전기 미터

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전기 계량기, 전기 계량기, 전기 계량기, 에너지 계량기 또는 킬로와트시 계량기는 주택, 사업장 또는 전력 장치에 의해 소비되는 전기 에너지의 양을 측정하는 장치입니다.

전기 미터 또는 에너지 미터기는 시간 간격 동안 소비되는 총 전력을 측정합니다.

전기사업자는 고객의 구내에 설치된 전기계량기를 과금 및 감시 목적으로 사용한다.일반적으로 과금 단위로 보정되며, 가장 일반적인 것은 킬로와트시(kWh)입니다.일반적으로 청구 기간마다 한 번씩 읽습니다.

특정 기간 동안 에너지 절약을 원하는 경우, 일부 계량기는 일정 간격 동안 최대 전력 사용량인 수요를 측정할 수 있습니다."하루 중 시간" 측정 기능을 사용하면 하루 동안 전기 요금을 변경할 수 있으며, 고비용 기간과 비피크, 저비용 기간 동안의 사용을 기록할 수 있습니다.또한 일부 영역에는 피크 부하 ^[1]기간 동안 수요 응답 부하 감소를 위한 릴레이가 있습니다.

역사

직류

1880년대에 전기 에너지의 상업적 사용이 확산되면서, 매달 일정한 수의 램프를 청구하는 대신, 당시 기존의 가스 계량기와 유사한 전기 에너지 계량기가 소비자들에게 적절하게 청구되어야 하는 것이 점점 더 중요해졌다.

암페어 시간 단위로 측정된 DC 미터.공급기의 전압이 실질적으로 일정하게 유지되어야 하기 때문에, 미터기의 판독값은 실제 소비된 에너지에 비례했습니다.예를 들어 미터기가 200볼트 전원에서 100암페어 시간이 소비되었다고 기록했다면 20kW의 에너지가 공급된 것입니다.

많은 종류의 실험용 계량기가 개발되었습니다.Thomas Edison은 처음에는 직류(DC) 전기기계계를 직접 판독 레지스터로 작업했지만, 대신 전해전지를 사용하여 전류 소비량을 합산하는 전기화학 계량 시스템을 개발했습니다.정기적으로 플레이트를 분리하여 무게를 달아 고객에게 청구합니다.전기화학 계량기는 읽기에 노동 집약적이어서 고객들로부터 호응을 얻지 못했습니다.

영국에서 사용된 초기 형태의 전기화학 계량기는 '이유' 계량기였다.이것은 수직으로 설치된 유리 구조물과 미터기 상단에 수은 저장고로 구성되었습니다.전류가 공급에서 유입됨에 따라 전기화학적 작용에 의해 수은이 기둥의 바닥으로 이동되었습니다.다른 모든 DC 미터와 마찬가지로 암페어 시간을 기록했습니다.일단 수은 저장조가 고갈되면, 계량기는 개방 회로가 되었다.따라서 소비자는 추가 전력 공급에 대한 비용을 지불해야 했고, 공급자의 대리인은 미터기를 장착에서 해제하고 수은을 저장소와 공급 장치에 복구하는 방식으로 미터기를 뒤집어야 했습니다.실제로 소비자는 공급 물량이 소진되기 전에 공급 회사의 대리인을 불러들여 저울에서 읽은 소비 요금에 대해서만 지불하게 된다.그런 다음 에이전트는 미터기를 반대로 돌려서 0으로 재설정합니다.

1885년 Ferranti는 가스 미터와 유사한 레지스터를 가진 수은 모터 미터기를 제공했습니다. 이는 소비자가 미터기를 쉽게 읽고 ^[2]소비량을 확인할 수 있다는 장점이 있었습니다.최초의 정확하고 기록적인 전기 소비 측정기는 1883년에 특허를 취득한 헤르만 아론 박사가 만든 DC 미터기였습니다.영국 제너럴 일렉트릭 컴퍼니의 휴고 허스트는 ^[3]1888년부터 그것을 영국에 상업적으로 도입했다.아론의 미터기는 시간 경과에 따른 총 충전량을 기록하여 시계 다이얼에 표시하였다.

교류

헝가리 오토 블라시의 특허를 기반으로 생산되고 그의 이름을 딴 AC 킬로와트 시계의 첫 표본은 1889년 가을 프랑크푸르트 박람회의 간츠 워크스에 의해 발표되었고, 첫 번째 유도 킬로와트 시계는 같은 해 말에 공장에서 이미 판매되었다.이것들은 블래시 ^[4]미터라는 이름으로 알려진 최초의 교류 전력 측정기였다.현재 사용되는 AC 킬로와트시계는 Blatty의 최초 ^[5][6][7][8]발명과 동일한 원리로 작동합니다.1889년경 미국 제너럴 일렉트릭 회사의 Elihu Thomson은 무쇠 정류자 모터에 기초한 기록 전력계(와트시계)를 개발했습니다.이 계량기는 전기화학적 유형의 단점을 극복하고 교류 또는 ^[9]직류에서도 작동할 수 있습니다.

1894년 Westinghouse Electric Corporation의 Oliver Shallenberger는 ^[11][12]회로 내 전력에 비례하는 회전 속도를 가진 유도 디스크를 사용하여 AC 암페어 시간계에만 사용되었던 유도 원리를 적용하여 현대 전기 기계 형태의 와트 시간계를 생산했습니다.블래시미터는 2상 ^[5]모터미터라는 점에서 샬렌버거 및 톰슨미터와 유사했다.유도계는 교류에만 작동하지만, Thomson 설계의 섬세하고 성가신 정류자를 제거했습니다.샬렌버거는 병에 걸려 초기 크고 무거운 디자인을 다듬을 수 없었지만 다상 버전도 개발했습니다.

단위

전기 미터에서 가장 일반적인 측정 단위는 킬로와트 시 [kWh]로, 1시간 동안 1킬로와트 부하가 사용하는 에너지 양(3600,000줄)과 같습니다.일부 전기 회사는 대신 SI 메가줄(Megajoule)을 사용한다.

수요는 보통 와트 단위로 측정되지만 일정 기간(대부분은 15분 또는 30분) 동안 평균됩니다.

