Brojila električne energije su vrlo česta, ali da li ste se ikada zapitali kako se testira "standardna oprema" koja se koristi za kalibraciju ovih brojila? Naročito u kontekstu široko rasprostranjenog usvajanja megavat-nivoa ultra-stanica za ultrabrzo punjenje za vozila nove energije, kako se može izvršiti potpuna-kalibracija električne energije brojila kada bi on potrošio 1000 kilovat-sati električne energije za samo jedan sat?
Da li se brojila električne energije uvijek testiraju pod stvarnim uvjetima opterećenja? U oblasti mjerenja električne energije, pametno koristimo tehnologiju "virtuelnog opterećenja" za rješavanje ovog problema.
Da li se sve provjere brojila električne energije vrše sa "pravim" opterećenjem?
Zaključak: Nije nužno. Iako je, u principu, upravljanje mjeračem električne energije sa stvarnim opterećenjem najjednostavniji metod testiranja, u praksi, posebno u scenarijima koji uključuju visoki napon, veliku struju ili zahtjeve visoke preciznosti, „metoda simuliranog opterećenja“ je glavni pristup.
Za gore navedeni UBS elektronski megavat brzi{0}}mjerač energije stanice za punjenje (1000V/1000A), ako se izvrši testiranje stvarnog-opterećenja:
• Snaga:P=U*I=1000V * 1000A=1,000,000W=1MW
• Potrošnja energije:Rad pod punim opterećenjem u trajanju od jednog sata bi zaista potrošio 1000 kilovat-sati električne energije i zahtijevao bi ogroman sistem hlađenja.
Ovo je izuzetno neekonomično i teško za implementaciju u laboratorijskoj ili terenskoj kalibraciji. Stoga, i za brojila AC i DC energije, "metoda testiranja fantomskog opterećenja" (također poznata kao "metoda standardnog mjerača" ili "metoda izvora energije") je osnovna tehnika za kalibraciju velike{1}}snage.
Testiranje stvarnog opterećenja u odnosu na simulirano testiranje opterećenja: Koje su razlike?
Ove dvije metode se mogu uporediti sa "vaganjem nečega":
• Test stvarnog opterećenja:Ovo je ekvivalentno postavljanju standardnog utega poznate mase (stvarnog fizičkog opterećenja) na vagu (mjerilo električne energije) da se vidi da li je vaga tačna.
• Virtualni test opterećenja:Ovo je ekvivalentno simulaciji "lažnog" signala opterećenja kroz strujni krug, govoreći mjeraču električne energije da se "struja trenutno troši", ali u stvarnosti se zapravo ne troši toliko električne energije.
Metoda verifikacije stvarnog opterećenja
Ova metoda koristi stvarne fizičke komponente (kao što su otpornici, induktori i kondenzatori) kao opterećenje:
• Princip:Standardni mjerač energije i mjerač koji se testira su povezani serijski u isti krug stvarnog opterećenja, što im omogućava da rade pod istim naponom i strujom. Razlika u njihovim očitanjima se zatim upoređuje.
• Scenariji aplikacija:Prvenstveno se koristi za jednostavnu-provjeru na licu mjesta, testiranje starijih indukcijskih{1}}mjera energije ili u malim laboratorijama bez-preciznih programabilnih izvora napajanja.
Virtuelna metoda verifikacije opterećenja
Ovo je glavna metoda za modernu verifikaciju brojila energije, posebno za elektronska brojila energije i brojila istosmjerne energije:
• Princip:Programabilni izvor napajanja koristi se za nezavisno obezbjeđivanje napona i struje. Naponski i strujni krug su fizički odvojeni (naponski krug ima vrlo nisku struju, a strujni krug ima vrlo nizak napon). Precizna elektronska kola simuliraju različite radne uvjete potrebne za normalan rad mjerača energije (kao što su različiti faktori snage i različiti omjeri struje).
• Scenariji aplikacija:Gotovo sve laboratorijske potpune-verifikacije performansi, fabrička inspekcija i visoka-preciznost-kalibracija na licu mjesta.
