JPH083504B2 - 電力計測装置 - Google Patents
電力計測装置Info
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- JPH083504B2 JPH083504B2 JP60256375A JP25637585A JPH083504B2 JP H083504 B2 JPH083504 B2 JP H083504B2 JP 60256375 A JP60256375 A JP 60256375A JP 25637585 A JP25637585 A JP 25637585A JP H083504 B2 JPH083504 B2 JP H083504B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は一般に電力計測装置に関し、より詳しくは
例えばエネルギとしての電力の管理運用を行なうに際し
て電力系統の潮流の測定を行なうために用いられる電力
計測装置に関する。
例えばエネルギとしての電力の管理運用を行なうに際し
て電力系統の潮流の測定を行なうために用いられる電力
計測装置に関する。
周知のように、エネルギとしての電力の管理運用を行
なうに当つては、電力系統の潮流の測定を行なうことが
不可欠である。そこで従来からこのような電力系統の潮
流の測定方法として種々のものが創案されてきた。
なうに当つては、電力系統の潮流の測定を行なうことが
不可欠である。そこで従来からこのような電力系統の潮
流の測定方法として種々のものが創案されてきた。
第６図は、上述した電力系統の潮流の測定の主流をな
すアナログ量としての電圧検出値，電流検出値から電力
（無効電力）に比例した電圧（電流）をアナログ的に導
出して演算処理を行なう電力計測装置の一例を示した図
である。第６図にて図示した電力計測装置の概要は、以
下のごとくである。即ち、系統の電圧を計測する計器用
変圧器（以下「PT」という）の二次側に接続される電力
入力用変成器１、前記系統の電流を計測する変流器（以
下「CT」という）の二次側に接続される電流入力用変成
器２から夫々出力された検出値は、電力／電圧変換回路
（以下「W/V変換回路」という）３に与えられる。前記
二種の検出値は、前記W/V変換回路３に具備されている
例えばホール素子のごとき電圧と電流の内積に比例した
電圧信号を出力する素子によつて、前記二種の検出値の
大きさに応じた直流電圧信号に変換されサンプルホール
ドアンプ４によつて保持された後、適切なタイミングで
フイルタ付き電圧／周波数変換回路（以下「フイルタ付
きV/F変換回路」という）５に印加される。このように
して前記直流電圧信号がフイルタ付きV/F変換回路５に
サンプルホールドアンプ４を介して与えられることによ
つて、前記フイルタ付きV/F変換回路５から前記直流電
圧信号の大きさに比例した周波数の電圧信号が出力され
ることとなり、該電圧信号がマイクロプロセツサ（以下
「MPU」という）６に与えられると該MPU6によつて演算
処理が施されて所望のデイジタル出力が得られることと
なる。
すアナログ量としての電圧検出値，電流検出値から電力
（無効電力）に比例した電圧（電流）をアナログ的に導
出して演算処理を行なう電力計測装置の一例を示した図
である。第６図にて図示した電力計測装置の概要は、以
下のごとくである。即ち、系統の電圧を計測する計器用
変圧器（以下「PT」という）の二次側に接続される電力
入力用変成器１、前記系統の電流を計測する変流器（以
下「CT」という）の二次側に接続される電流入力用変成
器２から夫々出力された検出値は、電力／電圧変換回路
（以下「W/V変換回路」という）３に与えられる。前記
二種の検出値は、前記W/V変換回路３に具備されている
例えばホール素子のごとき電圧と電流の内積に比例した
電圧信号を出力する素子によつて、前記二種の検出値の
大きさに応じた直流電圧信号に変換されサンプルホール
ドアンプ４によつて保持された後、適切なタイミングで
フイルタ付き電圧／周波数変換回路（以下「フイルタ付
きV/F変換回路」という）５に印加される。このように
して前記直流電圧信号がフイルタ付きV/F変換回路５に
サンプルホールドアンプ４を介して与えられることによ
つて、前記フイルタ付きV/F変換回路５から前記直流電
圧信号の大きさに比例した周波数の電圧信号が出力され
ることとなり、該電圧信号がマイクロプロセツサ（以下
「MPU」という）６に与えられると該MPU6によつて演算
処理が施されて所望のデイジタル出力が得られることと
なる。
従来の電力計測装置は以上のように構成されていたの
で、以下に記載するような問題点があつた。即ち、前述
した電力計測装置は、該装置を形成するW/V変換回路３
を始めとする各種機器類にアナログ式電子回路機器類が
用いられているのを、デイジタル式のものに置き換えた
構成となつている。そのため、各種機器類の性能が理解
しやすく操作が比較的容易ではあるものの、前述したW/
V変換回路３がホール素子のごとき出力信号のオーダが
小さい素子を具備しているので、前記W/V変換回路３か
ら出力された信号を増幅したり或いは混入したノイズを
波したりしなければならないこととなる。そのうえ、
前記フイルタ付きV/F変換回路５についても、電力系統
のように潮流変化の激しい所に用いた場合にはタイミン
グコントロールが容易であるという該フイルタ付きV/F
変換回路５の特長が減殺されてしまうばかりかかえつて
