کنتور چیست؟

راهنمای تخصصی دنیای صنعت برق

 

 

واحد اندازه گیری :

معمولاً واحد اندازه گیری در کنتور کیلووات ساعت (kwh) می باشد که برابر است با مقدار انرژی استفاده شده توسط یک بار یک کیلو واتی در طی یک ساعت یا ۳۶۰۰۰۰۰ ژول. بعضی از شرکتها نیز از واحد مگا ژول استفاده می کنند. توان راکتیو نیز با واحد کیلو وار ساعت(kvarh) اندازه گیری می شود.

اساس کار کنتور چیست?

نحوه نصب کنتور تکفاز در مدار چگونه است ؟

انواع کنتور کدامند ؟

کنتور های پیشرفته چگونه کار می کنند ؟

کنتور ها بر اساس نیروی الکترومغناطیس عمل می کنند . می دانیم که اگر از یک سیم پیچ جریان برق بگذرد در اطراف آن  میدان ایجاد می شود.

 

اساس کار کنتور چیست ؟

کنتور ها بر اساس نیروی الکترومغناطیس عمل می کنند . می دانیم که اگر از یک سیم پیچ جریان برق بگذرد در اطراف آن یک میدان مغناطیسس ایجاد می شود که شدت و جهت این میدان به جریان عبوری از سیم پیچ بستگی دارد. در کنتور های تکفاز دو دسته سیم پیچ وجود دارد که یکی از آنها دارای تعداد دور کم و قطر بیشتر نسبت به دیگری است. سیم پیچ ضخیمتر با دور کمتر را سیم پیچ جریان و دیگری را سیم پیچ ولتاژ می نامند.

 

نحوه نصب کنتور تکفاز در مدار چگونه است ؟

سیم فاز را به سر سیم پیچ جریان وصل نموده و از سر دیگر آن فاز را می گیرند . و دو سر سیم پیچ ولتاژ را به فاز و نول وصل می کنند . زمانی که مصرف کننده ای به کنتور وصل می شود جریان از سیم فاز و نول می گذرد . بعبارت دیگر جریان مصرف کننده از سیم پیچ جریان می گذرد و در آن یک میدان مغناطیسی ایجاد می کند . سیم پیچ ولتاژ که همیشه به برق وصل است و دارای یک میدان مغناطیسی ثابت است که مقدار آن هیچ ارتباطی به مصرف کننده متصل شده به کنتور ندارد . این دو میدان مغناطیسی بر هم اثر کرده و سبب ایجاد نیروی حرکتی در صفحه آلومینیومی درون کنتور می شود . سرعت حرکت این صفحه با جریان مصرف کننده رابطه مستقیم دارد . این حرکت توسط یک محور و چرخ دنده به یک شماره انداز یا نمراتور ارتباط دارد و بر اساس گردش آن شماره ها زیاد می شود . این شماره ها بجز رقم اول میزان کارکرد کنتور یا همان مصرف انرژی الکتریکی را بر حسب کیلو وات ساعت نشان میدهند .البته درون کنتور قطعات دیگری هم نظیر : آهنربای سرعت گیر و پیچهای تنظیم و … وجود دارند که ما از توضیح آنها صرف نظر کرده ایم .

 

انواع کنتور کدامند ؟

برای مصارف خانگی دو نوع کنتور تکفاز و سه فاز بطور عام وجود دارند که در دسته بندی کنتورها به نوع اکتیو معروفند . اما در مصارف صنعتی می توان به کنتورهای راکتیو و کنتورهای دو تعرفه اشاره کرد که در جلسات قبل مختصری در باره آنها توضیح داده ایم .

