JPH0644019B2 - 三相電力測定器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野 本発明は交流電力回路における負荷電力を測定する携帯
形の三相電力測定器に関するものであり、特に、測定の
ための接続を容易にした携帯形の三相電力測定器に関す
る。

(ロ) 従来の技術 第２０図は、従来の携帯形の三相電力測定器の測定接続
を示すものである。三相交流電力回路１に負荷２が接続
されており、これに電圧要素接続線（取込クリツプ）３
ａ，３ｂ，３ｃ及び電流要素取込クランプ式変流器４
ａ，４ｂの接続線を接続し、電力測定器５で電力を測定
するものである。

(ハ) 発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上記従来の三相電力測定器の原理は、古
くから周知の「２電力形法」にもとづくもので、そのた
めに測定線の接続にあたつては次の制約が設けられてい
る。

まず第一に、電圧要素接続線（赤）３ａの接続相に必ず
電流要素取込クランプ式変流器（赤）４ａを、電圧要素
接続線（白）３ｂを接続した相に必ず電流要素取込クラ
ンプ式変流器（白）４ｂを接続しなければならず、これ
を間違えると正しい測定値を得ることができない。

また第二に、電流要素測定のクランプ式変流器の取付方
向を変流器に示された矢印の通りに取付（結合）しなけ
ればならない。

以上の接続の制約は、十分に注意していても間違われる
ことがしばしばあり、そのため、接続が容易な携帯形三
相電力測定器の出現が従来から望まれていた。

本発明は、このような従来装置の欠点を解決するもので
あり、電力測定器に入力される電圧値及び電流値を相互
に比較することにより、正しい接続をした場合の電圧値
及び電流値を測定器中で推定する機能を持つことで、接
続線の三相電力線に対する接続自由度を大きくし、また
電流要素接続は１ケのクランプ式変流器で済ませて三相
電力の測定が容易に、正確にできる携帯形の三相電力測
定器を提供することを目的する。

(ニ) 問題点を解決するための手段 本発明は、上記の問題点を解決するための構成を以下に
説明する。まず、その第１番目の発明の三相電力測定器
を実施例に対応する第１図について説明すると、測定対
象の三相電力線１の各相ａ，ｂ，ｃに３個の接続端子部
，，が電圧要素接続線３ａ，３ｂ，３ｃで夫々任
意の順序で接続され各相の電圧が入力される電圧入力部
11と、測定対象の三相電力線１の任意の１つの相ａに方
向を指定して結合される１個の変流器４が接続されこの
変流器４の二次電流が入力される電流入力部１２と、こ
れら電圧入力部１１及び電流入力部１２に入力される相
間電圧入力及び電流入力をデイジタル化するアナログ・
デイジタル変換手段13と、このアナログ・デイジタル変
換手段１３でデイジタル化された電圧入力及び電流入力
を記憶する実入力電圧レジスタ１４及び実入力電流レジ
スタ１５と、この実入力電圧レジスタ１４のデータにも
とづいて上記電圧入力部の接続端子部間電圧Ｖ_Ｉ，
Ｖ_II，Ｖ_IIIの相順序を読みとり正順序か逆順序かを判
別する電圧相順序判別手段１６と、この電圧相順序判別
手段１６の判別結果が逆順序の場合には上記実入力電圧
レジスタ１４に記憶されたデータの逆極性データを修正
電圧として記憶し、判別結果が正順序の場合には上記実
入力電圧レジスタ１４に記憶されたデータをそのまま記
憶する修正電圧レジスタ１７と、上記実電流レジスタ１
５の電流データが正方向に向かって０点とクロスする時
刻と、次の上記修正電圧レジスタ１７の電圧データが正
方向に向かって０点をクロスする時刻との相差にもとづ
いて実電流データに対応する上記修正電圧相を見い出す
電流対応の電圧相判別手段２０と、見い出された修正電
圧相のデータと実入力電流データとから三相電力を算出
する電力計算手段２３とを備えるものである。

