JP5027281B2 - 電力計測装置及び電力計測システム - Google Patents

Description

本発明は、電力計測装置及び電力計測システムに関し、更に詳しくは、負荷に供給される電力を計測する電力計測装置、及び前記電力計測装置を有する電力計測システムに関する。

近年の地球温暖化や、世界規模で進行する経済産業の発展にともない、エネルギー消費量の削減を目的とする取り組みが、重要視されている。このような背景から、オフィスビルや大型店舗などの施設で使用される電力等を、例えばエリアごとに、或いは設備ごとに収集し、表示するシステムが提案されている（例えば特許文献１参照）。

この種のシステムを用いることで、施設の管理人や所有者等は、エリアごとの消費電力量、或いは設備ごとの消費電力量を、直感的に把握することができる。このため、省エネ目標を効率的に実現するための運用計画を、精度よく立案することが可能となる。

特開２００９−１０４５５４号公報

ネットワークを用いて、複数の設備を一元的に管理する場合には、コスト面から、設備ごとに配置される電力計測装置等に、表示デバイスや操作ボタン等が設けられないことが多い。しかしながら、例えば設備の点検や調整を行うときには、設備側で消費電力等の情報を知ることができれば便利な場合がある。

本発明は、上述の事情の下になされたもので、電力計測装置及び電力計測システムの構成を簡素化するとともに、必要に応じて設備の設置場所で、当該設備に関する情報を取得することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の電力計測装置は、
電力系統から第１の負荷へ供給される電力を計測する計測手段と、
所定のネットワークに接続された通信手段と、
電気的に相互接続され、前記計測手段と前記通信手段とを通信可能に接続する１組のコイルと、
を有し、
前記１組のコイルは、外部装置の電磁誘導無線コイルと電気的に結合する。

本発明によれば、外部装置のコイルが、前記計測手段と前記通信手段とを相互に接続する１組のコイルと電気的に結合する。これにより、電力計測装置の設置場所で、必要に応じて外部装置に電力計測装置からの情報を受信させ、表示させることができる。

本実施形態にかかる電力計測システムのブロック図である。 電力計測装置と表示装置のブロック図である。 電力計測装置の配線図である。 電力計測装置と表示装置との配線図（その１）である。 電力計測装置と表示装置との配線図（その２）である。 変形例に係る電力計測システムのブロック図である。 コイルの配置例を示す図である。

以下、本発明の一実施形態を、図面を参照しつつ説明する。図１は本実施形態に係る電力計測システム１のブロック図である。電力計測システム１は、電力系統１００から分岐した電力系統１０１，１０２，１０３に接続される負荷ＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ３に供給される電力を計測するためのシステムである。この電力計測システム１は、３つの電力計測装置１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ、電力計測装置１０Ａ〜１０Ｃを相互に接続するネットワークケーブル５０、電力計測装置１０Ａ〜１０Ｃによる計測結果を収集するデータ集約装置３０、データ集約装置３０によって収集されたデータが蓄積されるサーバ４０を有している。また、各電力計測装置１０Ａ〜１０Ｃによって収集された情報は、持ち運び可能な表示装置２０を介して取得し、視認することができるようになっている。

図２は電力計測装置１０Ａと表示装置２０のブロック図である。図２に示されるように、電力計測装置１０Ａは、負荷ＬＤ１が接続された単相三線式の電力系統１０１に接続されている。この電力計測装置１０Ａは、電流測定回路１１、電圧測定回路１２、電源回路１３、ＡＤ変換ユニット１４、制御ユニット１５、通信ユニット１６，１７、及び通信ドライバ１８を有している。

電流測定回路１１は、カレントトランスフォーマＣＴを介して、電力系統１０１の電線１０１ａ及び電線１０１ｂに接続されている。カレントトランスフォーマＣＴは、電線１０１ａを流れる電流Ｉ_１、或いは電線１０１ｂを流れる電流Ｉ_２の値に比例した値の電流を出力する。電流測定回路１１は、カレントトランスフォーマＣＴから出力される電流を、ＡＤ変換ユニット１４の入力に適したレベルに変換する。そして、変換した電流を、アナログの電流信号ＳＩ_１，ＳＩ_２として、ＡＤ変換ユニット１４へ出力する。

電圧測定回路１２は、電力系統１０１の電線１０１ａ〜１０１ｃそれぞれに接続されている。そして、電線１０１ａと電線１０１ｂとの間の電圧Ｖ_１、電線１０１ｂと電線１０１ｃとの間の電圧Ｖ_２、及び電線１０１ａと電線１０１ｃとの間の電圧Ｖ_３を検出する。そして、検出した電圧Ｖ_１〜Ｖ_３を、ＡＤ変換ユニット１４の入力に適したレベルに変換し、アナログの電圧信号ＳＶ_１〜ＳＶ_３として、ＡＤ変換ユニット１４へ出力する。

