JPS5832170A - 積算電力計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は積算電力料金計に関し、更に詳細には、特許第
１８０６０４号、特許第２５７８０１号と特許第２７５
１６７号の料金計の改良に関する。

現行の電力料金制度は、消費電力量に対する料金と契約
量に対する料金とからなっている。そして、使用される
電力量計は第１式の第１項に示す値を示すように設計さ
れている。

’ｌ’＋ｆＩＬｉｃＯ３ｌｉｔｔｆＫｔｐＢ　　・パ”
　（９。

式中のｅｚ　ｊ−１ｃ　ｏ　ｓθはそれぞれ各瞬間時の
電圧、電流、力率で、Ｋ、及びに４／は電力量料金単価
と契約量料金単価、Ｂは契約量である。従来から行われ
ている三相配電における負荷率、力率による料金の割増
、割引、または１９８０年に改正された料金制度の単相
と三相と共に一定期間に一定の使用量以上の単価を上げ
る制度の趣旨としては、本発明の計器を使用する制度に
共通するところがある。すなわち、本発明の制度は、負
荷率と力率は合理的に計量により加味され、契約量も合
理的に決定せられるから、電流制限器の取付けは不要で
ある。

本発明の料金計は、第２式に示す合理的な料金制度に使
用されるもので、その回転円板に電力に比例する偶力と
電流の二乗に比例する偶力とが発生し、計量装置の歯車
比は、電力量計のそれと同様に容量に比例している。そ
して、契約容量の電力量計を使用すれば、２式に示され
る第１項と第２項の合計が計量される。

Ｖ−ｓｆｅｉｃｏｓθｔｉｔ−ｒ’へルンｔすに３Ｂ・
・・【２）β 式中に、は本発明で使用される料金制度における電力量
料金単価、Ｋ２は同じく需要量料金単価、Ｋ３は同じく
基本料金単価、ｅ、ｉ、ｃｏｓθはそれぞれ瞬間の電圧
、電流、力率で、Ｂは契約容量である。また、第２式の
第１項は電力膳料金、第２項は電流の二乗時を契約電力
Ｂで除した従量の需要量料金、第３項は契約電力Ｂに比
例した定額の需要量料金である。

また、２式は、Ｂなる容量の電気機械の出力または入力
と損失とを示す自然の法則を示す式と全く同一である。

すなわち、第１項は出力または入力を、第２項は銅損を
、第８項は鉄損を示す。なぜならば、電気機械の電気抵
抗はその容量の一部に逆比例し、鉄損はその容量の一部
に正比例するからである。

第２式に基づく電力料金計は、特許第２５７３０１号と
特許第２７５１６７号によってすでに公知であるが、こ
れらは電流の二乗に比例する偶力を生じる電流二乗線輪
は、電圧鉄心の中央の部分を長くした部分に設けられて
いるから、この電流二乗線輪から発生する磁束は、回転
円板に作用して電力に比例する偶力を発生する電圧磁束
と同一の磁路を流れる。そして、前記磁路に短絡線輪を
設け、電流二乗線輪から生ずる磁束の位相を変え　　、
て、主電流線輪の磁束と共に作用して電流の二乗に比例
する偶力を回転円板に生じさせる。このように同一の磁
路を通る電圧磁束も、前記短絡線輪により位相が甚しく
変、、す、電力量計として位相による誤差が大きくなる
問題がある。この誤差は補正をすることが可能ではある
が、計器としての電力損失が大きくまた特性が悪化する
難点がある。

このように、前記２件の特許権に関する料金計が、電流
二乗線輪と短絡片が主電圧磁束の回路に設けられている
のに対して、本発明の計器は、後述のように、主電圧磁
束に並行して流れる一部の電圧磁束の回路に、電流二乗
線輪と短絡片とを設けているので、本発明の計器の大部
分は普通の電力計と同じであり、特性も良好である。