また第２番目の発明の三相電力測定器を実施例に対応す
る第９図について説明すると、測定対象の三相電力線１
の各相ａ，ｂ，ｃに３個の接続端子部，，が電圧
要素接続線３ａ，３ｂ，３ｃで夫々任意の順序で接続さ
れ各相の電圧が入力される電圧入力部１１と、測定対象
の三相電力線１の任意の１つの相ａに方向任意に結合さ
れる１個の変流器４が接続され該変流器４の二次電流が
入力される電流入力部１２と、これら電圧入力部11及び
電流入力部１２に入力される相間電圧入力及び電流入力
をデイジタル化するアナログ・デイジタル変換手段１３
と、このアナログ・デイジタル変換手段１３でデイジタ
ル化された電圧入力及び電流入力を記憶する実入力電圧
レジスタ１４及び実入力電流レジスタ１５と、この実入
力電圧レジスタ１４のデータにもとづいて上記電圧入力
部11の接続端子部間電圧Ｖ_Ｉ，Ｖ_II，Ｖ_IIIの相順序を
読みとり正順序か逆順序かを判別する電圧相順序判別手
段１６と、この電圧相順序判別手段１６の判別結果が逆
順序の場合には上記実入力電圧レジスタ１４に記憶され
たデータの逆極性データを修正電圧として記憶し、判別
結果が正順序の場合には上記実入力電圧レジスタ１４に
記憶されたデータをそのまま記憶する修正電圧レジスタ
１７と、実入力電流データが正方向に向つて０点とクロ
スする時刻と、次の上記修正電圧相データが正方向に向
つて０点とクロスする時刻との相差にもとづいて変流器
４の電力線１に対する結合方向が正方向か逆方向かを判
別する電流の正逆判別手段１８と、この電流の正逆判別
手段１８の判別結果が逆方向の場合に上記実入力電流レ
ジスタ１５に記憶された入力電流データを修正電流とし
て逆転して記憶し、判別結果が正方向の場合に上記実入
力電流レジスタ１５に記憶された入力電流データをその
まま記憶する修正電流レジスタ１９と、上記修正電流レ
ジスタ１９の電流データが正方向に向かって０点とクロ
スする時刻と、次の上記修正電圧レジスタ１７の電圧デ
ータが正方向に向かって０点をクロスする時刻との相差
にもとづいて修正電流データに対応する修正電圧相を見
い出す電流対応の電圧相判別手段２０と、見い出された
修正電圧相のデータと上記修正電流レジスタ１９のデー
タとから三相電力を算出する電力計算手段２３とを備え
るものである。

さらに、第３番目の発明の三相電力測定器を実施例に対
応する第１６図について説明すると、測定対象の三相電
力線１の各相ａ，ｂ，ｃに３個の接続端子部，，
が電圧要素接続線３ａ，３ｂ，３ｃで夫々任意の順序で
接続され各相の電圧が入力される電圧入力部１１と、こ
の電圧入力部１１の３個の接続端子部，，のうち
特定された１個（）が接続された測定対象の三相電力
線１の相ａに、方向任意に結合される変流器４が接続さ
れこの変流器４の二次電流が入力される電流入力部１２
と、これら電圧入力部１１及び電流入力部１２に入力さ
れる相間電圧入力及び電流入力をデイジタル化するアナ
ログ・デイジタル変換手段１３と、このアナログ・デイ
ジタル変換手段１３でデイジタル化された入力を記憶す
る実入力電圧レジスタ１４及び実入力電流レジスタ１５
と、この実入力電圧レジスタ１４のデータにもとづいて
上記電圧入力部１１の接続端子部間電圧Ｖ_Ｉ，Ｖ_II，Ｖ
_IIIの相順序を読みとり正順序か逆順序かを判別する電
圧相順序判別手段１６と、この電圧相順序判別手段１６
の判別結果が逆順序の場合には上記実入力電圧レジスタ
１４に記憶されたデータの逆極性データを修正電圧とし
て記憶し、判別結果が正順序の場合には上記実入力電圧
レジスタ１４に記憶されたデータをそのまま記憶する修
正電圧レジスタ１７と、この修正電圧レジスタ１７に記
憶される３つの相の電圧データの中から入力電流に対応
する電圧データを記憶する電流対応電圧レジスタ２１
と、この電流対応電圧レジスタ21に記憶される電圧デー
タがＯ点を正方向にクロスする時刻と、上記実入力電流
データがＯ点を正方向にクロスする時刻との相差にもと
づいて変流器４の電力線１に対する結合方向が正方向か
逆方向かを判別する電流の正逆判別手段１８と、この電
流の正逆判別手段１８の判別結果が逆方向の場合に上記
実入力電流レジスタ１５に記憶された入力電流データを
修正電流として逆転して記憶し、判別結果が正方向の場
合に上記実入力電流レジスタ１５に記憶された入力電流
データをそのまま記憶する修正電流レジスタ１９と、上
記電流対応電圧レジスタ２１と上記修正電流レジスタ１
９とのデータから三相電力を算出する電力計算手段２３
とを備えるものである。

(ホ) 作 用 まず第１の発明は、三相電力線１の各相ａ，ｂ，ｃに３
個の接続端子部，，が電圧要素接続線３ａ，３
ｂ，３ｃで夫々任意の順序で接続されることにより、電
圧入力部１１から測定器内部に取り込まれ、アナログ・
デイジタル変換手段13でデイジタル化され実入力電圧レ
ジスタ１４で記憶された電圧入力部１１の接続端子部
，，間の３つの電圧データは、電圧相順序判別手
段16で相順序が判別され、この判別結果に従つて正順序
の場合には、修正電圧レジスタ１７で実入力電圧レジス
タ１４のデータがそのまま記憶され、また逆順序の場合
には修正電圧レジスタ１７で実入力電圧レジスタ１４の
データが逆極性に修正されて記憶される。一方、三相電
力線１の任意の１つの相ａに方向を指定して結合される
１個の変流器４より電流入力部２１に電流が入力され、
アナログ・デイジタル変換手段１３でデイジタル化され
て実入力電流レジスタ１５に記憶される。そして、次に
修正電圧レジスタ１７と実入力電流レジスタ１５とのデ
ータから電流対応の電圧相判別手段20で実入力電流デー
タに対応する修正電圧相が見い出され、この結果、見い
出された修正電圧相のデータと実入力電流データとから
電力計算手段２３で三相電力が算出される。したがつ
て、三相電力測定器１０と三相電力線１との接続の関係
は、電圧入力部１１の３個の接続端子部，，が三
相電力線１の各相ａ，ｂ，ｃに夫々任意の順序で接続さ
れ、また電流入力部１２に接続される１個の変流器４が
任意の１つの相ａに方向を指定して接続（結合）される
ものである。

