(57)【要約】【課題】  接続ミスが発生し難い簡易な構成でもって、単相負荷および三相負荷の有効電力を高精度に計測する。【解決手段】  三相高圧電路１１と大地との間に接続された各相のＣＶＴケーブル１２のシールド線１９ａ〜１９ｃに第１の変流器２１ａ〜２１ｃを取り付けると共に第１の変流器２１ａ〜２１ｃの二次端子にコンデンサ端末２２ａ〜２２ｃを接続し、三相高圧電路１１の各相に第２の変流器２３ａ〜２３ｃを取り付けた計測装置であって、コンデンサ端末２２ａ〜２２ｃの両端に出力される電圧ＶA〜ＶCと、第２の変流器２３ａ〜２３ｃにより検出された各相の線電流ＩA〜ＩCとから、各相の有効電力量ＷA〜ＷCを演算する処理部２５ａ〜２５ｃを備え、各相の有効電力量ＷA〜ＷCから三相負荷１５の有効電力量と単相負荷１４の有効電力量とを推定して分離可能とした。【選択図】    図１
2019082478.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
三相高圧電路と大地との間に接続された各相の高圧コンデンサの接地線に第１の変流器を取り付けると共に前記第１の変流器の二次端子にコンデンサ端末を接続した計測装置であって、
前記コンデンサ端末の両端に出力される電圧から、スターデルタ変換により前記三相高圧電路の線間電圧を演算する処理部を具備したことを特徴とする計測装置。
【請求項２】
三相高圧電路と大地との間に接続された各相の高圧コンデンサの接地線に第１の変流器を取り付けると共に前記第１の変流器の二次端子にコンデンサ端末を接続し、前記三相高圧電路の各相に第２の変流器を取り付けた計測装置であって、
前記コンデンサ端末の両端に出力される電圧と、前記第２の変流器により検出された各相の線電流とから、各相の有効電力を演算する処理部を具備したことを特徴とする計測装置。
【請求項３】
前記各相の有効電力から、三相負荷の有効電力と単相負荷の有効電力とを推定して分離可能とした請求項２に記載の計測装置。
【請求項４】
三相高圧電路と大地との間に接続された各相の高圧コンデンサの接地線に第１の変流器を取り付けると共に前記第１の変流器の二次端子にコンデンサ端末を接続し、前記三相高圧電路の各相に第２の変流器を取り付けた計測装置であって、
前記コンデンサ端末の両端に出力される電圧と、前記第２の変流器により検出された各相の線電流とから、各相の有効電力量を演算する処理部を具備したことを特徴とする計測装置。
【請求項５】
前記各相の有効電力量から、三相負荷の有効電力量と単相負荷の有効電力量とを推定して分離可能とした請求項４に記載の計測装置。
【請求項６】
前記処理部は、無効電力、無効電力量、皮相電力および力率のうち、少なくともいずれか一つを演算する請求項２〜５のいずれか一項に記載の計測装置。
【請求項７】
前記高圧コンデンサは、高圧気中開閉器に内蔵された碍子型コンデンサである請求項１〜６のいずれか一項に記載の計測装置。
【請求項８】
前記接地線は、三相高圧電路に設置された電力ケーブルのシールド線である請求項１〜６のいずれか一項に記載の計測装置。
【請求項９】
前記第１の変流器を２台設置し、一方の第１の変流器にコンデンサ端末を接続すると共に他方の第１の変流器に抵抗端末を接続し、前記コンデンサ端末と前記抵抗端末とを直列に接続した請求項１〜８のいずれか一項に記載の計測装置。
【請求項１０】
前記第１の変流器の二次巻線を２巻線とし、一方の二次巻線にコンデンサ端末を接続すると共に他方の二次巻線に抵抗端末を接続し、前記コンデンサ端末と前記抵抗端末とを直列に接続した請求項１〜８のいずれか一項に記載の計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、三相交流電路に接続された単相負荷および三相負荷の有効電力、有効電力量、無効電力、無効電力量、皮相電力および力率を計測する計測装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、高圧以上の電気設備で、有効電力、有効電力量、無効電力、無効電力量、皮相電力および力率を計測する計測装置では、各線間電圧と線電流を計測する。受電している電気設備の変圧器容量の合計が１５０ｋＶＡ（屋内３００ｋＶＡ）以下の小規模設備では、各線間の受電電圧を計測する計器用変圧器ＶＴと線電流を計測する計器用変流器ＣＴの設置義務がなく殆ど設置されない。
