Elektrik sayaçları çok yaygındır, ancak bu sayaçları kalibre etmek için kullanılan "standart ekipmanın" nasıl test edildiğini hiç merak ettiniz mi? Özellikle yeni enerji araçları için megavat-seviyesinde ultra-hızlı şarj istasyonlarının yaygın olarak benimsenmesi bağlamında, yalnızca bir saatte 1000 kilovat-saat elektrik tüketecek bir elektrik sayacının tam-güç kalibrasyonu nasıl yapılabilir?
Elektrik sayaçları her zaman gerçek yük koşullarında test ediliyor mu? Elektrik ölçümü alanında bu sorunu çözmek için "sanal yük" teknolojisini akıllıca kullanıyoruz.
Tüm elektrik sayacı doğrulamaları "gerçek" yük ile mi yapılıyor?
Sonuç: Mutlaka değil. Prensip olarak elektrik sayacını gerçek yük ile çalıştırmak en basit test yöntemi olmasına rağmen, pratikte özellikle yüksek voltaj, yüksek akım veya yüksek hassasiyet gereksinimleri içeren senaryolarda "simüle edilmiş yük yöntemi" ana akım yaklaşımdır.
Yukarıdaki UBS elektronik megavat hızlı{0}}şarj istasyonu enerji sayacı (1000V/1000A) için, eğer gerçek-yük testi yapılırsa:
• Güç:P=U*I=1000V * 1000A=1,000,000W=1MW
• Enerji tüketimi:Bir saat boyunca tam yükte çalıştırmak gerçekten de 1000 kilovat-saat elektrik tüketir ve çok büyük bir soğutma sistemi gerektirir.
Bu son derece ekonomik değildir ve laboratuvar veya saha kalibrasyonunda uygulanması zordur. Bu nedenle, hem AC hem de DC enerji sayaçları için "fantom yük test yöntemi" ("standart sayaç yöntemi" veya "güç kaynağı yöntemi" olarak da bilinir) yüksek-güç kalibrasyonunun temel tekniğidir.
Gerçek yük testi ve simüle edilmiş yük testi: Farklar nelerdir?
İki yöntem "bir şeyin tartılması" ile karşılaştırılabilir:
• Gerçek Yük Testi:Bu, terazinin doğru olup olmadığını görmek için teraziye (elektrik sayacı) bilinen kütlenin standart ağırlığını (gerçek bir fiziksel yük) yerleştirmeye eşdeğerdir.
• Sanal Yük Testi:Bu, bir devre aracılığıyla "sahte" bir yük sinyalini simüle ederek elektrik sayacına "elektrik şu anda tüketiliyor" demeye eşdeğerdir, ancak gerçekte gerçekte o kadar fazla elektrik tüketilmemektedir.
Gerçek Yük Doğrulama Yöntemi
Bu yöntem, yük olarak gerçek fiziksel bileşenleri (dirençler, indüktörler ve kapasitörler gibi) kullanır:
• Prensip:Standart bir enerji sayacı ve test edilen sayaç aynı gerçek yük devresine seri olarak bağlanarak aynı voltaj ve akım altında çalışmalarına olanak tanır. Daha sonra okumalarındaki fark karşılaştırılır.
• Uygulama Senaryoları:Öncelikle basit-yerinde doğrulama, eski endüksiyon-tipi enerji sayaçlarının test edilmesi veya yüksek-hassas programlanabilir güç kaynakları olmayan küçük laboratuvarlarda kullanılır.
Sanal Yük Doğrulama Yöntemi
Bu, özellikle elektronik enerji sayaçları ve DC enerji sayaçları için modern enerji sayacı doğrulamasının ana yöntemidir:
• Prensip:Bağımsız olarak voltaj ve akım sağlamak için programlanabilir bir güç kaynağı kullanılır. Gerilim devresi ve akım devresi fiziksel olarak ayrılmıştır (gerilim devresi çok düşük akıma ve akım devresi çok düşük gerilime sahiptir). Hassas elektronik devreler, enerji sayacının normal çalışması için gerekli olan çeşitli çalışma koşullarını (farklı güç faktörleri ve farklı akım oranları gibi) simüle eder.
• Uygulama Senaryoları:Neredeyse tamamı laboratuvarda tam-performans doğrulaması, fabrika denetimi ve yüksek-hassaslıkta-saha kalibrasyonu.
