Kao osnovni instrument za mjerenje potrošnje električne energije, razvoj mjerača električne energije duboko je isprepleten s napretkom elektroenergetske industrije i elektronske tehnologije. Od svog početnog dizajna mehaničke indukcije do današnjih inteligentnih i međusobno povezanih sistema, prošao je četiri generacije iteracija, postepeno postižući preskok nadogradnje od osnovnog mjerenja do inteligentnog upravljanja i kontrole.
Prva generacija: mehanička indukciona brojila električne energije (1889 - 1970s)
Godine 1889. njemački izumitelj Blathy uspješno je izumio prvi svjetski indukcijski -tip mehaničkog brojila električne energije, postavljajući temelje za mjerenje električne energije.
Struktura jezgra ovog tipa brojila sastoji se od dva namotaja sa gvozdenim jezgrom i aluminijumskog diska postavljenog na rotirajuću osovinu. Koristeći princip elektromagnetne indukcije, magnetsko polje koje stvaraju zavojnice pokreće aluminijski disk da se okreće, a mehanizam za prijenos zatim pokreće brojčanik da broji, čime se mjeri potrošnja električne energije.
Posjedovao je značajne prednosti kao što su jednostavna struktura, siguran rad, pristupačna cijena i izdržljivost, a bio je i lak za masovnu{0}}proizvodnju. Njegova svakodnevna upotreba i održavanje bili su izuzetno praktični, savršeno zadovoljavajući potrebe ranih faza popularizacije električne energije. Brzo je prihvaćen globalno i postao je dominantna vrsta brojila električne energije skoro jedan vek.
Druga generacija: elektromehanička brojila električne energije (1970-1980)
Ulaskom u 1970-te, brzi razvoj elektronske tehnologije i komponenti pružio je tehničku podršku za nadogradnju i ponavljanje brojila električne energije, što je dovelo do pojave druge-generacije elektromehaničkih brojila električne energije.
Ovo nije bio potpuni remont mehaničkih mjerača prve-generacije, već dodatak uređaja za konverziju impulsa postojećem mehaničkom mjernom jezgru. Elektronske komponente su korištene za pretvaranje signala električne energije u impulsni signal, koji je zatim pokretao motor da okreće brojčanik i završi mjerenje.
Ovaj poboljšani dizajn, uz zadržavanje stabilnosti mehaničkih brojila, prvobitno je uključivao elemente elektronske tehnologije, poboljšavajući tačnost mjerenja i izgradnju prijelaznog mosta za kasniji razvoj elektronskih brojila električne energije. Udovoljavao je postepeno rastućim zahtjevima elektroenergetskog sistema za preciznošću mjerenja u to vrijeme.
Treća generacija: elektronska brojila električne energije (1980-e - početkom 21. stoljeća)
Nakon 1980-ih, zrelost elektronske tehnologije pokrenula je brojila električne energije u potpuno{1}}elektronsku eru. Treća generacija elektronskih brojila postupno je zamijenila elektromehanička brojila, postajući novi protagonist u mjerenju električne energije.
Za razliku od prethodne dvije generacije brojila koja su se oslanjala na mehaničku strukturu, elektronska brojila električne energije usvajaju potpuno elektronsku šemu mjerenja. Oni koriste visoko{1}}precizne senzore za uzorkovanje napona i struje korisnika napajanja u realnom vremenu, a zatim pretvaraju uzorkovane signale u standardne impulsne izlaze kroz kola za obradu signala kako bi se postiglo mjerenje energije. Njihova najveća prednost leži u njihovoj moćnoj funkcionalnosti; mogu se koristiti u više namjena, ne samo za precizno mjerenje električne energije, već i prilagođavanje različitim potrebama kao što su vrijeme-korisnosti-naplata, praćenje opterećenja i daljinsko očitavanje brojila. Oni su odigrali ključnu ulogu u proizvodnji i otpremi električne energije, poboljšanom upravljanju potrošnjom energije i optimiziranom radu sistema za proizvodnju i distribuciju električne energije, pokrećući transformaciju elektroenergetske industrije od tradicionalnog rada i održavanja u automatizirano upravljanje.
Četvrta generacija: pametna brojila električne energije (2009. do danas)
Godine 2009. Kineska državna mrežna korporacija je zvanično predstavila koncept pametnih brojila u Kini, označivši početak širokog usvajanja brojila četvrte-generacije električne energije. Pametna brojila su postepeno zamijenila tradicionalna brojila, postajući osnovna terminalna oprema za izgradnju pametne mreže.
Pametna brojila integriraju osnovne module kao što su mjerne jedinice, jedinice za obradu podataka i komunikacijske jedinice, probijajući ograničenja jednostrukog{0}}mjeranja u tradicionalnim brojilima. Oni posjeduju višestruke funkcije uključujući mjerenje energije, pohranu i obradu informacija, praćenje-u realnom vremenu, automatsku kontrolu i interakciju informacija. Oni ne samo da mogu precizno mjeriti energiju naprijed i nazad, već i prikupljati-podatke o električnoj energiji u stvarnom vremenu kao što su napon, struja i snaga. Putem komunikacijskih modula, oni omogućavaju-dvosmjernu interakciju podataka sa sistemom električne mreže, pružajući tehničku podršku za mjerenje distribuirane proizvodnje električne energije, vrijeme{7}}korisničkog-cjena i dvosmjerne interaktivne usluge{9}. Oni su važan temelj za postizanje inteligentnog upravljanja i kontrole elektroenergetskog sistema i izgradnju energetskog interneta, dovodeći upravljanje električnom energijom u precizno, inteligentno i efikasno doba.
