Elektrības skaitītāji ir ļoti izplatīti, bet vai esat kādreiz aizdomājušies, kā tiek pārbaudīts šo skaitītāju kalibrēšanai izmantotais "standarta aprīkojums"? Kā var veikt elektroenerģijas skaitītāja pilnas jaudas kalibrēšanu, jo īpaši saistībā ar plašo megavatu-līmeņa ultra-ātrās uzlādes staciju ieviešanu jauniem enerģijas transportlīdzekļiem, ja tas patērēs 1000 kilovatstundu-elektrības tikai vienā stundā?
Vai elektrības skaitītāji vienmēr tiek pārbaudīti faktiskās slodzes apstākļos? Elektrības uzskaites jomā mēs gudri izmantojam "virtuālās slodzes" tehnoloģiju, lai atrisinātu šo problēmu.
Vai visas elektrības skaitītāju pārbaudes tiek veiktas ar "īstu" slodzi?
Secinājums: nav obligāti. Lai gan principā elektroenerģijas skaitītāja vadīšana ar reālu slodzi ir visvienkāršākā pārbaudes metode, praksē, jo īpaši scenārijos, kas saistīti ar augstu spriegumu, lielu strāvu vai augstas precizitātes prasībām, "imitētās slodzes metode" ir galvenā pieeja.
Iepriekš minētajam UBS elektroniskajam megavatu ātrās{0}}uzlādes stacijas enerģijas skaitītājam (1000V/1000A), ja tiek veikta reāla-slodzes pārbaude:
• Jauda:P=U*I=1000V * 1000A=1, 000 000 W=1MW
• Enerģijas patēriņš:Darbojoties ar pilnu slodzi vienu stundu, patiešām tiktu patērēti 1000 kilovatstundu{1}}elektrības un būtu nepieciešama liela dzesēšanas sistēma.
Tas ir ārkārtīgi neekonomiski un grūti īstenojams laboratorijas vai lauka kalibrēšanā. Tāpēc gan maiņstrāvas, gan līdzstrāvas enerģijas skaitītājiem "fantoma slodzes pārbaudes metode" (pazīstama arī kā "standarta skaitītāja metode" vai "barošanas avota metode") ir galvenā metode lielas jaudas kalibrēšanai.
Reālas slodzes pārbaude pret simulētu slodzes testēšanu: kādas ir atšķirības?
Abas metodes var salīdzināt ar "kaut kā svēršanu":
• Reālās slodzes pārbaude:Tas ir līdzvērtīgs zināmas masas standarta svara (reālas fiziskās slodzes) novietošanai uz svariem (elektrības skaitītāja), lai pārbaudītu, vai svari ir precīzi.
• Virtuālā slodzes pārbaude:Tas ir līdzvērtīgs "viltus" slodzes signāla simulācijai caur ķēdi, paziņojot elektrības skaitītājam, ka "pašlaik tiek patērēta elektrība", bet patiesībā netiek patērēts tik daudz elektrības.
Reālās slodzes pārbaudes metode
Šajā metodē kā slodze tiek izmantoti faktiskie fiziskie komponenti (piemēram, rezistori, induktori un kondensatori):
• Princips:Standarta enerģijas skaitītājs un pārbaudāmais skaitītājs ir virknē savienoti vienā un tajā pašā faktiskās slodzes ķēdē, ļaujot tiem darboties ar vienādu spriegumu un strāvu. Pēc tam tiek salīdzināta to rādījumu atšķirība.
• Lietojumprogrammu scenāriji:Galvenokārt izmanto vienkāršai-uz vietas pārbaudei, vecāku indukcijas-tipa enerģijas skaitītāju testēšanai vai mazās laboratorijās bez augstas-precizitātes programmējamiem barošanas avotiem.
Virtuālās slodzes pārbaudes metode
Šī ir galvenā metode mūsdienu enerģijas skaitītāja verifikācijai, jo īpaši elektroniskajiem enerģijas skaitītājiem un līdzstrāvas skaitītājiem:
• Princips:Programmējams strāvas avots tiek izmantots, lai neatkarīgi nodrošinātu spriegumu un strāvu. Sprieguma ķēde un strāvas ķēde ir fiziski atdalītas (sprieguma ķēdei ir ļoti zema strāva, un strāvas ķēdei ir ļoti zems spriegums). Precīzas elektroniskās shēmas simulē dažādus darbības apstākļus, kas nepieciešami normālai enerģijas skaitītāja darbībai (piemēram, dažādus jaudas koeficientus un dažādus strāvas attiecību).
• Lietojumprogrammu scenāriji:Gandrīz visas laboratorijas pilnīgas-veiktspējas verifikācijas, rūpnīcas pārbaudes un augstas-precizitātes-uz vietas.