ＡＤ変換ユニット１４は、電流信号ＳＩ_１，ＳＩ_２、電圧信号ＳＶ_１〜ＳＶ_３が入力されると、電流信号ＳＩ_１，ＳＩ_２、電圧信号ＳＶ_１〜ＳＶ_３をデジタル信号に変換する。そして、デジタル化された電流信号ＳＩ_１，ＳＩ_２、電圧信号ＳＶ_１〜ＳＶ_３を制御ユニット１５へ出力する。

制御ユニット１５は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＣＰＵの作業領域として用いられるＲＡＭ（Random Access Memory）と、ＣＰＵによって実行されるプログラム及び各種パラメータや、ＣＰＵによる演算結果（ここでは電力や電力量に関する情報）を記憶するＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable ROM）とを有している。

この制御ユニット１５は、デジタル化された電流信号ＳＩ_１，ＳＩ_２、及び電圧信号ＳＶ_１〜ＳＶ_３を受信する。そして、電流信号ＳＩ_１，ＳＩ_２、及び電圧信号ＳＶ_１〜ＳＶ_３に基づいて、電力系統１０１に接続された負荷ＬＤ１で消費される電力及び電力量を算出する。

例えば、制御ユニット１５は、同時刻における電流信号ＳＩ_１，ＳＩ_２、電圧信号ＳＶ_１〜ＳＶ_３から負荷ＬＤ１に印加された電圧値と、電線１０１ａ，１０１ｂを流れた電流値とを検出する。次に、制御ユニット１５は、検出した電圧値と電流値同士を乗算する。そして、乗算結果を積分して負荷ＬＤ１に供給された電力の量（電力量）を算出する。また、制御ユニット１５は、電圧値と電流値同士を乗算する。そして、乗算結果を、電力系統の１周期分にわたって積分し、この積分結果を１周期で除することで、負荷に供給された電力（瞬時値）を算出する。

この他、制御ユニット１５は、公知の方法を用いて、負荷ＬＤ１の力率や、電圧及び電流の実効値等を算出することもできる。また、演算にあたっては、電線１０１ａを流れる電流Ｉ_１、或いは電線１０１ｂを流れる電流Ｉ_２の位相と、アナログの電流信号ＳＩ_１，ＳＩ_２の位相との差異を考慮してもよい。これにより、カレントトランスフォーマＣＴによって生じる位相差に起因した計測誤差を低減することができる。

制御ユニット１５は、電力量や電力を算出すると、算出結果を含むデータを、通信ユニット１６へ出力する。同時に、制御ユニット１５は、通信ドライバ１８に対して、ネットワークケーブル５０に接続された機器との通信を許可するための通信許可命令を出力する。

通信ユニット１６は、１組のコイルＬ１及びコイルＬ２を介して通信ユニット１７と電気的に接続されている。図３は、通信ユニット１６、１組のコイルＬ１，Ｌ２、及び通信ユニット１７の配線図である。図３に示されるように、通信ユニット１６は、発信器１６ａ，１６ｂと、混合器１６ｃ，１６ｄと、コイルＬ１の端子Ｔ４と制御ユニット１５との間に配置されたダイオード１６ｅと、２つのコンデンサ１６ｆ，１６ｇとを有している。コンデンサ１６ｇのインピーダンスは、端子Ｔ４に入力される周波数ｆ１の信号が、コンデンサ１６ｇとコイルＬ１（巻線Ｌ１ａ，巻線Ｌ１ｂ）からなる回路で共振するように最適化されている。

コイルＬ１は、巻線Ｌ１ａと、この巻線Ｌ１ａに直列に接続された巻線Ｌ１ｂとを有するコイルである。コイルＬ１の一端は、端子Ｔ１を介してグランドに接続され、他端は、端子Ｔ３，Ｔ４を介して、通信ユニット１６に接続されている。また、巻線Ｌ１ａと巻線Ｌ１ｂの接続点は、端子Ｔ２を介して、通信ユニット１６に接続されている。

コイルＬ２は、巻線Ｌ２ａと、この巻線Ｌ２ａに直列に接続された巻線Ｌ２ｂとを有するコイルである。巻線Ｌ２ａは、巻線Ｌ１ａと電気的に結合し、巻線Ｌ２ｂは、巻線Ｌ１ｂと電気的に結合している。このコイルＬ２の一端は、端子Ｔ５を介してグランドに接続され、他端は、端子Ｔ７，Ｔ８を介して、通信ユニット１７に接続されている。また、巻線Ｌ２ａと巻線Ｌ２ｂの接続点は、端子Ｔ６を介して、通信ユニット１７に接続されている。

