Brojila električne energije su uobičajena pojava, ali da li ste se ikada zapitali kako "standardna oprema" koja se koristi za njihovo kalibriranje prolazi kroz "provjeru"? Naročito sa široko rasprostranjenim usvajanjem stanica za superpunjače na nivou megavata-za vozila nove energije, kako se može postići puna-kalibracija mjerača električne energije, koji troši 1000 kilovat-sati na sat?
Da li se kalibracije brojila električne energije uvijek izvode na osnovu stvarnog opterećenja? U oblasti mjerenja električne energije, pametno koristimo tehnologiju "virtuelnog opterećenja" za rješavanje ovog problema.
Da li se sve kalibracije brojila električne energije izvode sa stvarnim opterećenjem?
Zaključak: Nije nužno.
Dok je u principu, vožnja stvarnog opterećenja pomoću brojila električne energije najintuitivnija metoda testiranja, u praksi, posebno u scenarijima sa visokim naponom, visokom strujom ili zahtjevima visoke preciznosti, "metoda virtuelnog opterećenja" je glavni pristup.
Za UBS Electronics megavatno brzo punjenje brojilo električne energije (1000V/1000A) spomenuto gore, ako se izvrši kalibracija stvarnog opterećenja:
- Snaga: P=U*I=1000V*1000A=1,000,000W=1MW
-
Potrošnja energije: Rad pri punom opterećenju u trajanju od 1 sata zaista troši 1000 kWh električne energije i zahtijeva veliki sistem hlađenja.
Ovo je izuzetno neekonomično i teško za implementaciju u laboratorijskoj ili terenskoj kalibraciji. Stoga, i za AC i DC mjerače snage, "metoda virtuelne provjere opterećenja" (također poznata kao "metoda standardnog mjerača" ili "metoda napajanja") je osnovno sredstvo za rješavanje problema visoke-verifikacije snage.
Test stvarnog opterećenja u odnosu na test virtuelnog opterećenja: Koje su razlike?
Ove dvije metode se mogu uporediti sa "vaganjem sebe":
- Test stvarnog opterećenja: Ovo je ekvivalentno korištenju standardne težine poznate težine (stvarnog fizičkog opterećenja) da se pritisne vaga (mjerač električne energije) da se vidi da li je vaga tačna.
- Virtualni test opterećenja: Ovo je ekvivalentno simulaciji "lažnog" signala opterećenja kroz strujno kolo, govoreći mjeraču električne energije da se "struja trenutno troši", ali u stvarnosti se ne troši toliko električne energije.
Metoda verifikacije stvarnog opterećenja
Ova metoda koristi stvarne fizičke komponente (kao što su otpornici, induktori i kondenzatori) kao opterećenje:
1. Princip: Standardni mjerač energije i mjerač energije koji se testira su povezani serijski u isti krug stvarnog opterećenja, što im omogućava da rade pod istim naponom i strujom. Zatim se upoređuju razlike u njihovim očitanjima.
2. Scenariji primjene: Prvenstveno se koriste za jednostavnu-verifikaciju na licu mjesta, testiranje starijih indukcijskih{2}}mjera energije ili u malim laboratorijama kojima nedostaje visoko{3}}precizna programabilna napajanja.
Virtuelna metoda verifikacije opterećenja
Ovo je glavna metoda za modernu verifikaciju brojila električne energije, posebno za elektronska i DC brojila:
1. Princip: Korištenjem programabilnog izvora napajanja, napon i struja se obezbjeđuju nezavisno. Naponska i strujna petlja su fizički odvojene (naponska petlja ima izuzetno nisku struju, a strujna petlja ima izuzetno nizak napon). Precizna elektronska kola simuliraju različite radne uslove potrebne za normalan rad brojila električne energije (kao što su različiti faktori snage i različiti omjeri struje).
2. Scenariji primjene: Gotovo sva laboratorijska potpuna-verifikacija performansi, fabrička inspekcija i visoka-preciznost na-kalibraciji.
