JPS5972937A - 電力値中央集積装置 - 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，工場内等Ｋ点在する変電所又は電気室内の各
系統の電力値を、中央監視制御所等Ｋ集積して、各設備
毎の総電ｊ−Ｊ値及び／又は総電力量値全演算し、出力
するための電力値中央集積装置に関する。

従来、工場内等に分散している電気室又は変電所内の各
系統毎、或いは，供給線毎の電力量値（ＫＷｈ）を，中
央監視制御所等に伝送する場合は、計量伝送が必要な系
統毎Ｋ，パルス発信器付電力量計を設けて，その電力量
計単位毎に、別々にパルス信号を中央監視制御所等に伝
送する方法を採用するのが一般的である。

前記パルス発信器付電力量計は，変成器から入力される
アナログ電圧信号（一般的に０〜１１０Ｖ）と，変流器
から入力されるアナログ電流信号（一般的に０〜５Ａ）
の２人力信号によって，訪導円板を回転させ，積算電力
量値を得て，カウンタ表示すると同時に、前記誘導円板
の回転を歯車運動に置換して、一定電力量値毎に接点を
閉じる機構が付加されたものであり、前記接点の開閉動
作に対して、中央監視制御所等より電圧を印加して，中
央監視制御所等にパルス信号を送るようにされている。

従って、中央監視制御所等では、前記パルス信号を、管
理する一定期間（例えば１カ月）毎に計数することによ
り，その期間中の電力量値を得ることができる。

しかしながら，前記のようなパルス発信器付電力量計を
用いる方法では、下記のような欠点を有していた。即ち
、 （１）パルス発信器付電力量計の電力量値変換精度が比
較的悪く、又、１パルス当りの電力量値分は誤差範囲と
なり、例えば、１０ＫＷｈ／１パルスのパルス発信器付
電力量計を用いた場合には、パルスの時間ずれにより、
最犬１０ＫＷｈの誤差を発生する。

（２）ハルス発信器付電力量計は，電力量値（ＫＷｈ）
を検出する計器であり，例えば，１０ＫＷｈ全１パルス
として変換して行くものであるため，このパルス信号か
ら瞬時電力値（謂）を割り出すのは難しく、又、例えば
ある一定期間中の到来パルス数より平均電力を演算する
等によって，瞬時電力値（ＫＷＩｔ割り出しても、非常
に時間遅れが大きい、精度の悪いものとなる。なお、瞬
時電力値の測定精度を向上させるべく、ＩＫＷｈ当りの
パルス数を増やしたり、或いは，測定間隔を長くするこ
とも考えられるが，前者は、パルス合成器やマイクロコ
／ピュータの演算速度に制限があるため限度があり、又
，後者は、応答が遅くなるという欠点を有する。

（３）中央監視制御所等では，常時，各パルス発信器付
電力量計毎に，その出力パルスの到来を待ち受けていな
ければならず、各パルス発信器付電力量計、毎に、中央
監視制御所等に対する伝送線を必要とするため，装置全
体のコストが高いものとなる。

木発明は、前記従来の欠点を解消するべくなされたもの
で、各設備毎の総電力値及び／又は総電力量値を精度良
く求めることができ、しかも，装置全体のコストが安価
な電力値中央集積装置を提供することを目的とする。

本発明は、電力値中央集積装置を，各系統の電圧を検出
するだめの、各系統毎に設けられた変成器と、各系統或
いは供給線の電流を検出するための，各系統毎或いは供
給線毎に設けられた変流器と、前記変成器出力の電圧信
号及び変流器出力の電流便号に応じて、各系統毎或いは
供給線毎の電力値を得るだめの、同じく各系統毎或いは
供給線毎に設けられた電力トランスデューサと、該電力
トラ／スデューサ出力の電力信号を順次取込むための、
変電所又は電気室単位毎に設けられたアナログマルチプ
レクサと、該アナログマルチプレクサ出力のアナログ信
号をデジタル信号に変換するためのアナログーデジタル
コ／バータと，該アナログーデジタルコ／バータ出力の
デジタル信号を、前記各系統毎或いは供給線毎に単位時
間毎に走査して得た電力値を集積して，電力値及び／又
は電力量値を演算し、出力するだめの、中央監視制御所
に設けられた演算処理装置と、を用いて構成することに
より、前記目的を達成したものである。

