(57)【要約】【課題】逆転状態で使用しても力率を誤演算することのない複合計器を提供する。【解決手段】電圧を検出する電圧検出部１と、電流を検出する電流検出部２と、電圧及び電流に基づいて有効電力及び無効電力を演算する電力演算部３と、有効電力及び無効電力に基づいて有効電力量及び無効電力量を計量する中央演算処理部４とを備え、電力演算部は、有効電力が正転状態であるときに、正転状態の有効電力値に比例した周波数の正転有効電力パルスＰａを出力する正転用有効電力演算部３１と、有効電力が逆転状態であるときに、逆転状態の有効電力値に比例した周波数の逆転有効電力パルスＰｂを出力する逆転用有効電力演算部３２とを有し、中央演算処理部は、逆転有効電力パルスに基づいて電力演算部で演算された有効電力が逆転状態であるかどうかを判定し、有効電力が逆転状態であると判定されたときに無効電力量の計量を停止する。【選択図】図１
2006234570.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
給電線の電圧を検出する電圧検出部と、
給電線に流れる電流を検出する電流検出部と、
前記電圧検出部で検出された電圧及び前記電流検出部で検出された電流に基づいて有効電力及び無効電力を演算する電力演算部と、
前記電力演算部で演算された有効電力及び無効電力に基づいて有効電力量及び無効電力量を計量する中央演算処理部とを備え、
前記電力演算部は、
演算された有効電力が正転状態であるときに、正転状態の有効電力値に比例した周波数の第１パルスを出力する正転用有効電力演算部と、
演算された有効電力が逆転状態であるときに、逆転状態の有効電力値に比例した周波数の第２パルスを出力する逆転用有効電力演算部と、
を有し、
前記中央演算処理部は、
前記第２パルスに基づいて前記電力演算部で演算された有効電力が逆転状態であるかどうかを判定し、前記有効電力が逆転状態であると判定されたときに無効電力量の計量を停止することを特徴とする複合計器。
【請求項２】
前記中央演算処理部は、
前記第１パルスに基づいて前記電力演算部で演算された有効電力が逆転状態であるかどうかを判定することを特徴とする請求項１記載の複合計器。
【請求項３】
前記中央演算処理部は、
前記第１パルス及び前記第２パルスに基づいて前記電力演算部で演算された有効電力が逆転状態であるかどうかを判定することを特徴とする請求項１記載の複合計器。
【請求項４】
前記電力演算部は、
演算された無効電力が遅れ状態であるときに、遅れ状態の無効電力値に比例した周波数の第３パルスを出力する遅れ用無効電力演算部と、
演算された無効電力が進み状態であるときに、進み状態の無効電力値に比例した周波数の第４パルスを出力する進み用無効電力演算部とを更に備え、
前記中央演算処理部は、
前記第１パルス、前記第２パルス、前記第３パルス及び前記第４パルスに基づいて前記電力演算部で演算された有効電力が逆転状態であるかどうかを判定することを特徴とする請求項１記載の複合計器。
【請求項５】
前記正転用有効電力演算部は、前記有効電力が正転状態であるときに前記第１パルスとともに前記有効電力が正転状態であることを示す第１信号を出力し、
前記逆転用有効電力演算部は、前記有効電力が逆転状態であるときに前記第２パルスとともに前記有効電力が逆転状態であることを示す第２信号を出力し、
前記中央演算処理部は、前記第１パルス、前記第２パルス、前記第３パルス、前記第４パルス、前記第１信号及び前記第２信号に基づいて前記電力演算部で演算された有効電力が逆転状態であるかどうかを判定することを特徴とする請求項４記載の複合計器。
【請求項６】
前記遅れ用無効電力演算部は、前記無効電力が遅れ状態であるときに前記第３パルスとともに前記無効電力が遅れ状態であることを示す第３信号を出力し、
前記進み用無効電力演算部は、前記無効電力が進み状態であるときに前記第４パルスとともに前記無効電力が進み状態であることを示す第４信号を出力し、
前記中央演算処理部は、前記第１パルス、前記第２パルス、前記第３パルス、前記第４パルス、前記第１信号、前記第２信号、前記第３信号及び前記第４信号に基づいて前記電力演算部で演算された有効電力が逆転状態であるかどうかを判定することを特徴とする請求項５記載の複合計器。
【請求項７】
給電線の電圧を検出する電圧検出部と、
給電線に流れる電流を検出する電流検出部と、
前記電圧検出部で検出された電圧及び前記電流検出部で検出された電流に基づいて有効電力及び無効電力を演算する電力演算部と、
前記電力演算部で演算された有効電力及び無効電力に基づいて有効電力量及び無効電力量を計量する中央演算処理部とを備え、
前記電力演算部は、