また第２の発明では、三相電力線１の各相ａ，ｂ，ｃに
３個の接続端子部，，が電圧要素接続線３ａ，３
ｂ，３ｃで夫々任意の順序で接続されることにより、電
圧入力部１１から測定器内部に取り込まれアナログ・デ
イジタル変換手段13でデイジタル化され実入力電圧レジ
スタ１４で記憶された電圧入力部１１の接続端子部，
，間の３つの電圧データは、電圧相順序判別手段16
で相順序が判別され、この判別結果に従つて正順序の場
合には、修正電圧レジスタ１７で実入力電圧レジスタ１
４のデータがそのまま記憶され、また逆順序の場合には
修正電圧レジスタ１７で実入力電圧レジスタ１４のデー
タが逆極性に修正されて記憶される。一方、三相電力線
１の任意の１つの相ａに方向任意にして結合される１個
の変流器４より電流入力部１２に入力されアナログ・デ
イジタル変換手段１３でデイジタル化されて実入力電流
レジスタ１５に記憶される入力電流は、電流の正逆判別
手段１８で変流器４の電力線ａに対する結合方向が判別
され、この判別結果に従つて正方向の場合には、修正電
流レジスタ１９で実入力電流レジスタ１５のデータがそ
のまま記憶され、また逆順序の場合には修正電流レジス
タ１９で実入力電流レジスタ１５のデータが逆極性に修
正されて記憶される。そして、次に修正電圧レジスタ１
７と修正電流レジスタ１９のデータから電流対応の電圧
相判別手段２０で修正電流データに対応する修正電圧相
が見い出され、この結果、見い出された修正電圧相のデ
ータと修正電流レジスタ19のデータとから電力計算手段
２３で三相電力が計算される。

したがつて、三相電力測定器１０と三相電力線１との接
続の関係は、電圧入力部１１の３個の接続端子部，
，が三相電力線１の各相ａ，ｂ，ｃに夫々任意の順
序で接続され、また電流入力部１２に接続される１個の
変流器４が任意の１つの相ａに方向任意にして接続され
るものである。

さらに第３の発明は、三相電力線１の各相ａ，ｂ，ｃに
３個の接続端子部，，が電圧要素接続線３ａ，３
ｂ，３ｃで夫々任意の順序で接続されることにより、電
圧入力部１１から測定器内部に取り込まれアナログ・デ
イジタル変換手段13でデイジタル化され実入力電圧レジ
スタ１４で記憶された電圧入力部１１の接続端子部，
，間の３つの電圧データは、電圧相順序判別手段16
で相順序が判別され、この判別結果に従つて正順序の場
合には、修正電圧レジスタ１７で実入力電圧レジスタ１
４のデータがそのまま記憶され、また逆順序の場合には
修正電圧レジスタ１７で実入力電圧レジスタ１４のデー
タが逆極性に修正されて記憶される。また、電流対応電
圧レジスタ２１で修正電圧レジスタ１７に記憶される３
つの相の電圧データの中から入力電流に対応する電圧デ
ータが記憶される。一方、三相電力線１のうち特定の相
に方向任意にして結合される１個の変流器４より電流入
力部１２に入力されアナログ・デイジタル変換手段１３
でデイジタル化されて実入力電流レジスタ１５に記憶さ
れる入力電流は、電流の正逆判別手段１８で変流器４の
電力線１に対する結合方向が判別され、この判別結果に
従つて正方向の場合には、修正電流レジスタ１９で実入
力電流レジスタ１５のデータがそのまま記憶され、また
逆順序の場合には修正電流レジスタ１９で実入力電流レ
ジスタ１５のデータが逆極性に修正されて記憶される。
そして、電流対応電圧レジスタ21と修正電流レジスタ１
９とのデータから電力計算手段２３で三相電力が計算さ
れる。

したがつて、三相電力測定器１０と三相電力線１との接
続の関係は、電圧入力部１１の３個の接続端子部，
，が三相電力線１の各相ａ，ｂ，ｃに夫々任意の順
序で接続され、また電流入力部１２に接続される１個の
変流器４が特定の１つの相ａに方向任意にして接続され
るものである。

(ヘ) 実施例 以下本発明の実施例を図面に基いて説明する。

（第１の発明の実施例） まず第１の発明の実施例について第１図ないし第８図に
よつて説明する。第１図は第１の発明の構成を示すもの
である。図において、１は電源と負荷２を接続するａ，
ｂ，ｃ相の電力線からなる三相交流電力回路であり、１
０は負荷２の消費電力を測定する本発明に係る三相電力
測定器である。

