JP2002286769A - 電力計測器 - Google Patents
電力計測器Info
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- JP2002286769A JP2002286769A JP2001085012A JP2001085012A JP2002286769A JP 2002286769 A JP2002286769 A JP 2002286769A JP 2001085012 A JP2001085012 A JP 2001085012A JP 2001085012 A JP2001085012 A JP 2001085012A JP 2002286769 A JP2002286769 A JP 2002286769A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ３相配線の電力計測器への被計測電圧・電流
の逆相誤接続を自己判断補正して、計器端子への電圧・
電流接続変更を不要にする。 【解決手段】 被計測電圧・電流の中から位相基準を設
定する基準位相検出部２３と、他の電圧・電流のそれぞ
れの位相相基準からの位相角差を検出比較する位相検出
比較手段２４〜２６と、位相検出比較の結果に基づいて
入力電圧・電流が正常接続されたときの位相基準からの
相角差が正常所定範囲と逆相であるときに該当計測入力
電圧・電流の極性を正負極性反転手段３１〜３３で反転
させて電力計測を行わせる。
の逆相誤接続を自己判断補正して、計器端子への電圧・
電流接続変更を不要にする。 【解決手段】 被計測電圧・電流の中から位相基準を設
定する基準位相検出部２３と、他の電圧・電流のそれぞ
れの位相相基準からの位相角差を検出比較する位相検出
比較手段２４〜２６と、位相検出比較の結果に基づいて
入力電圧・電流が正常接続されたときの位相基準からの
相角差が正常所定範囲と逆相であるときに該当計測入力
電圧・電流の極性を正負極性反転手段３１〜３３で反転
させて電力計測を行わせる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、２つの計測素子
により三相配電線の電力または電力量の計測を行う電力
計測器の、とくに計測回路の逆相誤接続を解消するもの
に関する。
により三相配電線の電力または電力量の計測を行う電力
計測器の、とくに計測回路の逆相誤接続を解消するもの
に関する。
【０００２】
【従来の技術】図７は、交流三相配電線の電力または電
力量の計測を行う周知の電力計２素子を用いる計測回路
の接続図である。図において、１、２、３は三相配電線
の相線、４は相線１、２相間の電圧（Ｖ12）を降圧する
計器用変圧器（１側ＰＴ）、５は相線２，３相間の電圧
（Ｖ23）を降圧する計器用変圧器（３側ＰＴ）、６は３
相の相電流の測定する１側計器用変流器（１側ＣＴ）、
７は３相の相電流の測定する３側計器用変流器（３側Ｃ
Ｔ）である。１１は１側ＰＴ４の電圧（Ｖ12）と１側Ｃ
Ｔ６の電流（Ｉ1）とを乗算して電力演算する１側乗算
素子、１２は３側ＰＴ５の電圧（Ｖ23）と３側ＣＴ７の
電流（Ｉ3）とを乗算して電力演算する３側乗算素子、
１３は加算素子であり、１側乗算素子１１の電力値と３
側乗算素子１２の電力値とを加算して三相配電線の全電
力計測値にする。メカニカルな電力計ではその出力軸が
加算方向に繋がれている。電子式の電力計では加算回路
１３が用いられる。１４は積算手段、１５は積算手段１
４の積算値を表示する電力量表示部、１６は瞬時電力表
示部である。
力量の計測を行う周知の電力計２素子を用いる計測回路
の接続図である。図において、１、２、３は三相配電線
の相線、４は相線１、２相間の電圧（Ｖ12）を降圧する
計器用変圧器（１側ＰＴ）、５は相線２，３相間の電圧
（Ｖ23）を降圧する計器用変圧器（３側ＰＴ）、６は３
相の相電流の測定する１側計器用変流器（１側ＣＴ）、
７は３相の相電流の測定する３側計器用変流器（３側Ｃ
Ｔ）である。１１は１側ＰＴ４の電圧（Ｖ12）と１側Ｃ
Ｔ６の電流（Ｉ1）とを乗算して電力演算する１側乗算
素子、１２は３側ＰＴ５の電圧（Ｖ23）と３側ＣＴ７の
