JP3159307B2 - 端末負荷の電力監視システム - Google Patents

端末負荷の電力監視システム

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は端末負荷の電力監視
システムに関し、とくにビル等の分岐回路に配線接続具
を介して接続される端末負荷の電力エネルギー消費量を
監視する電力監視システムに関する。
【0002】
【従来の技術】エネルギー使用量の削減、CO2排出量の
削減について国レベルで具体的な目標が定められ、各事
業主及び国民個人の責務として課せられるまでに至って
いる。また、事業主としては事業所に勤務する社員に対
して合理的なエネルギーの使用について監視、指導する
責任があり、その目的・目標はISO14001認定事業所で環
境目的・環境目標として掲げられているとおりである。
【0003】従来、建物のエリア毎や設備機器毎に消費
される電力エネルギーは、機器毎に監視することはまれ
であり、大中規模のビルでは全体で消費される電力を積
算電力量計を設置し中央監視設備で監視されていること
が多い。また貸事務所ビル等では、テナント電気料金の
精算を目的としてテナント毎の使用電力量を分電盤又は
分岐回路毎に設けた積算電力量計により計量している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の中央監
視設備や分岐回路毎の積算電力計では、例えばビル内の
事務室に分散設置されたコンピュータ、コピー機等のO
A機器や照明機器その他の家電機器で消費される電力を
機器毎に計量できない問題点がある。事務室内の機器等
には、例えばその階に設置された分電盤の分岐回路か
ら、複数のコンセントを経由して電力が供給されてい
る。そのため分電盤の分岐回路毎に電力を計測しても、
その分岐回路に接続される特定の機器又は限られた範囲
に設置された機器で使用される電力量を正確に計測する
ことはできない。
【0005】機器毎あるいは限定した範囲毎の消費電力
を計測するため、それぞれの機器に計測装置を設置して
消費電力量を計測する方法も考えられる。しかし、この
方法は多数の計測装置を設置する必要があり、多額な設
置コストと機器毎に設置スペースを要する問題点があ
る。環境目標として合理的なエネルギー使用が求められ
ているにも拘わらず、現実には掲げられた目標の達成状
況を有効に確認する手段がないことが多いのが実情であ
り、そのための有効な仕組みおよび機械装置の開発が急
務である。
【0006】そこで本発明の目的は、建物内に分散配置
される端末負荷毎の電力使用量を監視する小型で安価な
電力監視システムを提供するにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】図1の実施例を参照する
に、本発明の端末負荷の電力監視システムは、配線接続
端子3と端子3の電圧及び電流を検出する電圧・電流セ
ンサ4(図2参照)と検出された電圧及び電流を電力デ
ータ信号に変換して伝送するデータ変換・伝送装置5
(図2参照)とを有し且つ屋内電気配線42に接続した複
数の配線接続具1、複数の配線接続具1のデータ変換・
伝送装置5からの電力データ信号をネットワークデータ
信号に変換した上で時刻情報と共に構内情報通信網(LA
N)12へ送出するデータ収集用LANインタフェース10、及
び構内情報通信網12に接続された監視用コンピュータ23
を備え、配線接続端子3を介して屋内電気配線42に接続
される端末負荷21a、21bの消費電力を監視用コンピュ
ータ23で監視しなるものである。
【0008】好ましくは、配線接続具1とデータ収集用
LANインタフェース10とを構内電話配線で接続する。
【0009】
【発明の実施の形態】図1は、建物内の分岐回路42上の
コンセント43に接続したコンピュータ等のOA機器21a
や照明機器21b等の端末負荷21の消費電力を、端末負荷2
1毎に監視する本発明の実施例を示す。同図の分岐回路4
2には、建物内の電灯・コンセント用幹線40から分電盤4
1経由で電力が供給され、コンセント43を介して複数の
端末負荷21が接続されている。
【0010】図1では、分岐回路42のコンセント43へ差
込プラグ2で接続されるOAタップコンセント1a(図3
参照)を配線接続具1としている。ただし、本発明で用
いる配線接続具1は図示例に限定されない。例えば、図
4に示すように、分岐回路42の壁埋込コンセント43に後
述するセンサボックス30を取り付けることにより、壁埋
込コンセント43を壁埋込式配線接続具1とすることがで
きる。OAタップ式又は壁埋込式の配線接続具1は、使
