三相电功率测量的两种接法

       三相电系统是常见的多相交流电系统之一，该系统中一般每相电压的偏移角度为120°，各相的电压称为相电压，两相间的电压称为线电压。三相电功率测量接法，在测量中需要注意的是：当电源和负载没有中性线时，我们就不能测量相电压，而是需要测量线电压，其矢量图如下所示：

一、三相电系统中的两种测量方法

       主要有两瓦特表法和三瓦特表法两种测量方法。工程师们需根据不同的接线方式场合，灵活选择恰当的功率测量方式，这样才能得到准确的功率参数。

在三相电路的功率测量中，如果测试的是三相四线制系统，测试者只需将3个功率计测量的数值简单相加即可，这就是三瓦特表法。当测试没有中性线的三相三线制系统时，依据布朗德尔定理，三相总功率的数值需由2个功率计共同进行测量，这种测量方式被称为两瓦特表法，操作方法分别如下图所示：

二、发现两种接线方法的相似之处

      为确保测试结果的高精准度，横河功率分析仪主要采用的是3P3W和3P3W（3V3A）两种不需要中线的三相系统测试方法，且在3P3W和3P3W（3V3A）接法中，三相系统中的有功功率计算公式均采用P∑=P1+P2，那么横河功率分析仪为什么会这样设置呢？就让我们从源头入手，一探究竟吧！

       按照下面3P3W的接线图可知，一单元接AC电压，A相电流，二单元接BC电压、B相电流。

3P3W接线图

       按照下面3P3W（3V3A）的接线图可知，一单元接AC电压，A相电流；二单元接BC电压、B相电流；三单元接AB电压、C相电流。

3P3W(3V3A)接线图

       我们不难看出，相较于3P3W的接法，在使用3P3W（3V3A）接法测量的过程中，测量者需多用一个三单元来测量AB电压和C相电流，但是对于有功功率（P∑=P1+P2）的计算来说，这两种接法均可获得同样的结果，因此如果我们只是想单纯测量有功功率以及效率等参数的话，那么这两种接法都适用。

       当然，P∑=P1+P2的成立也是有前提条件的，因为两瓦特表法的理论依据是基尔霍夫电流定律，即在集总电路中，任何时刻，对任意结点，所有流入流出结点的支路电流的代数和恒等于零。也就是说，两根火线的流入电流等于第三根火线的流出电流，或者说三根火线的电流的矢量和等于零，即：，推导公式如下：

       由上图可知，只有在所有流入流出结点的支路电流的代数和恒等于零时，这个公式才是成立的，且和三相平衡与否没有关系。

三、揭秘两种接线法的区别

       既然3P3W和3P3W（3V3A）接法对于有功功率P的测量来说是一样的，那么这两种接法有什么区别呢？其实两者的区别主要在于对三相系统的视在功率和功率因数的计算。

       在单相电路中，只要测量出电压、电流有效值及有功功率，即可计算其功率因数，而对于三相不平衡电路来说，每一相的功率因数都可能有所不同，因此要想计算其总功率因数，就需按照功率因数的定义式，分别计算三相电路的总有功功率和总视在功率。而3P3W与3P3W（3V3A）接法中总有功功率是一致的，因此，计算三相不平衡电路的功率因数的关键在于确定三相电路的总视在功率。

       在3P3W的接线方式中，总视在功率S的计算公式是：

       在3P3W（3V3A）的接线方式中，总视在功率S的计算公式是：

       如果三相系统是平衡的，那么每相的视在功率也基本相同，因此可以通过3P3W接线方式来进行总视在功率的计算。但是如果三相系统是不平衡的，那么3P3W的总视在功率计算方式就会有误差，这个误差的产生是因为三相不平衡电路会产生中性点漏电流In，而采用3P3W(3V3A)接线方式的补偿功能，3P3W(3V3A)接线方式可以计算因为中性点泄漏电流造成的功率损失。

         总的来说在功率和功率因数的测量上，3P3W(3V3A)的接线方式比3P3W的接线方式更有优势，也是横河优先推荐的接法。