通信ユニット１７は、発信器１７ａと、混合器１７ｂと、巻線Ｌ２ａと並列に接続されたコンデンサ１７ｇ，１７ｈと、コイルＬ２と並列に接続されたコンデンサ１７ｅ，１７ｆと、端子Ｔ６，Ｔ７と通信ドライバ１８との間に配置されたダイオード１７ｃ，１７ｄを有している。コンデンサ１７ｇのインピーダンスは、端子Ｔ６に入力される周波数ｆ２の信号が、コンデンサ１７ｇと巻線Ｌ２ａからなる回路で共振するように最適化されている。また、コンデンサ１７ｅのインピーダンスは、端子Ｔ７に入力される周波数ｆ１の信号が、コンデンサ１７ｅとコイルＬ２（巻線Ｌ２ａ，巻線Ｌ２ｂ）からなる回路で共振するように最適化されている。

通信ドライバ１８は、ＲＳ−４８５規格に準拠し、ネットワークケーブル５０に接続された機器と通信を行う。この通信ドライバ１８は、通信ユニット１７から出力される情報を、ネットワークケーブル５０へ出力する。また、ネットワークケーブル５０に接続された機器から受信した情報を、通信ユニット１７へ出力する。

電源回路１３は、電力系統１０１の電線１０１ｂ，１０１ｃに接続されている。この電源回路１３は、電力系統１０１によって印加される交流電圧を、直流電圧に変換する変換器を含んで構成されている。そして、ＡＤ変換ユニット１４、制御ユニット１５、通信ユニット１６、通信ユニット１７、通信ドライバ１８に電力を供給する直流電源として機能する。また、電源回路１３では、通信ユニット１７及び通信ドライバ１８の電源系統が、ＡＤ変換ユニット１４、制御ユニット１５、及び通信ユニット１６の電源系統と絶縁されるとともに、電力系統１０１からも絶縁された状態となっている。

図２に示されるように、表示装置２０は、表示ユニット２２、制御ユニット２３、通信ユニット２４、コイルＬ１，Ｌ２と電気的に結合したコイルＬ３、及び電源回路２１を有している。

通信ユニット２４は、電力計測装置１０Ａを構成する通信ユニット１６と同様に構成されている。図４に示されるように、この通信ユニット２４は、発信器２４ａ，２４ｂと、混合器２４ｃ，２４ｄと、コイルＬ３の端子Ｔ１２と制御ユニット２３との間に配置されたダイオード２４ｅと、２つのコンデンサ２４ｆ，２４ｇとを有している。コンデンサ２４ｇのインピーダンスは、端子Ｔ１２に入力される周波数ｆ１の信号が、コンデンサ２４ｇとコイルＬ３（巻線Ｌ３ａ，巻線Ｌ３ｂ）からなる回路で共振するように最適化されている。

図２に戻り、制御ユニット２３は、例えばＣＰＵと、ＣＰＵの作業領域として用いられるＲＡＭと、ＣＰＵによって実行されるプログラムや各種パラメータを記憶するＥＰＲＯＭとを有している。

この制御ユニット２３は、通信ユニット２４から出力される信号に含まれる情報を抽出する。そして、抽出した情報を表示ユニット２２へ出力する。また、制御ユニット２３は、例えばＲＡＭ及びＥＰＲＯＭに記憶された情報を、通信ユニット２４へ出力する。

表示ユニット２２は、例えばＣＲＴ（Cathode Ray Tube）またはＬＣＤ（Liquid Crystal DiＳＰlay）などを含んで構成されている。そして、制御ユニット２３から出力される情報を表示する。

電源回路２１は、表示ユニット２２、制御ユニット２３、及び通信ユニット２４へ電力を供給する直流電源として機能する。

電力計測装置１０Ｂ、及び電力計測装置１０Ｃそれぞれは、電力計測装置１０Ａと同等の構成を有している。そして、図１に示されるように、電力計測装置１０Ｂは、電力系統１０２に接続され、電力計測装置１０Ｃは、電力系統１０３に接続されている。

図１に示されるように、データ集約装置３０は、ネットワークケーブル５０に接続されている。このデータ集約装置３０は、例えばＣＰＵと、主記憶部としてのＲＡＭと、補助記憶部としてのＥＰＲＯＭと、通信に用いるコントローラ等から構成されている。

このデータ集約装置３０は、ネットワークケーブル５０に接続された電力計測装置１０Ａ〜１０Ｃと通信を行い、電力計測装置１０Ａ〜１０Ｃによる計測結果に関するデータを収集する。電力計測装置１０Ａ〜１０Ｃそれぞれには識別アドレスが割り当てられている。データ集約装置３０は、この識別アドレスより、データの収集先の電力計測装置１０Ａ〜１０Ｃを識別し、電力計測装置１０Ａ〜１０Ｃごとにデータの収集を行う。データ集約装置３０は、収集したデータを、ＬＡＮ（Local Area Network）を構成するサーバ４０に、順次保存する。

