JP6246323B2 - デルタ結線の電気設備におけるｖａ計測 - Google Patents

Description

本発明は、一般的に電気測定、より詳細には皮相電力（ＶＡ）及び皮相電力量（ＶＡｈ）測定に関する。

本出願は、２０１３年４月１２日に出願された、米国出願番号１３／８６２，２０３の利益を主張する。

電気計測の目的の１つは、電気エネルギー源の使用又は消費を正確に測定することである。このような測定を使用して、電気を発生させ送り届けるコストを比較的論理的な方法で消費者間に割り当てることができる。電気計測の他の目的は、電気エネルギー発生及び送達ニーズの確認を助けることである。例えば、ある供給区域への累積電気消費測定は、変圧器及び他の設備の適切なサイジングを決定することを助けることができる。

たいてい電気計測は、ワット（Ｗ）又はワットアワー（Ｗｈ）の形での消費された電力又はエネルギーの測定を含む。（ワットアワー又はｗｈで表される）有効電力又は無効電力測定は、負荷が必要とする実エネルギーに直接関係する。しかしながら、負荷に供給されるワット量は、電源により発生されなければならない電力量を必ずしも反映しない。特に、負荷ワット(load watts)又は負荷ワットアワーの量は、負荷に供給するのに必要な施設のサイズ（変圧器サイズ、送電線サイズ等）に必ずしも正確には関係しない。このようなことは、一つには、かなりの容量成分及び／又は誘導成分を有する負荷に起因する。そのような負荷では、ワットアワーでの実エネルギー消費は、エネルギー原で発生されなければならない皮相電力（「ＶＡ−ｈｏｕｒｓ」又は「ＶＡｈ」で表される）よりも著しく少ないものである可能性がある。

例えば、２つの負荷を考える。第１の負荷は１２０Ｖで２４０Ｗを消費し、かつ完全に抵抗性のあるものであり、第２の負荷は１２０Ｖで２４０Ｗを消費し、かつ電圧と電流の間に位相差３０度を有するものである。基本的なＡＣ電力消費の以下の式を用いると、第１の負荷はＩ＝２４０／（１２０＊ｃｏｓ０°）であるため電流２アンペアを必要とするのに対して、第２の負荷はＩ＝２４０／（１２０＊ｃｏｓ３０°）であるため電流２．３１アンペアを必要とすることが分かる。

ここでθは電圧と電流の間の位相角度である。第２の負荷の実際のワットアワー消費が第１の負荷と同じである間、第２の負荷はより多くの電流を必要とし、このことは送電線や変圧器等のサイジングに影響を与えうる。結果的に、負荷に供給するのに必要な電源のサイズ、すなわち変圧器サイズや送電線サイズ等を決定するのに有用であるＶＡ又はＶＡｈ（ＶＡ−ｈｏｕｒｓ）を測定することは望ましい。

さらに、ワットよりもＶＡを著しく消費する需要家である場合、ワットアワーのみの計測は、電力送配電設備の当該需要家の比例するコストを正しく識別しない。このような理由のために、ＶＡ又はＶＡｈを伴うより複雑な料金構造は、エネルギーを負荷に提供する、変圧器や送電線等のようなアイテムのための投資コストを取り戻すのに頻繁に使用される。結果として多くの電力量計は、特により大きい住居施設のない負荷用の電力量計は、少なくともＶＡ又はＶＡ−ｈｏｕｒｓを測定することができる能力を有する。

単相システムにおけるＶＡ又はＶＡ−ｈｏｕｒｓの計算は、信号が純粋な正弦波である場合は比較的簡単である。しかしながら、送電線信号内に高調波が存在する場合、ＶＡの計算及び計算されたＶＡの実際的意義はより複雑になる。

ＶＡを計算する１つの共通の方法は、ＲＭＳ電圧にＲＭＳ電流を掛けることを含む、すなわちＶＡ＝Ｖ_RMS＊Ｉ_RMSである。当分野において周知であるように、ＶＡをＶＡ−ｈｏｕｒｓへ変換することは、時間をかけてＶＡ値をまとめることを含むだけである。例えば、ＶＡ値が０．３３３秒間隔で計算され、各計算は、その０．３３３秒、すなわちおよそ１／１０，８００時間にわたってのＶＡ消費であるとみなされる。その後これらの値は集められ、消費されたＶＡ−ｈｏｕｒｓの運転メータを提供する。このような計算は日常的であるため、ＶＡ−ｈｏｕｒｓは常にＶＡ値から計算することができるという理解とともに、本明細書では用語ＶＡ及びＶＡ−ｈｏｕｒｓはある程度交換可能であるように使用する場合がある。

いずれにしても、ＶＡを計算する２つ目の共通の方法は、最初に、ＶＡＲ（Ｖｏｌｔ Ａｍｐ Ｒｅａｃｔｉｖｅ）としても知られる無効電力及び有効電力の値をワットで決定することを含む。ＶＡＲ値は、ＶＡＲ＝Ｖ_RMS＊Ｉ_RMS＊ｓｉｎθの式を用いて計算することができ、すなわち電圧と電流をサンプリングし、ＡＣラインサイクルにおいて９０°離れた電圧と電流のサンプルを掛けあわせることにより計算することができる。この方法は、式

を用いてＶＡを抽出することを含む。送電線信号内に高調波が存在する場合、ＶＡを計算するのに式

を使用することにより、電圧と電流のＲＭＳ値、ＶＡ＝Ｖ_RMS＊Ｉ_RMS、から計算されるよりも少ない数値を算出する。この不正確のために、第３の数量であるひずみ電力（ＤＰ）が時折以下のように加えられる。

上記の式は一般的に単相システムに関する。多相システムでは、ＶＡの計算はより複雑であり、計算されたものの実際的意義は単相システムのそれを超える。とりわけ、単相システムのための上記のＶＡ（又はＶＡｈ）を計算する２つの方法は、多相システムに適用される場合、純粋な正弦波信号の条件下でさえも、必ずしも同じ数値を算出しない。

１つの方法では、多相システムのそれぞれに対する個々の相電圧及び相電流のＲＭＳ値からＶＡは計算され、異なる相に対するＶＡ値が合計される。すなわち、各相のＶＡは、ＶＡ＝Ｖ_RMS＊Ｉ_RMSを用いて決定され、各相の個々のＶＡを単純に加えることにより合計のＶＡが計算される。このようなＶＡを計算する方法は、時折「ＲＭＳ ＶＡ（ＶＡ_RMS）」又は「演算ＶＡ(arithmetic VA)」と呼ばれる。演算ＶＡは、電気システムの、負荷側ではなく、電源側又は供給施設側に関して最も正確であるように識別される。

