JP2009281885A

JP2009281885A - 電力測定システム

Info

Publication number: JP2009281885A
Application number: JP2008134589A
Authority: JP
Inventors: Yoshihide Goto; 義英後藤
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2008-05-22
Filing date: 2008-05-22
Publication date: 2009-12-03

Abstract

【課題】
需要家での使用電流が契約電流を超過した場合にブレーカによる全負荷の電力遮断が行われることなく、各負荷毎に電力の遮断が行われることが可能な電力測定システムを提供する。
【解決手段】
需要家にて使用される電化製品である各負荷毎に検出装置１０３、１０４、１０５、１０６を設け、当該検出装置にて各負荷の使用電流に関するデータを作成し、センタ装置１０２に伝送する。
一方、センタ装置１０２は、各検出装置から送出された各負荷の使用電流の総和を算出し、当該総和が契約電流を超過した場合は該当する検出装置を選択し、負荷への電力遮断を命ずるコマンドを送出することとした。
【選択図】図１

Description

本発明は被測定系の使用電力量等を測定する電力測定システムに関する。

従来より、一般家庭や工場、事業所の使用電力量を測定する電力量計が普及してきている。当該電力量計は被測定系の使用電力量を測定する使用量検出手段と、使用量検出手段で検出した使用量をデータに編集する制御部と、制御部にて編集されたデータを表示する表示部とを具備している。

また、多回路の電力量を測定することができる測定装置がある。（例えば特許文献１）
特開２００４−８５４１３公報（第４頁、図１）

近年、各需要家において使用される電化製品は様々であり、電力の使用量は増大する傾向にある。特にオール電化マンション等では調理器具や暖房器具も電気駆動であるため、使用電力量は大きなものとなってきている。需要家は、各電化製品ごとに使用電力量を測定し省電力化を計ろうとしている。各電化製品毎の電力を測定するには多回路の電力量を測定することができる測定装置が便利である。当該多回路を測定することができる測定装置は、各電化製品の電流や電力を測定する検出装置と、当該検出装置で測定された各電化製品の電流や電力に関するデータを編集し、表示や伝送にて出力するセンタ装置から構成されている。しかし、需要家にて電力会社と契約した使用可能な最大電流を超える電流の使用を行った場合、配電盤のブレーカが電力供給を停止するように電路を遮断してしまい、需要家内の全ての負荷が遮断されてしまいはなはだ不都合であった。特に近年、コンピュータを利用した機器や、タイマを持った機器が多く、不用意に電力が遮断された場合、記憶データや、時間データが揮発してしまうという欠点があった。

本発明は前記問題点に鑑み、需要家での使用電流が契約電流を超過した場合にブレーカによる全負荷の電力遮断が行われることなく、各負荷毎に電力の遮断が行われることが可能な電力測定システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明による電力測定システムは、需要家内の指定された負荷の使用電流値、使用電力値のうちの少なくとも一つのデータを測定する測定手段と、前記測定手段にて測定された使用電流値、使用電力値のうちの少なくとも一つのデータを送信する第一の送信手段と、電力遮断を行う旨の通信電文を受信する第一の受信手段と、前記第一の受信手段が前記電力遮断を行う旨の通信電文を受信した場合に、負荷への電力供給を遮断する電力遮断手段とを具備した複数の検出装置と、前記複数の検出装置の第一の送信手段から送出された使用電流値、使用電力値のうちの少なくとも一つのデータを受信する第二の受信手段と、需要家の総使用電流値が使用可能電流値を超過したかを判断する判断手段と、前記判断手段にて、需要家の総使用電流値が使用可能電流値を超過したと判断された場合は、前記第二の受信手段にて受信された前記複数の検出装置から送信された前記使用電流値、使用電力値のうちの少なくとも一つのデータより、電力遮断を行うことにより、需要家の総使用電流値が使用可能電流値を超えないこととなる負荷を選択する選択手段と、前記選択手段にて選択された負荷に接続されている検出装置に対し、前記電力遮断を行う旨の通信電文を送信する第二の送信手段とを具備したセンタ装置と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、需要家での使用電流が契約電流を超過した場合に、各負荷毎に電力の遮断が行われることが可能な電力測定システムを提供することができる。

