JP2010139368A

JP2010139368A - 電力量計

Info

Publication number: JP2010139368A
Application number: JP2008315903A
Authority: JP
Inventors: Ryu Kan; 龍韓
Original assignee: Toshiba Toko Meter Systems Co Ltd
Current assignee: Toshiba Toko Meter Systems Co Ltd
Priority date: 2008-12-11
Filing date: 2008-12-11
Publication date: 2010-06-24

Abstract

【課題】
一台で複数の受電相線方式に対応することが可能な電力量計を提供することを目的とする。
【解決手段】
端子部１０１のＰ０端子と内部回路間を電気的に導通・非導通とする開閉器１０８、１０９は開閉器で、端子部１０１のＰ２端子と内部回路間を電気的に導通・非導通とする開閉器１０９、端子部１０１のＰ３端子と電圧検出部１０４間を電気的に導通・非導通とする開閉器１１０を設け当該スイッチの導通・非導通の組み合わせにて複数の受電相線方式に対応することにした。
【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量計に関する。

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データを計量値に編集する制御部と、制御部にて編集された計量値を表示する表示部とを具備している。（例えば特許文献１）
特開２００４−２２６０９４公報（第１０頁、図２）

しかしながら、従来の電力量計は、一台では単相２線式、三相３線式、単相３線式、三相４線式等の複数の受電方式に対応することができなかった。従来の電力量計は、一台で複数の受電相線方式に対応する手段を有しておらず、需要家の受電相線方式ごとに異なる機種が準備されていた。

このため、従来の電力量計では、例えばプリント基板ユニット等の構成部品が複数種類必要とされ、煩雑であるとともに不経済であるという問題点があった。また、電力量計を需要家に取付ける時に、需要家の受電方式が事前に予測していたものと異なっていた場合、受電方式に対応した別の電力量計を準備しなくてはならないという問題点があった。

本発明は前記問題点に鑑み、一台で複数の受電相線方式に対応することが可能な電力量計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、本発明による電力量計は、単相２線式、三相３線式、単相３線式または三相４線式の被測定系を測定する場合には、被測定系の第一の電圧が入力される第一の電圧端子と、単相２線式、三相３線式、単相３線式または三相４線式の被測定系を測定する場合には、被測定系の第二の電圧が入力される第二の電圧端子と、三相３線式、単相３線式または三相４線式の被測定系を測定する場合には、被測定系の第三の電圧が入力される第三の電圧端子と、三相４線式の被測定系を測定する場合には、被測定系の第四の電圧が入力される第四の電圧端子と、前記第一の電圧端子に接続され、入力された電圧を検出する第一の電圧検出手段と、前記第二の電圧端子に接続され、入力された電圧を検出する第二の電圧検出手段と、前記第二の電圧端子と基準電圧との間に設けられ、単相２線式、三相３線式または単相３線式の被測定系を測定する場合には導通とされ、三相４線式の被測定系を測定する場合には非導通とされる第一の開閉器と、前記第三の電圧端子と後述する第三の電圧検出手段との間に設けられ、三相３線式、単相３線式または三相４線式の被測定系を測定する場合には導通とされ、単相２線式の被測定系を測定する場合には非導通とされる第二の開閉器と、前記第二の開閉器に接続され、入力された電圧を検出する第三の電圧検出手段と、前記第四の電圧端子と基準電圧との間に設けられ、三相４線式の被測定系を測定する場合には導通とされ、単相２線式、三相３線式または単相３線式の被測定系を測定する場合には非導通とされる第三の開閉器と、単相２線式、三相３線式、単相３線式または三相４線式の被測定系を測定する場合には被測定系の第一の電流を検出する第一の電流検出手段と、三相４線式の被測定系を測定する場合には被測定系の第二の電流を検出する第二の電流検出手段と、三相３線式、単相３線式または三相４線式の被測定系を測定する場合には被測定系の第三の電流を検出する第三の電流検出手段と、前記第一の電圧検出手段に検出された電圧と前記第一の電流検出手段に検出された電流との積、前記第二の電圧検出手段に検出された電圧と前記第二の電流検出手段に検出された電流との積、前記第三の電圧検出手段に検出された電圧と前記第三の電流検出手段に検出された電流との積の総和から、非測定系の消費電力量を算出する算出手段とを具備したことを特徴とする。