他の方法では、ＶＡはワット及びＶＡＲを用いて計算される。この方法では、３相すべてに対してワットの合計量が決定され、３相すべてに対してＶＡＲの量が決定される。合計のＶＡは、式

を用いて計算される。ここでＷａｔｔ及びＶＡＲは、全負荷ワット及びＶＡＲをそれぞれ表す。このＶＡを計算する方法は、時折「ベクトルＶＡ（ＶＡｖ）」と呼ばれる。ベクトルＶＡは、電気システムの負荷側により正確であると考えられている。

多くの種類の電気設備に対する、演算又は電源ＶＡの計算、及びベクトル又は負荷ＶＡの計算に関するさらなる詳細は、米国特許第７，７４７，４００号で提供され、ここで参照することによりその全体が含まれる。米国特許第７，７４７，４００号では、専門家により選ばれうる様々な計算方法を含むメータが開示される。

米国特許第７，７４７，４００号で開示されるメータは、多くの有用な計量されたＶＡ値を提供する一方、４線式デルタ電気設備(four-wire delta electrical services)に対する電源又は演算ＶＡ計算は提供しない。したがって、４線式デルタ電気設備で、特にＶＡを計算することができるメータが必要である。他の知られた方法は、特に不平衡負荷に対して不正確である。

電源でＶＡを正確に予測又は表現するＶＡを測定する方法が特に必要であり、これにより変圧器及び他の設備のサイジングのためのより良い情報を提供することができる。

本発明の第１の態様は、メータ内で普通に測定可能及び利用可能な値に基づいて、４線式設備での電力量計内で適切なＶＡ計算を実行することができるメータである。

本発明の少なくとも１つの実施形態は、Ａ／Ｄコンバータ及び処理回路を含む装置である。Ａ／Ｄコンバータは、多相電気システムで電圧及び電流波形のデジタルサンプルを生成するように構成される。処理回路は、Ａ／Ｄコンバータからデジタルサンプルを受け取るように動作可能に結合する。処理回路は、同時発生の相電流及び電圧サンプル、Ｉ_A、Ｉ_B、Ｉ_C及び／又はＩ_N並びにＶ_A、Ｖ_B、Ｖ_C、を取得するように構成される。処理回路は、電流サンプルＩ_A、Ｉ_B、Ｉ_C及びＩ_Nのうちの３つに基づいて少なくともＩ_CBサンプル値を決定し、少なくとも部分的にＩ_CBに基づいてＶＡ値を決定するようにさらに構成される。処理回路は、ディスプレイ、通信回路、メモリ、及び課金計算ユニット(billing calculation unit)で構成されるグループの１つへ、ＶＡ計算を表す情報を提供するようにさらに構成される。

他の実施形態では、処理回路は、式

に基づいてＩ_CBサンプル値を生成するようにさらに構成される。さらに他の実施形態では、処理回路は、複数のＩ_CBサンプル値を生成し、当該複数のＩ_CBサンプル値の絶対値を生成するようにさらに構成される。

他の実施形態では、処理回路は、Ｃ相(Phase C)からＢ相への電圧の大きさをさらに用いてＶＡ値を決定するようにさらに構成され、複数のＶ_CBサンプル値を生成することにより、及び当該複数のＶ_CBサンプル値を用いてＶ_CBの絶対値を生成することにより電圧の大きさを取得するように構成される。ここで各Ｖ_CBサンプル値は、Ｃ相サンプルと同時発生のＢ相サンプルとの差分を含む。

さらなる他の実施形態では、その後処理回路は、生成された電源側のＣ相からＢ相への電流の絶対値及びＣ相からＢ相への電圧の大きさの積に少なくとも部分的に基づいてＶＡ値を決定する。

他の実施形態では、処理回路は、式

に基づいてＩ_CAサンプル値を生成するようにさらに構成される。さらに他の実施形態では、処理回路は、複数のＩ_CAサンプル値を生成し、当該複数のＩ_CAサンプル値の絶対値を生成するようにさらに構成される。

他の実施形態では、処理回路は、各Ｖ_CAサンプル値はＣ相サンプルと同時発生のＡ相サンプルとの間の差を含む複数のＶ_CAサンプル値を生成することにより、かつ当該複数のＶ_CAサンプル値を用いてＶ_CAの絶対値を生成することにより、Ｃ相からＡ相への電圧の大きさを決定するようにさらに構成される。

さらなる他の実施形態では、その後処理回路は、生成された電源側のＣ相からＡ相への電流の絶対値及びＣ相からＡ相への電圧の大きさの積に少なくとも部分的に基づいてＶＡ値を決定する。

他の実施形態では、処理回路は、式

に基づいてＩ_BNサンプル値を生成するようにさらに構成される。さらに他の実施形態では、処理回路は、複数のＩ_BNサンプル値を生成し、当該複数のＩ_BNサンプル値の絶対値を生成するようにさらに構成される。

さらなる他の実施形態では、その後処理回路は、生成された電源側のＢ相から中性点（ニュートラル）への電流の絶対値及びＢ相の電圧の大きさの積に少なくとも部分的に基づいてＶＡ値を決定する。

他の実施形態では、処理回路は、式

に基づいてＩ_ANサンプル値を生成するようにさらに構成される。さらに他の実施形態では、処理回路は、複数のＩ_ANサンプル値を生成し、当該複数のＩ_ANサンプル値の絶対値を生成するようにさらに構成される。

さらなる他の実施形態では、その後処理回路は、生成された電源側のＡ相から中性点への電流の絶対値及びＡ相の電圧の大きさの積に少なくとも部分的に基づいてＶＡ値を決定する。

ある実施形態では、処理回路は、式

に基づいて、ＶＡ値を生成するようにさらに構成される。ここで、

は、Ｃ相からＢ相への電圧のベクトル値であり、

は、電源でのＣ相からＢ相への電流を表すベクトル値であり、

は、Ｃ相からＡ相への電圧のベクトル値であり、

は、電源でのＣ相からＡ相への電流を表すベクトル値であり、

は、Ｂ相から中性点への電圧のベクトル値であり、

は、電源でのＢ相から中性点への電流を表すベクトル値であり、

は、Ａ相から中性点への電圧のベクトル値であり、及び、

は、電源でのＡ相から中性点への電流を表すベクトル値である。

上記の特徴と利点は、他の特徴や利点と同様に、以下の詳細な説明及び添付図面を参照することにより、当業者にとってより容易に明らかになるだろう。

図１は、本発明の１つ又は複数の実施形態で使用することができる典型的なメータを示す。 図２は、本発明の実施形態で用いることができる測定装置(arrangement)を示す。 図３Ａは、本発明の少なくとも１つの実施形態に従ったＶＡを計算する装置の処理回路の動作（オペレーション）のフローダイアグラムを示す。 図３Ｂは、本発明の少なくとも１つの実施形態に従ったＶＡを計算する装置の処理回路の動作のフローダイアグラムを示す。 図３Ｃは、本発明の少なくとも１つの実施形態に従ったＶＡを計算する装置の処理回路の動作のフローダイアグラムを示す。

