Contoarele de energie electrică sunt foarte comune, dar v-ați întrebat vreodată cum este testat în sine „echipamentul standard” folosit pentru calibrarea acestor contoare? În special în contextul adoptării pe scară largă a stațiilor de încărcare ultra{-la nivel de megawați pentru vehicule cu energie noi, cum poate fi efectuată o calibrare-completă a puterii unui contor de energie electrică atunci când acesta ar consuma 1000 de kilowați-oră de energie electrică într-o oră?
Contoarele de electricitate sunt întotdeauna testate în condiții reale de sarcină? În domeniul contorizării energiei electrice, folosim inteligent tehnologia „încărcare virtuală” pentru a rezolva această problemă.
Toate verificările contorului de energie electrică sunt efectuate cu o sarcină „reală”?
Concluzie: nu neapărat. Deși, în principiu, conducerea contorului de energie electrică cu o sarcină reală este cea mai simplă metodă de testare, în practică, în special în scenariile care implică cerințe de înaltă tensiune, curent ridicat sau de înaltă precizie, „metoda de sarcină simulată” este abordarea principală.
Pentru contorul de energie al stației de încărcare rapidă de megawați UBS de mai sus (1000V/1000A), dacă se efectuează testarea-de sarcină reală:
• Putere:P=U*I=1000V * 1000A=1,000.000W=1MW
• Consum de energie:Funcționarea la sarcină maximă timp de o oră ar consuma într-adevăr 1000 de kilowați-oră de electricitate și ar necesita un sistem de răcire masiv.
Acest lucru este extrem de neeconomic și dificil de implementat în calibrarea de laborator sau pe teren. Prin urmare, atât pentru contoarele de energie AC cât și pentru DC, „metoda de testare a sarcinii fantomă” (cunoscută și ca „metoda contorului standard” sau „metoda sursei de energie”) este tehnica de bază pentru calibrarea-puterii mari.
Testarea sarcinii reale vs. testarea sarcinii simulate: Care sunt diferențele?
Cele două metode pot fi comparate cu „cântărirea a ceva”:
• Test de sarcină reală:Acest lucru este echivalent cu plasarea unei greutăți standard de masă cunoscută (o sarcină fizică reală) pe cântar (contor de electricitate) pentru a vedea dacă cântarul este precis.
• Test de încărcare virtuală:Acest lucru este echivalent cu simularea unui semnal de sarcină „fals” printr-un circuit, spunându-i contorului de electricitate că „electricitatea este în prezent consumată”, dar, în realitate, nu se consumă de fapt atât de multă electricitate.
Metoda de verificare a încărcăturii reale
Această metodă utilizează componente fizice reale (cum ar fi rezistențe, inductori și condensatori) ca sarcină:
• Principiu:Un contor de energie standard și contorul testat sunt conectate în serie în același circuit de sarcină reală, permițându-le să funcționeze sub aceeași tensiune și curent. Diferența dintre citirile lor este apoi comparată.
• Scenarii de aplicare:Folosit în principal pentru verificarea simplă-la fața locului, testarea contoarelor de energie de tip-mai vechi cu inducție sau în laboratoare mici fără surse de alimentare programabile de-înaltă precizie.
Metoda de verificare a încărcăturii virtuale
Aceasta este metoda principală pentru verificarea contoarelor moderne de energie, în special pentru contoarele electronice de energie și contoarele de energie CC:
• Principiu:O sursă de alimentare programabilă este utilizată pentru a furniza în mod independent tensiune și curent. Circuitul de tensiune și circuitul de curent sunt separate fizic (circuitul de tensiune are un curent foarte scăzut, iar circuitul de curent are o tensiune foarte scăzută). Circuitele electronice precise simulează diferite condiții de funcționare necesare pentru funcționarea normală a contorului de energie (cum ar fi diferiți factori de putere și diferite rapoarte de curent).
• Scenarii de aplicare:Aproape toate verificările-performanței complete ale laboratorului, inspecția din fabrică și calibrarea-înaltă precizie-la fața locului.
