JPH0789130B2 - Data collection device - Google Patents
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- JPH0789130B2 JPH0789130B2 JP60064370A JP6437085A JPH0789130B2 JP H0789130 B2 JPH0789130 B2 JP H0789130B2 JP 60064370 A JP60064370 A JP 60064370A JP 6437085 A JP6437085 A JP 6437085A JP H0789130 B2 JPH0789130 B2 JP H0789130B2
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Description
【発明の詳細な説明】 （イ） 産業上の利用分野 本説明は、電力の需要状況を把握するためのデータ収集
を効率よく実施する機能に関するもの。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (a) Industrial Application Field This description relates to a function of efficiently collecting data for grasping the demand situation of electric power.
（ロ） 従来の技術の説明 電力の需要状況を把握するため、電力量の時間的な分布
を調べるためのデータ収集に従来用いられていた一例を
第２図に示した。第２図により、その動作を説明する。
電力線１を流れる電流を電流変成器２で、これに印加さ
れている電圧を電圧変成器３でそれぞれ検出し、この信
号を電力量パルス発生器に入れると、電力量が定められ
た値に達する毎に、電気パルスの形で信号が得られる。
このパルスとタイマ５から発生する一定時間間隔のパル
スとを２チャンネルのアナログ式記録用磁気カセットレ
コーダに記録させる。(B) Description of conventional technology Fig. 2 shows an example that was conventionally used to collect data for examining the temporal distribution of electric energy in order to grasp the demand situation of electric power. The operation will be described with reference to FIG.
The current flowing through the power line 1 is detected by the current transformer 2 and the voltage applied thereto is detected by the voltage transformer 3, and when this signal is input to the power amount pulse generator, the power amount reaches a predetermined value. Each time, a signal is obtained in the form of electrical pulses.
This pulse and a pulse generated at a constant time interval from the timer 5 are recorded on a 2-channel analog recording magnetic cassette recorder.
データの収集はカセットレコーダに入っている磁気カセ
ットを集めて、読取装置にかけて記録されている時間パ
ルスと電力量パルスを読取り、時間的な分布データを作
成する。The data is collected by collecting magnetic cassettes contained in a cassette recorder and reading a time pulse and an electric energy pulse recorded by a reading device to create temporal distribution data.
また、上記記録用磁気カセットレコーダに代えて、記録
メモリを備えたコレクターカートリッジを使用した装置
（電力ロードサーベイ装置〔特開昭59−23261号公
報〕）もある。上記第２図に示した方式及び上記公報の
電力ロードサーベイ装置は、検出した電圧と電流の乗算
値をパルス周波数信号に変換し、電力量のみを算出して
いる。There is also an apparatus (power load survey apparatus [Japanese Patent Laid-Open No. 59-23261]) using a collector cartridge provided with a recording memory in place of the recording magnetic cassette recorder. The system shown in FIG. 2 and the power load survey device of the above publication convert the detected multiplication value of voltage and current into a pulse frequency signal and calculate only the amount of power.
（ハ） 発明が解決しようとする問題点 上記従来の装置は、電力量のみの算出・記録を行なうも
のであり、十分なデータが得られない。(C) Problems to be Solved by the Invention The conventional device described above calculates and records only the amount of electric power, and cannot obtain sufficient data.
電力線の監視を十分に行なおうとすれば、電力量の他
に、電流、電圧の平均実効値、平均皮相電力、平均力
率、平均無効電力を知る必要がある。このような諸値を
算出しようとすれば、電圧と電流の瞬時値をデジタル量
でサンプリングする必要がある。In order to sufficiently monitor the power line, it is necessary to know the average effective value of the current and voltage, the average apparent power, the average power factor, and the average reactive power in addition to the electric energy. In order to calculate such various values, it is necessary to sample the instantaneous values of voltage and current in digital quantities.
この場合は、商用周波のサイクルを単位として、各値を
演算するので、サンプリングは、基本波に同期したタイ
ミングで行うのが通常である。In this case, since each value is calculated with the cycle of the commercial frequency as a unit, it is usual to perform sampling at a timing synchronized with the fundamental wave.
