电能统计中无功功率显示值与计算值不匹配？

安科瑞景涛

关于无功功率定义

在电路中，许多用电设备均是根据电磁感应原理工作的，在交流电路中，为建立交变磁场和感应磁通而需要的电功率被定义为基波无功功率Q。基波功率因数被定义为有功功率与视在功率的比值，此时的视在功率S与基波功率因数cos⁡φ的计算公式如下：

电力系统上也有很多常见的非线性负载，如变频器、电焊机、电弧炉等等，在非线性负载存在的情况下，电流会含有谐波成分，谐波流过线圈和传输电缆会产生铜耗，这部分损耗，与无功电流在传输电缆上产生的损耗类似，此时的无功损耗包含基波无功损耗和谐波无功损耗。视在功率S与全波功率因数PF的计算公式如下：

案例分析

在某现场实际情况中，客户反应数显表无功功率结果与电能质量分析仪结果不匹配，显示结果如下：

数显表显示结果

（无功功率为29.7kvar）

电能质量分析仪显示结果

（无功功率为72.84kvar）

其实是因为数显表显示的Q仅仅是是基波无功功率，而电能质量分析仪显示的Q是全波无功功率，也就是基波和谐波无功功率。谐波的存在导致这两个仪表的值有很大差别。在测量了谐波电流畸变率后进行计算：

电能质量分析仪显示结果

（电流畸变率为40％左右）

在数显表中：有功功率P=160.8kW，基波无功功率Q=29.7kVA，电流畸变率THDi≈40％，可以求得：

在电能质量分析仪中：有功功率P=162.24kW，全波无功功率Q=72.84kVA，可以求得：

由计算结果可以看出，虽然无功功率显示不同，但数显表和电能质量分析仪显示的全波功率因数PF均为正确值，不存在计算结果不匹配的现象。