用場所や目的に応じて使い分けることができる。また配
線接続具1は差込プラグ受け型のコンセントに限らず、
例えば端末負荷21の刃型接続端子22のような刃型端子を
有するコンセントとしてもよい。
【0011】壁埋込式配線接続具1のブロック図を図2
に示す。同図を参照するに配線接続具1は、この場合コ
ンセントである配線接続端子3と電圧・電流センサ4と
データ変換・伝送装置5とを有する。電圧・電流センサ
4は、電力負荷21に接続された配線接続端子3の電圧及
び電流を検出し、データ変換・伝送装置5へ出力するも
のである。電圧・電流センサ4の一例は、端子3の電圧
と電流とを個別に計測して乗算を行なう電力計である。
ただし、例えば屋内配線系統の電圧が安定している場合
は、電圧・電流センサ4に代えて、配線接続具1に電流
のみを検出する電流センサを設け、屋内電気配線(例え
ば分岐回路42)の公称電圧をメモリに記憶し、電流セン
サで検出した電流とメモリに記憶した電圧とからデータ
変換・伝送装置5により電力データ信号を算出すること
ができる。この場合、電流センサを、変流器(CT)と電
圧・電流間の位相差検出手段(図示せず)とからなるも
のとすることができる。
【0012】図2に示す配線接続具1のデータ変換・伝
送装置5は、電圧・電流センサ4(又は電流センサ。以
下同じ。)の測定信号を直流とする整流器6、直流とし
た測定信号を増幅する増幅器7、増幅した測定信号をデ
ィジタル変換するA/D変換装置8、ディジタル測定信
号を電力データ信号に変換する1チップCPUマイクロプ
ロセッサ(以下、単にCPUということがある。)9、及
び電力データ信号をデータ収集用LANインタフェース10
へ伝送する伝送インタフェース25を有する。必要に応じ
てCPUマイクロプロセッサ9にメモリを設けることがで
きる。
【0013】データ変換・伝送装置5とLANインタフェ
ース10との間の電力データ信号通信路としては、例えば
構内電話回線11を用いることができる。既存のビル電話
用配線11にデータ変換・伝送装置5とLANインタフェー
ス10とを接続し、既存の構内情報通信網(以下、LANと
いう。)を利用することにより、新たな配線工事なしに
本発明システムによる端末負荷毎の電力使用量の監視が
可能となる。4線式の構内電話回線11を電力データ信号
通信路として用いる場合は、図2に示す伝送インタフェ
ース25をRS-485規格のドライバとすることができる。た
だし、電力データ信号通信路は構内電話回線11に限定さ
れず、例えば従来技術に属する適当な無線装置を用いて
電力データ信号通信路をワイヤレスとすることができ、
本発明システムの設置の更なる容易化を図ることができ
る。
【0014】データ収集用LANインタフェース10は、例
えば図6に示すように、配線接続具1から伝送された電
力データ信号をネットワーク信号に変換した上で、時刻
情報と共にLAN12へ送出する。図2のブロック図に示す
ように、LANインタフェース10の一例は、CPUマイクロプ
ロセッサ20と、LANインタフェースプログラム等を記憶
したメモリ17及びデータ保存用のメモリ18と、配線接続
具1との間の伝送インタフェース24と、LAN12との通信
インタフェースとを有するコンピュータである。同図に
示すように、配線接続具1から各接続具1の識別信号を
付して電力データ信号を伝送することにより、1台のLA
Nインタフェース10で複数台、例えば最大64台の配線接
続具1からの電力データ信号をLAN上へ送出することが
できる。必要に応じてディスプレイ14、キーボード15、
マウス16を接続する。図中の符号19は整流器である。な
お、図1はケーブルを用いた有線式LAN12を示すが、適
当な無線技術による無線式LANを利用することも可能で
ある。
【0015】ハブ13を介してLAN12に接続された監視用
コンピュータ23(図1)でLANインタフェース10から送
出された電力データ信号を受信することにより、配線接
続端子3に接続された端末負荷21毎の消費電力を監視用
コンピュータ23で集中的に監視できる。図1は1台の監
視用コンピュータ23を示すが、LAN12に接続した他の全
てのコンピュータ21aを監視用コンピュータ23とするこ
とができる。監視用コンピュータ23において、例えば各
端末負荷21の電力消費状況や充電状況を監視する適当な
プログラムを用いることにより、各端末負荷21の電力消
費量、停電障害等を監視し、必要に応じて警報を出力す
ることも可能である。また適当なインターフェースを介
して既存の中央監視設備に本発明システムを接続するこ
とにより、各端末負荷の電力監視を含めた適切なビル管