図１は、本発明に従った装置が実施される多相電力量計１０の典型的な実施形態を示す。具体的に図１を参照すると、メータ１０は、計数回路（scaling circuit）１１０、アナログ・デジタル変換（ＡＤＣ）回路１１４、処理回路１１６、通信回路１１８、オプショナルのディスプレイ１２０、及びデータ記憶装置１１２を含む、エネルギー消費を測定する装置である。列挙された構成要素のすべては、好ましくは、複数の既知の形態を取ることができるメータハウジング１１３によりサポートされる。通信回路１１８は、他のデバイスのようにメータハウジング１１３の内部に配置することができるか、又はメータハウジング１１３の外側に取り付けることができる。

本明細書に記載される実施形態では、計数回路１１０及びＡＤＣ回路１１４は、４線式デルタ電気システムの３相Ａ、Ｂ、Ｃのそれぞれに対して線間電圧波形Ｖ_A、Ｖ_B、Ｖ_Cを表すデジタル信号、及び４線式デルタ電気システムの４つの線電流波形Ｉ_A、Ｉ_B、Ｉ_C、Ｉ_Nのうちの少なくとも３つを表す他のデジタル信号を生成するように配置される。しかしながら以下で説明するように、メータ１０は、他の種類の電気設備と同様に、３線式デルタ電気設備に対して容易に構成することができる。デジタル信号は、典型的に、中性点又は他相に対する１つの相の瞬間電圧又は電流測定値を表すデジタルサンプルのシーケンスである。

処理回路１１６は、デジタル信号に基づいて１つ又は複数のエネルギー消費値を計算するように構成される。当該エネルギー消費値は、通信回路１１８を使用してリモートデバイスへ通信することができるか、ディスプレイ１２０を使用して表示することができるか、データ記憶装置１１２内に記憶することができるか、又は好ましくは前述したうちのいくつかの組み合わせの処理をすることができる。本明細書に記載した実施形態によれば、処理回路１１６は、本明細書に記載したＶＡ計算のいずれか又はすべてをさらに実行することができる。

図１のメータ１０のさらに詳細な説明では、計数回路１１０は、図示されていない電流及び電圧センサを適切に含むことができる。電圧センサは、例えば電圧分割器を含むことができ、電力線１２の相に存在する電圧のスケールダウンバージョン(scaled down version)を生成する。電流センサは、電流変換器、分流器、埋め込みコイルデバイス等を適切に含むことができ、電力線１２の相に存在する電流のスケールダウンバージョンである電圧又は電流信号を生成する。当分野においては様々な電圧及び電流センサが知られている。

ＡＤＣ回路１１４は、倍率付き測定信号をデジタル電圧及び電流測定信号へ変換する１つ又は複数のアナログ・デジタルコンバータを含む。デジタル電圧及び電流波形信号を生成可能な多くの回路は、当分野において周知である。そのような機能を有するアナログ・デジタル変換回路の適切な例示は、米国特許第６，３７４，１８８号、米国特許第６，５６４，１５９号、米国特許第６，１２１，１５８号及び米国特許第５，９３３，００４号に記載され、これらのすべては参照することにより本明細書に含まれる。さらにＡＤＣ回路１１４は、以下に記載するように、容易に集積計測チップパッケージの一部であることができる。

処理回路１１６は、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、デジタル信号プロセッサ、離散デジタル回路、及び／又はこれらの組み合わせのような１つ若しくは複数の処理デバイスを用いるデバイスである。上述のように処理回路１１６は、デジタル信号に基づいてエネルギー消費データを生成することができる。１つの例示では、処理回路１１６は、同時発生の電圧及び電流サンプルの積の蓄積に基づいてワットアワー情報を生成する。例えば、特定の相に対する真のワットアワーは、電流波形及び電圧波形のベクトル積として計算することができる。このベクトル積は、サンプル電圧（Ｖｎ）及びサンプル電流（Ｉｎ）を用いて、式

により実行することができる。ここで、Ｗｈｒｓは、開始時間ｎ₀からｎに対応する時間までの時間に蓄積されたエネルギー値（例えばワットアワー）である。

加えて、処理回路１１６は、好ましくは、１つ又は複数の本明細書に記載される方法を用いてＶＡ及び／又はＶＡｈを計算する。したがって、処理回路１１６は、ＶＡ、ＶＡｈ、ワットアワー、ＶＡＲ−ｈｒｓ、力率、二乗平均平方根電圧及び／若しくは電流、又は前記のもののいずれかの組み合わせを生成することができる。デジタル電圧及びデジタル電流測定信号からエネルギー消費データを生成することができる様々な処理回路は、当分野において周知である。そのような回路の適切な例示は、米国特許第６，３７４，１８８号、米国特許第６，５６４，１５９号、米国特許第６，１２１，１５８号及び米国特許第５，９３３，００４号に記載される。しかしながら１つの好ましい実施形態では、処理回路は、（Ｍａｘｉｍから入手可能な）Ｔｅｒｉｄｉａｎ ７１Ｍ６５３３測定チップのような計測集積回路チップの処理要素である（又は含む）。このような実施形態では、ＡＤＣ回路１１４及び処理回路１１６は２つとも、同じ半導体パッケージ内に配置される。

より具体的には、１つの実施形態での処理回路１１６は、コンフィギュレーションデータは電源ＶＡ計算が選択されることを識別する場合、第１のＶＡ計算を生成するように構成される（すなわち、プログラム及び／又は配置される）。第１のＶＡ計算は、対応する第２のＶＡ計算の決定よりも正確に電源ＶＡを表すＶＡ量の決定を提供する。処理回路１１６はまた、コンフィギュレーションデータは負荷ＶＡが選択されることを識別する場合、第２のＶＡ計算を生成するように構成される。第２のＶＡ計算は、対応する第１のＶＡ計算の決定よりも正確に負荷ＶＡを表すＶＡ量の決定を提供する。電源ＶＡ又は負荷ＶＡが計算されるかどうかを識別するコンフィギュレーションデータは、データ記憶装置１１２若しくは他のメモリ内に適切に記憶することができ、又はユーザ入力若しくは通信入力を受け取るバッファ若しくはレジスタ内だけに記憶することができる。処理回路１１６は、ディスプレイ１２０、通信回路１１８、及び通信回路１１６内又はその他の場所にある課金計算ユニットから構成されるグループの１つへＶＡ計算を提供することができる。

