JPH06235742A - マイクロコンピュータインテリジェントセンサー電気計器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 マイクロコンピュータインテリジェントセン
サ電気計器により電力会社の管理上の欠点を克服する。 【構成】 電力線４の電圧電流を分布電圧／分布電流回
路を介してＡ／Ｄコンバータ５へ通しデジタル信号へ変
換してＣＰＵ１へ送り、電圧、電流、力率、有効電力お
よび消費電力の読取値の演算を行う。情報はＬＣＤ３に
表示されキーボード２により選択することができる。外
部から無線信号を受信して信号コードがそれ自体のもの
と同じであるかを識別し、同じであれば前記情報と共に
管理され信号発信者へ無線で返送される。このようにし
て、従来の機械式電気計器では加入者が容易に電力を盗
用でき電力会社の従業員と結託して電気計器から電力を
盗用するという電力会社の管理上の欠点を克服する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はマイクロコンピュータイ
ンテリジェントセンサー電気計器に関し、特に交番電
圧、交番電流、位相差、電力および消費電力読取値を監
視測定することができ、かつ時間制御器、メモリ記憶装
置、およびＬＣＤディスプレイに接続することができＦ
Ｍ無線負荷周波数により情報を送受信することができる
電気計器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の電気計器はその読取値のいくつか
を記録する装置である。最も一般的な電気計器は機械式
である。この種の計器にはいくつかの欠点がある。例え
ば、加入者は容易に電力を盗用することができ、電力会
社の従業員が加入者と共謀して電力を盗用することがで
きる。この種の管理上の欠点により電力会社は甚大な損
害を被ることがある。これらの欠点は次のように記述す
ることができる。

【０００３】（１）電気計器を歪めることによる電力の
盗用。 加入者が電気計器を歪めることにより電力を盗用する理
由は従来の機械式計器は磁気ダイヤル目盛りを使用して
目盛りを感知し登録するため、計器が意図的もしくは非
意図的に傾斜位置に配置されると歪んだ磁界が生じるた
めである。歪んだ磁界により計器の回転速度が低下す
る。したがって、感知すなわち登録される目盛りは誤っ
たものとなり加入者は遙かに少い支払いで済むようにな
る。

【０００４】（２）磁鉄を使用した電力盗用。 加入者が磁鉄を使用して電力を盗用する理由は従来の計
器の磁界は計器ケースに磁鉄片を付着すれば容易に影響
を受けることである。２つの磁界は互いに排斥し合う理
論に従って、回転ダイアルの速度は低下する。

【０００５】（３）線路を反対端に接続することによる
電力盗用。 加入者が線路を反対端に接続することにより電力を盗用
する理由は、回転ダイヤルが磁界誘導により制御される
ため、正負極性が切り替って反転すると、機械式回転ダ
イヤルが反対方向に回転するためである。したがって、
計器の目盛りが低下して加入者は会社へ支払う金額を減
らすことができる。

【０００６】（４）ジャンパー接続による電力盗用。 電力を盗用する大概の加入者はこのジャンパー接続法を
使用する。この方法は電気計器を通過しない別の線路を
接続して電力を盗用するものである。一般的に、この方
法を使用するのは熟練した電工や配電方法を知っている
人だけである。この方法を使用することは非常に危険で
あるため、通常の人間が敢えて行うことはない。線路が
計器を通らないため、計器は電流を感知測定することが
できず、読取値を表示することができない。これは電力
会社が対処するのに最も苦労している方法である。とり
わけ、加入者がわいろにより下級職員と結託し職員が何
も知らないふりをすれば、上級職員がこの問題を解決す
ることは一層困難になる。

【０００７】（５）わいろで職員と結託して電力を盗用
する。 電力会社は各加入者の家庭へ職員を派遣して計器を検針
し読取を行わなければならない。この種の職員は所与の
地域に長期間従事するため、そこの加入者と極めて懇意
になる。加入者がわいろを提供して毎回故意に実際より
も遙かに低い偽の読取りを行うよう頼み、ある期間後に
計器が働かず古い計器を交換する報告が出される。この
ようにして、電力会社は事実について何も判らない。電
力会社の上級職員がこの要因を管理するのは不可能であ
る。わいろを提供しない他の加入者にとってこれは公正
ではない。その結果、会社の収入はこれらの非道義的加
入者および下級職員の収入となる。

【０００８】本発明の一つの目的は電子センサーを使用
して読取値を処理しマイクロプロセッサの公式に従って
それを正確に計算するマイクロコンピュータインテリジ
ェントセンサー計器を提供することにより従来の電気計
器の欠点を克服することである。磁気誘導は使用されず
不正確すなわち歪んだ配置によるセンサーのエラーが生
じない。