該特長が不利に作用することもあり得るので、電力計測
機能が充分に発揮できないという問題点があつた。
で、以下に記載するような問題点があつた。即ち、前述
した電力計測装置は、該装置を形成するW/V変換回路３
を始めとする各種機器類にアナログ式電子回路機器類が
用いられているのを、デイジタル式のものに置き換えた
構成となつている。そのため、各種機器類の性能が理解
しやすく操作が比較的容易ではあるものの、前述したW/
V変換回路３がホール素子のごとき出力信号のオーダが
小さい素子を具備しているので、前記W/V変換回路３か
ら出力された信号を増幅したり或いは混入したノイズを
波したりしなければならないこととなる。そのうえ、
前記フイルタ付きV/F変換回路５についても、電力系統
のように潮流変化の激しい所に用いた場合にはタイミン
グコントロールが容易であるという該フイルタ付きV/F
変換回路５の特長が減殺されてしまうばかりかかえつて
該特長が不利に作用することもあり得るので、電力計測
機能が充分に発揮できないという問題点があつた。
この発明は上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、電力系統のごとき潮流変化の激しい箇所に
あつても充分実用に耐え得るとともに高速な電力／電圧
変換機能を具備し、電力系統の計測、制御、保護、監視
に広く適用可能な電力計測装置を得ることを目的とす
る。
れたもので、電力系統のごとき潮流変化の激しい箇所に
あつても充分実用に耐え得るとともに高速な電力／電圧
変換機能を具備し、電力系統の計測、制御、保護、監視
に広く適用可能な電力計測装置を得ることを目的とす
る。
この発明に係る電力計測装置は、瞬時電圧和分値及び
差分値と対応する瞬時電圧の自乗値、即ち瞬時電力値デ
ータを予め記憶している記憶手段と、瞬時電圧和分値・
差分値出力手段から出力された瞬時電圧和分値、瞬時電
圧和分値に応じて記憶手段に記憶されている瞬時電力値
データの中から該当する瞬時電力値データを抽出する瞬
時電力値データ抽出手段と、瞬時電力値データ抽出手段
によつて抽出された瞬時電力値データを受けて所定数累
算する瞬時電力値データ累算手段と、瞬時電力値データ
累算手段によつて累算された瞬時電力値データ累計値か
ら所定周期毎の電力平均値を演算する電力平均値演算手
段と、電力平均値演算手段によつて演算された電力平均
値を積算する電力平均値積算手段とを有することを特徴
とするものである。
差分値と対応する瞬時電圧の自乗値、即ち瞬時電力値デ
ータを予め記憶している記憶手段と、瞬時電圧和分値・
差分値出力手段から出力された瞬時電圧和分値、瞬時電
圧和分値に応じて記憶手段に記憶されている瞬時電力値
データの中から該当する瞬時電力値データを抽出する瞬
時電力値データ抽出手段と、瞬時電力値データ抽出手段
によつて抽出された瞬時電力値データを受けて所定数累
算する瞬時電力値データ累算手段と、瞬時電力値データ
累算手段によつて累算された瞬時電力値データ累計値か
ら所定周期毎の電力平均値を演算する電力平均値演算手
段と、電力平均値演算手段によつて演算された電力平均
値を積算する電力平均値積算手段とを有することを特徴
とするものである。
この発明における瞬時電力値データ抽出手段は、瞬時
電圧和分値・差分値出力手段から出力された瞬時電圧和
分値、瞬時電圧差分値に応じて記憶手段に記憶されてい
る瞬時電力値データの中から該当する瞬時電力値データ
を抽出し、瞬時電力値データ累算手段は、瞬時電力値デ
ータ抽出手段によつて抽出された瞬時電力値データを受
けて所定数累算し、電力平均値演算手段は、瞬時電力値
データ累算手段によつて累算された瞬時電力値データ累
計値から所定周期毎の電力平均値を演算し、電力平均値
積算手段は、電力平均値演算手段によつて演算された電
力平均値を積算するものである。
電圧和分値・差分値出力手段から出力された瞬時電圧和
分値、瞬時電圧差分値に応じて記憶手段に記憶されてい
る瞬時電力値データの中から該当する瞬時電力値データ
を抽出し、瞬時電力値データ累算手段は、瞬時電力値デ
ータ抽出手段によつて抽出された瞬時電力値データを受
けて所定数累算し、電力平均値演算手段は、瞬時電力値
データ累算手段によつて累算された瞬時電力値データ累
計値から所定周期毎の電力平均値を演算し、電力平均値
積算手段は、電力平均値演算手段によつて演算された電
力平均値を積算するものである。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。
第１図は、この発明の一実施例に従う電力計測装置の
構成を示すブロツク図、第２図は、前記第１図にて図示
した和分値・差分値導出回路の回路構成を示した図、第
３図，第４図は前記第１図にて図示した構成のフローチ
ャートである。
構成を示すブロツク図、第２図は、前記第１図にて図示
した和分値・差分値導出回路の回路構成を示した図、第
３図，第４図は前記第１図にて図示した構成のフローチ
ャートである。
第１図において、１は電圧入力用変成器、２は電流入
力用変成器、31は瞬時電圧和分値・差分値出力手段即ち
和分値・差分値導出回路（以下「ADD/SUB導出回路」と
いう）、４はサンプルホールドアンプ（以下「SHA」と
いう）、51はマルチプレクサ（以下「MPX」という）、5
2はアナログ／デイジタル変換回路（以下「ADC」とい
う）、６はマイクロプロセッサ（以下「MPU」とい