そのため、処理回路１１６は、ユーザに「電源ＶＡ(source VA)」若しくは「負荷ＶＡ(load VA)」を選択するようにプロンプトするか、又は、電源の見通しから若しくは負荷の見通しからＶＡが計算される他の表示を選択するようにプロンプトするように構成される。このプロンプティングは、ディスプレイ１２０及び通信回路１１８を用いて対話型ディスプレイを介して、又はその他の方法により、生ずることができる。例えば、メータ１０は、コンフィギュレーション情報（例えば取得すべき計測タイプ、ディスプレイ特性及び／又はキャリブレーション情報）がメモリ（例えばデータ記憶装置１１２）にプログラムされる、当分野で知られているがここでは図示されていない、コンフィギュレーションファシリティ内に構成することができる。本発明のある実施例に従って、コンフィギュレーション操作は、「電源ＶＡ」又は「負荷ＶＡ」の選択をさらに含むことがある。そのため、メータディスプレイ１２０（又は図示されていない外部コンフィギュレーションデバイスディスプレイ）は、ＶＡ計算が「電源ＶＡ」を表すものであるべきかどうか、又はＶＡ計算が「負荷ＶＡ」を表すものであるべきかどうかの選択をユーザに与えることがある。その後ユーザは、電源ＶＡ又は負荷ＶＡが望ましいかどうかに基づいた選択を用いてメータをプログラムすることがある。

その後にメータ１０が使用のために設置されるとき、メータ１０は、記憶されたユーザ選択のコンフィギュレーション情報に基づいてＶＡ決定(VA determination)を実行する。ユーザが電源ＶＡを選択した場合、処理回路１１６はその計測動作を自動的に構成し、演算ＶＡ計算を実行する。しかしながらユーザが負荷ＶＡを選択した場合、処理回路１１６はその計測動作を自動的に構成し、ベクトルＶＡ計算を実行する。

処理回路１１６はさらに、データ記憶装置１１２内に複数のエネルギー消費値を記憶することができる。いくつかの実施形態では、処理回路１１６は、１日、１週間、若しくは１月の異なる時期に、又は季節ごとに、エネルギー使用の分析を可能にするため、それぞれの複数の時期のエネルギー消費値を記憶することができる。時期でインデックスされた消費の記憶は、しばしば産業においては「負荷プロファイリング(load profiling)」と呼ばれる。データ記憶装置１１２は、適切に、ランダムアクセスメモリ、ＥＥＰＲＯＭ、他のメモリ又はいくつかのタイプのメモリの組み合わせであることができる。さらに他の実施形態では、データ記憶装置１１２は、循環バッファ、ＦＩＦＯデバイス又は受け取る順番でデータを記憶する他のメモリを含むことができる。他の知られた方法を使用することもできる。少なくともある実施形態では、データ記憶装置１１２は、処理回路１１６を収容する統合型パッケージ内に配置されたメモリを含む。データ記憶装置１１２は、図３Ａ‐３Ｃの処理回路の動作を含む本明細書で記載される処理回路１１６の動作を実行する処理回路１１６により実行されるソフトウェアプログラムもまた含む。

通信回路１１８は、ある実施形態では計測ユニット１２と１つ又は複数のリモートデバイスとの間でデータを伝達するように構成されるデバイスである。図１に示すようなシステムでは、通信回路１１８は、ユーティリティサービスプロバイダのデータ収集システムと直接的に又は間接的に通信できる場合がある。いくつかのこのようなシステムは知られている。その後ユーティリティサービスプロバイダは、収集されたデータを使用し、当分野において知られている課金情報及び／又はデータ予測情報を生成する。そのため、通信回路１１８は、ラジオ、電話モデム、電源線キャリアモデム、又は需給計器での使用のために構成された他の既知の通信デバイスを適切に含むことができる。１００ＭＨｚから１ＧＨｚの範囲で動作するラジオ送受信機を使用することができる。しかしながら他のデバイスは、ｋＨｚ又は低いＭＨｚの範囲で動作することができる。これらに加えて、又はこれらの代わりとして、通信回路１１８は、リードスイッチのような局所結合素子、ポータブルコンピューティングデバイス又は他のデバイスと通信するように構成される。通信回路１１８は、この目的のために、図示されていない光学又は電子データポートを含むことができる。

メータディスプレイ１２０は、オプショナルであり、液晶ディスプレイのようなデジタルディスプレイとすることができる。ディスプレイの正確な性質は本発明の実施に特に重要ではないことは理解されたい。それにもかかわらず、少なくともあるディスプレイの機能を含むことは利点である。さらに、ＬＣＤディスプレイは、電力量計で使用するのに特に有利な一連のクオリティーを有することが分かっている。

上述したように、ある実施形態において処理回路１１６は、電源ＶＡ値又は負荷ＶＡ値のうちの選択された１つを生成するように構成される。この値は、課金目的で、計画目的で、及び／又は他の分析目的で使用することができる。ＶＡ値は、ワットアワー若しくはワットのような他の値と混ぜ合わせることができ、又は無効電力のような他の値とも混ぜ合わせることができる。

同じく上述したように、電源ＶＡが実行される場合、その後処理回路１１６は演算ＶＡ計算を実行する。負荷ＶＡが実行される場合、その後処理回路１１６はベクトルＶＡ計算を実行する。上述したように、米国特許第７，７４７，４００号と同様に、ベクトルＶＡは演算ＶＡと比較して根本的に異なる計算であり、時々異なる結果を算出する。概して、処理回路１１６は、米国特許第７，７４７，４００号で議論されるように、単相、４線式Ｙ字状回路、及び３線式デルタシステムに対してベクトル又は演算ＶＡを決定するように構成することができる。その上処理回路１１６は、さらに上述したように、及び先行技術で知られているように、ベクトルＶＡ又は負荷ＶＡを決定することができる。ＶＡ値は、時間にわたって適切に蓄積され、知られているようなＶＡｈを提供することができる。

しかしながら、先行技術と対照的に、本発明の少なくともいくつかの実施形態は、以下で述べるように、図２及び図３Ａ‐３Ｃに関連して電源ＶＡ（すなわち、及び／又はＶａｈ）を決定する。

