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臨滄市電工證培訓(xùn)學(xué)校:如何進(jìn)行電流互感器計(jì)算?

[日期:2024-05-09]   來源:云南技能培訓(xùn)網(wǎng)  作者:云南技能培訓(xùn)網(wǎng)   閱讀:248次

從事電工方面的工作必須持有應(yīng)急管理局頒發(fā)的電工證才能上崗作業(yè),電工作業(yè)操作證每3年需要復(fù)審一次。一人一證持證上崗,全國通用。證書必須在應(yīng)急管理部特種作業(yè)人員證書信息查詢平臺(tái)能查詢到,才算是真實(shí)有效的。

考試形式:本人參考、單人單桌、分為理論科目和實(shí)操科目,滿分均為100分,及格分均為80分。


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目前電工操作證是全國聯(lián)網(wǎng)的,全國范圍內(nèi)都具有法律效力,同時(shí)也支持在異地復(fù)審證書。

證書在中國應(yīng)急管理局平臺(tái):http://cx.mem.gov.cn/上面可以查詢。

電工操作證的考試難度并不大,只要有相應(yīng)的文化水平且進(jìn)行相應(yīng)的培訓(xùn)、學(xué)習(xí)和練題,都是可以輕松取得證書的。

電工技術(shù)培訓(xùn)內(nèi)容:

第一周:電工基礎(chǔ)(安全用電法律法規(guī))以及各種儀器儀表使用。
第二周:家庭電路布線(比如:一控、兩控,多控等),電氣設(shè)備安裝調(diào)試,線路的運(yùn)行,維護(hù),檢修等。
第三周:典禮拖動(dòng)(機(jī)電及其各種控制電路,比如:電機(jī)直接啟動(dòng),電機(jī)星-三角起動(dòng),自耦變壓起動(dòng),異地控制,順序控制等)。
第四周:變電,配電,輸電以及二次回路的控制,運(yùn)行,維護(hù),檢修等。

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如何進(jìn)行電流互感器計(jì)算?


我們將設(shè)計(jì)一個(gè)電流互感器。使用電流互感器可以減小測(cè)量變換器原邊電流時(shí)的損耗,比如大功率開關(guān)電源,由于電流過大所以需要使用電流互感線圈來監(jiān)測(cè)電流以減少損耗。

電流互感器與一般的電壓變壓器的區(qū)別在什么地方呢?這個(gè)問題即使是資深的磁性元件設(shè)計(jì)人員也很難回答;镜膮^(qū)別在于:變壓器試圖把電壓從原邊變換到副邊,而電流互感器試圖把電流從原邊變換到副邊。電流互感器的電壓大小由負(fù)載決定。

我們通過一個(gè)實(shí)際的設(shè)計(jì)例子,可以更好地理解電流互感器的工作原理。

假設(shè)用電流互感器測(cè)量變換器的原邊電流,原邊10A電流對(duì)應(yīng)1V電壓。當(dāng)然,我們可以用一個(gè)1V/10A=100mΩ的電阻來測(cè)量,但是電阻將造成的損耗為1V×10A=10W,這么大的損耗對(duì)幾乎所有的設(shè)計(jì)來說都是不能接受的。

當(dāng)然,為了減少繞組電阻,我們把原邊的匝數(shù)取為1匝,同時(shí)為了使電流降到一個(gè)比較低的水平,副邊匝數(shù)應(yīng)該比較多。如果副邊匝數(shù)為N,由歐姆定律可得(10/N)R=1V,在電阻中消耗的功率為P=(1V)^2/R。我們假設(shè)消耗的功率為50mW(也就是說,我們可以使用100mW規(guī)格的電阻),這就要求R不得小于20Ω,如果采用20Ω的電阻,由歐姆定律可得副邊匝數(shù)N=200。

現(xiàn)在我們來看磁芯,假設(shè)二極管是普通的一般的二極管,通態(tài)電壓大約為1V,電流為10A/200=50mA;ジ衅鬏敵鲭妷簽1V,加上二極管的通態(tài)電壓1V,總電壓大約2V。250kHz頻率工作時(shí),磁芯上的磁感應(yīng)強(qiáng)度不會(huì)超過

其中4us為一個(gè)周期的時(shí)間,實(shí)際肯定是不到一個(gè)周期的。

由于原邊流過電流的時(shí)間不可能超過開關(guān)周期(否則,磁芯無法復(fù)位)。因此Ae可以很小,而B也不會(huì)很大。這個(gè)例子里磁芯的尺寸不能通過損耗要求或磁通飽和要求來確定,更大的可能是由原副邊之間的隔離電壓來確定。如果隔離電壓沒有要求,磁芯的大小一般由200匝的繞組所占體積來確定。你可以用40號(hào)的導(dǎo)線流過500mA的峰值電流,但是這種導(dǎo)線實(shí)在太細(xì),一般的變壓器廠家不會(huì)為你繞制。

實(shí)用提示 除非一定要用,一般情況下不要使用規(guī)格小于36號(hào)線的導(dǎo)線。

現(xiàn)在我們來分析為什么不能用電壓變壓器來替代電流互感器?已經(jīng)知道副邊電壓只有2V,因此原邊電壓為2V/200=100mV。如果輸入直流電壓為48V,那么電流互感器原邊10mV電壓對(duì)48V電壓來說是微不足道的——那樣你可以在副邊得到50mA的電流,而對(duì)原邊幾乎沒有什么影響。假設(shè)另一種情況(不現(xiàn)實(shí)的),原邊的輸入直流電壓只有5mV,那么互感器的原邊不可能有10mV的電壓,同時(shí)由于原邊阻抗(如反射副邊阻抗)也比較大,決定了副邊根本不可能產(chǎn)生50mA的電流。即使整個(gè)5mV電壓全部加在原邊,副邊也只能產(chǎn)生200×5mV=1V的電壓:不能在轉(zhuǎn)換電阻上產(chǎn)生足夠的電壓。因此,電壓變壓器只能用作變壓器,不能用來檢測(cè)電流。

從另外一個(gè)角度來看:雖然輸入電源的電壓為48V時(shí),但是流過電流互感器電流的大小不是由原邊的這個(gè)48V電壓決定的,而是其他因素決定的。

電流互感器是有阻抗限制的電壓變壓器。

最后,我們來看一下電流互感器的誤差情況怎么樣?答案在于電流互感器的基本定義上:感應(yīng)的是電流。

實(shí)用提示 電流互感中的二極管和副邊繞組的電阻不會(huì)影響電流的測(cè)量,因?yàn)?只要阻抗不是無窮大)串聯(lián)電路中電流處處相等,與串聯(lián)的元件無關(guān)。

實(shí)際工作中,是不是使用肖特基二極管作為整流二極管是沒有關(guān)系的:二極管的低通態(tài)電壓只影響變壓器,不會(huì)影響電流互感器。

如果互感器副邊的電感太小,測(cè)量誤差將會(huì)增大。也就是激磁電感太小,假設(shè)我們要求測(cè)量電流的最大誤差為1%,原邊電流為10A,那么副邊電流就是50mA,這就意味著要求激磁電流(副邊)應(yīng)該小于50mA×1%=500μA。激磁電流沒有流過轉(zhuǎn)換電阻,我們也無法檢測(cè)到這個(gè)電流,這樣誤差就增大了。我們可以算出副邊電感的最小值

現(xiàn)在的匝數(shù)為200,我們需要AL=16mH/200=400nH的磁環(huán),用普通的小鐵氧體磁環(huán)就可以了,這種鐵氧體磁環(huán)是很容易找到的。