電力メーターはありふれたものですが、その校正に使用される「標準機器」がどのように「検査」されるのか疑問に思ったことはありますか。-特に新エネルギー車にはメガワット-レベルの過給ステーションが広く採用されているため、1 時間あたり 1000 キロワット-時間を消費する電力メーターのフルパワー校正をどのようにして達成できるでしょうか。-
電力メーターの校正は常に実際の負荷に基づいて実行されますか?電力計測の分野では、「仮想負荷」技術を巧みに活用してこの問題を解決します。
すべての電力メーターの校正は実際の負荷を使用して実行されますか?
結論:必ずしもそうとは限りません。
原則として、電力メーターを使用して実際の負荷を駆動するのが最も直観的なテスト方法ですが、実際には、特に高電圧、高電流、または高精度の要件があるシナリオでは、「仮想負荷方法」が主流のアプローチです。
上記の UBS Electronics メガワット フラッシュ充電パイル電力計 (1000V/1000A) の場合、実際の負荷校正が実行される場合:
- 電力: P=U*I=1000V*1000A=1,000,000W=1MW
-
エネルギー消費量: フル負荷で 1 時間実行すると、実際に 1000 kWh の電力を消費し、大規模な冷却システムが必要になります。
これは非常に不経済であり、実験室や現場での校正で実装するのは困難です。したがって、AC 電力メーターと DC 電力メーターの両方において、「仮想負荷検証方式」(「標準メーター方式」または「電源方式」とも呼ばれる) が、高電力検証の問題を解決するための中核手段となります。-。
実負荷テストと仮想負荷テスト: 違いは何ですか?
2 つの方法は、「体重を量る」と比較できます。
- 実負荷テスト: これは、既知の重量 (実際の物理的負荷) の標準分銅を使用して秤 (電力計) を押して、秤が正確かどうかを確認することに相当します。
- 仮想負荷テスト: これは、回路を介して「偽の」負荷信号をシミュレートし、電力メーターに「現在電力が消費されている」ことを伝えますが、実際にはそれほど多くの電力が消費されていないことを示します。
実負荷検証方法
この方法では、実際の物理コンポーネント (抵抗、インダクタ、コンデンサなど) を負荷として利用します。
1. 原理：標準電力量計と被測定電力量計は同じ実負荷回路内に直列に接続されており、同じ電圧、電流で動作します。次に、それらの読み取り値の違いが比較されます。
2. アプリケーション シナリオ: 主に、簡単な現場検証、古い誘導式エネルギー メーターのテスト、-、または高精度のプログラマブル電源を備えていない小規模な実験室で使用されます。-
仮想負荷の検証方法
これは、最新の電力メーター検証、特に電子および DC 電力メーターの主流の方法です。
1. 原理：プログラマブル電源を使用し、電圧と電流を独立して供給します。電圧ループと電流ループは物理的に分離されています (電圧ループの電流は極めて低く、電流ループの電圧は極めて低くなります)。精密な電子回路は、電力メーターの通常の動作に必要なさまざまな動作条件 (さまざまな力率やさまざまな電流比など) をシミュレートします。
2. 適用シナリオ: ほぼすべての実験室での完全な性能検証、工場検査、および現場での高精度-校正-。
-2 つの検証方法の長所と短所の詳細な比較
明確に比較できるように、次の表を作成しました。
| 比較次元 | 実負荷校正方法- | 仮想-負荷校正方法 |
|---|---|---|
| エネルギー消費量 | 非常に高い。電気エネルギーを熱エネルギーまたは機械エネルギーに変換する必要がありますが、これは電力を大量に消費し、深刻な発熱を引き起こします。- | 極めて低い。デバイス自体の電力はわずかしか消費しないため、エネルギー効率が高く、環境に優しい-{2}}。 |
| 装置サイズ | かさばって重い。大電流には、巨大な負荷バンク (巨大な電気炉と同様) が必要です。 | コンパクトかつ軽量です。主に電子部品で構成されており、持ち運びが容易です。 |
| テストの精度 | 比較的低い。負荷コンポーネントの経年劣化や温度ドリフトの影響を大きく受け、調整が困難です。 | 非常に高い。良好な直線性で0.05%以上の精度を実現。 |
| 範囲範囲 | 限定。小さな電流 (始動電流など) や極度の過負荷を正確にシミュレートするのは困難です。 | 全範囲。-始動電流(0.4%Ib)から最大電流までの全範囲を容易にカバーします。 |
| 安全性 | 比較的低い。大電流による加熱やショートの危険性が高く、安全上の危険をもたらします。 | 比較的高い。完全な保護機構を備えた絶縁された制御回路と電源回路。 |
主な利点の説明:
仮想ロード方式の方が正確なのはなぜですか?
実負荷法では、電流コイルに抵抗がある場合、電圧降下が発生し、電圧コイルの両端の電圧が変化し、「追加の誤差」が発生します。仮想負荷法では、電圧ループと電流ループが独立しており、互いに干渉しないため、このような追加の誤差はなく、測定結果は理論上の真の値に近づきます。
仮想負荷法でメガワット-レベルの電力を測定できるのはなぜですか?
仮想負荷校正デバイス（標準ソース）は、内部で高出力トランジスタまたは IGBT モジュールを使用して、DC 電力を必要な AC 波形に変換するか、正確な DC 制御を直接実行します。{0}実負荷法とは異なり、1MW の電気エネルギーを熱として放散する必要がありません。その代わりに、閉ループ制御を通じて、わずかな電気エネルギーで 1MW の電気特性をシミュレートできます。-
まとめ
最初の質問に戻ります。電力メーターの検証はすべて実際の負荷に基づいていますか?
いいえ。特定の簡単な現場検証や古いメーターでのテストを除き、最新の電力メーター（特に高電圧、高電流の DC 過給メーター）では、ほぼ 100% 仮想負荷検証方法が使用されています。-
実際の負荷方法は「現実的」ですが、エネルギー消費、サイズ、精度によって制限され、段階的に廃止されるか、補助的な方法としてのみ使用されています。
仮想負荷法は、高度な電子技術を利用して「大きな負荷を牽引する小型エンジン」を実現し、国家計量標準の精度を確保しながら、メガワット レベルの過給杭検証のエネルギー消費問題を解決します。{0}
次回、充電ステーションにある小さな電力メーターを見たときは、その背後にハイテク電子機器を使用してすべての動作条件をシミュレートする「極度のストレス テスト」が存在することを知ってください。{0}}