三相电路的有功功率P(三相电源发出的有功功率或三相负载吸收的有功功率)为各相功率之和,即
在对称三相电路中,则有
所以
即对称三相电路的有功功率为一相有功功率的3倍。
由于三相电源和三相负载的外部特性是用线电压和线电流表示的,所以有功功率的公式用线电压和线电流来表示更为适用。在对称三相电路中,若负载为星形连接,则有,
;当三相对称负载作三角形连接时有
,
,可得
其中仍为负载阻抗Z的阻抗角。
三相电路的瞬时功率等于各相瞬时功率之和。即
若为对称三相电路,则
可见,对称三相电路的瞬时功率为一常量,其值等于有功功率。这种性质称为“瞬时功率平衡”。这是对称三相电路的一大优点,可以避免电动机在转动中产生的震动。
三相电路的有功功率可由瓦特表(即功率表)来测量。对于对称三相电路,只需测出一相功率,然后乘以3就行了。下面介绍适用于三相三线制的“两瓦计法”,即用两个瓦特计来测量三相电路有功功率的方法。
两个功率表的一种连接方法如图6.12所示。两个功率表的电流线圈分别串入A线和B线中,它们的电压线圈的非极性端(即无*端)均接在C线上。可以证明图中两个功率表读数的代数和就是三相负载吸收的有功功率。
设两个功率表的读数分别为和
,根据功率表的工作原理有
,
其中和
分别为
和
及
和
的相位差角。
所以
由于,
,
,将各关系代入上式有
图6.12两瓦计法
这表明图6.12两个功率表的读数的代数和正是三相负载的总功率。
用两瓦计法测量三相功率的优点是:①功率表的接线只触及端线,与负载和电源的连接方式无关;②不论三相负载对称与否,均可使用。但要注意,这种方法只适用于三相三线制或三相四线制中线电流为零的电路。
例6.1已知对称三相电源线电压,对称负载每相的阻抗
。求负载为星形联接和三角形联接时的相电流、线电流。
解:
(1)负载星形联接时,有
(2)负载三角形联接时,有
例6.2在对称三相电路中,已知线电压,
线电流
,求三相电路的功率。
解:
(1)负载星形联接时,负载的相电压,相电流等于线电流
,
于
的相位差
,则
(2)负载三形联接时,相电流,
于
的相位差
,则