理が可能となる。
【0016】本発明で用いる配線接続具1は比較的安価
で製造でき、従来の事務室内で使用するコンセント等と
同程度の大きさであるためコンパクトである。またビル
内に既にLAN12が設けられている場合は、そのLAN12を利
用して端末負荷21毎の消費電力が監視できるので、新た
な配線工事なしに本発明を安価に適用することができ
る。また本発明で用いる配線接続具1は、使い勝手が従
来のコンセントと同様であるため、コピー機器等の消費
電力監視や事務室以外の湯沸かし室内の電気ポットの消
費電力監視にも利用できる。
【0017】こうして本発明の目的である「建物内に分
散配置される端末負荷毎の電力使用量を監視する小型で
安価な電力監視システム」の提供を達成できる。
【0018】
【実施例】図5は、電圧・電流センサ4とデータ変換・
伝送装置5と動作確認用LEDランプ31とを容器内に収納
したセンサボックス30を示す。図3及び4から理解でき
るように、図5に示すセンサボックス30を従来のOAタ
ップコンセントや壁埋込コンセントへ組み込むことによ
り、従来のOAタップコンセントや壁埋込コンセントを
配線接続具1とすることができる。従来の半導体技術等
を用いれば、OAタップコンセント内に組み込み可能な
程度に小型のセンサボックス30を比較的容易に且つ安価
に製造することができる。
【0019】図7は、OAタップ式の配線接続具1内に
配線接続端子3の開閉素子27を設けた本発明の実施例を
示す。同図の配線接続具1は、分岐回路42のコンセント
に接続する差込プラグ2を有し、差込プラグ2に並列接
続された5個の配線接続端子3を有する。同図では、各
配線接続端子3と差込プラグ2との間、すなわち各配線
接続端子3と屋内電気配線42との間に開閉素子27をそれ
ぞれ設け、データ変換・伝送装置5により監視用コンピ
ュータ23からのLANインタフェース10経由の信号に応じ
て開閉素子27を駆動している。データ変換・伝送装置5
のCPU9からのディジタル信号に応じて駆動される開閉
装置27は、従来技術に属する。
【0020】図7の実施例によれば、配線接続具1内に
設けた開閉素子27を、配線接続具1から離れた監視用コ
ンピュータ23により駆動することが可能となる。例えば
監視用コンピュータ23により端末負荷の使用時間帯等を
も管理し、端末負荷の電力データ信号に基づく消費電力
量と使用時間帯とを対比することにより端末負荷の電源
消し忘れ等を検出し、電源切り忘れが検出された端末負
荷に対応する配線接続端子3の開閉素子27を監視用コン
ピュータ23から切断することにより、無駄な電力エネル
ギーの消費をなくし、エネルギー使用量の削減に寄与で
きる。このような無駄な電力消費の監視は自動化が可能
であるが、必要に応じて開閉素子27の切断前に監視用コ
ンピュータ23の操作員に警報等を出力してもよい。
【0021】なお図7では、5個の配線接続端子3の消
費電力を1個の電圧・電力センサ4で検出しているが、
各配線接続端子3に対応させて5個の電圧・電力センサ
4を設け、各接続端子3の消費電力をそれぞれ計測する
ことができる。
【0022】以上、配線接続具1により端末負荷21毎の
消費電力を計測する場合について説明したが、配線接続
具1にノイズセンサ(図示せず)等を組み込み、ノイズ
データ信号をデータ収集用LANインタフェース経由で監
視用コンピュータ23へ伝送することにより、端末負荷21
毎にノイズ混入による誤動作監視を行なうことも可能で
ある。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の端末負荷
の電力監視システムは、配線接続端子と該端子の電圧及
び電流を検出する電圧・電流センサと検出された電圧及
び電流を電力データ信号に変換して伝送するデータ変換
・伝送装置とを有する配線接続具を用い、データ収集用
LANインタフェースにより電力データ信号をネットワー
クデータ信号に変換して監視用コンピュータが接続され
た構内情報通信網へ送出するので、次の顕著な効果を奏
する。
【0024】(イ)ビルの事務室内に分散設置されるO
A機器毎の電力使用量を個別に監視することができ、事
業所ごと、部署ごとの電力消費に対する具体的目標設定
と達成率の確認および合理的使用方法の策定に寄与でき
る。 (ロ)配線接続具は比較的安価で製造でき、また既設の
LANを利用できるので、端末負荷毎の消費電力の監視コ
ストを低く抑えることができる。 (ハ)配線接続具内に配線接続端子の開閉素子を設け、
監視用コンピュータから開閉素子の開閉信号を伝送する
ことにより、スイッチの切り忘れなどの無駄な電力負荷