う）、７は記憶手段即ちメモリである。前述した電圧入
力用変成器１は、電力系統の電圧を計測するPTの二次側
に接続されており、該PTの二次側電圧（例えばｅ＝Esin
ωｔによつて得られる系統の瞬時電圧値:e）を検知して
出力するものである。前記電流入力用変成器２は、前述
した電力系統の電流を計測するCTの二次側に接続されて
おり、該CTの二次側電流（例えばｉ＝Isin（ωｔ−
ψ），ψ:iのｅに対する遅れ角；によつて得られる系統
の瞬時電流値:i）を検知して出力する。前記ADD/SUB導
出回路31の入力側には、前記電圧入力用変成器１の出力
側及び電流入力用変成器２の出力側が夫々接続されてい
る。前記ADD/SUB導出回路31は、前記電圧入力用変成器
１から与えられる瞬時値ｅ及び前記電流入力用変成器２
から与えられる瞬時値ｉを採り込んで、瞬時値ｅ＋ki,e
−ki,eを出力するようになつている。前述したADD/SUB
導出回路31は、第２図にて図示するように前記電圧入力
用変成器１の出力側と接続された該電圧入力用変成器１
によつて検知された電力系統の瞬時電圧値ｅが印加され
るトランスT1，前記電流入力用変成器２の出力側と接続
され該電流入力用変成器２によつて検知された前記電力
系統の瞬時電流値ｉが与えられるトランスT2，回路定数
たるインピーダンスがｋでｅ＋kiなる瞬時電圧値が印加
される抵抗R1、前記抵抗R1と回路定数たるインピーダン
スが同一（ｋ）でｅ−kiなる瞬時電圧値が印加される抵
抗R2，前記瞬時電圧値ｅ＋kiを出力する端子VP，前記瞬
時電圧値ｅ−kiを出力する端子VN及び端子Ｏを夫々具備
している。なお、前記ADD/SUB導出回路31の詳細につい
ては、例えば三菱電機株式会社発行のパンフレツト「DG
B−３−Ｄ形三菱方向地絡継電器５頁〜６頁」を参照さ
れたい。前記SHA4の入力側には、前述したADD/SUB導出
回路31の端子VP、端子VNが夫々接続されており、前記MP
U6の制御下で該MPU6から出力されるサンプルホールド指
令信号に従つてADD/SUB導出回路31から出力された瞬時
電圧値ｅ＋ki,e−ki,eを所定期間ホールドするように構
成されている。前記MPX51は、前述したMPU6の制御下で
該MPU6から出力されるタイミングコントロール信号に従
つて前記SHA4から出力された瞬時電圧値データｅ＋ki,e
−ki,eを採り込むタイミングが調整されるものである。
前記ADC52は、前述したMPU6の制御下で該MPU6から出力
される駆動指令信号に従つて駆動して、前記MPX51を介
して与えられるアナログ信号をデイジタル信号に変換し
て出力する。前述したメモリ７は、制御プログラム等を
内蔵し又必要データを記憶する。前記メモリ７は、MPU6
の制御下で該MPU6によつて演算処理されたデータを記憶
するようになつている。
力用変成器、31は瞬時電圧和分値・差分値出力手段即ち
和分値・差分値導出回路（以下「ADD/SUB導出回路」と
いう）、４はサンプルホールドアンプ（以下「SHA」と
いう）、51はマルチプレクサ（以下「MPX」という）、5
2はアナログ／デイジタル変換回路（以下「ADC」とい
う）、６はマイクロプロセッサ（以下「MPU」とい
う）、７は記憶手段即ちメモリである。前述した電圧入
力用変成器１は、電力系統の電圧を計測するPTの二次側
に接続されており、該PTの二次側電圧（例えばｅ＝Esin
ωｔによつて得られる系統の瞬時電圧値:e）を検知して
出力するものである。前記電流入力用変成器２は、前述
した電力系統の電流を計測するCTの二次側に接続されて
おり、該CTの二次側電流（例えばｉ＝Isin（ωｔ−
ψ），ψ:iのｅに対する遅れ角；によつて得られる系統
の瞬時電流値:i）を検知して出力する。前記ADD/SUB導
出回路31の入力側には、前記電圧入力用変成器１の出力
側及び電流入力用変成器２の出力側が夫々接続されてい
る。前記ADD/SUB導出回路31は、前記電圧入力用変成器
１から与えられる瞬時値ｅ及び前記電流入力用変成器２
から与えられる瞬時値ｉを採り込んで、瞬時値ｅ＋ki,e
−ki,eを出力するようになつている。前述したADD/SUB
導出回路31は、第２図にて図示するように前記電圧入力
用変成器１の出力側と接続された該電圧入力用変成器１
によつて検知された電力系統の瞬時電圧値ｅが印加され
るトランスT1，前記電流入力用変成器２の出力側と接続
され該電流入力用変成器２によつて検知された前記電力
系統の瞬時電流値ｉが与えられるトランスT2，回路定数
たるインピーダンスがｋでｅ＋kiなる瞬時電圧値が印加
される抵抗R1、前記抵抗R1と回路定数たるインピーダン
スが同一（ｋ）でｅ−kiなる瞬時電圧値が印加される抵
抗R2，前記瞬時電圧値ｅ＋kiを出力する端子VP，前記瞬
時電圧値ｅ−kiを出力する端子VN及び端子Ｏを夫々具備
している。なお、前記ADD/SUB導出回路31の詳細につい
ては、例えば三菱電機株式会社発行のパンフレツト「DG
B−３−Ｄ形三菱方向地絡継電器５頁〜６頁」を参照さ
れたい。前記SHA4の入力側には、前述したADD/SUB導出
回路31の端子VP、端子VNが夫々接続されており、前記MP
U6の制御下で該MPU6から出力されるサンプルホールド指
令信号に従つてADD/SUB導出回路31から出力された瞬時
電圧値ｅ＋ki,e−ki,eを所定期間ホールドするように構
成されている。前記MPX51は、前述したMPU6の制御下で
