本文介绍了三相系统的基本原理和可能的不同测量连接之间的差异。

1. 三相系统

三相电由三个频率相同、幅度相似AC电压组成ac电压“相位”与另一个ac电压相隔120°(图1)。波形和矢量图(图2)可以通过图形表示。

三相系统的使用有两个原因：

1. 三个矢量间隔的电压可用于在电机中产生旋转磁场。因此，电机可以在不需要额外绕组的情况下启动。

2. 三相系统可以连接到负载上，铜缆连接数量(传输损耗)是其他方式的一半。

让我们来看看三个单相系统，每个系统为一个负载提供100个W功率(图3)。总负载是3 x 100W = 300W.为提供电力，1安培电流流经6条线，因此有6个单位的损失。三个电源也可以连接到一个公共回程，如图4所示。当每个相位的负载电流相同时，负载被认为是平衡的。负载平衡，三个电流相位移120°在任何时候，点上的电流之和为零，回程线路中没有电流。

2. Y形接法或星形接法

在三相120°在系统中，需要3根电线传输功率，而在其他方式下，需要6根电线。所需铜缆数量减少一半，导线传输损耗减半。

公共连接的三相系统通常如图5所示，称为Y形或星形”接法。

公共点称为中性点。为了安全起见，这一点通常在电源上接地。在实践中，负载并不完美平衡，需要使用第四条中性线传输的电流。如果当地法规和标准允许，中性导体可能比三个主导体小得多。

以上讨论的三个单相电源也可以串联起来。任何时候，三个120°相移电压之和为零。如果和为零，两个端点处于相同的电位，可以连接在一起。这种连接方法如图7中的示意图所示，使用希腊字母Δ称为三角形接法。

3. Y比较形接法和三角形接法

Y形接法用来为家庭和办公中使用的日常单相设备供电。单相负载连接到线路和中性线之间Y形的一条腿上。每个相位的总负载尽可能多地共享，以便为主三相电源提供均衡负载。

Y形接法还可以为更高的电压和更高的功率负载提供单相或三相电。单相电压是从相位到中性的电压。它还提供更高的相间电压，如(图8)中的黑色矢量。

三角形接法最常用的情况是为高功率三相工业负荷供电。然而，不同的电压组合可以通过沿变压器线圈连接或分接来获得。例如，在美国，240V三角形系统可提供两个120分相或中心分接线圈V电源(图9)。为了安全起见，中心分接点可以在变压器上接地。208年接点和三角形接法的第三条高脚之间，还提供了208年V电压。

4. 功率测量

在交流系统中，流系统中的功率。现代数字采样功率表乘以多个电压和电流的瞬时样点，计算瞬时功率，然后在一个周期中瞬时功率的平均值，表示有功功率。功率表将准确测量有功功率、视在功率、无功负载、功率因数、谐波等。要使功率分析仪提供良好的效果，必须能够正确识别布线配置，正确连接功率分析仪。

5. 连接单相功率表

只需要一个功率表，如图10所示。系统与功率表的电压端子和电流端子的连接简单明了。功率表的电压端子通过负载并联，电流通过与负载串联的电流端子输入。

6. 单相三相连接

在本系统中，如图11所示，从中心分接的变压器线圈产生电压，所有电压均相同。这在北美住宅应用中非常常见，其中提供了240 V电源和两个120V电源在每条腿线上可能有不同的负载。连接两个功率表，如图11所示，以测量总功率和其他数量。

布朗德尔定理：所需的功率表数量

单相系统中只有两条线。用一个功率表测量功率。三线系统需要两个功率表，如图12所示。

一般来说，所需的功率表数量 = 线数-1

7. 验证三相Y形系统

瞬时表测量的瞬时功率是瞬时电压和电流样点的积累。

功率表1读数 = i1 （v1 - v3）

功率表2读数 = i2 （v2 - v3）

读数之和W1 W2 = i1v1 - i1v3 i2v2 - i2v3 = i1v1 i2v2 - （i1 i2） v3

(基尔霍夫定律，i1 i2 i3 = 0, so i1 i2 = -i3）

2个读数W1 W2 = i1v1 i2v2 i3v3 = 总瞬时功率。

三相三线接法 - 两种功率表方法

当有三条线时，需要两个功率表来测量总功率。连接两相到功率表的电压端子。

8. 三相三线接法 - 三种功率表方法

正如前面所述，虽然测量三线系统中的总功率只需要两个功率表，但有时三个功率表可以很容易地使用。在如图所示的连接方法中，通过连接三个功率表的所有低端电压，创建一个假中性线。

三线三功率表连接的优点是指每个相的功率(这在两个功率表的连接中是不可能的)和相对于中线的电压。

9. 三相四线接法

测量四线系统中的总功率需要三个功率表。测量的电压是真实的相电压。相间电压可以从相电压的范围和相位中准确计算。现代电源分析仪还使用基尔霍尔定律来计算流过中线的电流。

10. 配置测量设备

在线数一定（N）时，要求N-1个功率表测量整体电能质量，如功率。必须确保拥有足够数量的通道，且正确连接。

现代多通道功率分析仪将使用相应的内置公式，直接计算整体电能质量，如瓦特、伏特、安培、伏安和功率因数。公式根据布线配置选择，因此设置布线对获得良好的总功率测量至关重要。拥有矢量功能的功率分析仪还将把相电压（或Y形）分量转换成线电压（或三角形）分量。只能使用因数√3,实现系统间转换，或对均衡线性系统上只有一个功率表的测量定标。

了解布线配置、正确进行连接对功率测量至关重要。熟悉常用的布线系统，记住布朗德尔定理，将帮助您获得相应的连接以及可以依赖的结果。