JP4470809B2 - 電子式電力量計 - Google Patents

Description

本発明は、電源に接続される入力端子と負荷に接続される出力端子とを備え、入力端子に供給された電圧と入力端子から出力端子に流入する電流に基づいて電力の使用量を計量する電子式電力量計に関するものである。

従来の電力量計は、電源に接続される入力端子と試験用入力端子とを接続部材を用いてねじにより固着し、試験用入力端子に供給された電圧と入力端子から出力端子に流入する電流に基づいて電力の使用量を計量するように構成されている。（例えば、特許文献１ 図８参照）

特開２００１−７４７８０号公報

従来の電力量計では、入力端子と、性能試験及び誤差試験のために配設された試験用端子は接続部材を介して接続されており、電力量計内部では電力量を計量するための電圧は、試験用端子から供給されている。
ここで、接続部材を固定する締付ねじが例えば、不正行為などにより緩められると、外部から供給される電圧値と電力量を計量するための電圧に電位差が発生するため、負荷側に供給されている電圧と電力の使用量を計測する電圧が異なることになるため、適正な電力の使用量を計測ができないという課題があった。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、第１の目的は、接続部材を固定する締付ねじが例えば、不正行為などにより緩められたときに、異常を通知することができる電力量計を得るものである。

また、第２の目的は、外部からの供給電圧と電力量の計量を行う電圧値に差が発生した場合にも確実に計量を行うことができる電力量計を得るものである。

この発明に係る電子式電力量計は、電源に接続される入力端子と負荷に接続される出力端子とを備え、入力端子に供給された電圧と入力端子から出力端子に流入する電流に基づいて電力の使用量を計量する電子式電力量計において、入力端子の電圧を検出する電圧検出部と、入力端子に接続部材を介して接続された試験用端子の電圧を検出する試験用端子電圧検出部と、この試験用端子電圧検出部で検出した電圧と入力端子から出力端子に流入する電流に基づいて電力量を演算する第１の電力演算部と、電圧検出部で検出した電圧および試験用端子電圧検出部で検出した電圧を演算し夫々の実効値を算出する電圧演算部と、この電圧演算部で算出した夫々の実効値の電圧差を判定し電圧差が所定の電圧以上のときに判定信号を出力する判定部とを備えたものである。

この発明は以上説明したように、入力端子電圧検出部で検出した電圧および試験用端子電圧検出部で検出した電圧を演算し夫々の実効値を算出する電圧演算部と、この電圧演算部で算出した夫々の実効値の電圧差を比較し電圧差が所定の電圧以上のときに判定信号を出力する判定部とを備えたので、入力端子と試験用端子との間に電位差が発生したときに異常を検出することができる。

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１における単相三線式の電子式電力量計の構成を示すブロック図である。
図において、電子式電力量計１００には電源に接続される入力端子である第１の入力端子１、第２の入力端子２、及び第３の入力端子３、並びに、負荷へ接続される出力端子である第１の出力端子４、第２の出力端子５及び第３の出力端子６が配設されており、第１の入力端子１の近傍には試験用端子である第１の試験用端子１ａが配設されており、第１の入力端子１と第１の試験用端子１ａとは接続部材である第１の接続部材１ｂが橋絡した状態で締付ねじ１ｃにより保持されている。

また、第２の入力端子２の近傍には試験用端子である第２の試験用端子２ａが配設されており、第２の入力端子２と第２の試験用端子２ａは接続部材である第２の接続部材２ｂが橋絡した状態で締付ねじ２ｃにより保持されている。
なお、第３の入力端子３及び第３の出力端子６は中性極であり、図示しない短絡部材により内部で接続されている。

７は、第１の入力端子１に一方端が接続され他方端が中性極である第３の出力端子６に接続されて第１の入力端子１に印加された電圧を検出する入力端子電圧検出部である第１の入力端子電圧検出部、８は、第１の試験用端子１ａに一方端が接続され他方端が中性極である第３の出力端子６に接続されて第１の試験用端子１ａに印加された電圧を検出する試験用端子電圧検出部である第１の試験用端子電圧検出部、９は、第２の入力端子２に一方端が接続され他方端が中性極である第３の出力端子６に接続されて第２の入力端子２に印加された電圧を検出する入力端子電圧検出部である第２の入力端子電圧検出部、１０は、第２の試験用端子２ａに一方端が接続され他方端が中性極である第３の出力端子６に接続されて第２の試験用端子２ａに印加された電圧を検出する試験用端子電圧検出部である第２の試験用端子電圧検出部である。