무효 전력은 "수천 볼트-암페어 무효 시간", (kvarh) 단위로 측정됩니다.관례상 모터와 같은 "지연" 또는 유도성 부하는 양의 무효 전력을 가집니다."선도" 즉 용량성 부하는 음의 무효 ^[13]전력을 가집니다.

전압 암페어는 무효 및 실제를 포함하여 배전망을 통과하는 모든 전력을 측정합니다.이는 제곱근 평균 볼트와 암페어의 곱과 같습니다.

부하에 의한 전류의 왜곡은 몇 가지 방법으로 측정됩니다.역률은 전압 전류에 대한 저항(또는 실제) 전력의 비율입니다.용량성 부하는 선행 역률을 가지며 유도성 부하는 지연 역률을 가진다.순수 저항 부하(예: 필라멘트 램프, 히터 또는 주전자)는 역률 1을 나타냅니다.전류 고조파는 파형 왜곡의 척도입니다.예를 들어 컴퓨터 전원장치와 같은 전자부하는 전압피크에서 전류를 끌어당겨 내부 저장소자를 채웁니다.이로 인해 공급 전압 피크 부근에서 전압 강하가 현저하게 발생할 수 있으며, 이는 전압 파형의 평탄화로 나타납니다.이러한 평탄화로 인해 특정 한계를 초과할 경우 허용되지 않는 홀수 고조파가 발생하는데, 이는 낭비적일 뿐만 아니라 다른 기기의 작동을 방해할 수 있기 때문입니다.조화 방출은 EU 및 기타 국가에서 법에 의해 지정된 한계 내에 속하도록 규정되어 있다.

사용된 에너지량에 기반한 계량 외에 다른 유형의 계량도 사용할 수 있습니다.암페어 시간계라고 하는, 사용된 전하량(컬럼브)을 측정하는 미터는, 전기화의 초기 단계에서 사용되었습니다.이러한 전압은 에너지 사용량을 정확하게 측정하기 위해 일정하게 유지되는 공급 전압에 의존하며, 이는 대부분의 공급 장치에서는 있을 수 없는 상황이었다.가장 일반적인 적용은 대형 배터리의 충전/방전 상태를 모니터링하는 특수 목적 계량기와 관련된 것이었다.일부 계량기는 전압이나 전류의 크기를 측정하지 않고 전하가 흐르는 시간 길이만 측정했습니다.이는 부하가 높은 애플리케이션에만 적합하며 오늘날에는 거의 사용되지 않습니다.

작동

전기 계량기는 순간 전압(볼트)과 전류(암페어)를 지속적으로 측정하여 사용되는 에너지(줄, 킬로와트시 등)를 제공합니다.소규모 서비스(소규모 거주 고객 등)를 위한 미터기는 소스와 고객 간에 직접 직렬로 연결할 수 있습니다.약 200암페어 이상의 부하인 큰 부하에 대해서는 전류 변압기를 사용하여 서비스 도체와 일직선이 아닌 다른 곳에 계량기를 배치할 수 있습니다.미터기는 전기 기계와 전자 두 가지 기본적인 범주로 나뉩니다.

전기 기계

가장 일반적인 유형의 전기 계량기는 전기 기계식 전력량계입니다.^[14][15]

단상 교류 전원에서 전기기계식 유도계는 전자유도를 통해 비자기적이지만 전기전도성이 있는 금속디스크의 회전수를 계수하여 작동하며, 이 금속디스크는 미터를 통과하는 전력에 비례하는 속도로 회전한다.따라서 회전수는 에너지 사용량에 비례합니다.전압 코일은 미터에 등록되지 않은 약 2와트 정도의 비교적 일정한 전력을 소비합니다.전류 코일은 마찬가지로 흐르는 전류의 제곱에 비례하여 소량의 전력을 소비합니다. 일반적으로 최대 부하에서 최대 2와트까지 소비합니다. 이 전력은 미터기에 기록됩니다.

디스크는 유도 코일 2세트에 의해 작동하며, 유도 코일 2세트는 사실상 2상 선형 유도 모터를 형성합니다.한쪽 코일은 전압에 비례하여 자속을 생성하고 다른 한쪽 코일은 전류에 비례하여 자속을 생성하도록 연결되어 있습니다.전압 코일의 자기장은 코일의 유도 특성으로 인해 90도 지연되며, 지연 ^[16]코일을 사용하여 보정됩니다.이로 인해 디스크에서 와전류가 생성되고 그 효과는 순간 전류와 순간 전압의 곱에 비례하여 디스크에 힘이 가해집니다.영구 자석은 와전류 브레이크 역할을 하며 디스크의 회전 속도에 비례하는 역력을 발휘합니다.이 두 반대되는 힘 사이의 균형은 원판이 에너지 사용의 전력 또는 속도에 비례하는 속도로 회전하게 합니다.디스크는 자동차의 주행 기록계처럼 총 에너지 측정을 위해 회전수를 계산하는 레지스터 메커니즘을 구동합니다.

위상 구성에 따라 추가 전압 및 전류 코일이 사용됩니다.

디스크는 레지스터를 구동하는 웜 기어가 있는 스핀들에 의해 지지됩니다.레지스터는 사용되는 에너지의 양을 기록하는 일련의 다이얼입니다.다이얼은 사이클로미터 타입, 즉 각 다이얼에 대해 한 자리 숫자가 미터 면의 창을 통해 표시되는 주행 기록계 타입의 디스플레이 또는 포인터가 각 자리를 나타내는 포인터 타입의 디스플레이입니다.다이얼 포인터 타입의 경우, 인접한 포인터는 일반적으로 기어링 메커니즘으로 인해 반대 방향으로 회전합니다.

디스크의 1회전으로 표시되는 에너지의 양은 회전당 와트 시간 단위로 표시되는 기호 Kh로 표시됩니다.값 7.2는 일반적으로 볼 수 있습니다.Kh 값을 사용하면 디스크를 스톱워치로 타이밍을 맞추면 언제든지 소비전력을 확인할 수 있습니다.