電流（Ｉ3）とを乗算して電力演算する３側乗算素子、
１３は加算素子であり、１側乗算素子１１の電力値と３
側乗算素子１２の電力値とを加算して三相配電線の全電
力計測値にする。メカニカルな電力計ではその出力軸が
加算方向に繋がれている。電子式の電力計では加算回路
１３が用いられる。１４は積算手段、１５は積算手段１
４の積算値を表示する電力量表示部、１６は瞬時電力表
示部である。
【０００３】この２素子電力計法は三相配電のベクトル
均衡関係から全電力を２素子で計測ができるもので、電
流・電圧の相間、相方向の接続が正しい場合は問題ない
が、誤接続の場合はベクトル関係が乱れ全く異なる計測
値となってしまう。
均衡関係から全電力を２素子で計測ができるもので、電
流・電圧の相間、相方向の接続が正しい場合は問題ない
が、誤接続の場合はベクトル関係が乱れ全く異なる計測
値となってしまう。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】メカニカルな電力計で
は指針が逆振れしたり、円板が逆回転したりして誤接続
の判定は容易であるが、電子式電力計では絶対値表示さ
れるので計測値が少ない程度で見過ごされ易い。また、
誤接続が判明しても電力計への変流器、変圧器の二次側
の計器端子への接続を変更しなければならなかった。と
くに、変流器の二次側接続変更には変流器の二次開放に
よる異常電圧を生じさせないように作業上の注意が必要
であった。
は指針が逆振れしたり、円板が逆回転したりして誤接続
の判定は容易であるが、電子式電力計では絶対値表示さ
れるので計測値が少ない程度で見過ごされ易い。また、
誤接続が判明しても電力計への変流器、変圧器の二次側
の計器端子への接続を変更しなければならなかった。と
くに、変流器の二次側接続変更には変流器の二次開放に
よる異常電圧を生じさせないように作業上の注意が必要
であった。
【０００５】この発明は、かかる課題を解決するために
なされたものであり、もし誤接続があれば判断して、正
常に計測できるように自己補正する電子式電力計測器を
提供することを目的とする。
なされたものであり、もし誤接続があれば判断して、正
常に計測できるように自己補正する電子式電力計測器を
提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明に係る電力計測
器は、被計測電圧・電流の中から一つの電圧または電流
を選び位相基準を設定する基準位相検出部と、入力され
る他の電圧・電流のそれぞれに位相基準からの位相角差
を検出比較する位相検出比較手段と、位相検出比較の結
果に基づいて他の入力電圧・電流が正常接続されたとき
の位相基準から位相角差が正常所定範囲と逆相であると
きに該当計測入力電圧・電流の極性を反転させる正負極
性反転手段とを備えたものである。
器は、被計測電圧・電流の中から一つの電圧または電流
を選び位相基準を設定する基準位相検出部と、入力され
る他の電圧・電流のそれぞれに位相基準からの位相角差
を検出比較する位相検出比較手段と、位相検出比較の結
果に基づいて他の入力電圧・電流が正常接続されたとき
の位相基準から位相角差が正常所定範囲と逆相であると
きに該当計測入力電圧・電流の極性を反転させる正負極
性反転手段とを備えたものである。
【０００７】また、３相３線配線と単相３線配線での正
常接続における位相基準からのそれぞれの正常位相角差
をパラメータとして保有して、配線様式選択によるパラ
メータの選択により逆相検出して３相３線配線及び単相
３線配線両用としたものである。
常接続における位相基準からのそれぞれの正常位相角差
をパラメータとして保有して、配線様式選択によるパラ
メータの選択により逆相検出して３相３線配線及び単相
３線配線両用としたものである。
【０００８】そして、上記３相３線配線または単相３線
の電力計測器であって、各被計測入力をＡ／Ｄ変換後に
乗算演算する電子式電力計測素子であって、上記各被計
測入力のゼロクロスをＡ／Ｄ変換用クロックの計数によ
り上記各被計測入力の位相角差を検出し、正常と逆相の
ときにＡ／Ｄ変換後の計測入力を極性反転させるように
したものである。
