四角限無功在電費核算中的實際應用

【摘 要】隨著智能電子電能表在供電公司大量的使用，智能電表顯示的多樣性大大提高了無功電能計量的準確性，更重要的是可以把無功電能按四個象限分別計量。但智能表顯示的四象限無功，使許多抄核收人員對四象限計量的無功存在著認識上的誤區。本文結合現場經驗認真分析了四象限無功在日常抄表和電費結算中計算功率因數的應用。

【關鍵詞】智能電子電能表；四象限無功；電費核算

一、無功功率與四象限無功的定義

（1）無功功率的定義。無功功率就是在具有電感或電容的電路中，電感或電容在半周期的時間內將存儲的磁場（電場）能量傳遞給電源，與電源進行能量交換，并未真正消耗能量，與電源交換能量的速率的振幅稱為無功功率。（2）四象限無功的定義。根據電力部行業標準DL/T645—1997，智能電能表通信規約對電能測量四象限的定義如圖1。

圖1 圖2

A-有功電能；R-無功電能；RL-感性無功電能；RC-容性無功電能。先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II象限，依此按順時針方向為III、Ⅳ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），橫軸向右表示輸出無功（-R）。應注意的是此處的輸入、輸出均是針對客戶側而言。電壓向量用U表示，固定在豎軸上。瞬時電流用I表示，其位置表示當前電能的輸送方向。

在四象限無功圖1上，上半圖（I、Ⅳ象限）表示了這些情況。對于發電用戶來講，用戶是一臺發電機，吸收正無功相當于欠勵磁，輸出無功相當于過勵磁。在四象限無功圖1上，下半圖（Ⅱ、Ⅲ象限）表示了這些情況。四象限無功的含義是：I象限：輸入有功功率（+A），輸入無功功率（+ RL）；II象限：輸出有功功率（-A），輸入無功功率（+ RC）；III象限：輸出有功功率（-A），輸出無功功率（- RL）；IV象限：輸入有功功率（+A），輸出無功功率（-RC）。

二、四角限無功在在日常抄表和電費核算中的實際應用

在實際工作中，智能電表上通常用圖2所示進行標注，用無功Q表示橫軸，用有功P表示豎軸，結合工作實際中的智能電表，對四象限的無功進行以下描述。Ⅰ象限：P>0，Q>0，表明電網向客戶輸出有功功率，無功功率，客戶側為感性負載。客戶用的無功功率越少，功率因數越高，客戶的經濟效益越高。Ⅱ象限：P<0，Q>0，表明客戶有發電機，向電網輸出有功功率，并且客戶從電網吸收無功功率。Ⅲ象限：P<0，Q<0，表明客戶有發電機，向電網輸出有功功率和無功功率，客戶側負載相當于一臺運行于過勵磁狀態的發電機；Ⅳ象限：P>0，Q<0，表明電網向客戶輸出有功功率，客戶向電網輸送無功功率，客戶側為容性負載，說明客戶的無功補償裝置向電網倒送了無功。根據以上情況，按照功率因數調整電費辦法，在計算客戶的功率因數時，對于用電不發電的的客戶，無論客戶是從電網吸取無功，還是向電網倒送無功，都要算是客戶使用的無功，以無功的絕對值之和參與功率因數計算。在現場抄表時，應抄錄Ⅰ、Ⅳ象限的無功，用Ⅰ、Ⅳ象限的無功之和計算功率因數，采取以下公式計算：COSΦ=■，因此，用戶應加裝可靠的無功補償裝置，少從電網吸收無功和禁止向電網倒送無功。

在實際工作中對于用電客戶來說，在第Ⅰ象限，客戶從電網上吸取有功功率和無功功率，在第Ⅳ象限，客戶從電網上吸取有功功率，客戶向電網反送無功功率，說明客戶的無功補償裝置向電網倒送了無功，按照功率因數調整電費辦法，客戶從電網吸取無功，和向電費倒送無功，都要算是客戶使用的無功，因此，客戶應避免運行在第Ⅳ象限，避免無功向電網倒送，提高經濟效益。對于即用電又發電的客戶，在現場抄表時，應抄錄Ⅱ、Ⅲ象限的無功，我們采用以下的公式計算功率因數：COSΦ=■。客戶又發電又用電，運行在Ⅱ、Ⅲ象限的，表明客戶向電網反送有功和無功，或從電網吸收無功。一方面要求客戶發電機具備進相運行能力，吸收電網多余無功；另一方面，電網應作好無功平衡工作，避免無功過補，造成不必要的線路損耗，充分發揮發電機的發電能力。

所以正確計量四象限無功、正確抄錄客戶所用的無功電量和選擇功率因數計算方式是功率因數調整電費的前提，事關廣大電力客戶和供電企業切身的經濟利益。對于保證供電電能質量，電網安全穩定運行具有重要意義。