図２は、４線式デルタ電気設備において電源２００と負荷２０１の間に結合されたメータ１０の概略表示を示す。４線式デルタ電源２００は、当分野において知られているようなデルタ電源（変圧器）を含む。電源２００は、Ａ相線(phase A line)２１２、Ｂ相線２１４、Ｃ相線２１６及びＡ相線２１２とＢ相線２１４の間に定められた中性線(neutral line)２１８を介して、３相デルタ結線電気設備を負荷２０１へ提供するように動作可能に結合される。当分野で知られているように、メータ１０は一般的に電源２００から負荷２０１へ送り届けられるエネルギー（及び関連した値）を計測する。負荷２０１は、需要家負荷の要素を含み、抵抗性負荷、誘導性負荷及び／又は容量性負荷を含むことができる。負荷２０１は平衡又は不平衡であることができる、すなわち異なる負荷は、Ａ相からＢ相へ、Ｂ相からＣ相へ、Ｃ相からＡ相へ接続することができ、並びに／又は追加的な負荷は、Ａ相から中性点へ、Ｂ相から中性点及び／若しくはＣ相から中性点へ接続することができる。

概して、メータ１０は、電圧測定値Ｖ_A、Ｖ_B、Ｖ_C並びに電流測定値Ｉ_A、Ｉ_B、Ｉ_C及び／又はＩ_Nを取得するために、動作可能に接続される。さらに具体的には、スケーリングユニット１１０は、測定値信号Ｖ_A、Ｖ_B、Ｖ_C、Ｉ_A、Ｉ_B、Ｉ_C及びＩ_Nを生成し、これらの信号をＡＤＣ回路１１４へ提供するように動作可能に結合される。本明細書に記載されるいくつかの実施形態では、４つの電流値Ｉ_A、Ｉ_B、Ｉ_C及びＩ_Nのうち３つだけがデジタル化されて記憶される必要がある。典型的にはＩ_Nはデジタル化されない。

信号Ｖ_Aは、Ａ相線２１２から中性点２１８までの電圧のスケールドバージョン(scaled version)を表す。信号Ｖ_Bは、Ｂ相線２１４から中性点２１８までの電圧のスケールドバージョンを表し、信号Ｖ_Cは、Ｃ相線２１６から中性点２１８までの電圧のスケールドバージョンを表す。信号Ｉ_Aは、Ａ相線２１２上の電流のスケールドバージョンを表し、信号Ｉ_Bは、Ｂ相線２１４上の電流のスケールドバージョンを表し、信号Ｉ_Cは、Ｃ相線２１６上の電流のスケールドバージョンを表す。信号Ｉ_Nは、中性線２１８上の電流のスケールドバージョンを表す。

同様にＡＤＣ回路１１４は、それぞれの波形Ｖ_A、Ｖ_B、Ｖ_C、Ｉ_A、Ｉ_B、Ｉ_C及びＩ_Nをサンプリングし、対応するデジタルサンプルストリームＶ_A（ｓ）、Ｖ_B（ｓ）、Ｖ_C（ｓ）、Ｉ_A（ｓ）、Ｉ_B（ｓ）、Ｉ_C（ｓ）及びＩ_N（ｓ）を生成する。値ｓはサンプルインデックスを表し、時間増分に直接的に対応する。サンプル集合体が対応するアナログ波形の正確なサンプリングされた表示をもたらすように、サンプルレートｓ／ｓｅｃは、典型的にＡＣ波形の周期周波数の何倍もの周波数である。上記のスケーリングユニット１１０及びＡＤＣ回路１１４の動作は従来のものである。

その後処理回路１１６は、各相の電圧ベクトルと各相の電流ベクトルを掛けあわせ、得られた積を蓄積することにより、負荷ワットアワー（ｗａｔｔ−ｈｒｓ）を計算する。サンプリングを使用して、処理回路１１６は次の計算を適切に実行することができる。

ここでＶ_x（ｓ）はメータ１０において相ｘで時間ｓにサンプリングされた電圧であり、Ｉ_x（ｓ）はメータ１０において相ｘで時間ｓにサンプリングされた電流である。上記の式で、Ｗａｔｔ−ｈｒは実際にｗａｔｔ−ｈｒｓを単位とするエネルギー測定値である。

処理回路１１６は、知られているように、位相９０°遅れた電流測定値を用いた以下の式を用いてベクトル（又は負荷）ＶＡＲを適切に計算することができる。

これらの２つの値Ｗａｔｔ‐ｈｒとＶＡＲを用いて、ベクトルｖｅｃｔｏｒ＿ＶＡは

のように計算することができる。

一方、処理回路１１６は以下の式を用いて電源ＶＡ又は演算ＶＡを計算する。

ここで、

は、Ｃ相からＢ相への電圧のベクトル値であり、

は、電源２００でのＣ相からＢ相への電流を表すベクトル値であり、

は、Ｃ相からＡ相への電圧のベクトル値であり、

は、電源２００でのＣ相からＡ相への電流を表すベクトル値であり、

は、Ｂ相から中性点への電圧のベクトル値であり、

は、電源２００でのＢ相から中性点への電流を表すベクトル値であり、

は、Ａ相から中性点への電圧のベクトル値であり、

は、電源２００でのＡ相から中性点への電流を表すベクトル値である。

電圧ベクトル

は、ＡＤＣ回路１１４から受け取られるデジタル測定値信号Ｖ_A（ｓ）、Ｖ_B（ｓ）及びＶ_C（ｓ）に基づいて任意の適切な方法で容易に決定することができる。電流ベクトル

は以下に記載するように決定される。

この場合、電源又は演算ＳＶＡは負荷又はベクトルｖｅｃｔｏｒ＿ＶＡと同じでないことが分かる。ＳＶＡを決定するためのベクトル方程式は、電源２００の各枝部分(leg)の抵抗は比較的同じであるという仮定に基づいている。上記のような電源ＶＡ又はＳＶＡの計算は中性点電流測定値を必要としないことをさらに理解されたい。

電流測定値Ｉ_Nが容易に入手可能である場合、上記で参照された式の代替バージョンを使用することができることを理解されたい。実際に、負荷２０１（又はいずれかの場所）で電流Ｉ_A、Ｉ_B、Ｉ_C及びＩ_Nのうちのいずれか３つに対してベクトル値が入手可能である限り、電源でのベクトル電流