【０００３】
計器用変圧器ＶＴと計器用変流器ＣＴが設置されない小規模設備では、単相変圧器の二次側（低圧側）で各線間電圧と線電流を計測し、単相の有効電力、有効電力量、無効電力、無効電力量、皮相電力および力率を計測する。また、三相変圧器の二次側（低圧側）で各線間電圧と線電流を計測し、三相の有効電力、有効電力量、無効電力、無効電力量、皮相電力および力率を計測する。
【０００４】
このように、高圧受電設備の小規模設備で設備全体の有効電力、有効電力量、無効電力、無効電力量、皮相電力および力率を計測するには、単相変圧器と三相変圧器の各々低圧側電路で各線間電圧と線電流を計測する必要がある。従って、いずれの変圧器（単相変圧器、三相変圧器）の損失（無負荷損、負荷損）は計測されない。
【０００５】
三相交流電路に接続された各種負荷には、電灯負荷のように単相で三相平行電源から見ると不平衡状態となっている単相負荷と、三相誘導電動機などの動力負荷のように三相で平衡状態となっている三相負荷とがある。
【０００６】
低圧側の三相交流電路に接続された負荷の有効電力を計測する場合、特許文献１で開示されているように、三相交流電路の有効電力を任意の２つの線間電圧と、対応する二相の線電流から計測する２電力計測法が用いられる。なお、電力量を計測する場合には、電力量計が用いられる。
【０００７】
低圧側の単相交流電路に接続された負荷の有効電力を計測する場合、単相１００Ｖ回路Ｌ11の有効電力を線間電圧Ｖ11と線電流Ｉ11から計測する単相電力計測法が用いられる。また、相対する単相１００Ｖ回路Ｌ12の有効電力を線間電圧Ｖ12と線電流Ｉ12から計測する単相電力計測法が用いられる（図１０参照）。単相変圧器ごとにまとめた単相電力は、この２つ計測した電力を加算したものである。
【０００８】
なお、これらの各電気計測は、それぞれの役割により記録される。
【０００９】
線間電圧Ｖ［Ｖ］は、供給者（電力会社）からの供給電圧より約±６％以内である確認を行うものである。電力計測の電圧基準として計測する意味がある。電圧値としては、負荷の稼働状況により実効値を記録する。
【００１０】
線電流Ｉ［Ａ］は、負荷設備に供給する負荷電流として変圧器容量より導かれる定格電流より過負荷（１００％以上）にならないことを確認するものである。電力計測の電流基準として計測する意味がある。電流値としては、負荷の最大負荷時により実効値を記録するのが適切である。
【００１１】
有効電力［Ｗ］は、負荷設備に供給する消費電力として確認するものである。電力計測として計測する意味がある。ここで計測できる有効電力［Ｗ］は、三相有効電力である。電気設備で消費している負荷として記録する。
【００１２】
無効電力Ｑ［var］は、同じく負荷の遅れ力率から導き出される量として、位相を調整するための無効電力として用いる。ここで、計測できる無効電力［var］は、三相無効電力である。負荷の力率管理により記録するのが適切である。
【００１３】
力率φ［deg］は、負荷設備に供給する消費電力の力率として確認するものである。通常の動力負荷の電動機が稼働していると遅れ力率となる。負荷の稼働状況により記録するのが適切である。０．８５＜力率＜１．０になる位相調整を進み無効電力供給（進相コンデンサ）で行うことが多い。
【００１４】
電力量［Ｗｈ］は、１時間当たりの消費（有効）電力［Ｗ］を積算したもので電気料金の従量分に相当する。また、３０分当たりの消費電力を積算したものは、３０分デマンド値として契約電力［ｋＷ］に相当する値で記録される。
【００１５】