Poređenje dvije metode testiranja
| Comparison Dimension | Metoda kalibracije stvarnog opterećenja | Virtuelna metoda kalibracije opterećenja |
|---|---|---|
| Potrošnja energije | Ekstremno visoka. Zahtijeva pretvaranje električne energije u toplinsku i mehaničku energiju, što troši energiju-i uzrokuje ozbiljno stvaranje topline. | Ekstremno nisko. Troši samo malu snagu same opreme, štedljiv-i ekološki prihvatljiv. |
| Zapremina opreme | Glomazan i težak. Velike struje zahtijevaju ogromne kutije za opterećenje (slično ogromnim električnim pećima). | Kompaktan i lagan. Uglavnom se sastoji od elektronskih komponenti, lako ih je napraviti prenosivim. |
| Testiranje tačnosti | Relativno nisko. Na njega uvelike utiču starenje komponenti opterećenja i temperaturni pomak, teško se podešava. | Ekstremno visoka. Može doseći 0,05% ili veću tačnost sa dobrom linearnošću. |
| Pokrivenost dometa | Ograničeno. Teško je precizno simulirati male struje (npr. startnu struju) ili ekstremna preopterećenja. | Pun opseg. Može lako pokriti cijeli raspon od početne struje (0,4% Ib) do maksimalne struje. |
| Sigurnost | Relativno nisko. Postoje rizici od stvaranja toplote velike struje i kratkog{1}}spoja, uz potencijalne sigurnosne opasnosti. | Relativno visoko. Upravljački i strujni krug su izolovani, sa kompletnim zaštitnim mehanizmima. |
1. Zašto virtuelna metoda učitavanja nudi veću preciznost?
U metodi stvarnog opterećenja, ako strujni kalem ima otpor, doći će do pada napona, uzrokujući promjenu napona na naponskom zavojnici, čime se unose "dodatne greške". U metodi virtuelnog opterećenja, naponski i strujni krug su nezavisni i ne interferiraju jedno s drugim, tako da nema takve dodatne greške, a rezultati mjerenja su bliži teorijskoj istinitoj vrijednosti.
2.Zašto metoda virtuelnog opterećenja može mjeriti snagu na nivou megavata-?
Virtuelni uređaj za kalibraciju opterećenja (standardni izvor) koristi interno-tranzistore velike snage ili IGBT module da invertuje jednosmernu struju u potreban AC talas ili da izvrši direktnu preciznu kontrolu jednosmerne struje. Za razliku od metode stvarnog opterećenja, on ne mora da rasipa 1 MW električne energije kao toplotu; umjesto toga, kroz kontrolu-zatvorene petlje, može simulirati električne karakteristike od 1 MW sa samo malom količinom energije.
Rezime
Vratimo se na početno pitanje: Da li se brojila električne energije uvijek testiraju pod stvarnim uvjetima opterećenja?
Ne. Osim posebnih-pojednostavljenih provjera na licu mjesta ili testiranja starijih brojila, moderno mjerenje električne energije (posebno za visoko-naponske, visoko{3}}strujne DC brze punjače) skoro 100% koristi simuliranu metodu testiranja opterećenja.
Iako je metoda stvarnog opterećenja "realistična", postepeno je ukinuta ili se koristi samo kao pomoćna metoda zbog ograničenja u potrošnji energije, veličini i preciznosti.
Metoda simuliranog opterećenja koristi naprednu elektronsku tehnologiju za postizanje "male opreme koja rukuje velikim opterećenjem", osiguravajući tačnost nacionalnih mjeriteljskih standarda dok rješava problem potrošnje energije testiranja stanica za brzo punjenje na nivou megavata-.
Sljedeći put kada vidite taj mali mjerač električne energije na stanici za punjenje, sjetite se da se iza njega krije " 극한 test pritiska" koji pokriva sve radne uslove, simuliran od strane visokotehnološke elektronske opreme.
