从千瓦到兆瓦：解密电能表检定的“虚”与“实”

电能表很常见，但你是否想过，用来校准这些电能表的“标准设备”是如何进行“体检”的？特别是在如今新能源汽车兆瓦级超充桩普及的背景下，如果给电能表做一次全功率检定，一小时就要消耗1000度电，这该如何实现？。

难道电能表检定都是按实际负荷进行的吗？在电能计量领域，我们巧妙地运用了“虚负荷”技术来解决这一难题。

一、 电能表检定，都是“实打实”带负荷吗？

结论：并非如此：

虽然在原理上，让电能表驱动一个真实的负载是最直观的测试方法，但在实际操作中，尤其是面对高电压、大电流或高精度要求的场景，“虚负荷法”才是主流。

对于以上的瑞银电子兆瓦闪充桩电能表（1000V/1000A），如果进行实负荷检定：

•功率:P = U*I = 1000V*1000A = 1,000,000W = 1MW

•能耗:满负荷运行1小时，确实需要消耗 1000度电，且需要庞大的散热系统。

这在实验室或现场校准中是极其不经济且难以操作的。因此，无论是交流电能表还是直流电能表，“虚负荷检定法”（也称为“标准表法”或“电源法”）是解决高功率检定的核心手段。

二、 实负荷检定 vs虚负荷检定：有何不同？

两种方法比作“称体重”：

*   实负荷检定（Real Load Test）： 相当于用一个已知重量的标准砝码（真实的物理负载）去压在秤（电能表）上，看秤准不准。

*   虚负荷检定（Virtual Load Test）： 相当于通过电路模拟出一个“假”的负载信号，告诉电能表“现在正在消耗电能”，但实际上并没有那么多电能被消耗掉。

下面我为您详细拆解这两种方法：

实负荷检定法：这种方法是利用实际的物理元件（如电阻、电感、电容）作为负载：

1、原理： 将标准电能表与被检电能表串联在同一实际负载回路中，让它们在同一电压、电流下工作，比较两者的走字差异。

2、应用场景： 主要用于现场的简单核查、老旧式感应系电能表的测试，或者在不具备高精度程控电源的小型实验室中使用。

虚负荷检定法：这是现代电能表检定的主流方法，特别是针对电子式电能表和直流电能表：

1、原理： 利用程控功率源，独立提供电压和电流。电压回路和电流回路在物理上是分开的（电压回路电流极小，电流回路电压极低），通过精密的电子电路模拟出电能表正常工作所需的各种工况（如不同功率因数、不同电流比例）。

2、应用场景： 几乎所有的实验室全性能检定、出厂检验以及高精度现场校准。

三、 两种检定方式的优缺点深度对比

为了直观对比，特整理了下表：

比较维度	实负荷检定法	虚负荷检定法
能量消耗	极高。需要将电能转化为热能或机械能，费电且发热严重。	极低。仅消耗设备自身的微小功耗，节能环保。
设备体积	庞大笨重。大电流需要巨大的负载箱（类似巨型电炉）。	紧凑轻便。主要由电子元器件构成，易于做成便携式。
测试精度	较低。受负载元件老化、温漂影响大，难以调节。	极高。可达到0.05%甚至更高的精度，线性度好。
量程覆盖	有限。难以精确模拟小电流（如起动电流）或极限过载。	全量程。可轻松覆盖从起动电流（0.4%Ib）到最大电流的全部范围。
安全性	较低。大电流发热、短路风险高，存在安全隐患。	较高。控制回路与功率回路隔离，保护机制完善。

核心优势解析：

为什么虚负荷精度高？

   实负荷法中，如果电流线圈有电阻，会产生压降，导致电压线圈两端的电压发生变化，从而引入“附加误差”。而虚负荷法中，电压回路和电流回路是独立的，互不干扰，因此没有这种附加误差，测量结果更接近理论真实值。

为什么虚负荷能测兆瓦级？

   虚负荷检定装置（标准源）内部通过大功率晶体管或IGBT模块，将直流电能逆变成所需的交流波形，或者直接进行直流精密控制。它不需要像实负荷那样把1MW的电能变成热量等消耗掉，而是通过闭环控制，仅需少量电能就能模拟出1MW的电气特征。

四、 总结

回到最初的问题：电能表检定都是按实际负荷吗？

*   不是。 除了特定的现场简易核查或老旧表计测试，现代电能计量（尤其是高电压、大电流的直流超充表）几乎100%采用虚负荷检定法。

*   实负荷法虽然“真实”，但受限于能耗、体积和精度，已逐渐被淘汰或仅作为辅助手段。

*   虚负荷法利用先进的电子技术，实现了“小马拉大车”，既保证了国家计量标准的准确度，又解决了兆瓦级超充桩检定的能耗难题。

 

下次当你看到充电桩上那个小小的电能表时，要知道它背后经过的，是一场由高科技电子设备模拟出的、覆盖全工况的“极限压力测试”。

审核编辑 黄宇