以下、三相電力測定器において、１１は，，の３
個の接続端子部を有する電圧入力部、１２は２個で１組
の端子を有する電流入力部である。この電圧入力部１１
の３個の接続端子部は、３本の電圧要素接続線３ａ，３
ｂ，３ｃによつて、相順序を問わずに任意の電力線に接
続し、また電流入力部１２は、三相電力線の任意の１つ
の相（この場合はａ相、ただしｂ相又はｃ相でもよ
い。）に、方向を指定して結合される１個の変流器４の
二次側が接続される。１３はアナログ・デイジタル変換
手段であり、また１４，１５は夫々実入力電圧レジスタ
及び実入力電流レジスタであつて、電圧入力部１１及び
電流入力部１２に入力される入力電圧及び入力電流は、
アナログ・デイジタル変換手段１３によつてデイジタル
化されて読みとられ、実入力電圧・電流レジスタ１４，
１５に順次記憶される。

なお、電圧要素は、接続端子−間電圧Ｖ_Ｉ，−
間電圧Ｖ_III，−間電圧Ｖ_IIの各相間電圧の瞬時値
がデイジタル変換されて記憶されるものであり、接続端
子と電圧との関係は第２図の約束とするものである。

１６は電圧相順判別手段であり、実入力電圧レジスタ１
４のデータを元にＶ_Ｉ，Ｖ_II，Ｖ_IIIの相順番を検定
し、Ｖ_Ｉ→Ｖ_II→Ｖ_IIIの正相順かＶ_Ｉ→Ｖ_III→Ｖ_IIの
逆相順かを判別するものである。１７は修正電圧レジス
タであり、電圧相順判別手段１６の判別結果が逆順序の
場合には実入力電圧レジスタ１４に記憶されたデータの
逆極性データを「修正電圧」として記憶し、判別結果が
正順序の場合には実入力電圧レジスタ１４に記憶された
データをそのまま記憶するものである。この「修正電
圧」は、実入力電流データとの関係において、対象の線
間電圧と線電流との関係を正しく反映するものとなつて
いる。

このように、電圧要素接続線３ａ，３ｂ，３ｃの三相電
力線に対する接続に自由度を与え、その自由接続の結果
としての実入力電圧を読んだ上で対象の電圧状況を測定
器の中で推定再現するところに本発明の核心部の一つが
ある。

２０は電流対応の電圧相判別手段であり、実入力電流デ
ータに対応する「修正電圧」相を見い出すものである。
これによつて変流器４を任意の相に接続することを可能
としている。２２は想定力率設定スイツチであり、電流
対応の電圧相を判別するために必要な対象電力回路の想
定力率の範囲を設定するためのスイツチである。この第
１の発明では想定力率角として−３０゜＜θ＜９０゜，
−９０゜＜θ＜３０゜の２段切替設定となつている。２
３は電力計算手段、２４は表示手段であり、電流対応の
電圧相判別手段で電流データに対応する電圧データ相が
みつかると、その後は従来周知の方法、すなわち、 の計算式で電力を計算し、その結果を表示したり、ある
いはプリントアウトするものである。

次に、電圧相順判別手段１６と電流対応の電圧相判別手
段２０の判別原理について詳説する。

まず、電圧相順の判別について述べる。対象の線間電圧
を第３図図示のようにし、相順をＶab→Ｖca→Ｖbcの順
と仮定する。対象と測定器の電圧要素の結合のし方は第
４図に示す如く、全部で６通りありうる。そして、結合
のし方によつて測定器から見た接続端子間電圧の相順は
異なるが（第４図）、測定器にとつて、相順は２通りし
か生じない。

つまり、 Ｖ_Ｉ→Ｖ_II→Ｖ_III→ ……(1) 正相順（第４図におけるイ、ハ、ホ）と、 Ｖ_Ｉ→Ｖ_III→Ｖ_II…… (2) の逆相順（第４図におけるロ、ニ、ヘ）とである。

そして、対象の電圧と測定器の電圧との関係は、(1)の
正相順の場合は、第５図(b)に示すように、第５図(a)の
対象の現象（電圧）がそのまま測定器の中に反映し、
(2)の逆相順の場合は、第５図(c)に示すように、対象の
電圧が反転して測定器の中に反映される。

第５図(b)は、第４図のイの接続ではＶ_ＩがＶ_abを反映
し、ハの接続ではＶ_IIIがＶ_abを反映し、ホの接続では
Ｖ_IIがＶ_abを反映することを示す。また、第５図(c)
は、第４図のロの接続ではＶ_IIが−Ｖ_abを反映し、この
接続ではＶ_Ｉが−Ｖ_abを反映し、ヘの接続ではＶ_IIIが
−Ｖ_abを反映することを示す。

以上は、対象と測定器とについての事実関係であつて、
この関係に着目し、次に述べる「修正電圧」を装置内で
作製するところが本発明の特徴の１つである。ここで
「修正電圧」とは、実入力電圧から、測定器自身で内部
に作成する電圧データで、結合が正しいとした時の入力
電圧の推定電圧に相当する。