該MPU6から出力されるタイミングコントロール信号に従
つて前記SHA4から出力された瞬時電圧値データｅ＋ki,e
−ki,eを採り込むタイミングが調整されるものである。
前記ADC52は、前述したMPU6の制御下で該MPU6から出力
される駆動指令信号に従つて駆動して、前記MPX51を介
して与えられるアナログ信号をデイジタル信号に変換し
て出力する。前述したメモリ７は、制御プログラム等を
内蔵し又必要データを記憶する。前記メモリ７は、MPU6
の制御下で該MPU6によつて演算処理されたデータを記憶
するようになつている。
前記メモリ７には、例えば前述したADD/SUB導出回路3
1のVP端子から出力される瞬時値ｅ＋kiを表わすVPの自
乗値VP 2とVP 2に対応する瞬時電力値WP、前記導出回路31
のVN端子から出力される瞬時値ｅ−kiを表わすVNの自乗
値VN 2と該VN 2に対応する瞬時電力値WN、前記瞬時電力値
WPとWNとの差分によつて求まる瞬時電力値Ｗ等のデータ
がテーブルとして記憶されている。前記MPU6は、算術論
理演算及び比較演算を行なうとともに、前述したSHA4に
対してはサンプルホールド指令信号を、MPX51に対して
はタイミングコントロール信号を、ADC52に対しては駆
動指令信号を夫々出力することによつてこれら各種機器
類の駆動タイミングを制御する。前記MPU6は、交流信号
１周期、即ち瞬時電力値Ｗデータのサンプリング周期の
タイミングを設定するためのタイマを内蔵している。前
述した機能の他に前記MPU6は以下に記載するごとき諸機
能を具備している。ADC52等を介してADD/SUB導出回路
31から出力されたｅ＋ki,e−kiの値を読み込んで前述し
たVP 2,VN 2を演算し、該演算したVP 2,VN 2に対応する瞬時
電力値データWP,WNをテーブルルツクアツプによつて前
記メモリ７から読み出す。
1のVP端子から出力される瞬時値ｅ＋kiを表わすVPの自
乗値VP 2とVP 2に対応する瞬時電力値WP、前記導出回路31
のVN端子から出力される瞬時値ｅ−kiを表わすVNの自乗
値VN 2と該VN 2に対応する瞬時電力値WN、前記瞬時電力値
WPとWNとの差分によつて求まる瞬時電力値Ｗ等のデータ
がテーブルとして記憶されている。前記MPU6は、算術論
理演算及び比較演算を行なうとともに、前述したSHA4に
対してはサンプルホールド指令信号を、MPX51に対して
はタイミングコントロール信号を、ADC52に対しては駆
動指令信号を夫々出力することによつてこれら各種機器
類の駆動タイミングを制御する。前記MPU6は、交流信号
１周期、即ち瞬時電力値Ｗデータのサンプリング周期の
タイミングを設定するためのタイマを内蔵している。前
述した機能の他に前記MPU6は以下に記載するごとき諸機
能を具備している。ADC52等を介してADD/SUB導出回路
31から出力されたｅ＋ki,e−kiの値を読み込んで前述し
たVP 2,VN 2を演算し、該演算したVP 2,VN 2に対応する瞬時
電力値データWP,WNをテーブルルツクアツプによつて前
記メモリ７から読み出す。
例えば、メモリ７には以下のように記憶されている。
アドレス データ VP（VN） WP（WN）＝VP 2（VN 2） 0.001 0.00001 0.002 0.00004 ・・・ ・・・ ・・・ ・・・ 5.000 25.000 但し、実際に0.001なるアドレスは取れないから、0.0
01を１番地に対応させ、１番地に格納したデータ0.0000
1を取り出す。このようにすれば、自乗の演算をしたの
と同様な結果を得ることができる。前記メモリ７からデ
ータWP,WNを読み出した後、Ｗ＝WP−WNを演算すること
によつてWPとWNとの差分値たる瞬時電力値Ｗを算出す
る。で求めた瞬時電力値Ｗと前記瞬時電圧値ｅとが
共に０になつた時点をカウントし、該カウントした回数
が２となつた時点で前記電力系統における交流信号の１
周期と判定して前記瞬時電力値Ｗをサンプリングして平
均値を求めるに際しての１周期とする。で決定した
サンプルリグ値を平均化するための周期において前記瞬
時電力値Ｗのサンプリング回数が所定回数に達したこと
を認識すると所謂波形平均化処理を行なつて各々の周期
毎の瞬時電力値Ｗデータの平均値を演算する。で行
なつた各々の周期毎の電力平均値データに基づいて単位
時間当りの積算電力値を演算する。
01を１番地に対応させ、１番地に格納したデータ0.0000
1を取り出す。このようにすれば、自乗の演算をしたの
と同様な結果を得ることができる。前記メモリ７からデ
ータWP,WNを読み出した後、Ｗ＝WP−WNを演算すること
によつてWPとWNとの差分値たる瞬時電力値Ｗを算出す
る。で求めた瞬時電力値Ｗと前記瞬時電圧値ｅとが
共に０になつた時点をカウントし、該カウントした回数
が２となつた時点で前記電力系統における交流信号の１
周期と判定して前記瞬時電力値Ｗをサンプリングして平
均値を求めるに際しての１周期とする。で決定した
サンプルリグ値を平均化するための周期において前記瞬
時電力値Ｗのサンプリング回数が所定回数に達したこと
を認識すると所謂波形平均化処理を行なつて各々の周期
毎の瞬時電力値Ｗデータの平均値を演算する。で行
なつた各々の周期毎の電力平均値データに基づいて単位
時間当りの積算電力値を演算する。
次に上述した構成の電力計測装置の動作を、主にタイ
ミング制御と時間積算の手順を示す第３図のフローチヤ
