كنتور چيست :

كنتور وسيله اي است كه مقدار انرژي الكتريكي را اندازه گيري مي كند و بر حسب كيلو وات ساعت (ژول) نشان مي دهد.

واحد اندازه گيري :

معمولاً واحد اندازه گيري در كنتور كيلووات ساعت (kwh) مي باشد كه برابر است با مقدار انرژي استفاده شده توسط يك بار يك كيلو واتي در طي يك ساعت يا ۳۶۰۰۰۰۰ ژول. بعضي از شركتها نيز از واحد مگا ژول استفاده مي كنند. توان راكتيو نيز با واحد كيلو وار ساعت(kvarh) اندازه گيري مي شود.

اساس كار كنتور چيست?

نحوه نصب كنتور تكفاز در مدار چگونه است ؟

انواع كنتور كدامند ؟

كنتور هاي پيشرفته چگونه كار مي كنند ؟

كنتور ها بر اساس نيروي الكترومغناطيس عمل مي كنند . مي دانيم كه اگر از يك سيم پيچ جريان برق بگذرد در اطراف آن  ميدان ايجاد مي شود.

اساس كار كنتور چيست ؟

كنتور ها بر اساس نيروي الكترومغناطيس عمل مي كنند . مي دانيم كه اگر از يك سيم پيچ جريان برق بگذرد در اطراف آن يك ميدان مغناطيسس ايجاد مي شود كه شدت و جهت اين ميدان به جريان عبوري از سيم پيچ بستگي دارد. در كنتور هاي تكفاز دو دسته سيم پيچ وجود دارد كه يكي از آنها داراي تعداد دور كم و قطر بيشتر نسبت به ديگري است. سيم پيچ ضخيمتر با دور كمتر را سيم پيچ جريان و ديگري را سيم پيچ ولتاژ مي نامند.

نحوه نصب كنتور تكفاز در مدار چگونه است ؟

سيم فاز را به سر سيم پيچ جريان وصل نموده و از سر ديگر آن فاز را مي گيرند . و دو سر سيم پيچ ولتاژ را به فاز و نول وصل مي كنند . زماني كه مصرف كننده اي به كنتور وصل مي شود جريان از سيم فاز و نول مي گذرد . بعبارت ديگر جريان مصرف كننده از سيم پيچ جريان مي گذرد و در آن يك ميدان مغناطيسي ايجاد مي كند . سيم پيچ ولتاژ كه هميشه به برق وصل است و داراي يك ميدان مغناطيسي ثابت است كه مقدار آن هيچ ارتباطي به مصرف كننده متصل شده به كنتور ندارد . اين دو ميدان مغناطيسي بر هم اثر كرده و سبب ايجاد نيروي حركتي در صفحه آلومينيومي درون كنتور مي شود . سرعت حركت اين صفحه با جريان مصرف كننده رابطه مستقيم دارد . اين حركت توسط يك محور و چرخ دنده به يك شماره انداز يا نمراتور ارتباط دارد و بر اساس گردش آن شماره ها زياد مي شود . اين شماره ها بجز رقم اول ميزان كاركرد كنتور يا همان مصرف انرژي الكتريكي را بر حسب كيلو وات ساعت نشان ميدهند .البته درون كنتور قطعات ديگري هم نظير : آهنرباي سرعت گير و پيچهاي تنظيم و … وجود دارند كه ما از توضيح آنها صرف نظر كرده ايم .

انواع كنتور كدامند ؟

براي مصارف خانگي دو نوع كنتور تكفاز و سه فاز بطور عام وجود دارند كه در دسته بندي كنتورها به نوع اكتيو معروفند . اما در مصارف صنعتي مي توان به كنتورهاي راكتيو و كنتورهاي دو تعرفه اشاره كرد كه در جلسات قبل مختصري در باره آنها توضيح داده ايم .

