四象限無(wú)功的定義及應(yīng)用

1、四象限無(wú)功的定義及其應(yīng)用無(wú)功功率是有方向的，電網(wǎng)向用戶的無(wú)功作為正向，反之用戶向電網(wǎng)倒送無(wú)功就是反向。電能計(jì)量無(wú)功四象限的定義如下圖：輸入有功（A） U輸出有功（-A）輸入無(wú)功（R）輸出無(wú)功（-R）（+RL）（-RC）（-RL）（RC）ii順時(shí)針圖中：A有功電能；R無(wú)功電能；RL感性無(wú)功電能；RC容性無(wú)功電能測(cè)量平面的豎軸表示電壓向量Û（固定在豎軸），瞬時(shí)的電流向量用來(lái)表示當(dāng)前電能的傳送，并相對(duì)于電壓向量Û具有相位角，順時(shí)針?lè)较蛳嘟菫檎?。把測(cè)量平面用豎軸和橫軸劃分為四個(gè)象限。右上角為象限，右下角為象限，依此按順時(shí)針?lè)较驗(yàn)椤⑾笙?。豎軸向上表示輸入有功（+A），豎軸向下表示輸出

2、有功（-A），橫軸向右表示輸入無(wú)功（+R），橫軸向左表示輸出無(wú)功（-R）。象限輸入有功功率（+A）輸入無(wú)功功率（+ RL）象限輸出有功功率（-A）輸入無(wú)功功率（+ RC）象限輸出有功功率（-A）輸出無(wú)功功率（- RL）象限輸入有功功率（+A）輸出無(wú)功功率（- RC）大家知道數(shù)學(xué)上也有個(gè)象限定義，其用直角坐標(biāo)系的水平軸的正向表示0°，以逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，090°為第一象限，90°180°為第二象限，180°270°為第三象限，270°360°為第四象限，可以發(fā)現(xiàn)同上圖剛好相反。首先讓我們看上圖的第一象限，當(dāng)電流在一象限

3、時(shí)，由于其規(guī)定順時(shí)針旋轉(zhuǎn)為正，那么按常理“正”應(yīng)是超前，一象限是電流超前電壓090°，根據(jù)電工基本理論，容性負(fù)載電流超前電壓，感性負(fù)載電流滯后電壓，超前則應(yīng)是容性，而上圖中一象限無(wú)功標(biāo)的是感性，二者相反，因此對(duì)于上圖規(guī)定的瞬時(shí)針旋轉(zhuǎn)為“正”的定義應(yīng)理解為電流滯后電壓，而不能按通常經(jīng)驗(yàn)理解為電流超前電壓?，F(xiàn)在看來(lái)這種表示方法不太容易理解，主要原因是它的定義同人們?nèi)粘Ｉ畹年P(guān)于“正負(fù)”概念以及工程中普遍使用的數(shù)學(xué)上的四象限表示方法不同，很容易混淆。例子：假定有一個(gè)小水電用戶，豐水期向電網(wǎng)輸電，枯水期從電網(wǎng)受電，安裝了一臺(tái)新聯(lián)DTSD106-3X型計(jì)量正、反向有功和四象限無(wú)功的電子式多功能

4、電能表。又假定該用戶在用電時(shí)，使用自動(dòng)無(wú)功補(bǔ)償裝置對(duì)無(wú)功進(jìn)行補(bǔ)償：在發(fā)電時(shí)對(duì)同步電機(jī)的勵(lì)磁系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，調(diào)整無(wú)功輸出。其運(yùn)行曲線如圖：在0到T4這段時(shí)間用戶用電，有功為正，用P+表示，在T4到T7這段時(shí)間里用戶發(fā)電，有功為負(fù)，用P-表示。根據(jù)四象限無(wú)功的定義，有功為正、無(wú)功也為正時(shí)，為第象限無(wú)功，如果把第一、二、三、四象限無(wú)功用QI、QII、QIII、QIV表示，則根據(jù)圖3有：QI=Q1+Q3，QII= Q5+Q7，QIII= Q6，QIV= Q2+Q4因?yàn)樵撚脩舭惭b的是DTSD106-3X型雙方向四象限無(wú)功電子式多功能電能表，所以上述六個(gè)數(shù)據(jù)P+、P-、QI、QII、QIII、QIV都能

5、從該電能表中讀出。對(duì)于圖中所示用戶的用電部分可能有三種計(jì)算力率的方法：第一種：第二種：第三種：第一種情況，相當(dāng)于電表無(wú)功計(jì)量模式中感性無(wú)功等于感性無(wú)功加容性無(wú)功的模式。為了降低力率，感性無(wú)功和容性無(wú)功都不能大，所以需使用無(wú)功補(bǔ)償裝置。這種計(jì)算方法與提高力率的目的是吻合的。第二種情況，相當(dāng)于止逆無(wú)功表，只計(jì)正向無(wú)功。因?yàn)橐话阌脩糌?fù)載都是感性的，如果不加電容器進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償，沒(méi)有容性無(wú)功，利用這個(gè)公式計(jì)算的結(jié)果與第一種情況一樣。但是有些用戶，用手動(dòng)方法進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償電容器的投切，白天投上去，晚上不拉開(kāi)，晚上負(fù)載很輕，倒送無(wú)功。這種情況下，計(jì)算出的力率大，接近于1，按照第二種情況計(jì)算應(yīng)該受到獎(jiǎng)勵(lì)。但如果

6、按第一種情況計(jì)算，該用戶晚上倒送無(wú)功也加上，力率會(huì)變小，可能會(huì)受罰。因?yàn)椴还芪諢o(wú)功，還是倒送無(wú)功都會(huì)增加線損，增高電壓，對(duì)電網(wǎng)不利。所以第一種算法好些，反映了力率的本質(zhì)。第三種情況相當(dāng)于不止逆無(wú)功表，倒送無(wú)功，電表反轉(zhuǎn)，計(jì)算出的力率更小，更達(dá)不到力率考核的目的。對(duì)于發(fā)電用戶供電公司也要考核其力率指標(biāo)，也與收費(fèi)掛鉤。但是與用電用戶的相反，力率越接近1，不是獎(jiǎng)而是罰。也就是說(shuō)供電公司要求發(fā)電廠不能全發(fā)有功，也必須發(fā)無(wú)功。根據(jù)圖中曲線所示，在在T4T7這段時(shí)間該小水電用戶屬于發(fā)電用戶，計(jì)算這段時(shí)間的力率也有三種方法：第四種情況：第五種情況：第六種情況：第四種情況考核發(fā)電用戶比較合理。對(duì)于圖中的用戶，在0T7這段時(shí)間里既用電又發(fā)電，怎樣考核其力率更合理呢？如果令用電表示用電時(shí)力率，發(fā)電表示該用戶發(fā)電時(shí)的力率，那么利用用電則可以獎(jiǎng)罰該用戶用電時(shí)的完成力率情況，用發(fā)電