8 Bahagian Meter Tenaga Elektrik

Anmeter tenaga elektrikialah alat yang digunakan untuk mengukur tenaga elektrik, yang juga dikenali sebagai meter kilowatt-jam atau meter elektrik. Unit ukurannya ialah darjah atau kilowatt-jam. Ia adalah produk kuasa dan masa dan boleh digunakan untuk mengukur penggunaan kuasa pengguna akhir, berfungsi sebagai asas untuk pengebilan oleh syarikat elektrik. Elektrik merupakan sumber tenaga yang amat diperlukan dalam kehidupan seharian manusia, dan meter tenaga elektrik dipasang di setiap isi rumah. Walau bagaimanapun, kebanyakan pengguna tidak biasa dengan prinsip kerja, struktur dan komponen meter tenaga elektrik.

Berdasarkan prinsip reka bentuk kerja bagimeter tenaga elektrik, ia secara amnya boleh dibahagikan kepada lapan modul: modul bekalan kuasa, modul paparan, modul storan, modul pensampelan, modul pengukur, modul komunikasi, modul kawalan dan modul pemprosesan MUC. Setiap modul mempunyai fungsi tersendiri dan diselaraskan dan disepadukan oleh modul pemprosesan MUC, membentuk keseluruhan.

1. Modul Bekalan Kuasa Meter Tenaga Elektrik

Modul bekalan kuasa bagimeter tenaga elektrikberfungsi sebagai pusat tenaga untuk operasi normalnya. Fungsi utama modul bekalan kuasa adalah untuk menukar voltan tinggi AC 220V kepada DC 12V/DC5V/DC3V. Kuasa voltan rendah 3V disediakan kepada cip dan peranti modul lain dalam meter tenaga elektrik. Terdapat tiga jenis biasa modul bekalan kuasa: pengubah, modul pengurangan voltan perintang-kapasitor, dan bekalan kuasa suis.

Jenis pengubah menukar bekalan kuasa AC 220V kepada AC12V, dan kemudian meneruskan dengan pembetulan, pengurangan voltan dan penstabilan untuk mencapai julat voltan yang diperlukan. Ia mempunyai kapasiti kuasa yang kecil, kestabilan yang tinggi, tetapi ia mudah dipengaruhi oleh gangguan elektromagnet.

Litar bekalan kuasa pengurangan voltan perintang-kapasitor menggunakan reaktans kapasitif yang dihasilkan oleh kapasitor pada frekuensi tertentu isyarat AC untuk menyekat arus operasi maksimum. Ia bersaiz kecil, kos rendah, menggunakan sedikit kuasa, dan mempunyai tahap penggunaan diri yang tinggi.

Bekalan kuasa mod suis menggunakan peranti pensuisan elektronik seperti transistor, tiub MOS, SCR, dsb. Untuk menghidupkan dan mematikan peranti pensuisan elektronik secara berkala melalui litar kawalan, membolehkan mereka memodulasi voltan input dalam denyutan, dengan itu mencapai perubahan voltan sementara serentak menyediakan voltan keluaran boleh laras dan stabil secara automatik. Ia mempunyai penggunaan kuasa yang rendah, bersaiz kecil, mempunyai julat penstabilan voltan yang luas, mengalami gangguan frekuensi tinggi, dan mempunyai harga yang lebih tinggi.

Dalam pembangunan dan reka bentuk meter tenaga elektrik, pilihan jenis bekalan kuasa ditentukan berdasarkan keperluan fungsi produk, dimensi penutup terminal meter, keperluan kawalan kos dan dasar serta peraturan kawasan atau negara yang berbeza.

2. Modul Paparan Meter Tenaga Elektrik

Modul paparan meter tenaga elektrik digunakan terutamanya untuk penggunaan kuasa membaca dan menawarkan pelbagai pilihan paparan seperti tiub digital, pembilang, LCD standard, LCD matriks titik dan LCD sentuh, antara lain. Kaedah paparan tiub dan kaunter digital hanya boleh menunjukkan penggunaan elektrik dalam satu cara. Dengan pembangunan grid pintar, meter tenaga elektrik memerlukan peningkatan bilangan jenis paparan data kuasa. Tiub dan kaunter digital tidak dapat memenuhi permintaan perisikan kuasa moden. Kaedah paparan utama untuk meter tenaga elektrik pada masa ini ialah teknologi LCD. Jenis LCD yang berbeza dipilih semasa proses penyelidikan dan pembangunan bergantung kepada kerumitan maklumat yang disampaikan.

3. Modul Penyimpanan Meter Tenaga Elektrik

Modul storan meter tenaga elektrik digunakan terutamanya untuk menyimpan parameter meter, sejarah penggunaan kuasa dan maklumat lain yang berkaitan. Peranti storan biasa termasuk cip EEPROM, cip ferroelektrik dan cip kilat. Ketiga-tiga jenis cip ini mempunyai aplikasi yang berbeza dalam meter tenaga elektrik. Flash ialah sejenis memori kilat yang menyimpan data sementara, memuatkan data profil, pakej naik taraf perisian, dsb.

