JP2015055610A - 電力量計の実負荷試験装置 - Google Patents

Abstract

【課題】試験台のコスト、重量を増加することなく構成できる電力量計の実負荷試験装置を提供すること。
【解決手段】複数の被試験電力量計ＷＨ１，…，ＷＨｎにおける電流端子および標準電力量計の電流端子１Ｓ，１Ｌ，３Ｓ，３Ｌを直列接続した電流回路、並びに前記被試験電力量計および標準電力量計ＷＨＳの電圧端子を並列接続した電圧回路を構成し、前記電力量計のすべてに対して同時並行的に電流、電圧を与えて実負荷試験する電力量計の試験装置において、前記被試験電力量計相互間に、各２次巻線が各被試験電力量計の電流端子同士を繋ぐように直列挿入され、各１次巻線は相互に直列接続されて電流源に接続された前記被試験電力量計の台数以下の台数の補償変流器ＣＴをそなえた電力量計の実負荷試験装置。
【選択図】図１

Description

本発明は、電力量計の試験装置に係り、とくに実負荷試験する装置に関する。

電力量計は、定期的に試験をしてその機能を実証する必要がある。

試験は、試験台に多数の被試験計器を搭載して同時並行的に行うが、従来の誘導型電力量計では試験用端子および短絡片を備えたものが一般的であり、このうちの試験用端子を用いて試験台に接続することにより実負荷を課さない試験（虚負荷試験）が実施されている。

一方、電力量計の設計仕様変化により試験用端子を持たない電力量計が普及している。この試験用端子を持たない電力量計は、電圧入力回路および電流入力回路を電気的に絶縁することができないものである（特許文献１参照）。

そこで、各被試験計器の入力前段に対して、絶縁変圧器（単相２線式試験台の場合）または絶縁変流器（単相３線式または三相３線式試験台の場合）を設ける。

特開２００８-７６２０６号公報

しかしながら、とくに単相３線式、三相３線式の場合、被試験電力計の台数に応じた多数の絶縁変流器を試験台上に設置する必要があり、試験台を構成する上で問題が生じる。

すなわち、絶縁変流器は、電流特性、負担特性等の所要特性を満たすために、大型トロイダルコアに大電流を流せる径の大きな電流線を巻装した、全体的に高コスト、大型の構成とする必要がある。これによると、試験台のコスト、重量の問題を生じるほか、変流器の校正作業を要するという問題もある。

本発明は、上述の点を考慮してなされたもので、試験台のコスト、重量を増加することなく構成できる電力量計の実負荷試験装置を提供することを目的とする。

上記目的達成のため、本発明では、
複数の被試験電力量計における電流端子および標準電力量計の電流端子を直列接続した電流回路、並びに前記被試験電力量計および標準電力量計の電圧端子を並列接続した電圧回路を構成し、前記電力量計のすべてに対して同時並行的に電流、電圧を与えて実負荷試験する電力量計の試験装置において、
前記被試験電力量計相互間に、各２次巻線が各被試験電力量計の電流端子同士を繋ぐように直列挿入され、各１次巻線は相互に直列接続されて電流源に接続された前記被試験電力量計の台数以下の台数の補償変流器をそなえた
ことを特徴とする電力量計の実負荷試験装置、
を提供するものである。

本発明は上述のように、試験台に搭載されて試験される被試験電力量計の電流端子同士を繋ぐように補償用変流器を挿入する構成としたため、被試験電力量計を繋ぐことにより電流回路に生じる電圧降下を補償用変流器が補償し、特別な変流器を用いることなく試験装置を構成することができる。

本発明の一実施例の構成を示す結線図。 図１に示した結線図の一部を拡大要約して示した部分結線図。 図１の結線図の等価回路図。

以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。

図１は、本発明に係る試験装置における被試験電力量計ＷＨ１，…,ＷＨｎ周りの結線状態を示したものである。

被試験電力量計ＷＨ１，…，ＷＨｎは、それぞれ単相３線式であって、標準電力量計ＷＨＳを含め電流変換要素が直列接続されて電流回路が形成され、また電圧変換要素が並列接続されて電圧回路が形成される。

そして、電流回路は、被試験電力量計ＷＨ１とその次の被試験電力量計（図示せず）との間には、変流器ＣＴ１１の２次巻線（巻線端子ｋ，ｌ）が直列挿入され、以下、被試験電力量計ＷＨｎに至るまで、同様に各被試験電力量計間に変流器の２次巻線が直列挿入されて、標準電力量計ＷＨＳの変流器ＣＴＳ１に直列接続される。

