Бројила електричне енергије су уобичајена појава, али да ли сте се икада запитали како „стандардна опрема“ која се користи за њихово калибрисање пролази кроз „проверу-? Како се може постићи пуна-калибрација мерача електричне енергије, који троши 1000 киловат-сати по сату, са широко распрострањеним усвајањем станица за суперпуњање на нивоу мегавата-за возила нове енергије?
Да ли се калибрације бројила електричне енергије увек врше на основу стварног оптерећења? У области мерења електричне енергије, паметно користимо технологију „виртуелног оптерећења“ да решимо овај проблем.
Да ли се све калибрације бројила електричне енергије врше са стварним оптерећењем?
Закључак: Није нужно.
Док је у принципу, управљање реалним оптерећењем помоћу бројила електричне енергије најинтуитивнији метод тестирања, у пракси, посебно у сценаријима са високим напоном, високом струјом или високим захтевима за прецизност, „метода виртуелног оптерећења“ је главни приступ.
За УБС Елецтроницс мегаватни мерач електричне енергије са флеш пуњењем (1000В/1000А) поменут изнад, ако се изврши калибрација стварног оптерећења:
- Снага: П=У*И=1000В*1000А=1,000,000В=1МВ
-
Потрошња енергије: Рад са пуним оптерећењем током 1 сата заиста троши 1000 кВх електричне енергије и захтева велики систем хлађења.
Ово је изузетно неекономично и тешко за имплементацију у лабораторијској или теренској калибрацији. Због тога, и за бројила наизменичне и једносмерне струје, „метода виртуелне верификације оптерећења“ (такође позната као „метода стандардног мерача“ или „метода напајања“) представља основно средство за решавање проблема верификације велике{1}}напоне.
Тест стварног оптерећења у односу на тест виртуелног оптерећења: Које су разлике?
Ове две методе се могу упоредити са "вагањем себе":
- Тест стварног оптерећења: Ово је еквивалентно коришћењу стандардне тежине познате тежине (стварног физичког оптерећења) да се притисне вага (мерач електричне енергије) да се види да ли је вага тачна.
- Виртуелни тест оптерећења: Ово је еквивалентно симулацији "лажног" сигнала оптерећења кроз струјно коло, говорећи мерачу електричне енергије да се "струја тренутно троши", али у стварности се не троши толико електричне енергије.
Метод верификације стварног оптерећења
Овај метод користи стварне физичке компоненте (као што су отпорници, индуктори и кондензатори) као оптерећење:
1. Принцип: Стандардни мерач енергије и мерач енергије који се тестира су повезани серијски у исти круг стварног оптерећења, омогућавајући им да раде под истим напоном и струјом. Затим се упоређују разлике у њиховим очитањима.
2. Сценарији примене: Првенствено се користе за једноставну-верификацију на лицу места, тестирање старијих индукционих{2}}броја енергије или у малим лабораторијама којима недостају високо{3}}прецизни програмабилни извори напајања.
Виртуелни метод верификације оптерећења
Ово је главни метод за модерну верификацију бројила електричне енергије, посебно за електронска и једносмерна струјомера:
1. Принцип: Коришћењем програмабилног извора напајања, напон и струја се обезбеђују независно. Напонска и струјна петља су физички одвојене (напонска петља има изузетно ниску струју, а струјна петља има изузетно низак напон). Прецизна електронска кола симулирају различите радне услове потребне за нормалан рад мерача електричне енергије (као што су различити фактори снаге и различити односи струје).
2. Сценарији примене: Скоро све лабораторијске потпуне-верификације перформанси, фабричка инспекција и висока{2}}прецизност-калибрације на локацији.
Детаљно{0}}поређење предности и недостатака две методе верификације
За јасно поређење, састављена је следећа табела:
| Димензија поређења | Реал-метод калибрације оптерећења | Виртуелни-метод калибрације оптерећења |
|---|---|---|
| Потрошња енергије | Екстремно висока. Захтева претварање електричне енергије у топлотну или механичку енергију, што је енергетски-интензивно и изазива озбиљно стварање топлоте. | Екстремно ниска. Троши само малу снагу самог уређаја, енергетски{1}}ефикасан и еколошки{2}}пријатан. |
| Величина опреме | Гломазан и тежак. Висока струја захтева огромну групу оптерећења (слично џиновској електричној пећи). | Компактан и лаган. Састоји се углавном од електронских компоненти, лако се претварају у преносиви облик. |
| Тест Аццураци | Релативно ниско. Под великим утицајем старења компоненти оптерећења и температурног одступања, тешко је подесити. | Екстремно висока. Остварљива прецизност од 0,05% или више са добром линеарношћу. |
| Ранге Цовераге | Ограничено. Тешко је прецизно симулирати мале струје (нпр. почетну струју) или екстремна преоптерећења. | Пун{0}}опсег. Лако покрива цео опсег од почетне струје (0,4% Иб) до максималне струје. |
| Сигурност | Релативно ниско. Висок ризик од загревања и кратких спојева под великом струјом, што представља опасност по безбедност. | Релативно висок. Изолована управљачка и струјна кола са комплетним заштитним механизмима. |
Објашњене основне предности:
Зашто је метода виртуелног оптерећења тачнија?
У методи стварног оптерећења, ако струјни калем има отпор, доћи ће до пада напона, узрокујући промену напона на напонском калему, чиме се уносе „додатне грешке“. У методи виртуелног оптерећења, петље напона и струје су независне и не ометају једна другу, стога нема такве додатне грешке, а резултати мерења су ближи теоријској истинитој вредности.
Зашто метод виртуелног оптерећења може да мери снагу на нивоу мегавата-?
Виртуелни уређај за калибрацију оптерећења (стандардни извор) интерно користи-транзисторе велике снаге или ИГБТ модуле да инвертује једносмерну струју у потребан талас наизменичне струје или директно изврши прецизну контролу једносмерне струје. За разлику од методе стварног оптерећења, он не мора да расипа 1МВ електричне енергије као топлоту; уместо тога, кроз контролу-затворене петље, може да симулира електричне карактеристике од 1МВ са само малом количином електричне енергије.
Резиме
Да се вратимо на почетно питање: Да ли су све верификације бројила електричне енергије засноване на стварном оптерећењу?
Не. Осим специфичних једноставних{1}}верификација на лицу места или тестова на старијим бројилима, савремено мерење електричне енергије (нарочито високо-бројила са високим-напоном, високо{3}}једносмерном струјом ДЦ суперцхаргинг бројила) скоро 100% користи метод виртуелне верификације оптерећења.
Иако је метод стварног оптерећења „реалистичан“, он је ограничен потрошњом енергије, величином и прецизношћу и постепено је уклоњен или се користи само као помоћни метод.
Метод виртуелног оптерећења користи напредну електронску технологију да би се постигао „мали мотор који вуче велико оптерећење“, обезбеђујући тачност националних метролошких стандарда док истовремено решава проблем потрошње енергије у вези са верификацијом гомиле на нивоу мегавата{0}}.
Следећи пут када видите тај мали мерач електричне енергије на станици за пуњење, знајте да се иза њега крије „екстремни тест стреса“ који симулира све радне услове коришћењем високотехнолошке електронске опреме.