【０００９】本発明のもう一つの目的は磁気誘導が無く
磁鉄による影響や干渉が無く、したがって加入者が電力
を盗用することができないマイクロコンピュータインテ
リジェントセンサー計器を提供することである。

【００１０】本発明のさらにもう一つの目的は、磁界に
よる干渉の無いマイクロコンピュータインテリジェント
センサー計器を提供することである。正接続であっても
負接続であっても、電子交番流の元で、センサー装置は
正常かつ正確に感知および登録を行う。交番電流に対し
て、電子センサーおよびモニターは変化せずに同じまま
とされる。こうして、負接続による電力盗用が防止され
る。

【００１１】本発明のさらにもう一つの目的は、主電力
会社、変電所、および全加入者にわたってコンピュータ
時分割網制御を使用することができるマイクロコンピュ
ータインテリジェントセンサー計器を提供することであ
る。全変電所も全加入者と直並列接続された大型コンピ
ュータを使用している。全変電所が感知測定する総読取
値から固定消費損率を引いたものが全加入者の総読取値
に等しい。

【００１２】全加入者の計器をキャリア送信コンバータ
システムにより制御することができ、それは所与の時間
に各加入者の計器の読取値を得て一連のデジタル信号を
キャリア検出器を介して変電所へ送信することができ
る。変電所のコンピュータ計器のソフトウェアはこのよ
うなデジタル信号を受信して総読取りによりチェックす
ることができる。異常状況が見つかると、時分割網を介
して主電力会社の大型コンピュータへ返送することがで
きる。次に、大型コンピュータは異常信号を送出して別
の地域にそのアドレスを表示することができる。次に、
会社の上級職員は異常状況地域へ検査員や調査員を派遣
することができる。彼等は外線の接続点に内密に計器を
挿入して疑わしい加入者を見つけ出し、比較法により電
力を盗用する加入者を探し出すことができる。検査員は
加入者と結託しないよう毎回異なる地域へ派遣される。
電力を盗用する加入者を見つけ出した検査員に会社が賞
金を与えるようにすれば、下級職員と加入者間の結託を
完全に回避することができる。

【００１３】本発明のさらにもう一つの目的は、各加入
者地域において会社がキャリア送受信制御システムを配
置することができるマイクロコンピュータインテリジェ
ントセンサー計器を提供することである。会社は各加入
者の計器の読取りを行うための記録職員を派遣する必要
がない。このため、加入者が留守である事実による問題
が克服されマンパワーおよび材料の浪費が避けられる。
毎月、記録員がポータブルコンピュータ、キャリア送受
信システム、およびミニインクスプレイプリンタを搭載
した車を運転してキャリア指令信号を送信すると、遠隔
制御キャリア制御システムが各加入者の読取値を送出
し、それはポータブルコンピュータのソフトウェアによ
り計算されて送金額へ変換される。ミニプリンタが支払
請求書を迅速に印刷する。請求書は郵送したり各加入者
の郵便凾へ投凾することができる。電力会社へ戻ってか
ら記録員はポータプルコンピュータの情報を大型コンピ
ュータへ入れて処理することができる。大型コンピュー
タは各徴集装置からの各徴集送金額を連結、入手、およ
び比較することにより支払徴集状況を管理することがで
きる。加入者が支払通知を受け取らない場合には、本人
へ郵送する。本人が送金額を支払わない場合には、会社
が時分割網を使用して電力を遮断する信号を送出し各レ
ベルの網を介して加入者の計器へ命令を与えることがで
きる。

【００１４】計器には回路遮断保護装置を付加して電源
遮断命令を実施することができる。電源は遮断される
と、加入者が送金額を支払うまで回復されない。これは
正確かつ迅速に行うことができる。会社の修理工が電源
回復を行うのに長時間待機する必要がないため、これは
加入者にとって非常に簡便である。とりわけ、記録員と
集金員の管理が効率的になる。これにより、人件費が低
減されわいろ提供による電力盗用の問題が解決される。
これはまさに最も公正で妥当な管理方法である。

【００１５】

【実施例】本発明によるマイクロコンピュータセンサー
計器はハードウェアとソフトウェアにより構成され、ハ
ードウェアはマイクロプロセッサ１、キーボード２、お
よひ液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）３により構成される。
マイクロプロセッサ１は中央処理装置（ＣＰＵ）、読取
専用メモリ、ランダムアクセスメモリ、タイマー、ＬＣ
Ｄ制御回路、入出力ポート、およびシリアル通信インタ
ーフェイスにより構成されている。

