Medidores de eletricidade são comuns, mas você já se perguntou como o “equipamento padrão” usado para calibrá-los passa por sua “verificação-? Especialmente com a adoção generalizada de estações de superalimentação de nível-de megawatts para veículos de nova energia, como pode ser alcançada uma-calibração de energia completa de um medidor de eletricidade, consumindo 1.000 quilowatts-horas por hora?
As calibrações dos medidores de energia elétrica são sempre realizadas com base na carga real? No campo da medição de eletricidade, utilizamos de forma inteligente a tecnologia de "carga virtual" para resolver este problema.
Todas as calibrações dos medidores de energia elétrica são realizadas com carga real?
Conclusão: Não necessariamente.
Embora, em princípio, conduzir uma carga real com o medidor de eletricidade seja o método de teste mais intuitivo, na prática, especialmente em cenários com requisitos de alta tensão, alta corrente ou alta precisão, o "método de carga virtual" é a abordagem principal.
Para o medidor de eletricidade de pilha de carregamento flash de megawatts da UBS Electronics (1000V/1000A) mencionado acima, se uma calibração de carga real for realizada:
- Potência: P=U*I=1000V*1000A=1.000.000W=1MW
-
Consumo de energia: Funcionar a plena carga durante 1 hora consome de facto 1000 kWh de electricidade e requer um grande sistema de refrigeração.
Isto é extremamente antieconômico e difícil de implementar em calibração de laboratório ou de campo. Portanto, para medidores de energia CA e CC, o "método de verificação de carga virtual" (também conhecido como "método de medidor padrão" ou "método de fonte de alimentação") é o principal meio para resolver o problema de verificação de alta-potência.
Teste de carga real vs. teste de carga virtual: quais são as diferenças?
Os dois métodos podem ser comparados a “pesar-se”:
- Teste de carga real: equivale a usar um peso padrão de peso conhecido (a carga física real) para pressionar a balança (medidor de eletricidade) para verificar se a balança está precisa.
- Teste de Carga Virtual: Isto equivale a simular um sinal de carga “falso” através de circuitos, informando ao medidor de eletricidade que “a eletricidade está sendo consumida no momento”, mas na realidade, não está sendo consumida muita eletricidade.
Método de verificação de carga real
Este método utiliza componentes físicos reais (como resistores, indutores e capacitores) como carga:
1. Princípio: Um medidor de energia padrão e o medidor de energia em teste são conectados em série no mesmo circuito de carga real, permitindo que operem sob a mesma tensão e corrente. As diferenças em suas leituras são então comparadas.
2. Cenários de aplicação: usados principalmente para verificação simples-no local, testes de medidores de energia-de indução mais antigos ou em pequenos laboratórios sem fontes de alimentação programáveis de alta{3}}precisão.
Método de verificação de carga virtual
Este é o método principal para verificação de medidores de eletricidade modernos, especialmente para medidores de eletricidade eletrônicos e CC:
1. Princípio: Utilizando uma fonte de energia programável, a tensão e a corrente são fornecidas de forma independente. Os loops de tensão e corrente são fisicamente separados (o loop de tensão tem corrente extremamente baixa e o loop de corrente tem tensão extremamente baixa). Circuitos eletrônicos precisos simulam várias condições operacionais necessárias para a operação normal do medidor de eletricidade (como diferentes fatores de potência e diferentes relações de corrente).
2. Cenários de aplicação: quase todas as verificações de desempenho-completas do laboratório, inspeção de fábrica e calibração de alta-precisão no-local.
-comparação detalhada das vantagens e desvantagens dos dois métodos de verificação
Para uma comparação clara, a seguinte tabela foi compilada:
| Dimensão de comparação | Método de calibração-de carga real | Método de calibração-de carga virtual |
|---|---|---|
| Consumo de energia | Extremamente alto. Requer a conversão de energia elétrica em energia térmica ou mecânica, que consome muita-energia e causa forte geração de calor. | Extremamente baixo. Consome apenas a pequena energia do próprio dispositivo,-eficiente em termos de energia e-amigo do ambiente. |
| Tamanho do equipamento | Volumoso e pesado. Alta corrente requer um enorme banco de carga (semelhante a um forno elétrico gigante). | Compacto e leve. Composto principalmente por componentes eletrônicos, fáceis de transformar em formato portátil. |
| Precisão do teste | Relativamente baixo. Muito afetado pelo envelhecimento dos componentes da carga e pela variação de temperatura, difícil de ajustar. | Extremamente alto. Precisão alcançável de 0,05% ou superior com boa linearidade. |
| Cobertura de alcance | Limitado. É difícil simular com precisão pequenas correntes (por exemplo, corrente de partida) ou sobrecargas extremas. | Gama-completa. Cobre facilmente toda a faixa desde a corrente inicial (0,4% Ib) até a corrente máxima. |
| Segurança | Relativamente baixo. Alto risco de aquecimento e curto-circuitos sob alta corrente, representando riscos à segurança. | Relativamente alto. Circuitos isolados de controle e potência com mecanismos de proteção completos. |
Principais vantagens explicadas:
Por que o método de carregamento virtual é mais preciso?
No método de carga real, se a bobina de corrente tiver resistência, ocorrerá uma queda de tensão, causando uma mudança na tensão através da bobina de tensão, introduzindo assim “erros adicionais”. No método de carga virtual, os loops de tensão e corrente são independentes e não interferem entre si, portanto não existe tal erro adicional e os resultados da medição estão mais próximos do valor teórico verdadeiro.
Por que o método de carregamento virtual pode medir a potência no nível-de megawatts?
O dispositivo de calibração de carga virtual (fonte padrão) usa internamente transistores de alta potência ou módulos IGBT para inverter a energia CC na forma de onda CA necessária ou executar diretamente o controle CC preciso. Ao contrário do método de carga real, não é necessário dissipar 1 MW de energia elétrica na forma de calor; em vez disso, por meio de controle de malha-fechada, ele pode simular as características elétricas de 1 MW com apenas uma pequena quantidade de energia elétrica.
Resumo
Voltando à questão inicial: todas as verificações dos medidores de eletricidade são baseadas na carga real?
Não. Exceto por verificações simples-específicas no local ou testes em medidores mais antigos, a medição de eletricidade moderna (especialmente medidores de superalimentação CC de alta-tensão e alta-corrente) usa quase 100% o método de verificação de carga virtual.
Embora o método de carga real seja "realista", ele é limitado pelo consumo de energia, tamanho e precisão, e foi gradualmente eliminado ou é usado apenas como método auxiliar.
O método de carga virtual utiliza tecnologia eletrônica avançada para obter "pequenos motores puxando uma grande carga", garantindo a precisão dos padrões metrológicos nacionais e resolvendo o problema de consumo de energia da verificação da pilha de superalimentação em nível de megawatts.{0}}.
Na próxima vez que você vir aquele pequeno medidor de eletricidade em uma estação de recarga, saiba que por trás dele existe um "teste de estresse extremo" que simula todas as condições operacionais usando equipamentos eletrônicos de alta-tecnologia.