四象限无功的定义及应用

1、四象限无功的定义及其应用无功功率是有方向的，电网向用户的无功作为正向，反之用户向电网倒送无功就是反向。电能计量无功四象限的定义如下图：R)输出无功（-图中：A有功电能；R无功电能； R感性无功电能；FC容性 无功电能测量平面的竖轴表示电压向量 ？（固定在竖轴），瞬时的电流向量用来表示当 前电能的传送，并相对于电压向量 ？具有相位角，顺时针方向相角为正。把测量平面用竖轴和横轴划分为四个象限。右上角为I象限，右下角为U象限，依此按顺时针方向为川、W象限。竖轴向上表示输入有功（+A），竖轴向下 表示输出有功（-A），横轴向右表示输入无功（+R）,横轴向左表示输出无功（-R）I象限输入有功功率（+A）

2、输入无功功率（+ RL）U象限输出有功功率（-A）输入无功功率（+ RC）川象限输出有功功率（-A）输出无功功率（- RL）W象限输入有功功率（+A）输出无功功率（- RC）大家知道数学上也有个象限定义， 其用直角坐标系的水平轴的正向表示 0°， 以逆时针方向旋转， 0 90°为第一象限， 90° 180°为第二象限， 180° 270°为第三象限， 270° 360°为第四象限，可以发现同上图刚好相反。首先让我们看上图的第一象限，当电流在一象限时，由于其规定顺时针旋 转为正，那么按常理“正”应是超前，一象限是电流

3、超前电压 090°，根据电 工基本理论，容性负载电流超前电压，感性负载电流滞后电压，超前则应是容 性，而上图中一象限无功标的是感性，二者相反，因此对于上图规定的瞬时针 旋转为“正”的定义应理解为电流滞后电压，而不能按通常经验理解为电流超 前电压。现在看来这种表示方法不太容易理解，主要原因是它的定义同人们日 常生活的关于“正负”概念以及工程中普遍使用的数学上的四象限表示方法不 同，很容易混淆。例子： 假定有一个小水电用户，丰水期向电网输电，枯水期从电网受电，安装了一 台新联DTSD106-3X型计量正、反向有功和四象限无功的电子式多功能电能表。 又假定该用户在用电时，使用自动无功补偿装

4、置对无功进行补偿：在发电时对 同步电机的励磁系统进行自动调节，调整无功输出。其运行曲线如图：在0到T4这段时间用户用电，有功为正，用 P表示，在T4到T7这段时间里 用户发电，有功为负，用 P表示根据四象限无功的定义，有功为正、无功也为正时，为第I象限无功，如果 把第一、二、二、四象限无功用 Q、Q、Qii、Q表示，则根据图3有：Q=Q+Q，Q = Q5+Q, Qi 二 Q6, Qv= Q2+Q4因为该用户安装的是 DTSD106-3X型双方向四象限无功电子式多功能电能表， 所以上述六个数据P+、P、Q、Q、Qii、Qv都能从该电能表中读出。对于图中所示用户的用电部分可能有三种计算力率的方法：

5、第一种：COS 站=,P(P )2 (Q1 |Q2 - Q3 IQ4)2第二种：P +COS 2 二讥P +(Q1 +Q3)2第三种：P +COS 审3=(P )2 (Q1 -Q2 Q3_|Q4)2第一种情况，相当于电表无功计量模式中感性无功等于感性无功加容性无功 的模式。为了降低力率，感性无功和容性无功都不能大，所以需使用无功补偿 装置。这种计算方法与提高力率的目的是吻合的。第二种情况，相当于止逆无功表，只计正向无功。因为一般用户负载都是感 性的，如果不加电容器进行无功补偿，没有容性无功，利用这个公式计算的结 果与第一种情况一样。但是有些用户，用手动方法进行无功补偿电容器的投切， 白天投上去

6、，晚上不拉幵，晚上负载很轻，倒送无功。这种情况下，计算出的 力率大，接近于1,按照第二种情况计算cos应该受到奖励。但如果按第一种 情况计算cos，该用户晚上倒送无功也加上，力率会变小，可能会受罚。因为 不管吸收无功，还是倒送无功都会增加线损，增高电压，对电网不利。所以第 一种算法好些，反映了力率的本质第三种情况相当于不止逆无功表， 倒送无功，电表反转，计算出的力率更小, 更达不到力率考核的目的。对于发电用户供电公司也要考核其力率指标，也与收费挂钩。但是与用电用户的相反，力率越接近1,不是奖而是罚。也就是说供电公司要求发电厂不能全 发有功，也必须发无功。根据图中曲线所示，在在 T4T7这段时间该小水电用户属于发电用户，计算 这段时间的力率也有三种方法：第四种情况：COS 申4 =,P(P-)2 (Q5 Q6 Q7)2第五种情况：p_cos 5 二22.(P-)(Q5 Q7)第八种情况：P _cos -：6 :HP2 +(Q5 + Q7|q6)2第四种情况考核发电用户比较合理。对于图中的用户，在 0T7这段时间里既用电又发电，怎样考核其力率更合 理呢？如果令cos |用电表示用电时力率，cos |发电表示该用户发电时的力率，那么利用cosI用电则可以奖罚该用户用电时的完成力率情况，