そして、実入力電圧が測定器からみて正相順の場合は、 修正電圧≡実入力電圧とし、 実入力電圧が測定器からみて逆相順の場合は、 修正電圧≡実入力電圧の逆極性とする。

とする。

第５図(d)は、第５図(c)の逆相順の場合の修正電圧を示
すものであり、修正電圧と対象の電圧とは、接続端子間
電圧の固有名（Ｖ_Ｉ，Ｖ_II，Ｖ_III）を無視すれば、一
致することになる。例えば、第４図のロの結合の場合、
対象のＶab 電圧と接続端子間電圧Ｖ_IIの修正電圧（−
Ｖ_II）とは一致する。また、対象の線電流（ia）と修正
電圧との位相関係は、対象の電圧と電流の位相関係と一
致する（第５図(a)と第５図(d)と比較すると、ともに位
相角がとなる。）。

次に、実入力電流に対応する修正電圧相を見い出すこと
は、次の方法で可能である。第６図について説明する
と、 力率角θが、−３０゜＜θ＜９０゜の場合 ｉｏ＋以後、０゜＜ｔ＜１２０゜以内に、Ｖｏ＋をもつ
修正電圧相の１つ前の修正電圧相が電流対応の電圧相で
ある。

なお、ここでｉｏ＋とは、ｉの値が０レベルを−から＋
に増加しつつ切る点をいい、Ｖｏ＋についても同様であ
る。

力率角θが、−９０゜＜θ＜３０゜の場合 io＋以後、、６０゜＜ｔ＜１８０゜内に、Ｖｏ＋をもつ
修正電圧相の１つ前の修正電圧相が電流対応の電圧相で
ある。

この判定を成立させるためには、測定の前に、測定対象
の力率角が−３０゜＜θ＜９０゜か−９０゜＜θ＜３０
゜かを予想して、想定力率設定スイツチ（第１図の２
２）によつてそのいずれかを与えておく。しかし、現実
には、ほとんどの負荷が遅れ力率になつているので、想
定力率設定スイツチ２２を設けずに固定的に−３０゜＜
θ＜９０゜の場合の判定を行うことにしておいても実用
上の支障はない。

以上によつて、電流に対応する対応電圧相がきまれば、
対応電圧相のＶｏ＋点と電流io＋点の差を読み、 θ＝−３０゜ で力率角が求められ、電力の計算が可能になる。

第７図は第１の発明のフローチヤートを示すものであ
り、ステツプ１０１と１０２とは、接続線の接続が完了
した後に、測定処理をはじめることを表わし、以後のス
テツプ１０３ないし１０９は上記に説明した通りであ
る。

第８図は、本発明のハードウエア構成の一例であり、本
発明の処理の中心はマイクロコンピユータ３０によつて
行われる。３１，３２，３３はアナログ・デジタル変換
手段１３を構成するサンプルホールド回路、マルチプレ
クサ、アナログ・デジタル変換器である。

（第２の発明の実施例） 次に第２の発明の実施例について説明する。第９図は第
２の発明に係る実施例の構成を示すものであり、第１の
発明と同一の構成については同一の符号を付して説明は
省略する。

この第２の発明は、第１の発明に比較して、三相電力線
に対する電圧要素の接続が自由であること及び電流要素
の接続が任意の相に許されることは同じであるが、変流
器の電力線に対する結合方向が任意でよい点で異なるも
のである。

このように、変流器の電力線に対する結合方向が任意の
ため、実入力電流は、変流器の結合方向によつては、対
象の電流に対して正極性の場合と逆極性の場合とのいず
れが生ずるか確定しない。このため、この第２の発明で
は変流器の結合方向を電流の正極性・逆極性によつて判
別するとともにこの判別結果を利用して実入力電流に対
し対象電流を正しく反映する「修正電流」を測定器内で
作成し、以下、この修正電流を使用して第１の発明と同
様に電力計算を行うものである。第９図において、１８
は実入力電流レジスタ１５に記憶される実入力電流デー
タが正極性か逆極性か、すなわち、変流器４の結合方向
が正方向が逆方向かを判別する電流の正逆判別手段であ
り、１９は電流の正逆判別手段18の判別結果が逆方向の
場合に実入力電流レジスタ１５に記憶された入力電流デ
ータを「修正電流」として逆転して記憶し、判別結果が
正方向の場合に実入力電流レジスタ１５に記憶された入
力電流データをそのまま記憶する修正電流レジスタであ
る。

ここで、「修正電流」とは、実入力電流から測定器自身
で内部に作成する電流データで、変流器の結合方向が正
しいとした時の入力電流の推定電流に相当する。

そして、実入力電流が電流の正逆判別手段１８で正極性
と判別した場合は、 修正電流≡実入力電流とし、 実入力電流が電流の正逆判別手段１８で逆極性と判別し
た場合は、 修正電流≡実入力電流の逆極性 とする。

