JP2011047720A - 電力量計 - Google Patents

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JP2011047720A
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Akinori Shoji
庄司  昭典
Shinichiro Oikawa
進一郎 及川
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Toshiba Toko Meter Systems Co Ltd
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Abstract

【課題】停電時にタイマを、短寿命部品である電池によらず、長時間動作させることができる電力量計を提供する。
【解決手段】外部からの電波を検出する電波検出手段と検出された電波を直流電圧に変換する直流変換手段を具備し、電波検出部115にて外部からの電波を受信し、整流部116にて受信した交流信号を整流し、更に昇圧部117で昇圧して充電部118を充電し、直流電圧をタイマ部113に電源電圧として供給するようにした。
【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)
一般的に電力量計は、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
段にて測定され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。通常、当該編集されたデータは需要家にて時間帯ごとに
使用された使用量データを含み、当該時間帯ごとに使用されたデータは電力量計内部のタ
イマにより計時された時間帯ごとに制御部がデータとして編集する。したがって電力量計
は内部にタイマ部を有している。当該タイマ部は電力量計が通電されていない停電時でも
計時動作を継続することが必要である。従来の電力量計では、停電時に一次電池または二
次電池にて当該タイマ部に電源となる電圧を供給していた。しかしながら一次電池、二次
電池等の電池類は寿命が短く、電力量計の寿命を短いものとしていた。一方、電池類を使
用せずコンデンサ等によりバックアップする方法も考えられるが、当該コンデンサ等は蓄
電容量が少なく、短時間しかタイマ部を動作させられないという欠点があった。
本発明は前記問題点に鑑み、停電時にタイマを、短寿命部品である電池によらず、長時
間動作させることができる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、被測定系の電力を検出する電力検
出手段と、時刻を計時する時刻計時手段と、前記電力検出手段にて検出された電力を前記
時刻計時手段により計時された時間に基づきデータに編集するデータ編集手段と、
外部からの電波を検出する電波検出手段と、前記電波検出手段により検出された電波を直
流電圧に変換し前記計時手段に対し前記直流電圧を電源電圧として供給する直流変換手段
とを具備したことを特徴とする。
本発明によれば、停電時にタイマを、短寿命部品である電池によらず、長時間動作させ
ることができる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
以下、本発明の実施例を説明する。
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、本実施例は単相二線式の電力量計
について示されているが、単相3線式、三相3線式等異なる相線式の電力量計にも同様に
適用可能である。
図1において、100は電力量計本体である。
101A、101B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、外部の配電線を電力量計本体100に接続する。端子部101A
の1S、2S各端子は電力供給会社から電力を受電する電源側配電線に、端子部101B
の1L、2L各端子は需要家内へ電力を供給する負荷側配電線に接続される。
102、103は導電部で、銅等の導電性の有る金属材料により構成されており、導電部
102は端子部101Aの1Sと端子部101Bの1Lの間を、導電部103は端子部1
01Aの2Sと端子部101Bの2Lの間を、電気的に導通させる。
104は電流検出部で、電流トランス等により構成されており、導電部102に取り付け
られ、端子部101Aの1Sと端子部101Bの1L間の電流(A1)を検出し、需要家