すなわち、被試験電力量計ＷＨ１と、この被試験電力量計ＷＨ１に接続される次の被試験電力量計ＷＨ２（図示せず）との間に、変流器ＣＴ１１の２次巻線が接続される。そして、以下、電力量計と変流器とが１対１の関係、つまり対をなして接続される。各変流器ＣＴ１１，…，ＣＴ１ｎの1次巻線は、直列接続されて電流源Ｉ１０に接続される閉回路を構成している。

各被試験電力量計ＷＨ１，…，ＷＨｎは、６個の端子１Ｓ，２Ｓ，３Ｓおよび１Ｌ，２Ｌ，３Ｌを有し、端子１Ｓ，２Ｓ間に電圧源Ｐ１０から、端子２Ｓ，３Ｓ間に電圧源Ｐ３０から電圧が印加され、他方、端子１Ｓ，１Ｌ間に電流源Ｉ１０から変流器の１次巻線（巻線端子Ｋ，Ｌ）、２次巻線（巻線端子ｋ，ｌ）を介して、また端子３Ｓ，３Ｌ間に電流源Ｉ３０から変流器の１次巻線（巻線端子Ｋ，Ｌ）、２次巻線（巻線端子ｋ，ｌ）を介して電流が供給される。そして、端子２Ｓ，２Ｌは、中性線としてすべての被試験電力量計に共通に接続されている。

これにより、図１に示すように、中性線を中心にして上下対称に２つずつの電流回路および電圧回路を持った試験回路が形成される。この電流回路、電圧回路は、ｎ台の被試験電力量計および１台の標準電力量計によって構成される。

標準電力量計ＷＨＳは、電流端子１Ｌ，１Ｓ，３Ｓ，３Ｌおよび電圧端子Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３を有し、これら端子により電流回路に対して変流器ＣＴＳ１、ＣＴＳ２を介して、また電圧回路に対して変圧器ＶＴＳ１，ＶＴＳ２（１次端子Ｖ，Ｕ、２次端子ｖ，ｕ）を介してそれぞれ接続される。

そして、端子１Ｓ，１Ｌ間には電流変換要素Ｉ１が、端子３Ｓ，３Ｌ間には電流変換要素Ｉ３が、また端子１Ｓ，２Ｓ間には電圧変換要素Ｖ１が，端子２Ｓ，３Ｓ間には電圧変換要素Ｖ３が接続されている。

「電流回路の電圧降下とその補償電圧」
この試験回路を用いて被試験電力量計の試験を行うと、電流回路における各電力量計の電流変換要素、端子の接触抵抗その他における電圧降下Ｖｍが起きる。この電圧降下は、試験の誤差要因になる。

電力量計ＷＨ１の電圧降下はＶｍ１１，Ｖｍ２１であり、各電力量計の電圧降下の合計ΣＶｍは、
ΣＶｍ１＝Ｖｍ１１＋Ｖｍ１２＋…＋Ｖｍ１ｎ
ΣＶｍ２＝Ｖｍ２１＋Ｖｍ２２＋…＋Ｖｍ２ｎ
となる。

ところが、これら電圧降下は、変流器の補償作用によりすべて解消される。すなわち、電力量計ＷＨ１の電圧降下Ｖｍ１１は変流器ＣＴ１１の形成する補償電圧Ｖｎ１１によって、同様に電力量計ＷＨｎの電圧降下Ｖｍ１ｎは変流器ＣＴ１ｎの形成する補償電圧Ｖｎ１ｎによって基本的に補償される。

さらに、電力量計ＷＨ１の電圧降下Ｖｍ２１は、変流器ＣＴ２１の形成する補償電圧Ｖｎ２１により、同様に電力量計ＷＨｎの電圧降下Ｖｍ２ｎまでの他の電力量計の各電圧降下は、変流器ＣＴ２ｎの形成する補償電圧Ｖｎ２ｎにより基本的に補償される。

図２は、この電圧補償動作を説明するために、１つの電力量計ＷＨ１と１つの変流器ＣＴ１１との関係だけを取り出して示したものである。電圧源Ｐ１０，Ｐ３０も図示されているが、説明は省略する。

まず変流器は、１次電流と２次電流とを変流比で定まる関係にする機能を有する。例えば１０対１という所定の変流比があり、２次側負荷がいかに大きくても所定の２次電流を供給するように電圧補償する。

変流器ＣＴ１１の２次側負荷は、電力量計の電流変換要素Ｉ１を含む電圧降下の原因要素であり、この原因要素による電圧降下分だけ２次電流が阻害されるため、所定の変流比の出力電流が形成されなくなる、と見える。

