Elektros skaitikliai yra labai paplitę, tačiau ar kada nors susimąstėte, kaip yra išbandoma pati „standartinė įranga“, naudojama šiems skaitikliams kalibruoti? Ypač atsižvelgiant į plačiai paplitusias megavatų-lygio itin-greito įkrovimo stoteles naujoms energijos transporto priemonėms, kaip galima atlikti pilną elektros skaitiklio galios kalibravimą, kai jis sunaudotų 1000 kilovat-valandžių elektros vos per vieną valandą?
Ar elektros skaitikliai visada tikrinami tikros apkrovos sąlygomis? Elektros apskaitos srityje mes sumaniai naudojame „virtualios apkrovos“ technologiją, kad išspręstume šią problemą.
Ar visos elektros skaitiklių patikros atliekamos su „tikra“ apkrova?
Išvada: nebūtinai. Nors iš principo elektros skaitiklio valdymas naudojant tikrą apkrovą yra paprasčiausias bandymo metodas, praktikoje, ypač tais atvejais, kai reikalaujama aukštos įtampos, didelės srovės ar didelio tikslumo, „modeliuotos apkrovos metodas“ yra pagrindinis metodas.
Aukščiau nurodytam UBS elektroniniam megavatų greitojo-įkrovimo stoties energijos matuokliui (1000V/1000A), jei atliekamas tikras -apkrovos bandymas:
• Galia:P=U*I=1000V * 1000A=1, 000 000 W=1MW
• Energijos sąnaudos:Vieną valandą dirbant pilna apkrova iš tiesų sunaudotų 1000 kilovat{1}}valandžių elektros energijos ir reikės didžiulės aušinimo sistemos.
Tai itin neekonomiška ir sunkiai įgyvendinama atliekant laboratorinį ar lauko kalibravimą. Todėl tiek kintamosios, tiek nuolatinės srovės energijos skaitikliams „fantominės apkrovos bandymo metodas“ (taip pat žinomas kaip „standartinis skaitiklio metodas“ arba „maitinimo šaltinio metodas“) yra pagrindinė didelės{1}}galios kalibravimo technika.
Tikras apkrovos bandymas ir imituotas apkrovos bandymas: kokie yra skirtumai?
Šiuos du metodus galima palyginti su „ko nors svėrimu“:
• Tikros apkrovos testas:Tai prilygsta žinomos masės standartinio svorio (tikro fizinio krūvio) uždėjimui ant svarstyklių (elektros skaitiklio), kad pamatytumėte, ar svarstyklės yra tikslios.
• Virtualus apkrovos testas:Tai prilygsta „netikro“ apkrovos signalo modeliavimui per grandinę, pranešant elektros skaitikliui, kad „šiuo metu suvartojama elektra“, tačiau iš tikrųjų elektros energijos suvartojama ne tiek daug.
Tikrosios apkrovos tikrinimo metodas
Šis metodas naudoja faktinius fizinius komponentus (tokius kaip rezistoriai, induktoriai ir kondensatoriai) kaip apkrovą:
• Principas:Standartinis energijos skaitiklis ir bandomasis skaitiklis yra nuosekliai sujungti į tą pačią faktinės apkrovos grandinę, todėl jie gali veikti esant tokiai pačiai įtampai ir srovei. Tada lyginamas jų rodmenų skirtumas.
• Taikymo scenarijai:Pirmiausia naudojamas paprastam-patikrinti vietoje, senesnių indukcinių-tipo energijos skaitiklių testavimui arba mažose laboratorijose be didelio-tikslumo programuojamų maitinimo šaltinių.
Virtualios apkrovos tikrinimo metodas
Tai yra pagrindinis šiuolaikinių energijos skaitiklių, ypač elektroninių energijos skaitiklių ir nuolatinės srovės skaitiklių, patikros metodas:
• Principas:Programuojamas maitinimo šaltinis naudojamas nepriklausomai tiekti įtampą ir srovę. Įtampos grandinė ir srovės grandinė yra fiziškai atskirtos (įtampos grandinėje srovė labai maža, o srovės grandinėje – labai žema). Tikslios elektroninės grandinės imituoja įvairias veikimo sąlygas, reikalingas normaliam energijos skaitiklio veikimui (pvz., skirtingus galios koeficientus ir skirtingus srovės santykius).
• Taikymo scenarijai:Beveik visas laboratorijos{0}}veiksmingumo patikrinimas, gamyklos patikra ir didelio-tikslumo-kalibravimas vietoje.
