کنتورهای برق رایج هستند، اما آیا تا به حال فکر کرده اید که "تجهیزات استاندارد" مورد استفاده برای کالیبره کردن آنها چگونه "چک-" خود را انجام می دهند؟ به خصوص با استفاده گسترده از ایستگاههای مگاوات{1}}سوپرشارژ برای وسایل نقلیه انرژی جدید، چگونه میتوان به کالیبراسیون کامل-قدرت یک کنتور برق با مصرف 1000 کیلووات{4}}ساعت در ساعت دست یافت؟
آیا کالیبراسیون کنتور برق همیشه بر اساس بار واقعی انجام می شود؟ در زمینه اندازه گیری برق، ما هوشمندانه از فناوری "بار مجازی" برای حل این مشکل استفاده می کنیم.
آیا تمام کالیبراسیون کنتورهای برق با بار واقعی انجام می شود؟
نتیجه گیری: نه لزوما.
در حالی که در اصل، راندن یک بار واقعی با کنتور برق بصری ترین روش آزمایش است، در عمل، به ویژه در سناریوهایی با ولتاژ بالا، جریان بالا یا دقت بالا، "روش بار مجازی" رویکرد اصلی است.
برای کنتور برق شمع شارژ فلش مگاواتی UBS Electronics (1000V/1000A) که در بالا ذکر شد، اگر کالیبراسیون بار واقعی انجام شود:
- توان: P=U*I=1000V*1000A=1,000,000W=1MW
-
مصرف انرژی: کارکردن با بار کامل به مدت 1 ساعت در واقع 1000 کیلووات ساعت برق مصرف می کند و به یک سیستم خنک کننده بزرگ نیاز دارد.
این بسیار غیراقتصادی است و اجرای آن در آزمایشگاه یا کالیبراسیون صحرایی دشوار است. بنابراین، برای هر دو کنتور برق AC و DC، "روش تایید بار مجازی" (همچنین به عنوان "روش متره استاندارد" یا "روش تامین برق" نیز شناخته میشود) ابزار اصلی برای حل مشکل تأیید-قدرت بالا است.
تست بار واقعی در مقابل تست بار مجازی: چه تفاوت هایی با هم دارند؟
این دو روش را می توان با «سنج کردن خود» مقایسه کرد:
- تست بار واقعی: این معادل استفاده از وزن استاندارد با وزن شناخته شده (بار فیزیکی واقعی) برای فشار دادن روی ترازو (متر برق) است تا ببینید آیا ترازو دقیق است یا خیر.
- تست بار مجازی: این معادل شبیهسازی یک سیگنال بار «جعلی» از طریق مدار است که به کنتور برق میگوید «الکتریسیته در حال حاضر مصرف میشود»، اما در واقع، برق چندانی مصرف نمیشود.
روش تأیید بار واقعی
این روش از اجزای فیزیکی واقعی (مانند مقاومت ها، سلف ها و خازن ها) به عنوان بار استفاده می کند:
1. اصل: یک کنتور انرژی استاندارد و انرژی سنج مورد آزمایش به صورت سری در یک مدار بار واقعی وصل شده اند و به آنها اجازه می دهد تحت ولتاژ و جریان یکسان کار کنند. سپس تفاوت در قرائت آنها مقایسه می شود.
2. سناریوهای کاربردی: اساساً برای تأیید ساده در سایت، آزمایش سنجهای القایی{2} قدیمیتر، یا در آزمایشگاههای کوچک فاقد منابع تغذیه قابل برنامهریزی با دقت بالا-استفاده میشود.
روش تأیید بار مجازی
این روش اصلی برای تأیید کنتور برق مدرن، به ویژه برای کنتورهای برق الکترونیکی و DC است:
1. اصل: با استفاده از یک منبع تغذیه قابل برنامه ریزی، ولتاژ و جریان به طور مستقل ارائه می شود. حلقه های ولتاژ و جریان از نظر فیزیکی جدا هستند (حلقه ولتاژ دارای جریان بسیار کم است و حلقه جریان دارای ولتاژ بسیار پایین). مدارهای الکترونیکی دقیق شرایط عملیاتی مختلف مورد نیاز برای عملکرد عادی کنتور برق (مانند ضرایب مختلف توان و نسبتهای جریان مختلف) را شبیهسازی میکنند.
2. سناریوهای کاربردی: تقریباً تمام آزمایشگاهها-تأیید عملکرد کامل، بازرسی کارخانه، و{2}}دقت بالا- کالیبراسیون سایت.