Divu testēšanas metožu salīdzinājums
| Salīdzināšanas dimensija | Faktiskās slodzes kalibrēšanas metode | Virtuālās slodzes kalibrēšanas metode |
|---|---|---|
| Enerģijas patēriņš | Ārkārtīgi augsts. Nepieciešama elektriskās enerģijas pārvēršana siltumā un mehāniskajā enerģijā, kas patērē enerģiju{1}} un izraisa smagu siltuma veidošanos. | Ārkārtīgi zems. Patērē tikai nelielu paša aprīkojuma jaudu, -taupot enerģiju un videi draudzīgi. |
| Aprīkojuma apjoms | Lielgabarīta un smaga. Lielām strāvām ir vajadzīgas milzīgas slodzes kastes (līdzīgi kā milzu elektriskajām krāsnīm). | Kompakts un viegls. Galvenokārt sastāv no elektroniskiem komponentiem, viegli pārnēsājamiem. |
| Testēšanas precizitāte | Salīdzinoši zems. To lielā mērā ietekmē slodzes komponentu novecošanās un temperatūras novirze, grūti pielāgoties. | Ārkārtīgi augsts. Var sasniegt 0,05% vai augstāku precizitāti ar labu linearitāti. |
| Diapazona pārklājums | Ierobežots. Grūti precīzi simulēt nelielas strāvas (piemēram, palaišanas strāvu) vai lielas pārslodzes. | Pilns diapazons. Var viegli aptvert visu diapazonu no palaišanas strāvas (0,4% Ib) līdz maksimālajai strāvai. |
| Drošība | Salīdzinoši zems. Pastāv lielas strāvas siltuma ražošanas un īssavienojuma risks,{1}}kas var apdraudēt drošību. | Salīdzinoši augsts. Vadības ķēde un strāvas ķēde ir izolētas, ar pilniem aizsardzības mehānismiem. |
1.Kāpēc virtuālās ielādes metode piedāvā lielāku precizitāti?
Reālās slodzes metodē, ja strāvas spolei ir pretestība, notiks sprieguma kritums, izraisot sprieguma izmaiņas visā sprieguma spolē, tādējādi ieviešot "papildu kļūdas". Virtuālās slodzes metodē sprieguma ķēde un strāvas ķēde ir neatkarīgas un netraucē viena otrai, tāpēc šādas papildu kļūdas nav, un mērījumu rezultāti ir tuvāk teorētiskajai patiesajai vērtībai.
2. Kāpēc virtuālās slodzes metode var izmērīt jaudu megavatu{1}}līmenī?
Virtuālā slodzes kalibrēšanas ierīce (standarta avots) iekšēji izmanto lielas -jaudas tranzistorus vai IGBT moduļus, lai pārveidotu līdzstrāvu vajadzīgajā maiņstrāvas viļņu formā vai veiktu tiešu līdzstrāvas precizitātes vadību. Atšķirībā no reālās slodzes metodes, tai nav jāizkliedē 1 MW elektroenerģijas kā siltums; tā vietā, izmantojot slēgtas -cilpas vadību, tas var simulēt 1 MW elektriskās īpašības tikai ar nelielu enerģijas daudzumu.
Kopsavilkums
Atgriezīsimies pie sākotnējā jautājuma: vai elektrības skaitītāji vienmēr tiek pārbaudīti faktiskās slodzes apstākļos?
Nē. Izņemot īpašas-vecāku skaitītāju vienkāršotās pārbaudes uz vietas vai testēšanu, mūsdienu elektroenerģijas uzskaitē (īpaši augsta-sprieguma, augstas-strāvas līdzstrāvas ātrajiem lādētājiem) gandrīz 100% tiek izmantota simulētās slodzes pārbaudes metode.
Lai gan faktiskā slodzes metode ir "reāla", tā ir pakāpeniski atcelta vai tiek izmantota tikai kā palīgmetode enerģijas patēriņa, izmēra un precizitātes ierobežojumu dēļ.
Simulētās slodzes metodē tiek izmantota progresīva elektroniskā tehnoloģija, lai panāktu "mazas iekārtas, kas apstrādā lielas kravas", nodrošinot nacionālo metroloģijas standartu precizitāti, vienlaikus atrisinot enerģijas patēriņa problēmu saistībā ar megavatu{0}līmeņa ātrās uzlādes staciju testēšanu.
Nākamreiz, kad redzēsit šo mazo elektrības skaitītāju uz uzlādes stacijas, atcerieties, ka aiz tā slēpjas " 극한 spiediena pārbaude", kas aptver visus darbības apstākļus, ko simulē augsto{0}}tehnoloģiju elektroniskais aprīkojums.
