角差

01電壓相位誤差

　　電壓相位誤差是原邊電壓向量U1與副邊電壓向量U2轉(zhuǎn)過(guò)180°即-U2之間的夾角，用δU表示，如圖1所示，規(guī)定-U2超前原邊電壓向量U1時(shí)，角差為正，反之為-。

圖1 電壓互感器向量圖

02電流相位誤差

　　電流相位誤差是原邊電壓向量I1與副邊電流向量I2轉(zhuǎn)過(guò)180°即-I2之間的夾角，用δI表示，如圖2所示，規(guī)定-I2超前原邊電壓向量I1時(shí)，角差為正，反之為-。

圖2 電流互感器向量圖

　　角差(相位誤差)是互感器準(zhǔn)確度指標(biāo)的重要組成部分，是影響功率測(cè)量準(zhǔn)確度的主要因數(shù)之一。電能量是有功功率P對(duì)時(shí)間的積分，因此有功電能計(jì)量誤差取決于有功功率的測(cè)量誤差，有功功率P=UIcosφ，顯然P的測(cè)量誤差與電壓電流互感器的角差有關(guān)。

　　下面推導(dǎo)有功功率P與電壓電流互感器角差等因素關(guān)系式如下：

　　以單相負(fù)荷為例，設(shè)一次系統(tǒng)電壓為U，電流為I，負(fù)荷功率因數(shù)為cosφ。則負(fù)荷對(duì)應(yīng)的有功功率P=UIcosφ。對(duì)U、I、cosφ分別求偏導(dǎo)：

　　當(dāng)U、I、φ變化很小時(shí)，有功功率變化量△P可以用微分形式表達(dá)：

　　當(dāng)U、I、φ變化很小時(shí)，有功功率變化量△P相對(duì)當(dāng)U、I、φ未變化時(shí)P的變化率為：

　　由于電壓互感器的角差δU規(guī)定為-U2超前U1的角度，因此電壓互感器相位誤差相當(dāng)于負(fù)荷的功率因數(shù)角變化△φ增大δU；同樣由于電流互感器的角差δI規(guī)定為-I2超前I1的角度，因此電流互感器相位誤差相當(dāng)于負(fù)荷的實(shí)際功率因數(shù)角變化量△φ減少δI;電壓、電流互感器的相位誤差共同作用相當(dāng)于負(fù)荷的功率因數(shù)角變化δU-δI，即：

　　△φ=δU-δI

　　角差是電壓互感器和電流互感器非常重要的技術(shù)指標(biāo)。在電壓互感器和電流互感器的角差很小的時(shí)候，互感器角差的影響可以忽略不計(jì)。但是，在一般情況下，電壓互感器和電流互感器總會(huì)存在一定的角差，更為嚴(yán)重的是電壓互感器和電流互感器的外部連接導(dǎo)線或其他元器件，都會(huì)增加電壓互感器和電流互感器的角差，電壓互感器和電流互感器角差的存在將影響電能表計(jì)量和測(cè)量的精度。因此，在高精度電能表中必須考慮電壓互感器角差的影響，采用數(shù)字補(bǔ)償算法來(lái)保證和提高電能表的計(jì)量和測(cè)量精度。

　　國(guó)標(biāo)GB 1208-2006 電流互感器規(guī)定電流互感器角差(相位差)不應(yīng)超過(guò)表12和表13所列限值。

　　國(guó)標(biāo)GBT 20840.7-2007 互感器第7部分：電子式互感器規(guī)定電壓互感器角差(相位誤差)不應(yīng)超過(guò)表9規(guī)定限值。