JP2011137782A - 電力計測装置及び電力計測システム - Google Patents

Abstract

【課題】小型かつ低コストで、利便性が高く、多台数の設置に適した電力計測装置等を提供する。
【解決手段】電圧計測回路１６は、電力線１３を介して印加される電圧を計測する。電流計測回路１７は、電力線１３を流れる電流を計測する。Ａ／Ｄ変換部５は、電圧計測回路１６により計測される電圧値と、電流計測回路１７により計測される電流値を、Ａ／Ｄ変換する。演算制御部６は、Ａ／Ｄ変換部５によりＡ／Ｄ変換された電圧値及び電流値に基づいて、電気機器４の消費電力の計測データを演算する。無線通信部７は、演算制御部６により演算された電気機器４の消費電力の計測データを、無線通信により、電力表示サーバ２に送信する。非絶縁電源回路１５は、Ａ／Ｄ変換部５、演算制御部６、無線通信部７に電力を供給する。非絶縁電源回路１５は、非絶縁回路で構成され、電圧計測回路１６は、抵抗分圧回路によって構成される。
【選択図】図１

Description

この発明は、電気機器の消費電力を計測する電力計測装置及び電力計測システムに関する。

従来の電力計測装置は、分電盤に設置されるため、全体の消費電力を計測することは可能であるが、個々の電気機器の消費電力を計測するのは困難であった。個々の電気機器の消費電力を計測しようとすると、コンセント周辺を電力計測のために加工する必要があるが、そのような加工は簡単にできるものではない。そこで、個々の電気機器の消費電力を計測するコンセント接続型の電気量監視装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

この電気量監視装置では、コンセントと、電気機器のプラグとの間を接続する電路にＣＴ（Current Transformer）とＰＴ（Potential Transformer）が設けられている。電気量監視装置は、演算処理部、表示部及び伝送手段を備える。演算処理部は、ＣＴとＰＴの各々の信号に基づいて電流、電圧、電力、電力量、力率、周波数又は電流、電圧の高調波成分を演算する。表示部は、演算により求められた電気に関する情報の少なくとも１つを表示する。伝送手段は、電力線搬送通信又はシリアル通信により、演算処理部の出力情報を外部装置に伝送する。

この電気量監視装置を用いれば、電気機器の消費電力その他電力に関連する計測データを個別に計測できるようになるうえ、その計測データを外部の装置に伝送することもできる。

特開２００３−１４９２７２号公報

上記特許文献１に記載の電気量監視装置では、コンセントに接続されるプラグの数を増やせば、電力計測装置１台で複数の電気機器の電力を個別に計測することができる。しかしながら、一般に電気機器が接続されるコンセントは、各部屋に分散して配設され、電気機器も分散して設置されることから、複数の電気機器の電力を計測しようとすると、現実的には、複数台の電気量監視装置が必要となる。

複数の電気機器の電力を計測すべく電気量監視装置を複数台設置すると、個別に電気機器の消費電力を計測することはできるが、複数の電気機器の消費電力の計測結果を一元管理し難くなる。

また、上記特許文献１の電気量監視装置には表示部が設けられている。表示部を設けると、電気量監視装置にはＰＴや絶縁電源を備える必要があるので、装置全体が、大型化、高コスト化する。装置全体が大型化、高コスト化すると、電気量監視装置を複数台設置するのが困難になる。

また、外部機器への計測結果の伝送手段が有線であると、計測データの通信ケーブルを別途配線する必要があるし、装置の移設も難しくなる。電力線搬送通信を使用すれば、新規なケーブルは不要となるが、現状では、通信品質を向上させるのが困難になる。