を表す値を生成することができる。特に電流ベクトル

は、以下のベクトル方程式を実施して代替的に決定することができる。

他の代替方法として、Ｉ_A、Ｉ_C及びＩ_Nのみを使用して、同様に電流ベクトル

を決定することができる。

さらに他の代替方法として、Ｉ_B、Ｉ_C及びＩ_Nのみを使用して、同様に電流ベクトル

を決定することができる。

さらに他の代替方法として、Ｉ_A、Ｉ_B及びＩ_Nのみを使用して、同様に電流ベクトル

を決定することができる。

式（１４）は、上記の様々なベクトル値の絶対値を用いることを理解されたい。実際に処理回路１１６は、以下のステップを用いて、式（１４）で使用されるようなベクトル値

の絶対値を生成する。そのステップは、Ｉ_A、Ｉ_B、Ｉ_C及びＩ_Nのうち関連する３つの又は４つの同時発生のサンプルを取得するステップと、式（１５）から式（３４）のうち関連する４つの式に従って同時発生のサンプルを追加するステップと、合計を２乗するステップと、上記を繰り返すとともにいくつかのサンプル時間にわたって２乗された合計値を蓄積するステップと、平方根を取得するステップと、である。

例えば図３Ａ−３Ｃは、電源電流の電流値

の絶対値を生成するための式（１５）−（１８）の値を用いて、式（１４）に従ってＳＶＡを決定することを含むメータ１０の処理回路１１６の典型的な一組の動作（オペレーション）を示す。図３Ａ−３Ｃの動作は、容易に修正され、式（１４）の解答を得るのに式（１９）−（３４）のいずれかの式を実行することができることを理解されたい。図３Ａ−３Ｃの動作は、少なくとも明細書においては、他の計測値を生成するサンプルの処理をさらに示す。上述したように、処理回路１１６は、好ましくは、ＶＡ計算と同様にｗａｔｔ−ｈｒ、ＶＡＲ−ｈｒ、ＲＭＳ電圧、ＲＭＳ電流のような複数の計測値を生成する。

図３Ａを参照すると、ステップ３０２において、処理回路１１６はサンプル時間ｓで同時発生のサンプルＶ_A（ｓ）、Ｖ_B（ｓ）、Ｖ_C（ｓ）、Ｉ_A（ｓ）、Ｉ_B（ｓ）、及びＩ_C（ｓ）を取得する。そのため処理回路１１６は、ＡＤＣ回路１１４からＶ_A（ｓ）、Ｖ_B（ｓ）、Ｖ_C（ｓ）、Ｉ_A（ｓ）、Ｉ_B（ｓ）、及びＩ_C（ｓ）のサンプルを取得する。その後処理回路１１６はステップ３０４へ進む。ステップ３０４において、処理回路１１６は、式（１５）−（１８）に基づいてサンプル時間ｓでの電源電流サンプルＩ_CB（ｓ）、Ｉ_CA（ｓ）、Ｉ_BN（ｓ）及びＩ_AN（ｓ）を生成する。具体的には、処理回路１１６は以下の計算を実行する。

ステップ３０６において、処理回路１１６は以下の式を用いてＶ_CB及びＶ_CAの同時発生のサンプルをさらに生成する。

その後処理回路１１６はステップ３０８へ進む。ステップ３０８において、処理回路１１６は、Ｖ_B（ｓ）及びＶ_A（ｓ）と同様にステップ３０４及び３０６において生成された値のそれぞれを２乗し、得られた２乗された値を、対応する値の継続中の累算値、Ｉ_CBT、Ｉ_CAT、Ｉ_BNT、Ｉ_ANT、Ｖ_CBT、Ｖ_CAT、Ｖ_BT、Ｖ_AT、へ加える。すなわち、処理回路は以下の演算を実行する。

その後ステップ３１０において、処理回路１１６は、ワット、ワットアワー、ＲＭＳ電流、ＲＭＳ電圧等を表す値のような他のエネルギー消費値を生成する（すなわち更新する）目的でさらに計算を行う。Ｖ_A（ｓ）、Ｖ_B（ｓ）、Ｖ_C（ｓ）、Ｉ_A（ｓ）、Ｉ_B（ｓ）、Ｉ_C（ｓ）の継続中のサンプルストリームに基づくそのような値の計算は当分野において知られており、異なる形態をとることができる。処理回路１１６は、さらに上述したように負荷ＶＡ又はベクトルＶＡも計算することができる。

その後ステップ３１２において、処理回路１１６はカウンタｘをインクリメントする。カウンタｘは、以下で述べるように、次のＳＶＡ計算を実際に実行するかどうかを決定するのに使用される。とりわけ、ＳＶＡ値を計算する前に、ＡＣ波形の多重サイクルからサンプルを受け取るのに有効である。ステップ３１２の後、処理回路１１６はステップ３１４へ進む。

ステップ３１４において、処理回路１１６は、ｘがサンプル閾値(sample threshold)ｓｐよりも大きいかどうかを判断する。大きくない場合、処理回路１１６はステップ３０２へ戻り、次のサンプルセット、Ｖ_A（ｓ）、Ｖ_B（ｓ）、Ｖ_C（ｓ）、Ｉ_A（ｓ）、Ｉ_B（ｓ）、Ｉ_C（ｓ）を待つが、ここでのｓはＡＤＣ１１４の次のサンプル期間のためにインクリメントされたものである。この実施形態において、ｓｐの値は５０４であり、かつサンプリングレート（ｓ／ｓｅｃ）は２５２０であり、これは２００ｍｓの測定期間を生じさせる。

しかしながら、処理回路１１６は、ｘがサンプル閾値ｓｐよりも大きいと判断する場合、処理回路１１６はステップ３１６へ進み、電源ＶＡ計算を開始する。具体的には、ステップ３１６において、処理回路１１６は以下のベクトル絶対値を生成する。

ステップ３１６の後、処理回路１１６はステップ３１８へ進む。

ステップ３１８において、処理回路１１６はカウンタｘを０へリセットし、Ｉ_CBT、Ｉ_CAT、Ｉ_BNT、Ｉ_ANT、Ｖ_CBT、Ｖ_CAT、Ｖ_BT、Ｖ_ATも０へリセットする。その後処理回路１１６はステップ３２０へ進む。ステップ３２０において、処理回路１１６はステップ３１６で生成された値に基づいて式（１４）の計算を実行する。すなわち処理回路１１６は以下のようにＳＶＡを生成する。

その後、ステップ３２２において、処理回路１１６は決定されたＳＶＡ値を記憶するか、表示するか、又はさもなければ伝達する。具体的には処理回路１１６は、データ記憶装置１１２内にＳＶＡ値を適切に記憶、ディスプレイ１２０を用いてＳＶＡ値を適切に表示、及び／又は通信回路１１８を用いて図示されていないユーティリティコンピュータのようなリモートデバイスへＳＶＡ値を適切に伝達することができる。