本発明によれば、一台で複数の受電相線方式に対応することが可能な電力量計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。

［実施例１］
本発明による電力量計の実施例１につき、図１を参照して説明する。図１は本発明による電力量計の実施例１を示す内部構成図である。なお、本実施例はいわゆる変成器対応の電力量計について示されている。
図１において、１００は電力量計本体である。

１０１は端子部で、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、外部の導電線を電力量計本体１００に接続する。端子部１０１のＰ０、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３はそれぞれ外部の計器用変圧器からの導電線を接続する端子である。端子部１０１の１Ｓ、１Ｌ、２Ｓ、２Ｌ、３Ｓ、３Ｌはそれぞれ外部の計器用変流器からの導電線を接続する端子である。なお端子１Ｓ、２Ｓ、３Ｓは、計器用変流器の電源側導電線に、端子１Ｌ、２Ｌ、３Ｌは、計器用変流器の負荷側導電線に接続される。具体的には単相２線式受電の場合、端子Ｐ１、Ｐ２に外部の計器用変圧器（図中不示）からの導電線が、端子１Ｓ、１Ｌに外部の計器用変流器（図中不示）からの導電線が接続され、その他の端子は未接続とされる。三相３線式または単相３線式受電の場合、端子Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３に外部の計器用変圧器（図中不示）からの導電線が、端子１Ｓ、１Ｌ、３Ｓ、３Ｌに外部の計器用変流器（図中不示）からの導電線が接続され、その他の端子は未接続とされる。三相４線式受電の場合、端子Ｐ０、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３に外部の計器用変圧器（図中不示）からの導電線が、端子１Ｓ、１Ｌ、２Ｓ、２Ｌ、３Ｓ、３Ｌに外部の計器用変流器（図中不示）からの導電線が接続される。

１０２、１０３、１０４は電圧検出部で、電圧トランスやアテネッタ等の分圧抵抗器等により構成されており、電圧検出部１０２は入力された電位と測定の基準電圧である内部回路の接地電位との電位差に正比例した低レベルの電圧信号Ｖ１を出力し、電圧検出部１０３は入力された電位と内部回路の接地電位との電位差に正比例した低レベルの電圧信号Ｖ２を出力し、電圧検出部１０４は入力された電位と内部回路の接地電位との電位差に正比例した低レベルの電圧信号Ｖ３を出力する。

１０５、１０６、１０７は電流検出部で、電流トランスやホール素子またはシャント抵抗器等により構成されており、電流検出部１０５は端子部１０１の端子１Ｓと端子１Ｌ間の電流に正比例した低レベルの電圧信号Ａ１を、電流検出部１０６は端子部１０１の端子２Ｓと端子２Ｌ間の電流に正比例した低レベルの電圧信号Ａ２を、電流検出部１０７は端子部１０１の端子３Ｓと端子３Ｌ間の電流に正比例した低レベルの電圧信号Ａ３をそれぞれ出力する。

