中職教育二年級全學期《電流互感器》微課教學設(shè)計

《電流互感器》微課教學設(shè)計分類專業(yè)選修——專業(yè)知識建議標簽審核人題目電流互感器的學習撰寫日期審核日期腳本說明總時間：約20分鐘，幻燈片總數(shù)：12頁；呈現(xiàn)形式：PPT配畫外音解說，PPT制作盡可能圖像化，適當使用動畫表現(xiàn)課程介紹電流互感器概念的學習和理解鏡頭編號視頻內(nèi)容解說詞時長（秒）效果說明1學校片頭各位同學們大家好，今天在我們之前學習城市軌道交通變電系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，進一步學習電流互感器的內(nèi)容。30PPT有圖片，動畫效果2學校片頭3電流互感器概念（單擊PPT）電流互感器是依據(jù)（單擊PPT）電磁感應(yīng)原理將一次側(cè)大電流轉(zhuǎn)換成二次側(cè)小電流來測量的儀器。30PPT有圖片，動畫效果4電流互感器概念電流互感器是由閉合的（單擊PPT）鐵心和（單擊PPT）繞組組成。它的一次側(cè)繞組匝數(shù)很少，串在需要測量的電流的線路中。因此它經(jīng)常有線路的全部電流流過，二次側(cè)繞組匝數(shù)比較多，串接在測量儀表和保護回路中，電流互感器在工作時，它的二次側(cè)回路始終是閉合的，因此測量儀表和保護回路串聯(lián)線圈的阻抗很小，電流互感器的工作狀態(tài)接近短路。電流互感器是把一次側(cè)大電流轉(zhuǎn)換成二次側(cè)小電流來測量，二次側(cè)不可開路。50PPT有圖片，動畫效果5電流互感器概念電流互感器原理是依據(jù)電磁感應(yīng)原理的。（單擊PPT）電流互感器是由閉合的鐵心和繞組組成。它的一次繞組匝數(shù)很少，（單擊PPT）串在需要測量的電流的線路中，因此它經(jīng)常有線路的全部電流流過，二次繞組匝數(shù)比較多（單擊PPT），串接在測量儀表和保護回路中，電流互感器在工作時，它的二次回路始終是閉合的，因此測量儀表和保護回路串聯(lián)線圈的阻抗很小，電流互感器的工作狀態(tài)接近短路。70PPT有圖片，動畫效果6電流互感器概念視頻單擊PPT播放65(鼠標點擊ppt播放視屏)（配音讀字幕）7電流互感器概念由于電流互感器與變壓器工作原理基本相同，但運行狀態(tài)不同，為了便于理解，我們先來簡單理解普通變壓器工作原理。（單擊PPT）如圖所示為變壓器工作原理圖。線圈兩端的感應(yīng)電壓正比于磁通變化率，（單擊PPT）但在變壓器中，其一次電壓（有效值）是固定的，基于電壓守恒（基爾霍夫電壓定律），顯然一次線圈的感應(yīng)電壓也是固定的，在忽略損耗的情況下，感應(yīng)電壓就等于一次電壓。由于感應(yīng)電壓固定，這就造成磁通變化率（包括磁通的振幅和頻率）也是固定的。（單擊PPT）換言之，磁通變化率由一次電壓決定，這里的磁通就是主磁通。另外，當變壓器空載時（二次電流為零），鐵芯中這個變化的磁通僅一次電流產(chǎn)生的，這里的一次電流就是勵磁電流，用于激勵主磁通。當變壓器二次負載運行時，就有了二次電流。顯然，二次電流也會激發(fā)磁場，根據(jù)楞次定律，這個由二次電流產(chǎn)生的磁場會阻礙原磁場的變化。上文提到，鐵芯中的磁通變化率由一次電壓決定，也就是說，不管二次是否接有負載，鐵芯中的磁通變化率都應(yīng)該保持不變。綜上，為了保持鐵芯中的磁通變化率不變的同時，還要抵消二次電流產(chǎn)生的磁場影響，一次電流會隨之增大，此時一次電流就分為兩部分，其中增大的部分完全用于抵消二次電流的影響，而原本的部分依然用于激勵主磁通。240PPT有圖片，動畫效果8電流互感器概念總結(jié)一下變壓器的工作原理，（單擊PPT）鐵芯中磁通變化率由一次電壓決定，由于一次電壓不變，所以磁通的振幅和頻率都不變，但一次電流隨著變壓器工作狀態(tài)的變化而變化。同理，電流互感器也分一次線圈和二次線圈，其一次線圈就是穿過互感器的電源線，二次線圈串接儀表或繼電器的電流線圈，如圖所示。顯然，此時一次線圈只有一匝，而二次線圈根據(jù)互感器的變比不同，匝數(shù)也各不相同。但不管怎么說，區(qū)別于普通變壓器，電流互感器的一次電流是固定的（這里的固定是指一次電流不受互感器的影響，僅有電源側(cè)決定），不隨二次電流的變化而變化。