ここで、問題となるのは、電流と電圧に高調波が重畳し
ていると、電源に対して同期して発生する高調波の高い
部分（複数次数の高調波の合成により大きく歪み非常に
高いピーク値となった部分）を各サンプリング期間舞に
継続して検出する可能性が生じ、この場合測定値に大き
な誤差が生じるという問題が生じる。Here, the problem is that when harmonics are superimposed on the current and voltage, the high harmonics generated in synchronization with the power supply (the distortion due to the combination of multiple harmonics is very high. There is a possibility that the peak value) will be continuously detected during each sampling period, and in this case, a large error will occur in the measured value.
そこで、本発明は、電力量以外の電圧、電流、力率、無
効電力などのデータも同時に収集し得るようにするとと
もに、上記高調波の問題をも解決しようとするものであ
る。Therefore, the present invention is intended to simultaneously collect data such as voltage, current, power factor, and reactive power other than the amount of electric power, and to solve the above-mentioned problem of harmonics.
（ニ） 問題点を解決するための手段 第１図は、本考案の全体構成を示す機能ブロック図であ
る。(D) Means for Solving Problems FIG. 1 is a functional block diagram showing the overall configuration of the present invention.
この図で１は計測すべき電力を供給している電力線を示
し、この電力線を流れる電流を検出するための電流変成
器２、この電力線の線間にかかっている電圧を検出する
電圧変成器３、電流、電圧の瞬時値をそれぞれ同時に独
立に電波周波数に非同期の高速サンプル周波数でサンプ
ルし、その値を保持するサンプルホールド増幅器４、
５、電流、電圧の値のA/D変換器へ入力を切り替えるマ
ルチプレクサ、アナログ信号である電流、電圧信号をデ
ィジタル値に変換するＡ−Ｄ変換器６、演算、データ処
理を行うためのマイクロプロセッサ・プログラムメモリ
・データメモリで構成させるデータ処理部７、タイミン
グ信号を供給するタイマ８、収集されたデータを蓄積
し、記憶するための電池で電源をバックアップしたRAM
メモリで構成された記憶装置９で構成されている。In this figure, reference numeral 1 denotes a power line supplying power to be measured, a current transformer 2 for detecting a current flowing through the power line, and a voltage transformer 3 for detecting a voltage applied between the power lines. , A sample-hold amplifier 4 that samples instantaneous values of current and voltage simultaneously and independently at a high-speed sampling frequency asynchronous with the radio frequency and holds the values.
5. Multiplexer for switching inputs to A / D converters for current and voltage values, A / D converter 6 for converting current and voltage signals that are analog signals into digital values, microprocessor for performing arithmetic and data processing・ Data processing unit 7 consisting of program memory and data memory, timer 8 for supplying timing signals, RAM with a battery backed up for accumulating and storing collected data
It is composed of a storage device 9 composed of a memory.
（ホ） 作用 電流および電圧の瞬時値入力は、第１図処理部７のマイ
クロプロセッサの働きで、それぞれサンプルホールド増
幅器からマルチプレクサで選ばれ、Ａ−Ｄ変換部でディ
ジタイル値に変換される。この変換は、単一のA/D変換
器を電流と電圧のデジタル化に共用しているので、低コ
スト化が可能である。(E) Action The input of the instantaneous value of the current and voltage is selected by the multiplexer from the sample-hold amplifier by the function of the microprocessor of the processing unit 7 in FIG. 1, and converted into the digitile value by the AD conversion unit. This conversion uses a single A / D converter for both current and voltage digitization, so cost reduction is possible.
また、このサンプルホールドは、電圧、電流の瞬時値を
電源周波数に非同期の高速サンプル周波数で行っている
ので、高調波ノイズの影響を受け難い。すなわち、非同
期でサンプリングを行なうと、仮に１回のサンプリング
期間で、高調波成分のピーク値を検出しても、別のサイ
クルのサンプリング期間ではこれを検出しないことにな
るので、サンプリングされた電圧、電流の瞬時値から平
均値として算出される電力量等の諸データは高調波ノイ
ズの影響を受け難いものとなる。処理部では、前記のデ
ィジタル入力を読み込み、電流および電圧の瞬時値の乗
算を実施し、このサンプル値に対する瞬時電力の算出、
電流の瞬時値の自乗値の算出、電圧の瞬時値の自乗値の
算出の演算を行い、これらのデータを一時的に内部の記
憶装置に格納する。定められたこれらの一連の動作を繰
返し行って、各瞬時のデータを集め、このデータにそれ
ぞれ演算を施すことにより、所要の量についてのデータ
が得られる。Further, since this sample hold performs the instantaneous value of voltage and current at a high sampling frequency asynchronous with the power supply frequency, it is less susceptible to the influence of harmonic noise. That is, if the sampling is performed asynchronously, even if the peak value of the harmonic component is detected in one sampling period, it will not be detected in the sampling period of another cycle. Various data such as electric energy calculated as an average value from the instantaneous value of the current are less likely to be affected by harmonic noise. The processing unit reads the digital input, multiplies the instantaneous values of current and voltage, and calculates the instantaneous power for this sample value.