以下図面を参照して，本発明に係る電力値中央集積装置
の実施列を詳細に説明する。

本実施列は、第１図に示す如く、供給線に分岐する前の
各系統工〜ｎの電圧を検出するための、各系統毎に設け
られた変成器１０−１〜１０−ｎと．各系統１〜ｎより
分岐した各供給線１〜ｍの電流を検出するための，各系
統の供給線毎に設けられた変流器１２−１〜１２−ｍと
，前記変成器１０−ｋ＜ｋ−１〜ｎ）出勾のアナログ電
圧信号（０〜ＩＩＯＶ）及び変流器１２−ｉ（ｉ−１〜
ｍ）出力のアナログ電流信号（Ｏ〜５Ａ）に応じて、各
供給線毎の電！ｊ値（ＫＷ）ｅ直接得るための、各供給
線毎に設けられた電力トランスデューサ１４一１〜１４
−ｍと，該電力トラ／スデューサ１４−ｉ（ｉ−１〜ｍ
）出力のアナログ電力信号（例えば電力値に比例した４
〜２０ｍＡの直流信号）を順次取込むための．変電所又
は電気室単位ｌ〜ノ毎に設けられたアナログマルチプレ
クサ２０−１〜２０−ｌと、該アナログマルチプレクサ
２０−ｊ（ｊ−１〜ｌ）出力を、例えばフォトカプラに
より電気的に絶縁した上で増幅するためのアイソレーシ
ョンアンプ２２−１〜２２−ｌと，該アイソレーション
アンプ２２−ｊ（ｊ＝１〜ｌ）出力のアナログ電力信号
をデジタル電力信号に変換するための、変電所又は電気
室単位１〜ｌ毎に設けられたアナログーデジタルコンバ
ータ２４−１〜２４−ｌと、該アナログーデジタルコン
バータ２４−１〜２４−ｌ出力のデジタル電力信号を，
同軸ケーブル２６−１〜２６−１ｋ用いて、前記各供給
線毎に単位時間毎に走査して得た電力値を集積して、各
設備毎の総電力値（ＫＷ）及び総電力量値（ＫＷｈ）を
演算し，出力するための，中央監視制御所に設けられた
演算処理装置３０と、該演算処理装置３０の演算結果に
応じて、各設備毎の総電力値（Ｋｗ）及びン又は総電力
量値（ＫＷｈ）を表示するだめの映（象表示装置（以下
、ＣＲＴと称する）３２とから構成されている。

前記変成器１０−１〜１ｏ−ｒ＋，変流器１２−１〜１
２−ｍ，電力トランスデューザ１４−１〜１４−ｍは、
従来のパルス発信器付電力量計のように電力量値（ＫＷ
ｈ）を検出するのではなく、電力値（ＫＷ）ｅ直接検出
するものであり、電力検出が必要な全系統について、同
様の構成で設けられている。

前記アナログマルチプレクサ２０−１〜２〇一１３，７
イ７Ｖ−ショｙ７ｙプ２２−１〜２２−ｌ及びアナログ
ーデジタルコンバータ２４−１〜２４一ｌは、変電所又
は電気室単位毎に設けられており、その室内にある電力
トランスデューサ１４一ｊの出力をすべて取込んで，デ
ジタル電力信号に変換するようにされている。

前記演算処理装置３０は，各ボードを統活しており．決
められた手順に従って、各ボードに指令を与えて行くた
めの、例えばマイクロプロセッサからなる中央処理装置
ボード（以下、ＣＰＵボードと称する）３０ａと，同軸
ケーブル２６−１〜２６−Ｉｋ介して，前記各アナログ
ーデジタルコンバータ２４−１〜２４−ｌ出力のデジタ
ル電力信号を取込むためのコミュニケーションインター
フエースボード３０ｂと、必要な演算を行うための演算
ボード３０Ｃと、各種クロツク信号を発生するためのタ
イマボード３０ｄと、各種プログラムやデータ等を記憶
するためのメモリボード３０ｅと、前記演算ボード３０
Ｃにおける演算結果に応じて，前記Ｃ几Ｔ３２に制御信
号を出力するためのＣＲＴコミュニケーションボード３
０ｆと、前記各ボード間を接続するためのバス３０ｇと
から構成されている。

この演算処理装置３０において，ＣＰＵボード３０ａは
、各ボードを統括しており，決められた手順に従って、
各ボードに指令を与えて行く。但し、この指令手順は、
タイマボ一ド３０ｄによって管理されており、このタイ
マボード３Ｑｄにて、正確に、例えば１．ＯＯｍｓｅｃ
をカウントシて、１００ｍｓｅｃ毎にＣＰＵボード３０
ａに、プログラム実行走査処理指令を与えている。この
プログラム実行走査処理指令Ｋより、ＣＰＵボード３０
ａから、コミュニケーションインターフェースボード３
０ｂＫ、デジタル入力を順次全数呼び込むように指令が
与えられる。コミュニケーションインターフェースポー
ド３０ｂは、各アナログマルチプレクサ２０−１〜２０
−ｌＫ’，順次順序よく各アナログ量を瞬時ずつ切変え
てゆく制御を行う。

