Els comptadors d'electricitat són habituals, però us heu preguntat mai com es fa la "revisió-" de l'"equip estàndard" que s'utilitza per calibrar-los? Sobretot amb l'adopció generalitzada de les estacions de sobrealimentació de nivell de megawatt-per a vehicles d'energia nova, com es pot aconseguir una calibració-de potència completa d'un comptador d'electricitat, que consumeixi 1.000 quilowatts-hora per hora?
Les calibracions dels comptadors d'electricitat es fan sempre en funció de la càrrega real? En el camp de la mesura de l'electricitat, utilitzem intel·ligentment la tecnologia de "càrrega virtual" per resoldre aquest problema.
Tots els calibratges dels comptadors d'electricitat es realitzen amb una càrrega real?
Conclusió: no necessàriament.
Si bé, en principi, conduir una càrrega real amb el comptador d'electricitat és el mètode de prova més intuïtiu, a la pràctica, especialment en escenaris amb alta tensió, alt corrent o requisits d'alta precisió, el "mètode de càrrega virtual" és l'enfocament principal.
Per al comptador d'electricitat de pila de càrrega flash de megawatts d'UBS Electronics (1000V/1000A) esmentat anteriorment, si es realitza una calibració de càrrega real:
- Potència: P=U*I=1000V*1000A=1,000.000W=1MW
-
Consum d'energia: funcionar a plena càrrega durant 1 hora consumeix efectivament 1000 kWh d'electricitat i requereix un gran sistema de refrigeració.
Això és extremadament poc econòmic i difícil d'implementar en el calibratge de laboratori o de camp. Per tant, tant per als mesuradors de potència de CA com de CC, el "mètode de verificació de càrrega virtual" (també conegut com a "mètode de mesurador estàndard" o "mètode d'alimentació") és el mitjà bàsic per resoldre el problema de la verificació d'alta-potència.
Prova de càrrega real versus prova de càrrega virtual: quines són les diferències?
Els dos mètodes es poden comparar amb "pessar-se":
- Prova de càrrega real: equival a utilitzar un pes estàndard de pes conegut (la càrrega física real) per prémer la bàscula (mesurador d'electricitat) per veure si la bàscula és precisa.
- Prova de càrrega virtual: equival a simular un senyal de càrrega "fals" a través d'un circuit, dient al comptador d'electricitat que "actualment s'està consumint electricitat", però en realitat, no es consumeix tanta electricitat.
Mètode de verificació de càrrega real
Aquest mètode utilitza components físics reals (com ara resistències, inductors i condensadors) com a càrrega:
1. Principi: un comptador d'energia estàndard i el comptador d'energia a prova es connecten en sèrie al mateix circuit de càrrega real, cosa que els permet funcionar amb la mateixa tensió i corrent. A continuació, es comparen les diferències en les seves lectures.
2. Escenaris d'aplicació: s'utilitza principalment per a la verificació senzilla-in situ, proves de comptadors d'energia de tipus-antigues d'inducció o en petits laboratoris que no tenen fonts d'alimentació programables d'alta-precisió.
Mètode de verificació de càrrega virtual
Aquest és el mètode principal per a la verificació de comptadors d'electricitat moderns, especialment per als comptadors d'electricitat electrònics i de corrent continu:
1. Principi: utilitzant una font d'alimentació programable, la tensió i el corrent es proporcionen de manera independent. Els llaços de tensió i de corrent estan físicament separats (el llaç de tensió té un corrent extremadament baix i el llaç de corrent té una tensió extremadament baixa). Els circuits electrònics precisos simulen diverses condicions de funcionament necessàries per al funcionament normal del comptador d'electricitat (com ara diferents factors de potència i diferents relacions de corrent).
2. Escenaris d'aplicació: gairebé tots els laboratoris de verificació del rendiment-complet, inspecció de fàbrica i calibració d'alta-precisió-in situ.
Comparació-en profunditat dels avantatges i desavantatges dels dos mètodes de verificació
Per a una comparació clara, s'ha compilat la taula següent:
| Dimensió de comparació | Mètode-de calibratge de càrrega real | Virtual{0}}Mètode de calibració de càrrega |
|---|---|---|
| Consum d'energia | Extremadament alt. Requereix la conversió d'energia elèctrica en energia tèrmica o mecànica, que és una energia intensa-i provoca una gran generació de calor. | Extremadament baix. Només consumeix la petita potència del propi dispositiu, és-eficient energèticament i-ecològic. |
| Mida de l'equip | voluminós i pesat. Un corrent elevat requereix un banc de càrrega enorme (similar a un forn elèctric gegant). | Compacte i lleuger. Compost principalment per components electrònics, fàcil de transformar en forma portàtil. |
| Precisió de la prova | Relativament baix. Molt afectat per l'envelliment dels components de càrrega i la deriva de la temperatura, difícil d'ajustar. | Extremadament alt. Precisió assolible del 0,05% o superior amb bona linealitat. |
| Cobertura de rang | Limitat. Difícil de simular amb precisió petits corrents (per exemple, corrent d'arrencada) o sobrecàrregues extremes. | Gamma-complerta. Cobreix fàcilment tot el rang des del corrent d'arrencada (0,4% Ib) fins al corrent màxim. |
| Seguretat | Relativament baix. Alt risc d'escalfament i curtcircuits sota corrent alta, que suposa un perill per a la seguretat. | Relativament alt. Circuits aïllats de control i potència amb mecanismes de protecció complets. |
Avantatges bàsics explicats:
Per què el mètode de càrrega virtual és més precís?
En el mètode de càrrega real, si la bobina actual té resistència, es produirà una caiguda de tensió, provocant un canvi en la tensió a través de la bobina de tensió, introduint així "errors addicionals". En el mètode de càrrega virtual, els bucles de tensió i corrent són independents i no interfereixen entre si, per tant, no hi ha aquest error addicional i els resultats de la mesura s'acosten més al valor real teòric.
Per què el mètode de càrrega virtual pot mesurar el nivell de potència{0}}megawatt?
El dispositiu de calibratge de càrrega virtual (font estàndard) utilitza internament transistors d'alta potència-o mòduls IGBT per invertir la potència de CC a la forma d'ona de CA requerida o per realitzar directament un control de CC precís. A diferència del mètode de càrrega real, no necessita dissipar 1 MW d'energia elèctrica en forma de calor; en canvi, mitjançant el control de llaç-tancat, pot simular les característiques elèctriques d'1 MW amb només una petita quantitat d'energia elèctrica.
Resum
Tornant a la pregunta inicial: totes les verificacions dels comptadors d'electricitat es basen en la càrrega real?
No. Excepte per a verificacions senzilles-al lloc o proves de comptadors més antics, els mesuradors d'electricitat moderns (especialment els mesuradors de sobrecàrrega de corrent continu d'alta-tensió i-intensitat) utilitzen gairebé el 100% el mètode de verificació de càrrega virtual.
Tot i que el mètode de càrrega real és "realista", està limitat pel consum d'energia, la mida i la precisió, i s'ha anat eliminant gradualment o només s'utilitza com a mètode auxiliar.
El mètode de càrrega virtual utilitza tecnologia electrònica avançada per aconseguir "un petit motor tirant una gran càrrega", garantint la precisió dels estàndards metrològics nacionals alhora que resol el problema del consum d'energia de la verificació de pila de sobrecàrrega a nivell de megawatt-.
La propera vegada que vegis aquell petit comptador d'electricitat en una estació de recàrrega, s'ha de saber que darrere hi ha una "prova d'estrès extrema" que simula totes les condicions de funcionament mitjançant equips electrònics d'alta-tecnologia.