三相功率测量方法
三相功率的测量
实验七三相功率的测量实验目的1.学习用三瓦特计法和二瓦特计法测量三相功率。
2.了解在三相电感性负载情况下，功率因数对二瓦特计读数的影响。
实验设备与器材多功能电路装置，异步电动机。
实验原理1.三相负载的总功率等于各相负载功率之和，因此测量三相总功率可以用三只瓦特计（即单相有功功率表）分别测出每一相的有功功率，然后三者相加。
如若负载是对称的，则可以用一只瓦特计测量其中一相的有功功率，然后乘3，就得到三相总的有功功率。
图1（a）是三瓦特计法功率表接法示意图。
图中功率表是简化画法，圆圈内竖线表示电压线圈，横线表示电流线圈。
从图中看出，这种方法适用于三相四线制电路。
图1 三瓦特计法和二瓦特计法功率表接法示意图2.在三相三线制电路中常用二瓦特计法来测量三相总功率。
图1（b）是二瓦特计法功表接法示意图。
由于三相瞬时功率p等于每一相瞬时功率之和，即p=p A+p B+p C=u A i A+u B i B+u C i C在三相三线制电路中i A+i B+i C=0,i C=−i A−i B故p=p A+p B+p C=u A i A+u B i B+u C(−i A−i B)=(u A−u C)i A+(u B−u C)i B=u AC i A+u BC i B瞬时功率p对时间积分，并取平均值，得平均功率P=P1+P2=U AC I A cosα+U BC I B cosβ式中，α为U AC和I A之间的相位差角，β为U BC和I B之间的相位差角。
当负载对称，相电压与相电流相位差为φ时，则α=-（30°-φ），β=（30°＋φ）。
有关对称负载星形接法时的相量图如图2所示。
图2 对称负载星形接法时的相量图若φ=0°，P1=P2，则三相功率P=P1＋P2=2P1若φ=60°，P1为正值，P2=0，则三相功率P=P1若φ<60°，P1、P2均为正值，则三相功率P=P1＋P2。
两表法测量三相电路功率
两表法测量三相电路功率
三相电路的功率测量有三种方法：
1.两表法
在三相三线制电路中，不论负载接成Y形或Δ形，也不论负载对称或不对称，都可使用功率表测量三相功率。
测量功率
P=P1+P2。
其中P1、P2分别为两边的读数。
2.三表法
该法适用于三相四线制电路。
负载不对称时，用三只单相功率表测量出三相各自功率值，测量功率P=P1+P2+P3。
其中P1、P2、P3分别为三表的读数。
3.一表法
该法适用于对称三相电路。
单表读数的3倍即为三相电路的功率。
二表法可以接三相三线，因为当负载不是三相对称负载时中性线上会有电流流过，这样的话就少测了一个功率消耗。
三相电路功率测量主要有三表法和两表法。
也称三瓦计法和二瓦计法。
三表法直接测量每一相的功率，三相功率之和等于总功率。
两表法运用了基尔霍夫电流定律，每块表测量的功率本身并无物理意义，但是，两块表的功率之和等于三相功率之和。
详细情况参阅参考资料“浅谈变频电机的功率测试”。
三角形负载时，不能同时测量到相电压和相电流，所以不能采用三表法。
而两表法完全能够满足需要。
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。
三相功率的测量四种方法
三相功率的测量四种方法
在实际工程和日常生活中，由于广泛采用的是三相交流系统，因此，三相功率测量也就成为基本的测量。
三相功率的测量仪表，大多采用单相功率表，也有采用三相功率表。
其测量方法有一表法、二表法、三表法及直接三相功率表法四种。
下面分别叙述。
(1)一表法
一表法仅适用于三相四线制系统中三相负载对称的三相功率测盆，如图 2.10所示.此时，表中读数为单相功率P1，由于三相功率相等，因此，三相功率为P=3P1。
(2)二表法
二表法适用于三相三线制系统中三相功率的测量。
此时，不论负载是星形连接还是三角形连接，二表法都适用.其接线如图2.11所示。
侧量结果，三相功率尸等于两表中的读数之和，即:
(3)三表法
三表法适用于三相四线制负载对称和不对称系统的三相功率测量.其接线方式如图2. 12所示。
测量结果，三相功率P等于各相功率表中的读数之和，即:
(4)直接三相功率表法
直接三相功率表法适用于三相三线制电路。
它是将三相功率表直接接在三相电路中，进行三相功率的侧量，功率表中的读数即为三相功率P。
其接线方式如图2.13所示。
总结分析三相电路功率测量的方法
总结分析三相电路功率测量的方法引言三相电路功率测量是电力系统中的重要内容，对于电力系统的稳定运行和电能计量具有重要的意义。
本文将总结和分析常见的三相电路功率测量方法，介绍其原理和适用范围，为电力系统工程师提供参考。
1. 有功功率测量方法1.1 电流电压法电流电压法是最常见的三相电路有功功率测量方法之一。
通过测量三相电路的电流和电压，可以计算出电路的有功功率。