次に，デジタル値に変換された入力は，コミコーニケー
ションインターフェースポード３０ｂｅ経由して、直ち
に演算ボード３０Ｃに運ばれ、メモリボード３０ｅに予
め蓄えられている演算プログラムを取込みながら、又，
それに従って、高速演算し、その結果を遂一、再びメモ
リボード３０ｅに蓄えて行く。メモリボード３０ｅに蓄
えられた演算結果は，ＣＲＴコミュニケーションボード
３０ｆの指示に応じて、メモリボード３０ｅに予め蓄え
られている画面プログラムに従った位置に、ＣＲ，Ｔコ
ミュニケーションボード３０ｆによって信号変換されて
、ＣＲＴ３２に出力表示されて行く。

以下作用を説明する。

本実施例においては、常時、すべての電力値を並列的に
演算処理装置３０に取込むことはしない。

即ち、電力トランスデューサ１４−１〜１４−ｍの出力
までは、常時アナログマルチプレクサ２〇一１〜２０ｌ
に取込むが、アナログマルチプレクサ２０−１〜２０−
ｌにおいては、演算処理装置３０のタイマボード３０ｄ
の指令に基づいて，電力トランスデューサ１４−１〜１
４−ｍの出力（４〜２０ｍＡ）を、時系列的に、１００
ｍｓｅｃ毎に、順次１〜ｍｉで１つずつサイクリックに
選択して行く。

即ち．まず最初に電力トランスデューサ１４−１の出力
のみを選択すると、次の時点では、電力トランスデュー
サ１４−２の出力のみを選択し、このようにして％順次
１つずつ取込んで、アナログマルチプレクサ２０−１に
属する最後の電力トランスデューサ１４−ｍ．まで続け
る。電力トランスデューサ１４ｒｎ１０次は．別の変電
所或いは電気室のアナログマルチプレクサ２０−２に移
り、ここで同様の処理をして、順次他の変電所又は電気
室に移り、最終的に電力トランスデューサ１４−ｍを選
択する。これが終了すると，再び最初の電カトランスデ
ューサ１４−１に戻り、再び同様の処理を繰り返し続け
る。このサイクルを、例えば１回当り約１００ｍｓｅｃ
で一巡するように、ダイマボード３０ｄより規則正しく
コミュニケーションインターフェースボード３０ｂを経
由して指令が与えられる。このようにすると、アイソレ
ーションアンプ２２−１〜２２−ｌ及びアナログーデジ
タルコンバーダ２４−１〜２４−４は、常時、どれか１
つのみの情報を処理することになり、従って．演算処理
装置３０は、１００ｍｓｅｃに１回の割で，全部の瞬時
電力を時系列的に取込むことになる。

演算処理装置３０は、その演算ボード３０Ｃにおいて，
次式に示す如く、前記変成器１０−１〜１０−ｎの変成
比ＰＴＲｉと、前記変流器１２−１〜１２−ｍの変流比
ＣＴＲＬｌ，入力Ｉｆ（ＫＷ）毎に倍率化して，各系統
毎の正電力ｆ’Ｗｉ（ＫＷ）を演算する。

ＰＷｉ−ＩｉＸＰＴＲｉ″ＸＣＴＲｉ・・・（１）更に
，必要に応じて入力相互の加減演算を行って、１設備当
りの電力値ＴＰＷＩＫＷ）を演算し，その結果をＣＲＴ
コミュニケーションボード３０ｆｉ経由して、ＣＢ，Ｔ
３２に表示する。これによって，非常に精度の良い瞬時
電力値（ＫＷ）を得ることができる。この表示値は，走
査時間１００ｍｓｅｃ毎に更新されるため．時間的な面
での精度も良い。又、この表示値は、設備監視或いは診
断の上でも有用な情報となる。

次に，電力量値（ＩＧＶｈ）については、演算ボード３
０ｃにおいて、まず、前記走査処理によりサイクリック
に入力される１設備当りの電力値ＴＰＷｊ（ＫＷ”ｌｔ
，次式Ｋより、１設備当りの１００ｍｓｅｃ間の電力量
値ＴＰＷＨｊに変換する。