${\displaystyle P}$ ${\displaystyle =}$ ${\displaystyle \frac{3600}{}}$ ${\displaystyle \frac{}{}}$t {\$displaystyle$ P$=cdot$ Kh} \$over$ t$\}$$$。

장소:

t = 디스크가 1회전을 완료하는 데 걸리는 시간(초 단위)

P = 전력(와트)입니다.

예를 들어 위와 같이 Kh = 7.2이고 14.4초 동안 1회전이 일어난 경우 전력은 1800와트입니다.이 방법은 가정용 기기를 하나씩 켜서 전력 소비량을 결정하는 데 사용할 수 있다.

대부분의 가정용 전기 계량기는 전력 회사의 대표자 또는 고객이 수동으로 판독해야 합니다.고객이 미터기를 판독하는 경우, 판독치는 전화, 우편 또는 인터넷을 통해 전력 회사에 제공될 수 있습니다.일반적으로 전기회사는 고객이 제공한 측정값을 확인하고 계량기의 기본 안전 점검을 위해 최소 1년에 한 번 이상 회사 대표의 방문을 요구합니다.

유도식 계량기에서 크리프는 정밀도에 악영향을 미칠 수 있는 현상으로 전위가 인가된 상태에서 계량기 디스크가 연속적으로 회전하고 부하 단자가 개방될 때 발생한다.크리프로 인한 오류 테스트는 크리프 테스트라고 합니다.

북미용 ANSI C12.20과 IEC 62053의 두 가지 표준이 미터 정확도를 통제합니다.

전자의

전자계량기는 LCD나 LED 디스플레이에 사용되는 에너지를 표시하며, 일부는 판독치를 원격지에 전송할 수도 있습니다.전자계량기는 사용된 에너지 측정 외에도 사용 수요의 순간 및 최대 속도, 전압, 역률 및 사용된 무효 전력 등 부하 및 공급의 다른 매개변수를 기록할 수 있습니다.또, 온피크 시간대와 오프피크 시간대에 소비되는 전력량을 기록하는 등, 시간대별 과금도 서포트할 수 있습니다.

미터기에는 전원 공급 장치, 미터링 엔진, 처리 및 통신 엔진(마이크로 컨트롤러) 및 실시간 클럭(RTC), 액정 디스플레이, 적외선 통신 포트/모듈 등의 기타 추가 모듈이 있습니다.

미터링 엔진에는 전압 및 전류 입력이 제공되며 전압 기준, 샘플링기 및 정량기가 있으며, 이어서 아날로그-디지털 변환 섹션이 있어 모든 입력의 디지털화된 등가물을 산출합니다.그런 다음 이러한 입력은 디지털 신호 프로세서를 사용하여 처리되어 다양한 계량 파라미터를 계산합니다.

미터기의 장기 오류의 가장 큰 원인은 프리암프 내의 드리프트이며, 그 다음으로 전압 기준의 정밀도입니다.둘 다 온도에 따라 다르며 야외에 있을 때 크게 변합니다.이러한 특성을 파악하고 이를 보완하는 것이 미터 설계의 주요 부분입니다.

처리 및 통신 부문은 미터링 엔진에서 생성된 디지털 값에서 다양한 파생 수량을 계산하는 역할을 합니다.또한 다양한 프로토콜을 사용하여 통신하고 슬레이브로 연결된 다른 애드온 모듈과의 인터페이스를 담당합니다.

RTC 및 기타 애드온 모듈은 다양한 입출력 기능을 위해 처리 및 통신 섹션에 슬레이브로 부착됩니다.현대식 미터기에서는 RTC, LCD 컨트롤러, 온도 센서, 메모리, 아날로그-디지털 컨버터 등 마이크로프로세서 내부에 이 모든 것이 구현됩니다.

커뮤니케이션 방법

원격 미터 판독은 원격 측정의 실질적인 예입니다.이를 통해 인체 계량기 판독기 비용과 그에 따른 실수를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 더 많은 측정과 원격 프로비저닝을 수행할 수 있습니다.현재 많은 스마트 미터에는 서비스를 중단하거나 복구하는 스위치가 포함되어 있습니다.

과거에는 회전식 미터가 KYZ 라인에 연결된 전기 접점 쌍을 사용하여 미터링 정보를 원격으로 보고할 수 있었습니다.

KYZ 인터페이스는 미터기에서 제공되는 양식 C 접점입니다.KYZ 인터페이스에서 Y와 Z 와이어는 스위치 접점이며 측정된 에너지량을 위해 K로 단락됩니다.한쪽 접점이 닫히면 다른 쪽 접점이 열리고 카운트 정확도 보안이 ^[17]제공됩니다.각 접촉 상태의 변화는 하나의 펄스로 간주됩니다.펄스의 주파수는 전력 수요를 나타냅니다.펄스 수는 에너지 ^[18]미터링을 나타냅니다.

KYZ 릴레이는 펄스를 생성합니다.KYZ라는 용어는 접점 지정인 K(공통), Y(정상 열림), Z(정상 닫힘)를 나타냅니다.전기 미터에 통합될 경우 릴레이는 미터 디스크가 완전히 또는 절반씩 회전할 때마다 상태가 변경됩니다.각 상태 변화를 "펄스"라고 합니다.외부장비에 접속했을 경우, 사용율(kW)과 총사용량(kWh)은 펄스 속도와 수로 판단할 수 있습니다.

KYZ 출력은 역사적으로 "토털라이저"에 공급되는 "토털라이저 릴레이"에 부착되어 여러 미터를 한 곳에서 동시에 읽을 수 있었습니다.

KYZ 출력은 또한 프로그래밍 가능한 로직 컨트롤러, HVAC 또는 기타 제어 시스템에 전기 계량기를 연결하는 전형적인 방법입니다.일부 최신식 계량기는 또한 높은 전기 요금에 가까운 수요를 감지하면 수요 측면 관리를 개선하기 위해 접점 폐쇄를 제공합니다.

일부 미터기에는 미터링된 각 전기 에너지 양에 대해 32~100ms 펄스를 발생시키는 개방형 컬렉터 또는 IR LED 출력이 있으며, 일반적으로 kWh당 1000~10000 펄스를 발생시킵니다.출력은 최대 27V DC 및 27mA DC로 제한됩니다.이러한 S0 출력은 보통 DIN 43864 표준을 따릅니다.