この修正電流を測定器内で作製するルールを発見応用し
た点に本発明の特徴の１つがある。

このようにして対象電流を正しく反映できる修正電流を
得ることにより、以後の処理は、第１の発明と同様にし
て、修正電流に対する電圧相判別手段２０によつて、対
応相を判別し、電力計算手段２３によつて電力値を計算
し、表示手段２４で表示するものである。

次に、第２の発明の核心をなす実入力電流の正極性／逆
極性を判別する原理について説明する。

第１０図は修正電圧に対する実入力電流の関係を示すも
のである。ここで、実入力電流のio＋の次に、Ｖｏ＋を
もつ電圧相のＶｏ＋までの相差をΦと定義し、測定器内
でΦを読み取ることとすると、Φの値は、同一対象を測
定した場合でも、変流器４の結合が正極性の場合（第１
０図の(a)）と逆結合の場合（第１０図(b)）とで違いを
生ずる。

力率角が０゜＜θ＜６０゜の範囲であれば、 第１１図に示す関係となり、 変流器が正結合の場合 Φは ３０゜＜Φ＜９０゜ 変流器が逆結合の場合 Φは ９０゜＜Φ＜１２０゜ ０゜＜Φ＜３０゜ となる。したがつて、Φの値を読むことで、変流器の結
合が正結合か逆結合かを判別することができる。

対象の力率角の存在範囲を各種想定した場合のΦの存在
領域を調べると、第１２図の如くなつている。したがつ
て、対象の力率角θの存在範囲を事前に想定できれば、
第１３図に示す如く、Φの値を読むことで、変流器の結
合の正／逆を判別することができる。

このようにして実入力電流の正逆極性の判別をし、上述
のように修正電流の作製ができれば、修正電流と修正電
圧との関係は、対象の電流と電圧との関係を正しく反映
しているものとなり、第１の発明で述べた通り、修正電
圧に対応する修正電圧相を見い出し得て、電力の計算が
できることになる。

第２の発明における想定力率スイッチ２２の実施例は、
第１４図の如くなる。

第１５図は第２の発明のフローチヤートを示すものであ
り、第１の発明と同一処理ステツプには同一の番号が付
してある。ステツプ１１０〜１１４が変流器の結合の正
逆を判別し修正電流を作製する処理であり、第１の発明
と異なる部分である。

なお、この第２の発明でも第１の発明と同様に、第８図
に図示するように、その処理の中心はマイクロコンピュ
ータで行うことができる。

（第３の発明の実施例） 次に、第３の発明の実施例について、第１６図ないし第
１９図によつて説明する。

第１６図は第３の発明の構成を示すものである。第１の
発明（第１図）及び第２の発明（第９図）と同一の構成
については同一の符号を付して説明は省略する。

この第３の発明では、三相電力線に対する電圧要素の接
続が自由であり、電流要素は特定の電圧要素が接続され
る相に接続されるものとし、電流要素の結合方向は自由
である。また、第３の発明では、第１及び第２の発明に
使用した想定力率設定スイツチを必要とはしない。

第１６図では、電流要素（変流器４）は、接続線３ａ、
すなわち、電圧入力部１１の接続端子が接続される相
に結合される。このため、電圧要素の接続パターンは、
第１７図に示すように２通りが生じることになる。これ
を測定器でみると、入力電圧波形は、第１８図(b)（正
相順）及び第18図(c)（逆相順）に示す様子を呈する。
この相順は電圧相順判別手段１６によつて判別される。
第１の発明の説明で述べた「修正電圧」の考えを適用す
ると、入力電圧の相順がＶ_Ｉ→Ｖ_II→Ｖ_III→の正相順
の場合は、修正電圧は入力電圧そのままであり、かつ、
入力電流に対応する電圧相はＶ_Ｉであり、また入力電圧
の相順が、Ｖ_ＩＩ→Ｖ_Ｉ→Ｖ_III→の逆相順であるとき
は、修正電圧は、入力電圧の逆極性となり、このうち入
力電流に対応する修正電圧は、第１８図(d)に示す如く
Ｖ_IIの修正電圧が該当する。したがつて、修正電圧レジ
スタ１７では、電圧相順判別手段１６の判別結果が正相
順の場合には実入力電圧をそのまま修正電圧として記憶
し、判別結果が逆相順の場合に実入力電圧の逆極性を修
正電圧として記憶することになる。また電流対応電圧レ
ジスタ２１では、電流対応電圧Ｖ_cT を、電圧相順判別
手段１６の判別結果が正相順の場合にはＶ_Ｉとし、判別
結果が逆相順の場合には−Ｖ_IIとして記憶するものであ
る。