この発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、小型かつ低コストで、利便性が高く、多台数の設置に適した電力計測装置及び電力計測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、この発明に係る電力計測装置において、プラグは、コンセントと接続される。コンセントは、測定対象である電気機器と接続される。電力線は、プラグとコンセントとを接続する。電圧計測回路は、電力線を介して印加される電圧を計測する。電流計測回路は、電力線を流れる電流を計測する。Ａ／Ｄ変換部は、電圧計測回路により計測される電圧値と、電流計測回路により計測される電流値を、Ａ／Ｄ変換する。演算部は、Ａ／Ｄ変換部によりＡ／Ｄ変換された電圧値及び電流値に基づいて、電気機器の消費電力に関する情報を演算する。無線通信部は、演算部により演算された電気機器の消費電力に関する情報を、無線通信により、外部機器に送信する。電源回路は、Ａ／Ｄ変換部と、演算部と、無線通信部とに、電力を供給する。電源回路は、非絶縁回路で構成され、電圧計測回路は、抵抗分圧回路によって構成されている。

この発明によれば、無線通信部により計測データを外部に送信するので、複数台設置されたときに、計測データを収集して、一元管理し易くなるため、利便性を高めることができる。また、無線通信部により計測データを外部に送信するので、計測データを表示する表示部を設ける必要がない。また、本体に絶縁を必要とするインターフェイスを持たないため、電源回路に非絶縁電源回路を用いることができ、電圧計測回路に抵抗分圧回路を用いることができるようになる。非絶縁電源回路及び抵抗分圧回路は、いずれも回路構成が簡単であるので、装置全体を小型化、低コスト化することができる。この結果、多台数の設置が可能になる。

この発明の実施の形態１に係る電力計測システムの構成を示すブロック図である。 電力計測装置が複数台設置された場合の模式図である。 この発明の実施の形態２に係る電力計測システムの構成を示すブロック図である。 この発明の実施の形態３に係る電力計測システムの構成を示すブロック図である。

次に、この発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

実施の形態１．
まず、この発明の実施の形態１について説明する。

図１に示すように、この実施の形態１に係る電力計測システム１００は、電力計測装置１と電力表示サーバ２とを備える。電力計測装置１は、電気機器４の消費電力を計測する。電力表示サーバ２は、電力計測装置１の計測データを受信して表示する。電力計測装置１は、計測対象となる電気機器４の設置台数等に応じて、場合によっては複数台設置される。

まず、電力計測装置１の詳細な構成について説明する。

電力計測装置１は、プラグ１１とコンセント１２ａ、１２ｂとを備える。プラグ１１は、家屋等に設置されたコンセント３と接続される。コンセント１２ａ、１２ｂには、計測対象となる電気機器４のプラグ４０が接続される。

電力計測装置１は、２本の電源線１３をさらに備える。２本の電源線１３は、プラグ１１とコンセント１２ａ、１２ｂとを接続している。電力計測装置１は、グランド端子１４をさらに備える。電源線１３のうち、一方は、グランド端子１４に接続されている。

電力計測装置１は、非絶縁電源回路１５をさらに備える。非絶縁電源回路１５は、プラグ１１から入力される電源線１３に接続されている。非絶縁電源回路１５は、プラグ１１から印加される交流電圧を、直流電圧に変換する。非絶縁電源回路１５としては、高効率のチョッパ方式のＤＣ／ＤＣコンバータが適している。チョッパ方式のＤＣ／ＤＣコンバータは、入力と出力とが絶縁されていない変換回路である。

電力計測装置１は、電圧計測回路１６と電流計測回路１７とをさらに備える。

電圧計測回路１６は、電力線１３を介して印加される電圧を計測する。電圧計測回路１６は、抵抗分圧回路である。抵抗分圧回路は、直列に接続された複数の抵抗を用いて、入力電圧に対して出力電圧を降下させる回路である。

この抵抗分圧回路は、プラグ１１から入力され電力線１３を供給される交流電源電圧を、Ａ／Ｄ変換部５のアナログ入力に適したレベルに分圧する。例えば、Ａ／Ｄ変換部５のアナログ入力範囲が±５００ｍＶである場合、抵抗分圧回路は、ＡＣ１００Ｖの電源電圧のピーク値がこの範囲に収まるように分圧する。電圧計測回路１６は、グランド端子１４に接続されていない方の電源線１３に接続されている。

