15.8. ИЗМЕРЕНИЕ МОЩНОСТИ И ЭНЕРГИИ В ЦЕПЯХ ТРЕХФАЗНОГО ТОКА
Измерение мощности и энергии в цепях трехфазного тока относится к наиболее сложным и ответственным измерениям. Необходимость в таких измерениях возникает очень часто на промышленных предприятиях при учете энергии, загрузки технологических установок и во многих других случаях.
Если передача энергии производится по четырем проводам, то для измерения мощности трехфазного тока необходимо иметь три ваттметра (рис. 15.12). К каждому ваттметру будет приложено фазное напряжение, и через него будет проходить фазный ток, т. е. он будет учитывать мощность одной фазы. Сумма показаний этих ваттметров даст мощность трехфазной системы.
Если нагрузка фаз равномерна, то показания всех ваттметров будут одинаковыми и можно обойтись одним ваттметром. Очевидно, что в этом случае показания ваттметра надо утроить.
Рис. 15.12. Измерение мощности в трехфазной системе с нулевым проводом
Если же передача энергии производится по трем проводам, то для измерения мощности необходимо иметь всего два ваттметра, включенных так, как показано на рис. 15.13. Сумма показаний этих ваттметров дает мощность трехфазной системы.
Чтобы убедиться в этом, вспомним, что третий провод трехфазной системы всегда является обратным для первых двух. Иными словами, трехфазная линия ведет себя совершенно так же, как показанные на рис. 15.14 две однофазные линии. Очевидно, что можно измерить мощность этих двух линий, если включить ваттметры, как показано на рис. 15.14.
Но в чем разница между схемами на рис. 15.13 и 15.14? Только в том, что в схеме на рис. 15.14 мы расщепили третий провод, и ничего не изменится, если мы объединим эти два провода в один, заставив протекать по нему сумму токов 
.
На практике эти два ваттметра имеют обычно одну шкалу и одну стрелку. На эту стрелку действуют одновременно усилия подвижных катушек обоих ваттметров, и стрелка показывает сумму мощностей, учитываемых прибором. Это трехфазный ваттметр.
Схему двух ваттметров можно применять и при равномерной и при неравномерной нагрузке.
Рис. 15.13. Схема двух ваттметров для измерения мощности трехфазной системы
Рис. 15.14. Особенности метода двух ваттметров
Если нагрузка равномерная, то показания ваттметров равны
Как видим, показания ваттметров зависят от характера нагрузки, от угла сдвига фазы между током и напряжением.
Если нагрузка чисто активная 
то оба ваттметра дают одинаковые показания:
Если угол сдвига фаз нагрузки равен 60°, то один из ваттметров ничего не покажет, а показания другого будут равны всей мощности трехфазной системы:
При использовании схемы двух ваттметров необходимо тщательно следить за правильностью подключения генераторных клемм приборов. Если отступить от схемы на рис. 15,13, то приборы дадут неправильные показания и их сумма не будет равна мощности трехфазной системы.
В заголовке этого параграфа говорится об измерении мощности и энергии трехфазного тока. Но пока мы интересовались только мощностью.
Как же измерить энергию?
Ответ на этот вопрос дает одно очень простое правило: электрические счетчики включаются в цепь так же, как ваттметры. Обычно используют специальный трехфазный счетчик, который представляет собой комбинацию двух однофазных счетчиков с одной общей осью и двумя дисками. Движущие моменты счетчиков суммируются на этой общей оси. Такой трехфазный счетчик включают по схеме на рис, 15.13.
