JPH1164401A

JPH1164401A - 簡易電力モニタ

Info

Publication number: JPH1164401A
Application number: JP22210697A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Kawabata; 正明川畑; Tsuneyoshi Nakajima; 恒義中島; Tokuyuki Yamagata; 徳幸山形
Original assignee: Fujitsu Sinter Ltd
Current assignee: Fujitsu Sinter Ltd
Priority date: 1997-08-19
Filing date: 1997-08-19
Publication date: 1999-03-05

Abstract

(57)【要約】【課題】電力線から得る電圧値を使用することなく、装
置や部屋毎の電力消費状態が従前に比較してどのように
変化しているのかをチェックすることができる簡便な電
力モニタを提供すること。【解決手段】交流電流を測定する交流電流測定手段６
と、演算結果を外部に出力する情報取出し手段を具備す
る電力モニタにおいて、擬似交流電圧信号を出力する交
流電圧値出力手段４−１と、前記交流電流測定手段６か
ら出力された交流電流値と、前記交流電圧値出力手段４
−１から出力された擬似交流電圧値にもとづき擬似電力
を演算する演算処理手段２と、前記演算手段の出力値を
出力する出力手段４と、直流電圧を出力する電源手段７
を備えたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電力モニタ装置に係
り、特に電力線からの電圧値を使用することなく装置や
部屋毎の電力の消費状態が従前に比較してどのように変
化しているのかをチェックすることができる簡便な電力
モニタ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年環境意識の高まりにともなって省エ
ネルギー化が提案され、省電力化が推進されている。こ
れにともなってこまめな節電等も実行されているが、実
際にそれによっていくら節電できたのかということは、
電力計の設置されている単位、つまり家屋、建屋、ある
いは工場といった大きな単位でしかわからず、総合的な
節電効果は確認できるものの、装置単位等の、きめ細か
い努力の結果が不明であって、実効があまり上がらない
のが実情である。

【０００３】積算電力の測定は、電力線の電圧、電流、
力率等を測定し、それらを基に演算、積算して測定した
り、渦電流損にもとづく回転円板型の積算電力計にもと
づき精算電力を測定していた。

【０００４】このような測定を行うためには、省エネル
ギー対象の機器接続前の電力計の設置や、あるいは機器
設置後に機器への接続配線の切断、積算電力計の接続、
機器への再接続という電力計設置工事が必要であった。

【０００５】したがって電力計の設置は、建屋、フロ
ア、あるいは比較的大きな設備等の単位で課金を目的に
実施されることが多く、個々の機器の消費電力はあまり
問題とされず、カタログ等の最大消費電力から算定した
り、あるいは全体の消費電力から機器の数で分割して推
定したりしていた。

【０００６】それ故個々の設備の電力消費の実体を把握
できず、建屋、フロアといった大きな単位での電力消費
は確認できても、個々の努力の結果が数字として捉えに
くく、個人の省エネルギー、省電力の意識に直接つなが
らず、実効があまり上がらないのが実情である。

【０００７】また個々の装置に従来の電力計を取りつけ
ようとしても、各単位で有資格者による電気工事が必要
となり、費用がかゝり、しかも工事のために一旦電力供
給を停止させることが必要になるなど弊害が多かった。

【０００８】しかも電力計の設置・変更にも電気工事が
必要であり、このため有資格者による作業を必要とする
ため、容易に電力計の設置や取り外しができず、このた
め個々の単位、例えばフロア毎、部屋毎、装置毎、ある
いは部・課・個人といった小さなまとまりの単位での節
電効果を直接計測・把握しにくいのが実情である。

【０００９】そこでこのような小さなまとまりの単位
で、誰でも容易に設置することができ、節電効果を確認
できる機器が求められている。そのため、図４に示す電
力測定装置が先行技術として提案されている。図４にお
いて、１０１は電流測定回路、１０２は力率・電力算出
演算処理回路、１０３は積算・記憶回路、１０４は測定
結果表示・情報取出し回路、１０５は測定タイミング制
御回路、１０６は電流センサ、１０７は直流電源、１０
８は電圧検出回路、１１０、１１０′は被測定電力線で
ある。