ート、定周期処理を行なう第４図のフローチヤートを併
用して以下に説明する。
ミング制御と時間積算の手順を示す第３図のフローチヤ
ート、定周期処理を行なう第４図のフローチヤートを併
用して以下に説明する。
オペレータによつてMPU6の駆動電源が投入されると、
該MPU6は制御動作を開始する。MPU6は、前記メモリ７の
テーブルをクリアするとともに（ステツプ100,ステツプ
101）、各周期毎に累計された電力積算値をもクリアす
る（ステツプ102）。ステツプ101,102において叙上のご
とき処理を行なうと、ADC52等を介してADD/SUB導出回路
31から出力されたｅ＋ki,e−kiを読み込んで（ステツプ
103）VP 2＝(e+ki)2，VN 2＝(e-ki)2を積算し（ステツプ1
04）、該演算したVP 2,VN 2に対応する瞬時電力値データW
P,WNをテーブルルツクアツプによつて前記メモリ７から
読み出す（ステツプ105）。ステツプ105においてWP,WN
を読み出した後、Ｗ＝WP−WN＝(e+ki)2−(e-ki)2＝4kei
＝4kEIsinωｔ・sin（ωｔ−）の値を算出し、更に、
4kei＝4kEIsinωｔ・sin（ωｔ−）＝4kEI「cos−c
os（２ωｔ−）〕を演算することによつてWPとWNとの
差分値たる瞬時電力値Ｗの一種を算出する（ステツプ10
6）。ステツプ106において瞬時電力値Ｗを求めると、該
求めた瞬時電力値Ｗが０であるか否かの大きさ判定を行
ないＷ＝０と認識したときにはステツプ108に移行する
（ステツプ107）。ステツプ107においてＷ＝０と認識す
ると前記ADD/SUB導出回路31に入力された瞬時電圧値ｅ
及び瞬時電流値ｉが０であるか否かの大きさ判定を行な
い（ステツプ108）、瞬時電力値Ｗと瞬時電圧値ｅが同
時に０になつたと認識した時点で（ステツプ109）、該
時点を前述した瞬時電力値Ｗのサンプリング開始時点と
して（第４図にて図示する）周期測定割込ルーチンへと
移行する（ステツプ110）。ステツプ106において示した
式Ｗ＝4kei＝4kEIsinωｔ・sin（ωｔ−）から明らか
なように、前記瞬時電力値ＷがＷ＝０となるのはsinω
ｔ＝0,sin（ωｔ−）＝０のとき即ちωｔ＝0,π,2π
…，ωｔ＝，π＋,2π＋，…のときであるから、
Ｗ＝０となるのは交流信号１周期の間にωｔ＝0,，
π，π＋ψ，（２π）の計４回である。換言すれば瞬時
電力値Ｗが０となる回数４回が、前記交流信号の１周期
を表わすこととなる。一方、瞬時電圧値ｅが明らかに交
流信号の１周期の間に0,π,2πの２回だけ０となるの
で、最初にＷとｅとが０になつた時点を前記１周期の始
期即ち瞬時電力値Ｗのサンプリング開始の時点とし、該
サンプリング開始の時点から２回目にＷとｅとが共に０
になつた時点を前記１周期の終期即ち瞬時電力値Ｗのサ
ンプリング終了の時点とすればよいことになる。従つて
後述する周期測定割込ルーチンは、前述したサンプリン
グ開始時点からサンプリング終了時点までを１周期とし
て各周期毎に実行されることとなり、サンプリング終了
時点に達すると同時にMPU6は次のサンプリング周期のタ
イミングを設定するための内部タイマを始動させる。
該MPU6は制御動作を開始する。MPU6は、前記メモリ７の
テーブルをクリアするとともに（ステツプ100,ステツプ
101）、各周期毎に累計された電力積算値をもクリアす
る（ステツプ102）。ステツプ101,102において叙上のご
とき処理を行なうと、ADC52等を介してADD/SUB導出回路
31から出力されたｅ＋ki,e−kiを読み込んで（ステツプ
103）VP 2＝(e+ki)2，VN 2＝(e-ki)2を積算し（ステツプ1
04）、該演算したVP 2,VN 2に対応する瞬時電力値データW
P,WNをテーブルルツクアツプによつて前記メモリ７から
読み出す（ステツプ105）。ステツプ105においてWP,WN
を読み出した後、Ｗ＝WP−WN＝(e+ki)2−(e-ki)2＝4kei
＝4kEIsinωｔ・sin（ωｔ−）の値を算出し、更に、
4kei＝4kEIsinωｔ・sin（ωｔ−）＝4kEI「cos−c
os（２ωｔ−）〕を演算することによつてWPとWNとの
差分値たる瞬時電力値Ｗの一種を算出する（ステツプ10
6）。ステツプ106において瞬時電力値Ｗを求めると、該
求めた瞬時電力値Ｗが０であるか否かの大きさ判定を行
ないＷ＝０と認識したときにはステツプ108に移行する
（ステツプ107）。ステツプ107においてＷ＝０と認識す
ると前記ADD/SUB導出回路31に入力された瞬時電圧値ｅ
及び瞬時電流値ｉが０であるか否かの大きさ判定を行な
い（ステツプ108）、瞬時電力値Ｗと瞬時電圧値ｅが同
時に０になつたと認識した時点で（ステツプ109）、該
時点を前述した瞬時電力値Ｗのサンプリング開始時点と
して（第４図にて図示する）周期測定割込ルーチンへと
移行する（ステツプ110）。ステツプ106において示した
式Ｗ＝4kei＝4kEIsinωｔ・sin（ωｔ−）から明らか
なように、前記瞬時電力値ＷがＷ＝０となるのはsinω
ｔ＝0,sin（ωｔ−）＝０のとき即ちωｔ＝0,π,2π
…，ωｔ＝，π＋,2π＋，…のときであるから、
Ｗ＝０となるのは交流信号１周期の間にωｔ＝0,，
π，π＋ψ，（２π）の計４回である。換言すれば瞬時
電力値Ｗが０となる回数４回が、前記交流信号の１周期
を表わすこととなる。一方、瞬時電圧値ｅが明らかに交