１１は、第１の入力端子１から第１の出力端子４に流入する電流を検出する第１の出力端子電流検出部、１２は第２の入力端子２から第２の出力端子５に流れる電流を検出する第２の出力端子電流検出部である。
１３は、第１の入力端子電圧検出部７、第１の試験用端子電圧検出部８、第２の入力端子電圧検出部９、第２の試験用端子電圧検出部１０、第１の出力端子電流検出部１１、及び第２の出力端子電流検出部１２で検出した電圧または電流を演算する演算部で、瞬時電圧を実効値に演算する電圧演算部１３ａ、並びに第１の試験用端子電圧検出部８、第２の試験用端子電圧検出部１０で検出した電圧、及び第１の出力端子電流検出部１１、第２の出力端子電流検出部１２検出した電流に基づいて電力を演算し、演算した電力に比例したパルス列に変換する第１の電力演算部１３ｂを備えている。

１４は、判定部で電圧演算部１３ａで演算した各部の電圧と図示しない記憶部に記憶させた所定の電圧値であるしきい値とを比較し所定の電圧以上のときに、判定信号を表示部１５へ出力して異常を表示させる。
１６は、例えば、自動検針用データ収集コンピュータである上位装置４１にネットワーク１８を介して第１の電力演算部１３ｂの演算結果及び判定部１４の判定結果を通信により送出する。
１９は、例えば、設備監視システムなどの接点検出装置２０に判定部１４の判定結果を出力する接点出力部である。

次に、以上のように構成されたこの発明の実施の形態１における電子式電力量計の動作について図２のフローチャートを用いて説明する。
電圧演算部１３ａで、第１の入力端子１に印加された電圧ｖ１、第１の試験用端子１ａに印加された電圧ｖ１ａ、第２の入力端子２に印加された電圧ｖ２、第２の試験用端子２ａに印加された電圧ｖ２ａの実効値演算を行う。（Ｓ１）
演算された実効値Ｖ１、Ｖ１ａより、ΔＶ１＝Ｖ１−Ｖ１ａの演算を行い、あらかじめ判定部１４に記憶されているしきい値と大小比較を行う（Ｓ２）。

この結果、第１の接続部材１ｂの接触状態が悪く、ΔＶ１がしきい値よりも大きく、「はい」と判定（Ｓ３）された場合は、異常と判断し、表示部１５は異常である旨の表示（Ｓ４）、通信インターフェース部１６はネットワークを介して上位機種１７へ異常である旨の信号を出力（Ｓ５）、接点出力部１９は設備監視システムなどの接点検出装置２０に信号を出力（Ｓ６）する。

ΔＶ１がしきい値よりも小さく、「いいえ」と判定（Ｓ７）された場合は、Ｖ２、Ｖ２ａより、判定部１４でΔＶ２＝Ｖ２−Ｖ２ａの演算を行い、あらかじめ判定部１４に記憶されたしきい値と大小比較を行う（Ｓ８）。
この結果、第２の接続部材２ｂの接触状態は悪く、ΔＶ２がしきい値よりも大きく、「はい」と判定（Ｓ９）された場合は、異常と判断し、表示部１５は異常である旨の表示（Ｓ４）、通信インターフェース部１６はネットワークを介して上位機種１７へ異常である旨の信号を出力（Ｓ５）、接点出力部１９は設備監視システムなどの接点検出装置２０に信号を出力（Ｓ６）する。

上記のＳ８で「いいえ」と判定（Ｓ１０）された場合は、第1の接続部材１ｂ及び第２の接続部材２ｂの接続状態は正常であることからＳ１に戻り電圧演算部１３ａで、第１の入力端子１に印加された電圧Ｖ１、第１の試験用端子１ａに印加された電圧Ｖ１ａ、第２の入力端子２に印加された電圧Ｖ２、第２の試験用端子２ａに印加された電圧Ｖ２ａの実効値演算を行う。

