四象限無功的定義及應用復習過程

1、四象限無功的定義及應用四象限無功的定義及其應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?生活的關于“正負”概念以及工程中普遍使用的數(shù)學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