JPH11344514A - 三相電力計 - Google Patents

三相電力計

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JPH11344514A
JPH11344514A JP15100298A JP15100298A JPH11344514A JP H11344514 A JPH11344514 A JP H11344514A JP 15100298 A JP15100298 A JP 15100298A JP 15100298 A JP15100298 A JP 15100298A JP H11344514 A JPH11344514 A JP H11344514A
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JP
Japan
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phase
power
active power
interphase
phases
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JP15100298A
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English (en)
Inventor
Toshiaki Shioda
敏昭 塩田
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Yokogawa Electric Corp
Original Assignee
Yokogawa Electric Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 三相交流の電力値を測定する三相電力計にお
いて、被測定対象の三相三線負荷が不平衡の場合であっ
ても、その波形が歪んでいる場合であっても三相有効電
力と三相無効電力と三相皮相電力を誤差なく正確に求め
ることが可能な三相電力計を提供する。 【解決手段】 三相交流の第1相と第3相を流れる相電
流を測定する2つの電流測定回路と、前記三相交流の第
1相と第2相の相間電圧と第2相と第3相の相間電圧を
測定する2つの電圧測定回路を備え、前記2つの相間電
圧と前記2つの相電流に対してフーリエ解析を行い、そ
の結果から相間電圧と相間電流の実数部と虚数部を分離
して両者を演算し、第1相と第2相及び第2相と第3相
の各相間有効電力と相間無効電力を求め、これを基に三
相有効電力と三相無効電力と三相皮相電力を求める。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、三相三線負荷の有
効電力と無効電力と皮相電力(以下総称して三相電力と
いう)の測定方式の改善に関するものであり、特に不平
衡三相三線負荷の三相電力を測定する場合や歪んだ波形
の三相電力を測定する場合において著しくその測定精度
を向上させたものである。
【0002】
【従来の技術】図2は三相三線結線で従来の方法によっ
て、有効電力ΣWと無効電力Σvarと皮相電力ΣVA
を測定する場合の結線図である。同図を用いて従来の三
相電力の測定方法を説明する。
【0003】図2において、スター結線された三相交流
電源100は、第1相の送電線101と第2相の送電線
102と第3相の送電線103を介してスター結線され
た三相負荷200に接続されている。
【0004】第1相の送電線101には第1相の相電流
A1を測定するための電流計111が接続され、第3相
の送電線103には第3相の相電流A3を測定するため
の電流計113が接続されている。
【0005】また、第1相の送電線101と第2相の送
電線102の間には第1相と第2相の相間電圧V1を測
定するための電圧計112が接続され、第2相の送電線
102と第3相の送電線103の間には第2相と第3相
の相間電圧V3を測定するための電圧計114が接続さ
れている。
【0006】従来はこのような構成で各測定器を接続
し、その測定値を下記の手順により演算を行うことによ
って三相交流負荷の有効電力ΣWと無効電力Σvarと
皮相電力ΣVAを演算していた。
【0007】まず、第1相の皮相電力VA1を、 VA1=V1×A1 (11) によって求め、同様に第3相の皮相電力VA3を、 VA3=V3×A3 (12) によって求める。但し、V1、V3、A1、A3は前記
電圧計112、114及び電流計111、113のよっ
て得られる実効値である。
【0008】ここで、同図における三相交流負荷の皮相
電力ΣVAは、前記(11)式と(12)式によって求
められた第1相の皮相電力VA1と第3相の皮相電力V
A3より、 ΣVA=√3/2(VA1+VA3) (13) によって求められる。
【0009】次に、第1相の有効電力W1を、 W1=∫(V1×A1)dt (14) によって求め、同様に第3相の有効電力W3を、 W3=∫(V3×A3)dt (15) によって求める。