以上のように構成されたこの発明の実施の形態１における電子式電力量計においては、例えば締付ねじ１ｃの緩み等により、第１の接続部材１ｂ（接続部材）が第１の入力端子１（入力端子）と第１の試験用端子１ａ（試験用端子）に対して接触状態が悪い場合においては、入力端子と試験用端子との間の電位差を検出し、表示部１５に異常表示することにより、電子式電力量計１００が適正に電力の使用量を計測していないことが判別できる。

また、接続部材のゆるみによる不正検出だけでなく、接続部材の接続忘れという取りくけ工事ミスについても判別することができる。
さらにまた、通信インターフェース部１６からネットワークを介して上位機種１７へ異常である旨の信号を出力するので、電子式電力量計と離れた場所に設置された上位装置１７で異常の有無を確認することができる。
また、接点出力部１９から設備監視システムなどの接点検出装置２０に信号を出力させることにより、ネットワークを構築することなく安価に実現することができる効果がある。

実施の形態２．
図３は、この発明の実施の形態２における単相三線式の電子式電力量計の構成を示すブロック図である。
図において、電子式電力量計１０１は、第１の入力端子電圧検出部７、第２の入力端子電圧検出部９で検出した電圧、及び第１の出力端子電流検出部１１、第２の出力端子電流検出部１２検出した電流に基づいて電力を演算し、演算した電力に比例したパルス列に変換する第２の電力演算部１３ｃを備える以外は上述した実施の形態１と同様であり、説明を省略する。

次に、以上のように構成されたこの発明の実施の形態２における電子式電力量計の動作について図４のフローチャートを用いて説明する。
電圧演算部１３ａで、第１の入力端子１に印加された電圧ｖ１、第１の試験用端子１ａに印加された電圧ｖ１ａ、第２の入力端子２に印加された電圧ｖ２、第２の試験用端子２ａに印加された電圧ｖ２ａの実効値演算を行う。（Ｓ１）

演算された実効値Ｖ１、Ｖ１ａより、ΔＶ１＝Ｖ１−Ｖ１ａの演算を行い、あらかじめ判定部１４に設定されているしきい値と大小比較を行う（Ｓ２）。
この結果、第１の接続部材１ｂの接触状態が悪く、ΔＶ１がしきい値よりも大きく、「はい」と判定（Ｓ３）された場合は、異常と判断し、第２の電力演算部１３ｃで第１の入力端子電圧検出部７、第２の入力端子電圧検出部９で検出した電圧、及び第１の出力端子電流検出部１１、第２の出力端子電流検出部１２検出した電流に基づいて電力Ｗａを演算（Ｓ４）し、Ｓ１に戻り電圧演算部１３ａで、第１の入力端子１に印加された電圧Ｖ１、第１の試験用端子１ａに印加された電圧Ｖ１ａ、第２の入力端子２に印加された電圧Ｖ２、第２の試験用端子２ａに印加された電圧Ｖ２ａの実効値演算を行う。

上記のＳ２でΔＶ１がしきい値よりも小さく、「いいえ」と判定（Ｓ５）された場合は、Ｖ２、Ｖ２ａより、判定部１４でΔＶ２＝Ｖ２−Ｖ２ａの演算を行い、あらかじめ判定部１４に記憶されたしきい値と大小比較を行う（Ｓ６）。
この結果、第２の接続部材２ｂの接触状態は悪く、ΔＶ２がしきい値よりも大きく、「はい」と判定（Ｓ７）された場合は、異常と判断し、第２の電力演算部１３ｃで第１の入力端子電圧検出部７、第２の入力端子電圧検出部９で検出した電圧、及び第１の出力端子電流検出部１１、第２の出力端子電流検出部１２検出した電流に基づいて電力を演算（Ｓ４）し、Ｓ１に戻り電圧演算部１３ａで、第１の入力端子１に印加された電圧Ｖ１、第１の試験用端子１ａに印加された電圧Ｖ１ａ、第２の入力端子２に印加された電圧Ｖ２、第２の試験用端子２ａに印加された電圧Ｖ２ａの実効値演算を行う。

上記のＳ６で「いいえ」と判定（Ｓ８）された場合は、正常であることから、第１の電力演算部１３ｂで、第１の試験用端子電圧検出部８、第２の試験用端子電圧検出部１０で検出した電圧、及び第１の出力端子電流検出部１１、第２の出力端子電流検出部１２検出した電流に基づいて電力Ｗを演算（Ｓ９）し、Ｓ１に戻り電圧演算部１３ａで、第１の入力端子１に印加された電圧Ｖ１、第１の試験用端子１ａに印加された電圧Ｖ１ａ、第２の入力端子２に印加された電圧Ｖ２、第２の試験用端子２ａに印加された電圧Ｖ２ａの実効値演算を行う。