以下、本発明の実施例を説明する。

本発明による電力測定システムの実施例１について図１を参照して説明する。

本電力測定システム１００は一例としてセンタ装置１０２、検出装置１０３、１０４、１０５、１０６からなるものとする。

１０１は配電線で、電力を需要家内の電化製品である各負荷に供給する。

１０２はセンタ装置で、後述する検出装置１０３、１０４、１０５、１０６から負荷である各電化製品毎の使用電流に関するデータを通信にて取得する。通信は電波による無線伝送により行われる。なお、当該通信は配電線に伝送信号を重畳させる、いわゆる配電線搬送方式等にて行われるものであってもよい。センタ装置１０２の内部構成は後述する。

１０３、１０４、１０５、１０６は検出装置で、需要家にて使用される負荷である各フィーダー毎または各電化製品毎の使用電流、使用電力、使用電力量に関するデータを測定する。また、センタ装置１０２に対し、各負荷の使用電流、使用電力、使用電力量に関するデータを通信にて送出する。通信は電波による無線伝送により行われる。なお、当該通信は配電線に伝送信号を重畳させる、いわゆる配電線搬送方式等にて行われるものであってもよい。検出装置１０３の内部構成は後述する。

１０７、１０８、１０９、１１０は負荷で、需要家で使用されている各フィーダー毎の負荷または各電化製品がこれに当たる。例えば負荷１０７はエアコン、負荷１０８は床暖房機器、負荷１０９は電気温水器等の電化製品が該当する。一方、負荷１１０はその他の電化製品である。上記では各検出装置一台につき一台の電化製品である負荷を接続しているが、検出装置一台につき複数台の電化製品である負荷を接続しても構わない。

ここでセンタ装置１０２の内部構造について図２を参照して説明する。図２において、１０２はセンタ装置本体である。

２０１は入力端子部で、真鋳や銅等の導電性のある金属からなる導電部分が、フェノール樹脂やＰＢＴ樹脂等、絶縁性の高いプラスチック等の材質からなる固定部分に配置された構成からなり、配電線１０１が接続される。

２０２は電源部で、電圧トランスとトランジスタ回路を組合せた電源回路等により構成されており、入力端子部２０１から入力される電圧をセンタ装置１０２内部各部に供給する電源用の直流電圧に変換し出力する。

２０３は操作部で、テンキーやタイプライタ状のキーボードスイッチ等により構成されており、作業者により需要家が契約している契約電流の値や、電力供給を遮断する優先順位等のデータが入力される。

２０４は通信部で、無線電波を送受信するＲＦ−ＩＤや無線送受信回路により構成されており、検出装置１０３、１０４、１０５、１０６から送出される負荷の使用電流、使用電力、使用電力量に関するデータを通信にて受信する。なお通信部２０４は、トランス等からなる配電線搬送用のインタフェース回路等により構成された配電線搬送方式を用いるものであってもよい。

２０５は記憶部でＲＡＭのような半導体メモリにより構成されており、作業者により入力された需要家が契約している契約電流の値や、電力供給を遮断する優先順位等のデータ、ならびに各検出装置１０３、１０４、１０５、１０６から送出される負荷の使用電流、使用電力、使用電力量に関するデータを記憶する。

２０６は表示部で液晶表示器等により構成されており、作業者により入力された需要家が契約している契約電流の値や、電力供給を遮断する優先順位等のデータ、ならびに各検出装置１０３、１０４、１０５、１０６から送出される負荷の使用電流、使用電力、使用電力量に関するデータを表示する。

２０７は通信部で電話回線や携帯電話回線とのインターフェース回路等により構成されており、外部のパーソナルコンピュータ等に、電話回線や携帯電話回線を介し、各負荷の使用電流、使用電力、使用電力量に関するデータ、ならびに負荷の総和の使用電力、使用電力量に関するデータを伝送する。また、通信部２０７は外部のパーソナルコンピュータ等に、電話回線や携帯電話回線を介し、各検出装置にて負荷への電力供給が遮断された旨の情報を伝送する。

２０８は制御部でマイクロコンピュータ等により構成されており、作業者により入力部２０３を介し入力された需要家が契約している契約電流の値や、電力供給を遮断する優先順位等のデータを記憶部２０５に記憶させるように制御する。