The calculation of the squared value of the instantaneous value of the current and the squared value of the instantaneous value of the voltage is performed, and these data are temporarily stored in the internal storage device. By repeating these predetermined series of operations, collecting each instantaneous data, and performing an operation on each of these data, data about the required amount can be obtained.
電力量は、瞬時電力を累算し、これにサンプル間隔を乗
算することにより計算でき、電流と電圧の実効値は、瞬
時値の自乗値の一定期間の平均値を出し開平することに
より得られる。The electric energy can be calculated by accumulating the instantaneous electric power and multiplying it by the sampling interval, and the effective values of the current and voltage can be obtained by taking out the average value of the square value of the instantaneous value for a certain period and square rooting. .
このようにして得られた各データを処理装置からの指令
によって、一定の様式に従って記憶装置に格納する。Each data thus obtained is stored in the storage device in accordance with a certain format in accordance with a command from the processing device.
（ヘ） 実 施 例 （ａ） 実施例１ 第３図は本考案に係る計測記憶装置の構成図である。図
に於て、９は、８ビットマルチチップタイプのマイクロ
コンピュータ（CPU）、10は、プログラムを記憶してい
るリードオンリメモリ（ROM）、11は、データを蓄えた
り、一時的に置いたりするためのRAMである。また、デ
ータのサンプルをCPUとは別のペースで動かすため、デ
ータサンプリングコントローラ７、７とCPUを結びつけ
るためのディジタル入力ポート13を備える。この他の構
成要素については（ホ）作用で説明したものと同一機能
である。(F) Example (a) Example 1 FIG. 3 is a configuration diagram of a measurement storage device according to the present invention. In the figure, 9 is an 8-bit multi-chip type microcomputer (CPU), 10 is a read-only memory (ROM) storing a program, and 11 is for storing or temporarily storing data. It is RAM for. Further, in order to move the sample of data at a pace different from that of the CPU, a data input controller 7, 7 is provided with a digital input port 13 for connecting the CPU. The other components have the same functions as those described in (e) Operation.
CPU9の動作は第４図に示すフローチャートの如く行わ
れ、電流変成器、電圧変成器で検出された各瞬時値を読
みこみ、瞬時電力、瞬時電流の自乗値（i2）瞬時電圧の
自乗値（v2）を演算する、規定回数だけ読みこんだとこ
ろでこの期間までの電力量、i2、v2の積算を実施してお
く、この演算の目的は、あらかじめ定められた測定時限
内でのデータチェックが必要な場合に備えるためであ
る。The operation of the CPU9 is performed according to the flow chart shown in FIG. 4, by reading each instantaneous value detected by the current transformer and the voltage transformer, the square value of the instantaneous power and the instantaneous current (i 2 ) and the square value of the instantaneous voltage. (V 2 ) is calculated, the amount of electric power up to this period, i 2 and v 2 are integrated when the specified number of times have been read. The purpose of this calculation is to set the value within a predetermined measurement time limit. This is to prepare for the case where data check is necessary.
定められた時限になると、これまで蓄積してきたデータ
をもとに、電力量、電流・電圧の平均実効値、平均皮相
電力、平均力率、平均無効電力等を計算し、日付、時刻
を添えて、RAMパックドライバ14によってRAMパック15に
書込む。At the specified time limit, based on the data accumulated so far, the electric energy, average effective value of current / voltage, average apparent power, average power factor, average reactive power, etc. are calculated, and the date and time are added. Then, the RAM pack driver 14 writes the data in the RAM pack 15.
（ｂ） 実施例２ もう一つの実施例として、第５図に計測精度を向上させ
るため、２個のマイクロプロセッサを使用する方式を示
す。(B) Second Embodiment As another embodiment, FIG. 5 shows a method using two microprocessors in order to improve the measurement accuracy.
