Elmålere er meget almindelige, men har du nogensinde undret dig over, hvordan "standardudstyret", der bruges til at kalibrere disse målere, selv testes? Især i forbindelse med den udbredte anvendelse af megawatt-niveau ultra-hurtigladestationer til nye energikøretøjer, hvordan kan en fuld-effektkalibrering af en elmåler udføres, når den ville forbruge 1000 kilowatt-timer elektricitet på kun én time?
Testes elmålere altid under faktiske belastningsforhold? Inden for elmåling bruger vi smart "virtuel belastning" teknologi til at løse dette problem.
Udføres alle elmålerverifikationer med en "rigtig" belastning?
Konklusion: Ikke nødvendigvis. Selvom kørsel af elmåleren med en reel belastning i princippet er den mest ligetil testmetode, i praksis, især i scenarier, der involverer højspænding, høj strøm eller høje præcisionskrav, er den "simulerede belastningsmetode" den almindelige tilgang.
For ovennævnte UBS elektroniske megawatt hurtig-ladestations energimåler (1000V/1000A), hvis der udføres reel-belastningstest:
• Strøm:P=U*I=1000V * 1000A=1,000.000W=1MW
• Energiforbrug:At køre ved fuld belastning i en time ville faktisk forbruge 1000 kilowatt-timer elektricitet og kræve et massivt kølesystem.
Dette er ekstremt uøkonomisk og vanskeligt at implementere i laboratorie- eller feltkalibrering. For både AC- og DC-energimålere er "fantombelastningstestmetoden" (også kendt som "standardmålermetoden" eller "strømkildemetoden") kerneteknikken til høj-effektkalibrering.
Test af reel belastning vs. simuleret belastningstest: Hvad er forskellene?
De to metoder kan sammenlignes med at "veje noget":
• Real Load Test:Dette svarer til at placere en standardvægt med kendt masse (en reel fysisk belastning) på vægten (elmåler) for at se, om vægten er nøjagtig.
• Virtuel belastningstest:Dette svarer til at simulere et "falsk" belastningssignal gennem et kredsløb, der fortæller elmåleren, at "elektricitet forbruges i øjeblikket", men i virkeligheden forbruges der faktisk ikke så meget elektricitet.
Real Load Verifikationsmetode
Denne metode bruger faktiske fysiske komponenter (såsom modstande, induktorer og kondensatorer) som belastning:
• Princip:En standard energimåler og måleren, der testes, er forbundet i serie i det samme faktiske belastningskredsløb, så de kan fungere under samme spænding og strøm. Forskellen i deres aflæsninger sammenlignes derefter.
• Applikationsscenarier:Anvendes primært til enkel-verifikation på stedet, test af ældre energimålere af-induktionstypen eller i små laboratorier uden programmerbare høj-præcisionsstrømforsyninger.
Virtuel belastningsbekræftelsesmetode
Dette er den almindelige metode til verifikation af moderne energimålere, især for elektroniske energimålere og DC-energimålere:
• Princip:En programmerbar strømkilde bruges til uafhængigt at levere spænding og strøm. Spændingskredsløbet og strømkredsløbet er fysisk adskilt (spændingskredsløbet har meget lav strøm, og strømkredsløbet har meget lav spænding). Præcise elektroniske kredsløb simulerer forskellige driftsbetingelser, der kræves for normal drift af energimåleren (såsom forskellige effektfaktorer og forskellige strømforhold).
• Applikationsscenarier:Næsten hele laboratoriets fuld-ydelsesbekræftelse, fabriksinspektion og høj-præcision på-stedets kalibrering.
Sammenligning af de to testmetoder
| Sammenligningsdimension | Faktisk belastningskalibreringsmetode | Virtuel belastningskalibreringsmetode |
|---|---|---|
| Energiforbrug | Ekstremt høj. Kræver omdannelse af elektrisk energi til varme og mekanisk energi, som er strømforbrugende-og forårsager alvorlig varmeudvikling. | Ekstremt lavt. Bruger kun meget lille strøm af selve udstyret, energibesparende-og miljøvenligt. |
| Udstyrsvolumen | Voldsomme og tunge. Store strømme kræver enorme belastningskasser (svarende til gigantiske elektriske ovne). | Kompakt og let. Hovedsageligt sammensat af elektroniske komponenter, let at gøre bærbare. |
| Test nøjagtighed | Relativt lavt. Meget påvirket af ældning af belastningskomponenter og temperaturdrift, svær at justere. | Ekstremt høj. Kan nå 0,05% eller højere nøjagtighed med god linearitet. |
| Rækkeviddedækning | Begrænset. Svært nøjagtigt at simulere små strømme (f.eks. startstrøm) eller ekstreme overbelastninger. | Fuldt udvalg. Kan nemt dække hele området fra startstrøm (0,4%Ib) til maksimal strøm. |
| Sikkerhed | Relativt lavt. Der er høj strømvarmeproduktion og kortslutningsrisici,- med potentielle sikkerhedsrisici. | Relativt højt. Styrekredsløb og strømkredsløb er isolerede med komplette beskyttelsesmekanismer. |
1.Hvorfor tilbyder den virtuelle indlæsningsmetode højere nøjagtighed?
I den virkelige belastningsmetode, hvis den aktuelle spole har modstand, vil der forekomme et spændingsfald, hvilket forårsager en ændring i spændingen over spændingsspolen, og dermed introducerer "yderligere fejl." I den virtuelle belastningsmetode er spændingskredsløbet og strømkredsløbet uafhængige og forstyrrer ikke hinanden, så der er ingen sådan yderligere fejl, og måleresultaterne er tættere på den teoretiske sande værdi.
2.Hvorfor kan metoden med virtuel belastning måle megawatt-effekt?
Den virtuelle belastningskalibreringsenhed (standardkilde) bruger høj-effekttransistorer eller IGBT-moduler internt til at invertere jævnstrøm til den påkrævede vekselstrømsbølgeform eller til at udføre direkte jævnstrømspræcisionskontrol. I modsætning til den rigtige belastningsmetode behøver den ikke at sprede 1 MW elektrisk energi som varme; i stedet kan den gennem lukket-sløjfestyring simulere de elektriske egenskaber på 1 MW med kun en lille mængde energi.
Oversigt
Lad os vende tilbage til det indledende spørgsmål: Testes elmålere altid under faktiske belastningsforhold?
Nej. Bortset fra specifikke-forenklede kontroller eller test af ældre målere på stedet, bruger moderne elmåling (især for høj-højspænding, høj-strøm DC hurtigopladere) næsten 100 % den simulerede belastningstestmetode.
Selvom den faktiske belastningsmetode er "realistisk", er den gradvist blevet udfaset eller bruges kun som en hjælpemetode på grund af begrænsninger i energiforbrug, størrelse og nøjagtighed.
Den simulerede belastningsmetode anvender avanceret elektronisk teknologi til at opnå "lille udstyr, der håndterer store belastninger", hvilket sikrer nøjagtigheden af nationale metrologistandarder, mens det løser energiforbrugsproblemet med at teste hurtigladestationer på megawatt-niveau.
Næste gang du ser den lille elmåler på en ladestation, så husk, at der bag den ligger en "극한-tryktest", der dækker alle driftsforhold, simuleret af-teknologisk elektronisk udstyr.