반자동 판독을 위해 설계된 많은 미터에는 미터 전면 플레이트를 통해 적외선 LED로 통신하는 직렬 포트가 있습니다.일부 멀티유닛 건물에서는 유사한 프로토콜이 사용되지만, 유선 버스에서는 직렬 전류 루프를 사용하여 모든 미터기를 단일 플러그에 연결합니다.플러그는 종종 접근하기 쉬운 지점 근처에 있습니다.

유럽연합에서 가장 일반적인 적외선 및 프로토콜은 IEC 61107의 모드 C의 단순화된 부분 집합인 "FLAG"이다.미국과 캐나다에서 선호되는 적외선 프로토콜은 ANSI C12.18입니다.일부 산업용 미터는 프로그래밍 가능한 로직 컨트롤러(Modbus 또는 DNP3)에 프로토콜을 사용합니다.

이 목적을 위해 제안된 프로토콜 중 하나는 직렬 포트를 포함한 모든 매체에서 작동할 수 있는 DLMS/COSEM입니다.데이터는 Zigbee, Wi-Fi, 전화선 또는 전력선 자체를 통해 전송할 수 있습니다.몇 미터기는 인터넷을 통해 읽을 수 있다.OSGP(Open Smart Grid Protocol)와 같은 더 현대적인 프로토콜도 널리 사용되고 있습니다.

현재 전자 미터기는 저전력 무선, GSM, GPRS, Bluetooth, IrDA 및 RS-485 유선 링크를 사용합니다.미터기는 전체 사용 프로파일을 타임스탬프와 함께 저장하고 버튼 클릭 한 번으로 릴레이할 수 있습니다.프로필과 함께 저장된 요구 사항 판독치는 고객의 부하 요구 사항을 정확하게 나타냅니다.이 로드 프로파일 데이터는 청구 및 계획 목적으로 유틸리티에서 처리됩니다.

AMR(Automatic Meter Reading) 및 RMR(Remote Meter Reading)은 미터기를 보내지 않고도 원격으로 미터기를 확인할 수 있는 다양한 시스템을 설명합니다.전자 미터는 전화선이나 무선을 통해 중앙 과금소로 수치를 전송할 수 있습니다.

감시 및 과금 방법

상업적 용도

대형 상업 및 산업 시설에서는 30분 이하의 블록으로 전력 사용량을 기록하는 전자 계량기를 사용할 수 있습니다.이는 대부분의 전력망이 하루 종일 수요가 급증하고 있고 전력회사는 이러한 시기에 수요를 줄이기 위해 대규모 고객에게 가격 인센티브를 제공하기를 원할 수 있기 때문이다.이러한 수요 급증은 종종 식사 시간이나 유명한 TV 프로그램을 중단시키는 광고와 일치한다.

가정용 에너지 감시

가정용 에너지 소비를 줄일 수 있는 잠재적으로 강력한 방법은 사용자에게 편리한 실시간 피드백을 제공하여 사용자가 행동을 사용하여 에너지를 변경할 수 있도록 하는 것이다.최근에는 에너지(와트시), 순간전력(와트수)을 측정할 수 있는 저비용 에너지 피드백 디스플레이를 이용할 수 있게 되었습니다.또, MAIN 전압, 전류, 업타임, 겉보기 전력, 피크 와트수 및 피크 전류도 측정할 수 있고, 수동으로 클럭을 설정할 수도 있습니다.디스플레이에 1주일 동안의 소비전력이 그래픽으로 ^[19][20]표시될 수 있습니다.

하이드로 원(Hydro One)이 온타리오 500가구의 소비자가 읽을 수 있는 계량기를 사용한 연구에 따르면 유사한 규모의 대조군과 비교했을 때 총 전기 사용량이 평균 6.5% 감소했다.그 후 하이드로 ^[21]원은 파일럿의 성공을 바탕으로 3만 명의 고객에게 무료 전원 모니터를 제공했습니다.Google PowerMeter와 같은 프로젝트는 스마트 미터에서 정보를 가져와 사용자가 더 쉽게 사용할 수 있도록 함으로써 ^[22]보존을 장려합니다.

플러그인 전기 미터(또는 플러그 부하 미터)는 개별 어플라이언스에서 사용되는 에너지를 측정합니다.현재 시판 중인 모델은 다양하지만 모두 동일한 기본 원리로 작동합니다.미터는 콘센트에 꽂고 측정 대상 어플라이언스는 미터에 꽂습니다.이러한 계량기는 주요 에너지 사용자 또는 과도한 대기 전력을 소비하는 장치를 식별함으로써 에너지 절약에 도움이 됩니다.전력 소비량의 견적이 조사 목적에 충분한 경우 웹 리소스를 사용할 수도 있습니다.전력 미터는 종종 지역 전력^[23] 당국이나 지역 공공 ^[24][25]도서관에서 빌릴 수 있습니다.

복수 관세

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전기 소매업자들은 발전 및 송전 비용을 더 잘 반영하기 위해 하루 중 다른 시간에 다른 관세를 부과하기를 원할 수 있습니다.일반적으로 수요가 많은 기간 동안 사용 수요가 적은 기간 동안 상당한 양의 전기를 저장하는 것은 비용 효율적이지 않기 때문에, 비용은 하루 중 시간에 따라 크게 달라진다.핵과 같은 저비용 발전 용량(베이스로드)은 시작하는 데 많은 시간이 걸릴 수 있으며, 이는 수요가 적은 시기에는 잉여를 의미하며, 고비용이지만 유연한 발전 용량(가스터빈 등)은 피크 수요에 즉시 대응할 수 있도록 유지해야 하며, 아마도 하루에 몇 분간 사용될 것이다.매우 비싸다.

일부 복수 관세 미터기는 수요량에 따라 다른 관세를 사용합니다.이것들은 보통 산업용 계량기입니다.

가정용 가변 속도 측정기는 일반적으로 2~3개의 관세("피크", "오프 피크" 및 "숄더")를 허용하며, 이러한 설비에서는 간단한 전기 기계식 시간 스위치를 사용할 수 있다.역사적으로, 이것들은 전기 저장 히터 또는 온수 저장 시스템과 함께 종종 사용되어 왔습니다.

