Sähköjärjestelmien energiankulutuksen mittauslaitteena sähkömittarit luokitellaan monin eri tavoin, mikä heijastaa sekä teknologista kehitystä että sopeutumista erilaisten sovellusskenaarioiden tarpeisiin. Mekaanisista älykkäisiin sähkömittareiden luokittelustandardit kattavat useita ulottuvuuksia, mukaan lukien toimintaperiaatteen, tarkoituksen, asennustavan ja tiedonsiirtoominaisuudet. Seuraavassa esitellään systemaattisesti sähkömittareiden päätyypit ja niiden ominaisuudet.
Luokittelu toimintaperiaatteen mukaan
1. Mekaaninen mittari (induktiomittari)
Mekaaniset mittarit ovat vanhimpia sähkönmittaustyökaluja, jotka toimivat sähkömagneettisen induktion periaatteella. Virta- ja jännitekäämien synnyttämä magneettikenttä saa alumiinilevyn pyörimään pyörimisnopeuden verrannollinen virrankulutukseen. Tätä pyörimisnopeutta ohjaa lopulta hammaspyörä, joka näyttää digitaalisen valitsin. Vaikka tämäntyyppiset mittarit ovat yksinkertaisia ja edullisia,-se kärsii alhaisemmasta tarkkuudesta ja kyvyttömyydestä lähettää tietoja etänä. Tämän seurauksena se korvataan vähitellen elektronisilla mittareilla.
2. Elektroninen mittari
Elektroniset mittarit käyttävät elektronisia piirejä (kuten analogia{0}}digitaalimuuntimia ja mikroprosessoreita) energiankulutuksen laskemiseen ja tietojen näyttämiseen digitaalisella näytöllä. Verrattuna mekaanisiin mittareihin niillä on suurempi tarkkuus (jopa 0,2S-taso), vahvempi -häiriönestokyky ja tuki-laskutuksen ja muiden toimintojen käyttöön. Ne ovat tällä hetkellä yleisin kotitalous- ja teollisuusmittaustyyppi.
3. Älykkäät mittarit
Älykkäät mittarit ovat päivitettyjä versioita elektronisista mittareista. Ne integroivat viestintämoduuleja (kuten LoRa-, NB-IoT- tai voimajohtojen kantoaaltoja) automaattisen etäluennan, reaaliaikaisen-seurannan ja kaksisuuntaisen vuorovaikutuksen saavuttamiseksi. Käyttäjät voivat tarkastella sähkönkulutustietoja matkapuhelinsovellusten kautta, ja sähköverkkoyhtiöt voivat myös säätää dynaamisesti tehonsyöttöstrategioita. Ne ovat älykkäiden verkkojen avainkomponentteja.
Luokittelu käytön mukaan
1. Yksivaiheiset-vaihemittarit
Käytetään yksivaiheiseen{0}}vaihtovirtamittaukseen kodeissa tai pienissä kaupallisissa paikoissa. Yleisesti käytetty 220 V jänniteympäristöissä, mittausalue on yleensä 5 (60) A tai 10 (40) A, mikä täyttää yleisvalaistuksen, kodinkoneiden jne. kuormitusvaatimukset.
2. Kolmi-vaihemittari
Suunniteltu teollisille tai suurille kaupallisille käyttäjille, soveltuu 380 V:n kolmivaiheisiin-sähköjärjestelmiin, jaettu kahteen tyyppiin: kolmi-vaiheen kolmi-johtimeen (ei nollajohtoa) ja kolmi-vaiheen neljän-johtimeen (nollajohdolla). Suuren-tarkkuuden mallit voivat mitata suuritehoisten-moottoreiden, muuntajien ja muiden laitteiden energiankulutusta, ja jotkin mallit tukevat harmonisten analyysejä.
3. Prepaid-mittarit
Yhdistämällä elektroniikkatekniikkaa IC-kortteihin tai etämaksujärjestelmiin, käyttäjien on täytettävä tilinsä ennen sähkön käyttöä. Automaattinen virrankatkaisu-, kun saldo on riittämätön, tekee tästä mittarista sopivan keskitettyyn kiinteistönhallintaan tai vuokraukseen, mikä välttää tehokkaasti maksamattomien laskujen riskin.
Luokittelu asennustavan mukaan
1. Suora-Yhdistä mittari
Virtajohto on kytketty suoraan kuormaan, sopii pienivirtasovelluksiin (yleensä pienempi tai yhtä suuri kuin 100 A). Tämä yksinkertainen rakenne vaatii virtamuuntajan suuria virtoja varten.
2. Muuntaja-Yhdistä mittari
Yhdistetty suur{0}}- tai suur{1}}virtapiireihin (kuten sähköasemille) virtamuuntajien (CT) ja jännitemuuntajien (PT) kautta. Mittari käsittelee vain pienitehoisia-signaaleja, mikä varmistaa turvallisuuden ja laajennettavan mittausalueen.
Luokittelu tiedonsiirtomenetelmän mukaan
1. Paikallismittari
Siitä puuttuu viestintätoiminto ja se vaatii manuaalisen{0}}mittareiden lukemisen sivustolla. Tämä menetelmä on tehoton, mutta kustannustehokas-, ja sitä käytetään yleisesti vanhemmissa asuinyhteisöissä.
2. Kaukoviestinnän sähkömittarit
Tietojen lähettäminen langattomasti (GPRS/4G/5G), langallisesti (RS-485) tai voimalinjan kantoaallon (PLC) kautta tukee verkon automatisointia ja hallintaa, mikä muodostaa älykkäiden verkkojen perustan.
Johtopäätös
Sähkömittareiden luokitus heijastaa teknologisen kehityksen syvää vaikutusta energianhallintaan. Sähkömittarit mekaanisista vaihteista IoT-viestintään eivät vain suorita mittaustoimintoja, vaan niistä tulee myös älykkäiden verkkojen, hajautettujen energiaresurssien ja hiilineutraaliuden avainsolmuja. Tulevaisuudessa aurinkosähköenergian varastoinnin ja sähköajoneuvojen laajamittaisen käyttöönoton myötä sähkömittarit kehittyvät edelleen kohti monien-energian integrointia ja reunalaskentaa, mikä tukee energian maailmanlaajuista digitaalista muuntamista.