Во-первых, убедимся, насколько формулы (12) и (17) равноправны. Исходим из первой формулы (мощность трехфазной нагрузки равна сумме нагрузок в фазах) и обосновываем вторую для симметричной трехфазной нагрузки:
, где UФ
и IФ – фазные напряжение и ток.
Так как линейные и фазные
напряжения связаны отношением 
или 
,
получаем формулу мощности для симметричной трехфазной сети:
Естественно, для несимметричной системы формула не проходит.
А теперь обоснуем возможность применения двухэлементного счетчика в трехфазной сети. Немного преобразуем рисунок 3 и получаем для трехпроводной цепи:
Рисунок 5. Схема трехфазной трехпроводной сети
А если учесть, что сумма токов в узле равна нулю (вспомним: «Кирхгоф всегда прав»):
, из чего
следует:
,
получаем исходную формулу:
Рисунок 6. Векторная диаграмма симметричного режима в трехфазной трехпроводной сети для двухэлементного счетчика
То есть, схема замера методом двух ваттметров в трехфазной трехпроводной цепи дает достоверные показания во всех режимах работы нагрузки: как в симметричных, так и в несимметричных. Пример несимметричного режима – обрыв фазы С:
Рисунок 7. Векторная диаграмма неполнофазного режима в трехфазной трехпроводной сети
Совершенно другая картина будет в четырехпроводной сети:
Рисунок 8. Схема трехфазной четырехпроводной сети с двухэлементным счетчиком
Если в первом случае токи фаз А и В вынужденно равны друг другу и направлены в противоположные стороны, здесь при несимметрии нагрузки или обрыве фазы ток замыкается через нулевой провод. Первый закон Кирхгофа для этого случая выглядит так:
При достаточно малом сопротивлении нулевого провода получается следующая картина (считаем, что токи нагрузки по фазам А и В равны):
Рисунок 9. Векторная диаграмма неполнофазного режима в трехфазной четырехпроводной сети
Собственно, конечный результат при взгляде на схему очевиден. А вот что покажет трехэлементная схема измерения:
Еще более тяжелый случай – чисто однофазная нагрузка. Если отсутствует ток в фазах А и С, очевидно, что двухэлементная схема измерений покажет нулевую нагрузку. То есть, погрешность 100% в пользу потребителя.
Обрыв фаз А и В. Трехэлементный счетчик показывает
Показания двухэлементного счетчика:
Погрешность 73% в пользу электроснабжающей организации.
Конечно, это – крайности. Но в любом случае очевидно: в трехфазной четырехпроводной цепи измерение несимметричной нагрузки двухэлементным счетчиком дает недостоверные результаты. И степень погрешности зависит от степени несимметрии нагрузки.
А теперь – особенности работы измерительных приборов, включаемых через трансформаторы тока и трансформаторы напряжения.