処理回路１１６は、さらなる計算のために記憶されたＳＶＡを使用することができる。例えば、処理回路１１６は、５又は１０のこのようなＳＶＡ値のような、いくらかの連続するＳＶＡ値を平均することによりＳＶＡ値をさらにフィルタすることができる。ある実施形態では、表示又は伝達されるのは当該平均ＳＶＡ値である。

処理回路１１６は、電源ＶＡ−ｈｒ値を生成するために、対応する期間を乗じて、時間にわたって計算された記憶されたＳＶＡ値を蓄積することもできる。処理回路１１６は、使用時間計測機能と関連して複数の期間のそれぞれについてのＳＶＡ値をメモリ１１６内に記憶することもできる。このような場合、処理回路１１６は、各日の一連の期間のうちの各期間に対して、平均ＳＶＡ（ＶＡ）又は蓄積ＳＶＡ（ＶＡｈ）を記憶する。

いずれの場合も、ステップ３２２において、処理回路１１６はステップ３０２へ戻り、適当に続行される。

上記の実施形態は、３線式デルタ電気設備に対して電源ＶＡを計算するのに容易に適用できることを理解されたい。３線式デルタ設備は、別個の中性線が提供されないことを除き、４線式デルタ設備と同様である。その代わり、Ｂ相線２１４が中性線として使用される。

３線式デルタに対して上記の計算を適用するために、処理回路１１６は上記の式（１４）及び上記のあらゆる一連の式を使用することができ、Ｉ_Bは−Ｉ_A−Ｉ_C（例えばＩ_B（ｓ）＝−Ｉ_A（ｓ）−Ｉ_C（ｓ））にセットされ、Ｉ_N＝０にセットされる。３線式デルタシステムにおいて電源ＶＡを計算する適切な方法は米国特許第７，７４７，４００号に開示されているが、本明細書に記載される実施形態は、３線式デルタ及び４線式デルタシステムの両方に対して使用される同じ一般的な一連の式を考慮するものであり、２つの余分な（及び単純な）演算が加えられるだけである。結果として、メータ１０は、効果的に一連の式を用いて両方のシステムに容易に適用することができる。

メータ１０の処理回路１１６は、負荷ＶＡ及びあらゆる他のエネルギーの消費に関連する値を、ディスプレイ１２０又は外部デバイスへ伝達するための通信回路１１８へ提供することもできることを理解されたい。ある場合には、処理回路１１６は、ＶＡ情報を課金計算ユニットへ提供し（例えば処理回路自体により実行される課金の式など）、その結果例えば従来の方法で課金計算をすることができる。

上記の実施形態は単に例示的なものであり、当業者であれば、本発明の基本的な思想を包含し、その精神及び範囲内に入る修正形態や実装品を容易に想到することができることを理解されたい。

１０ メータ
１２ 電源線
１１０ 計数回路（スケーリングユニット）
１１２ データ記憶装置
１１３ メータハウジング
１１４ ＡＤＣ回路
１１６ 処理回路
１１８ 通信回路
１２０ ディスプレイ
２００ 電源
２０１ 負荷
２１２ Ａ相線
２１４ Ｂ相線
２１６ Ｃ相線
２１８ 中性線

Claims (16)

1. 電源と負荷の間に接続されたメータ内の装置であって、
   （ａ）多相電気システムにおいて電圧及び電流波形のデジタルサンプルを生成するように構成されたＡ／Ｄコンバータと、
   （ｂ）前記Ａ／Ｄコンバータから前記デジタルサンプルを受け取るように動作可能に結合された処理回路と、を備え、
   前記処理回路は
   ｉ）Ｉ_AはＡ相の電流測定信号であり、Ｉ_BはＢ相の電流測定信号であり、Ｉ_CはＣ相の電流測定信号であり、Ｉ_Nは中性点接続部の電流測定信号であり、Ｖ_AはＡ相から中性点への電圧測定信号であり、Ｖ_BはＢ相から中性点への電圧測定信号であり、及びＶ_CはＣ相から中性点への電圧測定信号である場合に、Ｖ_A、Ｖ_B、Ｖ_C、並びにＩ_A、Ｉ_B、Ｉ_C及びＩ_Nのうちの少なくとも３つ、の同時発生のサンプルを取得し、
   ｉｉ）Ｉ_A、Ｉ_B、Ｉ_C及びＩ_Nのうちの少なくとも３つの同時発生のサンプルに基づいてＩ_CBサンプル値を決定し、
   ｉｉｉ）Ｉ_A、Ｉ_B、Ｉ_C及びＩ_Nのうちの少なくとも３つの同時発生のサンプルに基づいてＩ_CAサンプル値を決定し、
   ｉｖ）Ｉ_A、Ｉ_B、Ｉ_C及びＩ_Nのうちの少なくとも３つの同時発生のサンプルに基づいてＩ_BNサンプル値を決定し、
   ｖ）Ｉ_A、Ｉ_B、Ｉ_C及びＩ_Nのうちの少なくとも３つの同時発生のサンプルに基づいてＩ_ANサンプル値を決定し、
   ｖｉ）Ｉ_CB、Ｉ_CA、Ｉ_BN、及びＩ_ANに少なくとも部分的に基づいてＶＡ値を決定し、並びに、
   ｖｉｉ）ディスプレイ、通信回路、メモリ、及び課金計算ユニットで構成されるグループの１つへＶＡ計算を表す情報を提供するように構成される、装置。
2. 前記処理回路は、
   

   

   に基づいてＩ_CBサンプル値を生成し、
   

   

   に基づいてＩ_CAサンプル値を生成し、
   

   

   に基づいてＩ_BNサンプル値を生成し、及び、
   

   

   に基づいてＩ_ANサンプル値を生成するようにさらに構成される、請求項１に記載の装置。
3. 前記処理回路は、
   ａ）複数のそれぞれのＩ_CB、Ｉ_CA、Ｉ_BN、及びＩ_ANサンプル値を生成し、並びに、
   ｂ）前記複数のＩ_CB、Ｉ_CA、Ｉ_BN、及びＩ_ANサンプル値のそれぞれに対して絶対値を生成するようにさらに構成される、請求項１に記載の装置。
4. 前記処理回路は、Ｉ_CBの絶対値、Ｉ_CAの絶対値、Ｉ_BNの絶対値、及びＩ_ANの絶対値に少なくとも部分的にさらに基づいて前記ＶＡ値を決定するようにさらに構成される、請求項３に記載の装置。
5. 前記処理回路は、Ｃ相からＢ相への電圧差の大きさ及びＣ相からＡ相への電圧差の大きさに部分的にさらに基づいて前記ＶＡ値を決定するようにさらに構成される、請求項４に記載の装置。
6. 前記処理回路は、
   ａ）それぞれのＶ_CBサンプル値がＣ相サンプルと同時発生のＢ相サンプルとの間の差を含む複数のＶ_CBサンプル値を生成し、
   ｂ）前記複数のＶ_CBサンプル値を用いてＶ_CBの絶対値を生成し、
   ｃ）それぞれのＶ_CAサンプル値がＣ相サンプルと同時発生のＡ相サンプルとの間の差を含む複数のＶ_CAサンプル値を生成し、及び、
   ｄ）前記複数のＶ_CAサンプル値を用いてＶ_CAの絶対値を生成することにより、
   Ｃ相からＢ相への電圧の大きさを決定し、かつＣ相からＡ相への電圧の大きさを決定するようにさらに構成される、請求項５に記載の装置。
7. 前記処理回路は、式
   

