JP6040679B2 - Power supply device and current measuring device having the same - Google Patents
Power supply device and current measuring device having the same Download PDFInfo
- Publication number
- JP6040679B2 JP6040679B2 JP2012214651A JP2012214651A JP6040679B2 JP 6040679 B2 JP6040679 B2 JP 6040679B2 JP 2012214651 A JP2012214651 A JP 2012214651A JP 2012214651 A JP2012214651 A JP 2012214651A JP 6040679 B2 JP6040679 B2 JP 6040679B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- current
- power supply
- voltage
- circuit
- supply device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000009499 grossing Methods 0.000 claims description 21
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 21
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 18
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 12
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 12
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 12
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 11
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 2
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 239000011162 core material Substances 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
- Rectifiers (AREA)
Description
本発明は、単相3線式の電圧線から電源電力を生成する電源装置、及びそれを備えた電流測定機器に関する。 The present invention relates to a power supply device that generates power from a single-phase three-wire voltage line, and a current measurement device including the power supply device.
近年、人々が生活する上で必要な地球資源の枯渇が懸念されており、資源の消費により発生する二酸化炭素の影響による地球温暖化などの環境問題への対応が急がれている。また、原子力発電所の稼動停止に伴う電力不足や、原子力発電の比率を徐々に減らし、太陽光発電や風力発電などの自然エネルギーの比率を徐々に増やすことに伴う電気料金の上昇などへの対応も急がれている。そのため、一般家庭においても、低消費電力の機器に交換するなどの省エネルギー指向が進み、電気料金の低減への関心も高まっている。 In recent years, there is concern about the depletion of global resources necessary for people to live, and there is an urgent need to deal with environmental problems such as global warming due to the influence of carbon dioxide generated by the consumption of resources. Responding to power shortages associated with the shutdown of nuclear power plants and the increase in electricity charges associated with gradually increasing the ratio of natural energy such as solar power and wind power generation by gradually reducing the ratio of nuclear power generation Is also in a hurry. For this reason, even in ordinary households, energy saving orientation such as replacement with low power consumption devices has progressed, and interest in reducing electricity charges has also increased.
このような状況から、消費電力量の監視・表示を行うようなシステムとして、分電盤内に配置されている単相3線式の電圧線にカレントトランスを取り付け、その検知信号を電流測定機能及び無線通信機能を有する分電盤計測器に入力し、電流測定値を無線LANの親機及びルータを介してインターネット上の管理サーバへ送信するシステムが提供されている(非特許文献1)。 In such a situation, as a system for monitoring and displaying power consumption, a current transformer is attached to a single-phase three-wire voltage line arranged in the distribution board, and the detection signal is a current measurement function. In addition, there is provided a system that inputs a distribution board measuring instrument having a wireless communication function and transmits a current measurement value to a management server on the Internet via a wireless LAN base unit and a router (Non-Patent Document 1).
しかしながら、このシステムにおける分電盤計測器は、電池を電源としているので、電池が無くなれば交換する手間がかかる。電源アダプタにより給電することも考えられるが、電源アダプタ及び電源コンセントが必要となる。また、カレントトランスからの誘起電圧を利用して電流測定回路の電源電力を得ることも知られているが(非特許文献2)、測定対象に電流が流れない場合は誘起電圧が得られない。 However, since the distribution board measuring instrument in this system uses a battery as a power source, it takes time to replace the battery if the battery runs out. Although power can be supplied from the power adapter, a power adapter and a power outlet are required. Moreover, although it is known that the power supply power of the current measurement circuit is obtained using the induced voltage from the current transformer (Non-patent Document 2), the induced voltage cannot be obtained when no current flows through the measurement target.
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、その目的は、単相3線式の電圧線に取り付けられたカレントトランスに流れる電流を測定する電流測定回路を備えた電流測定機器の電源電力を、電池、電源アダプタ、及びカレントトランスからの誘起電圧を用いずに生成可能にすることである。 The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a current provided with a current measurement circuit for measuring a current flowing in a current transformer attached to a single-phase three-wire voltage line. It is to be able to generate the power of the measuring device without using the induced voltage from the battery, the power adapter, and the current transformer.