の電力計測器であって、各被計測入力をＡ／Ｄ変換後に
乗算演算する電子式電力計測素子であって、上記各被計
測入力のゼロクロスをＡ／Ｄ変換用クロックの計数によ
り上記各被計測入力の位相角差を検出し、正常と逆相の
ときにＡ／Ｄ変換後の計測入力を極性反転させるように
したものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】実施の形態１．図１はこの発明の
実施の形態１を示す電力計の構成図、図２は実施の形態
１の処理フローチャート、図３は説明用の３相ベクトル
図、図４は位相検出のタイミング説明図である。図にお
いて、１〜７、１１〜１６は上記従来例の説明と同様の
ものである。２１はマイクロプロセッサー（ＣＰＵ）、
２２は被計測回路の配電様式、周波数等を選択設定する
設定部、２３は１側電圧（Ｖ12）の位相検出器であり、
以後の位相検出の基準となる。２４は３側電圧（Ｖ23）
の位相比較器、２５は１相電流（Ｉ1）の位相比較器、
２６は３相電流（Ｉ3）の位相比較器である。２７〜３
０はＡ／Ｄ変換器であり、計測した各アナログ電圧、電
流をデジタル変換する。３１はＡ／Ｄ変換された３側電
圧値の正負極性反転手段、３２はＡ／Ｄ変換された１相
電流値の正負極性反転手段、３３はＡ／Ｄ変換された３
相電流値の正負極性反転手段である。Ａ／Ｄ変換器２７
〜３０、正負極性反転手段３１〜３３、乗算素子１１、
１２、加算素子１３等はＣＰＵ２１により演算制御され
る。
実施の形態１を示す電力計の構成図、図２は実施の形態
１の処理フローチャート、図３は説明用の３相ベクトル
図、図４は位相検出のタイミング説明図である。図にお
いて、１〜７、１１〜１６は上記従来例の説明と同様の
ものである。２１はマイクロプロセッサー（ＣＰＵ）、
２２は被計測回路の配電様式、周波数等を選択設定する
設定部、２３は１側電圧（Ｖ12）の位相検出器であり、
以後の位相検出の基準となる。２４は３側電圧（Ｖ23）
の位相比較器、２５は１相電流（Ｉ1）の位相比較器、
２６は３相電流（Ｉ3）の位相比較器である。２７〜３
０はＡ／Ｄ変換器であり、計測した各アナログ電圧、電
流をデジタル変換する。３１はＡ／Ｄ変換された３側電
圧値の正負極性反転手段、３２はＡ／Ｄ変換された１相
電流値の正負極性反転手段、３３はＡ／Ｄ変換された３
相電流値の正負極性反転手段である。Ａ／Ｄ変換器２７
〜３０、正負極性反転手段３１〜３３、乗算素子１１、
１２、加算素子１３等はＣＰＵ２１により演算制御され
る。
【００１０】被計測交流回路の周波数と、ＣＰＵ２１の
クロック周波数とは既知であるので、位相検出比較は基
準となる位相検出器２３での１側電圧のゼロクロスから
比較対象の電流、電圧のゼロクロスまでの時間をＣＰＵ
のクロック数のカウント値で位相角度を検出することが
できる。各電流・電圧の位相検出は１周期360度の角度
差を検出するために、ゼロクロスは負→正の立ち上がり
のみを検出する。各位相比較器２４〜２６は後述の位相
検出器２３のゼロクロス検出を位相基準にしてそれぞれ
の位相角差を検出する。そして、その位相角差が規定範
囲か否かを比較して規定範囲外のときは誤接続と判定し
て、自己接続変更または誤接続エラー表示を行う。
クロック周波数とは既知であるので、位相検出比較は基
準となる位相検出器２３での１側電圧のゼロクロスから
比較対象の電流、電圧のゼロクロスまでの時間をＣＰＵ
のクロック数のカウント値で位相角度を検出することが
できる。各電流・電圧の位相検出は１周期360度の角度
差を検出するために、ゼロクロスは負→正の立ち上がり
のみを検出する。各位相比較器２４〜２６は後述の位相
検出器２３のゼロクロス検出を位相基準にしてそれぞれ
の位相角差を検出する。そして、その位相角差が規定範
囲か否かを比較して規定範囲外のときは誤接続と判定し
て、自己接続変更または誤接続エラー表示を行う。
【００１１】次に、位相角差を検出方法について説明す
る。図４に示すように位相基準のＶ12と位相比較をする
電圧または電流との位相角差θにはθ＝３６０・ｎ・Ｃ
／Ｚの関係がある。ここで、θ：位相格差（度）、ｎ：
Ｖ12と位相比較をする電圧または電流のゼロクロス間の