１０８は開閉器で、トグルスイッチ等により構成されており、人手により操作され端子部１０１の端子Ｐ０と内部回路（接地電位）とを電気的に導通・非導通とする。

１０９は開閉器で、トグルスイッチ等により構成されており、人手により操作され端子部１０１の端子Ｐ２と内部回路（接地電位）とを電気的に導通・非導通とする。

１１０は開閉器で、トグルスイッチ等により構成されており、人手により操作され端子部１０１の端子Ｐ３と電圧検出部１０４間を電気的に導通・非導通とする。

１１１は電力演算部で、アナログ−デジタル変換器等の符号化回路とデジタル乗算回路やＤＳＰ（デジタル・シグナル・プロセッサ）等を組み合わせた回路により構成されており、電圧検出部１０２により出力された低レベルの電圧信号Ｖ１、電圧検出部１０３により出力された低レベルの電圧信号Ｖ２、電圧検出部１０４により出力された低レベルの電圧信号Ｖ３、電流検出部１０５により出力された端子１Ｓと端子１Ｌ間の電流に正比例した低レベルの電圧信号Ａ１、電流検出部１０６により出力された端子２Ｓと端子２Ｌ間の電流に正比例した低レベルの電圧信号Ａ２、電流検出部１０７により出力された端子３Ｓと端子３Ｌ間の電流に正比例した低レベルの電圧信号Ａ３を一旦デジタルデータに変換した後、演算し需要家の使用電力Ｗに正比例したデジタルデータＷ＝（Ａ１・Ｖ１＋Ａ２・Ｖ２＋Ａ３・Ｖ）に変換し出力する。なお、電力演算部１１１はアナログ演算回路から構成されたものであってもよい。

１１２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１１１から出力された需要家の使用電力に正比例したデジタルデータＷ＝（Ａ１・Ｖ１＋Ａ２・Ｖ２＋Ａ３・Ｖ３）を累積加算し使用量データとして編集し、記憶、表示、通信動作をさせるよう後述する記憶部１１３、表示部１１４、通信部１１５を制御する。なお、ここで使用量データとは被測定系の総積算使用電力量ならびに各時間帯毎の時間帯使用量等、需要家の使用電力に関するデータをいう。

１１３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、使用量データを記憶する。

１１４は表示部で液晶表示器等により構成されており、制御部１１２に制御され使用量データを表示する。

１１５は通信部で電波送受信回路やカレントループ等のインタフェース回路等により構成されており、制御部１１２に制御され、外部機器に対し使用量データを送信する。

次に、本実施例の動作について図１を参照しつつ説明する。

単相２線式受電の場合、開閉器１０８は開状態、開閉器１０９は閉状態、開閉器１１０は開状態に設定される。また、単相２線式受電の場合、端子Ｐ１、端子Ｐ２に外部の計器用変圧器（図中不示）からの導電線が、端子１Ｓ、端子１Ｌに外部の計器用変流器（図中不示）からの導電線が接続され、その他の端子Ｐ０、端子Ｐ３、端子２Ｓ、端子２Ｌ、端子３Ｓ、端子３Ｌは未接続である。

開閉器１０８が開状態であり、開閉器１０９が閉状態なので、端子Ｐ２から入力された電位は内部回路の接地電位と同電位となる。従って、端子Ｐ１・端子Ｐ２間に現れる電圧に正比例した低レベルの電圧信号Ｖ１が、電圧検出部１０２から出力される。

開閉器１０９が閉状態であり、入力される電圧が接地電位であるためＶ２＝０なる電圧信号Ｖ２が電圧検出部１０３から出力される。

開閉器１１０が開状態であり、入力される電圧はゼロなので、Ｖ３＝０なる電圧信号Ｖ３が電圧検出部１０４から出力される。

また、端子１Ｓ・端子１Ｌ間に流れる電流に正比例した低レベルの電圧信号Ａ１が、電流検出部１０５から出力される。

端子２Ｓ、端子２Ｌは未接続であるためＡ２＝０なる電圧信号Ａ２が電流検出部１０６から出力される。

端子３Ｓ、端子３Ｌは未接続であるためＡ３＝０なる電圧信号Ａ３が電流検出部１０７から出力される。

その結果、単相２線式受電の場合のデジタルデータＷをＷ１とするとＷ１＝（Ａ１・Ｖ１）なるデジタルデータが電力演算部１１１から出力される。

三相３線式または単相３線式受電の場合、開閉器１０８は開状態、開閉器１０９は閉状態、開閉器１１０は閉状態に設定される。また、三相３線式または単相３線式受電の場合、端子Ｐ１、端子Ｐ２、端子Ｐ３に外部の計器用変圧器（図中不示）からの導電線が、端子１Ｓ、端子１Ｌ、端子３Ｓ、端子３Ｌに外部の計器用変流器（図中不示）からの導電線が接続され、その他の端子Ｐ０、端子２Ｓ、端子２Ｌは未接続である。

