两表法、三表法测量三相功率
三相电路的功率
1．直流和单相交流功率的测量
*
* RV I1 I2
(a) 原理图
*
* (b)
W I1
I2
符号
*
W
*
I2
I1
+ U
－
负 载
(c) 接线图
分格常数： C U N I N (W/div) am
被测功率： P Ca
2．三相功率的测量
一表法：用一个 单相功率表测得 一相功率，然后 乘以3即得三相 负载的总功率。
由此可 知， 负载 由星 形连接 改为三角 形连 接后， 相电 流增 加到 原 来的 3 倍，线电流增加到原来的 3 倍，功率增加也到原来的 3 倍。
功率的测量
测量功率时采用电动式仪表。测量时将仪表的固定线圈与负 载串联，反映负载中的电流，因而固定线圈又叫电流线圈； 将可动线圈与负载并联，反映负载两端电压，所以可动线圈 又叫电压线圈。
2.8 三相电路的功率（三）
三相功率平均功率 P 3Pp 3U pI p cosz 3Ul Il cosz
三相功率无功功率 Q 3Ul Il sin z
三相视在功率
S P2 Q2 3Ul Il
例： 对称三相三线制的线电压U l 100 3 V ， 每相负载阻抗为Z 1060 Ω，求负载为星形及三 角形两种情况下的电流和三相功率。
*
W
*
Z
Z Z
(a) 星形连接
二表法：用两只单相功率表来测量三 相功率，三相总功率为两个功率表的 读数之和。若负载功率因数小于0.5， 则其中一个功率表的读数为负，会使 这个功率表的指针反转。为了避免指 针反转，需将其电压线圈或电流线圈 反接，这时三相总功率为两个功率表 的读数之差。
三相电总功率计算公式解读
三相电总功率计算公式解读三相电功率计算公式包括三种功率，有功功率P、无功功率Q和视在功率S。
对于对称负载来说，三种功率计算公式均比较简单，相对测量也比较简单，也只需测量一路电量信号即可。
对于要求精度较高的场合，我必须采用两表法或者三表法来测量三相功率。
电压与电流之间的相位差（）的余弦叫做功率因数，用符号cos表示，在数值上，功率因数是有功功率和视在功率的比值，即cos=P/S三种功率和功率因素cos是一个直角功率三角形关系：两个直角边是有功功率、无功功率，斜边是视在功率。
有功功率平方+无功功率平方=视在功率平方。
三相负荷中，任何时候这三种功率总是同时存在：视在功率S=1.732UI有功功率P=1.732UIcos 无功功率Q=1.732UIsin 功率因数cos=P/S sin=Q/S如供电电压是交流三相电，每相电压为220V，已知电机额定电压为380V，额定电流为15A，请问，：1、当三相异步电机在星形启动时，电功率计算公式是否为：根号3*U*I*功率因数，U是380V还是220V？2、当三相异步电机在角形运转时，电功率计算公式是否为：根号3*U*I*功率因数，U是380V还是220V？1》供电电压是交流三相电，每相电压为220V，电机额定电压为380V，额定电流为15A （应该是15KW△接的），可将电机改为Y接以适应三相220V运行，其计算公式U＝220V，电压低了，电流大了，功率保持不变。
2》当三相电压为380V时，三相异步电机在原有接法中不论Y接还是△接，其计算公式U＝380V。
3》当三相电压为380V时，三相异步电机原为△接法改为Y接法时，因其绕组原来是承受380V的，改Y接法后其绕组能承受380V电压的根号3倍（即3801.732660V），绕组。
电工学 实验2 三相正弦交流电路的研究
A
负
B
*
* P2
W
载
C
图 4.2
用两表法测量三相功率
②负载的功率因数大于 0.5 时，两只功率表的读数均为正。 ③负载的功率因数等于 0.5 时，某一只功率的读数为零。 ④负载的功率因数小于 0.5 时，某一只功率表的指针会反转。为了 读数，可将转换开关由“+”转换到“—” ，此时该表读数应取负值。
基本实验任务 1．三相电源：星形联接的三相四线制电源的线电压和相电压都是对 称的，其大小关系为 U L 3U P ，通常三相电源的电压值是指线电压的 有效值。 2．三相负载的联接：三相负载有星形和三角形两种联接方式。星形 联接时，根据需要可以联接成三相三线制或三相四线制；三角形联接时 只能用三相三线制供电。在电力供电系统中，电源一般均为对称，负载 有对称负载和不对称负载两种情况。 (1) 三相负载的星形联接：带中线时，不论负载是否对称，总满足 以下关系：
A IA FU
*
IB
a
x y
B
*
IC
b
C N
*
IN
c
z
*
图 4.4 三相对称负载星形联接
