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角差

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  • 发布时间:2016/3/14 17:17:40
  • 作者:ly_yinhe
定义
角差是指电流互感器(或电压互感器)的一次信号与二次信号的相位之差。
互感器的一次电流与二次电流向量的相位差。向量方向是按理想互感器的相位差为零来决定的。
若二次电流向量超前一次电流向量,则相位差为正值。它通常用分(’)或厘弧(crad)表示。
注:本定义只在电流为正弦波时正确
摘录自:GB 1208-2006 电流互感器 3.1.11 相位差
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角差简介

01电压相位误差

  电压相位误差是原边电压向量U1与副边电压向量U2转过180°即-U2之间的夹角,用δU表示,如图1所示,规定-U2超前原边电压向量U1时,角差为正,反之为-。

电压互感器向量图

图1 电压互感器向量图

02电流相位误差

  电流相位误差是原边电压向量I1与副边电流向量I2转过180°即-I2之间的夹角,用δI表示,如图2所示,规定-I2超前原边电压向量I1时,角差为正,反之为-。

电流互感器向量图

图2 电流互感器向量图

  角差(相位误差)是互感器准确度指标的重要组成部分,是影响功率测量准确度的主要因数之一。电能量是有功功率P对时间的积分,因此有功电能计量误差取决于有功功率的测量误差,有功功率P=UIcosφ,显然P的测量误差与电压电流互感器的角差有关。

  下面推导有功功率P与电压电流互感器角差等因素关系式如下:

  以单相负荷为例,设一次系统电压为U,电流为I,负荷功率因数为cosφ。则负荷对应的有功功率P=UIcosφ。对U、I、cosφ分别求偏导:

  当U、I、φ变化很小时,有功功率变化量△P可以用微分形式表达:

  当U、I、φ变化很小时,有功功率变化量△P相对当U、I、φ未变化时P的变化率为:

  由于电压互感器的角差δU规定为-U2超前U1的角度,因此电压互感器相位误差相当于负荷的功率因数角变化△φ增大δU;同样由于电流互感器的角差δI规定为-I2超前I1的角度,因此电流互感器相位误差相当于负荷的实际功率因数角变化量△φ减少δI;电压、电流互感器的相位误差共同作用相当于负荷的功率因数角变化δU-δI,即:

  △φ=δU-δI

  角差是电压互感器和电流互感器非常重要的技术指标。在电压互感器和电流互感器的角差很小的时候,互感器角差的影响可以忽略不计。但是,在一般情况下,电压互感器和电流互感器总会存在一定的角差,更为严重的是电压互感器和电流互感器的外部连接导线或其他元器件,都会增加电压互感器和电流互感器的角差,电压互感器和电流互感器角差的存在将影响电能表计量和测量的精度。因此,在高精度电能表中必须考虑电压互感器角差的影响,采用数字补偿算法来保证和提高电能表的计量和测量精度。

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角差指标限定值

  国标GB 1208-2006 电流互感器规定电流互感器角差(相位差)不应超过表12和表13所列限值。

 电流互感器规定电流互感器角差(相位差)不应超过表12和表13所列限值。

  国标GBT 20840.7-2007 互感器第7部分:电子式互感器规定电压互感器角差(相位误差)不应超过表9规定限值。

电子式互感器规定电压互感器角差(相位误差)不应超过表9规定限值。


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