つまり、電力量［Ｗｈ］は、電気料金を算定する基礎値で連続して記録する値である。電力量を計測する場合には、電力量計が用いられる。なお、金銭取引する電力量計測に使用する機器は、検定が必要である。また、連続した無効電力量を力率管理に使用することがある。
【００１６】
前述の２電力計測法を用いる場合、従来の計測装置は、図１０に示すように、単相負荷４の有効電力を計測する単相変圧器２と、三相負荷５の有効電力を計測する三相変圧器３とを三相交流電路１に接続した構成を具備する。
【００１７】
このような構成を具備する従来の計測装置では、単相変圧器２の二次側に出力される電圧Ｖ11，Ｖ12および電流Ｉ11，Ｉ12に基づいて有効電力Ｐ11，Ｐ12を計測している。また、三相変圧器３の二次側に出力される電圧Ｖ31，Ｖ32および電流Ｉ31，Ｉ32に基づいて有効電力Ｐ31，Ｐ32を計測している。
【００１８】
単相有効電力Ｐ11，Ｐ12は、Ｐ11＝Ｖ11×Ｉ11×cosφ11、Ｐ12＝Ｖ12×Ｉ12×cosφ12となる。単相負荷４の有効電力Ｐ1は、Ｐ1＝Ｐ11＋Ｐ12である。三相有効電力Ｐ31，Ｐ32は、Ｐ31＝Ｖ31×Ｉ31×cos（φ＋π/６）、Ｐ32＝Ｖ32×Ｉ32×cos（φ−π/６）となる。三相負荷５の有効電力Ｐ3は、Ｐ3＝Ｐ31＋Ｐ32、三相平衡時の有効電力は、Ｐ＝√３ＶＩcosφである。
【００１９】
このように、従来の計測装置では、単相負荷４の有効電力Ｐ1は、有効電力Ｐ11とＰ12を加算した単相有効電力Ｐ1［Ｗ］として計測する。三相負荷５の有効電力Ｐ3は、２電力計測法で有効電力Ｐ31とＰ32を加算した三相有効電力Ｐ3［Ｗ］として計測する。なお、全負荷の有効電力Ｐは、Ｐ＝Ｐ1＋Ｐ3である。
【００２０】
このように、単相変圧器２および三相変圧器３を利用することにより、単相有効電力Ｐ1［Ｗ］と三相有効電力Ｐ3［Ｗ］を個別に計測して加算することで、全負荷の有効電力Ｐ［Ｗ］を求めるようにしている。
【００２１】
三相交流電路１では、一つの単相負荷４と一つの三相負荷５について有効電力を別々に計測するので、単相変圧器２と三相変圧器３が１台ずつ必要である。また、複数の単相負荷４と複数の三相負荷５の場合には、単相変圧器２と三相変圧器３が複数台ずつ必要となる。なお、電力量計測の場合も同様である。
【００２２】
また、単相無効電力Ｑ11，Ｑ12は、Ｑ11＝Ｖ11×Ｉ11×sinφ11、Ｑ12＝Ｖ12×Ｉ12×sinφ12となる。単相負荷４の無効電力Ｑ1は、Ｑ1＝Ｑ11＋Ｑ12である。三相無効電力Ｑ31，Ｑ32は、Ｑ31＝Ｖ31×Ｉ31×sin（φ＋π/６）、Ｑ32＝Ｖ32×Ｉ32×sin（φ−π/６）となる。三相負荷５の無効電力Ｑ3は、Ｑ3＝Ｑ31＋Ｑ32、三相平衡時の無効電力は、Ｑ＝√３ＶＩsinφである。全負荷の無効電力Ｑ＝Ｑ1＋Ｑ3である。
【００２３】
さらに、全負荷の皮相電力Ｓは、Ｓ＝√（Ｐ2＋Ｑ2）である。また、全負荷の力率cosφは、cosφ＝Ｐ／Ｓである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２４】
【特許文献１】特開２０００−７４９５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２５】
ところで、従来の計測装置では、単相変圧器２および三相変圧器３を三相交流電路１に接続し、それら単相変圧器２および三相変圧器３の二次側（低圧側）で、単相負荷４の有効電力Ｐ1と三相負荷５の有効電力Ｐ3とを個別に計測するようにしている。
【００２６】
また、電力量についても同様に、単相負荷４の電力量Ｗ1と三相負荷５の電力量Ｗ3とを個別に計測するようにしている。
【００２７】
しかしながら、単相負荷４および三相負荷５の有効電力を単相変圧器２および三相変圧器３の二次側（低圧側）で計測する場合、最低２台以上の単相変圧器２および三相変圧器３を必要とするため、計測装置が大掛かりな設備となる。
【００２８】
また、２電力計測法では、電圧要素は線間電圧を２箇所で計測し、電流要素は所定相の線電流を２箇所で計測し、電圧および電流の二次端子の極性（位相）を合わせた接続をしなければならず、接続ミスが発生するおそれがあった。