 

کنتور های پیشرفته چگونه کار می کنند ؟

در کشورهای برخوردار از تکنولوژی دیگر کنتور نویسی به مفهوم رایج آن در ایران منسوخ شده است . در این کشورها که پول الکترونیکی بسیار رایج است از کنتورهای هوشمند که در بازه های زمانی خاص میزان مصرف را مشخص کرده و به ادارات برق گزارش می دهند استفاده می شود . این کنتورها میزان مصرف را از طریق همان خطوط برقی که آنرا می رسانند به توزیع کننده اطلاع می دهند و شرکتهای فروشنده برق نیز بطور خودکار از حساب مصرف کننده برداشت می کنند . در صورت موجود نبودن حساب و پس از اخطارهای کتبی از طریق فرمان از راه خطوط برق بصورت خودکار کنتور برق مشترک را قطع می کند و مشترک پس از پرداخت هزینه می تواند از خدمات شرکت فروشنده استفاده کند.

کنتورها متناسب با حجم و دقت مورد نظر در انواع مختلف جابجایی و توربینی طراحی میگردند. کنتورهای جابجایی حجم گاز را به حجم های ثابتی تقسیم نموده و در واقع میتوان گفت حجم گاز را به صورت پیمانه ای اندازه گیری می نمایند و خود با اشکال:

– کنتور رفت و برگشت پیستونی

– کنتور مرطوب

– کنتور دیافراگمی

– کنتور پره های چرخان

– کنتور روتوسیلی

ارایه می گردند .

گروه الکترونیک قدرت دانشکده ی مهندسی دانشگاه سوانسی یکی از پیشرفته ترین کنتورهای هوشمند برق را توسعه داده اند و هم اکنون سالانه حدود ۱٫۵ مگاوات ساعت «برق سبز» رایگان برای دانشگاه تامین می نمایند که مقدار کربن مصرفی آن را کاهش می دهد.

این گروه، که در مرکز طراحی سیستم های الکترونیکی جای گرفته است، نمونه ی کنتور هوشمند خود را برای نشان دادن پتانسیل موجود در فن آوری های اندازه گیری برق در آینده ی نزدیک، به اجرا درآورده است.

کنتور هوشمند به عنوان نقطه ی مرکزی ثبت انرژی شخصی یک مصرف کننده می باشد که میزان مصرف آن ها را نظارت کرده، اطلاعاتی را می دهد که نه فقط از طریق روش سنتی خواندن توان بلکه به صورت یک روش کاربرپسند توسط نمایش گرافیک های انیمیشنی از پول بر روی صفحه نمایش بزرگ روی کنتور می باشد.

این کنتور جدید حتی یک قدم جلوتر از دیگر کنتورهای هوشمند رایج می رود به طوری که مدارات برق افراد را در خانه مورد نظارت قرار می دهد که شامل روشنایی راه پله ها و سوکت های آشپزخانه می شود.

این گروه معتقد است که امکان نظارت بر کاربردهای انحصاری دیگری نیز در صورت بهره گیری بیشتر از فن آوری خواهد بود.

نمایش اطلاعات مربوط به مصرف با استفاده از توانایی نشان دادن توان تولید شده از فن آوری های میکرو-تجدیدپذیر به شکل plug and play تکمیل خواهد شد، مشابه آنچه در صفحات خورشیدی معمولی و توربین های بادی موجود به چشم می خورد.

در واقع این کار تلاشی برای ایجاد روشی با نصب ساده و آسان برای مردمی می باشد که هیچ تجربه ای در الکترونیک قدرت ندارند.

کنتور هوشمند به تعدادی از صفحات خورشیدی روی پشت بام ساختمان مهندسی دانشگاه از طریق یک مبدل توان متصل گشت.

توان تحویل داده شده از صفحات خورشیدی درون کنتور مورد نظارت قرار گرفت تا امکان بررسی «انرژی سبز» تولید شده با استفاده از یک روش ساده فهم مهیا گردد.

این امر نشانه های واضحی را در اختیار قرار می دهد که آیا این فن آوری تجدیدپذیر خریدی منفعت دار بوده است و کارایی مالی لازم را نسبت به سرمایه گذاری اولیه دارد یا خیر.