《１電力計測装置によるネットワークへのデータ送信動作》
次に、上述した電力計測装置１０Ａによる、ネットワークへのデータの送信動作について、図３を参照しつつ説明する。電力計測装置１０Ａの制御ユニット１５は、演算した電力量及び電力についてのデータ（送信データ）を送信する際に、送信データを含むデータ信号ＳＤ１（１）と、通信許可命令を含む通信許可信号ＳＰ１（１）とを、通信ユニット１６へ出力する。

通信ユニット１６へ出力されたデータ信号ＳＤ１（１）は、混合器１６ｃによって、発信器１６ａから出力される、周波数がｆ１の搬送波と混合される。また、通信許可信号ＳＰ１（１）は、混合器１６ｄによって、発信器１６ｂから出力される、周波数ｆ２の搬送波と混合される。これにより、データ信号ＳＤ１（２）及び通信許可信号ＳＰ１（２）が生成される。そして、これらのデータ信号ＳＤ１（２）及び通信許可信号ＳＰ１（２）は、コイルＬ１へ出力される。

コイルＬ１に、データ信号ＳＤ１（２）が出力されると、このデータ信号ＳＤ１（２）は、端子Ｔ３から端子Ｔ１に向かって、巻線Ｌ１ａ，Ｌ１ｂを伝送される。これにより、コイルＬ２（巻線Ｌ２ａ，Ｌ２ｂ）に、データ信号ＳＤ１（３）が誘導される。このデータ信号ＳＤ１（３）は端子Ｔ７を介して、通信ユニット１７へ出力される。

また、コイルＬ１に出力された通信許可信号ＳＰ１（２）は、端子Ｔ２から端子Ｔ１に向かって、巻線Ｌ１ａを伝送される。これにより、巻線Ｌ２ａに、通信許可信号ＳＰ１（３）が誘導される。この通信許可信号ＳＰ１（３）は端子Ｔ６を介して、通信ユニット１７へ出力される。

通信ユニット１７へ出力されたデータ信号ＳＤ１（３）は、ダイオード１７ｃに出力され、通信ドライバ１８に至る。また、通信許可信号ＳＰ１（３）は、ダイオード１７ｄに出力され、通信ドライバ１８に至る。

通信ドライバ１８は、通信許可信号ＳＰ１（３）を受信すると、データ信号ＳＤ１（３）をネットワークケーブル５０へ出力する。このデータ信号ＳＤ１（３）は、データ集約装置３０によって受信される。データ集約装置３０は、データ信号ＳＤ１（３）を受信すると、データ信号ＳＤ１（３）に含まれる情報を抽出し、抽出した情報を、サーバ４０に順次保存する。

また、電力計測装置１０Ａの制御ユニット１５は、データの送信が終了すると、通信許可信号ＳＰ１（１）の出力を停止する。これにより、電力計測装置１０Ａからの情報の送信が終了する。

《２電力計測装置によるネットワークからのデータの受信動作》
次に、上述した電力計測装置１０Ａによる、ネットワークからの情報の受信動作について、図３を参照しつつ説明する。電力計測装置１０Ａの通信ドライバ１８は、ネットワークから情報を受信すると、この情報を含むデータ信号ＳＤ２（１）を、通信ユニット１７へ出力する。

通信ユニット１７へ出力されたデータ信号ＳＤ２（１）は、混合器１７ｂによって、発信器１７ａから出力される、周波数がｆ１の搬送波と混合される。これにより、データ信号ＳＤ２（２）が生成される。このデータ信号ＳＤ２（２）は、コイルＬ２へ出力される。

コイルＬ２に、データ信号ＳＤ２（２）が出力されると、このデータ信号ＳＤ２（２）は、端子Ｔ８から端子Ｔ５に向かって、巻線Ｌ２ａ，Ｌ２ｂを伝送される。これにより、コイルＬ１（巻線Ｌ１ａ，Ｌ１ｂ）に、データ信号ＳＤ２（３）が誘導される。このデータ信号ＳＤ２（３）は端子Ｔ４を介して、通信ユニット１６へ出力される。

通信ユニット１６へ出力されたデータ信号ＳＤ２（３）は、ダイオード１６ｅに出力され、制御ユニット１５に至る。制御ユニット２３は、データ信号ＳＤ２（３）を受信すると、データ信号ＳＤ２（３）に含まれる情報を抽出し、抽出した情報を、ＲＡＭ等に記憶する。