クロック数、Ｚ：ＣＰＵのクロック周波数、Ｃ：交流回
路の周波数である。この式を変換するとｎ＝θ・Ｚ／３
６０・Ｃとなり、位相角差θを設定すればゼロクロス間
のクロック数ｎが定まる。即ち、クロック数ｎが所定の
範囲かどうかで接続の良否を判定する。これにより、位
相角差θをクロック計数値ｎで検出しているので、ソフ
トウエア上での正否判別が容易にできる。
る。図４に示すように位相基準のＶ12と位相比較をする
電圧または電流との位相角差θにはθ＝３６０・ｎ・Ｃ
／Ｚの関係がある。ここで、θ：位相格差（度）、ｎ：
Ｖ12と位相比較をする電圧または電流のゼロクロス間の
クロック数、Ｚ：ＣＰＵのクロック周波数、Ｃ：交流回
路の周波数である。この式を変換するとｎ＝θ・Ｚ／３
６０・Ｃとなり、位相角差θを設定すればゼロクロス間
のクロック数ｎが定まる。即ち、クロック数ｎが所定の
範囲かどうかで接続の良否を判定する。これにより、位
相角差θをクロック計数値ｎで検出しているので、ソフ
トウエア上での正否判別が容易にできる。
【００１２】以下、実施例の動作について図２のフロー
チャート、図３のベクトル図、及び図４のタイミング説
明図により説明する。この発明の電力計測器を被計測交
流回路へ接続設置してから、被計測回路が３相３線式ま
たは単相３線式の配電様式、ＰＣＴ変成比、交流周波数
が５０Ｈｚ、６０Ｈｚの選択、計測回路の接続チェック
の要否を設定部２２から指示する。チェック否の場合は
そのまま通常の計測に移る。チェック要を選択したとき
は、この選択設定により、変成比を加味した電力演算、
正常接続時の位相角差を定めるパラメータであるクロッ
クカウンタの規定値等がイニシャル処理により設定され
る（ステップ201〜203）。
チャート、図３のベクトル図、及び図４のタイミング説
明図により説明する。この発明の電力計測器を被計測交
流回路へ接続設置してから、被計測回路が３相３線式ま
たは単相３線式の配電様式、ＰＣＴ変成比、交流周波数
が５０Ｈｚ、６０Ｈｚの選択、計測回路の接続チェック
の要否を設定部２２から指示する。チェック否の場合は
そのまま通常の計測に移る。チェック要を選択したとき
は、この選択設定により、変成比を加味した電力演算、
正常接続時の位相角差を定めるパラメータであるクロッ
クカウンタの規定値等がイニシャル処理により設定され
る（ステップ201〜203）。
【００１３】該実施の形態１では配電様式が３相３線式
の場合を説明する。単相３線式の場合は処理フローＡへ
移りこれは実施の形態２で説明する。位相基準となる１
側電圧（Ｖ12）の負→正となるゼロクロスの検出からク
ロック計数を開始する（ステップ205）。次に３側電圧
（Ｖ23）が負→正のゼロクロスを検出するまでのクロッ
ク計数値から３側電圧（Ｖ23）の位相角差を検知する。
３側電圧（Ｖ23）が１側電圧（Ｖ12）より120度遅れに
相当するクロック計数値のときは正常接続であり、１相
電流（Ｉ1）の位相検知へ進む。もし、120度遅れに相当
するクロック計数値でない場合は誤接続と判断してステ
ップ207へ進む（ステップ206）。
の場合を説明する。単相３線式の場合は処理フローＡへ
移りこれは実施の形態２で説明する。位相基準となる１
側電圧（Ｖ12）の負→正となるゼロクロスの検出からク
ロック計数を開始する（ステップ205）。次に３側電圧
（Ｖ23）が負→正のゼロクロスを検出するまでのクロッ
ク計数値から３側電圧（Ｖ23）の位相角差を検知する。
３側電圧（Ｖ23）が１側電圧（Ｖ12）より120度遅れに
相当するクロック計数値のときは正常接続であり、１相
電流（Ｉ1）の位相検知へ進む。もし、120度遅れに相当
するクロック計数値でない場合は誤接続と判断してステ
ップ207へ進む（ステップ206）。
【００１４】ステップ207では３側電圧（Ｖ23）の位相
角差が300度であるか確認する。位相角差が300度であれ
ば３側ＰＴ５は逆相接続であり、Ｖ32となっているので
Ｖ23にするようにＡ／Ｄ変換器２８の出力を正負極性反
転して電力演算するように正負極性反転手段３１に極性
反転を記憶保持させる。３側電圧（Ｖ23）が１側電圧
