电能表及功率因数基础知识

视在功率与功率因数

在功率三角形中，有功功率P与视在功率S的比值，称为功率因数cosφ，其计算公式为：Q=U×Isinφ，其中的φ指的是电压和电流的相位差。

在电力网的运行中，功率因数反映了电源输出的视在功率被有效利用的程度，我们希望的是功率因数越大越好。这样电路中的无功功率可以降到最小，视在功率将大部分用来供给有功功率，从而提高电能输送的功率。

视在功率≠有功+无功

视在功率apparent power S=UI

有功功率active power P=UI * cosφ

无功功率reactive power Q=UI *sinφ

无功功率分电感性无功和电容性无功，这两种是互补的。

在实际的电路中，由于以感性负载为主，无功功率通常都是电感性无功，为了减少这类无功，提高功率因数就得用电容性无功去补偿电感性无功，提高整个电路的功率因数

功率三角形

是表示视在功率S、有功功率P和无功功率Q 三者在数值上的关系三角形。

其中φ是u(t)（瞬时电压）与i(t)（瞬时电流）的相位差, 也称功率因数角，由功率三角形可得对于三相电路

S=UI=√(P^2+^Q2 ) P=Scosφ

Q=SsinφS=√3 UI=√(P^2+^Q2 ) P=√3 UIcosφ

Q=√3 UIsinφ

电能测量四象限的定义:

测量平面的横轴表示电压向量U （固定在横轴），瞬时的电流向量用来表示当前电能的输送，并相对于电压相量U 具有相位角Φ。逆时针方向Φ角为正。四象限的示意图如图1所示：

A —有功电能；R —无功电能；R L —感性无功电能；R C —容性无功电能

1、当系统向用户输送有功和无功时，电能表工作在第Ⅰ象限，电能表显示有功是正值，无功也是正值；这最常见的一种方式，大部分用户也都是这种方式；

2、当系统向用户输送无功，用户向系统反送有功时，电能表工作在第Ⅱ象限，电能表显示有功是负值，无功是正值；有些自发电的用户在有功电能发的多的情况下，可能有有功电能向网上送的情况；

3、当用户向系统反送有功和无功时，电能表工作在第Ⅲ象限，电能表显示有功是负值，无功也是负值；有些自发电的用户在内部没有负荷时，出现和专业电厂一样，有功和无功全部向网上输送；

4、当系统向用户输送有功，用户向系统反送无功时，电能表工作在第Ⅳ象限，电能表显示有功是正值，无功是负值；说明该用户在从网上取有功，但内部电容器等投多了，向网上输送无功；

电力系统中的正向功率和反向功率是什么东西？为什么要分正向功率和反向功率

答：正向功率就是吸收系统的有用功，反向功率就是向系统输送有用功。国家电网都是联起来的，最简单的就象一个口字形的电网，不是我们一般用户看到的用电末端都是向一端输送电能的。

分正反功率一个可以计量，还有一个就是保护。当出现短路时决定短开环形电网的哪几个断路器，把故障段分离出来。

输入有功（+A ） 输出有功（-A ）