여러 개의 관세는 시간 스위치를 포함하거나 시간 스위치에 연결되어 있고 여러 개의 레지스터가 있는 사용 시간(TOU) 미터에 따라 더 쉬워집니다.

관세 간 전환은 리플 제어 또는 무선 작동 스위치를 통해 이루어질 수 있습니다.원칙적으로 밀폐된 시간 스위치도 사용할 수 있지만,^{[citation needed]} 더 저렴한 전기를 얻기 위해 변조되기 쉬운 것으로 간주됩니다.

무선 활성화 스위칭은 영국에서 일반적이며, BBC Radio 4, 198 kHz의 장파 반송파 내에서 야간 데이터 신호가 전송됩니다.비수기 충전 시간은 보통 자정부터 오전 7시 사이에 7시간이며, 이는 저장 히터와 침지 히터에 전력을 공급하도록 설계되어 있습니다.영국에서는 이러한 관세는 일반적으로 이코노미 7, 화이트 미터 또는 듀얼 레이트로 분류됩니다.이러한 관세의 인기는 저장 히터의 결함(인식 또는 실제)과 상대적으로 훨씬 낮은 kWh당 천연가스 비용(일반적으로 3~5배)으로 인해 적어도 국내 시장에서는 떨어졌다.그럼에도 불구하고 상당수의 부동산에는 가스 옵션이 없으며, 시골 지역의 많은 부동산은 가스 공급망 밖에 있고, 다른 부동산은 라디에이터 시스템으로 업그레이드하기 전에 비용이 많이 듭니다.

이코노미 10미터도 이용할 수 있어 24시간 동안 3번 슬롯에 걸쳐 10시간 동안 저렴한 오프피크 전기를 사용할 수 있습니다.이를 통해 저장 히터를 여러 번 보충하거나 젖은 전기 난방 시스템을 저렴한 전기 ^[26]요금으로 가동할 수 있습니다.

이코노미 7을 사용하는 대부분의 계량기는 저장 히터 회로뿐만 아니라 야간 7시간 동안 전체 전기 공급을 저렴한 요금으로 전환합니다.단점은 kWh당 주간 요금이 상당히 높고, 고정 요금이 더 높을 수 있다는 것입니다.예를 들어 2017년 7월 현재, EDF 에너지(런던의 민간화 이후 현존 전력 공급 업체)의 표준 디폴트 관세에 따라 런던 지역의 일반("단일 요금") 전기는 kWh당 17.14p이며,^[27] 고정 요금은 매일 18.90p이다.이코노미 7의 등가 비용은 피크 사용 기간 동안 kWh당 21.34p이고, 비 피크 사용 기간 동안 kWh당 7.83p이며,^[28] 고정 요금은 하루에 18.90p이다.세탁기, 텀블 드라이어, 식기세척기, 침지 히터 등에 설치된 타이머 스위치는 비수기 사용 시에만 켜지도록 설정할 수 있습니다.

스마트 미터

스마트 미터기는 단순한 AMR(자동 미터 판독)보다 한 단계 더 나아갑니다.실시간 또는 거의 실시간 읽기, 정전 알림, 전원 품질 모니터링 등의 추가 기능을 제공합니다.그들은 가격 설정 기관이 하루 중 시간과 계절에 따라 다른 소비 가격을 도입할 수 있도록 한다.

또 다른 유형의 스마트 미터기는 비침입 부하 모니터링을 사용하여 주택 내 기기의 수와 종류, 각각이 사용하는 에너지량 및 시기를 자동으로 결정합니다.이 계량기는 전력회사가 에너지 사용을 조사하는 데 사용됩니다.이를 통해 각 제품이 소비하는 에너지량을 결정하기 위해 집안의 모든 기기에 타이머를 둘 필요가 없어집니다.

선불 미터

전기 소매업의 표준 비즈니스 모델에는 전기 회사가 전월 또는 분기에 소비된 에너지량에 대해 고객에게 청구하는 것이 포함됩니다.일부 국가에서는 소매업자가 고객이 청구서를 지불하지 않을 수 있다고 판단하는 경우, 선불금 측정기가 설치될 수 있습니다.이를 위해서는 전기를 ^{[citation needed]}사용하기 전에 고객이 선금을 지불해야 합니다.사용 가능한 크레딧이 소진되면 릴레이에 의해 전기 공급이 차단됩니다.

영국에서는 기계식 선불 측정기가 임대된 숙박시설에서 흔히 사용되었습니다.이러한 단점으로는 현금을 인출하기 위해 정기적으로 방문해야 하는 점, 미터기 내 현금 도난의 위험이 있었다.

최신 솔리드 스테이트 전기 계량기는 스마트 카드와 함께 이러한 단점을 제거했으며, 그러한 계량기는 신용위험이 낮은 것으로 간주되는 고객에게 일반적으로 사용된다.영국에서는 Post Office Ltd 또는 PayPoint 네트워크와 같은 조직을 사용할 수 있습니다.이 네트워크에서는 충전 가능한 토큰(천연가스용 Quantum 카드 또는 전기용 플라스틱 '키')에 고객이 사용할 수 있는 모든 돈을 장착할 수 있습니다.

남아프리카공화국, 수단 및 북아일랜드 선불미터는 키패드를 사용하여 고유한 인코딩된 20자리 숫자를 입력하여 충전됩니다.이 때문에 토큰, 즉 종이쪽지를 제작하는 것이 매우 저렴하게 됩니다.