【００１０】電力線１１０、１１０′には節電効果を測
定すべき単位の負荷が接続され、その電流値は電流変成
器（ＣｕｒｒｅｎｔＴｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ：ＣＴ）
の如き交流電流センサ１０６により検出されて電流測定
回路１０１に伝達され、また電力線１１０、１１０′の
被測定電圧信号１１８は電圧検出回路１０８に伝達され
る。なおこの電圧検出回路１０８にはヒューズの如き安
全機器の外に伝達された交流電圧信号を演算処理に適し
た電圧に変換するための電圧変換回路が設けられてい
る。

【００１１】測定結果表示・情報取出し回路１０４に
は、図示省略した外部入力装置より入力された測定イン
ターバル設定値にもとづき、例えば１０秒間隔というよ
うな測定インターバル設定信号１１６が測定タイミング
制御回路１０５に伝達され、これに応じて測定タイミン
グ制御回路１０５から例えば１０秒毎にサンプリング時
間を示す測定タイミング制御信号１１４が、図示された
各回路に伝達される。

【００１２】図４に示す電力測定装置の動作を説明す
る。交流電流センサ１０６より被測定線である電力線１
１０、１１０′に流れる交流電流を示すモニタ電流波形
信号１１１が電流測定回路１０１に伝達される。また電
力線１１０、１１０′間の交流電圧を示す被測定電圧信
号１１８が電圧検出回路１０８に伝達される。

【００１３】電流測定回路１０１は、測定タイミング制
御回路１０５から出力されるサンプリング信号である測
定タイミング制御信号１１４により瞬時電流値信号１１
２を力率・電力算出演算処理回路１０２に送出する。ま
た電圧検出回路１０８は、同様に測定タイミング制御信
号１１４により瞬時電圧信号１１９を送出する。

【００１４】力率・電力算出演算処理回路１０２は、同
じく測定タイミング制御信号１１４が入力されたとき、
前記瞬時電流値信号１１２と瞬時電圧値信号１１９によ
りその力率と瞬時電力値を算出し、瞬時電力値を示す瞬
時電力値信号１１３を積算・記憶回路１０３に送出す
る。

【００１５】積算・記憶回路１０３は、この瞬時電力値
を記憶してあるそれまでの積算電力値に加算して新しく
積算電力値を得てこれを記憶回路に記憶するとともに、
この新しく積算した積算電力値を示す積算電力値信号１
１５を測定結果表示・情報取出し回路１０４に送出す
る。

【００１６】測定結果表示・情報取出し回路１０４は、
この積算電力値を表示する測定結果表示信号あるいは外
部装置に出力する外部読出し信号１１７として出力す
る。さらに測定結果表示・情報取出し回路１０４は、前
記力率・電力算出演算処理回路１０２に入力された瞬時
電流値や、瞬時電圧値、あるいは算出した力率等を表示
出力または外部装置に出力する測定結果表示信号あるい
は外部読出信号１１７として表示出力あるいは外部出力
するものである。

【００１７】なお、直流電源１０７は前記各回路に直流
電圧を供給するもので、例えば電池や交流から所定の直
流電圧を得る交流直流変換部等により構成される。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
図４に示す如き電力測定装置でも、被測定配線である電
力線１１０、１１０′から被測定電圧信号１１８を得る
ことが必要であり、このため電力線１１０、１１０′に
電圧検出回路１０８を直接接続することが必要となる。

【００１９】従って、図４に示す従来の技術による電力
測定では、電圧測定のために電力線に対する接続工事が
必要であり、接続工事時に安全のため電力線に対する電
源供給を一時的に停止させなければならなかった。さら
に電力測定装置内に電力線を引き込む必要があることか
ら、電圧変換用のトランスや測定器の故障による電力線
側への影響を避けるためのヒューズ他の安全装置が必要
である。このような理由により測定装置が複雑で高価に
なるという問題がある。

【００２０】本発明はこのような状況に対応し、特別な
電気工事を必要とせず、取扱者の判断で誰でも何時でも
必要なときに電力を測定することができる簡易電力モニ
タを提供するものであり、例えば個人の担当部分の消費
電力を把握することにより、省エネルギー、省電力の意
識を持たせることができるとともに、ある一定期間、特
定範囲の省エネルギー、省電力効果を直接測定すること
を誰でもが容易に実施できるようにすることにより、個
人の省電力意識改革をもたらし、省電力の実効を上げる
ことができる簡易電力モニタの提供を目的とするもので
ある。