【００１６】ハードウェアの機能は次のようである。電
力線４を介して電圧および電流が分布電圧／分布電流回
路を通ってアナログ／デジタルコンバータへ送られデジ
タル信号へ変換されてＣＰＵで処理および計算される。
計算された情報はＬＣＤ３上に表示される。マイクロプ
ロセッサ１はＬＣＤ制御回路を内蔵しているため、ディ
スプレイ回路は非常に簡単になる。ディスプレイの内容
はＡＣＶ、ＡＣＩ、ｃｏｓθおよひＫＷＨである。これ
らの情報の任意の項をキーボード２で選定して調べるこ
とができる。さらに、電気計器の各番号は唯一のものと
し２個の計器を同番号とすることはできず、図１には番
号を識別するＩＤコードマトリクス６が示されている。
ＣＰＵはマトリクスを読み取ってそれ自体の番号を知
る。局外者が無線送信で呼出しを行うと、全計器が信号
を受信する。次に、計器内のＣＰＵが送信信号を比較し
対応することによりそれ自体のものと同じであるかどう
かを識別する。同じであれば、情報は処理されて送信機
へ返送される。さらに、電力が無い場合に情報の消失を
防ぐために情報を保持するための充電型セル７が電気計
器内に配置されている。

【００１７】図２を参照してソフトウェアのフロー図の
説明を行う。

【００１８】本発明による電気計器は電力線を介して交
番電圧および交番電流値を感知検出し、電圧と電流間の
位相差θを得る。これら３つのデータを互いに乗算する
と、電力線を通る有効電力はＷ＝Ｗ×Ｉ×ｃｏｓθとな
り、有効電力Ｗ×Ｔ（時間）＝ある期間の消費電力の読
取値となる、すなわち、ＫＷＨ＝Ｖ×Ｉ×ｃｏｓθ×Ｔ
＝Ｗ×Ｔとなる。

【００１９】時間が異なるため、供給電力はハイピーク
およびローピークを有し、そのためこの計器は消費電力
の読取値を異なる期間に従った対応する読取値へ加える
こともできる。フロー図には２つの項ＫＷＨ１、ＫＷＨ
２が示されておりこれらの情報は画面上へ表示される。

【００２０】マイクロプロセッサは従属シリアル通信イ
ンターフェイスを有し、シリアル通信ポートに情報が入
力されているかどうかをプログラムが常時監視する。入
力情報が送信コードであれば、プログラムはそれらを即
座に識別しそれ自体のＩＤコードと比較して同じである
かどうかを調べる。同じであれば、情報は処理されて送
信機へ返送される。同じでなければ、プログラムは戻さ
れて電力線上の情報が検出される。

【００２１】ソフトウェアの機能は次のようである。 １． 加入者により消費される電力の情況が内部メモリ
に記憶され、それは毎日もしくは毎月の情報を読取り記
録することができ、かつ外部命令により制御して情報を
記憶することができる。

【００２２】２． 一般的に、計器は当月の総消費電力
読取値を表示するだけであるが、キーボードを押下する
と、総消費電力読取値、当月のピーク電力読取値、その
要因のオフピーク電力読取値、有効電力、時間を順次表
示して最後に当月の総消費電力読取値へ戻ることができ
る。

【００２３】３． これらの情報は全て無線により外部
へ送信することができる。各計器はＩＤコードが異って
おり、（送信機、コンピュータ、および送信局を含む）
外部ＣＰＵがＩＤコードを送信すると、有効範囲内の全
電気計器が信号を受信することができマイクロプロセッ
サはこのようなＩＤコードを識別してそれ自体のもので
あるかどうかを調べる。それ自体のものでなければ、マ
イクロプロセッサはそれを放置するだけである。それ自
体のものであれば、マイクロプロセッサは関連する情報
を無線で受信ＣＰＵへ返送する。

【００２４】４． タイマーが計器内に配置されてお
り、２つの期間を有するように設計することができる。
それは消費された需要電力のハイピークおよびローピー
クに従って加入者の消費電力の読取値を記録することが
できる。当月の決算日にさまざまな期間の電気的読取り
が行われ電気料金が計算される。

【００２５】前記したように、従来の機械式計器に較べ
て本発明は次のような利点を有する。 １． 電気計器自体の消費電力が非常に少い。

【００２６】２． 計器ベースエラーが無い。電気料金
を計算する際、システムが計器を調べる時間が常に同じ
であるため非常に多くの問題が回避され、また主計器お
よび分岐計器で消費される電力は全て電気料金率で計算
されるため主計器の読取値は全分岐計器の総読取値に等
しい。

【００２７】３． （通信システムを介して）計器を自
動的にチェックすることができる。

【００２８】４． 電力消費を自動的に制限することが
できる。外部からペナルティ基準を設定することがで
き、加入者が契約に記載された給電基準を越えて電力を
使用すると、計器は自動的にペナルティプロセスへ登録
される。ペナルティ料金は外部から設定することができ
る。