本発明に係る電源装置は、単相3線式の2本の電圧線に取り付けられる2つのカレントトランスと、前記2つのカレントトランスの間に接続される整流及び平滑回路と、を備え、前記2本の電圧線、前記2本の電圧線と前記2つのカレントトランスとの間に形成される2つの結合容量、前記2つのカレントトランス、並びに前記整流及び平滑回路により形成されるループを流れる電流の電荷を前記整流及び平滑回路を構成する平滑コンデンサに蓄積し、前記電荷を電源電力として、前記2つのカレントトランスに流れる電流を測定する負荷である電流測定回路に供給する電源装置である。
本発明に係る電流測定機器は、本発明に係る電源装置と、前記電流測定回路とを備えた電流測定機器である。
Power supply device according to the present invention includes two current transformer attached to the two voltage lines of the single-phase three-wire system, and a rectifying and smoothing circuit connected between the two current transformers, the 2 Current flowing through a loop formed by two voltage lines, two coupling capacitors formed between the two voltage lines and the two current transformers, the two current transformers, and the rectifying and smoothing circuit. the charge accumulated in the smoothing capacitor constituting the rectifying and smoothing circuit, the charge as a source power, a power supply device for supplying a current measuring circuit which is a load to measure the current flowing through the two current transformer.
Current measuring device according to the present invention includes a power supply device according to the present invention, a current measuring device and a said current measuring circuit.
[作用]
本発明によれば、単相3線式の2本の電圧線、各電圧線に取り付けられるカレントトランス、各電圧線とそれぞれに取り付けられるカレントトランスとの間に形成される結合容量、並びに整流及び平滑回路により形成されるループを流れる電流の電荷を前記整流及び平滑回路を構成する平滑コンデンサに蓄積し、その電荷を電源電力として負荷である電流測定回路に供給する。
[Action]
According to the present invention, two voltage lines of a single-phase three-wire system, a current transformer attached to each voltage line, a coupling capacitor formed between each voltage line and a current transformer attached to each voltage line, and rectification and the charge current flowing through the loop formed by the smoothing circuit is stored in the smoothing capacitor constituting the rectifying and smoothing circuit is supplied to the current measuring circuit which is a load to the charge as the source power.
本発明によれば、単相3線式の電圧線に取り付けられたカレントトランスに流れる電流を測定する電流測定回路を備えた電流測定機器の電源電力を、電池、電源アダプタ、及びカレントトランスからの誘起電圧を用いずに生成可能になる。 According to the present invention, power from a battery, a power adapter, and a current transformer is supplied from a current measuring device including a current measuring circuit that measures a current flowing through a current transformer attached to a single-phase three-wire voltage line. It can be generated without using an induced voltage.
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
[第1の実施形態]
図1は本発明の第1の実施形態に係る電流測定機器の電源装置の回路構成を説明するための図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[First embodiment]
FIG. 1 is a diagram for explaining a circuit configuration of a power supply device for a current measuring instrument according to a first embodiment of the present invention.