전 세계적으로, 특히 개발도상국에서 선불 제도를 테스트하기 위한 실험이 진행되고 있다.고객이 선불 미터기를 받아들이지 않는 경우도 있습니다.제조사 간에 중도상환 미터링 시스템에 대한 공통 표준을 추진하는 표준 이전 규격(STS) 협회와 같은 다양한 그룹이 있다.많은 나라에서 STS 표준을 사용한 선불 미터기가 사용되고 있습니다.^[29][30][31]

시간 측정

Time of Day 미터링(TOD; Time of Day 미터링)은 사용시간(TOU) 또는 계절시간(SToD)이라고도 불리며 미터링에는 일, 월 및 연도를 요금 슬롯으로 분할하여 피크로드 기간에는 더 높은 환율과 오프피크 로드 기간에는 낮은 요금 레이트를 사용합니다.이는 고객의 사용을 자동으로 제어하기 위해 사용할 수 있지만(자동 부하 제어로 이어집니다), 대부분의 경우 자신의 사용량을 제어하거나 그에 따라 비용을 지불하는 것은 고객의 책임입니다(자발 부하 제어).이것에 의해, 유틸리티는 전송 인프라스트럭처를 적절히 계획할 수도 있습니다.DSM(Demand-side Management)도 참조하십시오.

TOD 계측은 일반적으로 속도를 온피크, 오프피크, 미드피크 또는 숄더, 크리티컬피크를 포함한 여러 세그먼트의 배열로 나눕니다.전형적인 배열은 낮(휴일 이외에는 오후 1시부터 오후 9시까지, 겨울에는 오전 6시 30분부터 낮 12시까지, 그리고 오후 5시부터 오후 9시까지 등)에 발생하는 피크입니다.보다 복잡한 준비에는 수요가 많은 기간 동안 발생하는 중요 피크의 사용이 포함됩니다.수요/비용 피크 시간은 전 세계 시장에 따라 달라집니다.

대규모 상용 사용자는 예측 가격 또는 실시간 가격을 사용하여 시간당 전력을 구입할 수 있습니다.일부 공공요금제는 일리노이주와 같이 거주고객이 시간당 요금을 지불할 수 있도록 허용하고 있습니다.^[32][33]

전력 내보내기 미터링

많은 전기 고객이 경제성, 중복성, 환경적 이유로 자체 발전 설비를 설치하고 있습니다.고객이 자신의 용도에 필요한 양보다 많은 전력을 생산하고 있는 경우, 잉여 전력을 전력망에 다시 수출할 수 있습니다.통상, 「그리드」에 전력을 공급하는 고객은, 그리드 컴퍼넌트(및 고객 자신의 것)의 고장(전기 단락)이나 그리드의 유지 보수(수출 고객 시설로부터 공급되는 다운 라인의 전압 등)에 대비해, 그리드 컴퍼넌트를 보호하기 위한 특수 장비와 안전 장치를 가지고 있을 필요가 있습니다.

이 수출된 에너지는 가장 단순한 경우 순수출 기간 동안 미터가 역주행하여 고객이 기록한 에너지 사용량을 수출한 양만큼 줄일 수 있습니다.그 결과, 고객은 전력의 소매가격에 따라 수출 대금을 지불하게 됩니다.래칫 또는 이와 동등한 장치를 갖추지 않는 한, 표준 미터는 전력을 내보낼 때 단순히 뒤로만 작동하여 각 방향의 전력 흐름을 정확하게 기록합니다.법률이 허용하는 경우, 전력회사는 소비자에게 공급되는 에너지 가격과 그리드로 역류하는 소비자 생성 에너지 비율 사이에 수익성 있는 마진을 유지합니다.

최근 업로드 소스는 일반적으로 재생 가능한 소스(예: 풍력 터빈, 태양광 발전 셀) 또는 가스 또는 증기 터빈에서 발생하며, 이는 종종 열병합 발전 시스템에서 발견된다.제안된 또 다른 잠재적 업로드 소스는 플러그인 하이브리드 자동차 배터리(차량 대 그리드 전원 시스템)입니다.여기에는 원격 제어가 필요한 통신 네트워크를 통해 전기를 측정하고 고객에게 타이밍과 가격 옵션을 제공하는 계량기가 포함된 "스마트 그리드"가 필요합니다.V2G 시스템은 작업장 주차장, 주차장, 공원 및 놀이기구 등에 설치될 수 있으며, 운전자가 비수기 전력 가격이 더 저렴한 야간에는 배터리를 충전할 수 있으며, 수요가 많은 시간대에 전력망에 여분의 전기를 다시 판매한 것에 대한 보증금을 받을 수 있습니다.

위치

전기 계량기의 위치는 설치마다 다릅니다.가능한 위치로는 전신주 위, 가로측 캐비닛(미터 박스) 또는 소비자 장치/배전반 인접한 구내 등이 있습니다.전기 회사는 건물에 접근하지 않고도 계량기를 읽을 수 있기 때문에 외부 위치를 선호할 수 있지만 외부 계량기는 파괴되기 쉽습니다.

전류 변압기를 사용하면 전류가 흐르는 도체로부터 멀리 떨어진 곳에 계량기를 배치할 수 있습니다.이것은 대규모 설치에서 일반적입니다.예를 들어, 한 명의 대규모 고객에게 서비스를 제공하는 변전소는 무거운 케이블을 캐비닛에 넣지 않고 계량 장치를 캐비닛에 설치할 수 있습니다.

고객 낙하 및 측정 방정식

전기 규격은 지역에 따라 다르기 때문에 표준 및 설치 유형에 따라 그리드에서 고객으로의 '고객의 드롭'도 달라집니다.그리드와 고객 간의 연결에는 몇 가지 일반적인 유형이 있습니다.각 유형에는 다른 계량 방정식이 있습니다.Blondel의 정리는 N개의 전류 전도체를 가진 모든 시스템에 대해 N-1 측정 요소는 전기 에너지를 측정하기에 충분하다고 말합니다.이는 예를 들어 3상 3선 시스템의 경우 3상 4선(중립) 시스템의 경우와는 다른 계측이 필요함을 나타냅니다.