具体步骤如下： 1. 测量三相电路的电流和电压，得到对应的电流值和电压值。
2. 计算三相电路的相电压和线电压。
3.根据电流和电压的关系式，计算出电路中的有功功率。
电流电压法适用于对三相电路的有功功率进行快速测量，但对电流和电压的测量精度要求较高。
1.2 瞬时有功功率测量法瞬时有功功率测量法是一种基于采样和计算的方法，能够实时测量三相电路的瞬时有功功率。
具体步骤如下： 1. 采样电流电压波形，并将其转换为数字信号。
2. 计算所采样的电流电压值，并求得瞬时有功功率。
瞬时有功功率测量法适用于对电力系统中的瞬时有功功率进行实时监测和分析，但对采样设备的性能要求较高。
2. 无功功率测量方法2.1 平均无功功率测量法平均无功功率测量法是一种常用的三相电路无功功率测量方法。
通过测量三相电路的电流和电压，可以计算出电路的平均无功功率。
具体步骤如下： 1. 测量电流和电压，得到对应的电流值和电压值。
2. 根据电流和电压的关系式，计算出电路中的功率因数。
3. 根据功率因数和有功功率的值，计算出无功功率。
平均无功功率测量法适用于对电力系统中的平均无功功率进行快速测量，但对功率因数的测量精度要求较高。
2.2 脉冲无功功率测量法脉冲无功功率测量法是一种基于脉冲计数原理的方法，能够准确测量三相电路的无功功率。
具体步骤如下： 1. 通过测量电流和电压，得到对应的电流值和电压值。
2. 根据电流和电压的关系式，计算出电路中的功率因数。
3. 通过脉冲计数装置，对无功功率进行测量。
三相电路功率的测量
①资本与劳动力的边际产出总是为正 值，劳动力（或者资本）投入量不变 的情况下，资本（或者劳动力）的增 加将引起产出的增加
特征
②边际产量递减特性。当其他生产要素 固定不变时，随着某一要素投入量的增 加，其边际产量将逐渐减少
③生产函数具有非负性，总产出必 须是正值，且总产量是生产要素组 合的结果，单一要素的投入是不能 获得产出的
3. 规 模 报 酬
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5.1.1 生产函数
3. 规 模 报 酬
分别对公示5.3中的L与K求偏导数则有：
式5.4中， 表示劳动力对产出的弹性系数，表示在其他条件不变的情况下， 劳动力增加1%会使产出发生变化的百分比； 表示资本对产出的弹性系数， 表示在其他条件不变的情况下，资本增加1%会使产出发生变化的百分比。
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二、实验原理
这种测量三相总功率的“两表法”，不管三相 电路是否对称，都是适用的。但必须注意，在上述
证明过程中，应用了iA + iB + iC = 0 的条件，
三相三线是符合这个条件的，而三相四线制不对称 电路不符合这个条件，所以，这种测量三相总功率 的“两表法”只适用于三相三线制，不适用于三相 四线制不对称电路。
企业家主要根据市场预测，合理地配置各生产要素来从事生产经营活动， 以追求企业的利润最大化。
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5.1.1 生产函数
1. 生 产 函 数 的 定义
生产函数是指一定时期内生产要素的数量与某种组合与其所能产出的最 大产量之间存在的函数关系。生产函数的表达式如式5.1所示。 式5.1中的y表示总产出量，L，K，N，E分别表示投入到生产中的劳动、资 本、土地、企业家才能的数量。
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知识点：三相功率的测量-电子教材(精)
项目三三相电路知识点5：三相功率的测量学习并验证用“二瓦计“法测量三相电路的有功功率；学习并应用“三表跨相”法测量三相电路的无功功率。
一、明确任务1.三相电路的有功功率的测量（1）三瓦计法：三相负载所吸收的有功功率等于各相负载有功功率之和。
在对称三相电路中，因各相负载所吸收有功功率相等，所以可以只用一只单相功率表测出一相负载的有功功率，再乘以3即可；在不对称三相电路中，因各相负载所吸收的有功功率不等，就必须测出三相各自的有功功率，再相加即可。
三瓦计法适用于三相四线制电路。
三瓦计法是将三只功率表的电流回路分别串入三条线中（A、B、C线），电压回路的“*”端接在电路回路的端共同接在中线上。
三只功率表读数相加就等于待测的三相功率。
“*”端，非“*”（2）二瓦计法：对于对称电路中的三线三相制电路，或者不对称三相电路中，因均是三相三线制电路，所以可以采用两只单相功率表来测量三相电路的总的有功功率。
接法如图13-1所示。
两只功率表的电路回路分别串入任意两条线中（图示为A、B线），电压回路的端共同接在第三相线上（图示为C线）。