این کنتور همچنین توانایی های ارتباطی نیز دارد که امکان خوانش در لحظه ی میزان مصرف و تولید توان را برای تولیدکننده ی برق و مصرف کننده آن از طریق صفحات وب، نمایشگرهای بی سیم خانگی یا به شکل بالقوه حتی از طریق یک کانال تلویزیونی میسر می سازد.

ریچارد لویس، محقق و مدیر گروه کنتور هوشمند سوانسی، گفت: “زمان خود-رضایتمندی به پایان رسیده است! دانشگاه سوانسی، با گروه و ابتکارات خود، تلاشی را در جهت مبدل ساختن آگاهی از انرژی به عنوان اولویتی برتر رهری می نماید و در حال کار برای تامین ابزار انجام آن می باشد.”

علاقه مندی به فن آوری های اندازه گیری هوشمند در تعدادی از تلویزیون های تجاری بوجود آمده است که نشانه ی توجه قسمت تجاری به کنتورهای هوشمند می باشد اما در بخش مسکونی هنوز راه زیادی در پیش روست.

نمونه های آزمایشی در مقیاس کوچک هنوز ددر دست بررسی است و با استفاده از کنتورهای هوشمند در بخش مسکونی چند سالی فاصله داریم.

گروه سوانسی در نظر دارد از پیش گامان انگلستان در ارائه ی فن آوری های اندازه گیری هوشمند به هواداران آن باشند. سنجش هوشمند برق یکی از بخش های کلیدی می باشد چرا که امکان استفاده ی کارآمدتر و مسئولانه تری را فراهم می آورد.

 

سیستم خودکار کنترل و قرائت کنتور برق از راه دور پویا AMR

قرائت کنتور و ثبت مصرف برق مشتریان به روشهای متداول کاری است وقت گیر، خسته کننده و توام با خطا که از دغدغه های اصلی هر شرکت توزیع برق به حساب می آید. (Automatic Meter Reading) AMR یا قرائت خودکار کنتور راه کاری است برای حل این معضل. دریک سیستم AMR ایده آل تمامی کنتورهای برق یک شهر از یک مرکز واز راه دور بطور خودکار قرائت می شود و صورتحساب مشتریان نیز بدون خطا وبطور خودکار تولید می گردد. مضاف بر آن، جریان برق مشتریان بدحساب هم از راه دور قطع و وصل می گردد.

چه چیزی بیش از این یک شرکت توزیع برق را به وجد می آورد که بتواند در تمامی ساعات شبانه روز، مصرف برق یکایک مشترکین خود را از راه دور و از یک مرکز از مسیری مطمئن، سریع، گسترده، از پیش نصب وراه اندازی شده و همواره در دسترس قرائت نماید. تکنیک (Power Line Carrier) PLC یا انتقال اطلاعات از طریق جریان برق این امکان را فراهم آورده است.

سیستم AMR ابدائی شرکت پویا  از تمامی ویژگیهای پیش گفته برخوردار است. این سیستم با استفاده از شبکه برق شهری اطلاعات کنتور های برق مشترکین را بطور اتوماتیک واز راه دور در زمانهای دلخواه قرائت می کند، صورتحساب بدون خطا تولید می کند و برق مشترکین بد حساب را قطع و وصل می کند. از مزایای سیستم پویا

می توان مواردزیر را برشمرد:

 

• استفاده از شبکه برق شهری جهت انتقال اطلاعات مصرف مشترکین
• کاهش هزینه و سرعت قرائت کنتور با توجه به دردسترس بودن شبکه سیم کشی برق شهری
• از بین بردن خطای قرائت
• قرائت در تمامی ساعات شبانه روز
• امکان اعمال چند تعرفه بر اساس میزان مصرف مشترک در ساعات مختلف
• امکان قطع و وصل برق مشترکین از راه دور
• امکان پیش فروش برق
• امکان کنترل و بهینه سازی منحنی مصرف
• امکان متعادل سازی بار فازها

 

  سیستم و تجهیزاتی که پویا به این منظور طراحی و تولید نموده است عبارتند از:

PULSAR: این دستگاه برای نصب درون کنتورهای مکانیکی طراحی شده است و وظیفه آن تولید پالس های الکتریکی با مضربی صحیح از میزان مصرف اندازه گیری شده توسط شمارنده کنتور است. قطعه ای است شامل چند سنسور و مداری هوشمند، با دوام، با دقت و مقاوم در برابر تاثیرات محیطی. برای کنتور های الکترونیکی نیازی به این قطعه نیست زیرا سیگنالهای مربوطه معمولا به عنوان یکی از خروجی های کنتور قابل دسترس می باشد.

 

: R/B دستگاهی است که در کنار کنتور مشترک برق نصب می شود و با دریافت پالسهای مصرف از خروجی کنتورهای دیجیتالی یا از PULSAR در کنتورهای مکانیکی آنها را می شمارد ودر حافظه غیر فرار خود حفظ می کند. نگهداری مقادیر قرائت شده به روش آینه کردن اطلاعات انجام می شود تا در شرایط مختلف وضعیت برق محفوظ بماند. R/B بطور مداوم آماده دریافت دستورات اجرائی از مرکز است. قرائت یا قطع و وصل کنتور مشترکین از مهمترین این دستوراتند. R/B دستورات را از طریق خط برق که تغذیه آنرا نیز تامین می کند دریافت می نماید. هرR/B یک شناسه منحصر به فرد دارد و رایانه مرکز آن را به همین وسیله شناسائی می کند.

 

R/B BOX: دستگاهی است متشکل از یک R/B و یک کنتور الکترونیکی که داخل یک محفظه قرار گرفته اند. R/B BOX به عنوان یک کنتور فرمان پذیر در محل مشترک برق قابل نصب می باشد.

:(Data Collecting Unit) DCU

این دستگاه برای استقرار در پست های برق و به منظور برقراری ارتباط بین کامپیوتر مرکز با R/B  های منصوب زیر پست طراحی شده است.پس از اتصال کابل تغذیه DCU  به تغذیه کننده های ترانسفورماتور، دستگاه با استفاده از تکنیک PLC (Power Line Carrier  ) از طریق خط برق یا R/B های تحت پوشش پست برق که در کنار کنتورهای مشترکین نصب شده اند ارتباط برقرار می کند.

:(Data Concentrator System) DCS  این دستگاه مانند DCUدر پست برق نصب می شود وعلاوه بر کارائی هایDCU شبیه به یک مالتی پلکسر نیز عمل می کند. این ویژگی کامپیوتر مرکز را قادر می سازد تا از طریق خط تلفن پست، ضمن ارتباط با DCS و استفاده از آن به عنوان یک DCU از طریق دریچه های اضافی این دستگاه از کانال سیم کشی مستقیم نصب شده بین پستهای مجاور، به هشت DCU دیگر دسترسی پیدا کند. استفاده از DCS موجب کاهش نیاز به خط تلفن خواهد شد. DCS همچنین می تواند کار مدیریت و حفظ اطلاعات از بالا به پائین یا برعکس را نیز انجام دهد.  DCS قابلیت به روز شدن از طریق خط تلفن را دارد.

Bridge: هر جا که نیاز به ارتباط ما بین دو نقطه الکتریکی غیر متصل باشد، Bridge کاربرد دارد. به مانند یک پل ارتباطی عمل می کند و می تواند دو خط ولتاژ پایین یا یک خط ولتاژ پائین و یک خط غیر فعال را به یکسان به یکدیگر متصل نماید. Bridge رهائی از محدودیتهای توپولوژی شبکه توزیع برق را ممکن می سازد.

Host: درواقع کامپیوتری است مستقر در مرکز که با نرم افزار های ویژه قرائت خودکار (AMR) تجهیز گردیده است. ارتباط مرکز با DCU ها وDCS ها و نهایتا”R/B Box ها از طریق مودم انجام می پذیرد. Host به کمک نرم افزار ویژه خود، اطلاعات و فرامین مورد نظر برای اعمال در R/B های هدف را به طور مستقیم از اپراتور یابرنامه های دیگر می پذیرد و پس از تبدیل آن به صورت مناسب برای اجرا به واحدهای DCS و DCU ارسال می دارد.