【0010】ここで、同図における三相交流負荷の有効
電力ΣWは、前記(14)式と(15)式によって求め
られた第1相の有効電力W1と第3相の有効電力W3よ
り、 ΣW=W1+W3 (16) によって求められる。
【0011】更に、第1相の無効電力var1は、前記
(11)式と(14)式によって求められた第1相の有
効電力W1と皮相電力VA1より、 var1=√(VA12−W12) (17) によって求め、同様に第3相の無効電力var3を、 var3=√(VA32−W32) (18) によって求める。
【0012】ここで、同図における三相交流負荷の無効
電力Σvarは、前記(17)式と(18)式によって
求められた第1相の無効電力var1と第3相の無効電
力var3より、 Σvar=var1+var3 (19) によって求められる。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上説
明した従来の方法は三相三線負荷が平衡負荷であること
を前提としたものであり、三相三線負荷が不平衡の場合
や波形が歪んでいる場合は、上記の演算式を用いて演算
を行うと測定結果に誤差を生ずるという課題があった。
【0014】本発明は、上記課題を解決するもので、三
相交流の電力値を測定する三相電力計において、被測定
対象の三相三線負荷が不平衡の場合であっても、その波
形が歪んでいる場合であっても三相有効電力と三相無効
電力と三相皮相電力を誤差なく正確に求めることが可能
な三相電力計を提供することを目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために請求項1に記載の発明では、三相交流の電力値
を測定する三相電力計において、三相交流の第1相と第
3相を流れる相電流を測定する2つの電流測定回路と、
前記三相交流の第1相と第2相の相間電圧と第2相と第
3相の相間電圧を測定する2つの電圧測定回路を備え、
前記2つの相間電圧と前記2つの相電流の基本波の整数
倍の周期をウィンドウ幅とするフーリエ解析を行い、そ
の結果から相間電圧と相間電流の実数部と虚数部を分離
して両者を演算し、第1相と第2相及び第2相と第3相
の各相間有効電力と相間無効電力を求め、これを基に三
相有効電力と三相無効電力と三相皮相電力を求めること
が可能な三相電力測定手段を備えたことを特徴とするも
のである。
【0016】請求項1に記載の発明では、請求項2から
請求項6に示した演算式によって三相電力を求めること
により、被測定対象の三相三線負荷が不平衡の場合であ
っても、その波形が歪んでいる場合であっても三相有効
電力と三相無効電力と三相皮相電力を誤差なく正確に求
めることが可能である。
【0017】
【発明の実施の形態】以下図面を用いて本発明を詳しく
説明する。図1は本発明に係る三相電力計の一実施例を
示す構成図である。なお、三相交流電源と三相負荷の接
続方法及び各相電流や相間電圧の測定場所は従来例で説
明した図2と同様であるためここでの説明は省略する。
【0018】図1において、電圧入力端子10はA/D
変換器11に接続されその出力はFFT処理器12に入
力される。これと同様に、電流入力端子20はA/D変
換器21に接続されその出力はFFT処理器22に入力
される。
【0019】前記FFT処理器12とFFT処理器22
の出力は、複素乗算器13のそれぞれの入力端子に接続
される。
【0020】上記と同様の構成で、電圧入力端子30は
A/D変換器31に接続されその出力はFFT処理器3
2に入力される。また、電流入力端子40はA/D変換
器41に接続されその出力はFFT処理器42に入力さ
れる。
【0021】前記FFT処理器32とFFT処理器42
の出力は、複素乗算器33のそれぞれの入力端子に接続
される。
【0022】ここで前記複素乗算器13の実数部出力端
子15と前記複素乗算器33の実数部出力端子35は加
算器14のそれぞれの入力端子に接続される。
【0023】また、前記複素乗算器13の虚数部出力端
子25と前記複素乗算器33の虚数部出力端子45は加
算器34のそれぞれの入力端子に接続される。
【0024】更に、前記加算器14の出力端子16と前
記加算器34の出力端子36は自乗和開平器50のそれ
ぞれの入力端子に接続され、その出力は出力端子51に
接続される。
【0025】以上の構成の三相電力計によって従来例で
示した図2の三相電力を測定しようとする場合、同図に
おいて第1相の相電流を測定するための電流計111の
個所に図1における電流入力端子20を接続し、第1相
と第2相の相間電圧を測定するための電圧計112の個
所に図1における電圧入力端子10を接続する。
【0026】同様に図2において第3相の相電流を測定
するための電流計113の個所に図1における電流入力
端子40を接続し、第2相と第3相の相間電圧を測定す
るための電圧計114の個所に図1における電圧入力端
子30を接続する。
【0027】これによって、電流入力端子20に入力さ