【００２９】
さらに、単相変圧器２および三相変圧器３の二次側（低圧側）で計測していることから、単相変圧器２および三相変圧器３で発生する無負荷損や負荷損などの変圧器損失を計測することができない。
【００３０】
このことから、変圧器損失の分だけ、単相負荷４および三相負荷５の有効電力および電力量を正確に計測することが困難となる。
【００３１】
そこで、本発明は前述の課題に鑑みて提案されたもので、その目的とするところは、接続ミスが発生し難い簡易な構成でもって、全体の負荷電力を高精度に計測すると共に、各相の有効電力より単相負荷および三相負荷の有効電力を推定分離し得る計測装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００３２】
本発明に係る計測装置は、三相高圧電路と大地との間に接続された各相の高圧コンデンサの接地線に第１の変流器を取り付けると共に第１の変流器の二次端子にコンデンサ端末を接続し、三相高圧電路の各相に第２の変流器を取り付けた構成を具備する。
【００３３】
本発明の計測装置では、高圧コンデンサの接地線に取り付けられた第１の変流器と、その第１の変流器の二次端子に接続されたコンデンサ端末と、三相高圧電路の各相に取り付けられた第２の変流器とからなる簡易な構成となっている。
【００３４】
一方、この計測装置では、高圧コンデンサの接地線に取り付けられた第１の変流器の二次端子にコンデンサ端末を接続したことにより、高圧コンデンサのコンデンサ容量とコンデンサ端末のコンデンサ容量とによる第１の変流器の変成比機能を利用したコンデンサ分圧が可能となる。
【００３５】
前述の目的を達成するための技術的手段として、本発明は、第１の変流器の二次端子のコンデンサ端末の両端に出力される電圧から、スターデルタ変換により三相高圧電路の線間電圧を演算する処理部を具備する。また、本発明の処理部は、コンデンサ端末の両端に出力される電圧と、第２の変流器により検出される各相の線電流とから、各相の有効電力および有効電力量を演算する。さらに、本発明の処理部は、無効電力、無効電力量、皮相電力および力率のうち、少なくともいずれか一つを演算する。
【００３６】
本発明では、コンデンサ分圧により第１の変流器の二次電圧を計測し、変成比を乗じた値から得られた三相高圧電路の対地電圧、つまり、コンデンサ端末の両端に出力される電圧と、第２の変流器により検出された各相の線電流とから各相の有効電力および有効電力量を処理部で演算し、各相の有効電力および有効電力量から三相負荷の有効電力および有効電力量と単相負荷の有効電力および有効電力量とを推定して分離する。
【００３７】
本発明では、コンデンサ端末の両端に出力される電圧と、第２の変流器により検出された各相の線電流とから各相の有効電力および有効電力量を計測することから、変圧器損失を含めた単相負荷の有効電力および有効電力量と三相負荷の有効電力および有効電力量とを高精度に計測することができる。
【００３８】
本発明における高圧コンデンサは、高圧気中開閉器に内蔵された碍子型コンデンサであることが望ましい。
【００３９】
このような構成を採用すれば、高圧気中開閉器に内蔵された碍子型コンデンサの各相の接地線に第１の変流器を取り付け、その接地線に流れる電流を第１の変流器で検出し、その第１の変流器の二次端子に現出した出力電圧を変成比演算することにより、三相高圧電路の各相の対地電圧が得られる。
【００４０】
本発明における接地線は、三相高圧電路に設置された電力ケーブルのシールド線であることが望ましい。
【００４１】
このような構成を採用すれば、電力ケーブルの三相各相のシールド線に第１の変流器を取り付け、その接地線に流れる電流を第１の変流器で検出し、その第１の変流器の二次端子に現出した出力電圧を変成比演算することにより、三相高圧電路の各相の対地電圧が得られる。
【００４２】
本発明において、第１の変流器を２台設置し、一方の第１の変流器にコンデンサ端末を接続すると共に他方の第１の変流器に抵抗端末を接続し、コンデンサ端末と抵抗端末とを直列に接続した構成が望ましい。
