(57)【要約】【課題】  各相電力の力率が極端に低い場合に逆電流表示が点灯しても誤結線ではないことを示すことができる電子式電力量計を提供する。【解決手段】  電路の電圧値と電流値とから各相電力を演算する各相電力演算部と、上記各相電力の方向を判別する各相電力方向判別部と、上記各相電力の力率の値を監視する力率状態監視部と、上記各相電力方向判別部及び力率状態監視部の結果にもとづいて逆電流表示を制御する各相逆電流表示制御部と、上記逆電流表示を行なう各相逆電流状態表示部とを備えた構成とする。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電路の電圧値と電流値とから各相電力を演算する各相電力演算部と、上記各相電力の方向を判別する各相電力方向判別部と、上記各相電力の力率の値を監視する力率状態監視部と、上記各相電力方向判別部及び力率状態監視部の結果にもとづいて逆電流表示を制御する各相逆電流表示制御部と、上記逆電流表示を行なう各相逆電流状態表示部とを備えたことを特徴とする電子式電力量計。
【請求項２】
上記各相電力演算部の演算結果によって力率の値が０〜0.5である場合には、各相電力の方向が逆方向であっても上記各相逆電流状態表示部による表示動作を行わせないようにしたことを特徴とする請求項１記載の電子式電力量計。
【請求項３】
低力率状態であることを表示する低力率表示部を設け、上記各相電力演算部の演算結果によって力率の値が０〜0.5である場合には、上記各相逆電流状態表示部による表示動作を行なわせた状態で上記低力率表示部の表示動作を行なわせるようにしたことを特徴とする請求項１記載の電子式電力量計。
【請求項４】
押しボタンを設け、上記各相逆電流状態表示部による表示動作時に上記押しボタンを押すことにより、上記各相逆電流状態表示部が表示動作を停止すれば低力率であることを示し、上記各相逆電流状態表示部が表示動作を継続すれば誤結線であることを示すようにしたことを特徴とする請求項１記載の電子式電力量計。
【請求項５】
通常運転モードとテストモードとを切り換える切換スイッチを設け、上記切換スイッチのテストモードへの切り換え時に上記各相逆電流状態表示部が表示動作を行なった時は誤結線であることを示し、表示動作を行なわなかった時は正常であることを示すようにしたことを特徴とする請求項１記載の電子式電力量計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、負荷電力を計量して表示する電子式電力量計に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の電子式電力量計は、負荷電力に比例した周波数のパルスを発生し、このパルスを計数して、表示器により電力量として表示するように構成されると共に、電子式電力量計の負荷状態、動作状態、無負荷状態、逆電流状態、さらに逆電流状態である場合にはその度合いを演算する状態演算手段、各相電力の方向が順方向、逆方向のいずれであるかを判別する各相電力方向判別手段を設け、表示器に、電力量の計量値を表示する計量値表示部と、状態演算手段により演算された状態を表示する状態表示部を一体に形成すると共に、上記状態表示部に、負荷状態及び逆電流状態、逆電流レベル、各相電力方向を表示させ、誤結線判別を行う機能を備えていた（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２８１９７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の電子式電力量計は以上のように構成され、計測を行っている全ての相の電力の総和である全相電力が負荷側から電源側に電流が流れる方向（以下、逆方向という）のとき、状態表示部に逆電流マークを点灯していた。また、全相電力量の大きさを監視するとともに上記全相電力量の大きさに応じたスピードで逆電流マークを点滅し、さらに、各相電力の方向を判別するとともに、１側電力が逆方向の場合には「１」を、３側電力が逆方向の場合には「３」を点灯するようにしていた。
しかし、上記各相電力の方向表示については、実使用状態において極端に力率が低い場合には、正常結線であるにも関わらず動作点灯とともに「1」もしくは「3」が点灯してしまい、誤結線であるかのような印象を使用者に与えてしまうという問題点があった。
【０００５】