電流計測回路１７は、カレントトランス１０ａ、１０ｂに接続されている。カレントトランス１０ａ、１０ｂは、それぞれコンセント１２ａ、１２ｂに接続される電源線１３と電磁結合している。カレントトランス１０ａ、１０ｂを、以下では、ＣＴ１０ａ、１０ｂとも呼ぶ。ＣＴ１０ａ、１０ｂには、コンセント１２ａ、１２ｂに接続される電気機器４の消費電流に比例した電流が流れる。この比例係数はＣＴ１０ａ、１０ｂの巻数で決定される。

電力計測装置１は、Ａ／Ｄ変換部５、演算制御部６、無線通信部７及びアンテナ８をさらに備える。非絶縁電源回路１５から出力される直流電圧は、Ａ／Ｄ変換部５、演算制御部６及び無線通信部７に供給される。

Ａ／Ｄ変換部５は、複数のＡ／Ｄ変換器を有する。このため、Ａ／Ｄ変換部５は、電圧計測回路１６、電流計測回路１７のそれぞれの出力を同時にＡ／Ｄ変換可能である。

演算制御部６は、Ａ／Ｄ変換部５の出力に基づいて、所定の演算を行って、電気機器４の消費電力に関する計測データを算出する。また、演算制御部６は、取得された計測データに基づいて、必要に応じて電力計測装置１の本体の制御を行う。

無線通信部７は、演算制御部６とシリアル入出力で接続されている。無線通信部７は、このシリアル入出力を介して、演算制御部６から電気機器４の消費電力に関する計測データを入力し、その計測データを、アンテナ８を介して無線通信により外部機器に送信する。無線通信部７は、例えば、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）モジュールである。

アンテナ８は、無線通信部７と接続されている。アンテナ８は、電力表示サーバ２との間で、無線信号を送受信する。

続いて、電力表示サーバ２の構成について説明する。

電力表示サーバ２は、無線信号で送受信するためのアンテナ２１を有する。電力表示サーバ２は、電力計測装置１との間で無線通信を行うため、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）モジュールを内蔵している。電力表示サーバ２は、電力計測装置１から送信された電気機器４の消費電力に関する計測データを受信して、表示する。

電力計測装置１が複数設置されている場合、電力表示サーバ２は、それぞれの電力計測装置１から電気機器４の計測データを収集して、記録する。

次に、この実施の形態に係る電力計測システム１００の動作について説明する。

プラグ１１から入力される交流電圧は、非絶縁電源回路１５で整流されて、直流電圧に変換される。さらに、非絶縁電源回路１５は、変換された直流電圧を、Ａ／Ｄ変換部５、演算制御部６及び無線通信部７の動作電源電圧に変換する。この非絶縁電源回路１５から動作電源電圧が供給されることにより、Ａ／Ｄ変換部５、演算制御部６、無線通信部７が動作を開始する。

電圧計測回路１６は、プラグ１１を介して入力される交流電源電圧を、Ａ／Ｄ変換部５のアナログ入力に適したレベルに分圧する。電流計測回路１７は、ＣＴ１０ａ、１０ｂの出力を、適切な負荷抵抗でＡ／Ｄ変換部５のアナログ入力範囲に適した入力レベルに変換する。

電圧計測回路１６でスケーリングされた交流電源電圧は、Ａ／Ｄ変換部５のアナログ入力端子に入力され、サンプリングされる。Ａ／Ｄ変換部５のサンプリングのタイミングについては、演算制御部６からのトリガ入力により制御される。

同様に、電流計測回路１７でスケーリングされた、コンセント１２ａ、１２ｂに接続される電気機器の消費電流に比例した電圧値は、Ａ／Ｄ変換部５のそれぞれ別のアナログ入力端子に入力され、演算制御部６からのトリガにより、電圧計測回路１６の出力と同じサンプリングタイミングでサンプリングされる。なお、ＣＴ１０ａ、１０ｂによって計測される電流波形の位相進みをキャンセルする場合には、電流計測回路１７におけるサンプリングのタイミングを、電圧計測回路１６の出力タイミングよりも、電流波形の位相進み分だけ、早くする必要がある。

