Elektricitetsmålere er almindelige, men har du nogensinde undret dig over, hvordan "standardudstyret", der bruges til at kalibrere dem, gennemgår sin "tjek-op"? Især med den udbredte anvendelse af megawatt--overladestationer til nye energikøretøjer, hvordan kan en fuld-effektkalibrering af en elmåler, der forbruger 1000 kilowatt-timer i timen, opnås?
Udføres elmålerkalibreringer altid baseret på faktisk belastning? Inden for elmåling bruger vi smart "virtuel belastning" teknologi til at løse dette problem.
Udføres alle elmålerkalibreringer med en reel belastning?
Konklusion: Ikke nødvendigvis.
Mens det i princippet er den mest intuitive testmetode at køre med en reel belastning med elmåleren, i praksis, især i scenarier med højspænding, høj strøm eller høj nøjagtighed, er den "virtuelle belastningsmetode" den almindelige tilgang.
For UBS Electronics megawatt flash-opladningsbunke elmåler (1000V/1000A) nævnt ovenfor, hvis en reel belastningskalibrering udføres:
- Effekt: P=U*I=1000V*1000A=1,000.000W=1MW
-
Energiforbrug: At køre ved fuld belastning i 1 time bruger faktisk 1000 kWh strøm og kræver et stort kølesystem.
Dette er ekstremt uøkonomisk og vanskeligt at implementere i laboratorie- eller feltkalibrering. Derfor, for både vekselstrøms- og jævnstrømsmålere, er den "virtuelle belastningsverifikationsmetode" (også kendt som "standardmålermetoden" eller "strømforsyningsmetoden") det centrale middel til at løse problemet med høj-effektverifikation.
Real Load Test vs Virtual Load Test: Hvad er forskellene?
De to metoder kan sammenlignes med at "veje sig selv":
- Real Load Test: Dette svarer til at bruge en standardvægt med kendt vægt (den faktiske fysiske belastning) til at trykke på vægten (elmåler) for at se, om vægten er nøjagtig.
- Virtuel belastningstest: Dette svarer til at simulere et "falsk" belastningssignal gennem kredsløb, der fortæller elmåleren, at "elektricitet forbruges i øjeblikket", men i virkeligheden forbruges der ikke så meget elektricitet.
Faktisk belastningsbekræftelsesmetode
Denne metode bruger faktiske fysiske komponenter (såsom modstande, induktorer og kondensatorer) som belastningen:
1. Princip: En standard energimåler og den energimåler, der testes, er forbundet i serie i det samme faktiske belastningskredsløb, så de kan fungere under samme spænding og strøm. Derefter sammenlignes forskellene i deres aflæsninger.
2. Anvendelsesscenarier: Anvendes primært til simpel -verifikation på stedet, test af ældre energimålere af-induktionstypen eller i små laboratorier, der mangler høj-programmerbare strømforsyninger.
Verifikationsmetode for virtuel belastning
Dette er den almindelige metode til verifikation af moderne elmålere, især for elektroniske og jævnstrømsmålere:
1. Princip: Ved at bruge en programmerbar strømkilde leveres spænding og strøm uafhængigt. Spændings- og strømsløjferne er fysisk adskilte (spændingsløjfen har ekstremt lav strøm, og strømsløjfen har ekstrem lav spænding). Præcise elektroniske kredsløb simulerer forskellige driftsbetingelser, der kræves for normal drift af elmåleren (såsom forskellige effektfaktorer og forskellige strømforhold).
2. Anvendelsesscenarier: Næsten alle laboratorieverifikation af fuld-ydelse, fabriksinspektion og høj-præcision på-lokalitetskalibrering.
Dybtgående-sammenligning af fordele og ulemper ved de to verifikationsmetoder
For en klar sammenligning er følgende tabel blevet udarbejdet:
| Sammenligningsdimension | Ægte-belastningskalibreringsmetode | Virtuel-Load Calibration Method |
|---|---|---|
| Energiforbrug | Ekstremt høj. Kræver konvertering af elektrisk energi til termisk eller mekanisk energi, som er strømintensiv- og forårsager alvorlig varmeudvikling. | Ekstremt lavt. Bruger kun den lille strøm fra selve enheden, energi-effektiv og miljøvenlig-. |
| Udstyr Størrelse | Voldsomme og tunge. Høj strøm kræver en enorm belastningsbank (svarende til en kæmpe elektrisk ovn). | Kompakt og let. Består hovedsageligt af elektroniske komponenter, let at lave til bærbar form. |
| Test nøjagtighed | Relativt lavt. Stærkt påvirket af belastningskomponentens ældning og temperaturdrift, svær at justere. | Ekstremt høj. Opnåelig nøjagtighed på 0,05 % eller højere med god linearitet. |
| Rækkeviddedækning | Begrænset. Svært nøjagtigt at simulere små strømme (f.eks. startstrøm) eller ekstreme overbelastninger. | Fuldt-område. Dækker nemt hele området fra startstrøm (0,4% Ib) til maksimal strøm. |
| Sikkerhed | Relativt lavt. Høj risiko for opvarmning og kortslutning under høj strøm, hvilket udgør en sikkerhedsrisiko. | Relativt højt. Isolerede kontrol- og strømkredsløb med komplette beskyttelsesmekanismer. |
Kernefordele forklaret:
Hvorfor er den virtuelle indlæsningsmetode mere nøjagtig?
I den virkelige belastningsmetode, hvis den nuværende 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 spændings- og strømsløjferne uafhængige og forstyrrer ikke hinanden, derfor er der ingen sådan yderligere fejl, og måleresultaterne er tættere på den teoretiske sande værdi.
Hvorfor kan metoden med virtuel belastning måle effekt på megawatt-niveau?
Den virtuelle belastningskalibreringsenhed (standardkilde) bruger internt høj-effekttransistorer eller IGBT-moduler til at invertere jævnstrøm til den påkrævede vekselstrømsbølgeform eller direkte udføre præcis jævnstrømskontrol. I modsætning til den rigtige belastningsmetode behøver den ikke at sprede 1MW elektrisk energi som varme; i stedet kan den gennem lukket-sløjfestyring simulere de elektriske egenskaber på 1MW med kun en lille mængde elektrisk energi.
Oversigt
Tilbage til det indledende spørgsmål: Er alle verifikationer af elmålere baseret på faktisk belastning?
Nej. Bortset fra specifikke simple-bekræftelser på stedet eller test af ældre målere, bruger moderne elmåling (især høj-spænding, høj-strøm DC-overladningsmålere) næsten 100 % den virtuelle belastningsbekræftelsesmetode.
Mens den faktiske belastningsmetode er "realistisk", er den begrænset af energiforbrug, størrelse og nøjagtighed og er gradvist blevet udfaset eller bruges kun som en hjælpemetode.
Den virtuelle belastningsmetode anvender avanceret elektronisk teknologi til at opnå "lille motor, der trækker en stor belastning", hvilket sikrer nøjagtigheden af nationale metrologiske standarder, samtidig med at energiforbrugsproblemet med megawatt-niveau-overladningspæle-bekræftelse løses.
Næste gang du ser den lille elmåler på en ladestation, skal du vide, at bag den ligger en "ekstrem stresstest", der simulerer alle driftsforhold ved hjælp af-teknologisk elektronisk udstyr.