كنتور هاي پيشرفته چگونه كار مي كنند ؟

در كشورهاي برخوردار از تكنولوژي ديگر كنتور نويسي به مفهوم رايج آن در ايران منسوخ شده است . در اين كشورها كه پول الكترونيكي بسيار رايج است از كنتورهاي هوشمند كه در بازه هاي زماني خاص ميزان مصرف را مشخص كرده و به ادارات برق گزارش مي دهند استفاده مي شود . اين كنتورها ميزان مصرف را از طريق همان خطوط برقي كه آنرا مي رسانند به توزيع كننده اطلاع مي دهند و شركتهاي فروشنده برق نيز بطور خودكار از حساب مصرف كننده برداشت مي كنند . در صورت موجود نبودن حساب و پس از اخطارهاي كتبي از طريق فرمان از راه خطوط برق بصورت خودكار كنتور برق مشترك را قطع مي كند و مشترك پس از پرداخت هزينه مي تواند از خدمات شركت فروشنده استفاده كند.

كنتورها متناسب با حجم و دقت مورد نظر در انواع مختلف جابجايي و توربيني طراحي ميگردند. كنتورهاي جابجايي حجم گاز را به حجم هاي ثابتي تقسيم نموده و در واقع ميتوان گفت حجم گاز را به صورت پيمانه اي اندازه گيري مي نمايند و خود با اشكال:

– كنتور رفت و برگشت پيستوني

– كنتور مرطوب

– كنتور ديافراگمي

– كنتور پره هاي چرخان

– كنتور روتوسيلي

ارايه مي گردند .

گروه الكترونيك قدرت دانشكده ي مهندسي دانشگاه سوانسي يكي از پيشرفته ترين كنتورهاي هوشمند برق را توسعه داده اند و هم اكنون سالانه حدود ۱٫۵ مگاوات ساعت «برق سبز» رايگان براي دانشگاه تامين مي نمايند كه مقدار كربن مصرفي آن را كاهش مي دهد.

اين گروه، كه در مركز طراحي سيستم هاي الكترونيكي جاي گرفته است، نمونه ي كنتور هوشمند خود را براي نشان دادن پتانسيل موجود در فن آوري هاي اندازه گيري برق در آينده ي نزديك، به اجرا درآورده است.

كنتور هوشمند به عنوان نقطه ي مركزي ثبت انرژي شخصي يك مصرف كننده مي باشد كه ميزان مصرف آن ها را نظارت كرده، اطلاعاتي را مي دهد كه نه فقط از طريق روش سنتي خواندن توان بلكه به صورت يك روش كاربرپسند توسط نمايش گرافيك هاي انيميشني از پول بر روي صفحه نمايش بزرگ روي كنتور مي باشد.

اين كنتور جديد حتي يك قدم جلوتر از ديگر كنتورهاي هوشمند رايج مي رود به طوري كه مدارات برق افراد را در خانه مورد نظارت قرار مي دهد كه شامل روشنايي راه پله ها و سوكت هاي آشپزخانه مي شود.

اين گروه معتقد است كه امكان نظارت بر كاربردهاي انحصاري ديگري نيز در صورت بهره گيري بيشتر از فن آوري خواهد بود.

نمايش اطلاعات مربوط به مصرف با استفاده از توانايي نشان دادن توان توليد شده از فن آوري هاي ميكرو-تجديدپذير به شكل plug and play تكميل خواهد شد، مشابه آنچه در صفحات خورشيدي معمولي و توربين هاي بادي موجود به چشم مي خورد.

در واقع اين كار تلاشي براي ايجاد روشي با نصب ساده و آسان براي مردمي مي باشد كه هيچ تجربه اي در الكترونيك قدرت ندارند.

كنتور هوشمند به تعدادي از صفحات خورشيدي روي پشت بام ساختمان مهندسي دانشگاه از طريق يك مبدل توان متصل گشت.

توان تحويل داده شده از صفحات خورشيدي درون كنتور مورد نظارت قرار گرفت تا امكان بررسي «انرژي سبز» توليد شده با استفاده از يك روش ساده فهم مهيا گردد.

اين امر نشانه هاي واضحي را در اختيار قرار مي دهد كه آيا اين فن آوري تجديدپذير خريدي منفعت دار بوده است و كارايي مالي لازم را نسبت به سرمايه گذاري اوليه دارد يا خير.