開閉器１０８が開状態であり、開閉器１０９が閉状態なので、端子Ｐ２から入力された電位は内部回路の接地電位と同電位となる。従って、端子Ｐ３・端子Ｐ２間に現れる電圧に正比例した低レベルの電圧信号Ｖ３が、電圧検出部１０４から出力される。

端子３Ｓ・端子３Ｌ間に流れる電流に正比例した低レベルの電圧信号Ａ３が、電流検出部１０７から出力される。

その結果、三相３線式または単相３線式受電の場合のデジタルデータＷをＷ２とするとＷ２＝（Ａ１・Ｖ１＋Ａ３・Ｖ３）なるデジタルデータが電力演算部１１１から出力される。

三相４線式受電の場合、開閉器１０８は閉状態、開閉器１０９は開状態、開閉器１１０は閉状態に設定される。三相４線式受電の場合、端子Ｐ０、端子Ｐ１、端子Ｐ２、端子Ｐ３に外部の計器用変圧器（図中不示）からの導電線が、端子１Ｓ、端子１Ｌ、端子２Ｓ、端子２Ｌ、端子３Ｓ、端子３Ｌに外部の計器用変流器（図中不示）からの導電線が接続される。

前述のとおり電力演算部１１１ではＷ＝（Ａ１・Ｖ１＋Ａ２・Ｖ２＋Ａ３・Ｖ３）なるデジタルデータが演算される。

開閉器１０８が閉状態であり、開閉器１０９が開状態なので、端子Ｐ０から入力された電位は内部回路の接地電位と同電位となる。従って、端子Ｐ１・端子Ｐ０間に現れる電圧に正比例した低レベルの電圧信号Ｖ１が、電圧検出部１０２から出力される。

開閉器１０８が閉状態であり、開閉器１０９が開状態なので、端子Ｐ０から入力された電位は内部回路の接地電位と同電位となる。従って、端子Ｐ２・端子Ｐ０間に現れる電圧に正比例した低レベルの電圧信号Ｖ２が、電圧検出部１０３から出力される。

開閉器１０８が閉状態であり、開閉器１０９が開状態なので、端子Ｐ０から入力された電位は内部回路の接地電位と同電位となる。また開閉器１１０は閉状態であるので、端子Ｐ３・端子Ｐ０間に現れる電圧に正比例した低レベルの電圧信号Ｖ３が、電圧検出部１０４から出力される。

端子２Ｓ・端子２Ｌ間に流れる電流に正比例した低レベルの電圧信号Ａ２が、電流検出部１０６から出力される。

その結果、三相４線式受電の場合のデジタルデータＷをＷ３とするとＷ３＝（Ａ１・Ｖ１＋Ａ２・Ｖ２＋Ａ３・Ｖ３）なるデジタルデータが電力演算部１１１から出力される。

開閉器１０８、１０９、１１０の操作は、電力量計１００の工場出荷時や、需要家取付時に行われる。

本実施例を用いれば、開閉器１０８、１０９、１１０を開閉することにより一台の電力量計で単相２線式、三相３線式、単相３線式、三相４線式、複数の受電相線方式に対応することが可能である。

以上のように本発明を用いれば、本発明によれば、一台で複数の受電相線方式に対応することが可能な電力量計を提供することができる。

［実施例２］
本発明による電力量計の実施例２について図２を参照して説明する。なお、この実施例２の各部について図１に示す実施例１の電力量計の各部と同一部分は同一符号で示す。
この実施例２が、実施例１と相違する点は、実施例１では開閉器１０８、１０９、１１０の開閉は作業者により手動にて行われていたのに対し、実施例２では外部から開閉制御可能な開閉器２０１、２０２、２０３を設け、制御部２０４から前記開閉器の開閉制御を行っている点である。

２０１は開閉器で、リレーやアナログスイッチ等により構成されており、後述する制御部２０４により開閉を制御され、端子部１０１の端子Ｐ０と内部回路間を電気的に導通・非導通とする。また、開閉器２０１は開閉器内部の実際の導通・非導通状態を検出し、制御部２０４に対し導通・非導通の状態を示す信号を送信する。