ここで、力率とは、交流回路における皮相電力に対する実効電力の比であり、電流と電圧の位相差φ[rad]のｃｏｓφである。このｃｏｓφは1側、3側の負荷がコンデンサやモータ空回り等の状態においては極端に低くなる場合があり、上述のように、正常結線であるにも関わらず「1」もしくは「3」が点灯してしまうという問題点があった。
【０００６】
この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、各相電力の力率が極端に低い場合で「1」もしくは「3」が点灯した場合には誤結線ではないことを示すことを可能とし、電子式電力量計の設置時等における誤結線判別を正確に行うことができるような電子式電力量計を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係わる電子式電力量計は、電路の電圧値と電流値とから各相電力を演算する各相電力演算部と、上記各相電力の方向を判別する各相電力方向判別部と、上記各相電力の力率の値を監視する力率状態監視部と、上記各相電力方向判別部及び力率状態監視部の結果にもとづいて逆電流表示を制御する各相逆電流表示制御部と、上記逆電流表示を行なう各相逆電流状態表示部とを備えたものである。
【発明の効果】
【０００８】
この発明の電子式電力量計によれば、各相逆電流状態表示部の表示状態を観察することで、電子式電力量計の設置時等における誤結線判別を正確に行うことができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】この発明の実施の形態１による電子式電力量計の外観を示す斜視図である。
【図２】図１の電子式電力量計の表示パネルを示す拡大図である。
【図３】実施の形態１による電子式電力量計の構成を示すブロック図である。
【図４】実施の形態１における電子式電力量計の各相電流、線間電圧の位相差と点灯表示の範囲を表すベクトル図で、（ａ）は１側電力演算用の相電流I1と線間電圧V12との位相差を示し、（ｂ）は３側電力演算用の相電流I3と線間電圧V32との位相差を示す。
【図５】この発明の実施の形態２による電子式電力量計の表示パネルを示す拡大図である。
【図６】この発明の実施の形態３による電子式電力量計の外観を示す斜視図である。
【図７】この発明の実施の形態４による電子式電力量計の外観を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１による電子式電力量計の構成を図にもとづいて説明する。
図１は、実施の形態１による電子式電力量計１００の外観構成を示す斜視図であり、この電子式電力量計１００の正面には表示パネル２０が設けられている。
図２は、図１の表示パネル２０の拡大図であり、電子式電力量計１００の全相電力が逆電流（逆方向）である場合には、「逆電流」と表示された全相逆電流状態表示部（全相表示部（逆電流））２１ａを点灯させ、全相電力が無負荷または順方向（動作状態）である場合には、「無負荷」または「動作」と表示された全相無負荷状態表示部（全相表示部（無負荷））２１ｂまたは全相動作状態表示部（全相表示部（動作））２１ｃを点灯させるようにされている。全相表示部２１ａ、２１ｂ、２１ｃにより全相電流状態表示部２１が構成されている。
【００１１】
また、表示パネル２０内には、１側逆電流状態表示部２２ａまたは３側逆電流状態表示部２２ｂが設けられ、各相電力である１側電力または３側電力が逆電流（逆方向）である場合には、「１」または「３」の表示を点灯させるようになっている。各相逆電流状態表示部２２は、これら１側逆電流状態表示部２２ａと３側逆電流状態表示部２２ｂによって構成されている。
【００１２】
図３は、電子式電力量計１００の構成を示すブロック図である。図３に示すように、電子式電力量計１００は、電路につながる電子式電力量計ブロック５０と、電子式電力量計ブロック５０につながる状態表示部６０によって構成されている。電子式電力量計ブロック５０は、電路の電圧を検出する電圧検出部１、同じく電流を検出する電流検出部２、電路の電圧値と電流値とから各相電力を演算する各相電力演算部３、各相電力を合算して全相電力を演算する全相電力量演算部４、全相電力の方向を判別する全相電力方向判別部５、逆方向電力量カウンタ部６ａを内蔵した逆電流レベル監視部６、力率状態監視部７、各相電力方向判別部８、各相逆電流表示制御部９から構成されており、状態表示部６０は、全相逆電流状態表示部２１ａを含む全相電流状態表示部２１、各相逆電流状態表示部２２から構成されている。
