电能表的正向，反向功

心已赠人 2022-05-16 08:20 300阅读 0赞

电能可以转换成各种能量。如，电能转换成热能、机械能、光能等。在这些转换中所消耗的能量为有功电能。有些电器装置在做能量转换是先得建立一种转换环境。如，电动机、变压器要先建立一个磁场才能做能量转换，还有一些电器装置要先建立一个电场才能做能量转换。而建立磁场和电场所需的电能都是无功电能。

其实电能表的正、反向是与电能的受（送）相关的，一般用户接受系统的电能，叫正向，用户内部发电向系统送电，叫反向；  
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；

根据《多功能电能表通信协议》DL/T645-2007的规定，我们将一个平面坐标系的横轴定义为无功功率，纵轴定义为有功功率，二个轴将一个平面划分为四个区域，左上角的为Ⅰ象限，顺时针依次为Ⅱ象限、Ⅲ象限和Ⅳ象限；Ⅰ象限 和Ⅱ象限无功定义为正向无功， Ⅲ象限和Ⅳ象限无功定义为反向无功；  
我们按下面的要求定义实际功率的方向：  
正向有功功率：即输入有功功率，是电网向用户送电，是用户用电功率；  
反向有功功率：即输出有功功率，是用户向电网送电，是用户发电功率；  
正向无功功率：即输入无功功率，是电网向用户送无功，是用户用无功功率；  
反向无功功率：即输出无功功率，是用户向电网送无功，是用户发无功功率；  
Ⅰ象限无功：输入有功功率，输入无功功率，用户为阻感性负载；  
Ⅱ象限无功：输出有功功率，输入无功功率，用户负荷相当于一台欠励磁发电机；  
Ⅲ象限无功：输出有功功率，输出无功功率，用户负荷相当于一台过励磁发电机；  
Ⅳ象限无功：输入有功功率，输出无功功率，用户为阻容性负载；

**1、有功功率**

在交流电路中，凡是消耗在电阻元件上、功率不可逆转换的那部分功率（如转变为热能、光能或机械能）称为有功功率，简称“有功”， 用“P”表示，单位是瓦（W）或千瓦（KW）。

它反映了交流电源在电阻元件上做功的能力大小，或单位时间内转变为其它能量形式的电能数值。

实际上它是交流电在一个周期内瞬时功率的平均值，故又称平均功率。它的大小等于瞬时功率最大值的1/2，就是等于电阻元件两端电压有效值与通过电阻元件中电流有效值的乘积。

**2、无功功率**

为了反映以下事实并加以表示，将电感或电容元件与交流电源往复交换的功率称之为无功功率。

简称“无功”，用“Q”表示。单位是乏（Var）或千乏(KVar)。 在交流电路中，凡是具有电感性或电容性的元件，在通电后便会建立起电感线圈的磁场或电容器极板间的电场。因此，在交流电每个周期内的上半部分（瞬时功率为正值）时间内，它们将会从电源吸收能量用建立磁场或电场；而下半部分（瞬时功率为负值）的时间内，其建立的磁场或电场能量又返回电源。因此，在整个周期内这种功率的平均值等于零。就是说，电源的能量与磁场能量或电场能量在进行着可逆的能量转换，而并不消耗功率。

无功功率是交流电路中由于电抗性元件（指纯电感或纯电容）的存在，而进行可逆性转换的那部分电功率，它表达了交流电源能量与磁场或电场能量交换的最大速率。

实际工作中，凡是有线圈和铁芯的感性负载，它们在工作时建立磁场所消耗的功率即为无功功率。如果没有无功功率，电动机和变压器就不能建立工作磁场。

**3、视在功率**

交流电源所能提供的总功率，称之为视在功率或表现功率，在数值上是交流电路中电压与电流的乘积。   
视在功率用S表示。单位为伏安（VA）或千伏安（KVA）。 它通常用来表示交流电源设备（如变压器）的容量大小。

视在功率即不等于有功功率，又不等于无功功率，但它既包括有功功率，又包括无功功率。能否使视在功率100KVA的变压器输出100KW的有功功率，主要取决于负载的功率因数。

**4、功率三角形 **

视在功率（S）、有功功率（P）及无功功率（Q）之间的关系，可以用功率三角形来表示，如下图所示。它是一个直角三角形，两直角边分别为Q与P，斜边为S。S与P之间的夹角Ф为功率因数角，它反映了该交流电路中电压与电流之间的相位差（角）。

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![S=\\sqrt\{P^\{2\}+Q^\{2\}\}][S_sqrt_P_2_Q_2]                                              ![P=\\sqrt\{S^\{2\}-Q^\{2\}\}][P_sqrt_S_2_-Q_2]                                                    ![Q=\\sqrt\{S^\{2\}-P^\{2\}\}][Q_sqrt_S_2_-P_2]

电压与电流之间的相位差(Φ)的余弦叫做功率因数，用符号cosΦ表示，在数值上，功率因数是有功功率和视在功率的比值，即cosΦ=P/S 。

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