单相电用来为民用和工作电器供电，而三相沟通(a.c.)体系则广泛用于配电及直接为功率更高的设备供给电力。本文介绍了三相体系的基本原理以及或许的不同丈量衔接之间的差异。
三相体系
三相电由频率相同、起伏相似的三个AC电压组成。每个ac电压“相位”与另一个ac电压相隔120°(图1)。这能够经过图形办法，运用波形和矢量图(图2)进行表明。
图1. 三相电压波形
图2. 三相电压矢量
运用三相体系的原因有两个：
1. 能够运用三个矢量距离的电压，在马达中发生旋转磁场。然后能够在不需要额定绕组的状况下发动马达。
2. 三相体系能够衔接到负载上，要求的铜缆衔接数量(传输损耗)是其它办法的一半。
咱们看看三个单相体系，每个体系为一个负载供给100W的功率(图3)。总负载是3 x 100W = 300W。为供给电力，1安培电流流经6根线，因而有6个单位的损耗。也能够把三个电源衔接到一个公共回程上，如图4所示。当每个相位中的负载电流相一同，负载被认为是均衡的。在负载均衡、且三个电流相位互相位移120°的状况下，任何时点上的电流之和都为零，回程线路中没有电流。
图3. 三个单相电源 – 6个单位损耗
图4. 三相电源，均衡负载 – 3个单位损耗
在三相120°体系中，要求3根线传送功率，而在其它办法下则要求6根线。要求的铜缆数量减少了一半，导线传输损耗也将折半。
Y形接法或星形接法
具有公共衔接的三相体系一般如图5的示意图所示，称为“Y形或星形”接法。
公共点称为中性点。为安全起见，这个点一般在电源上接地。在实践中，负载并不是完美均衡的，要运用第四条“中性”线传送得到的电流。假如本地法规和规范答应，中性导体或许会比三条主导体小得多。
图5. Y形接法或星形接法 – 三相四线
三角形接法
上面评论的三个单相电源也能够串联起来。在任何时点上，三个120°相移电压之和都是零。假如和为零，那么两个端点都处在相同的电位，能够联接在一同。这种接法如图7中的示意图所示，运用希腊字母Δ表明，称为三角形接法。
图6. 恣意时刻的瞬时电压之和为零
图7. 三角形接法 – 三相三线
Y形接法和三角形接法比较
Y形接法用来为家庭和工作中运用的日常单相设备供电。单相负载衔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或许多地同享，以便为主三相电源供给均衡负载。
Y形接法还能够为更高电压上更高的功率负载供给单相或三相电。单相电压是相位到中性电压。别的还供给较高相间电压，如图8中的黑色矢量所示。
图8. V phase-phase = √3 x V phase-neutral
三角形接法最常用的状况是为功率较高的三相工业负载供电。但是，经过沿着变压器线圈进行衔接或“分接”，能够从三相三角形电源中取得不同的电压组合。例如，在美国，240V三角形体系能够有分相或中心分接线圈，供给两个120V电源(图9)。为安全起见，中心分接点能够在变压器上接地。在中心分接点和三角形接法的第三条“高脚”之间，还供给了208V电压。
图9. 三角形接法，选用分相或中心分接线圈
功率丈量
在沟通体系中，功率运用功率表丈量。现代数字采样功率表，把多个电压和电流的瞬时样点乘在一同，核算瞬时功率，然后取一个周期中瞬时功率的平均值，表明有功功率。功率表将在广泛的波形、频率和功率因数范围上，精确丈量有功功率、视在功率、无功负载、功率因数、谐波等等。为使功率分析仪供给杰出的成果，有必要能够正确辨认布线装备，正确衔接功率分析仪。
单相功率表衔接
只要求一个功率表，如图10所示。体系与功率表电压端子和电流端子的衔接简单明了。功率表的电压端子透过负载并连，电流经过与负载串联的电流端子输入。
图10. 单相双线和DC丈量
单相三相衔接
在这个体系中，如图11所示，从一个中心分接的变压器线圈中发生电压，一切电压都同相。这在北美住所运用中非常常见，其间供给了一个240 V电源和两个120V电源，在每条腿线上或许有不同的负载。为丈量总功率和其它数量，应如图11所示衔接两个功率表。
图11. 单相三线
布朗德尔定理：要求的功率表数量
在单相体系中，只要两根线。功率运用一个功率表丈量。在三线体系中，要求两个功率表，如图12所示。
一般来说，要求的功率表数量 = 线数 – 1
图12. 三线Y形体系
验证三相Y形体系
功率表丈量的瞬时功率是瞬时电压和电流样点之积。
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
(依据基尔霍夫规律，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 – 两个功率表办法
在有三根线时，要求两个功率表丈量总功率。依据图所示办法衔接两相到功率表的电压端子。
图13. 三相三线、两个功率表办法
三相三线接法 – 三个功率表办法
如前所述，虽然丈量三线体系中的总功率只要求两个功率表，但有时能够方便地运用三个功率表。在如图所示的接法中，经过把一切三个功率表的电压低端子衔接在一同，创立一个假中性线。
图14. 三相三线(三个功率表办法，把分析仪设置成三相四线形式)
三线三个功率表的接法的优势在于，它指明每一个相的功率(这在两个功率表的接法中是不或许的)以及相到中线电压。
三相四线接法
丈量四线体系中的总功率要求三个功率表。测得的电压是实在的相电压。经过运用矢量数学运算，能够从相电压的起伏和相位中精确地核算出相间电压。现代电源分析仪也运用基尔霍尔规律，核算流过中线的电流。
图15. 三相四线(三个功率表办法)
装备丈量设备
在线数必定(N)时，要求N-1个功率表丈量全体电能质量，如功率。有必要保证具有满足数量的通道，且正确衔接。
现代多通道功率分析仪将运用相应的内置公式，直接核算全体电能质量，如瓦特、伏特、安培、伏安和功率因数。公式依据布线装备挑选，因而设置布线对取得杰出的总功率丈量至关重要。具有矢量功用的功率分析仪还将把相电压(或Y形)重量转化成线电压(或三角形)重量。只能运用因数√3，完成体系间转化，或对均衡线性体系上只要一个功率表的丈量定标。
了解布线装备、正确进行衔接对功率丈量至关重要。了解常用的布线体系，记住布朗德尔定理，将帮助您取得相应的衔接以及能够依靠的成果。
