三瓦表、两瓦表和单瓦表方法

有几种方法可用于测量传送到三相负载的功率。这些取决于负载是 Y 连接还是 Δ 连接、负载端子的可访问性以及负载是平衡还是不平衡。

与所有仪器一样，必须注意正确连接功率计。标识为±的电流线圈端子应连接到电压源。（有时使用↓或*来标识此端子。）±电压线圈端子连接到电流线圈的负载端子。如果仪器连接不正确，可能会出现负偏转。

三瓦表

图 1 显示了用于测量具有不平衡负载的 Y 形连接四线系统中的功率的三个功率计。每个瓦特表测量负载的一相消耗的功率（V P I P Cosφ），总功率是三表读数的总和。当负载平衡时，图 1 中的所有三个仪表的读数都相同。因此，只需要一个瓦特表，总功率是电表读数的三倍。

图 1.连接三个功率计以测量传送到三相四线负载每个部分的功率。总负载功率是三个读数的总和。对于平衡负载，只需要一米，负载功率是抄表的三倍。图片由 Amna Ahmad 提供

图 2 显示了用于测量 Δ 连接负载中的功率的三瓦表布置。同样，每个仪表都指示三个负载部分中的每一个的 （V P I P Cosφ）。平衡系统只需要一个瓦特表，然后将测量值乘以 3 即可确定总功率。耗散的总功率是三个仪表读数的总和。

图 2.连接三个功率计以测量传送到三相 Δ 连接负载的每个部分的功率。总负载功率是三个读数的总和。对于平衡负载，只需要一米。图片由 Amna Ahmad 提供

单瓦表

在 Y 型连接的三线和 Δ 型连接系统中，没有中性导体可用于连接瓦特表电压线圈的公共点。图 3 显示了一个电路，其中三个相等的电阻以 Y 形连接以提供中性点。单个功率计现在测量一个负载支路中消耗的功率 （P1），因此总功率为 P=3P1。该电路仅适用于平衡负载。

图 3.测量提供给平衡三线负载的功率的单瓦表法。负载功率是电表读数的三倍。图片由 Amna Ahmad 提供

两瓦表

最常用的是两瓦表法。这种方法的电路如图 4 所示。

图 4.最常用的三相功率测量的两瓦表法。适用于Y接或Δ接，平衡或不平衡负载。负载功率是仪表读数的总和。图片由 Amna Ahmad 提供

如图所示，瓦特表电流线圈分别与一根线串联，电压线圈在剩余的线上共用。如果负载为 Y 形接法，则每相的瞬时功耗可以用瞬时相电流和瞬时相电压来表示。

P A = （瞬时相电流） × （瞬时相电压）

P A = ［线电流（i A ）］ × ［线电压（v AN ）］

P A = i A v AN = i A v Aa

P B = i B v BN = i B v Bb

P C = i C v CN = i C v Cc

总瞬时功率为

P = i A v Aa + i B v Bb + i C v Cc （1）

仪表W 1中的瞬时电流为i A ，W 1电压线圈上的瞬时电压为（V AN -V BN ）。类似地，W 2的瞬时量是 i c和 （V CN -V BN ）。因此，这些仪器中的每一个测量的瞬时功率是

P 1 = 我A （v Aa - v Bb ）

P 2 = i C （v Cc - v Bb ）

P 1和 P 2之和为

P = i A （v Aa -v Bb ） + i C （v Cc - v Bb ） = i A v Aa - i A v Bb + i C v Cc - i C v Bb = i A v Aa + i C v抄送- v Bb （i A + i C ） （2）

对于平衡或不平衡负载，Y 形连接负载中性点处电流的代数和必须为零（对于三线电源）。

所以

我A + 我B + 我C = 0

或者

我A + 我C =- 我B （3）

将方程 （3） 代入方程 （2）

P = i A v Aa + i C v Cc + i B v Bb （4）

等式 （4） 与等式 （1） 相同，表明两个功率计测量的瞬时功率之和等于负载中消耗的总瞬时功率。瓦特表指示负载中瞬时功率耗散的平均值。因此，两个功率计读数的总和就是三相负载中消耗的平均功率。

还可以看出，对于 Δ 连接的负载，两个功率计指示消耗的总功率。在这种情况下，功率计电流线圈承载 （i A - i c ） 和 （i c - i B ） 的瞬时电流。电压线圈瞬时电位差为-v Aa和-v Bb。仪表读数的总和为：

P = v Aa （i A - i C ） - v Bb （i C - i B ） = v Aa i A + v Bb i B - i C （v Aa + v Bb ）

对于 Δ 连接系统，没有循环电流，并且

v Aa + v Bb + v Cc = 0

或者

v Aa + v Bb =- v Cc

给予

P = v Aa i A + v Bb i B + v Cc i C （5）

等式 （5） 再次与等式 （1） 相同，表明仪表读数的总和给出了总负载功率。可以看出，两瓦表法测量传递给三相负载的功率，无论负载是 Y 连接还是 Δ 连接、平衡还是不平衡。

施加到功率计的电压和电流之间的相位角可能大于 90°。在这种情况下，Cosφ 是一个负数，而瓦特表读数将是一个负数。为了获得正偏转，瓦特表电压（或电流）线圈的端子连接应颠倒。然后必须将仪表读数记录为正数。