเครื่องมือวิทยาศาสตร์ที่ละเอียดอ่อน

รหัสไฟฟ้าแห่งชาติของสหรัฐอเมริกากำหนดกฎเกณฑ์สำหรับการติดตั้งระบบไฟฟ้าทางเทคนิค^{[ 3 ]}ระบบเหล่านี้ไม่ควรใช้สำหรับไฟส่องสว่างทั่วไปหรืออุปกรณ์อื่นๆ และอาจใช้ซ็อกเก็ตพิเศษเพื่อให้แน่ใจว่ามีเพียงอุปกรณ์ที่ได้รับอนุมัติเท่านั้นที่เชื่อมต่อกับระบบ นอกจากนี้ ระบบไฟฟ้าทางเทคนิคยังให้ความสำคัญเป็นพิเศษกับวิธีการต่อสายดินของระบบจำหน่าย

ความเสี่ยงของการใช้ระบบไฟแบบบาลานซ์ในห้องที่มีระบบไฟแบบ "ธรรมดา" อยู่ด้วย คือ ผู้ใช้อาจต่อระบบไฟทั้งสองเข้าด้วยกันโดยไม่ได้ตั้งใจ ผ่านระบบอุปกรณ์เสียงหรือวิดีโอ ซึ่งส่วนประกอบบางอย่างอาจต่ออยู่กับระบบไฟที่แตกต่างกัน โอกาสที่จะเกิดเหตุการณ์เช่นนี้สามารถลดลงได้โดยการติดป้ายกำกับเต้ารับไฟแบบบาลานซ์อย่างเหมาะสม และโดยการใช้เต้ารับไฟสำหรับระบบบาลานซ์ที่มีลักษณะทางกายภาพแตกต่างจากเต้ารับไฟแบบ "ธรรมดา" เพื่อให้แยกแยะได้ง่ายขึ้น

ในสหราชอาณาจักรเครื่องมือไฟฟ้าและไฟส่องสว่างแบบพกพาในสถานที่ก่อสร้างและรื้อถอนขนาดใหญ่จะอยู่ภายใต้มาตรฐานBS 7375และหากเป็นไปได้ แนะนำให้ใช้ระบบจ่ายไฟแบบมีจุดต่อกลาง (centre-tap) โดยมีแรงดันไฟฟ้าเพียง 55 โวลต์ระหว่างตัวนำไฟฟ้าและสายดิน (เรียกว่าCTEหรือcentre-tap earthหรือ 55–0–55) ระบบแรงดันต่ำนี้ใช้กับอุปกรณ์ 110 โวลต์ โดยไม่มีตัวนำกลาง ในพื้นที่ที่มีความเสี่ยงสูง อาจใช้การป้องกัน RCD แบบสองขั้วเพิ่มเติม จุดประสงค์คือเพื่อลดอันตรายจากไฟฟ้าช็อตที่อาจเกิดขึ้นเมื่อใช้อุปกรณ์ไฟฟ้าในสถานที่ก่อสร้างที่เปียกหรือกลางแจ้ง และขจัดความจำเป็นในการตัดการเชื่อมต่ออัตโนมัติอย่างรวดเร็วเพื่อป้องกันไฟฟ้าช็อตในระหว่างเกิดความผิดพลาด หม้อแปลงแบบพกพาที่แปลงไฟเฟสเดียว 240 โวลต์เป็นระบบเฟสแยก 110 โวลต์นี้เป็นอุปกรณ์ก่อสร้างทั่วไป ชุดเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ใช้ในสถานที่ก่อสร้างได้รับการติดตั้งเพื่อจ่ายไฟโดยตรง อย่างไรก็ตาม ฟาร์มขนาดใหญ่อาจได้รับแหล่งจ่ายไฟ 230–0–230 (ระบุ)

ข้อดีโดยบังเอิญอีกประการหนึ่งคือ ไส้หลอดไฟแบบไส้ 110 โวลต์ ที่ใช้ในระบบดังกล่าวมีความหนากว่า จึงมีความทนทานทางกลมากกว่าไส้หลอดไฟแบบไส้ 240 โวลต์