ところが、変流器ＣＴ１１は、その特性上、変流比で定まる２次電流を確保すべく補償作用を行う。この結果、あたかも補償電圧Ｖｎ１１が形成されたかのような現象が生じる。換言すれば、電圧降下があってもそれによる２次電流の減少はなく、所定の電流が流れる。これは、外見上、補償電圧Ｖｎ１１が形成されたと等しい。

再び図１の試験装置に戻ると、各電力量計ＷＨ１，ＷＨ２（図示せず），…，ＷＨｎは、それらに付設された変流器ＣＴ１１，ＣＴ１２（図示せず），…，ＣＴ１ｎおよびＣＴ２１，ＣＴ２２（図示せず），…，ＣＴ２ｎの電圧補償作用により、２つの電流回路で起きる電圧降下が補償される。この結果、電圧降下があれば起きる筈の誤差が解消される。

図３は、図１の等価回路図である。すなわち、被試験電力量計ＷＨ１，…ＷＨｎおよび標準電力量計ＷＨＳは、電流変換要素が変流器ＣＴ１１，…，ＣＴ１ｎおよびＣＴ２１，…，ＣＴ２ｎによって接続されて直列電流回路を構成しており、各電力量計で生じる電圧降下は付設された変流器によって補償される結果、試験回路全体では誤差要因が除去されることになる。

ここで、電力量計、変流器はともに、許容誤差によっても異なるが、完全に同一特性を持つ訳ではない、と考えるべきである。したがって、電圧降下は電力量計１台ごとに異なり、変流器による補償電圧も１台ごとに異なると云える。また、被試験電力量計の試験台への接続に伴う接触抵抗も同一ではない。

そうであっても、上記試験回路での補償作用は、ｎ個の電力量計が形成する電圧降下に対してｎ個の変流器が形成する補償電圧が対応して行われる。さらに、補償作用は、電力量計１台に対して変流器１台という関係ではなく、試験回路内で全体的に行われる。これは、複数の変流器が直列接続された１個の電流回路に組み込まれているから、補償作用が電流回路内で合成されるためである。

他の実施例

上記実施例では、被試験電力量計1台に対して変流器1台という構成にしているが、複数台の被試験電力量計に対して1台の変流器を割り当てる構成にすることもできる。許容誤差が大きければ、1台の変流器当たりの被試験電力量計の台数を２台、３台と増やして変流器の所要台数を減らすことができる。

他の適用例

上記実施例では、単相３線式電力量計について説明したが、三相３線式電力量計についても同様に本発明を適用することができる。

ＷＨ 電力量計、ＣＴ 変流器、
１Ｓ，１Ｌ，２Ｓ，２Ｌ，３Ｓ，３Ｌ 端子、
Ｖ１，Ｖ３ 電圧変換要素、Ｉ１，Ｉ３ 電流変換要素、
Ｉ１０，Ｉ３０ 電流源、Ｐ１０，Ｐ３０ 電圧源、
Ｖｍ 電圧降下、Ｖｎ 補償電圧。

Claims (5)

1. 複数の被試験電力量計における電流端子および標準電力量計の電流端子を直列接続した電流回路、並びに前記被試験電力量計および標準電力量計の電圧端子を並列接続した電圧回路を構成し、前記電力量計のすべてに対して同時並行的に電流、電圧を与えて実負荷試験する電力量計の試験装置において、
   前記被試験電力量計相互間に、各２次巻線が各被試験電力量計の電流端子同士を繋ぐように直列挿入され、各１次巻線は相互に直列接続されて電流源に接続された前記被試験電力量計の台数以下の台数の補償変流器をそなえた
   ことを特徴とする電力量計の実負荷試験装置。
2. 請求項1記載の電力量計の実負荷試験装置において、
   前記補償変流器は、前記被試験電力量計１台につき１台ずつ設けられたことを特徴とする電力量計の実負荷試験装置。
3. 請求項1記載の電力量計の実負荷試験装置において、
   前記補償変流器は、前記被試験電力量計複数台毎に１台ずつ設けられたことを特徴とする電力量計の実負荷試験装置。
4. 請求項1記載の電力量計の実負荷試験装置において、
   前記被試験電力量計は、単相３線式であることを特徴とする電力量計の実負荷試験装置。
5. 請求項1記載の電力量計の実負荷試験装置において、
   前記被試験電力量計は、三相３線式であることを特徴とする電力量計の実負荷試験装置。

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