《３電力計測装置による表示装置へのデータ送信動作》
次に、上述した電力計測装置１０Ａによる、表示装置２０へのデータの送信動作について、図４を参照しつつ説明する。電力計測装置１０Ａの制御ユニット１５は、送信データを送信する際には、送信データを含むデータ信号ＳＤ１（１）を、通信ユニット１６へ出力する。

データ信号ＳＤ１（１）は、混合器１６ｃによって、発信器１６ａから出力される、周波数がｆ１の搬送波と混合される。これにより、データ信号ＳＤ１（２）が生成される。このデータ信号ＳＤ１（２）は、コイルＬ１へ出力される。

コイルＬ１に、データ信号ＳＤ１（２）が出力されると、このデータ信号ＳＤ１（２）は、端子Ｔ３から端子Ｔ１に向かって、巻線Ｌ１ａ，Ｌ１ｂを伝送される。これにより、コイルＬ３（巻線Ｌ２ａ，Ｌ２ｂ）に、データ信号ＳＤ１（３）が誘導される。このデータ信号ＳＤ１（３）は端子Ｔ１２を介して、通信ユニット２４へ出力される。

通信ユニット２４へ出力されたデータ信号ＳＤ１（３）は、ダイオード２４ｅに出力され、制御ユニット２３に至る。制御ユニット２３は、データ信号ＳＤ１（３）を受信すると、データ信号ＳＤ１（３）に含まれる情報を抽出し、抽出した情報を、ＲＡＭ等に記憶する。ＲＡＭ等に記憶された情報は、必要に応じて表示ユニット２２に表示される。ここでは、例えば負荷ＬＤ１に供給された電力及び電力量等が表示される。

なお、電力計測装置から表示装置への情報の送信時には、通信許可命令を含む通信許可信号が出力されない。このため、通信ドライバ１８による外部装置との通信は遮断された状態となる。したがって、送信データがネットワークへ出力されることはない。

《４表示装置による電力計測装置へのデータ送信動作》
次に、上述した表示装置２０による、電力計測装置１０Ａへのデータの送信動作について、図４を参照しつつ説明する。表示装置２０の制御ユニット２３は、データを送信する際には、送信データを含むデータ信号ＳＤ３（１）を、通信ユニット２４へ出力する。

データ信号ＳＤ３（１）は、混合器２４ｃによって、発信器２４ａから出力される周波数がｆ１の搬送波と混合される。これにより、データ信号ＳＤ３（２）が生成される。このデータ信号ＳＤ３（２）は、コイルＬ３へ出力される。

コイルＬ３に、データ信号ＳＤ３（２）が出力されると、このデータ信号ＳＤ３（２）は、端子Ｔ１１から端子Ｔ９に向かって、巻線Ｌ３ａ，Ｌ３ｂを伝送される。これにより、コイルＬ１（巻線Ｌ１ａ，Ｌ１ｂ）に、データ信号ＳＤ３（３）が誘導される。このデータ信号ＳＤ３（３）は端子Ｔ４を介して、通信ユニット１６へ出力される。

通信ユニット１６へ出力されたデータ信号ＳＤ３（３）は、ダイオード１６ｅに出力され、制御ユニット１５に至る。このデータ信号ＳＤ３（３）は、制御ユニット１５によって受信される。制御ユニット１５は、データ信号ＳＤ３（３）を受信すると、データ信号ＳＤ３（３）に含まれる情報を抽出し、抽出した情報を、ＲＡＭ等に記憶する。

なお、表示装置２０から電力計測装置１０Ａへの情報の送信時には、表示装置２０から通信許可命令を含む通信許可信号が出力されない。このため、通信ドライバ１８による外部装置との通信は遮断された状態となる。したがって、送信データがネットワークへ出力されることはない。

《５表示装置によるネットワークへのデータ送信動作》
次に、上述した表示装置２０による、ネットワークへのデータの送信動作について、図５を参照しつつ説明する。表示装置２０の制御ユニット２３は、ＲＡＭ等に保存された送信データを送信する際に、送信データを含むデータ信号ＳＤ３（１）と、通信許可命令を含む通信許可信号ＳＰ２（１）とを、通信ユニット２４へ出力する。

通信ユニット２４へ出力されたデータ信号ＳＤ３（１）は、混合器２４ｃによって、発信器２４ａから出力される、周波数がｆ１の搬送波と混合される。また、通信許可信号ＳＰ２（１）は、混合器２４ｄによって、発信器２４ｂから出力される、周波数ｆ２の搬送波と混合される。これにより、データ信号ＳＤ３（２）及び通信許可信号ＳＰ２（２）が生成される。そして、これらのデータ信号ＳＤ３（２）及び通信許可信号ＳＰ２（２）は、コイルＬ３へ出力される。