两只功率表数端，非“*”“*”端接在电路回路的“*”的代数和等于待测的三相功率。
图13-1 二表法测有功功率二、知识引导三相电路无功功率的测量（1）对称三相电路无功功率的测量（a ）一表跨相法：即将功率表的电流回路串入任一相线中（如A 线），电压回路的“*”端接在按正相序的下一相上（B 相），非“*”端接在下一相上（C 相），将功率表读数乘以3即得对称三相电路的无功功率Q 。
（b ）二表跨相法：接法同一表跨相法，只是接完一只表，另一只表的电流回路要接在另外两条中任一条相线中，其电压回路接法同一表跨想法。
将两只功率表的读数之和乘以3/2即得三相电路的无功功率Q 。
（c ）用测量有功功率的二瓦计法计算三相无功功率：按式子213()QP P 算出。
（2）不对称三相电路的无功功率测量三表跨相法：三只功率表的电流回路分别串入三个相线中（A 、B 、C 线），电压回路接法同一表跨相法。
三相功率测量方法
三相功率测量方法三相功率测量是指针对三相电路中的功率进行准确测量和计算的方法。
在实际应用中，三相电源广泛应用于工业领域，因此正确测量三相功率对于工业生产的正常运行十分重要。
本文将介绍常见的三相功率测量方法，包括直接测量法、间接测量法和基于功率因数的测量方法。
一、直接测量法直接测量法是指通过使用功率表或功率计仪器直接对三相电路的功率进行测量。
功率表通常由电流表和电压表组成，通过测量三相电路的电流和电压，然后使用电流表和电压表的数据进行功率计算。
具体的测量步骤如下：1.将功率表或功率计仪器正确连接到三相电路上。
2.分别测量三相电流和电压的数值，并记录下来。
3.根据测得的电流和电压数值，通过计算得到三相功率的数值。
该方法的优点是测量方法简单直接，准确度高，适用于各种功率水平和负载条件。
然而，该方法需要使用专业的功率表或功率计仪器，成本较高。
二、间接测量法间接测量法是指通过间接测量电路中的其他参数，如电流、电压、功率因数等，然后基于这些参数计算出三相功率的方法。
常用的间接测量方法包括电流积分法、平均功率度积分法和计数器法等。
1.电流积分法：该方法通过直接测量三相电流并对其进行积分运算，然后乘以电压得到功率的平均值。
这种方法适用于负载时变的情况，如电动机的起动过程。
2.平均功率度积分法：该方法通过测量三相电流和电压的数值，并对其进行功率积分计算。
该方法适用于负载变化较小且持续时间较长的情况。
3.计数器法：该方法通过对一定时间内正负半周的电能进行计数，并根据电能的计数值和时间得到功率数值。
间接测量法的优点是可以准确测量三相功率，且不需要使用专业的功率仪器，成本较低。
缺点是需要进行一定的计算和推导，并且对测量环境和负载状态的要求较高。
三、基于功率因数的测量方法基于功率因数的测量方法是通过测量三相电路中的功率因数，并根据功率因数与功率的关系进行功率的计算。
功率因数是指实际功率与视在功率之比。
当功率因数为1时，三相功率为视在功率；当功率因数小于1时，三相功率小于视在功率。
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三相电路功率的测量方法
F0403020班 5040309585 方轶波
摘 要：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
0 引言
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W AN，W BN 和W CN 的读数分别为P AN，P BN 和P CN，可用式（1）表示。
P AN=U AN I A cosϕ<u AN , i A>
P BN=U BN I B cosϕ<u BN , i B>（1）
P CN=U CN I C cosϕ<u CN , i C>
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P AN，P BN 和P CN 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 NB W 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。
可见，此时的两表法是三表法的特例。
当然，这里单个表的读数没有明确的物理意义。
上述四种三表法的接线的特点是每组接线中的三个表所接电压均以同一根线为参考点，即分别是共A, B, C 或N，而电流则分别是非参考线中的电流。
功率表接线的极性端如图中
所示。
(a) 共A接法
(b) 共B接法
(c) 共C接法
图2 三表法测三相四线制三相负载平均功率的另三种接线图
对于三相三线制系统（Y 接或Δ接），由于没有中线，故图1 所示的接法便不存在，图2中接在中线上的功率表也不存在。