の使用電流に対応した低レベルの電気信号に変換し出力する。
105は電圧検出部で、アテネッタ等の分圧抵抗器や電圧トランス等により構成されてお
り、端子部101Aの1Sと2S間の電圧(V1)を検出し需要家の使用電圧に正比例し
た低レベルの電気信号に変換し出力する。
106は符号化部で、アナログ−デジタル変換器等により構成されており、電流検出部1
04から出力された端子1S−1L間の、需要家の使用電流(A1)に対応した低レベル
の電気信号をアナログ−デジタル変換し、例えば16bitのデジタルデータとして出力
する。
107は符号化部で、アナログ−デジタル変換器等により構成されており、電圧検出部1
05から出力された端子1S−2S間の需要家の使用電圧(V1)に正比例した低レベル
の電気信号をアナログ−デジタル変換し、例えば16bitのデジタルデータとして出力
する。
108は移相部で、デジタル回路やDSP(デジタル・シグナル・プロセッサ)等により
構成されており、符号化部107により出力された電圧(V1)に関するデジタルデータ
を90度移相したデータを作成する。
109は乗算部で、デジタル乗算回路やDSP(デジタル・シグナル・プロセッサ)等に
より構成されており、符号化部106により出力された電流(A1)に関するデジタルデ
ータと、符号化部107により出力された電圧(V1)に関するデジタルデータとを乗算
し、需要家の使用有効電力に関するデジタルデータに変換し出力する。
110は乗算部で、デジタル乗算回路やDSP(デジタル・シグナル・プロセッサ)等に
より構成されており、符号化部106により出力された電流(A1)に関するデジタルデ
ータと、移相部108により移相された電圧(V1)に関するデジタルデータとを乗算し
、需要家の使用無効電力に関するデジタルデータに変換し出力する。
111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、有効電力使用量デ
ータならびに無効電力使用量データ等を記憶する。
112は表示部で液晶表示器等により構成されており、有効電力使用量データならびに無
効電力使用量データ等を制御部114の制御のもと表示する。
113はタイマ部で、水晶発振回路を有する計数回路等により構成されており、時刻を計
数する。
114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、乗算部109から出
力された需要家の使用有効電力に関するデジタルデータを演算し、需要家の使用有効電力
を算出し、さらに有効電力使用量データとして編集し、記憶、表示を制御する。ここで有
効電力使用量データとは被測定系の総積算有効電力量ならびに各時間帯毎の時間帯有効電
力量等、需要家の使用有効電力に関するデータをいう。なお、各時間帯毎の時間帯有効電
力量はタイマ部113からの時刻データに基づき作成される。
さらに制御部114は、乗算部110から出力された需要家の使用無効電力に関するデジ
タルデータを演算し、需要家の使用無効電力を算出し、さらに無効電力使用量データとし
て編集し、記憶、表示を制御する。ここで無効電力使用量データとは被測定系の総積算無
効電力量ならびに各時間帯毎の時間帯無効電力量等、需要家の使用無効電力に関するデー
タをいう。なお、各時間帯毎の時間帯無効電力量はタイマ部113からの時刻データに基
づき作成される。
115は電波検出部で、ロッドアンテナやバーアンテナ等のアンテナ回路により構成さ
れており、外部からのAMラジオ用の電波等を受信し、交流信号を出力する。
116は整流部で、ダイオード等の整流回路により構成されており、電波検出部115
により出力された交流信号を低レベルの直流信号に変換し出力する。
117は昇圧部で、DC−DCコンバータ回路等により構成されており、整流部116
により出力された低レベルの直流電圧を、昇圧された直流電圧に変換し出力する。
118は充電部でコンデンサ等により構成されており、昇圧部117により出力された
昇圧された直流電圧のリップルを除去するとともに電荷を充電し、内部回路用の直流電圧
をタイマ部113に対し出力する。
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。
電流検出部104は、端子部101Aの1Sと端子部101Bの1L間の電流(A1)を
検出し、需要家の使用電流(A1)に対応した低レベルの電気信号に変換し出力する。
電圧検出部105は、端子部101Aの1S−2S端子間に現れる電圧(V1)を検出し
、需要家の使用電圧に正比例した低レベルの電気信号に変換し出力する。
符号化部106は、電流検出部104により出力された需要家の使用電流(A1)に対応
した低レベルの電気信号をアナログ−デジタル変換し、例えば16bitのデジタルデー
タとして出力している。
符号化部107は、電圧検出部105により出力された需要家の使用電圧(V1)に正比
例した低レベルの電気信号をアナログ−デジタル変換し、例えば16bitのデジタルデ
ータとして出力している。
乗算部109は、デジタル乗算回路やDSP(デジタル・シグナル・プロセッサ)等によ
り構成されており、符号化部106により出力された電流(A1)に対応した信号にかか
るデジタルデータと、符号化部107により出力された電圧(V1)に対応した信号にか
かるデジタルデータとを乗算し、需要家の使用有効電力値として制御部114に対し出力
する。
移相部108は、デジタル回路やDSP(デジタル・シグナル・プロセッサ)等により構
成されており、符号化部107により出力された電圧(V1)に関するデジタルデータを
もとに90度移相された電圧(V1)に対応したデジタルデータを作成し乗算部110に
出力している。
乗算部110は、デジタル乗算回路やDSP(デジタル・シグナル・プロセッサ)等によ
り構成されており、符号化部106により出力された電流(A1)に対応した信号にかか
るデジタルデータと、移相部108により出力された、90度移相された電圧(V1)に
対応したデジタルデータとを乗算し、需要家の使用無効電力値として制御部114に対し
出力する。
タイマ部113は万年カレンダを有しており、日時データ及び1秒間隔ごと等に一定時間
を示す信号を制御部114に対し出力している。
制御部114は、タイマ部113から出力された1秒間隔ごと等の信号に基づき、乗算部
109から出力された信号の当該1秒間の平均値を求め、有効電力を算出する。
制御部114は、タイマ部113から出力された1秒間隔ごと等の信号に基づき、乗算部
110から出力された信号の当該1秒間の平均値を求め、無効電力を算出する。
さらに制御部114は、算出された有効電力、無効電力をもとに有効電力使用量データ、
無効電力使用量データを編集し、記憶、表示するよう各部を制御する。なお、ここで有効
電力使用量データとは被測定系の総積算有効電力量ならびに各時間帯毎の時間帯有効電力
量等、需要家の使用有効電力に関するデータをいう。無効電力使用量データとは被測定系
の総積算無効電力量ならびに各時間帯毎の時間帯無効電力量等、需要家の使用無効電力に
関するデータをいう。
当該時間帯有効電力量ならびに時間帯無効電力量は、タイマ部113から出力された日時
データに基づき、制御部114にて作成される。
電波検出部115は、ロッドアンテナやバーアンテナ等のアンテナ回路により構成されて
おり、外部からのAMラジオ用の電波等を常時受信し、交流信号を出力している。
整流部116は、ダイオード等の整流回路により構成されており、電波検出部115に
より出力された交流信号を低レベルの直流信号に変換し出力している。
昇圧部117は、DC−DCコンバータ回路等により構成されており、整流部116に
より出力された低レベルの直流電圧を、昇圧された直流電圧に変換し出力している。
充電部118は、コンデンサ等により構成されており、昇圧部117により昇圧された
直流電圧のリップルを除去するとともに電荷を充電し、内部回路用の直流電圧をタイマ部
113に対し出力している。
タイマ部113は、端子部101Aの1S、2S各端子に外部から交流電圧が入力されて
いる通電状態では、当該交流電圧から作られた内部回路用の直流電源で動作するが、端子
部101Aの1S、2S各端子に外部から交流電圧が入力されていない停電時等は充電部
118に充電された電圧を電源として動作を継続する。
本実施例を用いれば、寿命の短い電池を電力量計本体100内に有しないため、長寿命
の電力量計を提供することができる。
また、電力量計本体100に外部から交流電圧が入力されていない停電時でも、タイマ部
113が充電部118に充電された電圧を電源として計時動作を継続することが可能であ
る。
充電部118は、外部の電波により常時充電されているため、停電時にタイマ部が動作を
継続しても一定時間経過後に電荷がなくなることもない。
以上のように本発明を用いれば、停電時にタイマを、短寿命部品である電池によらず長
時間動作させることができる電力量計を提供することができる。
本発明による電流検出装置の実施例2につき、図2を参照して説明する。図2は本発明に
よる電力量計の実施例2を示す内部構成図である。なお、この実施例2の各部について図
1に示す実施例1における電力量計100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では停電時の電源電圧発生用の電波
受信を行う電波検出部115を有し通信部を有していなかったのに対し、実施例2では電
波送受信部201が、停電時の電源電圧発生用の電波受信と通信用電波の送受信とを兼ね
、通信部202が電波送受信部201と制御部114との間に配置されている点である。
電波送受信部201は、ロッドアンテナやバーアンテナ等のアンテナ回路により構成され
ており、外部からの電波等を常時受信し、交流信号を整流部116に出力するとともに、
自動検針時には外部のハンディターミナル等の機器との間で電波の送受信を行う。
202は通信部で、調歩同期送受信回路等の通信回路等により構成されており、制御部1
14による制御のもと、電波送受信部201を介し電波にて外部との通信を行う。
制御部114は、外部のハンディターミナル等から発信された電波を電波送受信部201
ならびに通信部202を介して受信し、有効電力使用量データ、無効電力使用量データを
電波にて通信部202ならびに電波送受信部201を介し送信するよう制御する。
整流部116は、ダイオード等の整流回路により構成されており、電波送受信部201
により出力された交流信号を低レベルの直流信号に変換し出力している。
昇圧部117は、DC−DCコンバータ回路等により構成されており、整流部116に
より出力された低レベルの直流電圧を、昇圧された直流電圧に変換し出力している。
充電部118は、コンデンサ等により構成されており、昇圧部117により昇圧された
直流電圧のリップルを除去するとともに電荷を充電し、内部回路用の直流電圧をタイマ部
113に対し出力している。
タイマ部113は、端子部101Aの1S、2S各端子に外部から交流電圧が入力されて
いる通電状態では、当該交流電圧から作られた内部回路用の直流電源で動作するが、端子
部101Aの1S、2S各端子に外部から交流電圧が入力されていない停電時等は充電部
118に充電された電圧を電源として動作を継続する。
本実施例を用いれば、電波送受信部201が、停電時の電源電圧発生用の電波受信と通信
用電波の送受信とを兼ねるため電力量計の回路を小型化することができる。
本実施例を用いれば、寿命の短い電池を電力量計本体200内に有しないため、長寿命の
電力量計を提供することができる。
また、電力量計本体200に外部から交流電圧が入力されていない停電時でも、タイマ部
113が充電部118に充電された電圧を電源として計時動作を継続することが可能であ
る。
充電部118は、外部の電波により常時充電されているため、停電時にタイマ部が動作を
継続しても一定時間経過後に電荷がなくなることもない。
以上のように本発明を用いれば、停電時にタイマを、短寿命部品である電池によらず長
時間動作させることができる電力量計を提供することができる。
100 電力量計本体
101A、101B 端子部
102 導電部
103 導電部
104 電流検出部
105 電圧検出部
106 符号化部
107 符号化部
108 移相部
109 乗算部
110 乗算部
111 記憶部
112 表示部
113 タイマ部
114 制御部
115 電波検出部
116 整流部
117 昇圧部
118 充電部
200 電力量計本体
201 電波送受信部
202 通信部

Claims (3)

  1. 被測定系の電力を検出する電力検出手段と、
    時刻を計時する時刻計時手段と、
    前記電力検出手段にて検出された電力を、前記時刻計時手段により計時された時間に基づ
    きデータに編集するデータ編集手段と、
    外部からの電波を検出する電波検出手段と、
    前記電波検出手段により検出された電波を直流電圧に変換し、前記計時手段に対し前記直
    流電圧を電源電圧として供給する直流変換手段と
    を具備したことを特徴とする電力量計。
  2. 前記電波検出部を介し、電波により外部機器との通信を行う通信手段を具備したことを特
    徴とする請求項1記載の電力量計。
  3. 前記直流変換手段は、直流電圧を充電するコンデンサからなる充電部を具備することを特
    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。
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