電力計測装置１のＡ／Ｄ変換部５でディジタル信号に変換された電圧計測回路１６、電流計測回路１７の計測値は、演算制御部６に入力され、ここで消費電力に関する計測データが算出される。消費電力の演算は、コンセント１２ａ、１２ｂにそれぞれ接続される電気機器４ごとに行われる。

演算制御部６は、各時刻における電圧のサンプル値と、同時刻における各コンセント１２ａ、１２ｂの電流のサンプル値を乗算する。続いて、演算制御部６は、このようにして算出された乗算値について、交流電圧の周期１周期分に渡る和をとる。さらに、演算制御部６は、この和を１周期のサンプル数で割ることにより、電気機器４ごとの消費電力を算出する。なお、演算制御部６は、電流、電圧の計測値から、電圧、電流の実効値、力率等も算出するようにしてもよい。また、演算制御部６は、消費電力を積算していくことにより、電気機器４ごとの消費電力量を算出するようにしてもよい。

演算制御部６で計算された消費電力等の計測データは、シリアル入出力により無線通信部７に出力される。演算制御部６から入力された計測データは、無線通信部７にて、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）規格に準拠した通信方式により、アンテナ８から送信される。

電力表示サーバ２は、アンテナ２１で、電力計測装置１から送信された計測データを受信する。電力計測装置１から送信された計測データを、電力表示サーバ２で直接受信できない場合、中継用のＺｉｇＢｅｅ（登録商標）送受信機を間に介在させるようにしてもよい。

電力表示サーバ２は、数値又はグラフ表示等のユーザに分かりやすい形式にて、電力計測装置１が計測した各電気機器の消費電力や、消費電力量等の消費電力に関する計測データを表示する。

＜電力計測装置の設定方法＞
次に、この実施の形態に係る電力計測装置１の設定方法について説明する。

電力表示サーバ２は、アンテナ２１を介して、設定用の制御コマンド及び動作パラメータの設定値等を電力計測装置１に送信する。設定用の制御コマンド及び動作パラメータの設定値は、電力計測装置１のアンテナ８で受信され、無線通信部７からシリアル入出力により演算制御部６に送信される。設定用の制御コマンド及び動作パラメータの設定値を受信した演算制御部６は、設定用の制御コマンド及び受信した動作パラメータの設定値に基づいて、電力計測装置１の設定を変更する。

制御コマンド及び動作パラメータは、演算制御部６が有するＦｌａｓｈメモリ等の不揮発メモリに書き込まれる。電力計測装置１の設定パラメータは、電力計測装置１の履歴データの保存容量や、イベント検知モードの有効／無効設定、アドレス、通信速度、データフォーマット等を含む。

以上詳細に説明したように、この実施の形態によれば、無線通信部７により計測データを外部に送信するので、電力計測装置１が複数台設置されたときに、各電力計測装置１から計測データを収集し、一元管理し易くなるので、利便性を高めることができる。

また、電力計測装置１は、無線通信部７により計測データを外部に送信するので、計測データを表示する表示部を設ける必要がない。また、本体に絶縁を必要とするインターフェイスを持たないため、電源回路として非絶縁電源回路１５を用いることができ、電圧計測回路１６に抵抗分圧回路を用いることができるようになる。非絶縁電源回路１５及び電圧計測回路１６は、いずれも回路構成が簡単で廉価なものであるので、電力計測装置１全体を小型化、低コスト化することができる。

また、この実施の形態によれば、電力表示サーバ２に消費電力の計測データが表示されるので、電力計測装置１本体に、絶縁を必要とする操作パネル等を備える必要がない。このため、電力計測装置１を、さらに小型化、低コスト化することができる。