（Ｖ12）と位相差で120度、300度以外の場合は全くの誤
接続であり、自動接続修復不可能の誤接続エラー表示を
させる（ステップ207、208）。ゼロクロス検出のタイミ
ング誤差等があるので、120度、300度の計算上のクロッ
ク数に誤差許容を加味したクロック計数値範囲で接続の
正誤を判定させるとよい。
角差が300度であるか確認する。位相角差が300度であれ
ば３側ＰＴ５は逆相接続であり、Ｖ32となっているので
Ｖ23にするようにＡ／Ｄ変換器２８の出力を正負極性反
転して電力演算するように正負極性反転手段３１に極性
反転を記憶保持させる。３側電圧（Ｖ23）が１側電圧
（Ｖ12）と位相差で120度、300度以外の場合は全くの誤
接続であり、自動接続修復不可能の誤接続エラー表示を
させる（ステップ207、208）。ゼロクロス検出のタイミ
ング誤差等があるので、120度、300度の計算上のクロッ
ク数に誤差許容を加味したクロック計数値範囲で接続の
正誤を判定させるとよい。
【００１５】そして、１相電流（Ｉ1）の位相を検出比
較する。１相電流（Ｉ1）は１相電圧（Ｅ1）とは力率角
φの差を持ち、１側電圧（Ｖ12）と１相電圧（Ｅ1）と
は30度の位相差を有しているので、１側電圧（Ｖ12）と
１相電流（Ｉ1）とはφ＋30度の位相差がある。力率角
φは負荷の種類により変化するが正常接続のときは図３
のベクトル図上で第1象限内にある。１相電流（Ｉ1）の
進み力率と遅れ力率の限界を考慮して、１相電流（Ｉ
1）が１側電圧（Ｖ12）より25〜100度遅れの範囲であれ
ば、正常接続と判定して、３相電流（Ｉ3）の判定へ進
み、もし、１相電流（Ｉ1）と１側電圧（Ｖ12）の位相
角差が25〜100度遅れの範囲外のときは誤接続と判定し
てステップ210へ進む（ステップ209）。ステップ210で
は１相電流（Ｉ1）が１側電圧（Ｖ12）と位相遅れが205
〜270度の範囲であれば１相電流（Ｉ1）が逆相接続であ
るので、Ａ／Ｄ変換器２９の出力を正負極性反転して電
力演算するように正負極性反転手段３２に極性反転を記
憶保持させる。１相電流（Ｉ1）が１側電圧（Ｖ12）と
位相角差で25〜100度、205〜280度の範囲外の場合は全
くの誤接続であり、自動接続修復不可能の誤接続エラー
表示をさせる（ステップ210、211）。
較する。１相電流（Ｉ1）は１相電圧（Ｅ1）とは力率角
φの差を持ち、１側電圧（Ｖ12）と１相電圧（Ｅ1）と
は30度の位相差を有しているので、１側電圧（Ｖ12）と
１相電流（Ｉ1）とはφ＋30度の位相差がある。力率角
φは負荷の種類により変化するが正常接続のときは図３
のベクトル図上で第1象限内にある。１相電流（Ｉ1）の
進み力率と遅れ力率の限界を考慮して、１相電流（Ｉ
1）が１側電圧（Ｖ12）より25〜100度遅れの範囲であれ
ば、正常接続と判定して、３相電流（Ｉ3）の判定へ進
み、もし、１相電流（Ｉ1）と１側電圧（Ｖ12）の位相
角差が25〜100度遅れの範囲外のときは誤接続と判定し
てステップ210へ進む（ステップ209）。ステップ210で
は１相電流（Ｉ1）が１側電圧（Ｖ12）と位相遅れが205
〜270度の範囲であれば１相電流（Ｉ1）が逆相接続であ
るので、Ａ／Ｄ変換器２９の出力を正負極性反転して電
力演算するように正負極性反転手段３２に極性反転を記
憶保持させる。１相電流（Ｉ1）が１側電圧（Ｖ12）と
位相角差で25〜100度、205〜280度の範囲外の場合は全
くの誤接続であり、自動接続修復不可能の誤接続エラー
表示をさせる（ステップ210、211）。
【００１６】そして、３相電流（Ｉ3）の接続の良否を
判定するが、１側電圧（Ｖ12）と３相電流（Ｉ3）の遅
れ位相角差が265〜340度の範囲では正常接続、85〜160
度の範囲は３相電流（Ｉ3）が逆相接続であるので、Ａ
／Ｄ変換器３０の出力を正負極性反転して電力演算する
ように正負極性反転手段３３に極性反転を記憶保持させ
る。遅れ位相角差が85〜160度、265〜340度の範囲外で
は全くの誤接続であり、自動接続修復不可能の誤接続エ
ラー表示をさせる（ステップ212〜214）。
判定するが、１側電圧（Ｖ12）と３相電流（Ｉ3）の遅
れ位相角差が265〜340度の範囲では正常接続、85〜160