また、制御部２０８は通信部２０４を介し受信した検出装置１０３、１０４、１０５、１０６から送出された負荷の使用電流、使用電力、使用電力量に関するデータを記憶部２０５に記憶させるように制御する。

また、制御部２０８は、各検出装置１０３、１０４、１０５、１０６から送出された負荷の使用電流に関するデータの総和を算出し、作業者により入力部２０３を介し入力された需要家が契約している契約電流の値を超過している場合は、入力された電力供給を遮断する優先順位に従い、使用電流の和が超過した電流の量を超えるようになる検出装置を選択し、該当した検出装置に対し、負荷への電力供給を遮断するよう通信部２０４を介し通信にて命令を送出する。なお、電力供給を遮断する優先順位によらず、単に使用電流の和が超過した電流の量を超えるようになる検出装置を任意に選択し、該当した検出装置に対し、負荷への電力供給を遮断するよう通信部２０４を介し通信にて命令を送出するようにしてもよい。

次に検出装置１０３の内部構造について図３を参照して説明する。なお検出装置１０４、１０５、１０６も同様の構成となっている。

図３において、１０３は検出装置本体である。

３０１は入力端子部で、真鋳や銅等の導電性のある金属からなる導電部分が、フェノール樹脂やＰＢＴ樹脂等、絶縁性の高いプラスチック等の材質からなる固定部分に配置された構成からなり、配電線１０１が接続される。

３０２は出力端子部で、真鋳や銅等の導電性のある金属からなる導電部分が、フェノール樹脂やＰＢＴ樹脂等、絶縁性の高いプラスチック等の材質からなる固定部分に配置された構成からなり、負荷１０７が接続される。なお、出力端子部３０２は電化製品のコンセントプラグを接続するための、コンセント形状であってもよい。

３０３ａ、３０３ｂは導線であり、銅等の金属材料からなる導電線により構成されており、入力端子３０１と出力端子部３０２とを電気的に導通させている。

３０４は電流検出部で、電流トランス等により構成されており、導線３０３ａに流れる電流に正比例した低レベルの電流を出力する。なお、電流検出部３０４は、クランプ型やドーナツ型の電流センサにて構成され、配電線１０１に直接電流検出部３０４を取り付けられる構造であってもよい。

３０５は電圧検出部で、電圧トランス等により構成されており、導線３０３ａ・導線３０３ｂ間の電圧に正比例した低レベルの電圧を出力する。

３０６は電力演算部で、デジタル乗算回路等により構成されており、電流検出部３０４により出力された電流に正比例した信号と電圧検出部３０５により出力された電圧に正比例した信号を乗算し、需要家の使用電力に正比例したデジタルデータに変換し出力する。

３０７は通信部で、無線電波を送受信するＲＦ−ＩＤや無線送受信回路により構成されており、センタ装置１０２に対し、負荷１０７の使用電流、使用電力、使用電力量に関するデータを送信する。また通信部３０７は、センタ装置１０２から送出された、負荷への電力供給を遮断する命令を受信する。なお通信部３０７は、トランス等からなる配電線搬送用のインタフェース回路等により構成された配電線搬送方式を用いるものであってもよい。

３０８は記憶部でＲＡＭのような半導体メモリにより構成されており、負荷１０７の使用電流、使用電力、使用電力量に関するデータを記憶する。

３０９は開閉部で、開閉器等により構成されており、導線３０３ａに設けられ、負荷１０７への電力供給を遮断する。

３１０は制御部でマイクロコンピュータ等により構成されており、電力演算部３０６から出力された負荷１０７の使用電力に正比例したデジタルデータを電力量に関するデータを作成する。

制御部３１０は、負荷１０７に関する使用電流、使用電力、使用電力量に関するデータを記憶させるよう記憶部３０８を制御する。

また、制御部３１０は、負荷１０７に関する使用電流、使用電力、使用電力量に関するデータをセンタ装置１０２に送信させるよう通信部３０７を制御する。

次に、本実施例の動作について図１、図２、図３を参照しつつ説明する。

検出装置１０３では、内蔵されている電流検出部３０４から出力された、負荷で使用された電流に正比例した低レベルの電流信号と、電圧検出部３０６から出力された負荷に印加された電圧に正比例した低レベルの電圧信号は電力演算部３０６にて乗算され、負荷の使用電力に正比例したデジタルデータに変換される。