この結果、電力計測装置１を小型化、低コスト化することで、電力計測装置１の多台数の設置が容易となる。

例えば、図２に示すように、電力計測装置１を複数台設置した場合であっても、各電力計測装置１の計測データはすべて電力表示サーバ２に送信される。このように、消費電力等の計測データを無線通信で電力表示サーバ２へ送信することで、全ての電気機器４の消費電力を電力表示サーバ２で一元管理することができる。

また、電力表示サーバ２は、無線通信により、各電気機器４の計測データを収集するので、新規のケーブル配線を必要としない。また、無線通信により、電力計測装置１と電力表示サーバ２とを接続するので、電力計測装置１や、計測対象である電気機器４の移設が容易になる。さらには、無線通信のノードを適切に配置することができるので、通信品質を容易に改善できる。

また、電力計測装置１を小型化、低コスト化し、簡易にネットワークを構築できるようにすることにより、分散して配置された複数のコンセントや、複数の電気機器４を計測対象とする電力計測装置１の設置が容易になる。

さらに、各電気機器４の消費電力を個別にモニタ可能とすることで、その電気機器４がどの程度の電力を消費しているかをユーザが把握することができるので、ユーザの省エネ意識を向上させることができる。この結果、より細かなエネルギの管理・運用が可能となるので、消費電力の低減を実現することができる。

なお、電圧計測回路１６の抵抗分圧回路の出力側には、後段の回路のインピーダンスのバラツキや変動による分圧比の変化を防ぐため、オペアンプ等の高入力インピーダンスの部品を挿入するようにしてもよい。また、電流計測回路１７には、入力レベルをさらに調整するため、オペアンプ等の増幅回路や、分圧回路を設けるようにしてもよい。

また、この実施の形態では、電流を検出する手段としてＣＴ１０ａ、１０ｂを採用したが、電流を計測する手段として、シャント抵抗を使用してもよい。一般にＣＴ１０ａ、１０ｂは大型であることから、シャント抵抗を使用することで、電力計測装置１をさらに小型化できる。ただし、シャント抵抗を使用する場合、電流計測回路１７に、高ＣＭＲＲ（同相信号除去比）の差動増幅器を挿入する必要があることに留意すべきである。

また、電力計測装置１において、電流を検出する手段として磁界センサを採用するようにしてもよい。このようにしても同様の効果を得ることができる。ただし、磁界センサは高コストであるため、この実施の形態のように、ＣＴ１０ａ、１０ｂかシャント抵抗を使用するのが望ましい。

また、この実施の形態では、電力計測装置１に設けられるコンセントの数を２個としたが、電力計測装置１におけるコンセントの数は、１個であってもよいし、３個以上であってもよい。

また、この実施の形態では、無線通信部７をＺｉｇＢｅｅ（登録商標）モジュールとしたが、無線ＬＡＮや、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）や、特定小電力無線などの他の近距離無線通信の無線モジュールを採用するようにしてもよい。ここで、特定小電力無線とは、免許を必要としない無線であり、アンテナ電力が１０ｍＷ以下の近距離用の無線である。

しかし、低消費電力、低コストで、無線データの中継も容易であることから、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）モジュールを採用するのが最も望ましい。

また、電力表示サーバ２において、消費電力や消費電力量のみではなく、その消費電力量に対応する電気料金や、ＣＯ₂排出量、原油量等の様々なデータを表示できるようにすれば、より効果的にユーザの省エネ意識を喚起することが可能である。

また、電力計測装置１は、コンセント１２ａ、１２ｂに接続される電気機器４の異常検知にも使用できる。まず、演算制御部６に、電気機器４の異常状態を判別する電流の閾値を設定しておく。演算制御部６は、電力計測装置１の電流の計測値が閾値を超えたか否かを判定し、電力計測装置１の電流の計測値が閾値を超えた場合、電気機器４に故障やトラッキング等の異常が発生したと判定し、電力表示サーバ２に異常状態を通知するようにしてもよい。

