三相交流电路中功率的测量

（1）复习三相交流电路功率的基本概念，学习三相交流电路中三相负载的两种联结方法，并进行理论计算。

（2）掌握三相交流电路中功率的不同测量方法。

（3）用白炽灯组成对称或不对称负载的星形联结，分别用二功率表法和三功率表法测量三相负载的总有功功率。

1．三相负载的联结

三相负载有星形联结和三角形联结两种联结方式，不论负载是哪一种联结方式，电路总的有功功率都等于各相有功功率之和。当负载对称时，每一相的有功功率是相等的，因此三相交流电路总有功功率为

式中，φ是相电压UP与相电流IP之间的相位差。

当对称负载为星形联结时，负载上电压与电流为

当对称负载为三角形联结时，负载上电压与电流为

电路总有功功率为

因为三相电路的线电压和线电流比较容易测量，通常用来计算三相电路的有功功率。

2．三相功率的测量

图1-7-1所示为三相电路的二功率表法测量参考电路。在实际测量时，在三相三线制中，不论负载对称与否，都可使用两只功率表来测三相功率，称为二功率表法。两只功率表的电流线圈分别串入任意两条相线中（图示为U、V线），电压线圈的非*标端共同接在第三条端线上（图示为W线）。

图1-7-1　三相电路的二功率表法测量参考电路

图1-7-2所示为负载对称三相电路相量。由图可见，UUW与IU之间的相位差为（30°-φ），UVW与IV之间的相位差为（30°＋φ）。功率表W1所测得的有功功率P1为

图1-7-2　负载对称三相电路相量

功率表W2所测得的有功功率P2为

两个功率表所测有功功率之和为

上式表明：两个功率表所测得的有功功率之和，等于三相负载总的有功功率。可以证明，在不对称三相三线制电路中，两个功率表所测得的有功功率之和，也等于三相负载总的有功功率。

图1-7-3所示为二表法测量有功功率的参考电路。

图1-7-3　二表法测量有功功率的参考电路

1）二表法测量有功功率（可用白炽灯作为电阻性负载）

（1）将图1-7-3组成星形联结，得到如图1-7-4所示二表法功率测量接线。注意功率表电压线圈和电流线圈的同名端接法。U、V、W接三相电源端，接线时必须关闭电源。

图1-7-4　二表法功率测量接线

（2）接线完毕并检查无误后，合上电源开关，读取两个功率表的测量数据，并记录在表1-7-1中。

2）三表法测量有功功率（可用白炽灯作为电阻性负载）

（1）将图1-7-3组成星形联结，得到如图1-7-5所示三表法功率测量接线。注意功率表电压线圈和电流线圈的同名端接法。U、V、W接三相电源端，接线时必须关闭电源。

图1-7-5　三表法功率测量接线

（2）接线完毕并检查无误后，合上电源开关，读取三个功率表的测量数据，并记录在表1-7-1中，与二表法的测量结果进行比较。

改变某一相负载的大小，例如在W相并联一组白炽灯，而使三相负载不对称。分别用二表法和三表法测量电路的有功功率，记录在表1-7-1中，并将两组测量结果进行比较。

表1-7-1　三相负载有功功率的测量

（1）实验中如果将三相负载ZU、ZV、ZW组成三角形联结，此时电路消耗的有功功率与原来三相负载星形联结时是否一样？

（2）在对称负载下，用二表法测量有功功率时，是否可以判断负载的性质（感性、容性或阻性）？为什么？

（3）分析比较不同方法获得的测量结果。

（4）自行设计测量无功功率的电路接线示意图，并进行理论与实验的验证。