２０２は開閉器で、リレーやアナログスイッチ等により構成されており、後述する制御部２０４により開閉を制御され、端子部１０１の端子Ｐ２と内部回路間を電気的に導通・非導通とする。また、開閉器２０２は開閉器内部の実際の導通・非導通状態を検出し、制御部２０４に対し導通・非導通の状態を示す信号を送信する。

２０３は開閉器で、リレーやアナログスイッチ等により構成されており、後述する制御部２０４により開閉を制御され、端子部１０１の端子Ｐ３と電圧検出部１０４間を電気的に導通・非導通とする。また、開閉器２０３は開閉器内部の実際の導通・非導通状態を検出し、制御部２０４に対し導通・非導通の状態を示す信号を送信する。

２０４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、開閉器２０１、２０２、２０３の開閉を制御する。具体的には、単相２線式受電の場合には開閉器２０１を開状態、開閉器２０２を閉状態、開閉器２０３を開状態となるように、三相３線式または単相３線式受電の場合には、開閉器２０１を開状態、開閉器２０２を閉状態、開閉器２０３を閉状態となるように、三相３線式または単相３線式受電の場合には、開閉器２０１を開状態、開閉器２０２を閉状態、開閉器２０３を閉状態となるように制御を行う。なお、単相２線式、三相３線式、単相３線式、三相４線式の識別情報は、電力量計１００の工場出荷時や需要家取付時に、通信部１１５を介し外部のハンディターミナル等の機器から電文にて制御部２０４に設定される。

また、制御部２０４は開閉器２０１、２０２、２０３から送信された内部の実際の導通・非導通の状態を示す信号を受信し、表示部１１４に開閉器２０１、２０２、２０３の実際の導通・非導通の状態を表示させる。

また、制御部２０４は電力演算部１１１から出力された需要家の使用電力に正比例したデジタルデータを累積加算し使用量データとして編集し、記憶部１１３、表示部１１４、通信部１１５を制御する。なお、ここで使用量データとは被測定系の総積算使用電力量ならびに各時間帯毎の時間帯使用量等、需要家の使用電力に関するデータをいう。

本実施例を用いれば、手動で各開閉器を操作することなく、電文等にて電力量計の受電相線方式を設定することができる。開閉器を手動にて操作する場合、回路基板を電力量計筐体から取り出して開閉器を操作することが必要とされ、このような作業は煩雑であるとともに特に通電中に行う場合は危険を伴った。本実施例によれば回路基板を電力量計筐体から取り出す必要がなく、通電中であっても外部から通信にて電力量計の受電相線方式を設定することができるため便利であり安全である。

以上のように本発明を用いれば、一台で複数の受電相線方式に対応することが可能な電力量計を提供することができる。

本発明による電力量計の実施例１の構成を示す内部構成図本発明による電力量計の実施例２の構成を示す内部構成図

符号の説明

１００電力量計本体
１０１端子部
１０２、１０３、１０４電圧検出部
１０５、１０６、１０７電流検出部
１０８、１０９、１１０開閉器
１１１電力演算部
１１２制御部
１１３記憶部
１１４表示部
１１５通信部
２０１、２０２、２０３開閉器
２０４制御部

