Електромерите са нещо обичайно, но чудили ли сте се някога как „стандартното оборудване“, използвано за калибрирането им, минава своята „проверка-? Как може да се постигне пълно{2}}калибриране на мощността на електромер, консумиращ 1000 киловат-часа на час, особено с широкото приемане на станции за суперзареждане на мегават-ниво за автомобили с нова енергия?
Калибрирането на електромера винаги ли се извършва въз основа на действителния товар? В областта на измерването на електроенергия, ние умело използваме технологията "виртуално натоварване", за да разрешим този проблем.
Извършват ли се всички калибрации на електромери с реален товар?
Заключение: Не е задължително.
Въпреки че по принцип задвижването на реално натоварване с електромера е най-интуитивният метод за тестване, на практика, особено в сценарии с високо напрежение, висок ток или високи изисквания за точност, „методът на виртуално натоварване“ е основният подход.
За мегаватовия електромер за флаш зареждане на UBS Electronics (1000V/1000A), споменат по-горе, ако се извърши калибриране на реално натоварване:
- Мощност: P=U*I=1000V*1000A=1,000,000W=1MW
-
Консумация на енергия: Работа при пълно натоварване за 1 час наистина консумира 1000 kWh електроенергия и изисква голяма охладителна система.
Това е изключително неикономично и трудно приложимо при лабораторно или полево калибриране. Следователно както за измервателите на променлив ток, така и за постоянен ток, „методът за проверка на виртуалния товар“ (известен също като „метод на стандартния измервателен уред“ или „метод на захранване“) е основното средство за решаване на проблема с проверката на висока-мощност.
Тест за реално натоварване срещу тест за виртуално натоварване: Какви са разликите?
Двата метода могат да бъдат сравнени с „претеглянето на себе си“:
- Тест за реално натоварване: Това е еквивалентно на използване на стандартна тежест с известно тегло (действителното физическо натоварване), за да натиснете върху скалата (електрикомер), за да видите дали везната е точна.
- Виртуален тест за натоварване: Това е еквивалентно на симулиране на "фалшив" сигнал за натоварване чрез верига, който казва на електромера, че "електричеството се консумира в момента", но в действителност не се консумира толкова много електричество.
Метод за проверка на действителното натоварване
Този метод използва действителни физически компоненти (като резистори, индуктори и кондензатори) като товар:
1. Принцип: Стандартният електромер и тестваният електромер 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 сравняват разликите в техните показания.
2. Сценарии на приложение: Основно се използва 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 съвременните електромери, особено за електронни и постояннотокови електромери:
1. Принцип: Използвайки програмируем източник на захранване, напрежението и токът се осигуряват независимо. Напреженовата и токовата верига са физически разделени (напреженовата верига има изключително нисък ток, а токовата верига има изключително 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).
2. Сценарии на приложение: Пълна-проверка на ефективността на почти всички лаборатории, фабрична инспекция и високо-прецизно-калибриране на място.
Задълбочено-сравняване на предимствата и недостатъците на двата метода за проверка
За ясно сравнение е съставена следната таблица:
| Сравнително измерение | Метод за-калибриране на реално натоварване | Виртуален-метод за калибриране на товара |
|---|---|---|
| Консумация на енергия | Изключително високо. Изисква преобразуване на електрическа енергия в топлинна или механична енергия, което е енергоемко-и причинява силно генериране на топлина. | Изключително ниско. Консумира само малката мощност на самото устройство, енергийно-ефективен и екологичен-. |
| Размер на оборудването | Обемист и тежък. Високият ток изисква огромен товар (подобно на гигантска електрическа пещ). | Компактен и лек. Състои се основно от електронни компоненти, лесни за пренасяне в преносима форма. |
| Точност на теста | Сравнително ниско. Силно повлиян от стареенето на компонентите на товара и температурния дрейф, трудно се регулира. | Изключително високо. Постижима точност от 0,05% или по-висока с добра линейност. |
| Обхват на обхвата | Ограничен. Трудно е точно да се симулират малки токове (напр. стартов ток) или екстремни претоварвания. | Пълна- гама. Лесно покрива целия диапазон от стартов ток (0,4% Ib) до максимален ток. |
| Безопасност | Сравнително ниско. Висок риск от нагряване и късо съединение при висок ток, което представлява опасност за безопасността. | Сравнително високо. Изолирани управляващи и силови вериги с цялостни защитни механизми. |
Обяснени основни предимства:
Защо методът на виртуално зареждане е по-точен?
При метода на реално натоварване, ако текущата намотка има съпротивление, ще настъпи спад на напрежението, което ще доведе до промяна в напрежението в намотката на напрежението, като по този начин се внасят "допълнителни грешки". При метода на виртуално натоварване контурите на напрежението и тока са независими и не си пречат, следователно няма такава допълнителна грешка и резултатите от измерването са по-близки до теоретичната истинска стойност.
Защо методът на виртуално натоварване може да измерва мощност на ниво-мегават?
Устройството за калибриране на виртуално натоварване (стандартен източник) използва вътрешно високо-мощни транзистори или IGBT модули, за да преобразува постояннотоковото захранване в необходимата променливотокова вълна или директно да извършва прецизно постояннотоково управление. 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 електрическа енергия.
Резюме
Връщайки се към първоначалния въпрос: всички проверки на електромерите базирани ли са на действителния товар?
Не. С изключение на специфични прости-проверки на място или тестове на по-стари измервателни уреди, модерното измерване на електроенергия (особено високо-напрежение, висок-ток DC презареждащи измервателни уреди) почти 100% използва метода за проверка на виртуалния товар.
Въпреки че методът на действителното натоварване е „реалистичен“, той е ограничен от консумацията на енергия, размера и точността и постепенно е премахнат или се използва само като спомагателен метод.
Методът на виртуално натоварване използва усъвършенствана електронна технология за постигане на „малък двигател, теглещ голям товар“, като гарантира точността на националните метрологични стандарти, като същевременно решава проблема с потреблението на енергия при проверката на куп-нивото на свръхзареждане на мегават.
Следващият път, когато видите този малък електромер на станция за зареждане, знайте, че зад него се крие „тест за екстремен стрес“, който симулира всички работни условия с помощта на високо-технологично електронно оборудване.