{0}}Dubinsko poređenje prednosti i nedostataka dvije metode provjere
Za jasno poređenje sastavljena je sljedeća tabela:
| Comparison Dimension | Real-Metoda kalibracije opterećenja | Virtuelna-Metoda kalibracije opterećenja |
|---|---|---|
| Potrošnja energije | Ekstremno visoka. Zahtijeva pretvaranje električne energije u toplotnu ili mehaničku energiju, što je energetski-intenzivno i uzrokuje ozbiljno stvaranje topline. | Ekstremno nisko. Troši samo malu snagu samog uređaja, energetski{1}}efikasan i ekološki{2}}prijatan. |
| Veličina opreme | Glomazan i težak. Velika struja zahtijeva ogromnu grupu opterećenja (slično ogromnoj električnoj peći). | Kompaktan i lagan. Sastoji se uglavnom od elektronskih komponenti, lako se pretvaraju u prenosivi oblik. |
| Test Accuracy | Relativno nisko. Jako pod utjecajem starenja komponenti opterećenja i temperaturnog odstupanja, teško se podesiti. | Ekstremno visoka. Ostvarljiva preciznost od 0,05% ili više sa dobrom linearnošću. |
| Pokrivenost dometa | Ograničeno. Teško je precizno simulirati male struje (npr. startnu struju) ili ekstremna preopterećenja. | Puni-domet. Lako pokriva cijeli raspon od početne struje (0,4% Ib) do maksimalne struje. |
| Sigurnost | Relativno nisko. Visok rizik od grijanja i kratkih spojeva pod velikom strujom, što predstavlja opasnost po sigurnost. | Relativno visoko. Izolovani upravljački i energetski krugovi sa kompletnim zaštitnim mehanizmima. |
Objašnjene osnovne prednosti:
Zašto je metoda virtuelnog učitavanja preciznija?
U metodi stvarnog opterećenja, ako strujni kalem ima otpor, doći će do pada napona, što će uzrokovati promjenu napona na naponskoj zavojnici, čime se unose "dodatne greške". U metodi virtuelnog opterećenja, petlje napona i struje su nezavisne i ne interferiraju jedna s drugom, stoga nema takve dodatne greške, a rezultati mjerenja su bliži teoretskoj istinitoj vrijednosti.
Zašto metoda virtuelnog opterećenja može mjeriti snagu na nivou megavata-?
Uređaj za kalibraciju virtuelnog opterećenja (standardni izvor) interno koristi tranzistore velike-snage ili IGBT module da invertuje jednosmernu struju u potreban AC talas ili direktno izvrši preciznu DC kontrolu. Za razliku od metode stvarnog opterećenja, on ne mora da rasipa 1MW električne energije kao toplotu; umjesto toga, kroz kontrolu-zatvorene petlje, može simulirati električne karakteristike od 1MW sa samo malom količinom električne energije.
Rezime
Da se vratimo na početno pitanje: Da li su sve verifikacije brojila električne energije zasnovane na stvarnom opterećenju?
Ne. Osim specifičnih jednostavnih-provjera na licu mjesta ili testova na starijim brojilima, moderna mjerenja električne energije (posebno visoko-mjerila sa visokim-naponom, visoko-mjerima istosmjernog punjenja) skoro 100% koristi metodu virtuelne provjere opterećenja.
Iako je metoda stvarnog opterećenja "realistična", ona je ograničena potrošnjom energije, veličinom i preciznošću i postepeno se ukida ili se koristi samo kao pomoćna metoda.
Metoda virtuelnog opterećenja koristi naprednu elektronsku tehnologiju za postizanje "malog motora koji vuče veliko opterećenje", osiguravajući tačnost nacionalnih metroloških standarda dok se rješava problem potrošnje energije pri provjeravanju pilota na nivou megavata-.
Sljedeći put kada vidite taj mali mjerač električne energije na stanici za punjenje, znajte da se iza njega krije "ekstremni test stresa" koji simulira sve radne uslove koristeći elektronsku opremu visoke{0}}