図において、中性線1、第1の電圧線2、及び第2の電圧線3は、分電盤(図示せず)の内部に配置されている主開閉器と分岐開閉器との間の単相3線式の配電線である。即ち中性線1はアースされており、第1の電圧線2と第2の電圧線3には逆極性の100VのAC電圧が供給されている。
In the figure, a neutral line 1, a
第1の電圧線2の外周には第1のカレントトランス4が取り付けられており、その巻線L1の両端には第1の電流測定回路6が接続されている。また、第2の電圧線3の外周には第2のカレントトランス5が取り付けられており、その巻線L2の両端には第2の電流測定回路7が接続されている。
A first current transformer 4 is attached to the outer periphery of the
第1の電圧線2と第1のカレントトランス4との間には結合容量C1が形成され、第2の電圧線3と第2のカレントトランス5との間には結合容量C2が形成される。各カレントトランスの内周面に金属電極を配置することで、積極的に結合容量を増やすことが好適である。また、各カレントトランスの内径を小さくしたり、長さを長くしたりすることで、結合容量を増やすこともできる。
A coupling capacitor C1 is formed between the
第1,第2のカレントトランス4,5は、貫通型変流器(強磁性体のコア材に電線を巻いた中空のコイル)と呼ばれる電流センサであり、貫通している導体である第1,第2の電圧線2,3を流れる電流に比例する電流が巻線L1,L2に流れることで、第1,第2の電圧線2,3に流れる電流を検出することができる。
The first and second
第1,第2の電流測定回路6,7は、例えば電流/電圧変換回路と、A/D変換回路などを備えており、第1,第2のカレントトランス4,5で検出された電流に比例する電圧をデジタル化する。
The first and second
第1のカレントトランス4の巻線L1と、第2のカレントトランス5の巻線L2との間には、ラインL3,L4を介して整流及び平滑回路8が接続されており、整流及び平滑回路8の出力側には負荷9が接続されている。
A rectification and
負荷9は、第1,第2の電流測定回路6,7の測定値を無線LANにより無線親機へ伝送する無線通信回路や、この電流測定機器の全体を制御する制御装置などである。また、便宜上、負荷9とは別に図示したが、第1,第2の電流測定回路6,7も負荷9を構成する。
The load 9 is a wireless communication circuit that transmits the measurement values of the first and second
整流及び平滑回路8は、4つのダイオードD1〜D4からなるダイオードブリッジで構成された両波(全波)整流回路と、その出力側に接続された電解コンデンサC3で構成された平滑回路とからなり、電解コンデンサC3に蓄積された電荷を電源とした電力が負荷9に供給される。
The rectifying and smoothing
次に、整流及び平滑回路8の出力が負荷9に供給されるときの動作を説明する。図2は第1の電圧線2にプラス、第2の電圧線3にマイナスの電圧が印加されているときの動作を示し、図3は第2の電圧線3にプラス、第1の電圧線2にマイナスの電圧が印加されているときの動作を示す。また、これらの図において、一点鎖線は電流の通路を示す。
Next, the operation when the output of the rectification and
図2における一点鎖線で示すように、第1の電圧線2にプラス、第2の電圧線3にマイナスの電圧が印加されているときは、「第1の電圧線2→結合容量C1→巻線L1→ラインL3→ダイオードD1→電解コンデンサC3→負荷9→ダイオードD4→ラインL4→巻線L2→結合容量C2→第2の電圧線3」からなるループに電流が流れる。
As indicated by the one-dot chain line in FIG. 2, when a positive voltage is applied to the
また、図3における一点鎖線で示すように、第2の電圧線3にプラス、第1の電圧線2にマイナスの電圧が印加されているときは、「第2の電圧線3→結合容量C2→巻線L2→ラインL4→ダイオードD2→電解コンデンサC3→負荷9→ダイオードD3→ラインL3→巻線L1→結合容量C1→第1の電圧線2」からなるループに電流が流れる。
Further, as indicated by a one-dot chain line in FIG. 3, when a positive voltage is applied to the
[第2の実施形態]
図4は本発明の第2の実施形態に係る電流測定機器の電源装置の回路構成を説明するための図である。ここでは、第1の実施形態と異なる部分のみを図示した。
[Second Embodiment]
FIG. 4 is a diagram for explaining a circuit configuration of a power supply device for a current measuring instrument according to the second embodiment of the present invention. Here, only the parts different from the first embodiment are shown.
