四象限无功.doc

电表可以计量总及6个费率的输入/输出有功、输入/输出无功、正向/反向无功及四象限无功电能，四象限定义详见图3所示。
其中：
输入无功电能＝Ⅰ象限无功电能＋Ⅱ象限无功电能；
输出无功电能＝Ⅲ象限无功电能＋Ⅳ象限无功电能；
正向无功电能＝Ⅰ象限无功电能＋Ⅳ象限无功电能；
反向无功电能＝Ⅱ象限无功电能＋Ⅲ象限无功电能。
有功准确度等级为0.2S、 0.5S级，无功准确度等级为1、2级。无功1级是参照GB/T17215-1998《1级和2级静止式交流有功电能表》标准中有关1级有功的相关标准进行检定而得到的。
年时区是指在一年当中有若干个日期段，在每个不同的日期段中，对应有不同的日时段表；而不同的日时段表，对应有不同的费率划分。在普通的年时区之外还另外划有两类特殊的日期：周休日及公共节假日，它们可以选择对应的日时段表。日时段是指将一天分为若干个时段，每个时段对应一种费率。

注：
1.如果取垂直向上作为电压矢量并画出代表单相或三相平衡系统的电流矢量线，则该电流矢量将指明其它量的状态；
2.本图的参考矢量是电压矢量（取向上为正方向）；
3.电流矢量I随相角Φ改变方向；
4.电压U和电流I间的相角Φ以顺时针方向为正。

2.4 三相多功能表四象限无功的定义及各种使用场合：
定义
图1-16a 电能量
四象限测量示意图
不同国家对四象限无功的定义不一样。根据电力部行业标准DL/T645-1997，多功能电能表通信规约对电能测量四象限的定义如（图1-16）。
图1-16b 四象限无功应用示意图
首先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II象限，依此按顺时针方向为III、Ⅳ象限。竖轴向上表示输入有功（+P），竖轴向下表示输出有功（-P），横轴向右表示输入无功（+Q），横轴向左表示输出无功（-Q）。
电压向量用U表示，固定在竖轴上。瞬时电流用I表示，其位置表示当前电能的输送方向。如（图1-16a）中，I位于第I象限，I与U相位角为j（j顺时针为正），表示输入有功（+P）和输入无功（+Q）。所谓“输入”“输出”是相对于电网的用户边而言的。对于有功输入，输出的概念很清楚。输入有功功率的含义就是电网向用户送电，这是一种用电用户。输出有功功率就是用户向电网送电，这是一种发电用户。
无功概念比较复杂：对于用电用户来讲，用户是负载，分为感性负载和容性负载两种，根据IEC标准、1972年13A出版物推荐，当负荷是“感性负荷”时，无功功率为正。容性负荷无功为负。在四象限无功（图1-16a）上，上半图（I 、Ⅳ象限）表示了这些情况；对于发电用户来讲，用户是一台发电机，吸收正无功相当于欠励磁，输出无功（-Q）相当于过励磁。四象限无功含义是；
I象限 输入有功功率P （阻感性负荷）
输入无功功率Q
II象限 输出有功功率P （负荷相当于一台欠励磁发电机）
输入无功功率Q
III象限 输出有功功率P （负荷相当于一台过励磁发电机）
输出无功功率Q
IV象限 输入有功功率 （阻容性负荷）
输出无功功率
应用
假定一个用户既用电又发电，是一个双方向用户，安装了一台威胜DTSD341-IIITH型能计量正、反相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。其运行情况如（图1-16b）。
在直角坐标系上，纵轴向上，代表正相有功和正相无功，横轴表示时间。
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，如果把第一象限无功用QI表示，从（图1-16b）看
QI=Q1+Q3
第二象限无功如果QII表示，QII应该等于有功为负时，正无功总和，即
QII=Q5+Q7
第三象限无功如果QIII表示，按定义QIII等于有功为负时，负无功的总和，即
QIII=Q6
第四象限无功用QIV表示，按定义QIV等有功为正时，负功总和，则
QIV=Q2+Q4
因为该用户安装的是威胜DTSD341-IIITH双方向四相限电子式多功能电能表，所以上述六个数据P+、P-、QI、QII、QIII、QIV都能从该电能表中读出。
计量无功主要目的之一是计算力率。力率可由下式求得：

式中： P----有功功率
Q----无功功率
对于用电用户供电公司要考核其力率指数并于收费挂钩。如执行力率高于0.95奖励，低于0.95罚款的政策。对于（图1-16b）所示用户用电部分可有3种计算力率的方法：
第一种情况
第二种情况
第三种情况
第一种情况，相当于威胜公司感性无功等于感性加容性无功的显示模式。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利率的目的是吻合的。
第二种情况，相当于止逆无功表，只记正相无功。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。但是就怕有些用户，用手动方法进行无功补偿电容器的投切，白天投上去，晚上不拉开，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 的方法应该受到奖励。但如果按的办法计算，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必须发无功。
对于（图1-16b）所示用户，在T4-T7这段时间属于发电用户，计算这段时间的力率也有三种方法：
第四种情况
第五种情况
第六种情况
分析四、五、六三种情况后认为，按考核发电用户比较合理。
对于（图1-16b）的用户，在0—T7这段时间里又用电又发电，怎样考核其力率更合理呢？根据上面的分析我们知道，作为用电用户是我们要求其力率大些，作为发电用户我们要求其力率小些，互相矛盾，因此一定要把用电，发电分开。双方向四象限电子式多功能电能表能把用电有功数据和发电有功数据分开。P+是用电数据。P-是发电数据。双方向四象限电子式多功能电能表也能把该用户用电时的无功和发电时的无功分开。QI和QIV是用电时的无功。如果令表示用电时力率，表示该用户发电时力率，那么利用奖罚该用户用电时的完成力率情况，用奖罚发电力率完成情况。