유럽, 아시아, 아프리카 및 기타 대부분의 지역에서는 주거용 및 소규모 상업용 고객에게 단상이 일반적입니다.변전소 내의 변압기 1세트는 일반적으로 비교적 높은 전압(보통 230V)을 가지며 국부 변압기가 없는 넓은 영역에 공급되기 때문에 단상 분포는 비용이 적게 듭니다.여기에는 간단한 계량 방정식이 있습니다.와트 = 전압 x 암페어(중립선에서 위상 와이어까지 측정된 전압).미국, 캐나다 및 중남미 일부 지역에서는 일반적으로 3선 단상 서비스가 제공됩니다.3선 단상에서는 로컬 변압기가 10개소당 1개씩 필요하지만 소켓에서 더 낮고 안전한 전압(보통 120V)을 제공하며 중성에서 위상(보통 120V) 및 위상(보통 240V)의 2가지 전압을 고객에게 제공합니다.또한 3와이어 고객은 일반적으로 발전기 권선의 제로 측에 중성 와이어를 연결하여 쉽게 측정할 수 있는 접지를 제공합니다.이 미터에는 와트 = 0.5 x 볼트 x(상 A의 전류 - 상 B의 전류)의 측정 방정식이 있으며 위상 와이어 간에 전압이 측정됩니다.

산업용 전력은 보통 3상 전력으로 공급됩니다.두 가지 형태가 있습니다. 3개의 와이어 또는 시스템 중립이 있는 4개의 와이어입니다."3선" 또는 "3선 델타"에는 중립이 없고 접지가 안전 접지입니다.세 상은 서로 상대적인 전압만 가집니다.이 배전 방식은 와이어가 1개 적고, 가격이 저렴하며, 아시아, 아프리카 및 유럽의 많은 지역에서 일반적입니다.주택과 경공업이 혼재하는 지역에서는 이것이 유일한 유통수단이 되는 것이 일반적이다.이 유형의 미터는 일반적으로 세 번째 권선에 대해 두 개의 권선을 측정하고 와트를 더합니다.이 시스템의 한 가지 단점은 안전 접지가 고장날 경우 접지와 관련된 위상이 없기 때문에 직접 측정으로 이를 발견하기 어렵다는 것입니다.

"4와이어 와이"라고도 하는 4와이어 3상 시스템에서 안전 접지는 발전기 또는 변압기의 3개 권선의 0전압 측에 물리적으로 연결된 중립 와이어에 연결됩니다.이 시스템에서는 모든 동력 위상이 중립에 상대적이므로 중립이 분리되면 직접 측정할 수 있습니다.미국의 경우, 미국 전기 법규에 따라 중성자가 이 ^[34]유형이어야 합니다.이 시스템에서는 전력 미터가 중성점을 기준으로 세 가지 위상을 모두 측정하고 합산합니다.

북미에서는 건물 측면의 표준화된 소켓에 전기 계량기를 꽂는 것이 일반적입니다.이를 통해 소켓이나 건물 점유자의 와이어를 방해하지 않고 미터기를 교체할 수 있습니다.일부 소켓은 수리를 위해 미터기를 분리하는 동안 바이패스가 발생할 수 있습니다.이 짧은 시간 동안 기록되지 않은 전력 사용량은 전기 공급 중단으로 인해 고객에게 발생할 수 있는 불편에 비해 미미하다고 생각됩니다.북미의 대부분의 전자 계량기는 직렬 프로토콜인 ANSI C12.18을 사용합니다.

다른 많은 국가에서 공급 및 부하 단자는 미터기 하우징 자체에 있습니다.케이블은 미터기에 직접 연결됩니다.일부 지역에서는 미터기가 바깥쪽에 있고, 종종 전신주에 있습니다.다른 곳에서는 건물 안에 틈새로 있습니다.내부에 있는 경우 다른 미터와 데이터 연결을 공유할 수 있습니다.공유 접속이 존재하는 경우, 대부분의 경우, 공유 접속은 우체통 근처에 있는 작은 플러그입니다.대부분의 경우 연결은 EIA-485 또는 IEC 62056과 같은 직렬 프로토콜을 사용하는 적외선입니다.

2014년에는 계량기로의 네트워킹이 빠르게 변화하고 있습니다.가장 일반적인 방식은 인터넷 프로토콜을 통해 작동하는 데이터에 대한 기존 국가 표준(예: ANSI C12.19 또는 IEC 62056)을 전원선 통신용 소형 회로 기판 또는 이동 전화 네트워크용 디지털 무선 또는 ISM 대역과 결합하는 것으로 보인다.

정확성.

전기 계량기는 소비되는 에너지를 허용 가능한 정확도 내에서 등록하기 위해 필요합니다.등록된 에너지에서 중대한 오류가 발생하면 전기 공급자가 손실을 입거나 전기 소비자에게 과다 요금이 부과될 수 있습니다.정확도는 일반적으로 미터기가 설치된 위치에 대해 법령에 규정되어 있습니다.또한 법적 조항은 정확성에 이의를 제기할 경우 따라야 할 절차를 명시할 수 있다.

영국의 경우, 소비 에너지를 정확하게 기록하려면 설치된 전기 계량기가 필요하지만, 3.5%, ^[35]2.5%의 과소 판독이 허용됩니다.분쟁 계량기는 우선 분쟁 계량기와 함께 작동하는 체크 계량기로 검증된다.최종 수단은 설치된 장소와 전문 교정 ^[36]실험실에서 모두 해당 계량기를 완전히 테스트하는 것이다.분쟁 계량기의 약 93%가 만족스럽게 작동하고 있는 것으로 나타났습니다.미사용 전력의 환불은 실험실이 미터기가 얼마나 오랫동안 잘못 등록되었는지 추정할 수 있는 경우에만 이루어집니다(그러나 그 반대는 아닙니다).이는 미터기가 판독 중인 것으로 확인되면 소비자가 미터기를 ^[37]통해 가스를 공급받는 동안 판독이 부족하다고 가정하는 가스 미터기와는 대조적이다.환불은 과거 ^[38]6년으로 제한됩니다.

조작 및 보안

미터기를 조작하여 미등록 상태로 만들 수 있기 때문에 비용을 지불하지 않고도 효과적으로 전력을 사용할 수 있습니다.이 절도나 사기는 부정직할 뿐만 아니라 위험하기도 합니다.

전력회사에서는 변조 원격검출, 특히 에너지 절도를 검출하기 위해 원격보고 계량기를 설치하는 경우가 많습니다.스마트 파워 미터로의 변경은, 에너지 절도를 막는데 도움이 됩니다.