度の範囲は３相電流（Ｉ3）が逆相接続であるので、Ａ
／Ｄ変換器３０の出力を正負極性反転して電力演算する
ように正負極性反転手段３３に極性反転を記憶保持させ
る。遅れ位相角差が85〜160度、265〜340度の範囲外で
は全くの誤接続であり、自動接続修復不可能の誤接続エ
ラー表示をさせる（ステップ212〜214）。
【００１７】以上のように、基準位相からの計測要素で
ある電流・電圧の各位相差により、計測回路の接続良
否、逆接続を判定して逆接続の場合はＡ／Ｄ変換後の計
測データを正負極性反転して電力演算させるのでソフト
ウエアでの対処可能となり、もし逆接続があってもソフ
トウエア自己修正するので接続替えの工事が不要とな
る。
ある電流・電圧の各位相差により、計測回路の接続良
否、逆接続を判定して逆接続の場合はＡ／Ｄ変換後の計
測データを正負極性反転して電力演算させるのでソフト
ウエアでの対処可能となり、もし逆接続があってもソフ
トウエア自己修正するので接続替えの工事が不要とな
る。
【００１８】実施の形態２．図５はこの発明の実施の形
態２の単相３線式の処理フローチャート、図６は実施の
形態２の単相３線式のベクトル図である。単相３線式の
電力計測では図１の相線２が中性線になる以外は同一の
回路接続で行われる。図５、図６により実施の形態２の
動作を説明する。図２のステップ204で単相３線式の処
理フローが選択されると、位相基準となる１側電圧（Ｖ
12）の負→正となるゼロクロスの検出からクロック計数
を開始する（ステップ501）。そして、２側電圧（Ｖ3
2）が負→正のゼロクロスを検出するまでのクロック計
数値から２側電圧（Ｖ32）の位相角差を検知する。２側
電圧（Ｖ32）が１側電圧（Ｖ12）より180度遅れに相当
するクロック計数値のときは正常接続であり、１相電流
（Ｉ1）の位相検知へ進む。もし、180度遅れに相当する
クロック計数値でない場合は誤接続と判定してステップ
503へ進む（ステップ502）。ステップ502では１側電圧
（Ｖ12）と２側電圧（Ｖ32）が略同相であれば３側ＰＴ
５出力を逆相接続したのであり、Ｖ23となっているので
Ｖ32にするようにＡ／Ｄ変換器２８の出力を正負極性反
転して電力演算するように正負極性反転手段３１に極性
反転を記憶保持させる。ゼロクロス検出のタイミング誤
差等があるので、＋５度、−５度の範囲のクロック数を
同相として接続の正誤を判定させる（ステップ50４）。
態２の単相３線式の処理フローチャート、図６は実施の
形態２の単相３線式のベクトル図である。単相３線式の
電力計測では図１の相線２が中性線になる以外は同一の
回路接続で行われる。図５、図６により実施の形態２の
動作を説明する。図２のステップ204で単相３線式の処
理フローが選択されると、位相基準となる１側電圧（Ｖ
12）の負→正となるゼロクロスの検出からクロック計数
を開始する（ステップ501）。そして、２側電圧（Ｖ3
2）が負→正のゼロクロスを検出するまでのクロック計
数値から２側電圧（Ｖ32）の位相角差を検知する。２側
電圧（Ｖ32）が１側電圧（Ｖ12）より180度遅れに相当
するクロック計数値のときは正常接続であり、１相電流
（Ｉ1）の位相検知へ進む。もし、180度遅れに相当する
クロック計数値でない場合は誤接続と判定してステップ
503へ進む（ステップ502）。ステップ502では１側電圧
（Ｖ12）と２側電圧（Ｖ32）が略同相であれば３側ＰＴ
５出力を逆相接続したのであり、Ｖ23となっているので
Ｖ32にするようにＡ／Ｄ変換器２８の出力を正負極性反
転して電力演算するように正負極性反転手段３１に極性
反転を記憶保持させる。ゼロクロス検出のタイミング誤
差等があるので、＋５度、−５度の範囲のクロック数を
同相として接続の正誤を判定させる（ステップ50４）。
【００１９】次に、１相電流（Ｉ1）の位相を検出比較
する。１相電流（Ｉ1）は１側電圧（Ｖ12）とは力率角
φの差を有する。力率角φは負荷の種類により変化する
が正常接続のときは図６のベクトル図上で第２象限内に
ある。１相電流（Ｉ1）の力率範囲の限界を考慮して、
１相電流（Ｉ1）が１側電圧（Ｖ12）より0〜75度遅れの
