中职教育二年级全学期《电流互感器》微课教学设计

《电流互感器》微课教学设计分类专业选修——专业知识建议标签审核人题目电流互感器的学习撰写日期审核日期脚本说明总时间：约20分钟，幻灯片总数：12页；呈现形式：PPT配画外音解说，PPT制作尽可能图像化，适当使用动画表现课程介绍电流互感器概念的学习和理解镜头编号视频内容解说词时长（秒）效果说明1学校片头各位同学们大家好，今天在我们之前学习城市轨道交通变电系统的基础上，进一步学习电流互感器的内容。30PPT有图片，动画效果2学校片头3电流互感器概念（单击PPT）电流互感器是依据（单击PPT）电磁感应原理将一次侧大电流转换成二次侧小电流来测量的仪器。30PPT有图片，动画效果4电流互感器概念电流互感器是由闭合的（单击PPT）铁心和（单击PPT）绕组组成。它的一次侧绕组匝数很少，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，二次侧绕组匝数比较多，串接在测量仪表和保护回路中，电流互感器在工作时，它的二次侧回路始终是闭合的，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。电流互感器是把一次侧大电流转换成二次侧小电流来测量，二次侧不可开路。50PPT有图片，动画效果5电流互感器概念电流互感器原理是依据电磁感应原理的。（单击PPT）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，（单击PPT）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（单击PPT），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。70PPT有图片，动画效果6电流互感器概念视频单击PPT播放65(鼠标点击ppt播放视屏)（配音读字幕）7电流互感器概念由于电流互感器与变压器工作原理基本相同，但运行状态不同，为了便于理解，我们先来简单理解普通变压器工作原理。（单击PPT）如图所示为变压器工作原理图。线圈两端的感应电压正比于磁通变化率，（单击PPT）但在变压器中，其一次电压（有效值）是固定的，基于电压守恒（基尔霍夫电压定律），显然一次线圈的感应电压也是固定的，在忽略损耗的情况下，感应电压就等于一次电压。由于感应电压固定，这就造成磁通变化率（包括磁通的振幅和频率）也是固定的。（单击PPT）换言之，磁通变化率由一次电压决定，这里的磁通就是主磁通。另外，当变压器空载时（二次电流为零），铁芯中这个变化的磁通仅一次电流产生的，这里的一次电流就是励磁电流，用于激励主磁通。当变压器二次负载运行时，就有了二次电流。显然，二次电流也会激发磁场，根据楞次定律，这个由二次电流产生的磁场会阻碍原磁场的变化。上文提到，铁芯中的磁通变化率由一次电压决定，也就是说，不管二次是否接有负载，铁芯中的磁通变化率都应该保持不变。综上，为了保持铁芯中的磁通变化率不变的同时，还要抵消二次电流产生的磁场影响，一次电流会随之增大，此时一次电流就分为两部分，其中增大的部分完全用于抵消二次电流的影响，而原本的部分依然用于激励主磁通。240PPT有图片，动画效果8电流互感器概念总结一下变压器的工作原理，（单击PPT）铁芯中磁通变化率由一次电压决定，由于一次电压不变，所以磁通的振幅和频率都不变，但一次电流随着变压器工作状态的变化而变化。同理，电流互感器也分一次线圈和二次线圈，其一次线圈就是穿过互感器的电源线，二次线圈串接仪表或继电器的电流线圈，如图所示。显然，此时一次线圈只有一匝，而二次线圈根据互感器的变比不同，匝数也各不相同。但不管怎么说，区别于普通变压器，电流互感器的一次电流是固定的（这里的固定是指一次电流不受互感器的影响，仅有电源侧决定），不随二次电流的变化而变化。对于电流互感器而言，二次电流是随一次电流的变化而变化的，这恰好与普通变压器相反，（单击PPT）所以电流互感器才能用于测量或监控一次电流。160PPT有图片，动画效果9电流互感器主要技术要求下面我们来介绍一下电流互感器涉及到的主要技术要求1、额定容量：（单击PPT）额定二次电流通过二次额定负荷时所消耗的视在功率。额定容量可以用视在功率V.A（伏安）表示，也可以用二次额定负荷阻抗Ω（欧姆）表示。2、一次额定电流：（单击PPT）允许通过电流互感器一次绕组的用电负荷电流。用于电力系统的电流互感器一次额定电流为5～25000A（安培），用于试验设备的精密电流互感器为0.1～50000A（安培）。电流互感器可在一次额定电流下长期运行，负荷电流超过额定电流值时叫做过负荷，电流互感器长期过负荷运行，会烧坏绕组或减少使用寿命。3、二次额定电流：（单击PPT）允许通过电流互感器二次绕组的一次感应电流。4、额定电流比（变比）：（单击PPT）一次额定电流与二次额定电流之比。5、额定电压：（单击PPT）一次绕组长期对地能够承受的最大电压（有效值以kV为单位），应不低于所接线路的额定相电压。电流互感器的额定电压分为0.5，3，6，10，35，110，220，330，500kV（千伏）等几种电压等级。6、10%倍数：（单击PPT）在指定的二次负荷和任意功率因数下，电流互感器的电流误差为－10%时，一次电流对其额定值的倍数。10%倍数是与继电保护有关的技术指标。220PPT有图片，动画效果10电流互感器主要技术要求7、准确度等级：（单击PPT）表示互感器本身误差（比差和角差）的等级。电流互感器的准确度等级分为0.001～1多种级别，与原来相比准确度提高很大。用于发电厂、变电站、用电单位配电控制盘上的电气仪表一般采用0.5级或0.2级；用于设备、线路的继电保护一般不低于1级；用于电能计量时，视被测负荷容量或用电量多少依据规程要求来选择。8、比差：（单击PPT）互感器的误差包括比差和角差两部分。比值误差简称比差，一般用符号f表示，它等于实际的二次电流与折算到二次侧的一次电流的差值，与折算到二次侧的一次电流的比值，以百分数表示。9、角差：（单击PPT）相角误差简称角差，一般用符号δ（德尔塔）表示，它是旋转180°后的二次电流向量与一次电流向量之间的相位差。规定二次电流向量超前于一次电流向量δ（德尔塔）为正值，反之为负值，用分（’）为计算单位。10、热稳定及动稳定倍数：（单击PPT）电力系统故障时，电流互感器受到由于短路电流引起的巨大电流的热效应和电动力作用，电流互感器应该有能够承受而不致受到破坏的能力，这种承受的能力用热稳定和动稳定倍数表示。热稳定倍数是指热稳定电流1s内不致使电流互感器的发热超过允许限度的电流与电流互感器的额定电流之比。动稳定倍数是电流互感器所能承受的最大电流瞬时值与其额定电流之比。160PPT有图片，动画效果11思考题好了，同学们，关于城市轨道交通变电系统的电流互感器我们就暂时学到这里，课后大家再仔细思考和回忆一下，（单击PPT）电流互感器二次侧能否开路运行呢?由于一次电流不受互感器影响，所以互感器二次侧严禁开路。当互感器在正常运行时，二次侧接近由于短路状态，二次电流和一次电流产生的磁场相互作用，如图所示（单击PPT），为了便于理解，一次线圈绕多一圈。此时虽然一次电流比较大，其激发的磁场也比较强，但由于楞次定律，其大部分磁场被二次电流产生的磁场所抵消，所以铁芯中的净剩磁场并不大，根据电磁感应定律，一二次的电压都不大。然而，当电流互感器二次开路，由于一次电流不变，其激发的磁场也不变（比较大），此时二次电流为零，不能产生另一个磁场抵消一次电流所产生的磁场，换言之，一次电流全部用来励磁，就