本発明の料金制度における需要量料金の考え方は、契約
電力なる容量の電力会社の設備の一部を自由に使用する
ことを契約するのであるから、この容量の設備を使用す
る量に比例した値を需要量料金として支払ということに
基づいている。そして、電気設備の容量はそれに流れる
電力の損失による温度上昇によって限定されるのである
から、本発明の制度が、電気機械の全損失である鉄損と
銅損とをもって設備を使用する量として需要量料金を定
めていることは合理的である。

（２）式の需要量料金１づツ２ｃ１．ｔ＋と３Ｂの値は
、・士ｆｊ−’ｃ”　＝”　　　の場合に最小となる。

この場合の契約電力をＢｏとすれば、・・・・・・・（
３）式が成立する。

、１この最小なる場合の需要量料金は、・・・・・・（
４）式が成立する。

ｆ、ｉ”ｔｌｔ　　　を一定としてＢＯをｎ倍に増減す
れば（３）式と（４）式から需要量料金は、・・・（５
）式が成立する。

（５）式を（４）式で除した値をはｆ、’ｌｔ　を一定
として契約電力をＢｏからｎ倍に増減する場合の需要量
料金の変化を示す。

第４図・の曲線は、本発明の制度において、ｎを遺り 横軸とし　銘を縦軸とした契約電力の変化による需要量
料金の変化を示す。この曲線が示すように、使用量ｆｉ
”＝ｌ　ｔ　　が同一とすれば、契約量の変化に対して
需要量料金の変化は少ない。すなわち、例えば契約量を
１．ＯＫＷがら０．５ＫＷまたは２．ＯＫＷと変えて需
要量料金は１２．５％の増加である。

しかし、現行制度は１式に示すように、契約量が同じ変
化に対して５０％減または１００％増となる。したがつ
ソ、現行制度では契約量を少なく６する需要量料金の信
用を防ぐために、電流扁限器が取付けら・れている。こ
れに対して本発明の制度は電流制限器を取付ける必要が
なく、需要家は自由に電力を使用して満足し、電力会社
は収入の増−加により満足しうるものである。

本発明の料金計を図面の実施例について説明すると、（
１）は電圧鉄心で、これには電圧線輪（２）が巻かれて
いる。（３）は電流鉄心で、これには電流線輪（４）が
巻かれている。（５）は電圧鉄・ｔ、−（１）と電流鉄
心（３）とを接続するために、それらの両方に゛わたっ
て１それらの側面に固着された鉄心組立継鉄、（６）は
鉄板製の山字形の鉄心対極継鉄で、その両足は、電圧鉄
心の裏面両側に取付けられ、中央の足は下方に延びかつ
電流鉄心（３）の方向に、はぼ直角Ｇ、：折曲されて、
電流鉄心（３）の両磁極間のほぼ中央部に配置されてい
る。そして、前記中央の足の垂直部に短絡銅板（８）と
電流二乗線輪（７）とが設けられ、この場所は、計器裏
側の電圧線輪と回転円板（９）との中間の空間である。

電流二乗線輪（７）は電流線輪（４）と直列に接続され
ている。（１０は鉄心組立継鉄（５）において電圧鉄心
＋１１と相対する位置に設けられた鉄製の調整ねじて、
これの調整で、電力と電流の二乗に比例する偶力の比を
規定の値に調整するもので、電圧磁束ｆ、の鉄心組立継
鉄（５）への漏洩磁束はねじ００の位置によって変り、
電力に比例する偶力を変えて比率を調整する。・。

本発明の料金計の構成は上記のとおりで、電圧線輪（２
）に電圧が印加されると、第１図で矢印を付した線で示
すように、九と　４．４の３種類の電圧磁束が流れる。

そして、電圧磁束式は電圧鉄心［１１の空隙を通り、電
圧線輪（２］の周囲において電圧鉄心Ｔｌｌ内を還流し
、電圧磁束ｔは電圧鉄心Ｔｌ）の中央側から回転円板（
９）を切って、電流鉄心（３）と鉄心組立継鉄（５）と
を直列に通って電圧鉄心Ｈの両側の部分に流れる。電圧
磁束夫は電圧鉄心（１）の中央側の部分から回転円板（
９）を切って鉄心対極継鉄（６）を通り、かつ二方向に
分れて電圧鉄心Ｔｌ）の面外側部分に流れる。なお、鉄
心対極継鉄（６）には、電流二乗線輪（７）と短絡銅板
（８）とが設けであるから、勇　の位相は遅れるが、力
　は図からも明らかなように、普通の電力量計の電圧磁
束と全く同じである。