範囲であれば、正常接続と判定して、３相電流（Ｉ3）
の判定へ進み、もし、１相電流（Ｉ1）と１側電圧（Ｖ1
2）の位相角差が180〜255度の遅れ範囲外のときは誤接
続と判定してステップ505へ進む（ステップ504）。１相
電流（Ｉ1）が１側電圧（Ｖ12）と位相遅れが180〜255
度の範囲であれば１相電流（Ｉ1）が逆相接続であるの
で、Ａ／Ｄ変換器２９の出力を正負極性反転して電力演
算するように正負極性反転手段３２に極性反転を記憶保
持させる。１相電流（Ｉ1）が１側電圧（Ｖ12）と位相
角差で0〜75度、180〜255度の範囲外の場合は全くの誤
接続であり、自動接続修復不可能の誤接続エラー表示を
させる（ステップ505、506）。
する。１相電流（Ｉ1）は１側電圧（Ｖ12）とは力率角
φの差を有する。力率角φは負荷の種類により変化する
が正常接続のときは図６のベクトル図上で第２象限内に
ある。１相電流（Ｉ1）の力率範囲の限界を考慮して、
１相電流（Ｉ1）が１側電圧（Ｖ12）より0〜75度遅れの
範囲であれば、正常接続と判定して、３相電流（Ｉ3）
の判定へ進み、もし、１相電流（Ｉ1）と１側電圧（Ｖ1
2）の位相角差が180〜255度の遅れ範囲外のときは誤接
続と判定してステップ505へ進む（ステップ504）。１相
電流（Ｉ1）が１側電圧（Ｖ12）と位相遅れが180〜255
度の範囲であれば１相電流（Ｉ1）が逆相接続であるの
で、Ａ／Ｄ変換器２９の出力を正負極性反転して電力演
算するように正負極性反転手段３２に極性反転を記憶保
持させる。１相電流（Ｉ1）が１側電圧（Ｖ12）と位相
角差で0〜75度、180〜255度の範囲外の場合は全くの誤
接続であり、自動接続修復不可能の誤接続エラー表示を
させる（ステップ505、506）。
【００２０】そして、３相電流（Ｉ3）の接続の良否を
判定するが、１側電圧（Ｖ12）と３相電流（Ｉ3）の遅
れ位相角差が180〜255度の範囲では正常接続、0〜75度
の範囲は３相電流（Ｉ3）が逆相接続であるので、Ａ／
Ｄ変換器３０の出力を正負極性反転して電力演算するよ
うに正負極性反転手段３３に極性反転を記憶保持させ
る。遅れ位相角差が0〜75度、180〜255度の範囲外は誤
接続として、自動接続修復不可能の誤接続エラー表示を
させる（ステップ507〜509）。
判定するが、１側電圧（Ｖ12）と３相電流（Ｉ3）の遅
れ位相角差が180〜255度の範囲では正常接続、0〜75度
の範囲は３相電流（Ｉ3）が逆相接続であるので、Ａ／
Ｄ変換器３０の出力を正負極性反転して電力演算するよ
うに正負極性反転手段３３に極性反転を記憶保持させ
る。遅れ位相角差が0〜75度、180〜255度の範囲外は誤
接続として、自動接続修復不可能の誤接続エラー表示を
させる（ステップ507〜509）。
【００２１】以上のように、計測回路の逆相誤接続を自
己判定修復することができるので、とくに頻繁に計測回
路接続を取り替える可搬式の電力計測器においては有用
である。１台の計測器で３相３線配電と単相３線配線で
の電力計測を両用させることは利便性が向上する。
己判定修復することができるので、とくに頻繁に計測回
路接続を取り替える可搬式の電力計測器においては有用
である。１台の計測器で３相３線配電と単相３線配線で
の電力計測を両用させることは利便性が向上する。
【００２２】なお、上記説明では位相角差の正誤判定に
力率角による変化幅を75度に設定しているが、実際の力
率角の変動幅に対応させて設定すればよい。また、位相
基準を１側電圧（Ｖ12）としたが、その位相ベクトル関
係から位相角が判明するので誤接続、逆相を検出できる
のでいずれの電圧・電流を基準にしてもよい。
力率角による変化幅を75度に設定しているが、実際の力
率角の変動幅に対応させて設定すればよい。また、位相
基準を１側電圧（Ｖ12）としたが、その位相ベクトル関
係から位相角が判明するので誤接続、逆相を検出できる
のでいずれの電圧・電流を基準にしてもよい。
【図１】 この発明の実施の形態１を示す電力計測器の
構成図である。
構成図である。
【図２】 この発明の実施の形態１の処理フローチャー
トである。
トである。