Dviejų bandymo metodų palyginimas
| Palyginimo matmenys | Faktinės apkrovos kalibravimo metodas | Virtualios apkrovos kalibravimo metodas |
|---|---|---|
| Energijos suvartojimas | Itin aukštai. Elektros energiją reikia paversti šiluma ir mechanine energija, kuri{1}}sunaudoja energijos ir sukelia daug šilumos. | Itin žemas. Naudoja tik nedidelę pačios įrangos galią,-taupo energiją ir nekenkia aplinkai. |
| Įrangos tūris | Tūrinis ir sunkus. Didelėms srovėms reikalingos didžiulės apkrovos dėžės (panašios į milžiniškas elektrines krosnis). | Kompaktiškas ir lengvas. Daugiausia sudaro elektroniniai komponentai, kuriuos lengva padaryti nešiojamus. |
| Testavimo tikslumas | Santykinai žemas. Labai veikia apkrovos komponentų senėjimas ir temperatūros pokytis, sunku reguliuoti. | Itin aukštai. Gali pasiekti 0,05% ar didesnį tikslumą su geru tiesiškumu. |
| Diapazono aprėptis | Ribotas. Sunku tiksliai imituoti mažas sroves (pvz., paleidimo srovę) arba ekstremalias perkrovas. | Visas asortimentas. Gali lengvai aprėpti visą diapazoną nuo paleidimo srovės (0,4%Ib) iki didžiausios srovės. |
| Saugumas | Santykinai žemas. Egzistuoja didelės srovės šilumos generavimo ir trumpojo jungimo- rizika, galinti sukelti pavojų saugai. | Palyginti aukštas. Valdymo grandinė ir maitinimo grandinė yra izoliuotos, su pilnais apsaugos mechanizmais. |
1.Kodėl virtualaus įkėlimo metodas užtikrina didesnį tikslumą?
Taikant tikrosios apkrovos metodą, jei srovės ritė turi pasipriešinimą, įvyks įtampos kritimas, dėl kurio pasikeis įtampa per įtampos ritę ir taip atsiras „papildomų klaidų“. Virtualios apkrovos metodu įtampos grandinė ir srovės grandinė yra nepriklausomos ir netrukdo viena kitai, todėl tokios papildomos paklaidos nėra, o matavimo rezultatai yra arčiau teorinės tikrosios vertės.
2. Kodėl virtualios apkrovos metodas gali išmatuoti megavatų{1}}lygio galią?
Virtualios apkrovos kalibravimo įtaisas (standartinis šaltinis) naudoja didelės-galios tranzistorius arba IGBT modulius, kad nuolatinės srovės maitinimą paverstų reikiama kintamosios srovės bangos forma arba tiesioginiam tikslumo valdymui. Skirtingai nuo tikrosios apkrovos metodo, jam nereikia išsklaidyti 1 MW elektros energijos kaip šilumos; Vietoj to, naudodamas uždaros-kilpos valdymą, jis gali imituoti 1 MW elektrines charakteristikas su nedideliu energijos kiekiu.
Santrauka
Grįžkime prie pradinio klausimo: ar elektros skaitikliai visada tikrinami tikrosios apkrovos sąlygomis?
Ne. Išskyrus konkrečias vietoje-supaprastintas senesnių skaitiklių patikras arba bandymus, šiuolaikiniai elektros apskaitai (ypač aukštos-įtampos, didelės-srovės nuolatinės srovės greitiesiems įkrovikliams) beveik 100 % naudoja imituojamo apkrovos testavimo metodą.
Nors tikrasis apkrovos metodas yra „realus“, jis buvo palaipsniui panaikintas arba naudojamas tik kaip pagalbinis metodas dėl energijos suvartojimo, dydžio ir tikslumo apribojimų.
Modeliuojamas apkrovos metodas naudoja pažangią elektroninę technologiją, kad būtų sukurta „maža įranga, tvarkanti didelius krovinius“, užtikrinant nacionalinių metrologijos standartų tikslumą ir išsprendžiant energijos suvartojimo problemą, susijusią su megavatų{0} lygio greitojo įkrovimo stočių bandymais.
Kai kitą kartą pamatysite nedidelį elektros skaitiklį ant įkrovimo stotelės, atminkite, kad už jo slypi „극한 slėgio bandymas“, apimantis visas veikimo sąlygas, imituojamas aukštųjų{0}}techninių elektroninių įrenginių.