このように、電流二乗線輪（７）から生じる磁束は電圧
磁束式と同じ場所で回転円板（９）を切るので、電流磁
束に作用して回転円板（９）に電流の二乗に比例する偶
力が生じ、この偶力と電力とに比例した偶力との和に比
例した速度で回転円板（９）は回転する。回転円板（９
）に作用して電力に比例する偶力を発生する電圧磁束ｆ
と電流線輪より生ずる磁束とは普通の電力量計の如く磁
束回路に干渉されるものがないので、本計器の約７０％
は□普通の電力量計である。

なお、電圧磁束式はｆ、に対して、その量が約３０％で
あるが、主電流線輪（４）の磁束に作用して回転円板（
９）に、電力に比例する偶力が生じる。この偶力は、前
記のように、電圧磁束五の位相が遅れているので。負荷
電流７の位相が遅れる場合は、正の誤差が生じる。しか
し、この誤差は既設の力率補正装置を強くすることで補
正される。

図面に示した実施例の計器の電流線輪（４）は５×４４
０アンペアターン、電流二乗線輪（７）は５×２０アン
ペアターン、電流鉄心（３）の断面積は約６０に：、鉄
心対極継鉄（６）の断面積が約２０１ｍであるから、電
流二乗線輪（７）の容積は電流線輪（４）の約５分の１
で、前記の空間に設けられる。そして、本発明の計器は
現在使用されている電力量計に対して鉄心対極継鉄（６
）を改造して、それに二乗線輪（７）と短絡片とを設け
るのみでよく、既設の計器を本発明の計器に設計変えす
ることは容易である。回転円板（９）に生じる電力と電
流の二乗に比例する偶力との比は、電力量と需要量との
原価の比を基準として、政策その他の条件によって決定
されるが、実施例の計器は全負荷力率１００％において
、電流二乗の偶力は電力の偶力の２０％として設計され
た。

次の表は、単相電力量計１００■、５ＡＮ６０サイクル
、係数６０００γ”／ＫＶ胃、富士電機製ＦＡ１３形に
本発明を実施したものである。そして、１００Ｖ、５Ａ
、力率１００％において電力と電流の二乗との偶力の比
は２０％に設計されたものである。測定時の室内温度は
、１４℃、゛電力損失は電流５Ａにて、電流線輪が約１
，５Ｗ、電流二乗線輪が約１．ＯＷ（短絡片を含む）で
あった。

この表から明らかなように、主電流線輪（４）に電流二
乗線輪（７）を接続する、と、負荷電流５Ａ、力率１０
０％においては６′０・４＝１，１９７倍の比５０．５ 率で回転円板（９）の偶力が増加する。力率５０％と０
　５ すれば４８．０の比率で偶力が増加し、結局は６０　４
　５０　５＝１．．０２倍に増加し、表５０．５　４３
．０ のように比率は電流の一部に比例するもので、本発明の
計器が電力通計としても、また電流二乗時計としても負
荷特性は良好である。