【図３】 実施の形態１の説明用３相３線式のベクトル
図である。
図である。
【図４】 位相検出のタイミング説明図である。
【図５】 この発明の実施の形態２の処理フローチャー
トである。
トである。
【図６】 実施の形態２の説明用単相３線式のベクトル
図である。
図である。
【図７】 周知の交流三相配電線の電力計測を行う電力
計２素子を用いる計測回路の接続図である。
計２素子を用いる計測回路の接続図である。
１、２、３ 三相配電線の相線、 ４ １側ＰＴ、
５ ３側ＰＴ ６ １側ＣＴ、 ７ ３側ＣＴ、 １１、１２ 乗
算素子 １３ 加算素子、 １４ 積算手段、 １５ 電力
量表示部 １６ 瞬時電力表示部、 ２１ ＣＰＵ、 ２２
設定部 ２３ 位相検出器、 ２４〜２６ 位相比較器 ２７〜３０ Ａ／Ｄ変換器、 ３１〜３３ 正負極性
反転手段
５ ３側ＰＴ ６ １側ＣＴ、 ７ ３側ＣＴ、 １１、１２ 乗
算素子 １３ 加算素子、 １４ 積算手段、 １５ 電力
量表示部 １６ 瞬時電力表示部、 ２１ ＣＰＵ、 ２２
設定部 ２３ 位相検出器、 ２４〜２６ 位相比較器 ２７〜３０ Ａ／Ｄ変換器、 ３１〜３３ 正負極性
反転手段
Claims (3)
- 【請求項１】 ２電力計測素子を用いて３線配線の電力
計測を行う電力計測器において、入力される被計測電圧
・電流の中から一つの電圧または電流を捉え位相基準を
設定する基準位相検出部と、位相基準以外に入力された
他の電圧・電流のそれぞれに位相基準からの位相角差を
検出比較する位相検出比較手段と、上記位相検出比較手
段での比較の結果に基づいて上記他の入力電圧・電流が
正常接続されたときの位相基準から位相角差が正常所定
範囲と逆相であるときに該当計測入力電圧・電流の極性
を反転させる正負極性反転手段とを備えたことを特徴と
する電力計測器。 - 【請求項２】 ３相３線配線と単相３線配線での正常接
続における位相基準からのそれぞれの正常位相角差をパ
ラメータとして保有して、配線様式選択により上記パラ
メータの選択により逆相検出する３相３線配線及び単相
３線配線両用としたことを特徴とする請求項１記載の電
力計測器。 - 【請求項３】 各被計測入力をＡ／Ｄ変換後に乗算演算
する電子式電力計測素子であって、上記各被計測入力の
ゼロクロスをＡ／Ｄ変換用クロックの計数により上記各
被計測入力の位相角差を検出し、正常と逆相のときにＡ
／Ｄ変換後の計測入力を極性反転させることを特徴とす
る請求項１または２記載の電力計測器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001085012A JP2002286769A (ja) | 2001-03-23 | 2001-03-23 | 電力計測器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001085012A JP2002286769A (ja) | 2001-03-23 | 2001-03-23 | 電力計測器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002286769A true JP2002286769A (ja) | 2002-10-03 |
Family
ID=18940596
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001085012A Pending JP2002286769A (ja) | 2001-03-23 | 2001-03-23 | 電力計測器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002286769A (ja) |
Cited By (12)
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-
2001
- 2001-03-23 JP JP2001085012A patent/JP2002286769A/ja active Pending
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