ระบบไฟฟ้าเฟสเดียวแบบสามสายนี้เป็นที่นิยมในทวีปอเมริกาเหนือสำหรับการใช้งานในบ้านพักอาศัยและอาคารพาณิชย์ขนาดเล็ก แผงเบรกเกอร์โดยทั่วไปจะมีสายไฟสองเส้น (สายไฟร้อน) และสายกลางหนึ่งเส้น ต่อเข้ากับจุดต่อลงดินตรงกลางของหม้อแปลงไฟฟ้า โดยปกติแล้ว สายไฟเส้นหนึ่งจะเป็นสีดำและอีกเส้นหนึ่งเป็นสีแดง ส่วนสายกลางจะเป็นสีขาวหรือสีเทาเสมอเบรกเกอร์ แบบขั้วเดียว จะจ่ายไฟให้ กับวงจร 120 โวล ต์ จาก บัส 120 โวลต์ ตัวใดตัวหนึ่ง ภายในแผง หรือเบรกเกอร์แบบสองขั้วจะจ่ายไฟให้กับ วงจร 240 โวลต์จากบัสทั้งสอง วงจร120 โวลต์เป็นวงจรที่พบได้บ่อยที่สุด และใช้สำหรับจ่ายไฟให้กับเต้ารับNEMA 1 (ไม่มีสายดิน) และNEMA 5 (มีสายดิน) และวงจรไฟส่องสว่างแบบต่อตรงส่วนใหญ่ในบ้านพักอาศัยและอาคารพาณิชย์ขนาดเล็ก วงจร240โวลต์ใช้สำหรับงานที่ต้องการกำลังไฟสูง เช่นเครื่องปรับอากาศเครื่องทำความร้อนเตาไฟฟ้าเครื่องอบผ้าไฟฟ้าเครื่องทำน้ำอุ่นและจุดชาร์จ รถยนต์ ไฟฟ้า อุปกรณ์ เหล่านี้ใช้ เต้ารับแบบ NEMA 10 (แบบเก่า) หรือNEMA 14 (แบบใหม่) ซึ่งไม่รองรับปลั๊กไฟ 120 โวลต์

ข้อกำหนดการเดินสายไฟควบคุมการใช้งานวงจรเฟสแยกเพื่อให้สายกลางที่ใช้ร่วมกันได้รับการป้องกันจากกระแสเกิน สายกลางสามารถใช้ร่วมกันได้เฉพาะกับสองวงจรที่จ่ายไฟจากสายตรงข้ามของระบบจ่ายไฟ โดยใช้เบรกเกอร์วงจรที่เชื่อมต่อด้วยแท่งเพื่อให้ทั้งสองตัดวงจรพร้อมกัน ( ^{[ 4 ]} NEC 210.4) ซึ่งจะป้องกันไม่ ให้แรงดัน 120 Vไหลผ่านวงจร 240 V

ในระบบไฟฟ้าของทางรถไฟความเร็วสูง จะใช้ระบบไฟฟ้าแบบแยกเฟส25 kV AC โดยจะมี สายไฟสองเส้นแยกกันเดินตามราง คือ สายไฟสำหรับหัวรถจักรและสายไฟป้อนกระแสไฟฟ้าแยกกัน แต่ละสายจะได้รับแรงดัน 25 kV เทียบกับกราวด์ (จุดกึ่งกลางต่อลงกราวด์) และมีแรงดัน 50 kV ระหว่างกันหม้อแปลงอัตโนมัติที่ติดตั้งตามรางจะช่วยปรับสมดุลโหลดระหว่างสายไฟสำหรับหัวรถจักรและสายไฟป้อนกระแสไฟฟ้า โดยขั้วหนึ่งจะจ่ายไฟให้กับส่วนของสายไฟเหนือศีรษะ ในขณะที่อีกขั้วหนึ่งใช้สำหรับส่วนอื่น เพื่อลดการสูญเสียเนื่องจากความต้านทาน ดูเพิ่มเติมที่: ระบบไฟฟ้าทางรถไฟ 25 kV AC #ระบบหม้อแปลงอัตโนมัติ 2 × 25 kV

• เป็นกลางร่วมกัน