EEPROM ialah memori baca sahaja yang boleh diprogramkan secara elektrik yang membolehkan pengguna memadam dan memprogram semula maklumat yang disimpan di dalamnya menggunakan sama ada peranti itu sendiri atau peranti khusus. Ini menjadikan EEPROM sangat berguna dalam senario yang memerlukan pengubahsuaian dan kemas kini yang kerap pada data. EEPROM boleh menyimpan sehingga 1 juta bait maklumat dan digunakan dalam meter tenaga elektrik untuk menyimpan penggunaan kuasa dan data berkaitan kuasa lain. Bilangan storan yang tersedia memenuhi keperluan storan untuk keseluruhan kitaran hayat meter tenaga elektrik, dan harganya berpatutan.

Cip feroelektrik menggunakan ciri-ciri bahan ferroelektrik untuk mencapai kelajuan tinggi, kuasa rendah, dan sangat dipercayai penyimpanan data dan operasi logik. Mereka mempunyai kapasiti penyimpanan sebanyak satu bilion kali. Data tidak akan dikosongkan selepas kegagalan kuasa, menjadikan cip ferroelektrik berfaedah kerana ketumpatan penyimpanan yang tinggi, kelajuan pantas dan penggunaan tenaga yang rendah. Cip feroelektrik digunakan terutamanya dalam meter tenaga elektrik untuk menyimpan penggunaan kuasa dan data lain yang berkaitan. Mereka mempunyai harga yang lebih tinggi dan hanya digunakan dalam produk yang memerlukan keperluan penyimpanan frekuensi tinggi.
 

4. Modul Persampelan Meter Tenaga Elektrik

Modul pensampelan meter tenaga elektrik bertanggungjawab untuk menukar isyarat arus besar dan isyarat voltan besar kepada isyarat arus kecil dan isyarat voltan kecil untuk mudah diperoleh oleh meter tenaga elektrik. Peranti pensampelan arus biasa termasuk shunt, transformer semasa dan gegelung Rogowski. Pensampelan voltan biasanya dilakukan menggunakan kaedah pensampelan pembahagi voltan perintang berketepatan tinggi.

5. Modul Pengukuran Meter Tenaga Elektrik

Modul pengukuran meter tenaga elektrik digunakan terutamanya untuk memperoleh isyarat arus dan voltan analog dan menukarnya kepada isyarat digital. Ia boleh dibahagikan kepada modul pengukuran satu fasa dan modul pengukuran tiga fasa.

6. Modul Komunikasi Meter Tenaga Elektrik

Modul Komunikasi meter tenaga elektrik berfungsi sebagai asas untuk penghantaran dan interaksi data, bertindak sebagai asas untuk pengurusan saintifik grid pintar, pendigitalan data, kecerdasan dan ketepatan. Ia juga merupakan asas untuk membolehkan interaksi manusia-komputer dalam pembangunan Internet Perkara. Pada masa lalu, cara komunikasi utama ialah komunikasi inframerah dan RS-485. Dengan perkembangan teknologi komunikasi dan Internet of Things (IoT), pemilihan kaedah komunikasi meter tenaga elektrik telah menjadi meluas. Ini termasuk PLC, RF, RS485, LoRa, ZigBee, GPRS, NB-IoT dan banyak lagi. Kaedah komunikasi yang berbeza boleh dipilih berdasarkan kelebihan dan kekurangannya, serta senario aplikasi khusus, untuk memenuhi permintaan pasaran.

7. Modul Kawalan Meter Tenaga Elektrik

Modul kawalan meter tenaga elektrik membolehkan kawalan dan pengurusan beban elektrik yang berkesan. Kaedah yang paling biasa ialah memasang geganti selak magnet di dalam meter tenaga elektrik. Kawalan dan pengurusan beban elektrik boleh dicapai menggunakan data kuasa, skema kawalan dan arahan masa nyata untuk menghidupkan atau mematikan kuasa. Fungsi biasa dalam meter tenaga elektrik termasuk perlindungan arus lebih dan beban lampau melalui pemotongan geganti untuk mengawal beban, kawalan berasaskan masa untuk menghidupkan atau mematikan kuasa dalam tempoh masa tertentu, pemotongan geganti apabila kredit tidak mencukupi dalam fungsi prabayar dan alat kawalan jauh melalui penghantaran arahan masa nyata.

8. Modul Pemprosesan MCU Meter Tenaga Elektrik

Modul Pemprosesan MCU Meter Tenaga Elektrik ialah otak meter tenaga elektrik. Ia melakukan pengiraan pada pelbagai jenis data, menukar dan melaksanakan pelbagai jenis arahan, dan menyelaras pelbagai modul untuk berjaya melaksanakan fungsi.

Meter tenaga elektrik ialah peranti pengukur elektronik kompleks yang merangkumi beberapa aspek teknologi elektronik, termasuk teknologi bekalan kuasa, teknologi pengukuran kuasa, teknologi komunikasi, teknologi paparan dan teknologi storan. Setiap modul berfungsi dan teknologi elektronik perlu disepadukan dan digabungkan untuk membentuk satu unit yang lengkap untuk mencipta meter elektrik yang stabil, boleh dipercayai dan tepat.