无功测量方法详解

无功电能测量对于电网的安全运行起着重要的作用，无功不足和过大会引起电网电压的下降和上升，极端情况可能引起电压崩溃，给电网带来严重的后果。目前无功电能计算方法不止一种，各种方法在电压或电流波形无畸变，即不含谐波情况下均可以正确计量，但谐波情况下会产生误差，目前争议较多，也没有相应的国际和国家标准。

以下介绍几种无功测量方法。

1.跨相无功计算法

传统的无功功率测量大多采用跨相法，电子式电能表是通过内部的运算实现跨相无功电能测量的，下式为三相四线三元件跨相90°无功电能计算方法

三元件跨相无功电能测量在完全不对称情况下 （三相电压和三相电流均不对称），会产生附加误差。

2.移相90°无功计算方法

对电压（或电流）基波移相90°后进行积分运算，可以得到无功功率，原理框图如图4.23所示。

图4.23　移相90°无功电能计算原理框图(www.xing528.com)

电子电能表中，微处理器或数据处理器可将被测的电压、电流采样变换成的电流进行数字移相，再进行相乘和累加，就得到无功电能值。

3.功率三角形无功计算方法

图4.24　功率三角形

在电能表中，被测的电压和电流采样后可以计算出视在功率和有功功率，据上述公式可以得到无功功率，进而得到无功电能值。

4.真无功计算方法

对无功功率较严格的定义为每次谐波分量无功功率的总和，表达式如下

式中：Vn、In和θn为各次谐波下电压、电流的有效值以及夹角。

为了计算出无功功率，必须进行谐波分析，数据处理器计算量较大，要求运算速度很高，实现的成本较高。