电压电流互感器为什么有角差的要求
互感器二次回路压降误差及负荷概述
互感器二次回路压降误差及负荷概述安装运行于电厂和变电站中的电压互感器，往往离装设于控制室配电盘上的电能表有较远的距离（例如，有的500kV 变电站，此距离长达800米），它们之间的二次连接导线较长，而且往往接有快速开关接点及保险管等，其电阻值较大；如果二次所接表计、继电保护装置及其他负荷较重，负荷电流较大，则由此引起的二次回路压降将较大。
如图1（a ）所示，由于电压互感器与电能表间的二次回路上有电压降（R 1－jX 1）1I 、（R 2－jX 2）2I 、（R 3－jX 3）3I ，导致电能表端子上的电压（ab U '与cbU '）不等于电压互感器二次的端电压（ab U 与cb U ），包括其大小和相角都不相同，即（ab U ≠ab U '，cb U ≠cbU '，ab U '与abU 间存在相角差δab ）从而给电能的计量结果带来误差。
图1 电压互感器二次回路在图1（a ）所示三相三线电路中，ab 相及cb 相二次回路压降ab U 及cbU ，可用下式表达：Δab U =ab U '－ab U =－(R 1+jX 1)1I +(R 2+jX 2)2I ±ab E =－(R 1+jX 1)1I －(R 2+jX 2)(1I +3I )±abE =－[(R 1+R 2) + j(X 1+X 2)] 1I －(R 2+jX 2)3I ±abE （1） Δcb U =cb U '－cb U =－(R 3+jX 3)3I + (R 2+jX 2)2I ±cb E =－[(R 2+R 3) + j(X 2+X 3)]3I －(R 2+jX 2)1I ±abE （2） 式中，abE 、cb E ——分别为外磁场在ab 回路和cb 回路中感生的电势。
在图1（b ）所示三相四线电路中，ao 相、bo 相、co 相二次回路压降Δa U 、ΔbU 、ΔcU ，可用下式表达：a a a a E I I jX R I X X j R R U U U ±++-+++-=-'=∆)])(()()[(320010101 （3） bb b b E I I jX R I X X j R R U U U ±++-+++-=-'=∆)])(()()[(310020202 （4）c c c c E I I jX R I X X j R R U U U ±++-+++-=-'=∆)])(()()[(210030303 （5）式中，a E 、b E 、cE ——分别为外磁场ao 相、bo 相、co 相二次回路中感生的电势。
电力系统计量中互感器误差的现场测试技术
电力系统计量中互感器误差的现场测试技术作者：杨雪来源：《科学与财富》2014年第12期摘要：在电力系统计量工作中，工作人员一直将关注的重点放在计费电能表的准确度上，对计量工作中的电压互感器（TV）、电流互感器（TA）的准确度关注一直不够，这种现象非常容易导致电能计量装置的准确度出现误差，导致计量结果也出现误差，无法达到国家规定的计量结果要求。
因此要重点关注电力系统计量工作互感器误差现场测试技术，确保互感器的误差限值属于国家法规的规定范围内。
关键词：电力系统计量工作;互感器误差;现场测试技术在电力系统的计量工作中出现的互感器合成误差，是指在电能计量装置内的电压互感器（TV）和电流互感器（TA）在实际运行状态的比差、相差所合成计算得到的计量误差，它是电能计量综合误差的重要组成部分之一。
在电力计量的实际工作中，只有使用先进的互感器误差现场测试技术，才能检验处出互感器中的误差是否合格。
一、计量工作中的互感器误差来源1.电流互感器的误差原因理论上设想的电流互感器的励磁电流应该为0，这时因为在一、二次线圈同辈一交变磁通所交联，所以在数值上一、二次绕组的安匝数相等，并且一、二次电流的相位相同。
而实际上由于电流互感器铁芯的结构以及材料性能等原因的影响，电流互感器总是存在着励磁电流，则一、二次绕组的安匝数就不相等，并且一、二次电流的相位也不相同，也就是产生了误差。
这就是电流互感器中的误差。
电流互感器的误差通常包含电流比误差（比差）和相位角误差（角差）两种。
2.电压互感器的误差原因电压互感器的误差原因主要有以下几个方面，首先是一次绕组电阻及漏抗，引起的空载以及负载误差;第二是二次绕组电阻及漏抗，引起的负载误差;第三是铁芯励磁电流，引起的非线性空载误差;最后是一次侧荣性蚀漏电流引起的荣兴误差。
综合起来，电压互感器的误差产生原因主要与激磁导纳，一、二次绕组内阻抗和负荷导纳有关。
二、电力系统互感器误差的现场测试方法对于电力系统中TA、TV误差的现场测试有两种，分别是传统的测试技术和利用电流互感器误差分析仪来进行检测，下面对这里两种方法进行详细的描述和分析。
电压电流互感器准确等级
电压电流互感器准确等级集团文件版本号：（M928-T898-M248-WU2669-I2896-DQ586-M1988）电压、电流互感器准确等级根据电流互感器在额定工作条件下所产生的变比误差规定了准确等级。
准确级是指在规定的二次负荷变化范围内，一次电流为额定值时的最大电流误差的百分值。
国产电流互感器的准确等级有：0.01；0.02；0.05；0.1；0.2；0.5；1；3；10级。
按照国家标准《电流互感器》GB1208-75规定，电力系统用电流互感器的误差限值。
带S的是特殊电流互感器，要求在1％－120％负荷范围内精度足够高，一般取5个负荷点测量其误差小于规定的范围；0.1级以上电流互感器，主要用于实验室进行精密测量，或者作为标准，用来校验低等级的互感器，也可以与标准仪表配合，用来校验仪表，所以叫做标准电流互感器；在工业上，0.2级和0.5级互感器用来连接电器测量仪表，要求误差20％－120％负荷范围内精度足够高，一般取4个负荷点测量其误差小于规定的范围（误差包括比差和角差，因为电流是矢量，故要求大小和相角差），而3.0级及以下等级互感器主要用于连接某些继电保护装置和控制设备，如5P，10P的电流互感器一般用于接继电器保护用，即要求在短路电流下复合误差小于一定的值，5P即小于5％，10P即小于10％；标有B（或D）级的电流互感器，用来接差动保护和距离保护装置。
所以电流互感器根据用途规定了不同的准确度，也就是不同电流范围内的误差精度。
保护用电流互感器按其功能特性分级如下：保护用电流互感器按用途分为稳态保护用（P）和暂态保护用（TP）P级：准确限值规定为稳态对称一次电流下的复合误差，无剩磁限值。
5P20表示在加20倍额定电流的情况下，误差小等于5%暂态保护用电流互感器准确级分为TPX、TPY、TPZ三个级别。
TPS 级：低漏磁电流互感器，其性能由二次励磁特性和匝数比误差限值规定。
无剩磁限值。
TPX级：准确限值规定为在指定的暂态工作循环中的峰值瞬时误差。
电压互感器误差分析及现场测试影响因素研究
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【１］ＪＪＧｌ０２１—２００７《电力互感器》检定规程
作者简介
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，
杜宇（１９８０一），男，内蒙古人，硕士。工程师，从事 电力计量工作。
光电电流互感器的发展及对其校验方法的探讨
电力计量工作。
电压互感器误差分析及现场测试影响因素研究
杜宇，刘延泽，燕博峰
内蒙古电力科学研究院，内蒙古呼和浩特０１００２０）
摘要：通过分析电压互感器误差理论，得出电压互感器现场测试的影响因素，并给出影响力度及影响 方向，以及国家规程相关规定。对现场试验时排除其它干扰因素有一定指导意义，对现场试验时准确判断被 试品合格与否有一定参考价值。 美键词：电压互感器；误差；测试；影响因素
荷变化等。
４．２
１试验电源频率变化引起谐振点变化
在电容式电压互感器的比差ｒ和角差６表达式
中，只有当时ｍ虾
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目３
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示了各设备的安装位置及基本结构。 该设计方案采取将标准电压互感器、电抗器、励 磁变压器等重型设备闻定于试验平台上，试验平台 通过轨道及减震装置固定于车底板，其它空间布置
电流互感器误差曲线及伏安特性曲线说明
电流互感器误差曲线及伏安特性曲线说明Document serial number【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】一、电流互感器10％的误差曲线实际电流互感器存在励磁电流，所以二次电流I2和一次侧实际电流I1电流存在数值大小和相位角度差，且误差大小和二次侧的负载阻抗有关。
在互感器准确度一定即允许的二次负荷S2一定时，其二次侧的负载阻抗是与其一次电流或一次电流的平方称反比的，一次电流越大，允许的二次阻抗应越小，否则就影响精度。
电流误差是指测得的电流对实际电流I1的相对误差百分值。
规程规定：用于继电保护的电流互感器的电流误差范围为±10％，相位差角不得大于7°。
电流互感器的10％误差曲线，是指互感器生产厂家给出电流互感器的电流误差最大不超过10％时，一次电流对其额定电流的倍数k＝与二次侧负荷阻抗Z2的关系曲线。
实际查用步骤通常是按电流互感器所处位置的最大三相短路电流来确定其值，从厂家给出的相应型号电流互感器的10％曲线中找出横坐标上允许的阻抗欧姆数，使电流互感器二次侧的仪表总阻抗不超过此Z2值，可保证互感器的电流误差在10％以内。
当然实际Z2与互感器的接线方式有关，各种形式下的电流互感器的Z2可按电路原理方法计算。
在实际的电网线路中，如规定整个电网线路能在短路电流达到20倍的时候，整个电路能正常工作（即这个时候的复合误差小于10％），这个时候就要求二次回路的阻抗小于一定值（在本仪器中倍数对应M10 阻抗对应Z 例如M10为 Z为这个数值表示短路电流为一次侧额定电压的倍时为保复合误差小于10％二次回路复阻抗必须小于）。
这个实验对应的是保护用电流互感器。
二伏安特性曲线测试拐点电压拐点电流保护用电流互感器的拐点电压一般比较大，一般在20V以上，厂家出产的电流互感器有规定的饱和电压，实际测得的拐点电压要大于厂家所给的值（或对应所给的曲线不发生明显变化），拐点电压过小一般是铁芯质量不合格或发生扎间短路。
影响电流互感器误差因素及处理方法
影响电流互感器误差因素及处理方法【摘要】：通过对电流互感器的工作原理及误差影响因素进行分析，提出了误差控制方法，在实际设计工作中取得较好的效果。
【关键词】：电流互感器相量图误差回路电阻铁心截面积引言：为了测量高压交流电路中流过的大电流，通常借助电流互感器，利用互感器可将大电流变成小电流，并且可将高电压回路和低压测量仪表隔离开，以满足安全的计量、继电保护、自动控制等方面的要求。
一、工作原理电流互感器(以下简称CT)工作原理与一般变压器基本相似，主要由两个相互绝缘并且绕在同一个闭合铁心的绕组构成。
一般将这两个绕组称之为一次绕在和二次绕组。
CT的一次绕组串联在高压系统中，二次绕组与二次设备中的测量仪器、仪表、继电器的电流线圈相串联。
从图1-1可以看出，当一次绕在中流过时，由于电磁感应，在二次绕组中感应出电势，在二次绕组外部回路接通的情况下，就有二次电流产生。
其中，N1称为一次磁动势，N2称为二次磁动势。
一次磁动势与二次磁动势的相量和即为励磁磁动势：N1+N2=N1(式1-1)其中，是使铁心中产生主磁通所需的励磁电流，它是一次电流的一部分。
上式还可以写成(式1-2)或+=(式1-3)从图1-1还可以看出，CT的二次感应电势与二次绕组内部阻抗压降和二次端电压相平衡即：=+(R2+jX2),V (式1-4)式中-二次绕组感应电动势，V;-二次绕组端电压，V;R2-二次绕组电阻，；X2-二次绕组漏电抗，。
其中，= (Rb+jXb),V(式1-5)式中Rb-二次负荷电阻，；Xb-二次负荷电抗，。
由此得出：=[(Rb+ R2)+ j(Xb +X2)] ,V (式1-6)由以上原理可见，励磁电流是造成CT误差的主要原因。
误差可分为两种，即电流误差(比值差)和相位差(角差)。
比值差是由于实际电流比与额定电流比不相等而造成的。
电流误差的百分数可表示为：,%(式1-7)式中-额定电流比，A;-实际一次电流，A;-在测量条件下，流过时的实际二次电流，A。
电力系统电压互感器与电流互感器应用考核试卷
D.防止误操作
7.电压互感器的二次侧负载包括（）
A.电压表
B.保护装置
C.控制装置
D.电流表
8.电流互感器的变比误差可能受到以下哪些因素的影响？（）
A.一次侧电流的波形
B.互感器磁芯的材料
C.二次侧负载的性质
D.环境温度的变化
9.电压互感器的使用场合包括（）
A.电力系统计量
B.电力系统保护
C.接线电阻
D.接线安全性
13.电压互感器的角度误差可能受到以下哪些因素的影响？（）
A.二次侧负载的功率因数