流信号の１周期の間に0,π,2πの２回だけ０となるの
で、最初にＷとｅとが０になつた時点を前記１周期の始
期即ち瞬時電力値Ｗのサンプリング開始の時点とし、該
サンプリング開始の時点から２回目にＷとｅとが共に０
になつた時点を前記１周期の終期即ち瞬時電力値Ｗのサ
ンプリング終了の時点とすればよいことになる。従つて
後述する周期測定割込ルーチンは、前述したサンプリン
グ開始時点からサンプリング終了時点までを１周期とし
て各周期毎に実行されることとなり、サンプリング終了
時点に達すると同時にMPU6は次のサンプリング周期のタ
イミングを設定するための内部タイマを始動させる。
ステツプ110において周期測定割込ルーチンに移行す
ると、MPU6は、前述したメモリ７のテーブルをクリアし
（ステツプ121）、ADC52等を介して前記ADD/SUB導出回
路31から出力されたｅ＋ki,e−kiを読み込んで（ステツ
プ122）VP 2＝(e+ki)2，VN 2＝(e-ki)2を演算し（ステツ
プ123）、該演算したVP 2,VN 2に対応する瞬時電力値デー
タWP,WNをテーブルルツクアツプによつて前記メモリ７
から読み出す（ステツプ124）。ステツプ124において
WP,WNを読み出した後、Ｗ＝WP−WN＝(e+ki)2−(e-ki)2
＝4kei＝4kEIsinωｔ・sin（ωｔ−）の値を算出し、
更に、4kei＝4kEIsinωｔ・sin（ωｔ−）＝4kEI「co
s−cos（２ωｔ−）〕を演算することによつてWPと
WNとの差分値たる瞬時電力値Ｗを算出する（ステツプ12
5）。前述したステツプ107において行なつたようなステ
ツプ125において求めた瞬時電力値Ｗが０であるか否か
の大きさ判定は本ルーチンでは行なわず、別途定めるレ
ベル監視アルゴリズムによつて前記ステツプ125におい
て求めた瞬時電力値Ｗに異常があるか否かの判定を行な
う（ステツプ126）。ステツプ126において前述したレベ
ル監視アルゴリズムに基づき前記Ｗの値に異常がないと
判定されれば、前記Ｗのデータを前述したメモリ７にス
トアする（ステツプ127）。ステツプ127における表示
は、単純な記憶処理を表わしているものであるが、以前
に求められた瞬時値を利用して後述するような波形処理
を行うに際しては前記瞬時値に所定の係数を乗じて補正
をも行なうこととなる。上述したようなプロセスで瞬時
電力値Ｗの測定を繰り返し、測定回数が所定回数に達し
たときには交流信号の１周期分が経過したものと認識し
て（ステツプ128）、ステツプ113の周期測定終了処理に
移行する（ステツプ129）。ステツプ129において周期測
定終了処理に移行すると、前述した交流信号１周期分の
間に前記メモリ７に蓄積されたデータに基づいて波形平
均化処理 を行なう（ステツプ113）。ステツプ113において行なわ
れる波形平均化処理としては、単純な平均値処理から各
種積分処理が考えられるが、例えばフーリエ解析であれ
ばステツプ127においてストアされている係数処理後の
データaiWiを蓄積したうえ、求積を行なうこととしても
よい。このようにして周期測定終了処理が施された電力
値Ｗデータは、各周期毎に所定期間前記メモリ７に記憶
され（ステツプ114）、以下に記載する電力の時間積算
値を求めるルーチンへと移行することとなる。ステツプ
114において前記メモリ７に記憶されている交流信号１
周期毎の電力値Ｗは、前記MPU6によつて読み出され積算
累計されて積算累計値WHkとして前記メモリ７に記憶さ
れる（ステツプ115）。ステツプ115における処理が開始
されてから予め設定された時間（或いは交流信号の複数
周期）が経過したことを認識すると（ステツプ116）、
前述したような平均化処理を行ない（ステツプ117）、W
H出力として所定の工学処理を行なつた値を出力する
（ステツプ118）。
ると、MPU6は、前述したメモリ７のテーブルをクリアし
（ステツプ121）、ADC52等を介して前記ADD/SUB導出回
路31から出力されたｅ＋ki,e−kiを読み込んで（ステツ
プ122）VP 2＝(e+ki)2，VN 2＝(e-ki)2を演算し（ステツ
プ123）、該演算したVP 2,VN 2に対応する瞬時電力値デー
タWP,WNをテーブルルツクアツプによつて前記メモリ７
から読み出す（ステツプ124）。ステツプ124において
WP,WNを読み出した後、Ｗ＝WP−WN＝(e+ki)2−(e-ki)2
＝4kei＝4kEIsinωｔ・sin（ωｔ−）の値を算出し、
更に、4kei＝4kEIsinωｔ・sin（ωｔ−）＝4kEI「co
s−cos（２ωｔ−）〕を演算することによつてWPと
WNとの差分値たる瞬時電力値Ｗを算出する（ステツプ12
5）。前述したステツプ107において行なつたようなステ
ツプ125において求めた瞬時電力値Ｗが０であるか否か
の大きさ判定は本ルーチンでは行なわず、別途定めるレ
ベル監視アルゴリズムによつて前記ステツプ125におい
て求めた瞬時電力値Ｗに異常があるか否かの判定を行な
う（ステツプ126）。ステツプ126において前述したレベ
ル監視アルゴリズムに基づき前記Ｗの値に異常がないと
判定されれば、前記Ｗのデータを前述したメモリ７にス
トアする（ステツプ127）。ステツプ127における表示
は、単純な記憶処理を表わしているものであるが、以前
に求められた瞬時値を利用して後述するような波形処理
を行うに際しては前記瞬時値に所定の係数を乗じて補正
