[科普中国]-有功电能

有功电能是有功功率对于时间的积分，它是可以转换为某些其他形式能的电能，可以通过有功电能表进行测量。

简介有功电能是有功功率对于时间的积分，以kWh为单位。由于功率是有方向的，正值时消耗能量，负值时释放能量。所以有功电度也存在消耗性有功电度（import、正向有功电能）和释放性有功电度（export、反向有功电能），同时我们还定义消耗有功电度与发出有功电度的绝对值之和叫作绝对值和有功电度；而两者绝对值之差为净有功电度。

有功功率在交流电路中，有功功率是指一个周期内发出或负载消耗的瞬时功率的积分的平均值（或负载电阻所消耗的功率），因此，也称平均功率。

有功功率是是将电能转换为其他形式能量(机械能、光能、热能)的电功率，称为有功功率。以字母P表示，单位主要有瓦(W)、千瓦(kW)、兆瓦(MW)。

交流电的瞬时功率不是一个恒定值，瞬时功率在一个周期内的平均值叫做有功功率，因此，有功功率也称平均功率。

有功电能表有功电能表是通过将有功功率对时间积分的方式测量有功电能的仪表。

在供电行业中，10kV供电系统为中性点不接地系统，电能计量装置普遍采用三相三线接线方式。由于该系统用户多且用电量大，若现场运行的电能表存在接线错误或电压电流回路存在故障都会使电能计量产生较大差错，因此加强对电能表现场校验和维护管理尤为重要。检查电能表接线的方法很多，如：六角图法、瓦秒法、力矩法、相位伏安法以及采用现场校验标准仪等。在这些方法中，力矩法现场检查错接线所用工具简单、方便灵活，但要通过此种方法来具体分析电能表可能属于哪一种错误接线是非常困难的，有时甚至是不可能的。为了使电能表现场检验人员能够快捷准确地对电能表的错误接线种类作出判断并及时予以纠正，采用了相位伏安法。该方法具有安全可靠、测试准确、操作简捷、易学易会等特点，可广泛用于三相三线高压电能计量的接线检查，具有较好的实用价值。

检查步骤与方法：1）测定各线电压并判断电压回路故障；2）测定各相电流。判断电流是否有根号3倍相电流存在和电流回路有无短路或断路情况；3）确定b相电压及电压相序；4）检查电能表电压与电流的相位关系。1

谐波对有功电能计量影响随着电力电子装置等非线性负荷大量应用。电网中电压、电流波形往往偏离正弦波形而发生畸变。导致电力系统产生大量谐波。传统意义上的电能计量已不能满足需求。需要重新估算谐波对电能计量影响的程度。针对谐波对电能计量影响问题进行了理论研究和仿真实验分析。并应用实时数字仿真系统搭建了仿真实验模型，进行线性和非线性负载对有功电能计量影响的仿真实验，得出了与理论分析相一致的仿真结果。

比较实验数据可知：只要系统存在谐波．线性负载就要在吸收基本电能的同时被迫吸收谐波电能。对于非线性负载，不存在背景谐波时，非线性负载吸收基波电能，同时发出谐波电能；当存在背景谐波时，非线性负载在3次谐波上也要吸收谐波，在其他的6k±1次谐波上向系统中倒送谐波。根据我国现行的电能计量方式。要求电能表能够准确计量出总的电能值。由实验结果可知，当存在谐波功率时，用户实际消耗电能量与电能表读数不等，谐波源用户按电能表计量值少交电费，而受谐波污染的线性用户却需多交电费。造成这一不合理性现象的主要原因是电能表的计量原理。因此，要解决谐波对电能计量影响，除进行谐波综合治理外，采用新的计量方式或新的电费计算方式都是需要进一步研究的课题。2

本词条内容贡献者为:

刘军 - 副研究员 - 中国科学院工程热物理研究所