制御部３１０では、電力演算部３６０から出力された負荷の使用電力に正比例したデジタルデータをもとに電力量に関するデータが作成される。制御部３１０により、負荷に関する使用電流、使用電力、使用電力量に関するデータが記憶部３０８に記憶される。また、制御部３１０により、通信部３０７を介し負荷１０７の使用電流、使用電力、使用電力量に関するデータがセンタ装置１０２に送信される。同様に検出装置１０４、１０５、１０６からも負荷１０８、１０９、１１０の使用電流、使用電力、使用電力量に関するデータがセンタ装置１０２に送信される。

その結果、負荷１０７、１０８、１０９，１１０の使用電流、使用電力、使用電力量に関するデータが常時、それぞれ検出装置１０３、１０４、１０５、１０６からセンタ装置１０２に対し送信される。

センタ装置１０２の通信部２０４により、当該検出装置検出装置１０３、１０４、１０５、１０６から送信された、負荷１０７、１０８、１０９，１１０の使用電流、使用電力、使用電力量に関するデータが受信される。

通信部２０４を介し受信された、検出装置１０３、１０４、１０５、１０６から送出された負荷の使用電流、使用電力、使用電力量に関するデータは、制御部２０８の制御により、記憶部２０５に記憶され、表示部２０６に表示される。

また、制御部２０８により、各検出装置１０３、１０４、１０５、１０６から送出された負荷の使用電流に関するデータの総和が総電流値として算出される。当該総電流値が契約電流の値を超過している場合は、負荷電流の総和が、当該総電流値と当該契約電流の値の差分を超えるようになる検出装置が、電力供給を遮断する優先順位に従い選択され、負荷への電力供給を遮断するよう命ずるコマンドが、通信部２０４を介し、当該選択された検出装置に対し送出される。その結果、選択された検出装置内の開閉部３０９が制御部３１０により開状態とされ、負荷への電力供給が遮断される。

なお、電力供給を遮断する優先順位が設定されていない場合、または同順位の遮断優先順位が設定されている場合は、単に使用電流の総和が、当該総電流値と当該契約電流の値の差分を超えるようになる検出装置が、任意に選択され、負荷への電力供給を遮断するよう命ずるコマンドが、通信部２０４を介し、当該選択された検出装置に対し送出される。

需要家が契約している契約電流の値、並びに電力供給を遮断する優先順位は事前に作業者により操作部２０３を介し設定され記憶部２０５に記憶されているものとする。

なお、本実施例においては、各検出装置から送出された負荷の電流に関するデータをもとに契約電流超過の判断、ならびに電力供給を遮断する負荷の選択を行ったが、各検出装置から送信される負荷の電力に関するデータをもとに契約電流超過の判断、ならびに電力供給を遮断する負荷の選択を行うものとしても良い。

また、本実施例においては、センタ装置１０２にて、各検出装置から送出された各負荷での使用電流の総和を算出し当該需要家全体の使用電流を検出したが、検出装置の一つにて需要家全体の使用電流を検出し、その他の検出装置で各負荷での使用電流を検出するようにしてもよい。

制御部２０８は、通信部２０７を用い外部のパーソナルコンピュータ等に、電話回線や携帯電話回線を介し、各負荷の使用電流、使用電力、使用電力量に関するデータ、ならびに負荷の総和の使用電力、使用電力量に関するデータを伝送する。また制御部２０８は、通信部２０７を用い外部のパーソナルコンピュータ等に、電話回線や携帯電話回線を介し、各検出装置にて負荷への電力供給が遮断された旨の情報を伝送する。

本実施例を用いれば、需要家での使用電流が契約電流を超過した場合にブレーカによる全負荷の電力遮断が行われることなく、各負荷毎に電力の遮断が行われることが可能な電力測定システムを提供することができる。