をも行なうこととなる。上述したようなプロセスで瞬時
電力値Ｗの測定を繰り返し、測定回数が所定回数に達し
たときには交流信号の１周期分が経過したものと認識し
て（ステツプ128）、ステツプ113の周期測定終了処理に
移行する（ステツプ129）。ステツプ129において周期測
定終了処理に移行すると、前述した交流信号１周期分の
間に前記メモリ７に蓄積されたデータに基づいて波形平
均化処理 を行なう（ステツプ113）。ステツプ113において行なわ
れる波形平均化処理としては、単純な平均値処理から各
種積分処理が考えられるが、例えばフーリエ解析であれ
ばステツプ127においてストアされている係数処理後の
データaiWiを蓄積したうえ、求積を行なうこととしても
よい。このようにして周期測定終了処理が施された電力
値Ｗデータは、各周期毎に所定期間前記メモリ７に記憶
され（ステツプ114）、以下に記載する電力の時間積算
値を求めるルーチンへと移行することとなる。ステツプ
114において前記メモリ７に記憶されている交流信号１
周期毎の電力値Ｗは、前記MPU6によつて読み出され積算
累計されて積算累計値WHkとして前記メモリ７に記憶さ
れる（ステツプ115）。ステツプ115における処理が開始
されてから予め設定された時間（或いは交流信号の複数
周期）が経過したことを認識すると（ステツプ116）、
前述したような平均化処理を行ない（ステツプ117）、W
H出力として所定の工学処理を行なつた値を出力する
（ステツプ118）。
以上説明したように、交流信号の１周期内の複数のサ
ンプリングデータから瞬時電力の平均値を求め、各周期
毎の平均値データを単位時間毎に積算することによつて
積算電力値を求めることが出来る。このように、瞬時電
圧和分値・差分値から電力値を求める方式を用いると共
に、その演算における自乗演算をルックアップテーブル
によるデータの取り出しによって行うことにより、電力
値の演算に乗除演算がなくなり、加減演算だけにするこ
とができるのでマイクロプロセッサ６での演算を容易に
すばやく行うことができる。第５図は、この発明の別の
実施例に従う電力計測装置の構成を示すブロツク図であ
る。本実施例と、前記第１図にて図示した実施例とでは
前記第１図にて図示したADC52に代えてコンパレータ5
3、D/Aコンパレータ（以下「DAC」という）54を使用し
て逐次比較形のADC回路を構成した点において相違す
る。本実施例は前述したコンパレータ53が、MPU6で設定
したデイジタル基準値をDAC54でデイジタル／アナログ
変換した出力値とアナログ入力値とを比較して、該比較
結果がコンパレータ53の所定不感帯内に入れば所定の信
号を出力するようにしたもので、MPU6の前記デイジタル
基準値設定機能と併行して逐次比較ADC機能を実行する
ものである。このような構成によれば、MPU6の処理速度
が適切である限り、計測された瞬時電力値Ｗをアナログ
出力するためのDAC54が共用できるという利点がある。
ンプリングデータから瞬時電力の平均値を求め、各周期
毎の平均値データを単位時間毎に積算することによつて
積算電力値を求めることが出来る。このように、瞬時電
圧和分値・差分値から電力値を求める方式を用いると共
に、その演算における自乗演算をルックアップテーブル
によるデータの取り出しによって行うことにより、電力
値の演算に乗除演算がなくなり、加減演算だけにするこ
とができるのでマイクロプロセッサ６での演算を容易に
すばやく行うことができる。第５図は、この発明の別の
実施例に従う電力計測装置の構成を示すブロツク図であ
る。本実施例と、前記第１図にて図示した実施例とでは
前記第１図にて図示したADC52に代えてコンパレータ5
3、D/Aコンパレータ（以下「DAC」という）54を使用し
て逐次比較形のADC回路を構成した点において相違す
る。本実施例は前述したコンパレータ53が、MPU6で設定
したデイジタル基準値をDAC54でデイジタル／アナログ
変換した出力値とアナログ入力値とを比較して、該比較
結果がコンパレータ53の所定不感帯内に入れば所定の信
号を出力するようにしたもので、MPU6の前記デイジタル
基準値設定機能と併行して逐次比較ADC機能を実行する
ものである。このような構成によれば、MPU6の処理速度
が適切である限り、計測された瞬時電力値Ｗをアナログ
出力するためのDAC54が共用できるという利点がある。
以上のように、この発明によれば、瞬時電力値データ
抽出手段は、瞬時電圧和分値・差分値出力手段から出力
された瞬時電圧和分値、瞬時電圧差分値に応じて記憶手
段に記憶されている瞬時電力値の中から該当する瞬時電
力値データを抽出し、瞬時電力値データ累算手段は、瞬
時電力値データ抽出手段によつて抽出された瞬時電力値
データを受けて所定数累算し、電力平均値演算手段は、
瞬時電力値データ累算手段によつて累算された瞬時電力
値データ累計値から所定周期毎の電力平均値を演算し、
電力平均値積算手段は、電力平均値演算手段によつて演
算された電力平均値を積算することとしたので、電力系
統のごとき潮流変化の激しい箇所にあつても充分実用に
耐え得るとともに高速な電力／電圧変換機能を具備し、
電力系統の計測、制御、保護、監視に広く適用可能な電
力計測装置が得られる効果がある。
抽出手段は、瞬時電圧和分値・差分値出力手段から出力
された瞬時電圧和分値、瞬時電圧差分値に応じて記憶手
段に記憶されている瞬時電力値の中から該当する瞬時電
