根据《多功能电能表通信协议》DL/T 645-2007的规定,我们定义了一个平面坐标系来展示电能的各种状态。在这个坐标系中,横轴代表有功功率,纵轴代表无功功率。这两个轴将平面分割成四个区域,依次为右上方的Ⅰ象限,顺时针旋转至Ⅱ象限、Ⅲ象限和Ⅳ象限。
Ⅰ象限和Ⅱ象限的无功功率被定义为正向无功,而Ⅲ象限和Ⅳ象限的无功功率则为反向无功。这个坐标系还与电压相量U具有相位角Φ相关联,其中逆时针方向的Φ角为正。虽然四象限的示意图未具体展示,但其大致布局与描述相符。
在电能计量中,我们用以下符号来表示各参数:P代表有功电能,Q代表无功电能,QL代表感性无功电能,QC代表容性无功电能,S代表视在功率。
关于功率的计算,正向有功功率P的公式为UICOSΦ,其相位角Φ的范围在±90°以内。而反向有功功率的计算方式与正向有功相同,但其相位角Φ的范围在90°至270°之间。
至于无功功率,正向无功功率P的公式为UISINΦ,其相位角Φ的范围在国标定义的0~180°以内。反向无功功率的计算方式类似,其相位角范围在180~360°之间。
在解读四象限的功率含义时,我们可以发现:第I象限中电压超前电流的现象对应着感性无功的产生;而第IV象限中电压滞后电流的现象则对应着容性无功的产生。当输出(反向)有功时,第III、II象限则分别对应着感性无功和容性无功的输出。
进一步解释功率和无功在四象限中的含义:
1. 正向有功功率表示电网向用户输送的电能。
2. 反向有功功率则表示用户向电网输送的电能。
3. 正向无功功率表示电网向用户输送的无功电能。
4. 反向无功功率则表示用户向电网输送的无功电能。
对于无功在四象限的具体表示,我们可以这样理解:
1. Ⅰ象限表示用户消耗有功功率的也消耗感性无功功率。
2. Ⅱ象限表示用户输出有功功率,但仍然需要输入容性无功功率。
3. Ⅲ象限表示用户输出有功功率的也输出感性无功功率。
4. Ⅳ象限表示用户在消耗有功功率的也输出容性无功功率。