【００２１】

【問題を解決するための手段】前記目的を達成するため
本発明では、図１に示す如く、電流測定回路１、演算処
理回路２、積算・記憶回路３、交流電圧値・情報取出し
回路（以下情報取出し回路という）４、測定タイミング
制御回路５、交流電流センサ６、電源部７等を具備す
る。使用電力が測定される負荷装置は電力線（被測定
線）１０、１０′に接続され、この電力線１０に流れる
交流電流をクランプ式の交流電流センサ６が検出する。
情報取出し回路４には、電力線１０、１０′のＡＣ電圧
が２００Ｖの場合には、ＡＣ２００Ｖの交流電圧値を出
力する２００Ｖ擬似ＡＣ電圧信号源４−１が設けられて
いる。

【００２２】測定タイミング制御回路５から出力される
サンプリングクロック、すなわち測定タイミング制御信
号１４により、電流測定回路１、演算処理回路２、積算
・記憶回路３等が制御され、電流測定回路１から出力さ
れた交流電流の実効値１１２と、情報取出し回路４から
出力された擬似ＡＣ電圧値から演算処理回路２におい
て、あらかじめ固定的に設定された力率（力率１とか
０．９の如き設定値）にもとづき得られた瞬時値より算
出された交流電圧の実効値が乗算されて得られた瞬時電
力値１３を出力する。この瞬時電力値１３は積算・記憶
回路３により順次積算され、その値が記憶される。そし
てこの積算値が情報取出し回路４に送出されて、出力信
号となり、出力端子１８から表示装置に出力されたり、
外部読出し信号となって外部装置に送出される。

【００２３】このようにして、電力線１０、１０′に対
する接続工事を行うことなく、例えば１週間毎にその積
算値を比較することにより節電効果を推定することがで
きる。

【００２４】前記目的を達成するための、請求項１に記
載された本発明は、交流電流を測定する交流電流測定手
段６と、演算結果を外部に出力する情報取出し手段を具
備する電力モニタにおいて、擬似交流電圧信号を出力す
る交流電圧値出力手段４−１と、前記交流電流測定手段
６から出力された交流電流値と、前記交流電圧値出力手
段４−１から出力された擬似交流電圧値にもとづき擬似
電力を演算する演算処理手段２と、前記演算手段の出力
値を出力する出力手段４と、直流電圧を出力する電源手
段７を備えたことを特徴とする。

【００２５】請求項２に記載された本発明では、請求項
１の記載において前記交流電流測定手段１としてクラン
プ式交流電流センサを用いたことを特徴とする。請求項
３に記載された本発明では、請求項１の記載において、
前記交流電圧値出力手段は、複数の大きさの電圧に応じ
た擬似交流電圧信号の１つを選択的に出力可能に構成さ
れていることを特徴とする。

【００２６】本発明では下記の作用効果を奏する。（１）電力線に直接電気工事することなく、簡易的に電
力量を積算することができるので、過去の期間に比較し
てどの程度の節電効果があったかということを、装置毎
に、あるいはフロアー毎に、部屋毎に、個人毎に等の限
定された範囲で測定することができる。

【００２７】（２）クランプ式交流電流計を使用するこ
とにより、電力線を切断することなく交流電流計を簡単
に設置することができるので、取扱い易い簡易電力モニ
タを提供することができる。

【００２８】（３）例えばＡＣ１００Ｖ、ＡＣ２００
Ｖ、ＡＣ４００Ｖ等の、通常の事業所で使用される交流
電圧の擬似交流電圧信号出力手段を用意し、その使用箇
所に応じてこれらの１つを選択することができるので、
異なるＡＣ電圧の電力線に対しても対応可能なユニバー
サルな簡易電力モニタを提供することができる。

【００２９】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図２及び図
３にもとづき説明する。図中他図と同記号は同一部を示
し、１は電流測定回路、２は演算処理回路、３は積算・
記憶回路、４は情報取出し回路、５は測定タイミング制
御回路、６は交流電流センサ、７は電源部である。

【００３０】電流測定回路１は交流電流センサ６から入
力された交流電流に応じたモニタ電流波形信号１１を測
定タイミング制御回路６から伝達されたサンプリングク
ロックすなわち測定タイミング制御信号１４にもとづき
サンプリングし、実効値に変換し、この実効値を演算処
理回路２に送出するものである。