اين كنتور همچنين توانايي هاي ارتباطي نيز دارد كه امكان خوانش در لحظه ي ميزان مصرف و توليد توان را براي توليدكننده ي برق و مصرف كننده آن از طريق صفحات وب، نمايشگرهاي بي سيم خانگي يا به شكل بالقوه حتي از طريق يك كانال تلويزيوني ميسر مي سازد.

ريچارد لويس، محقق و مدير گروه كنتور هوشمند سوانسي، گفت: “زمان خود-رضايتمندي به پايان رسيده است! دانشگاه سوانسي، با گروه و ابتكارات خود، تلاشي را در جهت مبدل ساختن آگاهي از انرژي به عنوان اولويتي برتر رهري مي نمايد و در حال كار براي تامين ابزار انجام آن مي باشد.”

علاقه مندي به فن آوري هاي اندازه گيري هوشمند در تعدادي از تلويزيون هاي تجاري بوجود آمده است كه نشانه ي توجه قسمت تجاري به كنتورهاي هوشمند مي باشد اما در بخش مسكوني هنوز راه زيادي در پيش روست.

نمونه هاي آزمايشي در مقياس كوچك هنوز ددر دست بررسي است و با استفاده از كنتورهاي هوشمند در بخش مسكوني چند سالي فاصله داريم.

گروه سوانسي در نظر دارد از پيش گامان انگلستان در ارائه ي فن آوري هاي اندازه گيري هوشمند به هواداران آن باشند. سنجش هوشمند برق يكي از بخش هاي كليدي مي باشد چرا كه امكان استفاده ي كارآمدتر و مسئولانه تري را فراهم مي آورد.

سيستم خودكار كنترل و قرائت كنتور برق از راه دور پويا AMR

قرائت كنتور و ثبت مصرف برق مشتريان به روشهاي متداول كاري است وقت گير، خسته كننده و توام با خطا كه از دغدغه هاي اصلي هر شركت توزيع برق به حساب مي آيد. (Automatic Meter Reading) AMR يا قرائت خودكار كنتور راه كاري است براي حل اين معضل. دريك سيستم AMR ايده آل تمامي كنتورهاي برق يك شهر از يك مركز واز راه دور بطور خودكار قرائت مي شود و صورتحساب مشتريان نيز بدون خطا وبطور خودكار توليد مي گردد. مضاف بر آن، جريان برق مشتريان بدحساب هم از راه دور قطع و وصل مي گردد.

چه چيزي بيش از اين يك شركت توزيع برق را به وجد مي آورد كه بتواند در تمامي ساعات شبانه روز، مصرف برق يكايك مشتركين خود را از راه دور و از يك مركز از مسيري مطمئن، سريع، گسترده، از پيش نصب وراه اندازي شده و همواره در دسترس قرائت نمايد. تكنيك (Power Line Carrier) PLC يا انتقال اطلاعات از طريق جريان برق اين امكان را فراهم آورده است.

سيستم AMR ابدائي شركت پويا  از تمامي ويژگيهاي پيش گفته برخوردار است. اين سيستم با استفاده از شبكه برق شهري اطلاعات كنتور هاي برق مشتركين را بطور اتوماتيك واز راه دور در زمانهاي دلخواه قرائت مي كند، صورتحساب بدون خطا توليد مي كند و برق مشتركين بد حساب را قطع و وصل مي كند. از مزاياي سيستم پويا

مي توان مواردزير را برشمرد:

• استفاده از شبكه برق شهري جهت انتقال اطلاعات مصرف مشتركين
• كاهش هزينه و سرعت قرائت كنتور با توجه به دردسترس بودن شبكه سيم كشي برق شهري
• از بين بردن خطاي قرائت
• قرائت در تمامي ساعات شبانه روز
• امكان اعمال چند تعرفه بر اساس ميزان مصرف مشترك در ساعات مختلف
• امكان قطع و وصل برق مشتركين از راه دور
• امكان پيش فروش برق
• امكان كنترل و بهينه سازي منحني مصرف
• امكان متعادل سازي بار فازها