مقایسه عمیق مزایا و معایب دو روش تأیید-
برای مقایسه واضح، جدول زیر تهیه شده است:
| بعد مقایسه | -روش کالیبراسیون بار واقعی | {0}روش کالیبراسیون بار مجازی |
|---|---|---|
| مصرف انرژی | فوق العاده بالا. نیاز به تبدیل انرژی الکتریکی به انرژی حرارتی یا مکانیکی دارد که انرژی-فشار زیادی دارد و باعث تولید گرمای شدید میشود. | فوق العاده کم. فقط انرژی ناچیز خود دستگاه را مصرف می کند، انرژی-کارآمد و سازگار با محیط زیست-. |
| اندازه تجهیزات | حجیم و سنگین. جریان بالا به یک بانک بار بزرگ (مشابه کوره های الکتریکی غول پیکر) نیاز دارد. | جمع و جور و سبک وزن. عمدتاً از قطعات الکترونیکی تشکیل شده است که به راحتی به شکل قابل حمل تبدیل می شود. |
| دقت تست | نسبتا کم تا حد زیادی تحت تاثیر پیری جزء بار و رانش دما، تنظیم دشوار است. | فوق العاده بالا. دقت قابل دستیابی 0.05٪ یا بالاتر با خطی بودن خوب. |
| پوشش محدوده | محدود. شبیه سازی دقیق جریان های کوچک (مثلاً جریان شروع) یا اضافه بارهای شدید دشوار است. | دامنه کامل-. به راحتی کل محدوده از جریان شروع (0.4٪ Ib) تا حداکثر جریان را پوشش می دهد. |
| ایمنی | نسبتا کم خطر زیاد گرمایش و اتصال کوتاه تحت جریان بالا که خطرات ایمنی را به همراه دارد. | نسبتا بالا. مدارهای کنترل و قدرت ایزوله با مکانیسم های حفاظتی کامل. |
مزایای اصلی توضیح داده شده:
چرا روش بارگذاری مجازی دقیق تر است؟
در روش بار واقعی، اگر سیم پیچ جریان مقاومت داشته باشد، افت ولتاژ رخ می دهد و باعث تغییر ولتاژ در سیم پیچ ولتاژ می شود و در نتیجه «خطاهای اضافی» ایجاد می شود. در روش بار مجازی، حلقههای ولتاژ و جریان مستقل هستند و تداخلی با یکدیگر ندارند، بنابراین چنین خطای اضافی وجود ندارد و نتایج اندازهگیری به مقدار واقعی نظری نزدیکتر است.
چرا روش بار مجازی میتواند سطح توان مگاوات-را اندازهگیری کند؟
دستگاه کالیبراسیون بار مجازی (منبع استاندارد) در داخل از ترانزیستورهای{0}قدرت بالا یا ماژولهای IGBT استفاده میکند تا برق DC را به شکل موج AC مورد نیاز معکوس کند یا مستقیماً کنترل DC دقیق را انجام دهد. برخلاف روش بار واقعی، نیازی به اتلاف 1 مگاوات انرژی الکتریکی به عنوان گرما نیست. در عوض، از طریق کنترل حلقه بسته، میتواند ویژگیهای الکتریکی 1 مگاوات را تنها با مقدار کمی انرژی الکتریکی شبیهسازی کند.
خلاصه
برگردیم به سوال اولیه: آیا تمام تاییدیه های کنتور برق بر اساس بار واقعی است؟
خیر. به جز برای{1}}راستیآزماییهای ساده در سایت یا آزمایشهای مربوط به کنتورهای قدیمیتر، اندازهگیری برق مدرن (مخصوصاً متر-ولتاژ بالا، جریان DC بالا-) تقریباً 100٪ از روش تأیید بار مجازی استفاده میکند.
در حالی که روش بارگذاری واقعی "واقع بینانه" است، اما با مصرف انرژی، اندازه و دقت محدود شده است و به تدریج حذف شده است یا فقط به عنوان یک روش کمکی استفاده می شود.
روش بار مجازی از فناوری الکترونیکی پیشرفته برای دستیابی به "موتور کوچکی که بار بزرگی را می کشد" استفاده می کند و از دقت استانداردهای ملی اندازه گیری و در عین حال حل مشکل مصرف انرژی مگاوات-سطح تأیید شمع سوپرشارژ، اطمینان حاصل می کند.
دفعه بعد که آن کنتور برق کوچک را در ایستگاه شارژ دیدید، بدانید که پشت آن یک "آزمایش استرس شدید" نهفته است که همه شرایط عملیاتی را با استفاده از تجهیزات الکترونیکی{0} با فناوری پیشرفته شبیه سازی می کند.