【００３１】演算処理回路２は、前記電流測定回路１か
ら送出された交流電流の実効値と、情報取出し回路４か
ら伝達された、電力線１０、１０′間の交流電圧に応じ
た電圧値と、事前に設定された力率にもとづき、得られ
た瞬時値より算出された交流電圧の実効値を算出し、こ
れら電流・電圧の実効値を乗算して前記測定タイミング
制御信号１４に指示された時点での瞬時電力値１３を演
算するものである。

【００３２】積算・記憶回路３は、前記演算処理回路２
から送出された瞬時電力値１３を前記測定タイミング制
御信号１４にもとづき、それまでの積算値と加算して新
しい積算値を求め、これを記憶するとともに、この新し
い積算電力値１５を出力するものである。

【００３３】情報取出し回路４は、ＡＣ１００Ｖの交流
電圧値を出力する１００Ｖ擬似ＡＣ電圧信号源４−０、
ＡＣ２００Ｖの交流電圧値を出力する２００Ｖ擬似ＡＣ
電圧信号源４−１、ＡＣ４００Ｖの交流電圧値を出力す
る４００Ｖ疑似ＡＣ電圧信号源４−２と、これら１００
Ｖ擬似ＡＣ電圧信号源４−０〜４００Ｖ擬似ＡＣ電圧信
号源４−２のうちから１つの交流電圧値を選択出力する
セレクタ４−３が設けられ、電力線１０、１０′に応じ
た交流電圧値を前記演算処理回路２に送出する。なおこ
れら各ＡＣ電圧信号源はＡＣ電圧を示すデータで構成さ
れているソフトである。

【００３４】さらに情報取出し回路４は、前記演算処理
回路２から伝達された交流電流の実効値１２、交流の実
効値等を測定結果表示・外部読出し信号１７として図示
省略した表示装置あるいは外部装置に送出するものであ
り、出力端子１８が設けられている。その他図示省略し
た入力装置からサンプリング期間を設定する測定インタ
ーバル値が入力されたとき、これに応じて測定インター
バル設定信号１６を測定タイミング制御回路５に出力す
るものである。

【００３５】測定タイミング制御回路５は、前記測定イ
ンターバル設定信号１６にもとづきサンプリングクロッ
クである測定タイミング制御信号１４を、電流測定回路
１、演算処理回路２、積算・記憶回路３等に送出するも
のである。

【００３６】交流電流センサ６は、電力線１０に流れる
交流電流値を検出するものであって、例えば、図３に示
す如く、クランプ式の交流電流センサ（Ｃｕｒｒｅｎｔ
Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ；ＣＴ）が好ましい。クラン
プ式の電流センサ６は、コイル６−３が巻回された磁心
６−０と、この磁心６−０に対して軸部６−２により回
転する可動磁心６−１により構成され、可動磁心６−１
を開くことにより絶縁配線１０−０を切断することな
く、これに装着することができ、測定対象の負荷に対し
て、簡単に交流電流を測定することができる。

【００３７】電源部７は前記電流測定回路１〜測定タイ
ミング制御回路５に直流電圧を供給するものであって、
例えば電池で構成され、これにより特別な電源が取りに
くいところでも、簡単にこの電力モニタを設置すること
ができる。

【００３８】なお電力線１０、１０′は測定対象となる
負荷が接続されている電力線であり単相配線の場合を示
したものである。本発明の動作を説明する。オペレ−タ
は情報取出し回路４から測定対象の負荷の電力線１０−
１０′の交流電圧に応じた擬似ＡＣ電圧値をセレクタ４
−３から出力させ、演算処理回路２に送出する。また同
じく情報取出し回路４に対してサンプリング時間の設定
を行い、これに応じた測定インターバル設定信号１６が
測定タイミング制御回路５に送出される。

【００３９】測定タイミング制御回路５から一定時間毎
に出力される測定タイミング制御信号１４により、まず
交流電流センサ６から得られたモニタ電流値を電流測定
回路１により瞬時電流値を示す実効値に変換し、演算処
理回路２に伝達される。

【００４０】演算処理回路２では、この値と情報取出し
回路４から伝達された擬似ＡＣ電圧値と、前記の如く、
あらかじめ設定してある力率にもとづき得られた交流電
圧の瞬時値より算出した交流電圧の実効値とを乗算して
瞬時電力値１３を求め、これを積算・記憶回路３に送出
する。積算・記憶回路３ではこの送出された瞬時電力値
１３をそれまでに積算していた電力値と加算して新積算
電力値としてこれを記憶し、同時にこの新積算電力値１
５を情報取出し回路４に送出する。このようにして測定
タイミング制御回路５から出力される測定タイミング制
御信号１４により、演算処理回路２において前記瞬時電
力値１３の計算が行われ、積算・記憶回路３で前記新積
算電力値の計算が行われる。