  سيستم و تجهيزاتي كه پويا به اين منظور طراحي و توليد نموده است عبارتند از:

PULSAR: اين دستگاه براي نصب درون كنتورهاي مكانيكي طراحي شده است و وظيفه آن توليد پالس هاي الكتريكي با مضربي صحيح از ميزان مصرف اندازه گيري شده توسط شمارنده كنتور است. قطعه اي است شامل چند سنسور و مداري هوشمند، با دوام، با دقت و مقاوم در برابر تاثيرات محيطي. براي كنتور هاي الكترونيكي نيازي به اين قطعه نيست زيرا سيگنالهاي مربوطه معمولا به عنوان يكي از خروجي هاي كنتور قابل دسترس مي باشد.

: R/B دستگاهي است كه در كنار كنتور مشترك برق نصب مي شود و با دريافت پالسهاي مصرف از خروجي كنتورهاي ديجيتالي يا از PULSAR در كنتورهاي مكانيكي آنها را مي شمارد ودر حافظه غير فرار خود حفظ مي كند. نگهداري مقادير قرائت شده به روش آينه كردن اطلاعات انجام مي شود تا در شرايط مختلف وضعيت برق محفوظ بماند. R/B بطور مداوم آماده دريافت دستورات اجرائي از مركز است. قرائت يا قطع و وصل كنتور مشتركين از مهمترين اين دستوراتند. R/B دستورات را از طريق خط برق كه تغذيه آنرا نيز تامين مي كند دريافت مي نمايد. هرR/B يك شناسه منحصر به فرد دارد و رايانه مركز آن را به همين وسيله شناسائي مي كند.

R/B BOX: دستگاهي است متشكل از يك R/B و يك كنتور الكترونيكي كه داخل يك محفظه قرار گرفته اند. R/B BOX به عنوان يك كنتور فرمان پذير در محل مشترك برق قابل نصب مي باشد.

:(Data Collecting Unit) DCU

اين دستگاه براي استقرار در پست هاي برق و به منظور برقراري ارتباط بين كامپيوتر مركز با R/B  هاي منصوب زير پست طراحي شده است.پس از اتصال كابل تغذيه DCU  به تغذيه كننده هاي ترانسفورماتور، دستگاه با استفاده از تكنيك PLC (Power Line Carrier  ) از طريق خط برق يا R/B هاي تحت پوشش پست برق كه در كنار كنتورهاي مشتركين نصب شده اند ارتباط برقرار مي كند.

:(Data Concentrator System) DCS  اين دستگاه مانند DCUدر پست برق نصب مي شود وعلاوه بر كارائي هايDCU شبيه به يك مالتي پلكسر نيز عمل مي كند. اين ويژگي كامپيوتر مركز را قادر مي سازد تا از طريق خط تلفن پست، ضمن ارتباط با DCS و استفاده از آن به عنوان يك DCU از طريق دريچه هاي اضافي اين دستگاه از كانال سيم كشي مستقيم نصب شده بين پستهاي مجاور، به هشت DCU ديگر دسترسي پيدا كند. استفاده از DCS موجب كاهش نياز به خط تلفن خواهد شد. DCS همچنين مي تواند كار مديريت و حفظ اطلاعات از بالا به پائين يا برعكس را نيز انجام دهد.  DCS قابليت به روز شدن از طريق خط تلفن را دارد.

Bridge: هر جا كه نياز به ارتباط ما بين دو نقطه الكتريكي غير متصل باشد، Bridge كاربرد دارد. به مانند يك پل ارتباطي عمل مي كند و مي تواند دو خط ولتاژ پايين يا يك خط ولتاژ پائين و يك خط غير فعال را به يكسان به يكديگر متصل نمايد. Bridge رهائي از محدوديتهاي توپولوژي شبكه توزيع برق را ممكن مي سازد.

