JPH03216561A - 電子式電力量計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は電子式電力量計に関する。

（従来の技術） 電子式電力量計は一般に第２図に示す如く、配電線の負
荷電圧に比例した信号を検出する補助変圧器（ＰＴ）ｉ
ｏ１と、配電線の消費電流に比例した信号を検出する補
助変流器（ＣＴ）１０３と、前記２つの信号を入力して
乗算し、電力に比例した信号を取り出す乗算器１０５と
、乗算器１０５の出力を積分して電力に比例したパルス
周波数に変換する積分器１０７と、積分器出力のパルス
に重みづけをする分周器１０９と、表示部１１１と、を
有する構成である。

ところで、電力量は電圧と電流の積の積分であるが、電
流についてはそのまま演算に用いることができないため
、電子式電力量計では補助変流器１０３によって電圧に
変換する必要がある。この変換処理においては、補助変
流器１０３の一次側に流れる負荷電流に対する二次側に
発生する電圧が優れた直線性を有することが要求される
。

第３図は上述した電子式電力計に用いられる補助変流器
１０３の一般構成例を示すもので、二次側を抵抗Ｒで終
端して電流電圧変換を行うものてある。しかし、この構
成のものは、変流器１０３そのものがコアあるいは巻線
の性能によって影響を受け、特に電流一電圧変換用の抵
抗Ｒが変流器の負荷となってしまい、優れた直線性を得
ることが難しい。

そこで、第４図に示す如く、能動負荷である演算増幅器
１１１により非常に低いインピーダンスを構成し変流器
１０３の２次側を事実上短絡することによって、見かけ
上、変流器１０３に負荷がかからないようにすることで
、良好な直線性を得んとするものが提案されている。し
かし、この構成では、能動負荷である演算増幅器１１１
が有するオフセット電圧に起因する直線性の劣化が発生
するという問題があり、特に電力量計のような絶対誤差
（一般の工業計器はフルスケール誤差）の規格が決まっ
ている計器にとっては、軽負荷においてオフセット電圧
の及ぼす影響は大きい。

（発明が解決しようとする課題） このように、電子式電力計における補助変流器にあって
は、二次側電圧出力の優れた直線性が要求されていたが
、従来のものでは必ずしもこの要求を十分満足しておら
ず、結果として電子式電力計の誤差を生ずる要因の一つ
ともなっていた。

本発明は上記に鑑みてなされたもので、その目的として
は、補助変流器の二次側電圧出力について負荷の大小に
関係なく優れた直線性を実現して、誤差を低減し特性の
良好な電子式電力計を提供することにある。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため、配電線の負荷電圧および負荷
電流に比例した信号を検出するそれぞれ補助変圧器およ
び補助変流器を有し、検出したそれぞれの信号に基づい
て消費電力量を求める電子式電力量計において、本発明
は、前記補助変流器における２次電流の電圧変換手段を
構成する演算増幅器と、この演算増幅器の出力から当該
演算増幅器のオフセット電圧を検出するオフセット電圧
検出手段と、検出したオフセット電圧に基づきこのオフ
セット電圧を打ち消すように帰還電流を演算増幅器に供
給する帰還電流供給手段とを有することを要旨とする。

（作用） 本発明に係る電子式電力量計にあっては、補助変流器に
おける２次電流の電圧変換手段を構成する演算増幅器の
出力から当該演算増幅器のオフセット電圧を検出し、こ
の検出したオフセット電圧に基づきこのオフセット電圧
を打ち消すように帰還電流を演算増幅器に供給すること
で、オフセット電圧に起因する直線性の劣化を防止して
いる。

（実施例） 以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。

第１図は本発明の一実施例に係る電子式電力量計におけ
る補助変流器１の回路構成を示す図である。

第１図において、３は、演算増幅器１１１の出力に接続
されその直流成分、すなわちオフセット電圧を抽出する
オフセット電圧検出手段を構成するフィルタである。こ
のフィルタ３は、抵抗５お？びコンデンサ７で構成され
たものである。９は、そのゲート端子に接続されている
ゲート抵抗１１を介して接続されたフィルタ３の出力に
応じて、ドレイン端子に接続されている電源ｖＤＤから
ソース端子に接続されているソース抵抗１３を介して演
算増幅器１１１の反転入力端子に帰還電流を供給する帰
還電流供給手段を構成するＭＯＳＦＥＴである。