【００１３】
この実施の形態１は相線式が三相３線式の場合について例示するが、単相３線式でも同様に実施可能である。
各構成を詳細に説明すると、電圧検出部１は電路から１側電圧、３側電圧を入力し、適当な電圧に変圧した後、Ａ／Ｄ変換して得たディジタル値を各相電力演算部３に入力する。
また、電流検出部２は、電路から１側電流、３側電流を入力し、電流電圧変換により適当な電圧に変換した後、Ａ／Ｄ変換して得たディジタル値を各相電力演算部３に入力する。
【００１４】
各相電力演算部３は電圧検出部１の出力である１側電圧、３側電圧のディジタル値及び、電流検出部２の出力である１側電流、３側電流のディジタル値を入力し、１側電圧と１側電流とを乗算して１側電力を演算し、３側電圧と３側電流とを乗算して３側電力を演算する。ここで、電圧と電流を乗算した結果は、各相電力が順方向の場合は正の値となり、逆方向の場合は負の値となる。
【００１５】
次に、全相電力の方向の表示について説明する。
全相電力量演算部４は各相電力演算部３により演算された１側電力、３側電力を入力して加算し、合算値を全相電力にすると共に、その値を積算することで全相電力量を算出する。実際には、全相電力を積算した積算値が事前に設定している所定の閾値を超過すると１カウントするようなカウンタ部を有しており、そのカウント値の増加分により全相電力量を算出する。
全相電力方向判別部５は全相電力量演算部４で演算された全相電力が順方向、無負荷、逆方向のいずれであるかを判別し、判別結果が逆方向のときは、全相電流状態表示部２１中の全相表示部（逆電流）２１ａの点灯を行う。
【００１６】
逆電流レベル監視部６は、全相電力方向判別部５の判別結果が逆方向のとき全相電力量に比例してカウントする逆方向電力量カウンタ部６ａを有し、逆方向電力量カウンタ部６ａが事前に設定されている固定値（所定値）分をカウント値が増加する毎に全相電流状態表示部の全相表示部（逆電流）２１ａを一時的に（所定時間）消灯する。
【００１７】
次に、各相電力の方向の表示について説明する。
各相電力方向判別部８は各相電力演算部３により演算された各相電力の方向が順方向、逆方向のいずれであるかを判別する。力率状態監視部7は各相電力演算部３の各相の力率状態を監視し、低力率状態であるか否かを判別する。
各相逆電流表示制御部９は各相電力方向判別部８と力率状態監視部７の判別結果を入力し、各相電力の状態を表示する各相逆電流状態表示部２２を制御する。
【００１８】
各相逆電流表示制御部９は全相電力方向判別部５の判別結果が逆方向である場合には、各相電力方向判別部８の判別結果に従って動作し、１側電力が逆方向の場合には１側逆電流状態表示部２２ａを点灯し、３側電力が逆方向の場合には３側逆電流状態表示部２２ｂを点灯する。
また、各相逆電流表示制御部９は、全相電力方向判別部５の判別結果が順方向、無負荷である場合には、各相電力方向判別部８の判別結果が逆方向であっても各相電力演算部３の演算結果の絶対値が事前に設定されている所定値より小さい場合には、各相逆電流状態表示部２２が消灯するように制御する。
さらに、力率状態監視部7で監視している力率の値が０〜0.5である場合にも各相逆電流状態表示部２２が消灯するように制御する。
【００１９】
次に、力率の値が０〜0.5である場合に各相逆電流状態表示部２２の１側または３側逆電流状態表示部２２ａまたは２２ｂを点灯しない理由について説明する。
各相電力演算部３では次の式により１側電力W1及び３側電力W3を演算する。
W１＝V１２I１ｃｏｓ（φ＋３０°）…（１）
W３＝V３２I３ｃｏｓ（φ−３０°）…（２）
そして、１側電力W1の値が負である場合には２２ａを、３側電力W3の値が負である場合には２２ｂを点灯するようにしている。１側電力W1の演算式（１）について説明すると、１側電力Ｗ１の演算には線間電圧V１２を用いているため、相電流I１と理想状態で負荷位相角が３０°ずれており（I１がV１２に対して３０°遅れている）、これが実使用上で理想状態からさらに６０°以上位相角が開いた状態になると、図４（ａ）に斜線部で示すように、正常結線であっても１側逆電流状態表示部２２ａの点灯範囲となり、２２ａが点灯することになる。そのため６０°以上位相角がずれた状態（ｃｏｓ６０°＝０．５）すなわち力率が０〜0.5の場合には、２２ａが点灯しないようにして誤結線ではないことを示すようにしている。
【００２０】