演算された有効電力が正転状態であるときに、正転状態の有効電力値に比例した周波数の第１パルスを出力する正転用有効電力演算部と、
演算された有効電力が逆転状態であるときに、逆転状態の有効電力値に比例した周波数の第２パルスを出力する逆転用有効電力演算部と、
演算された無効電力が遅れ状態であるときに、遅れ状態の無効電力値に比例した周波数の第３パルスを出力する遅れ用無効電力演算部と、
演算された無効電力が進み状態であるときに、進み状態の無効電力値に比例した周波数の第４パルスを出力する進み用無効電力演算部と、
を有し、
前記中央演算処理部は、前記第１パルス、前記第２パルス、前記第３パルス及び前記第４パルスに基づいて前記電力演算部で演算された有効電力及び無効電力が正転・遅れ状態、正転・進み状態、逆転・遅れ状態及び逆転・進み状態の各状態のいずれの状態であるかを判定して、前記各状態ごとの有効電力量及び無効電力量を計量することを特徴とする複合計器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有効電力量及び無効電力量を計量する複合計器に関し、特に需要家から電力会社に電力が供給されている逆転状態で使用しても力率の誤演算をすることのない複合計器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、負荷に供給された有効電力量及び無効電力量を計量する複合計器が知られている（例えば特許文献１）。この複合計器は、計量された有効電力量及び無効電力量に基づいて、給電線に接続された負荷の平均力率を求めるために使用される。
【０００３】
図２０は従来の複合計器の構成を示すブロック図である。図２０に示すように、従来の複合計器は、給電線の電圧Ｖをその電圧値に比例した電圧信号に変換して出力する電圧検出部１、給電線の電流Ｉをその電流値に比例した電圧信号に変換して出力する電流検出部２、電圧検出部１から出力された電圧信号及び電流検出部２から出力された電圧信号に基づき有効電力量を計量する有効電力量計部１３及び電圧検出部１から出力された電圧信号及び電流検出部２から出力された電圧信号に基づき無効電力量を計量する無効電力量計部１４で構成されている。
【０００４】
有効電力量計部１３は、電圧検出部１から出力された電圧信号と電流検出部２から出力された電圧信号とを乗算して得られた有効電力Ｐに比例した電圧信号を出力する電力乗算部１３１、電力乗算部１３１から出力された電圧信号を周波数信号に変換して出力する周波数変換部１３２及び周波数変換部１３２から出力された周波数信号を計数し、この計数値を表示する計数表示部１３３で構成されている。
【０００５】
無効電力量計部１４は、電圧検出部１から出力された電圧信号の位相を９０度遅延させて出力する遅延部１４１、遅延部１４１から出力された電圧信号と電流検出部２から出力された電圧信号とを乗算して得られた無効電力Ｑに比例した電圧信号を出力する電力乗算部１４２、電力乗算部１４２から出力された電圧信号を周波数信号に変換して出力する周波数変換部１４３、及び周波数変換部１４３から出力された周波数信号を計数し、この計数値を表示する計数表示部１４４で構成されている。
【０００６】
ところで、有効電力Ｐ及び無効電力Ｑは、式（１）及び式（２）で示されるように、位相差がπ／２＝９０度ずれていることは周知である。
〔数１〕
Ｐ＝ＶＩｃｏｓθ  ・・・（１）
〔数２〕
Ｑ＝ＶＩｓｉｎθ＝ＶＩｃｏｓ（θ−π／２）  ・・・（２）
このように、有効電力Ｐと無効電力Ｑとは位相角が９０度ずれているため、図２１に示すように、従来の複合計器の有効電力量計は、電力会社から需要家に電力が供給されている力率が正の範囲である正転状態（図２１の領域Ｉ，IV）で動作し、進み用無効電力量計は進み力率側の力率１から力率−１の範囲（図２１の領域Ｉ，II）で動作し、遅れ用無効電力量計は遅れ力率側の力率１から力率−１の範囲（図２１の領域III，IV）で動作する。
【特許文献１】特開平０７−２６０８４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来の複合計器は、自家発電設備を持つ需要家が自家発電力に余剰が出て、余剰電力を電力会社に供給する場合等の逆転状態（図２１の領域II，III）で使用すると、上述したように、有効電力量計は動作せず、遅れ用無効電力量計または進み用無効電力量計のみが動作し、遅れ無効電力量または進み無効電力量のみが計量されてしまう。力率は、皮相電力に対する有効電力の比であるため、従来の複合計器を逆転状態で使用すると、あたかも力率の悪い負荷を使用したようになってしまう。
【０００８】