次に、本実施例の作用を説明する。

補助変流器１の１次側に電流Ｉが流れた場合には２次側
にｉ。という電流が発生する。この２次電流ｉ（，は、
演算増幅器１１１の入力インピーダンスがきわめて高い
ため、帰還抵抗Ｒを通して流れ、演算増幅器１１１の出
力電圧ｅ。とじては、ｅ■−ｉ０Ｒという信号が発生し
、電流一電圧変換ができる。ここで演算増幅器１１１の
反転入力端子と非反転入力端子との間には理想的には電
圧が生じないように動作をする（イマジナリー・ショー
ト）はずである。よって見かけ上変流器１の２次側に負
荷がない短絡状態で用いられることに？り、変流器１が
理想状態で用いられ、きわめて特性のよい電流／電圧変
換が可能となる。

ところが実際は、演算増幅器１１１にはわずかながらオ
フセット電圧が存在する。

そこでオフセット電圧をｅ５として演算増幅器１１１の
出力を考えると、 ｅ　■　＝　１　Ｏ　Ｒ　＋　ｅ　ｓ となる。

ここでｉ。Ｒという電圧は、正側と負側と同じ面積を持
つサイン波形である変流波形であることから、一定周期
を積分すると０となってオフセット電圧ｅ５のみを取り
出すことができる。したがって、演算増幅器１１１の出
力を抵抗５およびコンデンサ７からなるフィルタ３で積
分しオフセット電圧ｅ５を取り出して、負帰還をかけて
、ｅ５なる電圧を人力に加えてやれば、自動的にオフセ
ット電圧が消去できるはずである。但し、入力部分は電
流であることから、オフセット電圧ｅ，に比例した電流
をつくって（ｔｓ　　ｅｓ）、これで負帰還をかける必
要がある。

このため、本実施例では、ＭＯＳＦＥＴ９がゲート端子
に供給されるフィルタ３で抽出されたオフセット電圧に
比例したオフセット電流ｉ，を供給するのである。

このように本実施例によれば、オフセット電圧を自動的
に調整しながら、しかも演算増幅器を理想状態で使用し
た誤差補償変流器が構成でき、もって電力量計の特性改
善ができ、重負荷から軽負荷まですぐれた直線性を有す
る計測器となる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、補助変流器におけ
る２次電流の電圧変換手段を構成する演算増幅器の出力
から当該演算増幅器のオフセット電圧を検出し、この検
出したオフセット電圧に基づきこのオフセット電圧を打
ち消すように帰還電流を演算増幅器に供給することで、
オフセット電圧に起因する直線性の劣化を防止するよう
にしたので、補助変流器の二次側電圧出力について負荷
の大小に関係なく優れた直線性を実現して、電子式電力
計の誤差を低減し特性を良好にすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す図、 至第４図は従来例を示す図である。 １・・・補助変流器 ３・・・フィルタ ５・・・抵抗 ７・・・コンデンサ ９・・・ＭＯＳＦＥＴ １１・・・ゲート抵抗 ］３・・・ソース抵抗 １０１・・・補助変圧器 １０３・・・補助変流器 １０５・・・乗算器 １０７・・・積分器 １０９・・・分周器 １１１・・・演算増幅器 第２図乃

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 配電線の負荷電圧および負荷電流に比例した信号を検出
   するそれぞれ補助変圧器および補助変流器を有し、検出
   したそれぞれの信号に基づいて消費電力量を求める電子
   式電力量計において、前記補助変流器における２次電流
   の電圧変換手段を構成する演算増幅器と、この演算増幅
   器の出力から当該演算増幅器のオフセット電圧を検出す
   るオフセット電圧検出手段と、検出したオフセット電圧
   に基づきこのオフセット電圧を打ち消すように帰還電流
   を演算増幅器に供給する帰還電流供給手段とを有するこ
   とを特徴とする電子式電力量計。