Comparația celor două metode de testare
| Dimensiunea de comparație | Metoda de calibrare a sarcinii reale | Metoda de calibrare a încărcăturii virtuale |
|---|---|---|
| Consum de energie | Extrem de sus. Necesită conversia energiei electrice în căldură și energie mecanică, care consumă energie-și provoacă o generare puternică de căldură. | Extrem de scăzut. Consumă doar o mică putere a echipamentului în sine, economisește energie-și respectă mediul. |
| Volumul echipamentului | voluminoase și grele. Curenții mari necesită cutii de încărcare uriașe (asemănătoare cu cuptoarele electrice gigantice). | Compact și ușor. Compus în principal din componente electronice, ușor de făcut portabil. |
| Testarea preciziei | Relativ scăzut. Afectat în mare măsură de îmbătrânirea componentelor de sarcină și de derive de temperatură, greu de reglat. | Extrem de sus. Poate atinge o precizie de 0,05% sau mai mare cu o liniaritate bună. |
| Raza de acoperire | Limitat. Este dificil de simulat cu precizie curenți mici (de exemplu, curent de pornire) sau suprasarcini extreme. | Gamă completă. Poate acoperi cu ușurință întreaga gamă de la curentul de pornire (0,4% Ib) până la curentul maxim. |
| Siguranţă | Relativ scăzut. Există riscuri de generare de căldură cu curent ridicat și de scurtcircuit-, cu potențiale pericole de siguranță. | Relativ ridicat. Circuitul de control și circuitul de putere sunt izolate, cu mecanisme complete de protecție. |
1.De ce metoda de încărcare virtuală oferă o precizie mai mare?
În metoda de încărcare reală, dacă bobina de curent are rezistență, se va produce o cădere de tensiune, determinând o modificare a tensiunii pe bobina de tensiune, introducând astfel „erori suplimentare”. În metoda de încărcare virtuală, circuitul de tensiune și circuitul de curent sunt independente și nu interferează unul cu celălalt, deci nu există o astfel de eroare suplimentară, iar rezultatele măsurătorii sunt mai aproape de valoarea reală teoretică.
2.De ce poate metoda de încărcare virtuală să măsoare puterea la nivel de megawați-?
Dispozitivul de calibrare a sarcinii virtuale (sursă standard) utilizează intern tranzistori de mare-putere sau module IGBT pentru a inversa puterea CC în forma de undă CA necesară sau pentru a efectua un control direct de precizie CC. Spre deosebire de metoda de încărcare reală, nu trebuie să disipeze 1 MW de energie electrică sub formă de căldură; în schimb, prin control-în buclă închisă, poate simula caracteristicile electrice de 1 MW cu doar o cantitate mică de energie.
Rezumat
Să revenim la întrebarea inițială: Contoarele de electricitate sunt întotdeauna testate în condiții reale de sarcină?
Nu. Cu excepția verificărilor specifice-simplificate la fața locului sau a testării contoarelor mai vechi, contorizarea modernă a energiei electrice (în special pentru încărcătoarele rapide de curent continuu de înaltă-tensiune,-curent mare) utilizează aproape 100% metoda de testare a sarcinii simulate.
Deși metoda de încărcare reală este „realistă”, a fost eliminată treptat sau este folosită doar ca metodă auxiliară din cauza limitărilor în consumul de energie, dimensiunea și precizia.
Metoda de încărcare simulată utilizează tehnologia electronică avansată pentru a obține „echipamente mici care manipulează sarcini mari”, asigurând acuratețea standardelor naționale de metrologie, rezolvând în același timp problema consumului de energie de testare a stațiilor de încărcare rapidă la nivel de megawați-.
Data viitoare când vedeți acel mic contor de electricitate pe o stație de încărcare, amintiți-vă că în spatele lui se află un „test de presiune 극한” care acoperă toate condițiile de funcționare, simulate de echipamente electronice de înaltă-tehnologie.