コイルＬ３に、データ信号ＳＤ３（２）が出力されると、このデータ信号ＳＤ３（２）は、端子Ｔ１１から端子Ｔ９に向かって、巻線Ｌ３ａ，Ｌ３ｂを伝送される。これにより、コイルＬ２（巻線Ｌ２ａ，Ｌ２ｂ）に、データ信号ＳＤ３（３）が誘導される。このデータ信号ＳＤ３（３）は端子Ｔ７を介して、通信ユニット１７へ出力される。また、コイルＬ３に出力された通信許可信号ＳＰ２（２）は、端子Ｔ１０から端子Ｔ９に向かって、巻線Ｌ３ａを伝送される。これにより、巻線Ｌ２ａに、通信許可信号ＳＰ２（３）が誘導される。この通信許可信号ＳＰ２（３）は端子Ｔ６を介して、通信ユニット１７へ出力される。

通信ユニット１７へ出力されたデータ信号ＳＤ３（３）は、ダイオード１７ｃに出力され、通信ドライバ１８に至る。また、通信許可信号ＳＰ２（３）は、ダイオード１７ｄに出力され、通信ドライバ１８に至る。

通信ドライバ１８は、通信許可信号ＳＰ２（３）を受信すると、データ信号ＳＤ３（３）をネットワークケーブル５０へ出力する。このデータ信号ＳＤ３（３）は、データ集約装置３０によって受信される。データ集約装置３０は、データ信号ＳＤ３（３）を受信すると、データ信号ＳＤ３（３）に含まれる情報を抽出し、抽出した情報を、サーバ４０に順次保存する。

また、表示装置２０の制御ユニット２３は、データの送信が終了すると、通信許可信号ＳＰ２（１）の出力を停止する。これにより、表示装置２０からの情報の送信が終了する。

《６表示装置によるネットワークからのデータの受信動作》
次に、上述した表示装置２０による、ネットワークからの情報の受信動作について、図５を参照しつつ説明する。電力計測装置１０Ａの通信ドライバ１８は、ネットワークから情報を受信すると、この情報を含むデータ信号ＳＤ２（１）を、通信ユニット１７へ出力する。

通信ユニット１７へ出力されたデータ信号ＳＤ２（１）は、混合器１７ｂによって、発信器１７ａから出力される周波数がｆ１の搬送波と混合される。これにより、データ信号ＳＤ２（２）が生成される。このデータ信号ＳＤ２（２）は、コイルＬ２へ出力される。

コイルＬ２に、データ信号ＳＤ２（２）が出力されると、このデータ信号ＳＤ２（２）は、端子Ｔ８から端子Ｔ５に向かって、巻線Ｌ２ａ，Ｌ２ｂを伝送される。これにより、コイルＬ３（巻線Ｌ１ａ，Ｌ１ｂ）に、データ信号ＳＤ２（３）が誘導される。このデータ信号ＳＤ２（３）は端子Ｔ１２を介して、表示装置２０の通信ユニット２４へ出力される。

表示装置２０の通信ユニット２４へ出力されたデータ信号ＳＤ２（３）は、ダイオード２４ｅに出力され、制御ユニット２３に至る。制御ユニット２３は、データ信号ＳＤ２（３）を受信すると、データ信号ＳＤ２（３）に含まれる情報を抽出し、抽出した情報を、ＲＡＭ等に記憶する。ＲＡＭ等に記憶された情報は、必要に応じて表示ユニット２２に表示される。ここでは、例えば電力計測装置１０Ｂ，１０Ｃによって計測された負荷ＬＤ２，ＬＤ３に供給された電力及び電力量等が表示される。

電力計測装置１０Ｂ，１０Ｃにおいても、電力計測装置１０Ａと同様の要領で、送信データが出力される。そして、この送信データは、データ集約装置３０によって収集され、サーバ４０に順次保存される。

以上説明したように、本実施形態では、電力計測装置１０Ａにおいて、電力系統１０１とネットワークケーブル５０とを絶縁するコイルＬ１，Ｌ２が、表示装置２０との通信に用いられる。このため、表示装置２０と電力計測装置１０Ａとの間にネットワークを別途設ける必要がなくなる。したがって、電力計測システム１の構成を簡素化することができる。

また、表示装置２０は、専用のネットワークなしで、電力計測装置１０Ａと接続することができる。このため、既存の電力計測装置等に、低コストで装着することができる。これより、既存の電力計測装置での計測結果を、ネットワークを経由せずに、視認することが可能となり、結果的に電力計測装置の利便性が向上する。

また、本実施形態では、表示装置２０と電力計測装置１０Ａとが、物理的に接続されている訳ではない。このため、表示装置２０を、電力計測装置１０Ａに対して容易に着脱することができる。また、表示装置２０が、例えばテスター等のように、持ち運ぶことを前提としたハンディタイプのものである場合には、ユーザは、必要に応じて電力計測装置１０Ａ〜１０Ｃのうちのいずれかを選択し、表示装置２０のコイルＬ３を、選択した電力計測装置のコイルＬ１にかざすだけで、所望の電力計測装置の計測結果を視認することが可能となる。