第３の発明では、変流器４は、三相電力線に対して方向
自由に結合されるので、入力電流の極性を測定器で判定
することが必要である。これは、電流の正逆判別手段１
８で行われるものであり、第３の発明における入力電流
の正／逆の判別は次のようにしてされる。すなわち、第
１８図(d)に示す如く、電流対応の電圧相Ｖ_cT がＯ点
を正方向をに切る点Ｖ_cTo＋から入力電流io＋点までの
位相差をΦと定義し、測定器内でΦを読みとることとす
ると、Φの値は、入力電流が正極性の場合は、０゜〜１
２０゜，３００゜〜３６０゜の値をとり、入力電流が逆
極性の場合は、１２０゜〜３００゜の値をとる。したが
つて、Φの値を読むことで変流器４の結合の正／逆を判
別できる。そして、第２の発明で述べた修正電流の考え
方を適用し、電流の正逆判別手段１８の判別結果から、
それが正結合の場合には実入力電流をそのまま修正電流
として、また逆結合の場合には実入力電流の逆極性を修
正電流として修正電流レジスタ１９に記憶するものであ
る。このようにした修正電流は、対象の電流を正しく反
映したものとなる。

以上で求めた、電流対応電圧レジスタ２１に記憶される
「電流対応電圧」と修正電流レジスタ19に記憶される
「修正電流」とを用いて、電力計算手段２３で電力量を
計算し、結果を表示手段２４で表示する。

この第３の発明は、電圧接続線の特定の一相に変流器４
を結合することにより、電流対応電圧相の推定ルールを
容易にし、このため、対象の任意の力率角に対して、電
流対応電圧相を見い出し得るので、想定力率設定スイツ
チが不要である点が特徴である。

第１９図は、第３の発明のフローチヤートを示すもので
ある。第１の発明及び第２の発明と同一の処理ステツプ
には同一番号が付してある。ステツプ１１５，１１６に
おいて、電流対応電圧相を見い出し、１１７でΦを読
み、１１２で変流器４の正逆結合を判別している。

なお、この第３の発明でも第１の発明及び第２の発明と
同様に、第８図に図示するように、その処理の中心はマ
イクロコンピユーターで行うことができる。

(ト) 発明の効果 以上述べたように、本発明の装置は、三相交流電力回路
の電力測定において、測定器と三相電力線の接続に神経
を使うことなく、かなり自由に接続することができるの
で、測定作業が簡単になり、また接続間違いによる測定
の失敗がなく、適確な測定が可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第８図は、第１の発明の実施例に係るもの
であり、第１図は構成図、第２図は電圧入力部の各端子
と読取り電圧相との関係図、第３図は測定対象の線間電
圧を定義する図、第４図は測定対象と測定器との接続の
全ケース説明図、第５図(a),(b),(c),(d)は対象の電
圧、測定器の実入力電圧及び修正電圧の関係波形図、第
６図は修正電圧と実入力電流との関係図、第７図は第１
の発明の処理フローチヤート、第８図はハードウエアの
構成図である。また、第９図ないし第１５図は第２の発
明の実施例に係るものであり、第９図は構付図、第１０
図(a),(b)は修正電圧と実入力電流の関係図、第１１図
は対象の力率角が０゜＜θ＜６０゜の場合のΦの存在範
囲を示す図、第１２図は対象の力率角の範囲別のΦの存
在範囲、第１３図は変流器結合の正／逆結合を判別する
基準の図表、第１４図は第２の発明の想定力率設定スイ
ツチ、第１５図は第２の発明の処理フローチヤートであ
る。また第１６図ないし第１９図は第３の発明の実施例
に係るものであり、第１６図は構成図、第１７図は測定
対象と測定器との接続ケース説明図、第１８図(a),(b),
(c),(d)は対象の電圧・電流と測定器の電圧・電流との
関係波形図、第１９図は第３の発明の処理フローチヤー
トである。さらに第２０図は、従来の測定器の接続説明
図である。 １〜三相電力線 ２〜負荷 3a,3b,3c〜電圧要素接続線 ４〜変流器 １０〜三相電力測定器 １１〜電圧入力部 １２〜電流入力部 １３〜アナログ・デジタル変換手段 １４〜実入力電圧レジスタ １５〜実入力電流レジスタ １６〜電圧相順判別手段 １７〜修正電圧レジスタ １８〜電流の正逆判別手段 １９〜修正電流レジスタ ２０〜電流対応の電圧相判別手段 ２１〜電流対応電圧レジスタ ２３〜電力計算手段