Host: درواقع كامپيوتري است مستقر در مركز كه با نرم افزار هاي ويژه قرائت خودكار (AMR) تجهيز گرديده است. ارتباط مركز با DCU ها وDCS ها و نهايتا”R/B Box ها از طريق مودم انجام مي پذيرد. Host به كمك نرم افزار ويژه خود، اطلاعات و فرامين مورد نظر براي اعمال در R/B هاي هدف را به طور مستقيم از اپراتور يابرنامه هاي ديگر مي پذيرد و پس از تبديل آن به صورت مناسب براي اجرا به واحدهاي DCS و DCU ارسال مي دارد.

اجراي اولين طرح راديويي قرائت كنتور    برق در كشور

با اجراي اين طرح مي‌توان با توجه به امكانات خاص كنتور، قطع و وصل مجدد، اعلام آلارم و قرائت آن را از طريق سيستم راديويي انجام داد و همچنين هر گونه تغييرات و تنظيمات را در كنتورهاي مشتركين اعمال كرد.

از مزيت‌ها وقابليت‌هاي اين طرح مي‌توان به قرائت ميزان انرژي مصرفي مشترك ، قرائت مقادير كيفيت توان قرائت و ثبت دستكاري‌ها و امكان اعمال انواع روش‌هاي مختلف فروش انرژي با تعرفه‌هاي گوناگون اشاره كرد.

با اجراي اين طرح مي‌توان از هر گونه سوء استفاده و بهره‌برداري غير مجاز از شبكه برق كشور جلوگيري كرد و با اعمال مديريت صحيح و قانونمند شدن قرائت كنتور در دوره‌هاي كوتاه‌تر و دقت كامل با اين روش، اشتباهات ناشي از روش كنتور نويسي سنتي از بين خواهد رفت.

دانشور افزود: در مرحله اول، اجراي ان طرح در مورد ۱۰ مشترك به صورت آزمايشي با موفقيت صورت گرفت و درمرحله دوم اجراي آن در ۳ هزار واحد ديگر در حال اقدام است و از محل نصب آنتن مركزي راديويي تا شعاع ۲۵ كيلومتري كنترل مشتركين امكان پذير بوده و حتي در شرايط جوي مساعد اين سيستم تا شعاع ۵۰ كيلومتر را پوشش مي‌دهد.

اين فاصله در صورت استفاده از تكرار كننده مي‌تواند تا شعاع ۱۰۰ كيلومتري نيز افزايش يابد.

با اشاره به همكاري‌هاي گسترده وتمايل ويژه “وزارت نيرو ” به اجراي اين طرح در صورت توسعه اين طرح در ساير مناطق كشور مشكل مراجعه به مشتركين از بين مي‌رود و دوره قرائت كنتورها بنا به ضرورت كاهش يا افزايش خواهد يافت.

اجراي اين طرح علاوه بر مزاياي ياد شده اشاعه فرهنگ پرداخت به موقع هزينه برق، حذف هزينه‌هاي نيروي انساني براي قرائت كنتورها و در مقطع زماني دلخواه با در اختيار داشتن تمامي اطلاعات مربوط به كيفيت توان و امكان اعمال مديريت مصرف و كاهش تلفات را نيز به همراه خواهد داشت.

با توجه به قابليت‌ كنتورهاي مورد استفاده در اين طرح مي‌توان مقادير مختلف كيفيت توان نظير ولتاژ، جريان، فركانس و هارمونيك را به صورت لحظه‌اي و دوره‌اي اندازه گيري و قرائت كرد و مواردي مانند قطع فازها به صورت جداگانه يا مجموعه، برداشتن پوشش ترمينال و برداشتن پوشش اصلي و تغيير در تنظيمات را ثبت كرد.

با توجه به بررسي انجام شده اين طرح در مناطق ديگر كشور از جمله  شهرهاي تهران، زنجان، اروميه و سمنان اجرا خواهد شد و به تدريج با انجام مطالعات امكان سنجي به ساير نقاط كشور كشور گسترش خواهد يافت.                                                                                     

در حال حاضر اين طرح در شهرك‌هاي مسكوني دوبي آماده امضاي قرار داده است و گروه صنعتي پادرعد مصمم است همزمان با اجراي اين طرح در داخل كشور اجراي آن را در ساير كشورهاي همسايه و منطقه ادامه دهد