此时的接线方法将只有图3 所示的共A, 共B 和共C 三种接线方式。
可见，此时功率的测量只能用两表法测量，每组接线中单个功率表的读数没有物理意义，两个表读数的代数和表示三相负载吸收的总平均功率。
以图3(c)共c 接法为例，两个表W AC W BC和的读数分别为
P AC=U AC I A cosϕ<u AC , i A>
P BC=U BC I B cosϕ<u BC , i B>（2） 如果是对称三相电路，式(2)可进一步简化为
P AC=U L I L cos（30 °-ϕ）
P BC=U L I L cos（30 °+ϕ）（3）
式（3）中U L，I L 分别为线电压和线电流； ϕ为负载的阻抗角。
(a) 共A接法
(b) 共B 接法
(c) 共C 接法
图3 二表法测量三相三线制三相负载平均功率的测量接线图
图3(a)和(b)中的两个表的读数类似得到。
三相三线制系统中的例外情况是Y 接时中点可以引出的情况。
此时可以将功率表的公共点接在N 点，即仍可以用三表法测三相功率。
三个表的读数仍分别表示对应相的负载功率。
但此时实际上是相当于从负载中点引出一中线，对负载端而言，可将其归于三相四线制。
1.2 不对称三相电路的功率测量
不对称三相电路又可分为三相电源对称、负载不对称和电源、负载均不对称等情况。
在本文的功率测量方法讨论中，它们并无差别。
讨论仍分别从三相四线制和三相三线制两种情况讨论。
（1）不对称三相四线制系统。
其测量接线图仍分别有图1 和图2 四种接线方式。
与对称三相电路不同的是，此时中电流 i N ≠0，所以，图2 中电流线圈接在中线上的功率表读数一般不为零。
就是说，此时两表法不再成立，而必须用三表法测得三相负载的总功率。
以图2(c)共C 接线为例，三个功率表W AC ,W BC,W NC的读数分别为
P AC=U AC I A cosϕ<u AC , i A>
P BC=U BC I B cosϕ<u BC , i B>（4）
P NC=U NC I C cosϕ<u NC , i C>
式（4）中的三个功率P AC , P BC，P NC和的代数和即表示三相负载吸收的平均功率。
证明如下。
瞬时功率
p AC+p BC+ p NC = u AC i A+ u BC i B+ u NC i N = ( u AN− u CN ) i A+(u BN− u CN) i B+ u NC i N = u AN i A+ u BN i B+ u CN (- i A- i B- i N) （5）电流关系为
i A+ i B + i C +i N=0（6）
将式（6）代入式（5），得
p AC+p BC+ p NC = u AN i A+ u BN i B+ u CN i C （7） 式(7)两边在一个周期内取平均值，得
P AC+ P BC+ P NC =U AN I A cosϕ<u AN , i A>+U BN I B cosϕ<u BN , i B>+U CN I B cosϕ<u CN , i C> （8）可见，用图2(c)的共C 接法的三表法同样可测出三相电路的总平均功率。
同样可以证明图2(a)和(b)中的三个功率表读数的代数和是不对称三相电路的总平均功率。
但图2 所示的三种接线中，单个表的读数无明确物理意义。
（2）不对称三相三线制（Y 接和Δ接）系统。
其功率测量接线将只有图3 所示的三种两表法的接线方式。
其读数的表达式仍如式（2）所示（共C 接法）。
对称和不对称两种情况的不同之处是，在对称三相电路中，两表的读数表达式有式（3）所示的简单结果，而不对称时无此结果。
不对称三相三线制系统的例外情况依然是Y 接时中点可以引出的情况。
此时可以将功率表的公共点接在N 点，即仍可以用三表法测三相功率。
2 总结
本文按三相三线制和三相四线制分类，讨论了三相电路的功率分析和测量接线问题，并将其与一般三端网络和四端网络相联系。
概括地讲，两表法和三表法的相同点是它们都可以测量三相电路的总功率。
但它们的适用范围和意义有所不同。
两表法适用于三相三线制对称与不对称三相电路，特例是可用于对称的三相四线制三相电路（共A、共B 和共C 接法）；三表法则适用对称与不对称三相四线制三相电路，特例是可用于Y 接时中点N 可引出的三相三线制三相电路（共N 接法）。
三表法在共N 接法时，每个表的读数为对应相负载的功率，有明确的物理意义，它们分别表示对应各相负载的功率；而三表法的共A、共B 和共C 接法及两表法接线时，单个表的读数无直接的物理意义，只有各功率表的代数和才表示三相平均功率。
参考文献
[1]蔡雪祥等编基本电路理论实验指导 上海交通大学出版社
[2]电路基础 上海交通大学讲义
[3]王蔼基本电路理论 上海科学技术文献出版社
[4]电路实验指示书 清华大学电机系基本电工教研组。