一般に電力会社は、発電した電力を効率よく使ってもらうために、需要家が使用する負荷の力率をできるだけ１に近い値で使用するように力率契約を結び、契約より悪い力率で使用したときに違反金をとる。このため、従来の複合計器を逆転状態で使用する場合は、電力が逆転状態のときに複合計器に電流が流れないような対策をとる必要があり、高価な設備投資が必要であった。
【０００９】
本発明の課題は、需要家から電力会社に電力が供給されている逆転状態で使用しても力率を誤演算することなく、有効電力量及び無効電力量を正確に計量できる複合計器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、前記課題を解決するために以下の手段を採用した。請求項１の発明は、給電線の電圧を検出する電圧検出部と、給電線に流れる電流を検出する電流検出部と、前記電圧検出部で検出された電圧及び前記電流検出部で検出された電流に基づいて有効電力及び無効電力を演算する電力演算部と、前記電力演算部で演算された有効電力及び無効電力に基づいて有効電力量及び無効電力量を計量する中央演算処理部とを備え、前記電力演算部は、演算された有効電力が正転状態であるときに、正転状態の有効電力値に比例した周波数の第１パルスを出力する正転用有効電力演算部と、演算された有効電力が逆転状態であるときに、逆転状態の有効電力値に比例した周波数の第２パルスを出力する逆転用有効電力演算部とを有し、前記中央演算処理部は、前記第２パルスに基づいて前記電力演算部で演算された有効電力が逆転状態であるかどうかを判定し、前記有効電力が逆転状態であると判定されたときに無効電力量の計量を停止することを特徴とする。
【００１１】
請求項２の発明は、請求項１記載の複合計器において、前記中央演算処理部は、前記第１パルスに基づいて前記電力演算部で演算された有効電力が逆転状態であるかどうかを判定することを特徴とする。
【００１２】
請求項３の発明は、請求項１記載の複合計器において、前記中央演算処理部は、前記第１パルス及び前記第２パルスに基づいて前記電力演算部で演算された有効電力が逆転状態であるかどうかを判定することを特徴とする。
【００１３】
請求項４の発明は、請求項１記載の複合計器において、前記電力演算部は、演算された無効電力が遅れ状態であるときに、遅れ状態の無効電力値に比例した周波数の第３パルスを出力する遅れ用無効電力演算部と、演算された無効電力が進み状態であるときに、進み状態の無効電力値に比例した周波数の第４パルスを出力する進み用無効電力演算部とを更に備え、前記中央演算処理部は、前記第１パルス、前記第２パルス、前記第３パルス及び前記第４パルスに基づいて前記電力演算部で演算された有効電力が逆転状態であるかどうかを判定することを特徴とする。
【００１４】
請求項５の発明は、請求項４記載の複合計器において、前記正転用有効電力演算部は、前記有効電力が正転状態であるときに前記第１パルスとともに前記有効電力が正転状態であることを示す第１信号を出力し、前記逆転用有効電力演算部は、前記有効電力が逆転状態であるときに前記第２パルスとともに前記有効電力が逆転状態であることを示す第２信号を出力し、前記中央演算処理部は、前記第１パルス、前記第２パルス、前記第３パルス、前記第４パルス、前記第１信号及び前記第２信号に基づいて前記電力演算部で演算された有効電力が逆転状態であるかどうかを判定することを特徴とする。
【００１５】
請求項６の発明は、請求項５記載の複合計器において、前記遅れ用無効電力演算部は、前記無効電力が遅れ状態であるときに前記第３パルスとともに前記無効電力が遅れ状態であることを示す第３信号を出力し、前記進み用無効電力演算部は、前記無効電力が進み状態であるときに前記第４パルスとともに前記無効電力が進み状態であることを示す第４信号を出力し、前記中央演算処理部は、前記第１パルス、前記第２パルス、前記第３パルス、前記第４パルス、前記第１信号、前記第２信号、前記第３信号及び前記第４信号に基づいて前記電力演算部で演算された有効電力が逆転状態であるかどうかを判定することを特徴とする。
【００１６】