本実施形態は第1の実施形態における整流及び平滑回路8と負荷9との間にスイッチ10、及びスイッチ10のオン/オフ(開/閉)を制御する制御信号を生成する手段としてのタイマー又は電圧測定回路11を設け、整流及び平滑回路8の電解コンデンサC3に所定量の電荷が蓄積された時点でスイッチ10をオフ(開)からオン(閉)に切り換え、負荷9を駆動するように構成したものである。
In the present embodiment, a switch 10 and a timer as means for generating a control signal for controlling on / off (open / close) of the switch 10 between the rectifying and smoothing
ここで、所定量の電荷が蓄積されたことは、スイッチ10がオフの状態が所定時間継続していることがタイマーにより計測されたこと、又は電圧測定回路による電解コンデンサC3の両端の電圧の測定値が所定値に達したことに基づいて、検出することができる。なお、このタイマー又は電圧測定回路11は負荷9を構成する。
Here, the accumulation of the predetermined amount of charge means that the switch 10 has been in the OFF state for a predetermined time, or that the voltage across the electrolytic capacitor C3 is measured by the voltage measurement circuit. Detection can be based on the fact that the value has reached a predetermined value. The timer or
[実施例]
次に実施例について説明する。分電盤内の主開閉器(電力会社によって、アンペアブレーカ、サービスブレーカなどと呼ばれている)と、分岐開閉器との間の単相3線式の2本の電圧線にカレントトランスを取り付け、2つのカレントトランスの巻線間のAC電圧を測定したところ、約1.73Vであった。また、2つのカレントトランスの巻線間にダイオードブリッジと3.3μFの電解コンデンサで整流し、15分間放置したところ、9V以上のDC電圧が得られた。また、この電解コンデンサと並列に1MΩの抵抗を接続したところ、112mVのDC電圧が得られた。
[Example]
Next, examples will be described. Attach a current transformer to the two single-phase three-wire voltage lines between the main switch in the distribution board (called an ampere breaker or service breaker by the power company) and the branch switch. When the AC voltage between the windings of the two current transformers was measured, it was about 1.73V. Further, the current was rectified with a diode bridge and a 3.3 μF electrolytic capacitor between the windings of the two current transformers, and allowed to stand for 15 minutes. As a result, a DC voltage of 9 V or more was obtained. When a 1 MΩ resistor was connected in parallel with this electrolytic capacitor, a DC voltage of 112 mV was obtained.
以上詳細に説明したように、本発明の実施形態に係る電流測定機器の電源装置によれば、単相3線式の第1,第2の電圧線2,3、結合容量C1,C2、第1,第2のカレントトランス4,5、並びに整流及び平滑回路8により形成されるループに流れる電流を整流及び平滑回路8により整流及び平滑し、その出力電力を電流測定機器の電源電力とするので、電池、電源アダプタ、及び第1,第2のカレントトランス4,5からの誘起電圧を用いることなく、電源電力を生成することができる。
As described above in detail, according to the power supply device for the current measuring device according to the embodiment of the present invention, the first and
2…第1の電圧線、3…第2の電圧線、4…第1のカレントトランス、5…第2のカレントトランス、6…第1の電流測定回路、7…第2の電流測定回路、8…整流及び平滑回路、9…負荷、10…スイッチ、11…タイマー又は電圧測定回路。
2 ... 1st voltage line, 3 ... 2nd voltage line, 4 ... 1st current transformer, 5 ... 2nd current transformer, 6 ... 1st current measurement circuit, 7 ... 2nd current measurement circuit, 8 ... Rectification and smoothing circuit, 9 ... Load, 10 ... Switch, 11 ... Timer or voltage measurement circuit.
Claims (4)
前記2つのカレントトランスの間に接続される整流及び平滑回路と、を備え、
前記2本の電圧線、前記2本の電圧線と前記2つのカレントトランスとの間に形成される2つの結合容量、前記2つのカレントトランス、並びに前記整流及び平滑回路により形成されるループを流れる電流の電荷を前記整流及び平滑回路を構成する平滑コンデンサに蓄積し、前記電荷を電源電力として、前記2つのカレントトランスに流れる電流を測定する負荷である電流測定回路に供給する電源装置。 Two current transformers attached to two single-phase three-wire voltage lines;
A rectification and smoothing circuit connected between the two current transformers,
The two voltage lines, two coupling capacitors formed between the two voltage lines and the two current transformers, the two current transformers, and a loop formed by the rectifying and smoothing circuit are flowed. stores charge current to the smoothing capacitor constituting the rectifying and smoothing circuit, the charge as a source power, the power supply to supply to the current measuring circuit is a load to measure the current flowing through the two current transformer.