また、電力計測装置１に、電気機器４の異常を知らせる警報ブザーを設置してもよい。このようにすれば、ユーザは、電気機器４の異常に対して早急に対処することができる。

また、演算制御部６に、電気機器４の電源オン／オフや、使用状態／待機状態を判別する電流の閾値を設定しておき、電気機器４を使用するユーザの在場表示に電力計測装置１を使用するようにしてもよい。例えば、電力計測装置１をオフィスや工場で使用する場合、そのオフィスや工場において、各人のデスクのパーソナルコンピュータ（ＰＣ）を、電力計測装置１のコンセント１２に接続し、ＰＣの使用状態／待機状態／電源オフ状態を判別するための閾値を演算制御部６に設定しておく。演算制御部６は、消費電流の計測値と各閾値とを比較して、現在のＰＣの状態を検出して、電力表示サーバ２に送信する。電力表示サーバ２は、受信したＰＣの状態を表示する。この表示を見れば、ＰＣを使用するユーザの在場／不在／帰宅を管理者が確認することができる。

また、電力計測装置１を１人暮らしの高齢者の家庭や、単独で使用する可能性のある試験設備等のユーザの安否確認が難しい場所へ設置するようにしてもよい。この場合、電力表示サーバ２にアクセスして、ユーザが使用する電気機器４の使用状態を見れば、ユーザの安否を確認することができる。

また、電力計測装置１を使用すれば、個々の電気機器４についての消費電力が明らかになるので、個々の電気機器４の電気料金を個別にユーザに課金することができる。

実施の形態２．
次に、この発明の実施の形態２について説明する。

図３には、この実施の形態２に係る電力計測システム１００の構成が示されている。この電力計測システム１００では、電力計測装置１が、電気機器４への電力の供給を遮断する機能を有している。

図３に示すように、電力計測システム１００は、電力計測装置１及び電力表示サーバ２を備える点が、上記実施の形態１と同じである。また、電力計測装置１が、計測対象の電気機器４の設置台数に応じて複数台設置され得る点も、上記実施の形態１と同じである。

電力計測装置１はプラグ１１でコンセント３に接続され、電気機器４のプラグ４０は、コンセント１２ａ、１２ｂにそれぞれ接続される点も、上記実施の形態１と同じである。

コンセント１２ａ、１２ｂには、それぞれスイッチ１８ａ、１８ｂが接続される。スイッチ１８ａ、１８ｂは、リレー等の部品により構成される。スイッチ１８ａ、１８ｂは、通常状態で閉状態であり、スイッチ１８ａ、１８ｂが閉状態であれば、コンセント１２ａ、１２ｂは、電気的に接続される。

スイッチ１８ａ、１８ｂは、演算制御部６によってオンオフ制御される。

演算制御部６には、コンセント１２ａ、１２ｂに流れる電流の上限値が上記動作パラメータの１つとして設定されている。電流の上限値は、コンセント１２ａ、コンセント１２ｂに接続されるそれぞれの電気機器４に対して個別に設定可能である。

演算制御部６は、コンセント１２ａ、１２ｂに接続される電気機器４のそれぞれの電流計測値と上限値とを比較し、電流計測値が上限値を超える場合、スイッチ１８ａ、１８ｂを遮断、すなわち開状態にする。

次に、スイッチ１８ａ、１８ｂの開閉を行う場合の動作について説明する。

スイッチ１８ａ、１８ｂの開閉の制御コマンドは、電力表示サーバ２から、アンテナ１３を介して送信される。スイッチ１８ａ、１８ｂの開閉の制御コマンドは、電力計測装置１において、アンテナ８、無線通信部７を介して、シリアル入出力により、演算制御部６へ送信される。制御コマンドを受信した演算制御部６は、制御コマンドに基づいてスイッチ１８ａ、１８ｂの開閉を制御することもできる。

その他の動作については、実施の形態１と同様である。

以上詳細に説明したように、この実施の形態によれば、演算制御部６が、電流値に基づいてスイッチ１８ａ、１８ｂの開閉制御を行うので、電気機器４の故障やトラッキングにより過電流が発生した場合でも、迅速にスイッチ１８ａ、１８ｂを遮断することができるので、安全性を向上させることができる。