れた第1相の相電流A1は、A/D変換器21によって
デジタル値に変換された後、FFT処理器22に入力し
信号波形の整数倍の周期をウィンドウ幅とするフーリエ
解析を行うことによりFFT処理器22の出力端子27
に前記(1)式に示した信号を得ることができる。
【0028】同様に、電圧入力端子10に入力された第
1相と第2相の相間電圧V1は、A/D変換器11によ
ってデジタル値に変換された後、FFT処理器12に入
力し信号波形の整数倍の周期をウィンドウ幅とするフー
リエ解析を行うことによりFFT処理器12の出力端子
17に前記(2)式に示した信号を得ることができる。
【0029】複素乗算器13は、前記FFT処理器12
の出力端子17と前記FFT処理器22の出力端子27
から得られる前記(1)式と(2)式で示される信号を
前記(3)式で示される乗算処理を行うことによりその
実数部出力端子15に第1相と第2相の相間有効電力W
1を出力し、前記(4)式で示される乗算処理を行うこ
とによりその虚数部出力端子25に第1相と第2相の相
間無効電力var1を出力する。
【0030】同様に、複素乗算器33は、前記FFT処
理器32の出力端子37と前記FFT処理器42の出力
端子47から得られる信号を前記(3)式で示される乗
算処理と同様の処理を行うことによりその実数部出力端
子35に第2相と第3相の相間有効電力W3を出力し、
前記(4)式で示される乗算処理と同様の処理を行うこ
とによりその虚数部出力端子45に第2相と第3相の相
間無効電力var3を出力する。
【0031】加算器14は、前記複素乗算器13の実数
部出力端子15と前記複素乗算器33の実数部出力端子
35から得られる前記第1相と第2相の相間有効電力W
1と前記第2相と第3相の相間有効電力W3を前記
(5)式で示される加算処理を行うことによりその出力
端子16に三相有効電力ΣWを得ることができる。
【0032】同様に加算器34は、前記複素乗算器13
の虚数部出力端子25と前記複素乗算器33の虚数部出
力端子45から得られる前記第1相と第2相の相間無効
電力var1と前記第2相と第3相の相間無効電力va
r3を前記(6)式で示される加算処理を行うことによ
りその出力端子36に三相無効電力Σvarを得ること
ができる。
【0033】更に、自乗和開平器50は、前記加算器1
4の出力端子16と前記加算器34の出力端子36から
得られる前記三相有効電力ΣWと三相無効電力Σvar
を前記(7)式に示された演算処理を行うことによりそ
の出力端子51に三相皮相電力ΣVAを得ることができ
る。
【0034】なお、以上の説明は、本発明の説明および
例示を目的として特定の好適な実施例を示したに過ぎな
い。したがって本発明は、上記実施例に限定されること
なく、その本質から逸脱しない範囲で更に多くの変更、
変形をも含むものである。
【0035】
【発明の効果】請求項1に記載の発明では、請求項2か
ら請求項6に示した演算式によって三相電力を求めるこ
とにより、被測定対象の三相三線負荷が不平衡の場合で
あっても、その波形が歪んでいる場合であっても三相有
効電力と三相無効電力と三相皮相電力を誤差なく正確に
求めることが可能な三相電力計を提供することが可能と
なる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る三相電力計の一実施例を示す構成
図である。
【図2】従来の三相電力測定法の一例を示す接続図であ
る。
【符号の説明】
11、21、31、41 A/D変換器 12、22、32、42 FFT処理器 13、33 複素乗算器 14、34 加算器 50 自乗和開平器 101、102、103 送電線 111、113 電流計 112、114 電圧計 100 三相交流電源 200 三相負荷

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】三相交流の電力値を測定する三相電力計に
    おいて、三相交流の第1相と第3相を流れる相電流を測
    定する2つの電流測定回路と、前記三相交流の第1相と
    第2相の相間電圧と第2相と第3相の相間電圧を測定す
    る2つの電圧測定回路を備え、前記2つの相間電圧と前
    記2つの相電流の基本波の整数倍の周期をウィンドウ幅
    とするフーリエ解析を行い、その結果から相間電圧と相
    間電流の実数部と虚数部を分離して両者を演算し、第1
    相と第2相及び第2相と第3相の各相間有効電力と相間
    無効電力を求め、これを基に三相有効電力と三相無効電
    力と三相皮相電力を求めることが可能な三相電力測定手
    段を備えたことを特徴とする三相電力計。
  2. 【請求項2】前記三相電力測定手段は、前記第1相を流
    れる相電流I1をフーリエ解析して得られる下記(1)
    式と、前記第1相と第2相の相間電圧V1をフーリエ解
    析して得られる下記(2)式より、W1=V1×I1の
    一般式から、下記(3)式によって前記第1相と第2相