اجرای اولین طرح رادیویی قرائت کنتور برق در کشور

با اجرای این طرح می‌توان با توجه به امکانات خاص کنتور، قطع و وصل مجدد، اعلام آلارم و قرائت آن را از طریق سیستم رادیویی انجام داد و همچنین هر گونه تغییرات و تنظیمات را در کنتورهای مشترکین اعمال کرد.

از مزیت‌ها وقابلیت‌های این طرح می‌توان به قرائت میزان انرژی مصرفی مشترک ، قرائت مقادیر کیفیت توان قرائت و ثبت دستکاری‌ها و امکان اعمال انواع روش‌های مختلف فروش انرژی با تعرفه‌های گوناگون اشاره کرد.

با اجرای این طرح می‌توان از هر گونه سوء استفاده و بهره‌برداری غیر مجاز از شبکه برق کشور جلوگیری کرد و با اعمال مدیریت صحیح و قانونمند شدن قرائت کنتور در دوره‌های کوتاه‌تر و دقت کامل با این روش، اشتباهات ناشی از روش کنتور نویسی سنتی از بین خواهد رفت.

دانشور افزود: در مرحله اول، اجرای ان طرح در مورد ۱۰ مشترک به صورت آزمایشی با موفقیت صورت گرفت و درمرحله دوم اجرای آن در ۳ هزار واحد دیگر در حال اقدام است و از محل نصب آنتن مرکزی رادیویی تا شعاع ۲۵ کیلومتری کنترل مشترکین امکان پذیر بوده و حتی در شرایط جوی مساعد این سیستم تا شعاع ۵۰ کیلومتر را پوشش می‌دهد.

این فاصله در صورت استفاده از تکرار کننده می‌تواند تا شعاع ۱۰۰ کیلومتری نیز افزایش یابد.

با اشاره به همکاری‌های گسترده وتمایل ویژه “وزارت نیرو ” به اجرای این طرح در صورت توسعه این طرح در سایر مناطق کشور مشکل مراجعه به مشترکین از بین می‌رود و دوره قرائت کنتورها بنا به ضرورت کاهش یا افزایش خواهد یافت.

اجرای این طرح علاوه بر مزایای یاد شده اشاعه فرهنگ پرداخت به موقع هزینه برق، حذف هزینه‌های نیروی انسانی برای قرائت کنتورها و در مقطع زمانی دلخواه با در اختیار داشتن تمامی اطلاعات مربوط به کیفیت توان و امکان اعمال مدیریت مصرف و کاهش تلفات را نیز به همراه خواهد داشت.

با توجه به قابلیت‌ کنتورهای مورد استفاده در این طرح می‌توان مقادیر مختلف کیفیت توان نظیر ولتاژ، جریان، فرکانس و هارمونیک را به صورت لحظه‌ای و دوره‌ای اندازه گیری و قرائت کرد و مواردی مانند قطع فازها به صورت جداگانه یا مجموعه، برداشتن پوشش ترمینال و برداشتن پوشش اصلی و تغییر در تنظیمات را ثبت کرد.

با توجه به بررسی انجام شده این طرح در مناطق دیگر کشور از جمله  شهرهای تهران، زنجان، ارومیه و سمنان اجرا خواهد شد و به تدریج با انجام مطالعات امکان سنجی به سایر نقاط کشور کشور گسترش خواهد یافت.

در حال حاضر این طرح در شهرک‌های مسکونی دوبی آماده امضای قرار داده است و گروه صنعتی پادرعد مصمم است همزمان با اجرای این طرح در داخل کشور اجرای آن را در سایر کشورهای همسایه و منطقه ادامه دهد .

 

دنیای صنعت برق