また、電力計測サーバ２の指令によりスイッチ１８ａ、１８ｂを開閉することが可能となるので、遠隔操作により、電気機器４の電源を遮断することができる。このようにすれば、コンセント１２ａ、１２ｂを取り外すことなく、未使用の電気機器４への電力の供給を停止することができるので、消費電力を低減することができる。

実施の形態２において、電流表示サーバ２でタイマ管理を行って、スイッチ１８ａ、１８ｂを決まった時間帯で遮断してもよい。また、電力計測装置１の演算制御部６のタイマ管理により、スイッチ１８ａ、１８ｂを決まった時間帯で遮断してもよい。例えば、夜間にスイッチ１８ａ、１８ｂを遮断するように制御することで、待機電力を遮断して、省エネルギ化を実現できる。

実施の形態３．
次に、この発明の実施の形態３について説明する。

上記各実施の形態１、２では、電力表示サーバ２に無線通信モジュールを内蔵し、電力計測装置１と無線通信を直接行うようにした。しかしながら、この実施の形態では、電力計測装置１の計測データを集約する集約装置を備え、分電盤に設置される電力計測装置と組み合わせて使用する。

図４に示すように、この実施の形態に係る電力計測システム１００は、電力計測装置１及び電力表示サーバ２に加え、電力計測装置３０及び計測データ集約装置３１を備える。

分電盤３２では、ブレーカ３４が３相の電力線３３に接続されている。電力計測装置３０は、電力計測装置１とは別に分電盤３２中に設置される。電力計測装置３０は、分電盤３２内で電力線３３に接続されるとともに、ＣＴ１９ａ、１９ｂを介して、電力線３３に電磁結合している。

電力計測装置３０は、電力線３３に印加される電圧と、電力線３３に流れる電流とを検出し、ブレーカ３４で遮断される１系統のトータルの消費電力（すなわち電力線３３を介して供給される消費電力）を計測する。電力計測装置３０は、ＲＳ―４８５ケーブル３５で計測データ集約装置３１と接続されている。電力計測装置３０は、ＲＳ−４８５ケーブル３５を介して系統全体の消費電力の計測データを計測データ集約装置３１に送信する。

電力計測装置１のプラグ１１は、電力線３３に接続されたコンセント３に差し込まれおり、コンセント１２ａ、１２ｂそれぞれに電気機器４が接続されている。電力計測装置１は、コンセント１２ａ、１２ｂにそれぞれ接続された個々の電気機器４の消費電力の計測データを計測する。この計測データは、アンテナ８を介して無線通信により計測データ集約装置３１へ送信される。計測データ集約装置３１は、無線信号を受信するアンテナ２１を備える。計測データ集約装置３１は、アンテナ２１により電力計測装置１の計測データを受信する。

計測データ集約装置３１は、電力計測装置１、電力計測装置３０からの計測データを収集する。計測データ集約装置３１は、ＬＡＮケーブル３６で、電力表示サーバ２に接続される。計測データ集約装置３１は、それぞれの計測データを電力計測装置１、電力計測装置３０から受信すると、受信した計測データを集約して、ＬＡＮケーブル３６を介して電力表示サーバ２へ送信する。

電力表示サーバ２は、計測データ集約装置３１から各計測データを受信すると、各計測データに基づいて、ブレーカ３４の系統の全消費電力及び全消費電力に対する各電気機器４の消費電力を算出し、その割合を数値化又はグラフ化するなどして、ユーザに分かりやすい形式で表示する。

以上詳細に説明したように、この実施の形態によれば、既存の分電盤３２に設置される電力計測装置３０と組合せて使用することで、系統の全消費電力に対する各電気機器４の消費電力の割合を求めることができる。この割合から、消費電力の占める割合が大きい電気機器４を割り出すことができるので、例えば、その電気危機４の消費電力を低減するなどの対策を検討するなどにより、より細かなエネルギの管理・運用が可能となる。