また、本実施形態では、表示装置２０は、電力計測装置１０Ａ〜１０Ｃのうちから選択した１つの電力計測装置を介して、残りの電力計測装置と通信を行うことができる。したがって、ユーザは、電力計測装置１０Ａ〜１０Ｃそれぞれにアクセスすることなく、ネットワークを形成するすべての電力計測装置の計測結果を取得し視認することが可能となる。このため、電力計測システム１の利便性が向上する。例えば、表示装置２０が、ハンディタイプのものである場合には、ユーザは、個別に電力計測装置１０Ａ〜１０Ｃにアクセスすることなく、最も近い電力計測装置を介して、他の電力計測装置１０Ａ〜１０Ｃでの計測結果を視認することが可能となる。

また、表示装置２０は、電力系統１０１から絶縁された状態となっている。このため、表示装置２０に起因する感電等の事故が抑制される。また、表示装置２０の操作等を安全に行うことが可能となる。

また、実施形態に係る電力計測システム１においても、電力系統１０１とネットワークケーブル５０とを、物理的に切り離すコイルＬ１，Ｌ２が、表示装置２０との通信に用いられる。このため、表示装置２０と電力計測装置１０Ａとの間にネットワークを別途設ける必要がなくなる。したがって、電力計測システム１の構成を簡素化することが可能となる。

また、本実施形態では、表示装置２０を、電力計測装置１０Ａ〜１０Ｃに個別に設けることなく、電力計測装置１０Ａ〜１０Ｃでの計測結果を取得し、視認することができる。このため、電力計測装置１０Ａ〜１０Ｃを小型化することができる。また、電力計測装置１０Ａ〜１０Ｃが表示機能を持たない場合には、当該電力計測装置１０Ａ〜１０Ｃをセキュリティエリア外においたとしても、例えば第３者に計測結果が取得（視認）されることがない。このため、在場情報等が間接的に漏洩することが回避される。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記各実施形態によって限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、電力計測装置１０Ａに表示装置２０が接続されている場合について説明した。これに限らず、例えば図６に示されるように、電力計測装置１０Ａに、マイクロコンピュータ等を有する設定機７０が接続されていてもよい。この場合、設定機７０は、上述した要領で、電力計測装置１０Ａ〜１０Ｃとデータの送受信を行うことができる。したがって、ユーザは、設定機７０を介して、電力計測装置１０Ａ〜１０Ｃのプログラムやパラメータの書き換え、或いは更新など、各種設定を行うことができる。このパラメータとしては、カレントトランスフォーマＣＴの変換比率や、データのバックアップ回数、単位時間あたりのサンプリング回数等が考えられる。

以下、設定機７０の動作について説明する。設定機７０は、電力計測装置１０Ａに対する設定を実行する場合には、通信ドライバ１８による電力計測装置１０Ｂ，１０Ｃとの通信を遮断する。そして、電力計測装置１０Ａに、アドレス確認要求を出力する。設定機７０は、アドレス確認要求の応答として、電力計測装置１０Ａからアドレス情報を受信すると、電力計測装置１０Ａにアドレス設定要求を出力する。電力計測装置１０Ａの制御ユニット１５は、アドレス設定要求を受信すると、例えばＥＰＲＯＭの該当アドレスに記憶されたデータを更新する。そして、設定機７０に、更新の完了を通知する。

設定機７０は、電力計測装置１０Ｂ，１０Ｃに対する設定を実行する場合には、通信許可命令を含む通信許可信号ＳＰ１を出力して、通信ドライバ１８による電力計測装置１０Ｂ，１０Ｃとの通信を許可する。そして、電力計測装置１０Ｂ，１０Ｃに、アドレス確認要求を出力する。設定機７０は、アドレス確認要求の応答として、電力計測装置１０Ａ，１０Ｃからアドレス情報を受信すると、電力計測装置１０Ｂ，１０Ｃにアドレス設定要求を出力する。電力計測装置１０Ｂ，１０Ｃの制御ユニット１５は、アドレス設定要求を受信すると、例えばＥＰＲＯＭの該当アドレスに記憶されたデータを更新する。そして、設定機７０に、更新の完了を通知する。なお、上記通信においては、ネットワーク上での情報の衝突を回避するため、適宜アクセス制御が行われる。

上述のように電力計測装置１０Ａに設定機７０を接続することで、電力計測装置１０Ａ〜１０Ｃにインタフェース等を設ける必要がなくなる。このため、装置の小型化、及び低コスト化が実現される。また、設定機７０は、物理的に接触することなく、電力計測装置１０Ａ〜１０Ｃと通信することが可能となっている。このため、頻繁な着脱による接続部の損傷や摩耗等のトラブルが回避される。