実施例２は、実施例１から、RAMパックドライバ15を除
き、シフトレジスタ（先入れ、先出し形）14を介して、
CPU（Ａ）からCPU（Ｂ）にデータを送れるようにして、
CPUの負担を軽減したものである。各CPUの動作は、第６
図のフローチャートに示される如く行われる。The second embodiment is different from the first embodiment except that the RAM pack driver 15 is removed and the shift register (first-in, first-out type) 14 is used.
The data can be sent from CPU (A) to CPU (B),
It reduces the load on the CPU. The operation of each CPU is the sixth
This is performed as shown in the flowchart of the figure.
CPU（Ａ）は、電流、電圧変成器で検出された各瞬時値
を読み込み、瞬時電力、瞬時電流の自乗値（i2）、瞬時
電圧の自乗値（v2）を計算し、RAM11に貯えておく。規
定回数だけ読込んだところでシフトレジスタ14を経由し
て、読みこんだデータをCPU（Ｂ）13に渡し、CPU（Ｂ）
13はこのデータが送り込まれる度に、RAM16に積算して
おく、CPU（Ｂ）13があらかじめ定められた測定時限に
達したことをタイマ（Ｂ）19で検知すると、この時限内
の電力量、電流・電圧の平均実効値、平均皮相電力、平
均力率、平均無効電力等を計算し日付、時刻を添えて、
RAMパックドライバ17を経てRAMパック18に書込む。The CPU (A) reads the instantaneous values detected by the current and voltage transformers, calculates the instantaneous power, the squared value of the instantaneous current (i 2 ) and the squared value of the instantaneous voltage (v 2 ) and stores them in RAM 11. Keep it. When the specified number of times have been read, the read data is passed to the CPU (B) 13 via the shift register 14 and the CPU (B)
When the timer (B) 19 detects that the CPU (B) 13 has reached the predetermined measurement time limit, the power is accumulated in the RAM 16 every time this data is sent. Calculate the average effective value of current / voltage, average apparent power, average power factor, average reactive power, etc., and add the date and time,
Write to RAM pack 18 via RAM pack driver 17.
以上、実施例１、実施例２は単相回路について述べた
が、単相３線、３相３線、３相４線の各図回路について
も、電流、電圧検出部をその線数、相数に応じて増や
し、また、プログラムも各方式に対応したものとすれば
同様の作用をする測定値記憶装置が実現される。Although the first and second embodiments have been described above with respect to the single-phase circuit, the current and voltage detection units are also included in the number of lines and the phase of the single-phase three-wire, three-phase three-wire, and three-phase four-wire circuits. If the number is increased according to the number, and the program corresponds to each system, a measured value storage device having the same operation is realized.
（ト） 効果 以上、説明したように、本考案によればマイクロコンピ
ュータを用いて、交流電流、電圧の瞬時値をディジタル
値として扱うことにより、電力量、電流、電圧、力率、
無効電力など、送配線の状況を知るためのデータが、同
時に得られ、また、収集されたデータの読出し後の処理
に要する時間を減少させることができる。(G) Effect As described above, according to the present invention, by using the microcomputer, the instantaneous values of the alternating current and voltage are treated as digital values, so that the electric energy, the current, the voltage, the power factor,
Data for knowing the status of the transmission wiring such as reactive power can be obtained at the same time, and the time required for processing after reading the collected data can be reduced.
特に本発明は、電圧及び電流のサンプリングを行なう２
つのサンプルホールド回路の出力をマルチプレクサによ
って交互に取出し、単一のA/D変換器に入力させる構成
を採用しているので、高価な部品であるA/D変換器を１
つで済ませることができ製造コストの低減が可能にな
る。In particular, the present invention provides voltage and current sampling.
Since the output of one sample-hold circuit is taken out alternately by a multiplexer and input to a single A / D converter, an expensive A / D converter
It is possible to reduce the manufacturing cost.
また、サンプリングを電源周波数に非同期の高速サンプ
ル周波数でサンプルホールドするので、高調波ノイズの
影響を受け難くなり、測定値の信頼性を向上することが
できる。In addition, since sampling is sampled and held at a high-speed sampling frequency that is asynchronous with the power supply frequency, it is less likely to be affected by harmonic noise, and the reliability of measured values can be improved.
