Elektriarvestid on väga levinud, kuid kas olete kunagi mõelnud, kuidas nende arvestite kalibreerimiseks kasutatud "standardvarustust" ise testitakse? Kuidas saab elektriarvesti täisvõimsust kalibreerida, kui see tarbiks 1000 kilovatt-elektritundi vaid ühe tunniga, eriti arvestades uute energiasõidukite jaoks mõeldud megavatt-tase üli-kiirlaadimisjaamade laialdast kasutuselevõttu?
Kas elektriarvestit testitakse alati tegeliku koormuse tingimustes? Elektriarvestuse valdkonnas kasutame selle probleemi lahendamiseks nutikalt "virtuaalkoormuse" tehnoloogiat.
Kas kõik elektriarvestite taatlused tehakse "päris" koormusega?
Järeldus: mitte tingimata. Ehkki põhimõtteliselt on elektriarvesti juhtimine tegeliku koormusega kõige lihtsam testimismeetod, on praktikas, eriti kõrgepinge, suure voolutugevuse või kõrge täpsusega seotud stsenaariumide puhul, tavapärane lähenemisviis "simuleeritud koormuse meetod".
Ülaltoodud UBS-i elektroonilise megavatise -kiirlaadimisjaama energiamõõdiku (1000V/1000A) puhul, kui teostatakse tegelik -koormustest:
• Võimsus:P=U*I=1000V * 1000A=1, 000 000 W=1MW
• Energiatarve:Tundne täiskoormusel töötamine tarbiks tõepoolest 1000 kilovatt{1}}elektrit ja vajaks tohutut jahutussüsteemi.
See on äärmiselt ebaökonoomne ja seda on raske laboris või välikalibreerimisel rakendada. Seetõttu on nii vahelduv- kui alalisvooluarvestite puhul suure võimsusega{1}}kalibreerimise põhitehnikaks "fantoomkoormuse testimise meetod" (tuntud ka kui "standardne arvesti meetod" või "toiteallika meetod").
Tegelik koormustest vs simuleeritud koormustest: millised on erinevused?
Neid kahte meetodit võib võrrelda "millegi kaalumisega":
• Tegeliku koormuse test:See on samaväärne teadaoleva massiga standardse massi (reaalne füüsiline koormus) asetamisega kaalule (elektriarvesti), et näha, kas skaala on täpne.
• Virtuaalne koormustest:See on samaväärne "võlts" koormussignaali simuleerimisega läbi vooluringi, teatades elektriarvestile, et "praegu tarbitakse elektrit", kuid tegelikult ei kulutata nii palju elektrit.
Tõelise koormuse kontrollimise meetod
See meetod kasutab koormusena tegelikke füüsilisi komponente (nt takistid, induktiivpoolid ja kondensaatorid):
• Põhimõte:Standardne energiaarvesti ja testitav arvesti on ühendatud järjestikku samasse tegelikku koormusahelasse, võimaldades neil töötada sama pinge ja voolu all. Seejärel võrreldakse nende näitude erinevust.
• Rakenduse stsenaariumid:Kasutatakse peamiselt lihtsaks-kohapealseks kontrollimiseks, vanemat induktsioon-tüüpi energiaarvestite testimiseks või väikestes laborites ilma ülitäpse-programmeeritavate toiteallikateta.
Virtuaalse koormuse kontrollimise meetod
See on tänapäevase energiaarvesti kontrollimise põhimeetod, eriti elektrooniliste energiaarvestite ja alalisvooluenergia arvestite puhul:
• Põhimõte:Pinge ja voolu sõltumatuks tagamiseks kasutatakse programmeeritavat toiteallikat. Pingeahel ja vooluahel on füüsiliselt eraldatud (pingeahelal on väga madal vool ja vooluahelal on väga madal pinge). Täpsed elektroonilised ahelad simuleerivad erinevaid energiaarvesti normaalseks tööks vajalikke töötingimusi (näiteks erinevad võimsustegurid ja erinevad voolusuhted).
• Rakenduse stsenaariumid:Peaaegu kõik laboratoorsed täielikud-jõudluse kontrollid, tehasekontroll ja ülitäpne-kohapealne{2}}kalibreerimine.