對于電流互感器而言，二次電流是隨一次電流的變化而變化的，這恰好與普通變壓器相反，（單擊PPT）所以電流互感器才能用于測量或監(jiān)控一次電流。160PPT有圖片，動畫效果9電流互感器主要技術(shù)要求下面我們來介紹一下電流互感器涉及到的主要技術(shù)要求1、額定容量：（單擊PPT）額定二次電流通過二次額定負荷時所消耗的視在功率。額定容量可以用視在功率V.A（伏安）表示，也可以用二次額定負荷阻抗Ω（歐姆）表示。2、一次額定電流：（單擊PPT）允許通過電流互感器一次繞組的用電負荷電流。用于電力系統(tǒng)的電流互感器一次額定電流為5～25000A（安培），用于試驗設(shè)備的精密電流互感器為0.1～50000A（安培）。電流互感器可在一次額定電流下長期運行，負荷電流超過額定電流值時叫做過負荷，電流互感器長期過負荷運行，會燒壞繞組或減少使用壽命。3、二次額定電流：（單擊PPT）允許通過電流互感器二次繞組的一次感應(yīng)電流。4、額定電流比（變比）：（單擊PPT）一次額定電流與二次額定電流之比。5、額定電壓：（單擊PPT）一次繞組長期對地能夠承受的最大電壓（有效值以kV為單位），應(yīng)不低于所接線路的額定相電壓。電流互感器的額定電壓分為0.5，3，6，10，35，110，220，330，500kV（千伏）等幾種電壓等級。6、10%倍數(shù)：（單擊PPT）在指定的二次負荷和任意功率因數(shù)下，電流互感器的電流誤差為－10%時，一次電流對其額定值的倍數(shù)。10%倍數(shù)是與繼電保護有關(guān)的技術(shù)指標。220PPT有圖片，動畫效果10電流互感器主要技術(shù)要求7、準確度等級：（單擊PPT）表示互感器本身誤差（比差和角差）的等級。電流互感器的準確度等級分為0.001～1多種級別，與原來相比準確度提高很大。用于發(fā)電廠、變電站、用電單位配電控制盤上的電氣儀表一般采用0.5級或0.2級；用于設(shè)備、線路的繼電保護一般不低于1級；用于電能計量時，視被測負荷容量或用電量多少依據(jù)規(guī)程要求來選擇。8、比差：（單擊PPT）互感器的誤差包括比差和角差兩部分。比值誤差簡稱比差，一般用符號f表示，它等于實際的二次電流與折算到二次側(cè)的一次電流的差值，與折算到二次側(cè)的一次電流的比值，以百分數(shù)表示。9、角差：（單擊PPT）相角誤差簡稱角差，一般用符號δ（德爾塔）表示，它是旋轉(zhuǎn)180°后的二次電流向量與一次電流向量之間的相位差。規(guī)定二次電流向量超前于一次電流向量δ（德爾塔）為正值，反之為負值，用分（’）為計算單位。10、熱穩(wěn)定及動穩(wěn)定倍數(shù)：（單擊PPT）電力系統(tǒng)故障時，電流互感器受到由于短路電流引起的巨大電流的熱效應(yīng)和電動力作用，電流互感器應(yīng)該有能夠承受而不致受到破壞的能力，這種承受的能力用熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定倍數(shù)表示。熱穩(wěn)定倍數(shù)是指熱穩(wěn)定電流1s內(nèi)不致使電流互感器的發(fā)熱超過允許限度的電流與電流互感器的額定電流之比。動穩(wěn)定倍數(shù)是電流互感器所能承受的最大電流瞬時值與其額定電流之比。160PPT有圖片，動畫效果11思考題好了，同學們，關(guān)于城市軌道交通變電系統(tǒng)的電流互感器我們就暫時學到這里，課后大家再仔細思考和回憶一下，（單擊PPT）電流互感器二次側(cè)能否開路運行呢?由于一次電流不受互感器影響，所以互感器二次側(cè)嚴禁開路。當互感器在正常運行時，二次側(cè)接近由于短路狀態(tài)，二次電流和一次電流產(chǎn)生的磁場相互作用，如圖所示（單擊PPT），為了便于理解，一次線圈繞多一圈。此時雖然一次電流比較大，其激發(fā)的磁場也比較強，但由于楞次定律，其大部分磁場被二次電流產(chǎn)生的磁場所抵消，所以鐵芯中的凈剩磁場并不大，根據(jù)電磁感應(yīng)定律，一二次的電壓都不大。然而，當電流互感器二次開路，由于一次電流不變，其激發(fā)的磁場也不變（比較大），此時二次電流為零，不能產(chǎn)生另一個磁場抵消一次電流所產(chǎn)生的磁場，換言之，一次電流全部用來勵磁，就