   

   に基づいて、前記ＶＡ値を生成するようにさらに構成され、ここで、
   

   

   は、Ｖ_CBの絶対値であり、
   

   

   は、Ｉ_CBの絶対値であり、
   

   

   は、Ｖ_CAの絶対値であり、
   

   

   は、Ｉ_CAの絶対値であり、
   

   

   は、Ｂ相から中性点への電圧の大きさであり、
   

   

   は、Ｉ_BNの絶対値であり、
   

   

   は、Ａ相から中性点への電圧の大きさであり、
   

   

   は、Ａ相から中性点への電流を表すベクトル値である、請求項５に記載の装置。
8. 前記装置は、ディスプレイをさらに備え、
   前記ディスプレイは、前記ＶＡ計算を表す情報を表示するように構成される、請求項１に記載の装置。
9. 電源と負荷の間に接続されたメータ内の装置であって、
   （ａ）多相電気システムにおいて電圧及び電流波形のデジタルサンプルを生成するように構成されたＡ／Ｄコンバータと、
   （ｂ）前記Ａ／Ｄコンバータから前記デジタルサンプルを受け取るように動作可能に結合された処理回路と、を備え、
   前記処理回路は
   ｉ）Ｉ_AはＡ相の電流測定信号であり、Ｉ_BはＢ相の電流測定信号であり、Ｉ_CはＣ相の電流測定信号であり、Ｉ_Nは中性点接続部の電流測定信号であり、Ｖ_AはＡ相から中性点への電圧測定信号であり、Ｖ_BはＢ相から中性点への電圧測定信号であり、及びＶ_CはＣ相から中性点への電圧測定信号である場合に、Ｖ_A、Ｖ_B、Ｖ_C、並びにＩ_A、Ｉ_B、Ｉ_C及びＩ_Nのうちの少なくとも３つ、のサンプルを取得し、
   ｉｉ）前記取得されたサンプルに基づいて、Ｃ相からＢ相への電圧の絶対値
   

   

   、
   Ｃ相からＢ相への電源電流の絶対値
   

   

   、
   Ｃ相からＡ相への電圧の絶対値
   

   

   、
   Ｃ相からＡ相への電源電流の絶対値
   

   

   、
   Ｂ相から中性点への電圧の絶対値
   

   

   、
   Ｂ相から中性点への電源電流の絶対値
   

   

   、
   Ａ相から中性点への電圧の絶対値
   

   

   、
   Ａ相から中性点への電源電流の絶対値
   

   

   、
   を決定し、
   ｉｉｉ）式
   

   

   に基づいて前記ＶＡ値を生成し、並びに、
   ｉｖ）ディスプレイ、通信回路、メモリ、及び課金計算ユニットで構成されるグループの１つへＶＡ計算を表す情報を提供するように構成される、装置。
10. 前記処理回路は、Ｉ_A、Ｉ_B、Ｉ_C及びＩ_Nのうちの少なくとも３つのサンプルに基づいて、
    

    

    の値を決定するようにさらに構成される、請求項９に記載の装置。
11. 前記処理回路は、Ｉ_A、Ｉ_B、Ｉ_C及びＩ_Nのうちの少なくとも３つのサンプルに基づいて、
    

    

    の値を決定するようにさらに構成される、請求項１０に記載の装置。
12. 前記処理回路は、Ｉ_A、Ｉ_B、Ｉ_C及びＩ_Nのうちの少なくとも３つのサンプルに基づいて、
    

    

    の値を決定するようにさらに構成される、請求項９に記載の装置。
13. 前記処理回路は、Ｉ_A、Ｉ_B、Ｉ_C及びＩ_Nのうちの少なくとも３つのサンプルに基づいて、
    

    

    の値を決定するようにさらに構成される、請求項１２に記載の装置。
14. 電源と負荷の間に接続されたメータ内の装置であって、
    （ａ）多相電気システムにおいて電圧及び電流波形のデジタルサンプルを生成するように構成されたＡ／Ｄコンバータと、
    （ｂ）前記Ａ／Ｄコンバータから前記デジタルサンプルを受け取るように動作可能に結合された処理回路と、を備え、
    前記処理回路は
    ｉ）Ｉ_AはＡ相の電流測定信号であり、Ｉ_BはＢ相の電流測定信号であり、Ｉ_CはＣ相の電流測定信号であり、Ｉ_Nは中性点接続部の電流測定信号であり、Ｖ_AはＡ相から中性点への電圧測定信号であり、Ｖ_BはＢ相から中性点への電圧測定信号であり、及びＶ_CはＣ相から中性点への電圧測定信号である場合に、Ｖ_A、Ｖ_B、Ｖ_C、並びにＩ_A、Ｉ_B、Ｉ_C及びＩ_Nのうちの少なくとも３つ、の同時発生のサンプルを取得し、
    ｉｉ）Ｉ_A、Ｉ_B、Ｉ_C及びＩ_Nのうちの少なくとも３つの同時発生のサンプルに基づいてＩ_CBサンプル値を決定し、
    ｉｉｉ）Ｉ_CBに少なくとも部分的に基づいてＶＡ値を決定し、並びに、
    ｉｖ）ディスプレイ、通信回路、メモリ、及び課金計算ユニットで構成されるグループの１つへＶＡ計算を表す情報を提供するように構成される、装置。
15. 前記処理回路は、式
    

    

    に基づいてＩ_CBサンプル値を生成するようにさらに構成される、請求項１４に記載の装置。
16. 前記処理回路は、
    複数のＩ_CBサンプル値を生成し、
    前記複数のＩ_CBサンプル値の絶対値を生成し、並びに、
    前記生成された絶対値及びＣ相からＢ相への電圧の大きさの積に少なくとも部分的に基づいて前記ＶＡ値を決定するようにさらに構成される、請求項１５に記載の装置。

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