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【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。

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。

艾驰商城是国内最专业的MRO工业品网购平台，正品现货、优势价格、迅捷配送，是一站式采购的工业品商城！具有10年工业用品电子商务领域研究，以强大的信息通道建设的优势，以及依托线下贸易交易市场在工业用品行业上游供应链的整合能力，为广大的用户提供了传感器、图尔克传感器、变频器、断路器、继电器、PLC、工控机、仪器仪表、气缸、五金工具、伺服电机、劳保用品等一系列自动化的工控产品。

电流互感器误差校验中的超差原因分析作者：张丽来源：《中国科技博览》2013年第19期[摘要]：目前电流互感器误差校验的方法有很多种，按原理上主要分一次法（大电流法）和二次法（低压外推法），本文通过对比研究后发现由于测试原理不同导致结果存在一定偏差，不同测试方法亦有不同的的优劣差异，本文通过在广东佛山220kV后龙变电站10kV高压室铠装高压柜柜内电流互感器交接试验中的计量校验中所遇到的误差超标情况来阐述不同测试方法在最终测试结果中的影响。

【关键词】：一次法（大电流法）二次法（低压外推法）误差校验电流互感器前言：互感器的误差一直是影响电能计量准确性的重要指标之一，目前电力系统使用大量的电流互感器用于电能计量和电气测量，准确度通常为0.2级和0.5级。

国家规定必须对于电力互感器的变比、极性及二次侧负荷等电气参数定期进行检查，其中误差校验是电能计量工作中变化发展较多也较快的一项试验工作。

其中用于高压电能计量装置中的电流互感器，误差检验一般在现场进行。

测试方法一般分为一次侧外加电流测试法、二次低压法（低压外推法），在实际测试中，对于额定电流为800A的电流互感器一般采用一次法，这种方法数据稳定，准确度也有一定的保证，但是在测试中测试仪器标准用CT的变比选择不同对测试结果影响较大；对于额定一次电流大于3000A 的电流互感器，现场检验的难度很大，特别是安装在变压器套管和封闭母线上的电流互感器，几乎不可能在额定电流下检验，一般采用低压二次法，二次低压外推法是近年来新兴的一种测试方法，由赵修民教授在其《能在二次电流下测误差的大电流互感器》及相关论文的指导下研制而出的[1]，在实际应用中因其便携的特性，该方法也受到一定的欢迎。

作者在广东省佛山市高明区220kV后龙变电站交接试验阶段，对10kV高压柜内置式电流互感器进行不同测试方法的对比，分析在不同测试方法中造成绕组误差超标的原因。

一、误差校验测试原理1、一次大电流测试法：一次大电流法主要是通过在一次侧施加大电流而在二次侧比被测电流互感器与标准电流互感器之间的误差程度，原理示意图如图1所示如图1所示，A为升流器，TO为标准电流互感器，TX为被测电流互感器，Z为二次负载箱，在实际试验中，通过升流器将标准电流互感器和待测电流互感器的一次侧电流分别升至电流互感器的额定电流的1%、5%、20%、100%、120%，此时的其它绕组短路，在待测互感器回路中串上相应负载箱，通过校验仪对两个互感器进行对比误差校验，误差值应不大于规程要求。