Elektrības skaitītāji ir izplatīti, taču vai esat kādreiz aizdomājušies, kā to kalibrēšanai izmantotais "standarta aprīkojums" tiek pārbaudīts{0}}? Kā var panākt elektrības skaitītāja pilnu -jaudas kalibrēšanu, kas patērē 1000 kilovatstundas-stundā, jo īpaši, plaši ieviešot megavatu-līmeņa uzlādes stacijas jauniem enerģijas transportlīdzekļiem?
Vai elektrības skaitītāju kalibrēšana vienmēr tiek veikta, pamatojoties uz faktisko slodzi? Elektrības uzskaites jomā mēs gudri izmantojam "virtuālās slodzes" tehnoloģiju, lai atrisinātu šo problēmu.
Vai visas elektrības skaitītāju kalibrēšanas tiek veiktas ar reālu slodzi?
Secinājums: nav obligāti.
Lai gan principā reālas slodzes vadīšana ar elektrības skaitītāju ir visintuitīvākā pārbaudes metode, praksē, jo īpaši scenārijos ar augsta sprieguma, lielas strāvas vai augstas precizitātes prasībām, "virtuālās slodzes metode" ir galvenā pieeja.
Iepriekš minētajam UBS Electronics megavatu zibspuldzes uzlādes kaudzes elektrības skaitītājam (1000V/1000A), ja tiek veikta reālas slodzes kalibrēšana:
- Jauda: P=U*I=1000V*1000A=1, 000 000 W=1MW
-
Enerģijas patēriņš: Darbojoties ar pilnu slodzi 1 stundu, patiešām tiek patērēts 1000 kWh elektroenerģijas un ir nepieciešama liela dzesēšanas sistēma.
Tas ir ārkārtīgi neekonomiski un grūti īstenojams laboratorijas vai lauka kalibrēšanā. Tāpēc gan maiņstrāvas, gan līdzstrāvas skaitītājiem "virtuālās slodzes pārbaudes metode" (pazīstama arī kā "standarta skaitītāja metode" vai "barošanas padeves metode") ir galvenais līdzeklis, lai atrisinātu lielas -jaudas pārbaudes problēmu.
Reālās slodzes tests pret virtuālo slodzes testu: kādas ir atšķirības?
Abas metodes var salīdzināt ar "svēršanos":
- Reālās slodzes tests: tas ir līdzvērtīgs zināma svara standarta svara (faktiskās fiziskās slodzes) izmantošanai, lai nospiestu svarus (elektrības skaitītāju), lai redzētu, vai svari ir precīzi.
- Virtuālais slodzes tests: tas ir līdzvērtīgs "viltus" slodzes signāla simulācijai, izmantojot shēmas, paziņojot elektrības skaitītājam, ka "pašlaik tiek patērēta elektrība", bet patiesībā netiek patērēts tik daudz elektroenerģijas.
Faktiskās slodzes pārbaudes metode
Šī metode izmanto faktiskos fiziskos komponentus (piemēram, rezistorus, induktors un kondensatorus) kā slodzi:
1. Princips: standarta enerģijas skaitītājs un pārbaudāmais enerģijas skaitītājs ir virknē savienoti vienā un tajā pašā faktiskās slodzes ķēdē, ļaujot tiem darboties ar vienādu spriegumu un strāvu. Pēc tam tiek salīdzinātas to rādījumu atšķirības.
2. Lietošanas scenāriji: galvenokārt izmanto vienkāršai-uz vietas pārbaudei, vecāku indukcijas-tipa enerģijas skaitītāju testēšanai vai mazās laboratorijās, kurās trūkst augstas-precizitātes programmējamu barošanas avotu.
Virtuālās slodzes pārbaudes metode
Šī ir galvenā metode mūsdienu elektroenerģijas skaitītāja verifikācijai, jo īpaši elektroniskajiem un līdzstrāvas elektroenerģijas skaitītājiem:
1. Princips: izmantojot programmējamu barošanas avotu, spriegums un strāva tiek nodrošināti neatkarīgi. Sprieguma un strāvas cilpas ir fiziski nošķirtas (sprieguma cilpai ir ārkārtīgi zema strāva, un strāvas cilpai ir ārkārtīgi zems spriegums). Precīzas elektroniskās shēmas simulē dažādus darbības apstākļus, kas nepieciešami normālai elektrības skaitītāja darbībai (piemēram, dažādus jaudas koeficientus un dažādus strāvas attiecību).