また、本実施形態では、電力計測装置１０Ａ〜１０Ｃ、及び表示装置２０との間で、コイルＬ１〜Ｌ３を用いた電磁誘導無線による通信が行われることとした。これに限らず、コイルＬ１〜Ｌ３に代わるフォトカプラを用意し、光による通信を行うこととしてもよい。

また、コイルＬ１〜Ｌ３は任意に配置することができる。図７に示されるように、例えば、コイルＬ１，Ｌ２を、基板８０の上面及び下面に設けられた銅箔やめっき膜をパターニングすることにより形成してもよい。この場合、コイルＬ１，Ｌ２を形成する専用の基板や部材を必要としないためコストを低減できる。

また、電流測定回路１１及び電圧測定回路１２は、出力のレベルを調整するためのオペアンプ等の増幅器や、分圧回路等を有していてもよい。

また、上記実施形態では、３台の電力計測装置１０Ａ〜１０Ｃがネットワークを構成する場合について説明したが、ネットワークを構成する電力計測装置は２台でもよく、４台以上であってもよい。

なお、本発明は、本発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施形態は、本発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。

本発明の電力計測装置及び電力計測システムは、電力の計測に適している。

１ 電力計測システム
１０Ａ〜１０Ｃ 電力計測装置
１１ 電流測定回路
１２ 電圧測定回路
１３ 電源回路
１４ ＡＤ変換ユニット
１５ 制御ユニット
１６ 通信ユニット
１６ａ，１６ｂ，１７ａ，２４ａ，２４ｂ 発信器
１６ｃ，１６ｄ，１７ｂ，２４ｃ，２４ｄ 混合器
１６ｅ，１７ｃ，１７ｄ，２４ｅ ダイオード
１６ｆ，１６ｇ，１７ｅ〜１７ｈ，２４ｆ，２４ｇ コンデンサ
１７ 通信ユニット
１８ 通信ドライバ
２０ 表示装置
２１ 電源回路
２２ 表示ユニット
２３ 制御ユニット
２４ 通信ユニット
３０ データ集約装置
４０ サーバ
５０ ネットワークケーブル
７０ 設定機
８０ 基板
１００，１０１〜１０３ 電力系統
１０１ａ〜１０１ｃ 電線
ＣＴ カレントトランスフォーマ
Ｌ１〜Ｌ３ コイル
Ｌ１ａ，Ｌ１ｂ，Ｌ２ａ，Ｌ２ｂ，Ｌ３ａ，Ｌ３ｂ 巻線
ＬＤ１〜ＬＤ３ 負荷
ＰＤ１ 通信許可信号
ＰＤ２ 通信許可信号
ＳＤ１〜ＳＤ３ データ信号
ＳＰ１，ＳＰ２ 通信許可信号
Ｔ１〜Ｔ１２ 端子
ｆ１，ｆ２ 周波数。

Claims (8)

1. 電力系統から第１の負荷へ供給される電力を計測する計測手段と、
   所定のネットワークに接続された通信手段と、
   電気的に相互接続され、前記計測手段と前記通信手段とを通信可能に接続する１組のコイルと、
   を有し、
   前記１組のコイルは、外部装置の電磁誘導無線コイルと電気的に結合する電力計測装置。
2. 前記外部装置は、前記計測手段の計測結果を表示する表示装置である請求項１に記載の電力計測装置。
3. 前記外部装置は、前記計測手段に所定のコマンドを設定する制御装置である請求項１に記載の電力計測装置。
4. 前記１組のコイルのうちの一方のコイルは、所定の基板の一側に形成され、他方のコイルは、前記基板の他側に形成されている請求項１乃至３のいずれか一項に記載の電力計測装置。
5. 前記１組のコイルは、銅箔又はめっき膜からなる請求項４に記載の電力計測装置。
6. 電力系統から第１の負荷へ供給される電力を計測する請求項１乃至５のいずれか一項に記載の第１の電力計測装置と、
   前記ネットワークに接続され、前記電力系統から、前記第１の負荷とは異なる第２の負荷へ供給される電力を計測する第２の電力計測装置と、
   前記１組のコイルと電気的に接続されるコイルを有する外部装置と、
   を有する電力計測システム。
7. 前記外部装置は、前記１組のコイルと電気的に接続される前記コイルを介して、前記計測手段の計測結果、及び前記第２の電力計測装置の計測結果を取得して表示する請求項６に記載の電力計測システム。
8. 前記外部装置は、前記１組のコイルと電気的に接続される前記コイルを介して、前記計測手段及び前記第２の電力計測装置にコマンドを設定する請求項６又は７に記載の電力計測システム。

Images