Електромерите са много разпространени, но чудили ли сте се някога как самото "стандартно оборудване", използвано за калибриране на тези измервателни уреди, се тества? Особено в контекста на широкото приемане на ултрабързи станции за зареждане на мегават-ниво{-за превозни средства с нова енергия, как може да се извърши калибриране на пълна-мощност на електромер, когато той би изразходвал 1000 киловат-часа електроенергия само за един час?
Винаги ли се тестват електромерите при действителни условия на натоварване? В областта на измерването на електроенергия, ние умело използваме технологията "виртуално натоварване", за да разрешим този проблем.
Извършват ли се всички проверки на електромери с "реален" товар?
Заключение: Не е задължително. Въпреки че по принцип задвижването на електромера с реално натоварване е най-простият метод за изпитване, на практика, особено в сценарии, включващи високо напрежение, висок ток или изисквания за висока точност, „методът на симулирано натоварване“ е основният подход.
За горепосочения UBS електронен мегаватов електромер за бърза{0}}станция за зареждане (1000V/1000A), ако се извърши тестване на реално-натоварване:
• Мощност:P=U*I=1000V * 1000A=1,000,000W=1MW
• Консумация на енергия:Работа при пълно натоварване за един час наистина ще изразходва 1000 киловат-часа електроенергия и ще изисква масивна охладителна система.
Това е изключително неикономично и трудно приложимо при лабораторно или полево калибриране. Следователно както за измервателите на променлив ток, така и за постоянния ток, „методът за изпитване на фантомно натоварване“ (известен също като „метод на стандартния измервателен уред“ или „метод на източник на енергия“) е основната техника за калибриране на висока-мощност.
Тестване на реално натоварване срещу тестване на симулирано натоварване: Какви са разликите?
Двата метода могат да бъдат сравнени с „претегляне на нещо“:
• Тест за реално натоварване:Това е еквивалентно на поставяне на стандартна тежест с известна маса (реално физическо натоварване) върху везната (електромер), за да видите дали везната е точна.
• Тест за виртуално натоварване:Това е еквивалентно на симулиране на „фалшив“ сигнал за натоварване през верига, който казва на електромера, че „електричеството се консумира в момента“, но в действителност не се консумира толкова много електричество.
Метод за проверка на реалното натоварване
Този метод използва действителни физически компоненти (като резистори, индуктори и кондензатори) като товар:
• Принцип:Стандартният електромер и тестваният измервателен уред са свързани последователно в една и съща верига за действително натоварване, което им позволява да работят при едно и също напрежение и ток. След това се сравнява разликата в техните показания.
• Сценарии за приложение:Използва се основно за лесна -проверка на място, тестване на по-стари индукционни-тип измерватели на енергия или в малки лаборатории без високо-прецизни програмируеми захранвания.
Метод за проверка на виртуалното натоварване
Това е основният метод за проверка на модерни електромери, особено за електронни електромери и електромери за постоянен ток:
• Принцип:Програмируем източник на захранване се използва за независимо осигуряване на напрежение и ток. Напреженовата верига и токовата верига са физически разделени (напреженовата верига има много нисък ток, а токовата верига има много ниско напрежение). Прецизни електронни схеми симулират различни работни условия, необходими за нормалната работа на електромера (като различни фактори на мощността и различни съотношения на тока).
• Сценарии за приложение:Пълна-проверка на ефективността на почти всички лаборатории, фабрична инспекция и високо{1}}прецизно-калибриране на място.
Сравнение на двата метода за тестване
| Сравнително измерение | Метод за калибриране на действителното натоварване | Метод за калибриране на виртуално натоварване |
|---|---|---|
| Консумация на енергия | Изключително високо. Изисква преобразуване на електрическа енергия в топлинна и механична енергия, което-консумира енергия и причинява силно генериране на топлина. | Изключително ниско. Консумира само малка мощност от самото оборудване, енергоспестяващо-и екологично. |
| Обем на оборудването | Обемист и тежък. Големите токове изискват огромни товарни кутии (подобно на гигантски електрически пещи). | Компактен и лек. Състои се главно от електронни компоненти, лесни за пренасяне. |
| Тестване на точност | Сравнително ниско. Повлиян силно от стареенето на компонентите на товара и температурния дрейф, трудно се регулира. | Изключително високо. Може да достигне 0,05% или по-висока точност с добра линейност. |
| Обхват на обхвата | Ограничен. Трудно е точно да се симулират малки токове (напр. стартов ток) или екстремни претоварвания. | Пълна гама. Може лесно да покрие целия диапазон от стартов ток (0,4%Ib) до максимален ток. |
| Безопасност | Сравнително ниско. Съществуват рискове от генериране на топлина с голям ток и късо-съединение с потенциални опасности за безопасността. | Сравнително високо. Веригата за управление и захранването са изолирани, с цялостни защитни механизми. |
1.Защо методът на виртуално зареждане предлага по-висока точност?
При метода на реално натоварване, ако текущата намотка има съпротивление, ще настъпи спад на напрежението, причинявайки промяна в напрежението в намотката на напрежението, като по този начин се внасят "допълнителни грешки". При метода на виртуално натоварване веригата на напрежението и веригата на тока са независими и не си пречат една на друга, така че няма такава допълнителна грешка и резултатите от измерването са по-близки до теоретичната истинска стойност.
2.Защо методът на виртуално натоварване може да измерва мощност на ниво-мегават?
Устройството за калибриране на виртуално натоварване (стандартен източник) използва вътрешно-мощни транзистори или IGBT модули, за да преобразува постояннотоковото захранване в необходимата променливотокова вълна или да извършва директно прецизно управление на постоянен ток. За разлика от метода на реално натоварване, не е необходимо да разсейва 1 MW електрическа енергия като топлина; вместо това, чрез управление на затворен -контур, той може да симулира електрическите характеристики на 1 MW само с малко количество енергия.
Резюме
Да се върнем на първоначалния въпрос: Винаги ли се тестват електромерите при действителни условия на натоварване?
Не. С изключение на конкретни-опростени проверки на място или тестване на по-стари измервателни уреди, модерното измерване на електроенергия (особено за високо-напрежение, висок-ток DC бързи зарядни устройства) почти 100% използва метода за тестване на симулирано натоварване.
Въпреки че методът на действителното натоварване е „реалистичен“, той постепенно е премахнат или се използва само като спомагателен метод поради ограничения в консумацията на енергия, размера и точността.
Методът на симулираното натоварване използва усъвършенствана електронна технология за постигане на „малко оборудване, което се справя с големи товари“, като гарантира точността на националните метрологични стандарти, като същевременно решава проблема с потреблението на енергия при тестване на станции за бързо зареждане с ниво на мегават-.
Следващият път, когато видите този малък електромер на станция за зареждане, не забравяйте, че зад него се крие „тест за налягане на 극한“, обхващащ всички работни условия, симулиран от високо-технологично електронно оборудване.