    の相間有効電力W1を求めることを特徴とする請求項1
    に記載の三相電力計。 I1=I1r+I2r+・・・Inr+j(I1i+I2i+・・・Ini) (1) V1=V1r+V2r+・・・Vnr+j(V1i+V2i+・・・Vni) (2) W1=(V1r×I1r―V1i×I1i)+(V2r×I2r―V2i×I2i)+・・・・ ・・+(Vnr×Inr―Vni×Ini) (3) 但し、前記Ixy及びVxyにおいてxは高調波次数であ
    り、yは“r”と記された場合実数部を意味し“i”と
    記された場合虚数部を意味する。
  3. 【請求項3】前記三相電力測定手段は、前記三相有効電
    力Wと同様に、前記第1相を流れる相電流I1をフーリ
    エ解析して得られる前記(1)式と、前記第1相と第2
    相の相間電圧V1をフーリエ解析して得られる前記
    (2)式より、下記(4)式によって前記第1相と第2
    相の相間無効電力var1を求めることを特徴とする請
    求項1に記載の三相電力計。 var1=(V1r×I1i+V1i×I1r)+(V2r×I2i+V2i×I2r)+・・ ・・・・+(Vnr×Ini+Vni×Inr) (4)
  4. 【請求項4】前記三相電力測定手段は、前記第1相と第
    2相の相間有効電力W1と同様の手法によって求められ
    た前記2相と第3相の相間有効電力W3より前記三相有
    効電力ΣWを、 ΣW=W1+W3 (5) によって求めることを特徴とする請求項1に記載の三相
    電力計。
  5. 【請求項5】前記三相電力測定手段は、前記第1相と第
    2相の相間無効電力var1と同様の手法によって求め
    られた前記2相と第3相の相間有効電力var3より前
    記三相無効電力Σvarを、 Σvar=var1+var3 (6) によって求めることを特徴とする請求項1に記載の三相
    電力計。
  6. 【請求項6】前記三相電力測定手段は、前記前記三相有
    効電力ΣWと前記三相無効電力Σvarより前記三相皮
    相電力ΣVAを、 ΣVA=√(ΣW2+Σvar2) (7) によって求めることを特徴とする請求項1に記載の三相
    電力計。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007147349A (ja) * 2005-11-25 2007-06-14 Yokogawa Electric Corp 三相電力測定装置
KR101004147B1 (ko) 2010-04-02 2010-12-27 한국전력공사 역 조류 보정용 3상 양방향 계량기 및 계량방법
JP2013542433A (ja) * 2010-10-12 2013-11-21 ハワード ユニバーシティ 障害検出および位置決定のための装置および方法
CN103926476A (zh) * 2014-04-10 2014-07-16 宁波恒力达科技有限公司 基于fft和对称分量法的三相不平衡检测方法及逆变器
JP2016514849A (ja) * 2013-04-12 2016-05-23 ランディス+ギア インコーポレイテッド デルタ結線の電気設備におけるva計測
US10830801B2 (en) 2017-02-01 2020-11-10 Landis+Gyr Innovations, Inc. VA metering in delta-wired electrical service

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007147349A (ja) * 2005-11-25 2007-06-14 Yokogawa Electric Corp 三相電力測定装置
JP4596265B2 (ja) * 2005-11-25 2010-12-08 横河電機株式会社 三相電力測定装置
KR101004147B1 (ko) 2010-04-02 2010-12-27 한국전력공사 역 조류 보정용 3상 양방향 계량기 및 계량방법
JP2013542433A (ja) * 2010-10-12 2013-11-21 ハワード ユニバーシティ 障害検出および位置決定のための装置および方法
JP2016514849A (ja) * 2013-04-12 2016-05-23 ランディス+ギア インコーポレイテッド デルタ結線の電気設備におけるva計測
CN103926476A (zh) * 2014-04-10 2014-07-16 宁波恒力达科技有限公司 基于fft和对称分量法的三相不平衡检测方法及逆变器
US10830801B2 (en) 2017-02-01 2020-11-10 Landis+Gyr Innovations, Inc. VA metering in delta-wired electrical service

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