を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】は、本発明による一実施例の説明図である。
【図2】は、本発明の構成を示すブロック図の一例であ
る。
【図3】は、OAタップ式配線接続具の説明図である。
【図4】は、壁埋込式配線接続具の説明図である。
【図5】は、センサボックスの説明図である。
【図6】は、データ収集用LANインタフェースの説明図
である。
【図7】は、OAタップ式配線接続具のブロック図の一
例である。
【符号の説明】
1…配線接続具 1a…OAタップ式配線接続具 1b…壁埋込式配線接続具 2…差込プラグ 3…配線接続端子 4…電圧・電流センサ 5…データ変換・伝送装置 6…整流器 7…増幅器 8…A/D変換装置 9…CPUマイクロプロセッサ 10…データ収集用LANインタフェース装置 11…構内電話配線 12…構内情報通信網(LAN) 13…ハブ 14…ディスプレイ 15…キーボード 16…マウス 17…ROM 18…EEP-ROM 19…整流器 20…CPUマイクロプロセッサ 21…端末負荷 22…刃型接続端子 23…監視用コンピュータ 24、25…伝送インタフェース 26…整流器 27…開閉素子 30…センサボックス 31…動作確認用LEDランプ 40…電灯・コンセント用幹線 41…分電盤 42…分岐回路 43…コンセント
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 喜多村 義矩 東京都港区元赤坂一丁目2番7号 鹿島 建設株式会社内 (72)発明者 長嶋 尚喜 東京都港区元赤坂一丁目2番7号 鹿島 建設株式会社内 (56)参考文献 特開 平11−230998(JP,A) 特開 平9−135543(JP,A) 特開 平7−235346(JP,A) 実開 昭63−17469(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01R 11/00 - 11/66 G01R 21/00 - 22/04

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】配線接続端子と該端子の電圧及び電流を検
    出する電圧・電流センサと検出された電圧及び電流を電
    力データ信号に変換して伝送するデータ変換・伝送装置
    とを有し且つ屋内電気配線に接続した複数の配線接続
    具、前記複数の配線接続具のデータ変換・伝送装置から
    の電力データ信号をネットワークデータ信号に変換した
    上で時刻情報と共に構内情報通信網(LAN)へ送出する
    データ収集用LANインタフェース、及び構内情報通信網
    に接続された監視用コンピュータを備え、前記配線接続
    端子を介して屋内電気配線に接続される端末負荷の消
    費電力を前記監視用コンピュータで監視してなる端末負
    荷の電力監視システム。
  2. 【請求項2】請求項1の監視システムにおいて、前記配
    線接続具に前記電圧・電流センサに代えて電流を検出す
    る電流センサと前記屋内電気配線の公称電圧を記憶する
    メモリとを設け、前記データ変換・伝送装置により前記
    電流センサで検出した電流と前記メモリに記憶した電圧
    とから前記電力データ信号を算出してなる端末負荷の電
    力監視システム。
  3. 【請求項3】請求項1又は2の監視システムにおいて、
    前記配線接続具と前記LANインタフェースとを構内電話
    配線により接続してなる端末負荷の電力監視システム。
  4. 【請求項4】請求項1から3の何れかの監視システムに
    おいて、前記配線接続具を、前記端末負荷の刃型接続端
    子が嵌合可能な受け型配線接続端子を有するOAタップ
    コンセント又は壁埋込コンセントとしてなる端末負荷の
    電力監視システム。
  5. 【請求項5】請求項4の監視システムにおいて、前記配
    線接続具の配線接続端子と屋内電気配線との間に開閉素
    子を設け、前記データ変換・伝送装置により前記監視用
    コンピュータからの前記LANインタフェース経由の信号
    に応じて前記開閉素子を駆動してなる端末負荷の電力監
    視システム。
  6. 【請求項6】請求項1から5の何れかの監視システムに
    おいて、前記データ変換・伝送装置をA/D変換装置付
    きCPUとしてなる端末負荷の電力監視システム。
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