一個真實的故事

　　國內某著名電機企業出口奧地利的牽引電機，在奧地利某公司做試驗時，被告知送檢電機不合格！

　　該企業專家在無意中發現依據對方的試驗數據，可以推算出電機效率大于1這一明顯違背客觀規律的結論。既然如此，其它的數據同樣不能作為判斷該電機不合格的依據。該專家據理力爭，算是雙方扯平（算是不辱使命）！

　　你不要說我的電機不合格，同樣，我也不說你的測試系統不合格！

　　事實上，電機合不合格是值得討論的。毋庸置疑的是：該測試系統一定是不合格的！

　　而該測試系統的功率分析儀和傳感器，都是經過嚴格溯源的，為什么會不合格呢？其中的奧妙就在于傳感器的角差指標！

　　因為，當時，國內外并無可對該類傳感器進行角差溯源的計量檢定機構！

　　此次經歷，讓該企業對電機試驗測試系統的重要性有了新的認識，對該企業后來整改電機試驗系統有很大的幫助！

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被遺忘的角差溯源

　　在電壓互感器和電流互感器中，一次信號與二次信號之間的相位差，習慣稱為角差。角差是電壓互感器和電流互感器非常重要的技術指標。

　　互感器主要用于不含高次諧波的工頻電量測試，對于變頻電機、變頻器、逆變器、整流器、變流器等電氣設備的變頻電量測試，互感器已經不能勝任，目前應用最廣的是霍爾電壓傳感器和霍爾電流傳感器。

　　在霍爾電壓傳感器和霍爾電流傳感器中，我們很少聽到角差的概念。事實上，包括LEM公司在內，目前幾乎所有生產的霍爾電壓、電流傳感器均未標稱角差指標。

　　沒提到不代表不重要！

　　事實上，在變頻電量測量中，傳感器的角差指標比互感器角差指標更為重要！

　　因為，電壓互感器和電流互感器的主要應用場合是電力系統，而眾所周知，在電力系統中，功率因數被限定在一定的范圍之內（通常要求在0.85以上），而角差對功率測量的影響的規律是：功率因數越高，影響越小（詳見：不同功率因數下角差對功率測量準確度的影響 ）。

　　在變壓器、電機、變流器等產品的檢試驗中，卻有大量的試驗是在低功率因數下進行的。例如：變壓器的空載試驗和堵轉試驗是大型電力變壓器的最主要的試驗；電機空載試驗是確定電機效率的主要試驗；為了減小能量消耗，變頻器的負載試驗在額定電流和極低功率因數下進行，而此時的有功功率，就代表變頻器在額定狀態下的損耗。

　　變壓器和電機屬于傳統產品，其試驗方法也相對成熟，因此，早就有專業針對低功率因數下功率測量的儀表：低功率因數功率表（也稱低功率因數瓦特表）。然而，很少有人注意的是，低功率因數下，采用低功率因數功率表只解決了一部分問題。若電壓互感器和電流互感器的角差指標得不到控制，功率測量準確度同樣沒有保障。

　　而在變頻電量測量領域，儀表是新的（冠上各種頭銜的功率分析儀），傳感器是新的（主要是霍爾電壓傳感器和霍爾電流傳感器），大家似乎都忘了還有角差這個概念！

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角差溯源與整體溯源

　　忘了不代表不重要！忽視客觀存在是要付出代價的！

　　然而，霍爾電壓傳感器、霍爾電流傳感器等變頻電量傳感器目前尚未頒布相關檢定規程或校準方法，其角差溯源無公認的有效的方法，角差指標不易評價。

　　那么，有沒有變通方法呢？

　　方法是有的！

　　角差溯源有困難！功率卻是可以溯源的！我們關心角差是因為我們要控制低功率因數下的功率測量準確度！

　　我們不妨將整個測試系統在低功率因數下進行校準，而不管具體某個元件的角差指標、只要系統在全功率因數范圍內都能準確測量，就說明系統的綜合角差是滿足測試需要的。

　　上述溯源方法稱之為整體溯源。整體溯源不但可以跳過某些中間環節溯源難的問題，還可以提供更具指導意義的精度指標——系統精度。

　　然而，整體溯源也存在不足之處：

　　構成系統的某個部件損壞或更換都可能影響系統精度指標！

　　為了解決這個問題，銀河電氣的解決思路是：將可能影響系統精度的部件全部集成在一個裝置內。

　　SP系列變頻功率傳感器就是通過下述方法實現了上述設計思路的一種新型的變頻電量傳感器。

　　1、將變頻電壓傳感器和變頻電流傳感器組合為變頻功率傳感器。

　　2、在變頻功率傳感器內部實現測量，直接輸出數字信號（前端數字化），接收、處理、顯示測量結果的二次儀表只進行數字量的運算，不影響測量精度。

　　而按照上述設計思路實現的SP系列變頻功率傳感器，具有下述特點和優勢：

　　1、易于溯源，并且是整體溯源，傳感器精度決定系統精度！

　　2、前端數字化產品大大增強了電磁兼容能力，易于實現復雜電磁環境下的高精度測量。

　　3、變頻電壓傳感器和變頻電流傳感器組合之后，原先的電壓傳感器、電流傳感器和功率表三處相位補償變成了只需要電壓和電流的相位差的相位補償，補償環節減少了，角差指標更容易控制，提高了低功率因數下的功率測量準確度。

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總結

　　2014年7月，國家變頻電量測量儀器計量站即通過國家驗收，并開展對外檢定服務，該計量站作為國內唯一的變頻電量一級專業計量站，可對各種變頻電量變送器、變頻電量傳感器及變頻電量分析儀等變頻電量測量儀器進行嚴格的角差溯源。

　　霍爾電壓傳感器和霍爾電流傳感器早期主要用于控制測量，只對電壓和電流的測量精度負責，廠家未對影響功率測量的角差指標進行控制和補償，也未對角差進行標定。當我們把這類傳感器用于功率測量，尤其是低功率因數下的功率測量時，一定要采用有效的方法對傳感器或系統的角差進行驗證，最有效的辦法就是讓廠家對角差指標進行標定并提供角差溯源證書或通過整體溯源的方式提供可替代角差溯源的系統校準證書。

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