力値データを抽出し、瞬時電力値データ累算手段は、瞬
時電力値データ抽出手段によつて抽出された瞬時電力値
データを受けて所定数累算し、電力平均値演算手段は、
瞬時電力値データ累算手段によつて累算された瞬時電力
値データ累計値から所定周期毎の電力平均値を演算し、
電力平均値積算手段は、電力平均値演算手段によつて演
算された電力平均値を積算することとしたので、電力系
統のごとき潮流変化の激しい箇所にあつても充分実用に
耐え得るとともに高速な電力／電圧変換機能を具備し、
電力系統の計測、制御、保護、監視に広く適用可能な電
力計測装置が得られる効果がある。
第１図はこの発明の一実施例に従う電力計測装置の構成
を示すブロツク図、第２図は前記第１図にて図示した和
分値・差分値導出回路の回路構成を示した回路図、第３
図，第４図は前記第１図にて図示した構成のフローチヤ
ート、第５図は、この発明の別の実施例に従う電力計測
装置の構成を示すブロツク図、第６図は、従来の電力計
測装置の構成を示すブロツク図である。 図において、４はサンプルホールドアンプ、６はマイク
ロプロセツサ、７はメモリ、31は和分値・差分値導出回
路、51はマルチプレクサ、52はA/D変換器である。 なお、各図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
を示すブロツク図、第２図は前記第１図にて図示した和
分値・差分値導出回路の回路構成を示した回路図、第３
図，第４図は前記第１図にて図示した構成のフローチヤ
ート、第５図は、この発明の別の実施例に従う電力計測
装置の構成を示すブロツク図、第６図は、従来の電力計
測装置の構成を示すブロツク図である。 図において、４はサンプルホールドアンプ、６はマイク
ロプロセツサ、７はメモリ、31は和分値・差分値導出回
路、51はマルチプレクサ、52はA/D変換器である。 なお、各図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
Claims (2)
- 【請求項１】外部から与えられた瞬時電圧検出値と瞬時
電流検出値とを受けて前記瞬時電圧検出値と瞬時電流検
出値によって求まる瞬時電圧和分値及び差分値を夫々出
力する瞬時電圧和分値・差分値出力手段と、前記瞬時電
圧和分値及び差分値と対応する瞬時電力値データを予め
記憶している記憶手段と、前記瞬時電圧和分値・差分値
出力手段から出力された瞬時電圧和分値、瞬時電圧差分
値に応じて前記記憶手段に記憶されている瞬時電力値デ
ータの中からそれぞれ該当する瞬時電力値データを抽出
すると共に、それら２つの瞬時電力値データの差分から
瞬時電力値を演算する瞬時電力値データ抽出手段と、前
記瞬時電力値データ抽出手段によって演算された瞬時電
力値を受けて所定数累算する瞬時電力値データ累算手段
と、前記瞬時電力値データ累算手段によって累算された
瞬時電力値データ累算値から所定周期毎の電力平均値を
演算する電力平均値演算手段と、前記電力平均値演算手
段によって演算された電力平均値を積算する電力平均値
積算手段とを有する電力計測装置。 - 【請求項２】前記瞬時電圧和分値・差分値出力手段から
出力された瞬時電圧和分値・差分値を、逐次比較形のア
ナログ／ディジタル変換回路を介して前記瞬時電力値デ
ータ抽出手段に与えるようにしたことを特徴とする特許
請求の範囲第（１）項記載の電力計測装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60256375A JPH083504B2 (ja) | 1985-11-15 | 1985-11-15 | 電力計測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60256375A JPH083504B2 (ja) | 1985-11-15 | 1985-11-15 | 電力計測装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62116266A JPS62116266A (ja) | 1987-05-27 |
| JPH083504B2 true JPH083504B2 (ja) | 1996-01-17 |
Family
ID=17291812
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60256375A Expired - Lifetime JPH083504B2 (ja) | 1985-11-15 | 1985-11-15 | 電力計測装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH083504B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106771565B (zh) * | 2016-11-29 | 2019-08-02 | 上海申瑞继保电气有限公司 | 异常有功电度量处理方法 |
-
1985
- 1985-11-15 JP JP60256375A patent/JPH083504B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62116266A (ja) | 1987-05-27 |
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