合上电源开关。 （2） 图 4.4 所示的星形对称负载，保留中线，测量电路中的线电压、 负载相电压、线电流和中线电流，将测量数据填入表 4.2 中。 （3） 图 4.4 所示的星形对称负载，保留中线，用三表法测量负载总功 率，功率表的接法如图 4.1（a）所示，将测试数据填入表 4.3 中，并计算 电路的总功率。 （4）图 4.4 所示的星形对称负载，断开中线，测量电路中的线电压、负 载相电压和线电流，将测量数据填入表 4.2 中。
UP
UL 3
两表法测量三相电路功率
三相电路功率的测量方法 三相电路功率的测量是三相电路分析的重要内容，本文按三相三线制和三相四线制分类，较详细地讨论了三相电路功率测量的接线问题，总结了两表法和三表法各自的适用范围及功率表读数在不同接线方式下的物理意义，指出了它们的联系与区别。
关键词：三相电路，功率测量本文将围绕测量三相电路功率的两表法和三表法的原理和接线方法进行讨论，指出它们之间的联系与区别，希望对能对同学的理解以及总结归纳有所帮助。
1 对称三相电路功率的测量1.1 对称三相电路功率的测量对称三相电路即三相电源对称、三相负载均衡的三相电路。
以下分别从三相四线制和三相三线制两种情况讨论。
对三相四线制系统，测三相平均功率的接线如图1 所示。
它的接线特点是每个功率表所接的电压均是以中线N 为参考点，三个功率表WAN，WBN 和WCN 的读数分别为PAN，PBN 和PCN，可用式（1）表示。
PAN=UAN IA cosϕ<uAN , iA>PBN=UBN IB cosϕ<uBN , iB> （1）PCN=UCN IC cosϕ<uCN , iC>图1 三表法测三相四线制三相负载平均功率的接线示意图三相的总功率为P = P CN + P BN +P AN 。
三个表的读数均有明确的物理意义，即PAN，PBN 和PCN 分别表示A 相、B 相和C 相负载各自吸收的平均功率。
这就是三表法。
这种接线方法是最容易理解的。
实际上，三表法测三相功率不止图1 所示的一种接线方式，另外还有三种接线方式，如图2 所示，分别称作共A，共B 和共C 接法（与此相对应，图1 中的接法可称作共中线N 接法）。
对应每一种接线中的三个表的读数的代数和均表示三相负载吸收的总功率（后面将给出证明）。
实际上，因为是对称三相电路，有i N =0 ，所以图2（a），（b）和（c）中的W NA , W NBW NC的读数必为零，在测量时可不接，此时的三表法便简化为两表法。
两表法和三表法测量三相电路功率
φφPNC＝UNCINcosφ6
（2）
其中，φ4为线电压uAC与相电流iA的相位差角，φ5为线电压uBC与相
电流iB的相位差角，φ6为相电压uNC与相电流iC之间的相位差角。
三相瞬时功率：
pAC＋pBC＋pNC＝uACiA＋uBCiB＋uNCiN
＝（uAN－uCN）iA＋（uBN－uCN）iB＋（－uCN）iN
学术交流◆Xues hu J iaoliu
两表法和三表法测量三相电路功率
张明霞
（南京航空航天大学金城学院，江苏 南京 ２１１１５６）
摘 要：三相电路功率的测量是三相电路分析的重要内容。详细讨论三表法和两表法测量三相电路功率的问题。在三相三线制中，依 据二表法测量三相电路有功功率的原理，分析和讨论了在采用二表法测量三相三线制有功功率时，电路中各线电压和线电流之间的关系。 分析三相三线制供电的三相对称负载，一表法测三相负载的总无功功率接线方法。总结了两表法和三表法各自的适用范围及功率表读数 在不同接线方式下的物理意义，指出了它们的联系与区别。
当负载阻抗角φ＝－60°（容性）时，PAC＝0； 当负载阻抗角 φ Φ60°时，当负载为感性时，PBC读数为 负值，当负载为容性时，PAC读数为负值。 如果三相三线制电路是对称三相电路，且假设负载为感 性负载，其阻抗角为φ，采用正弦稳态电路的相量分析法，将 图 3 共 C 接 法 电 路 中 的 电 量（iA，iB，uA，uB等）表 示 为 其 对 应 的 相量（I觶 A，I觶 B，U觶 A，U觶 B）则可画出反映各电量关系的相量图如图 4所示。
机电信息 2009 年第 36 期总第 246 期 167
关键词：两表法；三表法；三相电路；功率测量
1 三相四线制供电系统中三相电路功率的测量
电气检测仪器操作方法及数据分析
L1
*
W1
Rs1 L2
*
* W2
三 相 负 载
Rs2
L3
二表法测量三相功率
电气检测和仪表使用 一、钳形电流表 (一)直流电流的测量 1、交流钳形电流表由电流互感器和整流系仪表组成，被 测导线放在铁心钳口中间。
电气检测和仪表使用 2、交直流两用由电磁系测量机构制成，铁心钳口中的 被测电力导线相当于电磁系测量机构中的固定线圈；
电气安全技术 电气检测和仪表使用 4、各种系列仪表的测量机构组成情况
