Elmätare är mycket vanliga, men har du någonsin undrat hur "standardutrustningen" som används för att kalibrera dessa mätare är testad i sig? Speciellt i samband med den utbredda användningen av megawatt-nivå ultra-snabbladdningsstationer för nya energifordon, hur kan en full-effektkalibrering av en elmätare utföras när den skulle förbruka 1000 kilowatt-timmar el på bara en timme?
Testas elmätare alltid under faktiska belastningsförhållanden? Inom området för elmätning använder vi smart "virtuell belastning"-teknik för att lösa detta problem.
Utförs alla elmätareverifikationer med "riktig" belastning?
Slutsats: Inte nödvändigtvis. Även om i princip att köra elmätaren med en verklig belastning är den mest enkla testmetoden, i praktiken, särskilt i scenarier som involverar högspänning, hög ström eller höga precisionskrav, är "simulerad belastningsmetoden" den vanliga metoden.
För ovanstående UBS elektroniska megawatt snabb-laddstationsenergimätare (1000V/1000A), om verklig-lasttest utförs:
• Ström:P=U*I=1000V * 1000A=1,000,000W=1MW
• Energiförbrukning:Att köra med full belastning i en timme skulle verkligen förbruka 1000 kilowatt-timmar elektricitet och kräva ett massivt kylsystem.
Detta är extremt oekonomiskt och svårt att implementera i laboratorie- eller fältkalibrering. Därför, för både AC- och DC-energimätare, är "fantomlasttestmetoden" (även känd som "standardmätarmetoden" eller "strömkällametoden") kärntekniken för kalibrering av hög-effekt.
Verklig belastningstestning kontra simulerad belastningstestning: Vilka är skillnaderna?
De två metoderna kan jämföras med att "väga något":
• Real Load Test:Detta motsvarar att placera en standardvikt med känd massa (en verklig fysisk belastning) på vågen (elmätare) för att se om vågen är korrekt.
• Virtuell belastningstest:Detta motsvarar att simulera en "falsk" belastningssignal genom en krets, som säger till elmätaren att "elektricitet förbrukas för närvarande", men i verkligheten förbrukas inte så mycket el.
Real Load Verifieringsmetod
Denna metod använder faktiska fysiska komponenter (som motstånd, induktorer och kondensatorer) som belastning:
• Princip:En standardenergimätare och mätaren som testas är seriekopplade i samma faktiska belastningskrets, vilket gör att de kan arbeta under samma spänning och ström. Skillnaden i deras avläsningar jämförs sedan.
• Applikationsscenarier:Används i första hand för enkel -verifiering på plats, testning av äldre energimätare av induktionstyp- eller i små laboratorier utan hög-precisionsprogrammerbar strömförsörjning.
Verifieringsmetod för virtuell belastning
Detta är den vanliga metoden för modern energimätareverifiering, särskilt för elektroniska energimätare och DC-energimätare:
• Princip:En programmerbar strömkälla används för att oberoende tillhandahålla spänning och ström. Spänningskretsen och strömkretsen är fysiskt åtskilda (spänningskretsen har mycket låg ström och strömkretsen har mycket låg spänning). Exakta elektroniska kretsar simulerar olika driftsförhållanden som krävs för normal drift av energimätaren (som olika effektfaktorer och olika strömförhållanden).
• Applikationsscenarier:Nästan alla laboratorier med full-prestandaverifiering, fabriksinspektion och hög-precision på-platskalibrering.
Jämförelse av de två testmetoderna
| Jämförelsedimension | Kalibreringsmetod för faktisk belastning | Virtuell belastningskalibreringsmetod |
|---|---|---|
| Energiförbrukning | Extremt högt. Kräver omvandling av elektrisk energi till värme och mekanisk energi, som är energikrävande-och orsakar allvarlig värmealstring. | Extremt låg. Förbrukar bara liten kraft från själva utrustningen, energibesparande-och miljövänligt. |
| Utrustningsvolym | Skrymmande och tunga. Stora strömmar kräver enorma lastboxar (liknande gigantiska elektriska ugnar). | Kompakt och lätt. Huvudsakligen sammansatt av elektroniska komponenter, lätt att göra portabel. |
| Testnoggrannhet | Relativt låg. Påverkas kraftigt av lastkomponenternas åldrande och temperaturdrift, svår att justera. | Extremt högt. Kan nå 0,05 % eller högre noggrannhet med bra linjäritet. |
| Räckviddstäckning | Begränsad. Svårt att exakt simulera små strömmar (t.ex. startström) eller extrema överbelastningar. | Fullt utbud. Kan enkelt täcka hela området från startström (0,4%Ib) till maximal ström. |
| Säkerhet | Relativt låg. Det finns risker för hög strömvärme och kortslutning-, med potentiella säkerhetsrisker. | Relativt hög. Styrkrets och strömkrets är isolerade, med kompletta skyddsmekanismer. |
1. Varför erbjuder den virtuella laddningsmetoden högre noggrannhet?
I den verkliga belastningsmetoden, om den aktuella spolen har motstånd, kommer ett spänningsfall att inträffa, vilket orsakar en förändring i spänningen över spänningsspolen, vilket introducerar "ytterligare fel". I den virtuella belastningsmetoden är spänningskretsen och strömkretsen oberoende och stör inte varandra, så det finns inget sådant ytterligare fel, och mätresultaten är närmare det teoretiska sanna värdet.
2.Varför kan den virtuella belastningsmetoden mäta megawatt-effekt?
Den virtuella lastkalibreringsenheten (standardkälla) använder hög-transistorer eller IGBT-moduler internt för att invertera likström till den erforderliga växelströmsvågformen eller för att utföra direkt likströmsprecisionskontroll. Till skillnad från den verkliga belastningsmetoden behöver den inte avleda 1 MW elektrisk energi som värme; istället kan den genom sluten-slingstyrning simulera de elektriska egenskaperna på 1 MW med endast en liten mängd energi.
Sammanfattning
Låt oss återgå till den inledande frågan: Testas elmätare alltid under faktiska belastningsförhållanden?
Nej. Med undantag för specifika-förenklade kontroller på plats eller testning av äldre mätare, använder modern elmätning (särskilt för hög-högspänning, hög-ström DC snabbladdare) nästan 100 % den simulerade belastningstestmetoden.
Även om den faktiska belastningsmetoden är "realistisk" har den gradvis fasats ut eller används bara som en hjälpmetod på grund av begränsningar i energiförbrukning, storlek och noggrannhet.
Den simulerade belastningsmetoden använder avancerad elektronisk teknik för att uppnå "liten utrustning som hanterar stora belastningar", vilket säkerställer noggrannheten i nationella metrologistandarder samtidigt som det löser energiförbrukningsproblemet med att testa snabbladdningsstationer på megawatt-nivå.
Nästa gång du ser den där lilla elmätaren på en laddstation, kom ihåg att bakom den ligger ett "극한 trycktest" som täcker alla driftsförhållanden, simulerat av hög-elektronisk utrustning.
