三相功率的测量

3．4．2　三相功率的测量

1）三相有功功率的测量

（1）一表法

用一只单相功率表分别测量每一相（共三相）负载消耗的功率，然后求它们的总和，即为三相负载消耗的功率。如果负载对称，则可用一只功率表测量其中一相负载功率，三相总功率等于功率表读数乘3。对于三相四线制电路，具体测量方法与单相功率的测量方法相同；对于三相三线制电路，以星形连接的负载，采用图3．33（a）所示的电路；以三角形连接的负载，采用图3．33（b）所示的电路。

（2）两表法

这种方法适应于三相三线制电路，被测负载可以是对称的，也可以是不对称的，测量电路如图3．34所示。

从图中功率表的接线可以看出，PW₁取A相的电流和A、C两相间的电压，读数为：

式中：φ₁为与的相位差。

图3．33　一表法测量三相功率的电路

图3．34　两表法测量三相功率的电路

PW₂取B相电流和B、C两相间的电压，读数为：

式中：φ₂为与的相位差。

因此，两表读数之和为三相负载消耗的总功率，即

下面以星形连接的负载为例来证明。

在三相三线制电路中，三相总瞬时功率为：

因为：

i_A＋i_B＋i_C＝0

所以：

将式（3．99）代入式（3．98）得：

式（3．100）为三项总瞬时功率。三相总有功功率（平均功率）为：

式（3．101）即式（3．97），因此得证。

从式（3．101）可以看出，无论三相负载是否对称，只要是三相三线制，三相总功率都等于两表读数的代数和。

说明：

①图3．34是用两表法测三相功率的一种接线方式，事实上，还有多种接线方法。

②在正确接线的情况下，由于φ₁或φ₂可能大于90°，W₁或W₂为负值，所以功率表可能出现反偏现象，此时将该表的电流线圈反接再进行测量，但该表的读数取负值。

③一只表的读数没有意义，它不代表三相负载的某一部分功率。

（3）三表法

三相电路的总功率等于各相功率之和。因此，测量任何三相电路功率的最直接方法是使用三个功率表分别测出各相的功率，然后求和。三表法的接线如图3．35所示。

图3．35　三表法测量三相功率的电路

（4）三相有功功率表

三相有功功率表实际上是利用二表法和三表法测量三相功率的原理，将两个或三个单相功率表的测量机构组合起来而构成的。三元件三相有功功率表利用三表法测量原理，三个单元的可动部分固定在同一转轴上。因此，仪表的总转矩等于三个单元转矩的代数和。当按照三表法测量功率的方式将三元件三相有功功率表接入三相四线制电路中时，其指针示值即为三相负载的总功率。两元件三相功率表利用两表法测量原理，两个单元的可动部分固定在同一转轴上。因此，仪表的总转矩等于两个单元转矩的代数和。当按照两表法测量功率的方式将两元件三相有功功率表接入三相三线制电路中时，其指针示值即为三相负载的总功率。