系列 组成 固定部分 可动部分
磁电系 永磁铁 线圈
电磁 线圈 铁心
电动 线圈 线圈
感应 电磁铁 铝盘
磁电系比率 线圈 永磁铁
电气安全技术 电气检测和仪表使用
一、电流的测量
(一)直流电流的测量
＋ 负载 － A ＋
－
（1）电流表应串接在被测电路中； （2 ）接线时让被测的电流从电流表的“+”端流入， “-”端流出； （3）电流表量程选择应根据被测电流大小而确定， 要指针在表面刻度三分之二以上； •
电气检测和仪表使用 二、万用表 (一)万用表的结构原理 万用表由表头、转换开关和测量线路组成。 ●表头：直接用来指示被测量的数值。通常用灵敏 度很高的磁电系微安表； ●测量线路：用来把各种被测量转换成适合表头量 程的微小直流电流； ●转换开关：
电气检测和仪表使用
电气检测和仪表使用
(二)万用表正确使用
电气检测和仪表使用
电气检测和仪表使用 （3）接线方法 ●二元三表电流互感器的正确接线
电气检测和仪表使用
（4）接线方法 ●三元三表电流互感器的正确接线
电气检测和仪表使用 ●三元三表电流互感器的正确接线
五常用电工仪表的使用
F1
F2
互垂直。一个线 圈与电阻R串联， 永 N
+ S U- M
另一个线圈与被 久
F2 F1
测电阻Rx串联，
磁 铁
I2 Rx
I1 R
两者并联接于直
兆欧表构造示意图
流电源。
磁场是不
手摇直流 发电机
均匀的
兆欧表的结构
手 柄
兆欧表测绝缘电阻的方法及注意事项
实验方法
示 意 图
开路实验方法
短路实验方法
备注 说明
2. 用途：测量交直流电压、电流及功率。
3. 优点：可用于交直流；
准确度较高。
4. 缺点：受外界磁场影
螺旋弹簧
响大；不能承受较大过
载。
空气阻尼器
固定线圈
产生阻尼力
可动线圈
测量直流电流通常用磁电式电流表，测量交流 电流通常用电磁式电流表。
电流表应串联在电路中，
I A
负 载
测量直流电压通常用磁电式电压表，测量交流电 流通常用电磁式电压表。
约 1 到0.1M电阻。
8.2 交流电桥 交流电桥用来测量电容和电感。
1. 电路
2. 工作原理
IG
交流电桥平衡的条件为
G
Z1 Z4 =Z2 Z3
即 |Z1| | Z4 | = |Z2 | | Z3 |
1+ 4= 2+ 3
~ 为使平衡容易调节，常将两个桥臂设计为纯电阻。
（1）当选Z2和Z4为纯电阻时，则Z1和Z3必须同为 电感性或电容性。
(3) 测录装置：各种电工测量仪表、示波器、自动 记录仪、数据处理器及控制电机等。
9.1 应变电阻传感器
电阻丝
1. 金属电阻丝应变片 特殊胶水
三相电路功率的测量方法
三相电路功率的测量方法摘要：本文主要论述三相功率的测量方法，包括有功功率和无功功率。
较详细地讨论了三相电路功率测量的接线问题，总结了两表法和三表法测量有功功率时各自的适用范围及功率表读数在不同接线方式下的物理意义，指出了它们的联系与区别。
关键词：三相电路，功率测量本文阐述三相电路功率的测量方法，包括有功功率和无功功率的测量方法。
说明它们各自的接线方式，阐述它们的测量原理，并且围绕测量有功功率的两表法和三表法的原理和接线方法进行讨论。
总结了两表法和三表法各自的适用范围及功率表读数在不同接线方式下的物理意义，指出了它们的联系与区别。
1.功率的定义在直流电路里，电压乘电流就是有功功率。
但在交流电路里，电压乘电流是视在功率，而能起到作功的一部分功率（即有功功率）将小于视在功率。
有功功率与视在功率之比叫做功率因数，以cosΦ表示。
在实际电路中由于有电机设备(如鼓风机、抽水机、压缩机等)等感性负载,便产生了无功功率.无功功率使得电能没有全部转化为人们所用（即有功功率）。
2.有功功率的测量有功功率是保持用电设备正常运行所需的电功率，也就是将电能转换为其他形式能量(机械能、光能、热能)的电功率，称为有功功率。
下面分别以对称三相电路和非对称三相电路进行说明。
对称三相电路是指三相电源对称、三相负载均衡的三相电路。
以下为三相电路原理图，图中所示的是YY型对称电路。
图1 三相电路原理图图1中电源相电压的相角差为120度，阻抗Z A=Z B=Z C，在实际应用中这种电路称为三相四线制电路。
电源相电压向量形式如下：由于电压源是三相对称电源，负载为对称三相负载，因此A,B,C相的相电流的数值相等。
他们的矢量和为零，就没有电流从N流到N’。
计算三相电路的功率可以转化为计算一相的功率。
所以当计算他们三相功率时，只需计算一相的功率，它的数值再乘3，就可以得到电路的总功率。
功率一般讲瞬时功率和平均功率。
对称三相电路的瞬时功率是一个常量，其值等于平均功率，这是对称三相电路的一个优越性能。