Лічильники електроенергії – звичайне явище, але чи замислювалися ви, як «стандартне обладнання», яке використовується для їх калібрування, проходить «перевірку»?{0}} Як можна досягти повного-калібрування потужності лічильника електроенергії, який споживає 1000 кіловат-годин на годину?
Чи завжди виконується калібрування лічильників електроенергії на основі фактичного навантаження? У сфері обліку електроенергії ми вміло використовуємо технологію «віртуального навантаження», щоб вирішити цю проблему.
Чи всі калібрування електролічильників виконуються з реальним навантаженням?
Висновок: Не обов'язково.
Хоча в принципі управління реальним навантаженням за допомогою лічильника електроенергії є найбільш інтуїтивно зрозумілим методом тестування, на практиці, особливо в сценаріях з високою напругою, високим струмом або високими вимогами до точності, «метод віртуального навантаження» є основним підходом.
Для лічильника електроенергії UBS Electronics для мегаватної флеш-зарядки (1000 В/1000 А), згаданого вище, якщо виконується калібрування реального навантаження:
- Потужність: P=U*I=1000V*1000A=1,000,000W=1MW
-
Енергоспоживання: робота з повним навантаженням протягом 1 години справді споживає 1000 кВт/год електроенергії та потребує потужної системи охолодження.
Це надзвичайно неекономічно і важко реалізувати в лабораторних або польових умовах калібрування. Таким чином, як для лічильників змінного, так і для постійного струму, «метод перевірки віртуального навантаження» (також відомий як «метод стандартного вимірювача» або «метод джерела живлення») є основним засобом для вирішення проблеми перевірки високої-потужності.
Тест реального навантаження проти тесту віртуального навантаження: у чому різниця?
Ці два методи можна порівняти із «зважуванням»:
- Тест реального навантаження: це еквівалентно використанню стандартної ваги відомої ваги (фактичного фізичного навантаження), щоб натиснути на ваги (лічильник електроенергії), щоб перевірити, чи ваги точні.
- Тест віртуального навантаження: це еквівалентно імітації «фальшивого» сигналу навантаження через схему, який повідомляє електролічильнику, що «електрика споживається в даний момент», але насправді споживається не так багато електроенергії.
Метод перевірки фактичного навантаження
У цьому методі в якості навантаження використовуються фактичні фізичні компоненти (такі як резистори, котушки індуктивності та конденсатори):
1. Принцип: стандартний лічильник енергії та лічильник енергії, що перевіряється, з’єднані послідовно в одному ланцюзі фактичного навантаження, що дозволяє їм працювати під однаковою напругою та струмом. Потім порівнюються відмінності в їхніх показаннях.
2. Сценарії застосування: переважно використовується для простої-перевірки на місці, тестування старіших лічильників енергії індукційного-типу або в невеликих лабораторіях, де немає високоточних-програмованих джерел живлення.
Метод перевірки віртуального навантаження
Це основний метод перевірки сучасних лічильників електроенергії, особливо електронних лічильників електроенергії та лічильників постійного струму:
1. Принцип: за допомогою програмованого джерела живлення напруга та струм забезпечуються незалежно. Контури напруги та струму фізично розділені (контур напруги має надзвичайно низький струм, а контур струму має надзвичайно низьку напругу). Точні електронні схеми імітують різні робочі умови, необхідні для нормальної роботи лічильника електроенергії (наприклад, різні коефіцієнти потужності та різні коефіцієнти струму).
2. Сценарії застосування: майже вся лабораторна повна-перевірка продуктивності, заводська перевірка та високо{2}}точне-калібрування на місці.
-Поглиблене порівняння переваг і недоліків двох методів перевірки
Для наочності порівняння складено наступну таблицю:
| Вимір порівняння | Справжній-метод калібрування навантаження | Метод віртуального-калібрування навантаження |
|---|---|---|
| Енергоспоживання | Надзвичайно високий. Потрібне перетворення електричної енергії в теплову або механічну енергію, яка-є енергоємною та спричиняє сильне виділення тепла. | Надзвичайно низький. Споживає лише невелику кількість енергії самого пристрою, енерго-ефективний і екологічний-. |
| Розмір обладнання | Об’ємний і важкий. Високий струм вимагає величезного навантаження (подібного до гігантської електричної печі). | Компактний і легкий. Складається в основному з електронних компонентів, легко переробити в портативну форму. |
| Тест на точність | Відносно низький. Значний вплив старіння компонентів навантаження та дрейфу температури, важко регулювати. | Надзвичайно високий. Досяжна точність 0,05% або вище з хорошою лінійністю. |
| Покриття діапазону | Обмежений. Важко точно моделювати малі струми (наприклад, пусковий струм) або екстремальні перевантаження. | Повний-діапазон. Легко покриває весь діапазон від пускового струму (0,4% Ib) до максимального струму. |
| Безпека | Відносно низький. Високий ризик нагрівання та короткого замикання під впливом сильного струму, що становить загрозу безпеці. | Відносно високий. Ізольовані схеми керування та живлення з повними механізмами захисту. |
Пояснення основних переваг:
Чому метод віртуального завантаження більш точний?
У методі реального навантаження, якщо струмова котушка має опір, відбудеться падіння напруги, що спричинить зміну напруги на котушці напруги, таким чином вводячи «додаткові помилки». У методі віртуального навантаження петлі напруги і струму незалежні і не заважають один одному, тому такої додаткової похибки немає, а результати вимірювань ближчі до теоретичного істинного значення.
Чому метод віртуального навантаження може вимірювати потужність на рівні мегават-?
Пристрій віртуального калібрування навантаження (стандартне джерело) внутрішньо використовує потужні-транзистори або IGBT-модулі для інвертування постійного струму в необхідну форму змінного струму або безпосереднього виконання точного керування постійним струмом. На відміну від методу реального навантаження, йому не потрібно розсіювати 1 МВт електричної енергії як тепло; натомість за допомогою замкнутого -контуру керування він може імітувати електричні характеристики 1 МВт лише з невеликою кількістю електричної енергії.
Резюме
Повертаючись до початкового запитання: чи всі перевірки лічильників електроенергії базуються на фактичному навантаженні?
Ні. За винятком конкретних простих перевірок-на місці або випробувань на старих лічильниках, сучасні вимірювачі електроенергії (особливо лічильники високої-напруги, високого{3}}струму наддуву постійного струму) майже на 100% використовують метод перевірки віртуального навантаження.
Незважаючи на те, що метод реального навантаження є «реалістичним», він обмежений споживанням енергії, розміром і точністю, і поступово припиняється або використовується лише як допоміжний метод.
Метод віртуального навантаження використовує вдосконалену електронну технологію для досягнення «маленького двигуна, який тягне великий вантаж», забезпечуючи точність національних метрологічних стандартів і водночас вирішуючи проблему споживання енергії під час перевірки наддуву на рівні мегават-.
Наступного разу, коли ви побачите цей маленький лічильник електроенергії на зарядній станції, знайте, що за ним стоїть «екстремальний стрес-тест», який імітує всі робочі умови за допомогою високо-електронного обладнання.