また、この計器は、前記するように既存の計器の一部を
改造するのみでたりるから、計器の再検定時を利用する
ことで、経済的に合理的な制度Ｇこ沿った本発明の計器
を使用する料金制度を実施できる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図は正面図、第２図
は側面図、第３図はＡ−Ａ線断面図、第４図は冗±１と
ｎとの関係を示す図である。 ｎ （１）：電圧鉄心、（２）：電圧線輪、（３）：電流鉄
心、（４）：電流線輪、（６）二鉄心対極継鉄、（７）
：電流二乗線輪、（８）：短絡片。 手　　続　　補　　正　　書 昭和５７年３月ゲ［」 １、事件の表示 昭和５６年特許願第１１５６９９号 ２、発明の名称 積算電力料金計 ３、　補正をする者 事件との関係　　　特許出願人 津　　１）　善一部 ４、代理人 大阪市西区北堀江１丁目１４番２４号 （１）明細書の第７頁第１２行目の末尾と第１８行目の
間に次の説明を補充する。 ［また、現行制度は、三相配電においては、契約量を定
めるために、需要家の受電設備の容量を複雑な計算によ
って定めている。けれども、本制度の需要量料金は、前
記の（２）式が示すように、契約量Ｂはその第２項と第
８項でそれぞれ分母と分子にあるので、第４図に示した
曲線のように、使用する負荷電流の力率、変動、鼠によ
り最小の場合が生じる。このため本制度では、現行制度
のように、需要家の設備の量に全く関係なく需要家が″
実際に使用する負荷電流の特性に従って契約量を定める
ことができ、かつ現行制度における力率による割引、割
増、または、一定使用量以上の割増もなく、現実に使用
する電力の銅損を測定して需要料金とするから、合理的
に料金を計数しうるＪ（２）明細書の第１０頁第１０行
目に１ので。」とあるを、 「ので、」と補正する。 （２）明細書の第１３頁第８行目に「通計」とあるを、
「置針」と補正する。 以　　上 手　　続　　補　　正　　書 昭和５７年９月ノＩ日 ′昭和５６年特許願第１１５６９９号 ２、発明の名称 積算電力料金計 ３、補正をする者 事件との関係　　　特許出願人 津　　１）　善一部 ４、代理人 大阪市西区北堀江１丁目１４番２４号 ０、に、Ｏ会館 明細書の発明の詳細な説明、図面の簡単な説明６、補正
の内容 （１）明細書の第１２頁第１２行目にｒ５０．５Ｊとあ
るを、 「６０．４」と補正する。 （２）明細書の第１２頁第１８行目から第１８頁第１行
目に「すれば・・・・増加し、」とあるを、［すれば”
＝１．４０２倍に増加し、」と補４３．０ 正する。 （８）明細書の第１８頁第９行の末尾と第１０行目の間
に次の説明を補充する。 「更に例えば、第５図のように、電圧線輪（２）に直列
に抵抗Ｒを接続する、とともに、抵抗Ｒと並列の短絡路
（１１１を形成し、かつ抵抗Ｒと短絡路（１Ｊ間にスイ
ッチ（１２＋を配して、抵抗Ｒから短絡路（１１）を切
離し可能にしておく。これを本発明の電力料金計とする
ときは第５図（４）のようにスイッチ（１２＋をＯＮと
して、端子Ａ、　Ｃ，Ｄを使用する。公知の電力量計と
して使用するときは、第５図（ト）のようにスイッチ（
１２１をＯＦＦとして、端子Ａ、Ｂ、Ｃを使用する。す
なわち、電流二乗線輪（７）を使用しない公知の電力量
計として使用するときは、鉄心対極継鉄（６）に流れる
電圧磁束は、短絡銅板（８）によって位相が遅れる。こ
れを補正するために、電圧線輪（２）に直列に抵抗Ｒを
入れることが必要である。このため、スイッチ（１２１
を操作する、とともに、電流二乗線輪（７）を、本発明
の電力料金計では使用するが、公知の電力量計は使用し
ないために、使用する端子を変更するものである。この
ようにすれば、スイッチ（１２１の操作と端子の接続を
変えるのみで容易に料金制度の変更を行いうる。」 （Φ）明細書の第１８頁第１３行目に１図である。」と
あるを、 「図、第５図は本発明の電力料金計を公知の電力量計に
切替える例の結線図である。」と補正する。 （５）第５図を別紙のとおり補充する。 以　　上 第ｆ図 υす （−） （Ｂ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. の足は、下方に延びかつほぼ直角に折曲されて回転円板
   の下側において、電流鉄心の両磁極間に配置され、かつ
   その垂直部に電流二乗線輪と短絡片とが設けられ、電流
   二乗線輪は主電流線輪と直列に結線された誘導形電力量
   計