請求項７の発明は、給電線の電圧を検出する電圧検出部と、給電線に流れる電流を検出する電流検出部と、前記電圧検出部で検出された電圧及び前記電流検出部で検出された電流に基づいて有効電力及び無効電力を演算する電力演算部と、前記電力演算部で演算された有効電力及び無効電力に基づいて有効電力量及び無効電力量を計量する中央演算処理部とを備え、前記電力演算部は、演算された有効電力が正転状態であるときに、正転状態の有効電力値に比例した周波数の第１パルスを出力する正転用有効電力演算部と、演算された有効電力が逆転状態であるときに、逆転状態の有効電力値に比例した周波数の第２パルスを出力する逆転用有効電力演算部と、演算された無効電力が遅れ状態であるときに、遅れ状態の無効電力値に比例した周波数の第３パルスを出力する遅れ用無効電力演算部と、演算された無効電力が進み状態であるときに、進み状態の無効電力値に比例した周波数の第４パルスを出力する進み用無効電力演算部とを有し、前記中央演算処理部は、前記第１パルス、前記第２パルス、前記第３パルス及び前記第４パルスに基づいて前記電力演算部で演算された有効電力及び無効電力が正転・遅れ状態、正転・進み状態、逆転・遅れ状態及び逆転・進み状態の各状態のいずれの状態であるかを判定して、前記各状態ごとの有効電力量及び無効電力量を計量することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１の発明によれば、正転用有効電力演算部は、正転状態の有効電力値に比例した周波数の第１パルスを出力し、逆転用有効電力演算部は、逆転状態の有効電力値に比例した周波数の第２パルスを出力し、中央演算処理部は、第２パルスに基づいて電力演算部で演算された有効電力が逆転状態であるかどうかを判定し、有効電力が逆転状態であると判定されたときに無効電力量の計量を停止するので、逆転状態で使用しても力率を誤演算することがない。
【００１８】
請求項２の発明によれば、中央演算処理部は、第１パルスに基づいて電力演算部で演算された有効電力が逆転状態であるかどうかを判定し、有効電力が逆転状態であると判定されたときに無効電力量の計量を停止するので、逆転状態で使用しても力率を誤演算することがない。
【００１９】
請求項３の発明によれば、中央演算処理部は、第１パルス及び第２パルスに基づいて有効電力が逆転状態であるかどうかを判定し、有効電力が逆転状態であると判定されたときに無効電力量の計量を停止するので、逆転状態で使用しても力率を誤演算することがない。
【００２０】
請求項４の発明によれば、遅れ用無効電力演算部は、遅れ状態の無効電力値に比例した周波数の第３パルスを出力し、進み用無効電力演算部は、進み状態の無効電力値に比例した周波数の第４パルスを出力し、中央演算処理部は、第１パルス、第２パルス、第３パルス及び第４パルスに基づいて電力演算部で演算された有効電力が逆転状態であるかどうかを判定し、有効電力が逆転状態であると判定されたときに無効電力量の計量を停止するので、逆転状態で使用しても力率を誤演算することがない。
【００２１】
請求項５の発明によれば、正転用有効電力演算部は、有効電力が正転状態であるときに第１パルスとともに第１信号を出力し、逆転用有効電力演算部は、有効電力が逆転状態であるときに第２パルスとともに第２信号を出力し、中央演算処理部は、第１パルス、第２パルス、第３パルス、第４パルス、第１信号及び第２信号に基づいて有効電力が逆転状態であるかどうかを判定し、有効電力が逆転状態であると判定されたときに無効電力量の計量を停止するので、逆転状態で使用しても力率を誤演算することがない。
【００２２】
請求項６の発明によれば、遅れ用無効電力演算部は、無効電力が遅れ状態であるときに第３パルスとともに第３信号を出力し、進み用無効電力演算部は、無効電力が進み状態であるときに第４パルスとともに第４信号を出力し、中央演算処理部は、第１パルス、第２パルス、第３パルス、第４パルス、第１信号、第２信号、第３信号及び第４信号に基づいて有効電力が逆転状態であるかどうかを判定し、有効電力が逆転状態であると判定されたときに無効電力量の計量を停止するので、逆転状態で使用しても力率を誤演算することがない。
【００２３】
請求項７の発明によれば、正転用有効電力演算部は、正転状態の有効電力値に比例した周波数の第１パルスを出力し、逆転用有効電力演算部は、逆転状態の有効電力値に比例した周波数の第２パルスを出力し、遅れ用無効電力演算部は、遅れ状態の無効電力値に比例した周波数の第３パルスを出力し、進み用無効電力演算部は、進み状態の無効電力値に比例した周波数の第４パルスを出力し、中央演算処理部は、第１パルス、第２パルス、第３パルス及び第４パルスに基づいて有効電力及び無効電力が正転・遅れ状態、正転・進み状態、逆転・遅れ状態及び逆転・進み状態の各状態のいずれの状態であるかを判定して、各状態ごとの有効電力量及び無効電力量を計量するので、逆転状態で使用しても力率を誤演算することがなく、逆転状態の有効電力量及び無効電力量も正確に計量することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施例に係る複合計器を図面を参照しながら詳細に説明する。
【実施例１】
【００２５】
本発明の実施例１に係る複合計器は、自家発電設備を持つ需要家が電力会社に電力を供給する場合、無効電力量の計量を停止することを特徴とする。なお、以下の説明では、電力会社から需要家に電力が供給されている状態（給電線の負荷電流の向きが正である状態）を正転状態といい、需要家から電力会社に電力が供給されている状態（給電線の負荷電流の向きが逆である状態）を逆転状態という。また、電圧の位相に対して電流の位相が遅れている状態を遅れ状態といい、電圧の位相に対して電流の位相が進んでいる状態を進み状態という。
【００２６】
図１は本発明の実施例１に係る複合計器の構成を示すブロック図である。図１に示すように、実施例１の複合計器は、電圧検出部１、電流検出部２、電力演算部３、中央演算処理部４、表示器５、設定器６、記憶素子７及び通信部８で構成されている。
【００２７】
電圧検出部１は、給電線の電圧を検出して電圧に比例したアナログ信号を電力演算部３に出力する。電流検出部２は、給電線に流れる電流を検出して電流に比例したアナログ信号を電力演算部３に出力する。
【００２８】
電力演算部３は、正転用有効電力演算部３１、逆転用有効電力演算部３２、遅れ用無効電力演算部３３、進み用無効電力演算部３４を有している。正転用有効電力演算部３１、逆転用有効電力演算部３２、遅れ用無効電力演算部３３、進み用無効電力演算部３４の各電力演算部は、例えば図示しないＡＤコンバータ及びＤＳＰ（Digital Signal Processor）で構成され、電圧検出部１及び電流検出部２から出力されたアナログ信号をデジタル信号に変換して、乗算することでそれぞれ正転有効電力、逆転有効電力、遅れ無効電力、進み無効電力の各電力を演算し、各電力値に比例した周波数のパルスを中央演算処理部４に出力する。
【００２９】
正転用有効電力演算部３１は、電力が正転状態にあるときに、正転有効電力値に比例した周波数の正転有効電力パルス（第１パルス）Ｐａとともに電力が正転状態であることを示す正転状態信号（第１信号）Ｓａを中央演算処理部４に出力する。
【００３０】
逆転用有効電力演算部３２は、電力が逆転状態にあるときに、逆転有効電力値に比例した周波数の逆転有効電力パルス（第２パルス）Ｐｂとともに電力が逆転状態であることを示す逆転状態信号（第２信号）Ｓｂを中央演算処理部４に出力する。
【００３１】
遅れ用無効電力演算部３３は、電力が遅れ状態にあるときに、遅れ無効電力値に比例した周波数の遅れ無効電力パルス（第３パルス）Ｐｃとともに電力が遅れ状態であることを示す遅れ状態信号（第３信号）Ｓｃを中央演算処理部４に出力する。
【００３２】
進み用無効電力演算部３４は、電力が進み状態にあるときに、進み無効電力値に比例した周波数の進み無効電力パルス（第４パルス）Ｐｄとともに電力が進み状態であることを示す進み状態信号（第４信号）Ｓｄを中央演算処理部４に出力する。
【００３３】
図２は、正転用有効電力演算部３１及び逆転用有効電力演算部３２で演算された電力値Ｗａ及びＷｂと、正転有効電力パルスＰａの周波数Ｆａ及び逆転有効電力パルスＰｂの周波数Ｆｂとの関係を示した図であり、図３は、遅れ用無効電力演算部３３及び進み用無効電力演算部３４で演算された電力値Ｗｃ及びＷｄと遅れ無効電力パルスＰｃの周波数Ｆｃ及び進み無効電力パルスＰｄの周波数Ｆｄとの関係を示した図である。
【００３４】
図２及び図３に示すように、電力演算部３から出力される正転有効電力パルスＰａ、逆転有効電力パルスＰｂ、遅れ無効電力パルスＰｃ、進み無効電力パルスＰｄの各パルスＰの周波数は、電力演算部３で演算された電力値Ｗａ〜Ｗｄと比例している。
【００３５】
中央演算処理部４は、電力演算部３から出力された各パルスＰに基づいて、有効電力量及び無効電力量を計量し、計量値に従って重み付けされた電力量パルス及び電力演算部３から出力された各状態信号Ｓａ〜Ｓｄを含む計量値データを表示器５及び通信部８に出力する。
【００３６】
また、中央演算処理部４は、各電力演算部から出力された各パルスＰ及び各状態信号Ｓに基づいて、電力が正転状態であるか逆転状態であるかを判定する。電力が逆転状態であると判定された場合、遅れ無効電力パルスＰｃ及び進み無効電力パルスＰｄは、計量値として反映されない。即ち、中央演算処理部４は、電力が逆転状態であると判定された場合、無効電力量の計量を停止する。中央演算処理部４の処理、及び電力が正転状態であるか逆転状態であるかを判定する判定条件は後述する。
【００３７】
表示器５は、中央演算処理部４から出力された計量値データに基づいて計量値を区分表示する。設定器６は、中央演算処理部４に対して計量パラメータの設定及び計量値データの回収を行う。記憶素子７は、計量パラメータ及び計量値データを記憶する。通信部８は、計量値データを外部のセンタ装置等に送信する。
【００３８】
次に、中央演算処理部４の処理を説明する。図４は中央演算処理部４のメイン処理を示すフローチャートである。図５は中央演算処理部４のタイマ割込み処理を示すフローチャートである。メイン処理は、図４に示すように、計時処理（ステップＳ１）、電力量の計量を行う計量処理（ステップＳ２）、計量された電力量を表示器５に表示する表示処理（ステップＳ３）、計量された電力量を通信部８から外部に送信する通信処理（ステップＳ４）からなるループ処理である。
【００３９】
このメイン処理の割込み処理として、図５に示すようなタイマ割込み処理があり、この割込み処理は、メイン処理のステップＳ１の前で発生する。このタイマ割込み処理では、各電力演算部３から各パルスＰａ〜Ｐｄ及び各状態信号Ｓａ〜Ｓｄを入力し（ステップＳ５）、各パルスＰの周期を求め（ステップＳ６）、求めた各パルスＰの周期より各パルスＰの周波数を算出する（ステップＳ７）。算出された各パルスＰの周波数及び入力された各状態信号Ｓに基づいて、電力が逆転状態であるかどうかを判定し（ステップＳ８）、電力が逆転状態でないと判定された場合はメイン処理に戻り、逆転状態であると判定された場合はステップＳ５に戻る。
【００４０】
次に、電力が正転状態であるか逆転状態であるかを判定する判定条件を詳細に説明する。図６〜図９は実施例１に係る複合計器が計量する遅れ無効電力量及び進み無効電力量の計量範囲を示す図である。実施例１に係る複合計器の中央演算処理部４は、設定器６からの指令によって、例えば図６〜図９のいずれかの無効電力量計量範囲を選択することができ、図６〜図９の斜線部で示した範囲の電力を正転状態と判定する。
【００４１】
図１０は、図６または図９の無効電力量計量範囲を選択した場合の遅れ無効電力量の計量条件を示す図である。図１０に示すように、中央演算処理部４は、正転状態信号Ｓａが入力されたかどうかを判定する（ステップＳ１１）。正転状態信号Ｓａが入力されたと判定すると、正転有効電力パルスＰａの周波数Ｆａと予め設定された正転潮流判定周波数ＦＡとを比較する（ステップＳ１２）。
【００４２】
Ｆａ＞ＦＡであれば、遅れ無効電力パルスＰｃの周波数Ｆｃと予め設定された遅れ潮流判定周波数ＦＣとを比較する（ステップＳ１３）。Ｆｃ＞ＦＣであれば、電力が正転状態であると判定し、遅れ無効電力量の計量を開始する（ステップＳ１４）。ステップＳ１２でＦａ＞ＦＡでない場合、及びステップＳ１３でＦｃ＞ＦＣでない場合は、電力が逆転状態であると判定し、遅れ無効電力量の計量を停止する（ステップＳ１５）。
【００４３】
また、ステップＳ１１で正転状態信号Ｓａが入力されていないと判定すると、逆転状態信号Ｓｂが入力されたかどうかを判定する（ステップＳ１６）。逆転状態信号Ｓｂが入力されたと判定すると、逆転有効電力パルスＰｂの周波数Ｆｂと予め設定された逆転潮流判定周波数ＦＢとを比較する（ステップＳ１７）。Ｆｂ＞ＦＢである場合及びステップＳ１６で逆転状態信号Ｓｂが入力されていないと判定した場合は、電力が逆転状態であると判定し、遅れ無効電力量の計量を停止する（ステップＳ１８）。ステップＳ１７でＦｂ＞ＦＢでない場合は、ステップＳ１３に進む。
【００４４】
図１１は、図７または図８の無効電力量計量範囲を選択した場合の遅れ無効電力量の計量条件を示す図である。図１１に示すように、正転有効電力パルスＰａの周波数Ｆａと正転潮流判定周波数ＦＡとを比較する（ステップＳ２１）。Ｆａ＞ＦＡであれば、遅れ無効電力パルスＰｃの周波数Ｆｃと遅れ潮流判定周波数ＦＣとを比較する（ステップＳ２２）。Ｆｃ＞ＦＣであれば、電力が正転状態であると判定し、遅れ無効電力量の計量を開始する（ステップＳ２３）。Ｆｃ＞ＦＣでない場合及びステップＳ２１でＦａ＞ＦＡでない場合は、電力が逆転状態であると判定し、遅れ無効電力量の計量を停止する（ステップＳ２４）。
【００４５】
図１２は、図６または図８の無効電力量計量範囲を選択した場合の進み無効電力量の計量条件を示す図である。図１２に示すように、正転状態信号Ｓａが入力されたかどうかを判定する（ステップＳ３１）。正転状態信号Ｓａが入力されたと判定すると、正転有効電力パルスＰａの周波数Ｆａと正転潮流判定周波数ＦＡとを比較する（ステップＳ３２）。
【００４６】
Ｆａ＞ＦＡであれば、進み無効電力パルスＰｄの周波数Ｆｄと予め設定された進み潮流判定周波数ＦＤとを比較する（ステップＳ３３）。Ｆｄ＞ＦＤであれば、電力が正転状態であると判定し、進み無効電力量の計量を開始する（ステップＳ３４）。ステップＳ３２でＦａ＞ＦＡでない場合、及びステップＳ３３でＦｄ＞ＦＤでない場合は、電力が逆転状態であると判定し、進み無効電力量の計量を停止する（ステップＳ３５）。
【００４７】
また、ステップＳ３１で正転状態信号Ｓａが入力されていないと判定すると、逆転状態信号Ｓｂが入力されたかどうかを判定する（ステップＳ３６）。逆転状態信号Ｓｂが入力されたと判定すると、逆転有効電力パルスＰｂの周波数Ｆｂと逆転潮流判定周波数ＦＢとを比較する（ステップＳ３７）。Ｆｂ＞ＦＢである場合及びステップＳ３６で逆転状態信号Ｓｂが入力されていないと判定した場合は、電力が逆転状態であると判定し、進み無効電力量の計量を停止する（ステップＳ３８）。ステップＳ３７でＦｂ＞ＦＢでない場合は、ステップＳ３３に進む。
【００４８】
図１３は、図７または図９の無効電力量計量範囲を選択した場合の進み無効電力量の計量条件を示す図である。図１３に示すように、正転有効電力パルスＰａの周波数Ｆａと正転潮流判定周波数ＦＡとを比較する（ステップＳ４１）。Ｆａ＞ＦＡであれば、進み無効電力パルスＰｄの周波数Ｆｄと進み潮流判定周波数ＦＤとを比較する（ステップＳ４２）。Ｆｄ＞ＦＤであれば、電力が正転状態であると判定し、進み無効電力量の計量を開始する（ステップＳ４３）。Ｆｄ＞ＦＤでない場合及びステップＳ４１でＦａ＞ＦＡでない場合は、電力が逆転状態であると判定し、進み無効電力量の計量を停止する（ステップＳ４４）。
【００４９】
このように、実施例１に係る複合計器は、中央演算処理部４が電力演算部３から出力された各パルスＰ及び各状態信号Ｓに基づいて電力が逆転状態かどうかを判定して、逆転状態であると判定されたときに、無効電力量の計量を停止するので、自家発電設備を持つ需要家が電力会社に電力を供給する逆転状態の場合、有効電力量及び無効電力量は計量されず、力率が誤演算されてしまうことはない。このため、電力会社から需要家に電力が供給されている正転状態の有効電力量及び無効電力量のみを正確に計量することができる。
【００５０】
なお、上記の遅れ無効電力量及び進み無効電力量の計量条件の説明で、中央演算処理部は、遅れ用無効電力演算部３３から出力される遅れ状態信号Ｓｃ及び進み用無効電力演算部３４から出力される進み状態信号Ｓｄが入力されたかどうかを判定していないが、遅れ状態信号Ｓｃ及び進み状態信号Ｓｄが入力されたかどうかを判定することもできる。
【実施例２】
【００５１】
本発明の実施例２に係る複合計器は、電力の状態（正転、逆転、遅れ、進み）を判定して、正転・遅れ状態、正転・進み状態、逆転・遅れ状態、逆転・進み状態の各状態ごとに有効電力量及び無効電力量を計量することで、電力が逆転状態にある場合も有効電力量及び無効電力量を正確に計量することを特徴とする。
【００５２】
実施例２に係る複合計器は、図１に示す実施例１と同様に構成され、実施例１と重複する説明は省略する。実施例２では、設定器６からの指令によって、無効電力量の計量範囲が例えば図１４〜図１７の斜線部に示すような範囲に４分割されて設定される。
【００５３】
図１４の斜線部は、正転・遅れ無効電力量の計量範囲を示している。正転・遅れ無効電力量の計量範囲を図１４の斜線部のように設定した場合の計量条件は、図１１に示した遅れ無効電力量の計量条件と同様である。
【００５４】
図１５の斜線部は、正転・進み無効電力量の計量範囲を示している。正転・進み無効電力量の計量範囲を図１５の斜線部のように設定した場合の計量条件は、図１３に示した進み無効電力量の計量条件と同様である。
【００５５】
図１６の斜線部は、逆転・遅れ無効電力量の計量範囲を示している。図１８は、逆転・遅れ無効電力量の計量範囲を図１６の斜線部のように設定した場合の計量条件を示す図である。図１８に示すように、逆転有効電力パルスＰｂの周波数Ｆｂと逆転潮流判定周波数ＦＢとを比較する（ステップＳ５１）。Ｆｂ＞ＦＢであれば、遅れ無効電力パルスＰｃの周波数Ｆｃと遅れ潮流判定周波数ＦＣとを比較する（ステップＳ５２）。Ｆｃ＞ＦＣであれば、逆転・遅れ無効電力量の計量を開始する（ステップＳ５３）。Ｆｃ＞ＦＣでない場合及びステップＳ５１でＦｂ＞ＦＢでない場合は、逆転・遅れ無効電力量の計量を停止する（ステップＳ５４）。
【００５６】
図１７の斜線部は、逆転・進み無効電力量の計量範囲を示している。図１９は、逆転・進み無効電力量の計量範囲を図１７の斜線部のように設定した場合の計量条件を示す図である。図１９に示すように、逆転有効電力パルスＰｂの周波数Ｆｂと逆転潮流判定周波数ＦＢとを比較する（ステップＳ６１）。Ｆｂ＞ＦＢであれば、進み無効電力パルスＰｄの周波数Ｆｄと進み潮流判定周波数ＦＤとを比較する（ステップＳ６２）。Ｆｄ＞ＦＤであれば、逆転・進み無効電力量の計量を開始する（ステップＳ６３）。Ｆｄ＞ＦＤでない場合及びステップＳ６１でＦｂ＞ＦＢでない場合は、逆転・進み無効電力量の計量を停止する（ステップＳ６４）。