【００２９】５． 計器に漏電センサーを付加すれば、
短絡発生時に計器は自動的に電源を遮断することができ
る。これにより火災が防止される。また、計器に漏電コ
イルを接続して電源を自動遮断することができる。これ
により感電事故が防止される。計器に漏電保護装置（テ
レコミュニケーション電流センサー）を取り付けると、
感電する人の状況を識別して電源遮断の判断を行うこと
ができる。

【００３０】６． 加入者もしくはわいろにより職員と
結託する人が電力を盗用するのを防止することができ
る。（他の電力盗用方法については前記した）。

【００３１】さらに、本発明により電力技術管理を改善
することができ、それは次のように記述することができ
る。

【００３２】１． 変電所の管理。現在、変電所では勤
務中の人間は誰でも線路上の電力消費状況を６０分ごと
に記録しなければならない。人間によるエラーおよび記
録時間は一貫性がないため、全変電所から提示されるデ
ータを加算することはできない。前記したように、本発
明のシステムはこの問題を解決することができる。無人
変電所のコンピュータの管理により、電力消費状況を適
切な時間に理解することができ、タイミングの良い消費
電力管理を実施かつ運用することができる。

【００３３】２． 電力負荷の遠隔制御。加入者の電力
消費が規定以上となるすなわち過負荷となるか、もしく
は電気料金の支払いに応じない場合には、電力会社は遠
隔制御により電源を遮断したりペナルティを計算して各
地域の加入者を有効に管理制御することができる。電力
会社が充分電力を供給できない場合、遠隔制御により有
効に供給制御を行って各地域を公正かつ妥当に制限する
ことができる。（電気計器に電力遮断装置を取り付けれ
ば、システム回路網を介して電力遮断信号および情報を
処理することができる。）

【００３４】３． 電力平衡。このようにして加入者の
計器を調査する時間を不変とすることができるため、加
入者の電力消費状況を精密に計算して電力料金率の異な
る期間および地域を正当に区別して設定することができ
る。このようにして、電力を平衡させることができる、
すなわち、ピークをカットして谷を埋めることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるマイクロコンピュータセンサー計
器の構造ハードウェアを示す図。

【図２】本発明によるマイクロコンピュータセンサー計
器のフロー図。

【符号の説明】

１ ＣＰＵ ２ キーボード ３ ディスプレイ ４ 電力線 ５ アナログ／デジタルコンバータ ６ ＩＤコードマトリクス ７ バッテリバックアップ

フロントページの続き (72)発明者 チャールズ チア − チャング フ 台湾，台北市，ユン − ホ，チュング − シャンロード，セクション １，ナン バー 231，９／エフ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 従来の機械的電気計器を改良したマイク
   ロコンピュータインテリジェントセンサー電気計器にお
   いて、該電気計器はハードウェアおよびソフトウェアか
   らなり電力線の電圧および電流が分布電圧／分布電流回
   路を通り次にアナログ／デジタルコンバータを通って中
   央処理装置（ＣＰＵ）が演算および計算を行うデジタル
   信号へ変換され、演算及び計算される情報には交番電
   圧、交番電流、力率、有効電力、および消費電力読取値
   が含まれ、これらの情報は液晶ディスプレイ上に表示さ
   れ、これらの情報のいずれかを選定してキーボードを表
   示することができる、電気計器。
2. 【請求項２】 請求項１記載のマイクロコンピュータイ
   ンテリジェントセンサー電気計器において、前記装置は
   さらに電波により送信される外部信号を受信して信号の
   コードがそれ自体のものと同じであるかどうかを識別す
   ることができ、コードが同じであれば前記情報と共に管
   理されて信号を送信した局外者へ電波により返送され、
   送信周波数が復号されたり情報が悪意により改変されな
   いようにすることができる、電気計器。
3. 【請求項３】 請求項１記載のマイクロコンピュータイ
   ンテリジェントセンサー電気計器において、計器内にタ
   イマーが配置されており、それは２つの期間を有するよ
   うに設計することができ、消費された需要電力のハイピ
   ークおよびローピークに従って加入者が消費する電力の
   読取値を記録する、電気計器。
4. 【請求項４】 請求項１記載のマイクロコンピュータイ
   ンテリジェントセンサー電気計器において、充電型セル
   が配置されていて無電力時に情報を保存する、電気計
   器。
5. 【請求項５】 請求項１記載のマイクロコンピュータイ
   ンテリジェントセンサー電気計器において、一般的状況
   下では計器は当月の総消費電力読取値しか表示しない
   が、キーボードを押下すると順次総消費電力読取値、当
   月のピーク電力読取値、当月のオフピーク電力読取値、
   交番電圧、交番電流、力率、有効電力、時間が表示され
   最後に当月の総消費電力読取値へ戻る、電気計器。