İki Test Yönteminin Karşılaştırılması
| Karşılaştırma Boyutu | Gerçek Yük Kalibrasyon Yöntemi | Sanal Yük Kalibrasyon Yöntemi |
|---|---|---|
| Enerji Tüketimi | Son derece yüksek. Elektrik enerjisinin ısıya ve mekanik enerjiye dönüştürülmesini gerektirir; bu da güç- tüketir ve ciddi ısı üretimine neden olur. | Son derece düşük. Yalnızca ekipmanın çok küçük bir gücünü tüketir, enerji-tasarrufu sağlar ve çevre dostudur. |
| Ekipman Hacmi | Hacimli ve ağır. Büyük akımlar büyük yük kutuları gerektirir (dev elektrikli fırınlara benzer). | Kompakt ve hafif. Esas olarak elektronik bileşenlerden oluşur, taşınabilir hale getirilmesi kolaydır. |
| Test Doğruluğu | Nispeten düşük. Yük bileşeninin yaşlanmasından ve sıcaklık kaymasından büyük ölçüde etkilenir, ayarlanması zordur. | Son derece yüksek. İyi doğrusallıkla %0,05 veya daha yüksek doğruluğa ulaşabilir. |
| Menzil Kapsamı | Sınırlı. Küçük akımları (örn. başlatma akımı) veya aşırı aşırı yükleri doğru şekilde simüle etmek zordur. | Tam aralık. Başlangıç akımından (%0,4Ib) maksimum akıma kadar tüm aralığı kolaylıkla kapsayabilir. |
| Emniyet | Nispeten düşük. Potansiyel güvenlik tehlikeleriyle birlikte yüksek akım ısı üretimi ve kısa-devre riskleri mevcuttur. | Nispeten yüksek. Kontrol devresi ve güç devresi tam koruma mekanizmalarıyla izole edilmiştir. |
1.Sanal yükleme yöntemi neden daha yüksek doğruluk sunuyor?
Gerçek yük yönteminde, eğer akım bobini bir dirence sahipse, bir voltaj düşüşü meydana gelecek, bu da voltaj bobini boyunca voltajda bir değişikliğe neden olacak ve dolayısıyla "ek hatalara" yol açacaktır. Sanal yük yönteminde gerilim devresi ile akım devresi bağımsızdır ve birbirine müdahale etmez dolayısıyla böyle bir ek hata oluşmaz ve ölçüm sonuçları teorik gerçek değere daha yakındır.
2.Sanal yük yöntemi megavat-düzeyindeki gücü neden ölçebilir?
Sanal yük kalibrasyon cihazı (standart kaynak), DC gücünü gerekli AC dalga biçimine dönüştürmek veya doğrudan DC hassas kontrolünü gerçekleştirmek için dahili olarak yüksek-güçlü transistörler veya IGBT modülleri kullanır. Gerçek yük yönteminden farklı olarak 1 MW elektrik enerjisini ısı olarak dağıtmasına gerek yoktur; bunun yerine, kapalı-döngü kontrolü aracılığıyla, yalnızca az miktarda enerjiyle 1 MW'lık elektriksel özellikleri simüle edebilir.
Özet
Başlangıçtaki soruya dönelim: Elektrik sayaçları her zaman gerçek yük koşullarında mı test ediliyor?
Hayır. Eski sayaçların-sahada basitleştirilmiş belirli kontrolleri veya testleri dışında, modern elektrik ölçümü (özellikle yüksek-voltaj, yüksek-akım DC hızlı şarj cihazları için) neredeyse %100 simüle edilmiş yük testi yöntemini kullanır.
Gerçek yük yöntemi "gerçekçi" olmasına rağmen, enerji tüketimi, boyut ve doğruluktaki sınırlamalar nedeniyle yavaş yavaş kullanımdan kaldırılmıştır veya yalnızca yardımcı bir yöntem olarak kullanılmaktadır.
Simüle edilmiş yük yöntemi, "büyük yükleri kaldıran küçük ekipmanlar" elde etmek için gelişmiş elektronik teknolojisini kullanır ve megawatt- düzeyinde hızlı şarj istasyonlarının test edilmesindeki enerji tüketimi sorununu çözerken ulusal metroloji standartlarının doğruluğunu sağlar.
Bir dahaki sefere o küçük elektrik sayacını şarj istasyonunda gördüğünüzde, bunun arkasında yüksek-teknolojili elektronik ekipmanlarla simüle edilen, tüm çalışma koşullarını kapsayan bir "basınç testi"nin yattığını unutmayın.