2. Lietošanas scenāriji: gandrīz visas laboratorijas pilnīgas-veiktspējas verifikācijas, rūpnīcas pārbaudes un augstas-precizitātes-vietnes kalibrēšana.
Abu verifikācijas metožu priekšrocību un trūkumu padziļināts salīdzinājums
Skaidram salīdzinājumam ir apkopota šāda tabula:
| Salīdzināšanas dimensija | Īsta-slodzes kalibrēšanas metode | Virtuālā{0}}slodzes kalibrēšanas metode |
|---|---|---|
| Enerģijas patēriņš | Ārkārtīgi augsts. Nepieciešama elektriskās enerģijas pārvēršana siltumenerģijā vai mehāniskajā enerģijā, kas ir -jaudas intensīva un izraisa smagu siltuma veidošanos. | Ārkārtīgi zems. Patērē tikai niecīgo ierīces jaudu, -energoefektīvs un videi draudzīgs. |
| Aprīkojuma izmērs | Lielgabarīta un smaga. Lielai strāvai ir nepieciešama milzīga slodzes banka (līdzīgi kā milzu elektriskā krāsnī). | Kompakts un viegls. Sastāv galvenokārt no elektroniskiem komponentiem, viegli pārnēsājamā formā. |
| Testa precizitāte | Salīdzinoši zems. To lielā mērā ietekmē slodzes komponentu novecošanās un temperatūras novirze, grūti regulējams. | Ārkārtīgi augsts. Sasniedzama precizitāte 0,05% vai augstāka ar labu linearitāti. |
| Diapazona pārklājums | Ierobežots. Grūti precīzi simulēt nelielas strāvas (piemēram, palaišanas strāvu) vai lielas pārslodzes. | Pilns{0}}diapazons. Viegli aptver visu diapazonu no palaišanas strāvas (0,4% Ib) līdz maksimālajai strāvai. |
| Drošība | Salīdzinoši zems. Augsts sasilšanas un īssavienojumu risks lielas strāvas apstākļos, kas rada drošības apdraudējumu. | Salīdzinoši augsts. Izolētas vadības un strāvas ķēdes ar pilniem aizsardzības mehānismiem. |
Izskaidrotās galvenās priekšrocības:
Kāpēc virtuālās slodzes metode ir precīzāka?
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 un strāvas cilpas ir neatkarīgas un netraucē viena otrai, līdz ar to šādas papildu kļūdas nav, un mērījumu rezultāti ir tuvāki teorētiskajai patiesajai vērtībai.
Kāpēc virtuālās slodzes metode var izmērīt megavatu{0}}jaudu?
Virtuālā slodzes kalibrēšanas ierīce (standarta avots) iekšēji izmanto lielas{0}}jaudas tranzistorus vai IGBT moduļus, lai pārveidotu līdzstrāvu vajadzīgajā maiņstrāvas viļņu formā vai tieši veiktu precīzu līdzstrāvas vadību. Atšķirībā no reālās slodzes metodes, tai nav jāizkliedē 1MW elektroenerģijas kā siltums; tā vietā, izmantojot slēgtas -cilpas vadību, tas var simulēt 1MW elektriskās īpašības tikai ar nelielu elektroenerģijas daudzumu.
Kopsavilkums
Atgriežoties pie sākotnējā jautājuma: vai visas elektrības skaitītāju pārbaudes ir balstītas uz faktisko slodzi?
Nē. Izņemot īpašas vienkāršas -pārbaudes uz vietas vai vecāku skaitītāju testus, mūsdienu elektroenerģijas uzskaitē (īpaši augsta-sprieguma, augstas-strāvas līdzstrāvas uzlādes skaitītāji) gandrīz 100% izmanto virtuālās slodzes pārbaudes metodi.
Lai gan faktiskā slodzes metode ir "reālistiska", to ierobežo enerģijas patēriņš, izmērs un precizitāte, un tā pakāpeniski tiek atcelta vai tiek izmantota tikai kā palīgmetode.
Virtuālās slodzes metode izmanto progresīvu elektronisko tehnoloģiju, lai panāktu "mazu dzinēju, kas velk lielu slodzi", nodrošinot valsts metroloģisko standartu precizitāti, vienlaikus atrisinot enerģijas patēriņa problēmu, kas saistīta ar megavatu{0}}līmeņa kompresora kaudzes verifikāciju.
Nākamreiz, kad redzēsit šo mazo elektrības skaitītāju uz uzlādes stacijas, ziniet, ka aiz tā slēpjas "ārkārtējas slodzes tests", kas simulē visus darbības apstākļus, izmantojot augsto -tehnoloģiju elektronisko aprīkojumu.