次いで、前記電力量値ＴＰＷＨｊを遂一積分演算じ、そ
の結果を，メモリボード３０ｅに蓄えて行く。

前記走査時間は、ｌＱＱｍｓｅｃと非常に短いため、瞬
時電力値（ＫＷ）の変動が極めて犬である場合を除いて
、精度の良い積分演算を行うことができる。

１設備当りの電力値ＴＰＷｊと，１設備当りの１００ｍ
ｓｅｅ間の電力量値ＴＰＷＨｊの関係の例を第２図に示
す。

演算結果は、必要期間（レｌえば１時間、又は、２４時
間）毎，その期間内の電力量値として、メモリボード３
０ｅから呼び出されて、電力値と同様ＩＣ．ＣＲＴコミ
ュニケーションボード３０ｆ’ｋ経由して，Ｃ几Ｔ３２
に表示される。即ち，前記回積分すれば、１時間の電力
量値となり、又、量値となる。

以上の一連の動作は、メモリーボード３０ｅに格納され
ている制御プログラムを、ＣＰＵボード３０ａが読み出
して処理して行く。

このようにして，信号を時系列的に取込んで順次演算し
て行くことで、マイクロコンピューダ程度で安く処理す
ることができ、，又，かなりの精度を得ることができる
。

本実施例においては、アナログマルチプレクサ２０−ｊ
とアナログーデジタルコンバータ２４−ｊの間に，アイ
ソレーションアンプ２２−＃’ｉ介挿しているので，ア
ナログマルチブレクサ２４−唇までと、アナログーデジ
タルコンバータ２４一番以降が確実に電気的に分離され
、現場信号に乗ってくるノイズの侵入による不具合が発
生することがない。なお状況によっては，前記アイソレ
ーションアンブを省略することも可能である。

前記実施例においては、演算処理装置３０の出力をＣＲ
Ｔ３２に入力し、該ＣＲＴ３２により演算結果等を表示
するようにしていたが、演算処理装置３０の演算結果等
を表示する手段はこれＫ限定されず、例えばプリンタを
用いることも可能である。又、表示を行うことなく、直
ちに他の制御或いは警報手段等に演算処理装置の出力を
入力することも可能である。

以上説明した通り、本発明によれば、瞬時電力値（ＫＷ
）及び／又は電力量値（裂ｈ）を精度曳く演算出力する
ことができる。例えば従来のパルス発信器付電力量計を
用いて構成する方法であると，精度１、０％級の変成器
，変流器．及び，精度２．０裂級（普通級）の電力量計
を用いた場合、電力廿値の総合精度で±２．５チ程度，
瞬時電力値の総合精度で±１０チ程度となるが、本発明
によれば、精度１．０係級の変成器、変流器、精度０．
２５４級の電力トランスデューサ、及び，１２ビットの
アナログーデジタルコンバータを用いた場合、瞬時電力
値の総合精度、電力量値の総合精度、共に±１．４チ程
度となる。又、装置全体としては、従来Ｋ比べてコスト
の安いものとなる。即ち、電力トランスデューサのみに
ついては、パルス発信器付電力量計に比べて割高である
が５アナログマルチプレクサ以降は、共通化時系列処理
のため，全体的には安いものになる。更に、瞬時電力値
の演算出力釦より、設備の保護或いは状態監視．診断が
可能となる等の優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は，本発明Ｋ係る電力中央集積装置の実施例の構
成を示すプロッグ線図，第２図は，前記実施例の作用を
説明するだめの、電力値と電力量値の関係の例を示す縮
図である。 １０−１〜１０−ｎ・・・変成器 １２−１〜１２−ｍ・・・変流器 １４−１〜１４−ｍ・・・電力トランスデューサ２０−
１〜２０−λ・・・アナログマルチプレクサ２２−１〜
２２−Ｊ・・・アイソレーションアンプ２４−１〜２４
−λ・・・アナログーデジタルコンパーク ３０・・・演算処理装置 ３２・・・映陳表示装置（ＣＲＴ）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）各系統の電圧を検出するための、各系統毎に設け
   られた変成器と、各系統或いは供給線の電流を検出する
   だめの，各系統毎或いは供給線毎に設けられた変流器と
   、前記変成器出力の電圧信号及び変流器出力の電流信号
   に応じて．各系統毎或いは供給線毎の電力値を得るため
   の，同じく各系統毎或いは供給線毎に設けられた電力ト
   ランスデューサと、該電′″ｊＪトラ／スデューサ出力
   の電力信号を順次取込むための，変電所又は電気室単位
   毎に設けられたアナログマルチプレクサと、該アナログ
   マルチプレグサ出力のアナロ−グ信号をデジタル信号に
   変換するためのアナログーデジタルコ／バータと、該ア
   ナログーデジタルコ／バータ出力のデジタル信号を、前
   記各系統毎或いは供給線毎Ｋ単位時間毎に走査して得た
   電力値を集積して、電力値及び／又は電力量値を演算し
   、出力するための，中央監視制御所Ｋ設けられた演算処
   理装置と、全備えたことを特徴とする電力値中央集積装
   置。