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】測定対象の三相電力線の各相に３個の接続
   端子部が電圧要素接続線で夫々任意の順序で接続され各
   相の電圧が入力される電圧入力部と、測定対象の三相電
   力線の任意の１つの相に方向を指定して結合される１個
   の変流器が接続されこの変流器の二次電流が入力される
   電流入力部と、これら電圧入力部及び電流入力部に入力
   される相間電圧入力及び電流入力をディジタル化するア
   ナログ・ディジタル変換手段と、このアナログ・ディジ
   タル変換手段でディジタル化された電圧入力及び電流入
   力を記憶する実入力電圧レジスタ及び実入力電流レジス
   タと、この実入力電圧レジスタのデータにもとづいて上
   記電圧入力部の接続端子部間電圧の相順序を読みとり正
   順序か逆順序かを判別する電圧相順序判別手段と、この
   電圧相順序判別手段の判別結果が逆順序の場合には上記
   実入力電圧レジスタに記憶されたデータの逆極性データ
   を修正電圧として記憶し、判別結果が正順序の場合には
   上記実入力電圧レジスタに記憶されたデータをそのまま
   記憶する修正電圧レジスタと、上記実入力電流レジスタ
   の電流データが正方向に向かって０点とクロスする時刻
   と、次の上記修正電圧レジスタの電圧データが正方向に
   向かって０点をクロスする時刻との相差にもとづいて実
   入力電流データに対応する上記修正電圧相を見い出す電
   流対応の電圧相判別手段と、見い出された修正電圧相の
   データと実入力電流データとから三相電力を算出する電
   力計算手段とを備えることを特徴とする三相電力測定
   器。
2. 【請求項２】測定対象の三相電力線の各相に３個の接続
   端子部が電圧要素接続線で夫々任意の順序で接続され各
   相の電圧が入力される電圧入力部と、測定対象の三相電
   力線の任意の１つの相に方向任意に結合される１個の変
   流器が接続され該変流器の二次電流が入力される電流入
   力部と、これら電圧入力部及び電流入力部に入力される
   相間電圧入力及び電流入力をディジタル化するアナログ
   ・ディジタル変換手段と、このアナログ・ディジタル変
   換手段でディジタル化された電圧入力及び電流入力を記
   憶する実入力電圧レジスタ及び実入力電流レジスタと、
   この実入力電圧レジスタのデータにもとづいて上記電圧
   入力部の接続端子部間電圧の相順序を読みとり正順序か
   逆順序かを判別する電圧相順序判別手段と、この電圧相
   順序判別手段の判別結果が逆順序の場合には上記実入力
   電圧レジスタに記憶されたデータの逆極性データを修正
   電圧として記憶し、判別結果が正順序の場合には上記実
   入力電圧レジスタに記憶されたデータをそのまま記憶す
   る修正電圧レジスタと、実入力電流データが正方向に向
   って０点とクロスする時刻と、次の上記修正電圧相デー
   タが正方向に向って０点とクロスする時刻との相差にも
   とづいて変流器の電力線に対する結合方向が正方向か逆
   方向かを判別する電流の正逆判別手段と、この電流の正
   逆判別手段の判別結果が逆方向の場合に上記実入力電流
   レジスタに記憶された入力電流データを修正電流として
   逆転して記憶し、判別結果が正方向の場合に上記実入力
   電流レジスタに記憶された入力電流データをそのまま記
   憶する修正電流レジスタと、上記修正電流レジスタの電
   流データが正方向に向かって０点とクロスする時刻と、
   次の上記修正電圧レジスタの電圧データが正方向に向か
   って０点をクロスする時刻との相差にもとづいて修正電
   流データに対応する上記修正電圧相を見い出す電流対応
   の電圧相判別手段と、見い出された修正電圧相のデータ
   と上記修正電流レジスタのデータとから、三相電力を算
   出する電力計算手段とを備えることを特徴とする三相電
   力測定器。
3. 【請求項３】測定対象の三相電力線の各相に３個の接続
   端子部が電圧要素接続線で夫々任意の順序で接続され各
   相の電圧が入力される電圧入力部と、この電圧入力部の
   ３個の接続端子のうち特定された１個が接続された測定
   対象の三相電力線の相に、方向任意に結合される変流器
   が接続されこの変流器の二次電流が入力される電流入力
   部と、これら電圧入力部及び電流入力部に入力される相
   間電圧入力及び電流入力をディジタル化するアナログ・
   ディジタル変換手段と、このアナログ・ディジタル変換
   手段でディジタル化された入力を記憶する実入力電圧レ
   ジスタ及び実入力電流レジスタと、この実入力電圧レジ
   スタのデータにもとづいて上記電圧入力部の接続端子部
   間電圧の相順序を読みとり正順序か逆順序かを判別する
   電圧相順序判別手段と、この電圧相順序判別手段の判別
   結果が逆順序の場合には上記実入力電圧レジスタに記憶
   されたデータの逆極性データを修正電圧として記憶し、
   判別結果が正順序の場合には上記実入力電圧レジスタに
   記憶されたデータをそのまま記憶する修正電圧レジスタ
   と、この修正電圧レジスタに記憶される３つの相の電圧
   データの中から入力電流に対応する電圧データを記憶す
   る電流対応電圧レジスタと、この電流対応電圧レジスタ
   に記憶される電圧データが０点を正方向にクロスする時
   刻と、上記実入力電流データが０点を正方向にクロスす
   る時刻との相差にもとづいて変流器の電力線に対する結
   合方向が正方向か逆方向かを判別する電流の正逆判別手
   段と、この電流の正逆判別手段の判別結果が逆方向の場
   合に上記実入力電流レジスタに記憶された入力電流デー
   タを修正電流として逆転して記憶し、判別結果が正方向
   の場合に上記実入力電流レジスタに記憶された入力電流
   データをそのまま記憶する修正電流レジスタと、上記電
   流対応電圧レジスタと上記修正電流レジスタとのデータ
   から三相電力を算出する電力計算手段とを備えることを
   特徴とする三相電力測定器。