前記カレントトランスの内周面に金属電極が配置されている電源装置。 The power supply device according to claim 1,
A power supply device in which a metal electrode is disposed on an inner peripheral surface of the current transformer.
前記整流及び平滑回路の出力側に、スイッチと、該スイッチのオン/オフを制御する制御信号を生成するタイマー又は電圧測定回路が接続されている電源装置。 The power supply device according to claim 1,
A power supply apparatus in which a switch and a timer or a voltage measurement circuit for generating a control signal for controlling on / off of the switch are connected to an output side of the rectifying and smoothing circuit.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012214651A JP6040679B2 (en) | 2012-09-27 | 2012-09-27 | Power supply device and current measuring device having the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012214651A JP6040679B2 (en) | 2012-09-27 | 2012-09-27 | Power supply device and current measuring device having the same |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014072914A JP2014072914A (en) | 2014-04-21 |
JP6040679B2 true JP6040679B2 (en) | 2016-12-07 |
Family
ID=50747671
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012214651A Active JP6040679B2 (en) | 2012-09-27 | 2012-09-27 | Power supply device and current measuring device having the same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6040679B2 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109004626A (en) * | 2018-07-11 | 2018-12-14 | 南京南瑞继保电气有限公司 | A kind of bi-pole area CT configuration method in DC transmission system |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4251961B2 (en) * | 2003-11-04 | 2009-04-08 | 横河電機株式会社 | Non-contact voltage measuring device |
JP5530769B2 (en) * | 2010-03-18 | 2014-06-25 | 長谷川電機工業株式会社 | DC circuit leakage detection device |
-
2012
- 2012-09-27 JP JP2012214651A patent/JP6040679B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2014072914A (en) | 2014-04-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107402324B (en) | Power supply sampling circuit and method based on single current transformer and low-voltage circuit breaker thereof | |
CN107422179B (en) | Novel power supply sampling circuit, power supply sampling method and low-voltage circuit breaker thereof | |
CN102957219B (en) | Maximum power tracking system and method of power transmission line induction power supply source | |
CN207968067U (en) | A kind of CT for fault detector power supply is for electric installation | |
US20120153931A1 (en) | electronic current transformer based on complete self-excitation power supply | |
IT201600123334A1 (en) | Intelligent socket and monitoring and control system using this socket | |
CN104682451A (en) | Inductive electricity obtaining device of high-voltage transmission line | |
KR101740861B1 (en) | Self-Powering Smart Current Sensor | |
CN103607124A (en) | Power taking device based on non-closed current transformer and control method thereof | |
CN202041624U (en) | Direct-current high-voltage test integrated device for internal water cooling generator | |
JP6040679B2 (en) | Power supply device and current measuring device having the same | |
CN109842183A (en) | A kind of transmission line of electricity sensing electricity getting device and its method for obtaining maximum power | |
Guerra | Electric field energy harvesting from medium voltage power lines | |
JP2009014659A (en) | Deemed power value output current monitoring device by own power source system | |
CN205374613U (en) | Unbalanced three phase detection circuitry | |
CN116359599A (en) | Current energy taking device and method | |
Utpal et al. | Automatic Power Factor Correction Using Capacitor Banks | |
CN204669097U (en) | A kind of WSN bus temperature measurement node supply unit | |
CN111697708A (en) | Non-contact inductive power supply design method based on power control method | |
CN206339637U (en) | A kind of power detecting system | |
RU2298195C1 (en) | Dc active energy meter for movable rolling-sock of railroad transport | |
CN107167641A (en) | A kind of portable section metering device | |
CN203433013U (en) | Portable electric energy metering terminal experiment power supply | |
CN103472274A (en) | Portable electric energy measurement terminal experiment power source | |
Ren et al. | A novel self-powered smart current sensor for power equipment |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20150427 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20160325 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20160329 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20160526 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20161011 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20161024 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6040679 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |