(57)【要約】【課題】  三相３線式結線の電力を測定するのにあたり、三相負荷のインピーダンスが等しくない場合の測定誤差を小さくできて高精度の電力測定が行える三相電力測定方法および三相電力測定装置を実現すること。【解決手段】  三相３線式結線の電力を測定するのにあたり、  三相の相電流を測定するステップと、第１相と第２相間の電圧および第１相と第３相間の電圧を測定するステップと、２つの電圧測定出力と第２相と第３相の電流測定出力に基づき三相３線式結線の電力を演算するステップと、２つの電圧測定出力と３つの電流測定出力に基づき電力誤差補正分を演算するステップを含むことを特徴とするもの。【選択図】                    図１
2006084381.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
三相３線式結線の電力を測定する三相電力測定方法であって、
三相の相電流を測定するステップと、
第１相と第２相間の電圧および第１相と第３相間の電圧を測定するステップと、
２つの電圧測定出力と第２相と第３相の電流測定出力に基づき三相３線式結線の電力を演算するステップと、
２つの電圧測定出力と３つの電流測定出力に基づき電力誤差補正分を演算するステップを含むことを特徴とする三相電力測定方法。
【請求項２】
三相３線式結線の電力を測定する三相電力測定装置であって、
三相の相電流をそれぞれ測定する３つの電流測定手段と、
第１相と第２相間の電圧および第１相と第３相間の電圧をそれぞれ測定する２つの電圧測定手段と、
２つの電圧測定手段の測定出力と第２相と第３相の電流測定手段の測定出力に基づき三相３線式結線の電力を演算し、２つの電圧測定手段の測定出力と３つの電流測定手段の測定出力に基づき電力誤差補正分を演算する演算手段を設けたことを特徴とする三相電力測定装置。
【請求項３】
前記演算手段はデジタル演算器であることを特徴とする請求項２記載の三相電力測定装置。
【請求項４】
前記演算手段はアナログ演算器であることを特徴とする請求項２記載の三相電力測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は三相電力測定方法および三相電力測定装置に関するものであり、詳しくは、三相３線式結線の電力測定における誤差の軽減に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、複数個の電力測定部を備えたデジタル電力計に関するものであり、単相電力だけではなく、三相３線式の三相電力も測定できることが開示されている。
具体的には、各電力測定部の電力レンジの設定状態がどのような組み合わせであっても正しい加算結果が得られるようにするための構成が開示されているが、本発明が目的とする三相負荷のインピーダンスが等しくない場合の測定誤差を小さくすることについての記載はない。
【０００３】
【特許文献１】特開平６−５１００２
【０００４】
図３は従来の三相電力測定装置の接続関係の一例を示す説明図である。図３において、３相の電力源Ｒ，Ｓ，Ｔは、それぞれ電圧ＵＲ，ＵＳ，ＵＴを発生して各相に対応する負荷Ｌ1〜Ｌ３に電流ＩＲ，ＩＳ，ＩＴを供給する。これら電力源Ｒ，Ｓ，Ｔの一端はそれぞれ電力線を介して対応する負荷Ｌ1〜Ｌ３の一端に接続され、各他端は接続中点として共通に接続されている。各負荷Ｌ1〜Ｌ３の他端も接続中点として共通に接続されている。
【０００５】
Ｒ相の電力線には電力源Ｒから負荷Ｌ１に流れる相電流ＩＲを測定する電流測定部Ｉ１が直列接続され、Ｓ相の電力線には電力源Ｓから負荷Ｌ２に流れる相電流ＩＲを測定する電流測定部Ｉ２が直列接続されている。Ｒ相の電力線とＴ相の電力線間には線間の電圧を測定する電圧測定部Ｕ１が接続され、Ｓ相の電力線とＴ相の電力線間には線間の電圧を測定する電圧測定部Ｕ２が接続されている。そして、電流測定部Ｉ１と電圧測定部Ｕ１は第１の電力測定部Ｐ１を構成し、電流測定部Ｉ２と電圧測定部Ｕ２は第２の電力測定部Ｐ２を構成している。
【０００６】
ここで、第１の電力測定部Ｐ１で測定する電力をＰ1、第２の電力測定部Ｐ２で測定する電力をＰ２とすると、三相３線式結線の電力Ｐ2WATTSは、ブロンデルの定理により、(1)式で求めることができる。
Ｐ2WATTS＝Ｐ1＋Ｐ２      (1)
【０００７】
図４は図３の構成例を示す機能的なブロック図である。ＤＳＰ(デジタルシグナルプロセッサ)１は、電圧測定部Ｕ１，Ｕ２からの電圧瞬時値u1(n)，u2(n)と電流測定部Ｉ１，Ｉ２からの電流瞬時値i1(n)，i2(n)に基づいて次の(2)(3)式の演算を行うことにより電力Ｐ1とＰ２を求め、前述の(1)式により三相３線式結線の電力Ｐ2WATTSを算出する。
【０００８】
【数１】
2006084381.tif 000003
【０００９】
【数２】
2006084381.tif 000004
【００１０】
このようにして(1)式により算出された三相３線式結線の電力Ｐ2WATTSは、ＣＰＵ２を介して表示器３に表示される。
【００１１】
ところで、ブロンデルの定理が成り立つ条件は、(4)式である。
【００１２】
【数３】
2006084381.tif 000005
【００１３】
しかし、電力源Ｒ，Ｓ，Ｔの接続中点と接地間には浮遊容量Ｃ１が存在し、負荷Ｌ1〜Ｌ３の接続中点と接地間には浮遊容量Ｃ２が存在することから、負荷Ｌ1〜Ｌ３のインピーダンスＬ１，Ｌ２，Ｌ３の間にＬ１＝Ｌ２＝Ｌ３が成り立たない場合、(4)式は成り立たなくなって測定誤差を生じる。
【００１４】
この(4)式が成り立たないことによる測定誤差をベクトルで表すと(5)式のようになる。図３の結線における電力測定値をＰ2WATTSとすると、
【００１５】
【数４】
2006084381.tif 000006
【００１６】
一方、図３の三相電力の真値をＰTRUEとすると、ＰTRUEは（6）式により表される。
【００１７】
【数５】
2006084381.tif 000007
【００１８】
よって、(4)式が成り立たない場合の測定誤差ＰERRORは(7)式となる。
【００１９】
【数６】
2006084381.tif 000008
【００２０】
このような測定誤差をなくす方法としては、例えば電圧測定部と電流測定部をそれぞれ３つ用い、電圧測定部の結線を三相中点と電力源Ｓ，Ｒ，Ｔに結線することが考えられるが、中点が機器の内部にあって取り出せない場合には使用できない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
本発明は、これらの従来の問題点を解決するものであって、その目的は、三相３線式結線の電力を測定するのにあたり、三相負荷のインピーダンスが等しくない場合の測定誤差を小さくできて高精度の電力測定が行える三相電力測定方法および三相電力測定装置を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
このような課題を達成するために、本発明のうち請求項１記載の発明は、
三相３線式結線の電力を測定する三相電力測定方法であって、
三相の相電流を測定するステップと、
第１相と第２相間の電圧および第１相と第３相間の電圧を測定するステップと、
２つの電圧測定出力と第２相と第３相の電流測定出力に基づき三相３線式結線の電力を演算するステップと、
２つの電圧測定出力と３つの電流測定出力に基づき電力誤差補正分を演算するステップを含むことを特徴とする。
【００２３】
本発明のうち請求項２記載の発明は、
三相３線式結線の電力を測定する三相電力測定装置であって、
三相の相電流をそれぞれ測定する３つの電流測定手段と、
第１相と第２相間の電圧および第１相と第３相間の電圧をそれぞれ測定する２つの電圧測定手段と、
２つの電圧測定手段の測定出力と第２相と第３相の電流測定手段の測定出力に基づき三相３線式結線の電力を演算し、２つの電圧測定手段の測定出力と３つの電流測定手段の測定出力に基づき電力誤差補正分を演算する演算手段を設けたことを特徴とする。
【００２４】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の三相電力測定装置において、
前記演算手段はデジタル演算器であることを特徴とする。
【００２５】
請求項４記載の発明は、請求項２記載の三相電力測定装置において、
前記演算手段はアナログ演算器であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、三相３線式結線の電力を測定するのにあたり、三相負荷のインピーダンスが等しくない場合の測定誤差を小さくできて高精度の電力測定が行える三相電力測定方法および三相電力測定装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明を図面を用いて詳細に説明する。図１は本発明に基づく三相電力測定装置の接続関係の一例を示す説明図であって、図３と共通する部分には同一の符号を付けている。図１が図３と異なる点は、Ｔ相の電力線にも電力源Ｔから負荷Ｌ３に流れる相電流ＩＴを測定する電流測定部Ｉ３が直列接続されていることである。すなわち、図１では、各相の電力線のそれぞれに、相電流を測定するための電流測定部が直列接続されている。
【００２８】
図２は図１の構成例を示す機能的なブロック図である。ＤＳＰ４は、電圧測定部Ｕ１，Ｕ２から入力される電圧瞬時値u1(n)，u2(n)と、電流測定部Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３から入力される電流瞬時値i1(n)，i2(n)，i3(n)に基づいて、図３のＤＳＰ１と同様に(1)(2)(3)式の演算を行って電力Ｐ1とＰ２を求め、三相３線式結線の電力Ｐ2WATTSを算出するとともに、次に示す(8)式の演算を行って誤差補正分Ｐ’を算出する。
【００２９】
【数７】
2006084381.tif 000009
【００３０】
そして、(1)式で求めた電力Ｐ2WATTSと(8)式で求めた誤差補正分Ｐ’に基づき、(9)式の演算を行って三相３線式結線の電力Ｐ’2WATTSを算出する。
Ｐ’2WATTS＝Ｐ2WATTS＋Ｐ’        (9)
このようにして(9)式により算出された三相３線式結線の電力Ｐ’2WATTSは、ＣＰＵ５を介して表示器６に表示される。
【００３１】
(8)式をベクトルで表すと（10）式のようになる。
【００３２】
【数８】
2006084381.tif 000010
【００３３】
【数９】
2006084381.tif 000011
【００３４】
これら(5)式と(11)式から、本発明による測定誤差P'ERRORは(12)式となる。
【００３５】
【数１０】
2006084381.tif 000012
【００３６】
これらから、(7)式の測定誤差PERRORと(12)式の測定誤差P'ERRORを比較すると
P'ERROR＜PERRORとなる。すなわち、本発明のような構成にすることにより測定誤差が小さくなり、高精度での電力測定が行える。
【００３７】
なお、実施例ではＤＳＰ４を用いて電力の演算を行っているが、ＤＳＰ４の代わりにアナログ演算器を用いてもよい。
【００３８】
また、実施例では、Ｒ，Ｔ間の電圧とＳ，Ｔ間の電圧を測定しているが、Ｒ，Ｓ間の電圧とＴ，Ｓ間の電圧を測定してもよいし、Ｓ，Ｒ間の電圧とＴ，Ｒ間の電圧を測定してもよい。これの場合、電力の演算を測定箇所に合わせて変更すればよい。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明に基づく三相電力測定装置の接続関係の一例を示す説明図である。
【図２】図１の構成例を示す機能的なブロック図である。
【図３】従来の三相電力測定装置の接続関係の一例を示す説明図である
【図４】図３の構成例を示す機能的なブロック図である。
【符号の説明】
【００４０】
４  演算手段（ＤＳＰ）
５  ＣＰＵ
６  表示器
【図１】
2006084381.tif 000013
【図２】
2006084381.tif 000014
【図３】
2006084381.tif 000015
【図４】
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