さらに、データ処理部を構成するマイクロプロセッサの
処理を、電圧と電流の読み込み時の瞬時値処理と、記憶
装置に蓄積するデータの演算とに分け、サンプリング数
を増加してもデータ処理がマイクロプロセッサの処理能
力に負担が掛からないようにして行い、デジタル演算の
みによって必要なデータの算出を行うので、上述した多
種類のデータ算出が可能になる。Further, the processing of the microprocessor constituting the data processing unit is divided into instantaneous value processing at the time of reading voltage and current and calculation of data to be stored in the storage device, so that the data processing is performed by the microprocessor even if the number of samplings is increased. Since processing is performed without burdening the processing capacity and necessary data is calculated only by digital calculation, it is possible to calculate various types of data described above.
第１図は、本考案の全体構成を示したブロック図、第２
図は、従来実施されていた方式を示した図、第３図は、
本考案の実施例１、第４図は、実施例１のマイクロコン
ピュータの動作を示すフローチャート、第５図は、実施
例２、第６図は、実施例２のCPUの動きを示すフローチ
ャートである。FIG. 1 is a block diagram showing the overall structure of the present invention, and FIG.
The figure shows the conventional method, and Fig. 3 shows
Embodiment 1 of the present invention, FIG. 4 is a flow chart showing the operation of the microcomputer of Embodiment 1, FIG. 5 is a flow chart showing the operation of the CPU of Embodiment 2, and FIG. .
Claims (1)
時間の経過に応じて記憶するデータ収集装置において、 電力線に結合され、電流と電圧の瞬時値を検出する電流
変成器及び電圧変成器と、 検出された電流と電圧の瞬時値を、電源周波数に非同期
の高速サンプル周波数で、それぞれ同時に独立してサン
プルホールドする２つのサンプルホールド増幅器と、 単一のA/D変換器と、 上記２つのサンプルホールド回路の出力を、上記Ａ−Ｄ
変換器に切り替え入力するマルチプレクサと、 上記A/D変換器でデジタル化された電圧及び電流を読み
込み、電流及び電圧の瞬時値の乗算による瞬時電力の算
出と、電流の瞬時値の自乗値及び電圧の瞬時値の自乗値
の算出を行い、これらを一時的に内部の記憶装置に格納
し、定められた時限毎に、格納された値に基づき瞬時電
力の累算を行い、この累算値をサンプル間隔で乗算して
電力量を算出し、電流と電圧の各自乗値の一定期間の平
均値を求め開平することによって各実効値を算出して、
電力量、電流・電圧の平均実効値、平均皮相電力、平均
力率、平均無効電力の演算を行なうマイクロプロセッサ
及びメモリから構成されたデータ処理部と、 その結果を時間の経過に応じて蓄積する着脱可能な記憶
装置とを具備したことを特徴とするデータ収集装置。1. A data collecting device for storing the amount of supplied or consumed electric power as time passes, and a current transformer and a voltage transformer which are coupled to a power line and detect instantaneous values of current and voltage. A sampler, two sample-hold amplifiers that simultaneously sample and hold the detected instantaneous values of current and voltage simultaneously and independently at a high-speed sampling frequency that is asynchronous to the power supply frequency, a single A / D converter, and the above The outputs of the two sample hold circuits are
A multiplexer that switches and inputs to the converter, reads the voltage and current digitized by the A / D converter, calculates the instantaneous power by multiplying the instantaneous value of the current and voltage, and calculates the squared value and voltage of the instantaneous value of current. Calculates the squared value of the instantaneous value of, temporarily stores these in the internal storage device, and accumulates the instantaneous power based on the stored value for each predetermined time period, and calculates the accumulated value. Electric power is calculated by multiplying by the sample interval, each effective value is calculated by square rooting the average value of each squared value of current and voltage for a certain period,
A data processing unit consisting of a microprocessor and memory that calculates electric energy, average effective value of current / voltage, average apparent power, average power factor, and average reactive power, and accumulates the results over time. A data collection device comprising a removable storage device.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| KR1019850005483A KR860007604A (en) | 1985-03-27 | 1985-07-30 | Data collector |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60064370A JPH0789130B2 (en) | 1985-03-27 | 1985-03-27 | Data collection device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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| JPS61221677A JPS61221677A (en) | 1986-10-02 |
| JPH0789130B2 true JPH0789130B2 (en) | 1995-09-27 |
Family
ID=13256325
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60064370A Expired - Lifetime JPH0789130B2 (en) | 1985-03-27 | 1985-03-27 | Data collection device |
Country Status (2)
| Country | Link |
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| KR (1) | KR860007604A (en) |
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Also Published As
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| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
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