四象限無功的定義及應(yīng)用復(fù)習(xí)過程

1、四象限無功的定義及應(yīng)用四象限無功的定義及其應(yīng)用無功功率是有方向的，電網(wǎng)向用戶的無功作為正向，反之用戶向電網(wǎng)倒 送無功就是反向。電能計量無功四象限的定義如下圖：輸出無功（-輸入無功（+ R）圖中：A有功電能；R無功電能；Rl感性無功電能；Rc容 性無功電能測量平面的豎軸表示電壓向量 ？（固定在豎軸），瞬時的電流向量用來表 示當(dāng)前電能的傳送，并相對于電壓向量 ？具有相位角，順時針方向相角為 正。把測量平面用豎軸和橫軸劃分為四個象限。右上角為I象限，右下角為U象限，依此按順時針方向為象限。豎軸向上表示輸入有功（+A），豎軸向下表示輸出有功（-A），橫軸向右表示輸入無功（+R），橫軸向左表示輸出無功（

2、-R）。I象限輸入有功功率(+A)輸入無功功率(+ Rl )U象限輸出有功功率(-A)輸入無功功率(+ Rc)川象限輸出有功功率（-A）輸出無功功率 （-Rl ）W象限輸入有功功率（+A）輸出無功功率 （-Rc）大家知道數(shù)學(xué)上也有個象限定義，其用直角坐標系的水平軸的正向表示 0°,以逆時針方向旋轉(zhuǎn)，0 90°為第一象限，90°V80°為第二象限，180° 270°為第三象限，270。60°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)電流在一象限時，由于其規(guī)定順時針旋 轉(zhuǎn)為正，那么按常理“正”應(yīng)是超前，一

3、象限是電流超前電壓0 90°，根據(jù)電工 基本理論，容性負載電流超前電壓，感性負載電流滯后電壓，超前則應(yīng)是容 性，而上圖中一象限無功標的是感性，二者相反，因此對于上圖規(guī)定的瞬時針 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)驗理解為電流超前 電壓?，F(xiàn)在看來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?生活的關(guān)于“正負”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 了一臺新聯(lián)DTSD106-3X型計量正、反向有功和四象限無功的電子式多功能電能 表。又假定該用戶在用電時，使用自動無

4、功補償裝置對無功進行補償：在發(fā)電 時對同步電機的勵磁系統(tǒng)進行自動調(diào)節(jié)，調(diào)整無功輸出。其運行曲線如圖：在0到T4這段時間用戶用電，有功為正，用 P+表示，在T4到T7這段時 間里用戶發(fā)電，有功為負，用 P表示。根據(jù)四象限無功的定義，有功為正、無功也為正時，為第I象限無功，如果把第一、二、三、四象限無功用 Qi、Qii、Qiii、Qiv表示，則根據(jù)圖3有: Qi=Qi+Q3，Qii= Q5+Q7， Qiii = Q6， Qiv= Q2+Q4因為該用戶安裝的是DTSD106-3X型雙方向四象限無功電子式多功能電 能表，所以上述六個數(shù)據(jù) P+、P、Qi、Qii、Qiii、Qiv都能從該電能表中讀出。對

5、于圖中所示用戶的用電部分可能有三種計算力率的方法:第一種：PCOS 1(P )2 (Q1 |Q2 Q3 |Q4)2第二種：Pcos 2fV（P ）2© Q3）2第三種：Pcos 3J（p）2 （Qi q2 Q3 |q4）2第一種情況，相當(dāng)于電表無功計量模式中感性無功等于感性無功加容性 無功的模式。為了降低力率，感性無功和容性無功都不能大，所以需使用無功 補償裝置。這種計算方法與提高力率的目的是吻合的。第二種情況，相當(dāng)于止逆無功表，只計正向無功。因為一般用戶負載都 是感性的，如果不加電容器進行無功補償，沒有容性無功，利用這個公式計算 的結(jié)果與第一種情況一樣。但是有些用戶，用手動方法進行

6、無功補償電容器的 投切，白天投上去，晚上不拉開，晚上負載很輕，倒送無功。這種情況下，計 算出的力率大，接近于 1按照第二種情況計算cos應(yīng)該受到獎勵。但如果按 第一種情況計算cos，該用戶晚上倒送無功也加上，力率會變小，可能會受 罰。因為不管吸收無功，還是倒送無功都會增加線損，增高電壓，對電網(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)于不止逆無功表，倒送無功，電表反轉(zhuǎn)，計算出的力率 更小，更達不到力率考核的目的。對于發(fā)電用戶供電公司也要考核其力率指標，也與收費掛鉤。但是與用 電用戶的相反，力率越接近1,不是獎而是罰。也就是說供電公司要求發(fā)電廠 不能全發(fā)有功，也必須發(fā)無功。根據(jù)圖中曲線所示，在在T4T7這段時間該小水電用戶屬于發(fā)電用戶，計 算這段時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:COS 4(P )2 (Q5 Q6 Q7)2Pcos 5 .(P )2 (Q5 Q7)2PCOS 6(P )2 (Q5 Q7 Q6)2第四種情況考核發(fā)電用戶比較合理 對于圖中的用戶，在0T7這段時間里既用電又發(fā)電，怎樣考核其力率更合理呢？如果令cos |用電表示用電時力率，cos |發(fā)電表示該用戶發(fā)電時的力率，那么利用cos |用電則可以獎罰該用戶用電時的完成力率情況，用cos |發(fā)電則可以獎cos I用電罰發(fā)電力率完成情況。公