【００５７】
また、実施例２では、電力が逆転状態の場合でも有効電力量を計量し、正転・遅れ状態、正転・進み状態、逆転・遅れ状態、逆転・進み状態の各状態ごとに有効電力量及び無効電力量が計量される。
【００５８】
このように、実施例２に係る複合計器は、中央演算処理部４が電力演算部３からの各パルスＰに基づいて、電力の状態が正転・遅れ状態、正転・進み状態、逆転・遅れ状態、逆転・進み状態のいずれの状態であるかを判定し、各状態ごとに有効電力量及び無効電力量を計量するので、自家発電設備を持つ需要家が電力会社に電力を供給する逆転状態で使用しても、力率が誤演算されてしまうことがなく、逆転状態の有効電力量及び無効電力量も正確に計量することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明は、有効電力量及び無効電力量を計量する複合計器として利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の実施例１に係る複合計器の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施例１に係る複合計器の正転用有効電力演算部及び逆転用有効電力演算部で演算された電力値と、正転有効電力パルス及び逆転有効電力パルスの周波数の関係を示した図である。
【図３】本発明の実施例１に係る複合計器の遅れ用無効電力演算部及び進み用無効電力演算部で演算された電力値と、遅れ無効電力パルス及び進み無効電力パルスの周波数の関係を示した図である。
【図４】本発明の実施例１に係る複合計器の中央演算処理部のメイン処理を示したフローチャートである。
【図５】本発明の実施例１に係る複合計器の中央演算処理部のタイマ割込み処理を示したフローチャートである。
【図６】本発明の実施例１に係る複合計器の無効電力量計量範囲を示す図である。
【図７】本発明の実施例１に係る複合計器の無効電力量計量範囲を示す図である。
【図８】本発明の実施例１に係る複合計器の無効電力量計量範囲を示す図である。
【図９】本発明の実施例１に係る複合計器の無効電力量計量範囲を示す図である。
【図１０】図６または図９に示す無効電力量計量範囲を選択した場合の遅れ無効電力量の計量条件を示した図である。
【図１１】図７または図８に示す無効電力量計量範囲を選択した場合の遅れ無効電力量の計量条件を示した図である。
【図１２】図６または図８に示す無効電力量計量範囲を選択した場合の進み無効電力量の計量条件を示した図である。
【図１３】図７または図９に示す無効電力量計量範囲を選択した場合の進み無効電力量の計量条件を示した図である。
【図１４】本発明の実施例２に係る複合計器の正転・遅れ無効電力量の計量範囲を示す図である。
【図１５】本発明の実施例２に係る複合計器の正転・進み無効電力量の計量範囲を示す図である。
【図１６】本発明の実施例２に係る複合計器の逆転・遅れ無効電力量の計量範囲を示す図である。
【図１７】本発明の実施例２に係る複合計器の逆転・進み無効電力量の計量範囲を示す図である。
【図１８】逆転・遅れ無効電力量の計量範囲を図１６の斜線部のように設定した場合の計量条件を示す図である。
【図１９】逆転・進み無効電力量の計量範囲を図１７の斜線部のように設定した場合の計量条件を示す図である。
【図２０】従来の複合計器の構成を示すブロック図である。
【図２１】従来の複合計器の動作範囲を示す図である。
【符号の説明】
【００６１】
１  電圧検出部
２  電流検出部
３  電力演算部
４  中央演算処理部
５  表示器
６  設定器
７  記憶素子
８  通信部
１３  有効電力量計部
１４  無効電力量計部
３１  正転用有効電力演算部
３２  逆転用有効電力演算部
３３  遅れ用無効電力演算部
３４  進み用無効電力演算部
１３１、１４２  電力乗算部
１３２、１４３  周波数変換部
１３３、１４４  計数表示部
１４１  遅延部
【図１】
2006234570.tif 000003
【図２】
2006234570.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2006234570.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
2006234570.tif 000018
【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
2006234570.tif 000022
【図２１】
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