Kahe testimismeetodi võrdlus
| Võrdlusmõõde | Tegeliku koormuse kalibreerimise meetod | Virtuaalse koormuse kalibreerimise meetod |
|---|---|---|
| Energiatarbimine | Äärmiselt kõrge. Nõuab elektrienergia muundamist soojuseks ja mehaaniliseks energiaks, mis kulutab{1}}energiat ja põhjustab tugevat soojuse teket. | Äärmiselt madal. Tarbib ainult väikest võimsust seadmest endast, -energiasäästlik ja keskkonnasõbralik. |
| Seadmete maht | Mahukas ja raske. Suured voolud nõuavad tohutuid koormuskaste (sarnaselt hiiglaslikele elektriahjudele). | Kompaktne ja kerge. Koosneb peamiselt elektroonilistest komponentidest, mida on lihtne kaasaskantavaks muuta. |
| Testimise täpsus | Suhteliselt madal. Koormuskomponentide vananemine ja temperatuuri kõikumine mõjutab suuresti, seda on raske reguleerida. | Äärmiselt kõrge. Hea lineaarsusega võib jõuda 0,05% või kõrgema täpsuseni. |
| Vahemiku katvus | Piiratud. Raske on täpselt simuleerida väikeseid voolusid (nt käivitusvool) või äärmuslikke ülekoormusi. | Täielik valik. Saab hõlpsasti katta kogu vahemiku käivitusvoolust (0,4%Ib) kuni maksimaalse vooluni. |
| Ohutus | Suhteliselt madal. Suure vooluhulgaga soojuse teke ja lühise{1}}oht on võimalikud ohutusriskidega. | Suhteliselt kõrge. Juhtimisahel ja toiteahel on isoleeritud, täielike kaitsemehhanismidega. |
1.Miks pakub virtuaalse laadimise meetod suuremat täpsust?
Reaalse koormuse meetodil, kui voolumähisel on takistus, tekib pingelangus, mis põhjustab pinge mähise pinge muutumise, mis toob kaasa "täiendavaid vigu". Virtuaalse koormuse meetodi puhul on pingeahel ja vooluahel sõltumatud ega sega üksteist, mistõttu sellist lisaviga ei teki ning mõõtmistulemused on lähemal teoreetilisele tegelikule väärtusele.
2. Miks saab virtuaalse laadimismeetodi abil mõõta megavati{1}}võimsust?
Virtuaalne koormuse kalibreerimisseade (standardallikas) kasutab sisemiselt suure-võimsusega transistore või IGBT-mooduleid, et muuta alalisvool vajalikuks vahelduvvoolu lainekujuks või teostada otsest alalisvoolu täppisjuhtimist. Erinevalt tegelikust koormuse meetodist ei pea see soojusena hajutama 1 MW elektrienergiat; selle asemel suudab see suletud-ahela juhtimise kaudu simuleerida 1 MW elektrilisi omadusi vaid väikese energiahulgaga.
Kokkuvõte
Pöördume tagasi esialgse küsimuse juurde: kas elektriarvestiid testitakse alati tegelike koormuse tingimustes?
Ei. Kui välja arvata konkreetsed kohapealsed-lihtsustatud kontrollid või vanemate arvestite testimine, kasutab kaasaegne elektriarvestus (eriti kõrge-kõrge-voolu alalisvoolu kiirlaadijate puhul) peaaegu 100% simuleeritud koormustesti meetodit.
Kuigi tegelik laadimismeetod on "realistlik", on see energiatarbimise, suuruse ja täpsuse piirangute tõttu järk-järgult loobutud või seda kasutatakse ainult abimeetodina.
Simuleeritud laadimismeetod kasutab täiustatud elektroonilist tehnoloogiat, et saavutada "väikesed seadmed, mis käitlevad suuri koormusi", tagades riiklike metroloogiastandardite täpsuse, lahendades samal ajal megavati{0}}taseme kiirlaadimisjaamade testimise energiatarbimise probleemi.
Järgmine kord, kui näete laadimisjaamas seda väikest elektriarvestit, pidage meeles, et selle taga on kõrgtehnoloogiliste elektroonikaseadmetega simuleeritud "극한 survetest", mis hõlmab kõiki töötingimusi.