３側電力W3の演算式（２）についても同様で、線間電圧V３２と相電流I３との位相角が理想状態で３０°ずれている（I３がV３２に対して３０°進んでいる）ため、実使用上で理想状態からさらに６０°以上位相角が開いた状態になると、図４（ｂ）に斜線部で示すように、正常結線であっても３側逆電流状態表示部２２ｂの点灯範囲となり、２２ｂが点灯することになる。そのため６０°以上位相角がずれた状態、すなわち力率が０〜0.5の場合には、２２ｂが点灯しないようにして誤結線ではないことを示すようにしている。
すなわち、低力率状態における誤表示を防止するようにしている。
【００２１】
実施の形態１は上記のように構成されているため、各相電力の方向だけでなく各相の力率状態を判別した各相逆電流状態表示部２２の表示により、より正確な誤結線判別を行うことができるものである。
【００２２】
実施の形態２．
次に、この発明の実施の形態２を図にもとづいて説明する。図５は、実施の形態２による電子式電力量計の表示パネルを示す拡大図である。実施の形態１においては、低力率状態の場合に各相逆電流状態表示部２２ａまたは２２ｂの点灯を行わせないように構成したが、実施の形態２においては、電子式電力量計１００に低力率状態の時に点灯してその状態を表示する表示パネル５１を設けたもので、各相逆電流状態表示部２２ａまたは２２ｂは低力率の時も点灯したままとする。このようにすれば低力率状態であることが文字で表示されるため非常に分かり易くなる。
【００２３】
実施の形態３．
次に、この発明の実施の形態３を図にもとづいて説明する。図６は、実施の形態３による電子式電力量計の外観構成を示す斜視図である。図６に示すように実施の形態３は電子式電力量計の前面に押しボタン５２を設け、各相逆電流状態表示部２２ａまたは２２ｂの点灯時に、押しボタン５２を押し、その時、各相逆電流状態表示部２２ａまたは２２ｂが消灯すれば低力率であることを示し、点灯状態が継続すれば誤結線であることを示すようにしたものである。このような構成とすることにより、各相逆電流状態表示部２２ａまたは２２ｂの点灯状態を確認することにより使用者が誤結線判別を容易にすることができる。
【００２４】
実施の形態４．
次に、この発明の実施の形態４を図にもとづいて説明する。図７は、実施の形態４による電子式電力量計の外観構成を示す斜視図である。図７に示すように実施の形態４は電子式電力量計の前面に切換スイッチ５３を設け、「通常運転モード」と「テストモード」とを切り換えできるようにしたものである。電子式電力量計の設置時等において、誤結線判別を行なおうとする際に、切換スイッチ５３を「テストモード」に切り換える。この時、各相逆電流状態表示部２２ａまたは２２ｂが点灯した場合には誤結線であることを示し、点灯しなかった場合は正常であることを示すように設定しておくと、誤結線判別後に各相逆電流状態表示部２２ａ、２２ｂと切換スイッチ５３を封印して出荷することも可能となる。
【符号の説明】
【００２５】
１  電圧検出部、                ２  電流検出部、
３  各相電力演算部、            ４  全相電力量演算部、
５  全相電力方向判別部、        ６  逆電流レベル監視部、
６ａ  逆方向電力量カウンタ部、  ７  力率状態監視部、
８  各相電力方向判別部、        ９  各相逆電流表示制御部、
２０  表示パネル、              ２１  全相電流状態表示部、
２１ａ  全相逆電流状態表示部（全相表示部（逆電流））、
２１ｂ  全相無負荷状態表示部（全相表示部（無負荷））、
２１ｃ  全相動作状態表示部（全相表示部（動作））、
２２  各相逆電流状態表示部、
２２ａ  １側逆電流状態表示部、  ２２ｂ  ３側逆電流状態表示部、
５０  電子式電力量計ブロック、  ５１  低力率状態表示部、
５２  押ボタン、                ５３  切換スイッチ、
６０  状態表示部、              １００  電子式電力量計。
【図１】
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【図２】
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【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】
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