Som kärninstrumentet för att mäta elförbrukningen är elmätarens utveckling djupt sammanflätad med framstegen inom kraftindustrin och elektroniktekniken. Från dess ursprungliga mekaniska induktionsdesign till dagens intelligenta och sammankopplade system, har den genomgått fyra generationer av iterationer, och gradvis uppnått en uppgradering från grundläggande mätning till intelligent hantering och kontroll.
Första generationen: Mekaniska induktionselektricitetsmätare (1889 - 1970s)
1889 uppfann den tyske uppfinnaren Blathy framgångsrikt världens första mekaniska elmätare av induktionstyp-, vilket lade grunden för elmätning.
Kärnstrukturen för denna typ av elmätare består av två spolar med järnkärnor och en aluminiumskiva monterad på en roterande axel. Med hjälp av principen om elektromagnetisk induktion driver magnetfältet som genereras av spolarna aluminiumskivan att rotera, och en transmissionsmekanism driver sedan en ratt för att räkna och mäter därmed elförbrukningen.
Den hade betydande fördelar som enkel struktur, säker drift, överkomligt pris och hållbarhet, och var också lätt att massproducera-. Dess dagliga användning och underhåll var extremt bekväma, perfekt tillgodose behoven i de tidiga stadierna av elektricitet popularisering. Den antogs snabbt globalt och blev den dominerande typen av elmätare i nästan ett sekel.
Andra generationen: elektromekaniska elmätare (1970-1980-talet)
När man gick in på 1970-talet gav den snabba utvecklingen av elektronisk teknik och komponenter tekniskt stöd för uppgradering och iteration av elmätare, vilket ledde till uppkomsten av den andra-generationen av elektromekaniska elmätare.
Detta var inte en fullständig översyn av den första-generationens mekaniska mätare, utan snarare ett tillägg av en pulskonverteringsenhet till den befintliga mekaniska mätarkärnan. Elektroniska komponenter användes för att omvandla den elektriska energisignalen till en pulssignal, som sedan drev en motor för att rotera ratten och slutföra mätningen.
Denna förbättrade design, med bibehållande av stabiliteten hos mekaniska mätare, inkluderade till en början elektroniska teknikelement, förbättrade mätnoggrannheten och byggde en övergångsbro för den efterföljande utvecklingen av elektroniska elmätare. Det mötte de gradvis ökande kraven från kraftsystemet på mätnoggrannhet vid den tiden.
Tredje generationen: elektroniska elmätare (1980-talet - tidigt 2000-tal)
Efter 1980-talet drev den elektroniska teknikens mognad elmätare in i den helt-elektroniska eran. Den tredje generationen av elektroniska elmätare ersatte gradvis elektromekaniska mätare och blev den nya huvudpersonen inom elmätning.
Till skillnad från de två föregående generationerna av mätare som förlitade sig på mekaniska strukturer, använder elektroniska elmätare ett helt elektroniskt mätsystem. De använder hög-precisionssensorer för att sampla användarens spänning och ström i realtid och omvandlar sedan de samplade signalerna till standardpulsutgångar genom signalbehandlingskretsar för att uppnå energimätning. Deras största fördel ligger i deras kraftfulla funktionalitet; de kan användas för flera ändamål, inte bara för att noggrant mäta elektrisk energi utan också anpassa sig till olika behov som t.ex. tid-för-användning, belastningsövervakning och fjärrmätaravläsning. De har spelat en avgörande roll i kraftproduktion och leverans, förfinad energiförbrukningshantering och optimerad drift av kraftgenererings- och distributionssystem, vilket drivit på omvandlingen av kraftindustrin från traditionell drift och underhåll till automatiserad hantering.
Fjärde generationen: Smarta elmätare (2009 till idag)
År 2009 introducerade State Grid Corporation of China officiellt konceptet med smarta mätare i Kina, vilket markerade början på den utbredda användningen av fjärde-generationens elmätare. Smarta mätare ersatte gradvis traditionella mätare och blev den centrala terminalutrustningen för konstruktion av smarta nät.
Smarta mätare integrerar kärnmoduler som mätenheter, databehandlingsenheter och kommunikationsenheter, vilket bryter igenom begränsningarna för enkel-funktionsmätning i traditionella mätare. De har flera funktioner inklusive energimätning, informationslagring och bearbetning, realtidsövervakning, automatisk kontroll och informationsinteraktion. De kan inte bara noggrant mäta fram- och bakåtenergi utan också samla in-realtidsdata om el som spänning, ström och effekt. Genom kommunikationsmoduler möjliggör de två-datainteraktion med elnätssystemet, ger tekniskt stöd för distribuerad energiproduktionsmätning,-tid-användningsprissättning och två-interaktiva tjänster. De är en viktig grund för att uppnå intelligent styrning och kontroll av kraftsystemet och bygga energiinternet, vilket driver elhanteringen in i en exakt, intelligent och effektiv era.