B.一次侧电压的波形
C.互感器内部磁路的饱和
D.环境温度的变化
14.电流互感器在安装时需要注意（）
A.确保一次侧电流方向正确
B.避免与高电压设备过近
C.保持良好的通风条件
D.确保二次侧接线无误
B.测量和保护
C.控制系统运行
D.提供系统功率
18.电流互感器的二次侧负载可以是（）
A.电流表
B.保护装置
C.控制装置
D.能耗监测设备
19.电压互感器的绝缘结构包括（）
A.油浸式
B.干式
C.气体绝缘
D.充油式
20.电流互感器的运行维护工作包括（）
A.定期检查绝缘状况
B.定期校验变比误差
C.避免过载运行
C.一次电流与二次电压的比值与额定变比的偏差
D.二次电压与一次电流的比值与额定变比的偏差
7.电压互感器二次侧负载的接入方式有（）
A.星形和三角形
B.星形和倒三角形
C.直接接入和阻抗匹配
D.阻抗匹配和变压器接入
8.电流互感器的角度误差主要由（）
A.二次侧负载的功率因数引起
电流互感器的误差补偿
没有经过补偿的互感器，比差均为负值，角差均为正值。
而各级互感器的误差允许范围是正负偏差。
因此可以利用正负偏差的富余范围，使互感器精度提高。
为了提高互感器的精度，一般采用各种补偿方法。
一般情况下因为补偿的数值较小，可以认为对铁芯的磁场基本不影响。
这样可以采用误差叠加进行计算。
互感器补偿方法有匝数补偿、辅助铁芯补偿、电容补偿等。
匝数补偿互感器匝数补偿方法最简单，只要二次绕组比额定匝数少绕几匝Nx即可。
互感器补偿前的比差为负值，少绕几匝二次绕组电流增加起到补偿作用。
补偿量如下，Δf=Nx/（N2-Nx）×100%匝数补偿只对比差起到补偿作用，补偿量与二次负荷和电流大小无关。
补偿匝数一般只有几匝，匝数补偿应计算电流低端二次阻抗最大时，和电流高端二次阻抗最小时误差。
对于高精度的微型电流互感器匝数补偿那怕只补偿1匝，就会补偿过量。
这时可以采用半匝或分数匝补偿。
但是电流互感器的匝数是以通过铁芯窗口的封闭回路计算的，电流互感器的匝数是一匝一匝计算的，不存在半匝的情况。
采用半匝或分数匝补偿必须采用辅助手段如：双绕组、双铁芯等。
辅助铁芯补偿辅助铁芯补偿对比差、角差都起到补偿作用，但辅助铁芯补偿的方法制作工艺比较复杂。
电容补偿电容补偿，直接在二次绕组两端并联电容就可以。
其对比差起正补偿作用，补偿大小与二次负荷Z=R+iX中X分量成正比，与补偿电容大小成正比；对角差都起到负补偿，补偿大小与二次负荷Z=R+iX中R分量成正比，与补偿电容大小成正比。
电容补偿是一种比较理想的补偿方法。
在微型精密电流互感器中，一般二次绕组直接接运放的电流/电压变换，其二次阻抗基本为0，此时电容补偿的作用就比较小。
一般可以在电流/电压变换阶段增加移相电路可以解决角差问题。
用户可以根据电流互感器出厂时所带的该互感器的检验报告中检验误差数据进行调整计算移相电路。
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电压电流互感器为什么有角差的要求？因为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和电流互感器角差的影响，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
电压电流互感器原理是依据电磁感应原理的。
电流互感器是由闭合的铁心和绕组组成。
它的一次绕组匝数很少，串在需要测量的电流的线路中，因此它经常有线路的全部电流流过，二次绕组匝数比较多，串接在测量仪表和保护回路中，电流互感器在工作时，它的二次回路始终是闭合的，因此测量仪表和保护回路串联线圈的阻抗很小，电流互感器的工作状态接近短路。
首先要了解什么是角差。
角差实际上是指相位差，也就是电流互感器一次电流相量与二次电流相量的相位差，就电压互感器而言是一次电压与二次电压的相位差。
作为交流电流互感器和电压互感器来说，误差是比差和相位差的复合误差，不能单单只看比差。
相位差不能超出一定的限值，否则将会影响到电压和电流二次测量值的准确程度，进而影响电能表计量和测量的精度。
电流互感器在规定电流误差不超过10%时，角差不超过7度；
电压互感器角差跟它的准确等级有关准确等级0.5时，相角差正负20’
准确等级1时，相角差正负40’
准确等级3时，相角差不规定。