تاريخ تطوير عدادات الطاقة الكهربائية

منذ أن اكتشف فاراداي قانون الحث الكهرومغناطيسي في القرن التاسع عشر ، مع تطور ونضج تطبيق وتكنولوجيا الطاقة الكهربائية في الإنتاج والحياة ، أصبحت الطاقة الكهربائية طاقة عالمية في المجتمع المعاصر. في عصر المعلومات الحالي ، لا يمكن فصل أجهزة الكمبيوتر الكبيرة ذات القدرة الحاسوبية الكبيرة والهواتف الذكية الصغيرة التي تدمج الاتصال والترفيه عن استخدام الطاقة الكهربائية. يمكن القول أن الطاقة الكهربائية أصبحت شريان الحياة للمجتمع. لكن على عكس مصادر الطاقة مثل النفط والبخار والغاز الطبيعي ، فإن الكهرباء غير مرئية وغير ملموسة ، فكيف يمكن حل قياس الطاقة الكهربائية؟ لذلك هناك مبادئ مختلفة وطرق عمل مختلفة لعدادات الطاقة الكهربائية.

نظرًا لأن الطاقة الكهربائية كانت هي التيار المباشر المستخدم عندما دخلت حيز الإنتاج لأول مرة ، اخترع إديسون في عام 1880 أول مقياس للطاقة الكهربائية بالتيار المستمر (متر أمبير ساعة) باستخدام مبدأ التحليل الكهربائي. ومع ذلك ، نظرًا للعمر ، من المستحيل التحقق من النموذج المحدد لمقياس الطاقة الكهربائية DC الذي اخترعه Edison ، ولا معرفة كيف يقيس مبدأ التحليل الكهربائي الطاقة الكهربائية.

مع تسارع التطور الصناعي ، عندما لا يتمكن التيار المباشر من تلبية طلب السوق ، يظهر التيار المتردد على الفور. طرح اكتشاف وتطبيق التيار المتردد متطلبات جديدة لعدادات الطاقة الكهربائية. في عام 1889 ، صنع Brettel أول مقياس طاقة حثي في ​​العالم بوزن إجمالي يبلغ 36.5 كجم. مبدأ العمل بسيط للغاية: عند توصيل عداد الطاقة الكهربائية بالدائرة قيد الاختبار ، يوجد تيار متناوب في الملف الحالي وملف الجهد ، ويولد التيار المتردد تدفقًا مغناطيسيًا متناوبًا في قلب الحديد ؛ يمر التدفق المغناطيسي عبر قرص الألمنيوم ، ويحدث تيار دوامي في قرص الألمنيوم. ثم يتعرض تيار الدوامة لقوة في المجال المغناطيسي ، بحيث يدور قرص الألمنيوم. عندما يتم نقل قرص الألمنيوم ، يتم تشغيل العداد للإشارة إلى استهلاك الطاقة.

في التحسين المستمر ، تمت إضافة طريقة تحسين الدائرة المغناطيسية غير العاملة إلى 90 درجة في عام 1905 ، مما أدى إلى تحسن كبير في معلمات عداد الطاقة الكهربائية. بعد ذلك ، أدى ظهور المواد عالية النفاذية ذات الأداء الأفضل إلى تقليل وزن وحجم مقياس الطاقة بشكل كبير. تم استخدام عدادات الطاقة الحثية على نطاق واسع في قياس الطاقة الكهربائية بسبب هيكلها البسيط ، والتكلفة المنخفضة ، وسهولة الصيانة. ومع ذلك ، لا يمكن حل أوجه القصور الخاصة بهم بشكل جيد: الدقة المنخفضة ، واستهلاك القوى العاملة ، والحماية السيئة ضد سرقة الكهرباء ، إلخ.

في نهاية الستينيات ، ابتكرت اليابان مُضاعِف تقسيم الوقت واقترحت مبدأها في قياس القوة ، محققة جهاز قياس إلكتروني بالكامل. يتضمن عداد الطاقة الإلكتروني تحويل الكهرباء الرقمية والكهرباء التناظرية. مبدأ عملها أكثر تعقيدًا: يتم إرسال الجهد والتيار المقاسين إلى المضاعف بعد التحويل بواسطة المحول. يكمل المضاعف مضاعفة القيمة اللحظية للجهد والتيار ، ويخرج جهد التيار المستمر U متناسبًا مع متوسط ​​الطاقة خلال فترة زمنية ، ثم باستخدام علاقة U ، يتم تحويل الجهد إلى إشارة تمثل التردد للعرض.

في الوقت الحاضر ، مع إنشاء "الشبكة الذكية" العالمية و "نظام جمع معلومات الطاقة الاستهلاكية للكهرباء" التابع لشركة State Grid Corporation ، لم يعد عداد الطاقة موجودًا كأداة فوترة واحدة ، ولكنه أصبح نظامًا أكثر ذكاءً ومنهجية ونمطًا وتنوعًا تطوير المحطة.

العداد الذكي عبارة عن عداد طاقة إلكتروني جديد تمامًا مع وظائف مثل قياس الطاقة الكهربائية ، وتخزين المعلومات ، والمراقبة في الوقت الفعلي ، والتحكم التلقائي ، وتفاعل المعلومات ، وما إلى ذلك ، وهو يدعم القياس ثنائي الاتجاه ، وسعر الكهرباء التعريفة ، وتقاسم الوقت لأسعار الكهرباء ، وسعر الكهرباء في ذروة وادي والاحتياجات الفعلية الأخرى. يتم دمج نظام قراءة العدادات الأوتوماتيكي ونظام التحكم في الحمل بشكل تدريجي وترقيتهما إلى نظام تجميع الطاقة ، وأصبح الانتقال إلى نظام قياس متقدم أحد أكثر منتجات الأجهزة الكهربائية الواعدة.

لذلك ، من المتوقع أن تطوير عدادات الطاقة الكهربائية سيأخذ الذكاء كهدف نهائي وسيصبح محطة نظام تغطي شبكات الطاقة الذكية المختلفة حول العالم.