ประวัติความเป็นมาของการพัฒนาเครื่องวัดพลังงานไฟฟ้า

นับตั้งแต่ฟาราเดย์ค้นพบกฎการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าในศตวรรษที่สิบเก้า ด้วยการพัฒนาและวุฒิภาวะของการประยุกต์ใช้และเทคโนโลยีของพลังงานไฟฟ้าในการผลิตและชีวิต พลังงานไฟฟ้าได้กลายเป็นพลังงานสากลในสังคมร่วมสมัย ในยุคข้อมูลข่าวสารทุกวันนี้ คอมพิวเตอร์ขนาดใหญ่ที่มีพลังประมวลผลขนาดใหญ่และสมาร์ทโฟนขนาดเล็กที่รวมการสื่อสารและความบันเทิงเข้าด้วยกันนั้นแยกออกจากการใช้พลังงานไฟฟ้าไม่ได้ กล่าวได้ว่าพลังงานไฟฟ้าได้กลายเป็นเส้นเลือดหลักของสังคม แต่ต่างจากแหล่งพลังงานอย่างน้ำมัน ไอน้ำ และก๊าซธรรมชาติ ไฟฟ้ามองไม่เห็นและไม่มีตัวตน แล้วจะแก้ปัญหาการวัดค่าพลังงานไฟฟ้าได้อย่างไร? ดังนั้นจึงมีหลักการและวิธีการทำงานที่แตกต่างกันของเครื่องวัดพลังงานไฟฟ้า

เนื่องจากพลังงานไฟฟ้าเป็นกระแสตรงที่ใช้ในการผลิตครั้งแรก ในปี 1880 เอดิสันได้คิดค้นเครื่องวัดพลังงานไฟฟ้ากระแสตรง (เครื่องวัดแอมแปร์-ชั่วโมง) เครื่องแรกโดยใช้หลักการอิเล็กโทรลิซิส อย่างไรก็ตาม เนื่องจากอายุมากขึ้น จึงเป็นไปไม่ได้ที่จะตรวจสอบรุ่นเฉพาะของเครื่องวัดพลังงานไฟฟ้ากระแสตรงที่ Edison ประดิษฐ์คิดค้น และไม่ทราบว่าหลักการของอิเล็กโทรลิซิสวัดพลังงานไฟฟ้าอย่างไร

ด้วยความเร่งของการพัฒนาอุตสาหกรรม เมื่อกระแสตรงไม่สามารถตอบสนองความต้องการของตลาดได้ กระแสสลับจะปรากฏขึ้นทันที การค้นพบและการประยุกต์ใช้กระแสสลับได้นำเสนอข้อกำหนดใหม่สำหรับเครื่องวัดพลังงานไฟฟ้า ในปี พ.ศ. 2432 Brettel ได้สร้างเครื่องวัดพลังงานอุปนัยเครื่องแรกของโลกโดยมีน้ำหนักรวม 36.5 กิโลกรัม หลักการทำงานนั้นง่ายมาก เมื่อต่อมิเตอร์วัดพลังงานไฟฟ้าเข้ากับวงจรที่ทดสอบ จะมีกระแสสลับในคอยล์ปัจจุบันและคอยล์แรงดัน และกระแสสลับจะสร้างฟลักซ์แม่เหล็กสลับในแกนเหล็ก ฟลักซ์แม่เหล็กไหลผ่านดิสก์อะลูมิเนียม และกระแสไหลวนถูกเหนี่ยวนำในดิสก์อะลูมิเนียม จากนั้นกระแสน้ำวนจะอยู่ภายใต้แรงในสนามแม่เหล็ก เพื่อให้จานอะลูมิเนียมหมุน เมื่อถ่ายโอนดิสก์อะลูมิเนียม ตัวนับจะถูกขับเคลื่อนเพื่อระบุการใช้พลังงาน

