به عنوان ابزار اصلی برای اندازه گیری مصرف برق، توسعه کنتور برق عمیقاً با پیشرفت صنعت برق و فناوری الکترونیک در هم تنیده شده است. از طراحی اولیه القایی مکانیکی تا سیستمهای هوشمند و به هم پیوسته امروزی، چهار نسل از تکرارها را پشت سر گذاشته است و به تدریج به ارتقای جهشی از اندازهگیری اولیه به مدیریت و کنترل هوشمند دست یافته است.
نسل اول: کنتورهای القایی مکانیکی الکتریسیته (1889 - 1970ها)
در سال 1889، مخترع آلمانی Blathy با موفقیت اولین کنتور القایی القایی در جهان را با موفقیت اختراع کرد و اساس اندازه گیری برق را گذاشت.
ساختار هسته این نوع کنتور برق از دو سیم پیچ با هسته های آهنی و یک دیسک آلومینیومی نصب شده بر روی شفت چرخان تشکیل شده است. با استفاده از اصل القای الکترومغناطیسی، میدان مغناطیسی تولید شده توسط سیمپیچها، دیسک آلومینیومی را به سمت چرخش سوق میدهد، و یک مکانیسم انتقال، صفحه را برای شمارش به حرکت در میآورد، بنابراین مصرف برق را اندازهگیری میکند.
دارای مزایای قابل توجهی مانند ساختار ساده، عملکرد ایمن، قیمت مقرون به صرفه و دوام بود و همچنین تولید انبوه- آسان بود. استفاده و نگهداری روزانه از آن بسیار راحت بود و کاملاً نیازهای مراحل اولیه رایج شدن برق را برآورده می کرد. به سرعت در سطح جهانی مورد استفاده قرار گرفت و برای نزدیک به یک قرن به نوع غالب کنتور برق تبدیل شد.
نسل دوم: کنتورهای الکتریکی الکترومکانیکی (دهه 1970-1980)
با ورود به دهه 1970، توسعه سریع فناوری و قطعات الکترونیکی، پشتیبانی فنی را برای ارتقا و تکرار کنتورهای برق فراهم کرد، که منجر به ظهور-کنتورهای برق الکترومکانیکی نسل دوم شد.
این بازسازی کامل -نسل اول کنتورهای مکانیکی نبود، بلکه افزودن یک دستگاه تبدیل پالس به هسته اندازهگیری مکانیکی موجود بود. از قطعات الکترونیکی برای تبدیل سیگنال انرژی الکتریکی به سیگنال پالس استفاده شد که سپس یک موتور را به چرخش درآورد و اندازه گیری را تکمیل کرد.
این طراحی بهبود یافته، در حالی که پایداری کنتورهای مکانیکی را حفظ کرد، در ابتدا عناصر فناوری الکترونیکی را در خود جای داد، دقت اندازه گیری را بهبود بخشید و یک پل انتقالی برای توسعه بعدی کنتورهای برق الکترونیکی ایجاد کرد. این نیاز به تدریج در حال افزایش سیستم قدرت برای دقت اندازه گیری در آن زمان را برآورده کرد.
نسل سوم: کنتورهای الکترونیکی برق (دهه 1980 - اوایل قرن بیست و یکم)
پس از دهه 1980، بلوغ فناوری الکترونیکی کنتورهای برق را به دوران- همه الکترونیکی سوق داد. نسل سوم کنتورهای برق الکترونیکی به تدریج جایگزین کنتورهای الکترومکانیکی شد و تبدیل به قهرمان جدید در اندازه گیری برق شد.
برخلاف دو نسل قبلی کنتورها که بر ساختارهای مکانیکی متکی بودند، کنتورهای برق الکترونیکی یک طرح اندازه گیری کاملاً الکترونیکی را اتخاذ می کنند. آنها از حسگرهای{1}دقت بالا برای نمونه برداری از ولتاژ و جریان منبع تغذیه کاربر در زمان واقعی استفاده می کنند و سپس سیگنال های نمونه برداری شده را از طریق مدارهای پردازش سیگنال به خروجی های پالس استاندارد تبدیل می کنند تا به اندازه گیری انرژی دست یابند. بزرگترین مزیت آنها در عملکرد قدرتمند آنها نهفته است. آنها می توانند برای اهداف متعدد مورد استفاده قرار گیرند، نه تنها برای اندازه گیری دقیق انرژی الکتریکی، بلکه همچنین با نیازهای مختلف از جمله زمان-استفاده-صورتحساب، نظارت بر بار، و خواندن کنتور از راه دور سازگار شوند. آنها نقش مهمی در تولید و ارسال نیرو، مدیریت مصرف برق تصفیه شده، و بهره برداری بهینه از سیستم های تولید و توزیع برق ایفا کرده اند، و تحول صنعت برق را از بهره برداری و نگهداری سنتی به مدیریت خودکار سوق داده اند.
نسل چهارم: کنتورهای هوشمند برق (2009 تا کنون)
در سال 2009، شرکت دولتی شبکه چین به طور رسمی مفهوم کنتورهای هوشمند را در چین معرفی کرد، که آغازی برای پذیرش گسترده کنتورهای برق نسل چهارم است. کنتورهای هوشمند به تدریج جایگزین کنتورهای سنتی شدند و به تجهیزات پایانه اصلی برای ساخت شبکه هوشمند تبدیل شدند.
کنتورهای هوشمند ماژولهای اصلی مانند واحدهای اندازهگیری، واحدهای پردازش داده، و واحدهای ارتباطی را ادغام میکنند و محدودیتهای اندازهگیری تک عملکردی-در کنتورهای سنتی را از بین میبرند. آنها دارای عملکردهای متعددی از جمله اندازه گیری انرژی، ذخیره سازی و پردازش اطلاعات، نظارت بر زمان واقعی، کنترل خودکار، و تعامل اطلاعات هستند. آنها نه تنها می توانند به طور دقیق انرژی رو به جلو و معکوس را اندازه گیری کنند، بلکه می توانند داده های برق زمانی واقعی مانند ولتاژ، جریان و توان را نیز جمع آوری کنند. از طریق ماژولهای ارتباطی، تعامل دو طرفه داده با سیستم شبکه برق، ارائه پشتیبانی فنی برای اندازهگیری تولید برق پراکنده، زمان{{7}قیمتگذاری-و خدمات تعاملی دو طرفه را فراهم میکنند. آنها پایه مهمی برای دستیابی به مدیریت و کنترل هوشمند سیستم قدرت و ایجاد اینترنت انرژی هستند و مدیریت برق را به عصری دقیق، هوشمند و کارآمد سوق می دهند.