以上のように構成されたこの発明の実施の形態２における電子式電力量計においては、例えば、締付ねじ１ｃの緩み等により、第１の接続部材１ｂ（接続部材）が第１の入力端子１（入力端子）と第１の試験用端子１ａ（試験用端子）に対して接触状態が悪い場合において、入力端子電圧検出部７，９で検出した電圧と試験用端子電圧検出部８，１０で検出した電圧を比較し、電圧差が所定の電圧以上のときには、第２の電力演算部１３ｃで第１の入力端子電圧検出部７、第２の入力端子電圧検出部９で検出した電圧、及び第１の出力端子電流検出部１１、第２の出力端子電流検出部１２検出した電流に基づいて電力を演算するようにしたので、第１の接続部材１ｂの接触状態に係わらず適正な電力量を計測することができる。

なお、上記実施例は単相三線式電子式電力量計の場合について説明したが、単相二線式電子式電力量計の場合、三相三線式電子式電力量計、及び三相四線式電子式電力量計の場合も同様である。

この発明の実施の形態１における電子式電力量計の構成を示すブロック図である。 この発明の実施の形態１における電子式電力量計の動作を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態２における電子式電力量計の構成を示すブロック図である。 この発明の実施の形態２における電子式電力量計の動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 第１の入力端子（入力端子）、１ａ 第１の試験用端子（試験用端子）、
１ｂ 第1の接続部材（接続部材）、１ｃ 締付ねじ、
２ 第２の入力端子（入力端子）２ａ 第２の試験用端子（試験用端子）、
２ｂ 第２の接続部材（接続部材）、２ｃ 締付ねじ、
３ 第３の入力端子（入力端子）、４ 第１の出力端子（出力端子）、
５ 第２の出力端子（出力端子）、６ 第３の出力端子（出力端子）、
７ 第１の入力端子電圧検出部（入力端子電圧検出部）
８ 第１の試験用端子電圧検出部（試験用端子電圧検出部）
９ 第２の入力端子電圧検出部（入力端子電圧検出部）
１０ 第２の試験用端子電圧検出部（試験用端子電圧検出部）
１１ 第１の出力端子電流検出部（出力端子電流検出部）
１２ 第２の出力端子電流検出部（出力端子電流検出部）
１３ 演算部、１３ａ 電圧演算部、１３ｂ 第１の電力演算部、
１３ｃ 第２の電力演算部、１４ 判定部、１５ 表示部、
１６ 通信インターフェース部、１７ 上位装置、１８ ネットワーク、
１９ 接点出力部、２０ 接点検出装置。１００，１０１ 電子式電力量計。

Claims (4)

1. 電源に接続される入力端子と負荷に接続される出力端子とを備え、前記入力端子に供給された電圧と前記入力端子から前記出力端子に流入する電流に基づいて電力の使用量を計量する電子式電力量計において、前記入力端子の電圧を検出する入力端子電圧検出部と、前記入力端子に接続部材を介して接続された試験用端子の電圧を検出する試験用端子電圧検出部と、この試験用端子電圧検出部で検出した電圧と前記入力端子から前記出力端子に流入する電流に基づいて電力量を演算する第１の電力演算部と、前記入力端子電圧検出部で検出した電圧および前記試験用端子電圧検出部で検出した電圧を演算し夫々の実効値を算出する電圧演算部と、この電圧演算部で算出した前記入力端子の電圧と前記試験用入力端子の電圧の実効値の電圧差を比較し電圧差が所定の電圧以上のときに判定信号を出力する判定部とを備えたことを特徴とする電子式電力量計。
2. 判定信号に基づいて異常を表示する表示部を備えたことを特徴とする請求項１記載の電子式電力量計。
3. 判定信号を外部に出力する通信インターフェース部を備えたことを特徴とする請求項１または請求項２記載の電子式電力量計。
4. 判定信号が出力されたときに入力端子電圧検出部で検出した電圧と入力端子から出力端子に流入する電流に基づいて電力量を演算する第２の電力演算部を備えたことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の電子式電力量計。
   
   
   
   
   

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