ในการปรับปรุงอย่างต่อเนื่อง เราได้เพิ่มวิธีการปรับปรุงวงจรแม่เหล็กที่ไม่ทำงานเป็น 90 องศาในปี ค.ศ. 1905 ซึ่งช่วยปรับปรุงพารามิเตอร์ของเครื่องวัดพลังงานไฟฟ้าได้อย่างมาก ต่อจากนั้น การปรากฏตัวของวัสดุที่มีการซึมผ่านสูงที่มีประสิทธิภาพดีขึ้นช่วยลดน้ำหนักและปริมาตรของมิเตอร์วัดพลังงานได้อย่างมาก เครื่องวัดพลังงานอุปนัยถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการวัดพลังงานไฟฟ้าเนื่องจากมีโครงสร้างที่เรียบง่าย ต้นทุนต่ำ และบำรุงรักษาง่าย อย่างไรก็ตาม ข้อบกพร่องของตัวเองไม่สามารถแก้ไขได้ดี: ความแม่นยำต่ำ ใช้กำลังคน และป้องกันการขโมยไฟฟ้าได้ไม่ดี เป็นต้น

ในช่วงปลายทศวรรษ 1960 ญี่ปุ่นได้คิดค้นตัวคูณหารเวลาและเสนอหลักการของการวัดกำลัง โดยทำให้เกิดอุปกรณ์วัดแบบอิเล็กทรอนิกส์เต็มรูปแบบ เครื่องวัดพลังงานอิเล็กทรอนิกส์เกี่ยวข้องกับการแปลงไฟฟ้าดิจิทัลและไฟฟ้าแอนะล็อก หลักการทำงานของมันซับซ้อนกว่า: แรงดันและกระแสที่วัดได้จะถูกส่งไปยังตัวคูณหลังจากการแปลงโดยตัวแปลง ตัวคูณจะทำการคูณค่าแรงดันและกระแสในชั่วขณะหนึ่งจนเสร็จสมบูรณ์ และส่งออกค่าแรงดัน DC U ตามสัดส่วนของกำลังไฟฟ้าเฉลี่ยในช่วงเวลาหนึ่ง จากนั้นใช้ความสัมพันธ์ของ U แรงดันไฟฟ้าจะถูกแปลงเป็นสัญญาณแทนความถี่ สำหรับการแสดงผล

ทุกวันนี้ ด้วยการสร้าง "สมาร์ทกริด" ระดับโลกและ "ระบบรวบรวมข้อมูลกำลังไฟฟ้าของผู้บริโภคไฟฟ้า" ของ State Grid Corporation เครื่องวัดพลังงานจึงไม่มีอยู่ในเครื่องมือการเรียกเก็บเงินเพียงเครื่องเดียวอีกต่อไป แต่กลายเป็นระบบที่ชาญฉลาด เป็นระบบ ระบบโมดูลาร์และหลากหลายมากขึ้น การพัฒนาเทอร์มินัล

สมาร์ทมิเตอร์เป็นมิเตอร์วัดพลังงานอิเล็กทรอนิกส์รุ่นใหม่ที่มีฟังก์ชันต่างๆ เช่น การวัดพลังงานไฟฟ้า การจัดเก็บข้อมูล การตรวจสอบแบบเรียลไทม์ การควบคุมอัตโนมัติ การโต้ตอบข้อมูล ฯลฯ รองรับการวัดแบบสองทาง ราคาค่าไฟฟ้า อัตราค่าไฟฟ้าแบบแบ่งเวลา , ราคาไฟฟ้าหุบเขาและความต้องการที่แท้จริงอื่นๆ. ระบบอ่านมิเตอร์อัตโนมัติและระบบควบคุมโหลดจะค่อย ๆ ผสานและอัปเกรดเป็นระบบรวบรวมพลังงาน และการเปลี่ยนไปใช้ระบบการวัดขั้นสูงได้กลายเป็นหนึ่งในผลิตภัณฑ์เครื่องมือวัดทางไฟฟ้าที่มีแนวโน้มมากที่สุด

ดังนั้นจึงคาดการณ์ได้ว่าการพัฒนามาตรวัดพลังงานไฟฟ้าจะใช้ความฉลาดเป็นเป้าหมายสูงสุดอย่างแน่นอน และกลายเป็นสถานีปลายทางของระบบที่ครอบคลุมโครงข่ายไฟฟ้าอัจฉริยะต่างๆ ทั่วโลก