조작이 감지되면, 미국 대부분의 지역에서 합법적으로, 가입자를 미터기의 최대 설계^{[citation needed]} 전류로 부과되는 "조작" 요금으로 전환하는 것이 일반적인 전술이다.0.095달러/kWh로, 표준 주거용 50A미터는 매월 약 5,000.00달러의 법적 징수 가능한 요금을 발생시킨다.미터 리더는 변조 징후를 감지하도록 교육받았으며, 조잡한 기계식 미터기를 사용하면 변조 제거 또는 서비스 연결이 끊길 때까지 청구 기간마다 최대 요금이 부과될 수 있습니다.

기계식 디스크 미터기를 조작하는 일반적인 방법은 미터기 외부에 자석을 부착하는 것입니다.강한 자석은 미터기의 자기장을 포화시켜 기계식 미터기의 모터 부분이 작동하지 않도록 합니다.저전력 자석은 내부 디스크 저항 자석의 드래그 저항을 증가시킬 수 있습니다.자석은 또한 전자 계량기의 변류기나 전원 변압기를 포화시킬 수 있지만, 대책은 일반적입니다.

용량성 및 유도성 부하의 일부 조합은 로터의 코일 및 질량과 상호 작용하여 감소 또는 역운동을 일으킬 수 있습니다.

이 모든 효과는 전기 회사에 의해 감지될 수 있으며, 많은 최신 계량기가 이를 감지하거나 보상할 수 있습니다.

일반적으로 미터기 소유자는 미터기가 조작되지 않도록 보호합니다.수익 측정기의 메커니즘과 연결부는 밀봉되어 있습니다.미터기는 또한 VAR 시간(반사 부하), 중성 및 DC 전류(대부분의 전기적 변조로 상승), 주변 자기장 등을 측정할 수 있다.간단한 기계식 미터기라도 자기 변조나 큰 직류 전류에 의해 떨어지는 기계식 플래그가 있을 수 있습니다.

새로운 컴퓨터 계량기는 보통 조작에 대한 대책을 가지고 있다.AMR(Automated Meter Reading) 미터에는 종종 미터 커버의 개방, 자기 이상, 추가 시계 설정, 접착된 버튼, 반전 설치, 반전 또는 전환된 위상 등을 보고할 수 있는 센서가 있습니다.

일부 탐퍼는 미터기를 전부 또는 부분적으로 우회합니다.이러한 유형의 안전 탐퍼는 일반적으로 미터기의 중성 전류를 증가시킵니다.미국의 대부분의 분할상 주택용 계량기는 중성 전류를 검출할 수 없다.그러나 최신 변조 방지 계량기는 표준 ^[39]요금으로 이를 감지하고 청구할 수 있습니다.

미터의 중립 커넥터를 분리하는 것은 안전하지 않습니다. 그러면 단락이 금속 접지가 아닌 사람 또는 장비를 통과하여 발전기나 접지로 흐를 수 있기 때문입니다.

접지를 통한 팬텀루프 접속은 금속 중성 커넥터보다 저항이 훨씬 높은 경우가 많습니다.접지가 안전하더라도 변전소에서 계량하면 조작자에게 조작을 경고할 수 있습니다.변전소, 타이 간 및 변압기에는 일반적으로 제공된 영역에 대한 고정밀 미터가 있습니다.전력회사는 통상 배전 문제를 찾아 해결하기 위해 과금 총액과 발전 총액 간의 불일치를 조사합니다.이러한 조사는 조작을 발견하는 데 효과적인 방법입니다.

미국의 전력 절도는 종종 실내 마리화나 재배 사업과 관련이 있다.마약탐정들은 비정상적으로 높은 전력사용량을 그러한 ^[40]작업에 필요한 조명과 연관짓는다.이를 알고 있는 실내 마리화나를 재배하는 사람들은 단순히 마리화나의 사용을 숨기기 위해 전기를 훔치려고 하는 특별한 동기를 가지고 있다.

규제 및 입법

많은 국가에서 전기 공급 시장의 규제 완화에 따라, 전기 계량기를 책임지는 회사는 분명하지 않을 수 있습니다.미터는 사용 약정에 따라 미터기 운영자, 배전업체, 소매업자 또는 일부 대규모 전기 사용자의 소유가 될 수 있습니다.

미터기를 판독할 책임이 있는 회사가 항상 미터기를 소유하는 회사는 아닐 수 있습니다.미터기 판독은 때때로 하도급으로 이루어지며, 일부 지역에서는 동일한 사람이 가스, 수도 및 전기 계량기를 동시에 판독할 수 있습니다.

주택가에 첨단 계량기가 도입되면서 일반 고객들에게 영향을 미칠 수 있는 추가적인 사생활 문제가 발생했다.이 계량기는 종종 15분, 30분 또는 60분마다 에너지 사용량을 기록할 수 있습니다.일부 미터기에는 전면에 IR LED가 하나 또는 두 개 있습니다. 하나는 테스트에 사용되며, 하나는 오래된 기계식 미터기의 타이밍 표시와 동등하고, 다른 하나는 미터기의 판독/프로그래밍을 위한 양방향 IR 통신 포트의 일부입니다.이러한 IR LED는 일부 야간 시야 뷰어와 IR 전송을 감지할 수 있는 특정 비디오 카메라에서 볼 수 있습니다.이것들은 사람들의 소유물과 ^[41]행동에 대한 정보를 드러내는 감시에 사용될 수 있다.예를 들어, 고객이 장기간 자리를 비운 경우를 표시할 수 있습니다.비침입 부하 감시는 사람들이 가지고 있는 가전제품과 그들의 생활 패턴 및 사용 패턴에 대해 훨씬 더 상세하게 알려줍니다.

이 문제에 대한 보다 상세하고 최근의 분석이 일리노이 보안 ^{[42][further explanation needed]}연구소에 의해 수행되었습니다.

「 」를 참조해 주세요.

• 에너지 관리 소프트웨어
• 에너지 감시 및 타겟팅
• 미터 연산자
• 유틸리티 서브미터
• 젤위거 오프피크
• 멀티미터

메모들

레퍼런스

외부 링크

• Wikimedia Commons의 전기 미터(kWh) 관련 미디어