需要家のブレーカによる電力供給の遮断は、契約電流を超過した電流が流れた後、数秒経過後に行われる。本システムでは各検出装置から常時、各負荷の使用電流、使用電力、使用電力量に関するデータがセンタ装置１０２に送出されており、センタ装置１０２では当該検出装置により送信された電流データの総電流値を算出し、契約電流の値を超過していないかをいち早く検出する。当該総電流値が契約電流値を超える場合は、いち早く該当する検出装置に、負荷への電力供給を遮断するよう命ずるコマンドが送出され、ブレーカによる電力の遮断が行われる前に、検出装置により、個別の負荷への電力供給が遮断される。その結果、選択された負荷への電力供給のみが遮断され、ブレーカによる需要家内全負荷への電力供給遮断を免れることができる。

以上のように本発明を用いれば、需要家での使用電流が契約電流を超過した場合に、各負荷毎に電力の遮断が行われることが可能な電力測定システムを提供することができる。

本発明による電力測定システムの構成を示す図本発明の実施例１にかかるセンタ装置の内部構成を示す図本発明の実施例１にかかる検出装置の内部構成を示す図

符号の説明

１００電力測定システム
１０１配電線
１０２センタ装置
１０３、１０４、１０５、１０６検出装置
１０７、１０８、１０９、１１０負荷
２０１入力端子部
２０２電源部
２０３操作部
２０４通信部
２０５記憶部
２０６表示部
２０７通信部
２０８制御部
３０１入力端子部
３０２出力端子部
３０３ａ、３０３ｂ導線
３０４電流検出部
３０５電圧検出部
３０６電力演算部
３０７通信部
３０８記憶部
３０９開閉部
３１０制御部

Claims

需要家内の指定された負荷の使用電流値、使用電力値のうちの少なくとも一つのデータを測定する測定手段と、
前記測定手段にて測定された使用電流値、使用電力値のうちの少なくとも一つのデータを送信する第一の送信手段と、
電力遮断を行う旨の通信電文を受信する第一の受信手段と、
前記第一の受信手段が前記電力遮断を行う旨の通信電文を受信した場合に、負荷への電力供給を遮断する電力遮断手段と
を具備した複数の検出装置と、
前記複数の検出装置の第一の送信手段から送出された使用電流値、使用電力値のうちの少なくとも一つのデータを受信する第二の受信手段と、
需要家の総使用電流値が使用可能電流値を超過したかを判断する判断手段と、
前記判断手段にて、需要家の総使用電流値が使用可能電流値を超過したと判断された場合は、前記第二の受信手段にて受信された前記複数の検出装置から送信された前記使用電流値、使用電力値のうちの少なくとも一つのデータより、電力遮断を行うことにより、需要家の総使用電流値が使用可能電流値を超えないこととなる負荷を選択する選択手段と、
前記選択手段にて選択された負荷に接続されている検出装置に対し、前記電力遮断を行う旨の通信電文を送信する第二の送信手段と
を具備したセンタ装置と、
を有することを特徴とする電力測定システム。
前記センタ装置は、前記第二の受信手段にて受信された前記複数の検出装置から送信された前記使用電流値、使用電力値のうちの少なくとも一つのデータの総和を算出し前記需要家の総使用電流値とする算出手段を
具備したことを特徴とする請求項１記載の電力測定システム。
前記複数の検出装置のうちの一つは、需要家の全ての負荷の使用電流を測定し、
前記センタ装置は、前記複数の検出装置のうちの一つから受信したデータを、前記需要家の総使用電流値とすることを特徴とする請求項１記載の電力測定システム。
前記センタ装置は、前記使用可能電流値が作業者により設定される第一の設定手段を具備したことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の電力測定システム。
前記センタ装置は、遮断優先順位が作業者により設定される第二の設定手段を具備し、前記判断手段は前記第二の設定手段に設定された遮断優先順位によることを特徴とする請求項１乃至４記載の電力測定システム。
前記複数の検出装置と前記センタ装置間の通信路は、電灯線配線であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項記載の電力測定システム。
前記複数の検出装置と前記センタ装置間の通信は、無線電波によることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項記載の電力測定システム。
前記複数の検出装置は、負荷に電力供給を行うコンセントプラグを具備したことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項記載の電力測定システム。
前記センタ装置は、各負荷の使用電流値、使用電力値、使用電力量値、負荷の総和の使用電流値、使用電力値、使用電力量値、負荷への電力供給を遮断した旨の情報のうち少なくとも一つの情報を送信する電話回線用通信部または携帯電話回線用通信部を具備したことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項記載の電力測定システム。