この発明は、電気機器の消費電力の計測に好適である。

１ 電力計測装置
２ 電力表示サーバ
３ コンセント
４ 電気機器
５ Ａ／Ｄ変換部
６ 演算制御部
７ 無線通信部
８ アンテナ
１０ａ、１０ｂ カレントトランス（ＣＴ）
１１ プラグ
１２ａ、１２ｂ コンセント
１３ 電力線
１４ グランド端子
１５ 非絶縁電源回路
１６ 電圧計測回路
１７ 電流計測回路
１８ａ、１８ｂ スイッチ
１９ａ、１９ｂ カレントトランス（ＣＴ）
２１ アンテナ
３０ 電力計測装置
３１ 計測データ集約装置
３２ 分電盤
３３ 電力線
３４ ブレーカ
３５ ＲＳ―４８５ケーブル
３６ ＬＡＮケーブル
４０ プラグ
１００ 電力計測システム

Claims (11)

1. コンセントと接続されるプラグと、
   測定対象である電気機器と接続される前記コンセントと、
   前記プラグと前記コンセントとを接続する電力線と、
   前記電力線を介して印加される電圧を計測する電圧計測回路と、
   前記電力線を流れる電流を計測する電流計測回路と、
   前記電圧計測回路により計測される電圧値と、前記電流計測回路により計測される電流値を、Ａ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換部と、
   Ａ／Ｄ変換部によりＡ／Ｄ変換された前記電圧値及び前記電流値に基づいて、前記電気機器の消費電力に関する情報を演算する演算部と、
   前記演算部により演算された前記電気機器の消費電力に関する情報を、無線通信により、外部機器に送信する無線通信部と、
   前記Ａ／Ｄ変換部と、前記演算部と、前記無線通信部とに、電力を供給する電源回路と、
   を備え、
   前記電源回路は、非絶縁回路で構成され、
   前記電圧計測回路は、抵抗分圧回路によって構成されている、
   ことを特徴とする電力計測装置。
2. 前記演算部は、
   前記無線通信部で受信されたパラメータの設定値に従って、前記電気機器の消費電力の計測データを演算する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の電力計測装置。
3. 前記プラグと前記コンセントとの間を開閉するスイッチと、
   前記スイッチの開閉を制御する制御部と、
   をさらに備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の電力計測装置。
4. 前記制御部は、
   前記電流計測回路によって計測された前記電流値が閾値を超えた場合に、前記スイッチを開状態に制御する、
   ことを特徴とする請求項３に記載の電力計測装置。
5. 前記制御部は、
   前記無線通信部を介して受信した開閉指令に基づいて前記スイッチを開閉制御する、
   ことを特徴とする請求項３又は４に記載の電力計測装置。
6. タイマを備え、
   前記制御部は、
   前記タイマにより、所定の時間帯では、前記スイッチを開状態に制御する、
   ことを特徴とする請求項３乃至５のいずれか一項に記載の電力計測装置。
7. 前記電流計測回路が、
   電流トランスフォーマー、シャント抵抗及び磁界センサのいずれかにより構成されている、
   ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の電力計測装置。
8. 前記無線通信部は、
   近距離無線通信により、前記外部機器に前記計測データを送信する、
   ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の電力計測装置。
9. 請求項１乃至８のいずれか一項に記載の電力計測装置と、
   前記電力計測装置から送信される電気機器の計測データを表示する電力表示サーバと、
   を備える電力計測システム。
10. 前記電力計測装置を複数備え、
    各前記電力計測装置から、前記電気機器の前記計測データを集約する集約装置をさらに備える、
    ことを特徴とする請求項９に記載の電力計測システム。
11. 系統全体の消費電力を計測する他の電力計測装置と、
    前記集約装置により集約された前記電力計測装置から集約された前記計測データに基づいて、系統全体の消費電力に対する前記電気機器の消費電力の割合を算出する算出装置と、
    をさらに備え、
    前記電力表示サーバは、
    前記割合を表示する、
    ことを特徴とする請求項１０に記載の電力計測システム。

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