【００４１】そしてこれが情報取出し回路４に送出され
て、図示省略した表示装置に表示されたり、外部装置に
送出されるものである。なお情報取出し回路４は、演算
処理回路２に送出される瞬時電流値１２等の他の測定結
果を表示したり、外部読み出し信号として外部装置に出
力することもできる。

【００４２】なお前記説明では、演算処理回路２におい
て、交流電流の実効値と交流電圧の実効値とを乗算して
瞬時電力値を算出する例について説明したが、本発明は
勿論これに限定されるものではなく、電流測定回路１よ
り得られた瞬時電流値と、また演算処理回路２において
得られた瞬時電圧値、あらかじめ設定している力率にも
とづき瞬時電力値を演算し、この瞬時電力値の積算値を
モニタ用の電力積算値として使用することもできる。

【００４３】このようにして得られた積算電力値を、例
えば節電対策を施す一週間前の値と、節電対策後一週間
の値とを比較することにより、どの程度の割合だけ節電
効果があったかの目安にすることができる。

【００４４】従来における電力測定では電圧測定のため
に被測定線への接続工事が必要で、接続工事時に安全の
ため、被測定線の電源供給を一時的に停止させなければ
ならないこと、さらに測定器内に電力線を引き込む必要
があることから電圧変換用のパワートランスや測定器の
故障による被測定線への影響を避けるためのヒューズ他
の安全装置が必須であり、測定回路が複雑で高価になる
という欠点がある。

【００４５】本発明はかかる欠点を回避するため、電圧
測定回路を設けず、その代わりに擬似ＡＣ電圧信号源を
設けることにより、被測定線に接続せずに電力の概略測
定を可能とし、例えば節電効果の検討のときのように電
力の比較でよい場合に効果的な測定装置を提供すること
ができる。

【００４６】本発明では、実際の電力線１０、１０′に
電圧変動が発生すると測定に誤差が生じることになる
が、現在の国内の電力事情では大きな電圧変動は少な
く、また省エネルギー効果ということに着目すると対策
前後の電力の比較で充分なことから電圧変動による実際
の影響は小さいと考えられ、簡易的な電力測定には支障
は少ない。

【００４７】またセレクタは被測定線に供給される電圧
値を出力する単なる選択スイッチでよく、場合によって
は被測定線の電圧を計測して擬似ＡＣ電圧信号源を設定
してもよい。

【００４８】

【発明の効果】本発明によれば下記の如き効果を奏す
る。（１）電力線に直接電気工事を行うことなく本発明の電
力モニタを設置することができるので、簡便に省電力効
果を確認することができる。

【００４９】（２）被測定線に交流電流センサをクラン
プするだけでよいので、被測定線を切断することなく、
取扱い易い電力モニタを提供することができる。（３）複数の擬似交流電圧信号源を有するので、ユニバ
ーサルな電力モニタを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理構成図である。

【図２】本発明の一実施の形態である。

【図３】クランプ式交流電流センサ説明図である。

【図４】従来例である。

【符号の説明】

１電流測定回路２演算処理回路３積算・記憶回路４交流電圧値・情報取出し回路５測定タイミング制御回路６交流電流センサ７電源部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】交流電流を測定する交流電流測定手段と、
演算結果を外部に出力する情報取出し手段を具備する電
力モニタにおいて、擬似交流電圧信号を出力する交流電圧値出力手段と、前記交流電流測定手段から出力された交流電流値と、前
記交流電圧値出力手段から出力された擬似交流電圧値に
もとづき擬似電力を演算する演算処理手段と、前記演算手段の出力値を出力する出力手段と、直流電圧を出力する電源手段を備えたことを特徴とする
簡易電力モニタ。
【請求項２】前記交流電流測定手段としてクランプ式交
流電流センサを用いたことを特徴とする請求項１記載の
簡易電力モニタ。
【請求項３】前記交流電圧値出力手段は、複数の大きさ
の電圧に応じた擬似交流電圧信号の１つを選択的に出力
可能に構成されていることを特徴とする請求項１記載の
簡易電力モニタ。