探究无功四角限无功在电费核算中实际运用

【摘要】随着智能电子电能表在供电公司大量的使用，智能电表显示的多样性大大提高了无功电能计量的准确性，更重要的是可以把无功电能按四个象限分别计量。但智能表显示的四象限无功，使许多抄核收人员对四象限计量的无功存在着认识上的误区。本文结合现场经验认真分析了四象限无功在日常抄表和电费结算中计算功率因数的应用。
【关键词】智能电子电能表；四象限无功；电费核算

一、无功功率与四象限无功的定义

（1）无功功率的定义。无功功率就是在具有电感或电容的电路中，电感或电容在半周期的时间内将存储的磁场（电场）能量传递给电源，与电源进行能量交换，并未真正消耗能量，与电源交换能量的速率的振幅称为无功功率。（2）四象限无功的定义。根据电力部行业标准DL/T645—1997，智能电能表通信规约对电能测量四象限的定义如图1。
图1 图2
A-有功电能；R-无功电能；RL-感性无功电能；RC-容性无功电能。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（+

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A），竖轴向下表示输出有功（-A），横轴向右表示输入无功（+R），横轴向右表示输出无功（-R）。应注意的是此处的输入、输出均是针对客户侧而言。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。
在四象限无功图1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，输出无功相当于过励磁。在四象限无功图1上，下半图（Ⅱ、Ⅲ象限）表示了这些情况。四象限无功的含义是：I象限：输入有功功率（+A），输入无功功率（+ RL）；II象限：输出有功功率（-A），输入无功功率（+ RC）；III象限：输出有功功率（-A），输出无功功率（- RL）；IV象限：输入有功功率（+A），输出无功功率（-RC）。

二、四角限无功在在日常抄表和电费核算中的实际应用

在实际工作中，智能电表上通常用图2所示进行标注，用无功Q表示横轴，用有功P表示竖轴，结合工作实际中的智能电表，对四象限的无功进行以下描述。Ⅰ象限：P>0，Q>0，表明电网向客户输出有功功率，无功功率，客户侧为感性负载。客户用的无功功率越少，功率因数越高，客户的经济效益越高。Ⅱ象限：P<0，Q>0，表明客户有发电机，向电网输出有功功率，并且客户从电网吸收无功功率。Ⅲ象限：P<0，Q<0，表明客户有发电机，向电网输出有功功率和无功功率，客户侧负载相当于一台运行于过励磁状态的发电机；Ⅳ象限：P>0，Q<0，表明电网向客户输出有功功率，客户向电网输送无功功率，客户侧为容性负载，说明客户的无功补偿装置向电网倒送了无功。根据以上情况，按照功率因数调整电费办法，在计算客户的功率因数时，对于用电不发电的的客户，无论客户是从电网吸取无功，还是向电网倒送无功，都要算是客户使用的无功，以无功的绝对值之和参与功率因数计算。在现场抄表时，应抄录Ⅰ、Ⅳ象限的无功，用Ⅰ、Ⅳ象限的无功之和计算功率因数，采取以下公式计算：COSΦ=■，因此，用户应加装可靠的无功补偿装置，少从电网吸收无功和禁止向电网倒送无功。
在实际工作中对于用电客户来说，在第Ⅰ象限，客户从电网上吸取有功功率和无功功率，在第Ⅳ象限，客户从电网上吸取有功功率，客户向电网反送无功功率，说明客户的无功补偿装置向电网倒送了无功，按照功率因数调整电费办法，客户从电网吸取无功，和向电费倒送无功，都要算是客户使用的无功，因此，客户应避免运行在第Ⅳ象限，避免无功向电网倒送，提高经济效益。对于即用电又发电的客户，在现场抄表时，应抄录Ⅱ、Ⅲ象限的无功，我们采用以下的公式计算功率因数：COSΦ=■。客户又发电又用电，运行在Ⅱ、Ⅲ象限的，表明客户向电网反送有功和无功，或从电网吸收无功。一方面要求客户发电机具备进相运行能力，吸收电网多余无功；另一方面，电网应作好无功平衡工作，避免无功过补，造成不必要的线路损耗，充分发挥发电机的发电能力。
所以正确计量四象限无功、正确抄录客户所用的无功电量和选择功率因数计算方式是功率因数调整电费的前提，事关广大电力客户和供电企业切身的经济利益。对于保证供电电能质量，电网安全稳定运行具有重要意义。