Claims

単相２線式、三相３線式、単相３線式または三相４線式の被測定系を測定する場合には、被測定系の第一の電圧が入力される第一の電圧端子と、
単相２線式、三相３線式、単相３線式または三相４線式の被測定系を測定する場合には、被測定系の第二の電圧が入力される第二の電圧端子と、
三相３線式、単相３線式または三相４線式の被測定系を測定する場合には、被測定系の第三の電圧が入力される第三の電圧端子と、
三相４線式の被測定系を測定する場合には、被測定系の第四の電圧が入力される第四の電圧端子と、
前記第一の電圧端子に接続され、入力された電圧を検出する第一の電圧検出手段と、
前記第二の電圧端子に接続され、入力された電圧を検出する第二の電圧検出手段と、
前記第二の電圧端子と基準電圧との間に設けられ、単相２線式、三相３線式または単相３線式の被測定系を測定する場合には導通とされ、三相４線式の被測定系を測定する場合には非導通とされる第一の開閉器と、
前記第三の電圧端子と後述する第三の電圧検出手段との間に設けられ、三相３線式、単相３線式または三相４線式の被測定系を測定する場合には導通とされ、単相２線式の被測定系を測定する場合には非導通とされる第二の開閉器と、
前記第二の開閉器に接続され、入力された電圧を検出する第三の電圧検出手段と、
前記第四の電圧端子と基準電圧との間に設けられ、三相４線式の被測定系を測定する場合には導通とされ、単相２線式、三相３線式または単相３線式の被測定系を測定する場合には非導通とされる第三の開閉器と、
単相２線式、三相３線式、単相３線式または三相４線式の被測定系を測定する場合には被測定系の第一の電流を検出する第一の電流検出手段と、
三相４線式の被測定系を測定する場合には被測定系の第二の電流を検出する第二の電流検出手段と、
三相３線式、単相３線式または三相４線式の被測定系を測定する場合には被測定系の第三の電流を検出する第三の電流検出手段と、
前記第一の電圧検出手段に検出された電圧と前記第一の電流検出手段に検出された電流との積、前記第二の電圧検出手段に検出された電圧と前記第二の電流検出手段に検出された電流との積、前記第三の電圧検出手段に検出された電圧と前記第三の電流検出手段に検出された電流との積の総和から、非測定系の消費電力量を算出する算出手段と
を具備したことを特徴とする電力量計。
単相２線式、三相３線式、単相３線式または三相４線式の被測定系を測定する場合には、被測定系の第一の電圧が入力される第一の電圧端子と、
単相２線式、三相３線式、単相３線式または三相４線式の被測定系を測定する場合には、被測定系の第二の電圧が入力される第二の電圧端子と、
三相３線式、単相３線式または三相４線式の被測定系を測定する場合には、被測定系の第三の電圧が入力される第三の電圧端子と、
三相４線式の被測定系を測定する場合には、被測定系の第四の電圧が入力され、基準電圧に接続された第四の電圧端子と、
前記第一の電圧端子に接続され入力された電圧を検出する第一の電圧検出手段と、
前記第二の電圧端子に接続され入力された電圧を検出する第二の電圧検出手段と、
前記第二の電圧端子と基準電圧との間に設けられ、単相２線式、三相３線式または単相３線式の被測定系を測定する場合には導通とされ、三相４線式の被測定系を測定する場合には非導通とされる第一の開閉器と、
前記第三の電圧端子に接続され入力された電圧を検出する第三の電圧検出手段と、
単相２線式、三相３線式、単相３線式または三相４線式の被測定系を測定する場合には被測定系の第一の電流を検出する第一の電流検出手段と、
三相４線式の被測定系を測定する場合には被測定系の第二の電流を検出する第二の電流検出手段と、
三相３線式、単相３線式または三相４線式の被測定系を測定する場合には被測定系の第三の電流を検出する第三の電流検出手段と、
前記第一の電圧検出手段に検出された電圧と前記第一の電流検出手段に検出された電流との積、前記第二の電圧検出手段に検出された電圧と前記第二の電流検出手段に検出された電流との積、前記第三の電圧検出手段に検出された電圧と前記第三の電流検出手段に検出された電流との積の総和から、非測定系の消費電力量を算出する算出手段と
を具備したことを特徴とする電力量計。
前記第一の開閉器、前記第二の開閉器、前記第三の開閉器のうち少なくとも一つは、その実際の導通・非導通の状態を検出し、前記第一の開閉器、前記第二の開閉器、前記第三の開閉器のうち少なくとも一つにより検出された導通・非導通の状態を表示する表示手段を具備したことを特徴とする請求項１乃至２のいずれか１項記載の電力量計。
前記第一の開閉器、前記第二の開閉器、前記第三の開閉器のうち少なくとも一つの導通・非導通を制御する制御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項記載の電力量計。