【００４３】
また、第１の変流器の二次巻線を２巻線とし、一方の二次巻線にコンデンサ端末を接続すると共に他方の二次巻線に抵抗端末を接続し、コンデンサ端末と抵抗端末とを直列に接続した構成としてもよい。
【００４４】
このような構成を採用すれば、第１の変流器の一次側電圧と二次側電圧との位相ずれを補正することができる。つまり、コンデンサ端末に対して抵抗端末の直列接続を追加することで、位相ずれの補正が可能となり、対地電圧を含めた電力計測の高精度化を容易に実現することができる。
【発明の効果】
【００４５】
本発明によれば、高圧コンデンサの接地線に取り付けられた第１の変流器と、その第１の変流器の二次端子に接続されたコンデンサ端末と、三相高圧電路の各相に取り付けられた第２の変流器とからなり、接続ミスが発生し難い簡易な構成となっている。
【００４６】
また、第１の変流器の二次端子のコンデンサ端末の出力電圧と、第２の変流器により検出された各相の線電流とから各相の有効電力および有効電力量を処理部で計測することから、変圧器損失を含めた単相負荷の有効電力および有効電力量と三相負荷の有効電力および有効電力量とを高精度に計測することができる。
【００４７】
このようにして、接続ミスが発生し難い簡易な構成でもって、単相負荷の有効電力および有効電力量と三相負荷の有効電力および有効電力量とを高精度に計測して推定分離し得る計測装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の実施形態で、ＣＶＴケーブルのシールド線を利用した計測装置を示す構成図である。
【図２】本発明の他の実施形態で、高圧気中開閉器（ＰＡＳ）の碍子型コンデンサの接地線を利用した計測装置を示す構成図である。
【図３】図１および図２のコンデンサ端末に対して抵抗端末を直列接続した応用例を示す構成図である。
【図４】図１および図２のコンデンサ端末に対して抵抗端末を直列接続した他の応用例を示す構成図である。
【図５】本発明の計測装置で計測した全負荷の電力値と、従来の計測装置で計測した全負荷の電力値とを示す波形図である。
【図６】単相負荷および三相負荷の各相電力を示すグラフである。
【図７】本発明の計測装置で計測したＡ相、Ｂ相、Ｃ相の有効電力および全負荷の有効電力を示す波形図である。
【図８】従来の計測装置で計測した単相負荷および三相負荷の電力値と、その電力値を加算した全負荷の電力値とを示す波形図である。
【図９】本発明の計測装置で計測した全負荷の電力値と、その電力値から推定した単相負荷および三相負荷の電力値とを示す波形図である。
【図１０】従来の計測装置を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００４９】
本発明に係る計測装置の実施形態を図面に基づいて以下に詳述する。図１および図２は、Ａ相、Ｂ相およびＣ相からなる６．６ｋＶの三相高圧電路１１（以下、単に高圧電路と称す）に設置された計測装置を例示する。
【００５０】
この計測装置は、高圧電路１１に接続された単相変圧器１２および三相変圧器１３の一次側（高圧側）でＡ相、Ｂ相、Ｃ相の有効電力ＰA〜ＰCを一括して計測し、その各相の有効電力ＰA〜ＰCから単相負荷１４の有効電力Ｐ1と三相負荷１５の有効電力Ｐ3とを推定して分離可能とする。
【００５１】
図１に示す実施形態は、高圧電路１１に設置されたトリプレックス型電力ケーブル１６（以下、単にＣＶＴケーブルと称す）を利用した場合を例示する。この場合、ＣＶＴケーブル１６における高圧電路１１とシールド線１９ａ〜１９ｃ間の対地静電容量が高圧コンデンサとなり、そのシールド線１９ａ〜１９ｃが高圧コンデンサの接地線となる。このシールド線１９ａ〜１９ｃは、接地極（Ａ種接地）に接続されている。
【００５２】
図２に示す実施形態は、高圧電路１１に設置された高圧気中開閉器１７（ＰＡＳ）を利用した場合を例示する。この場合、高圧気中開閉器１７に内蔵された碍子型コンデンサ１８ａ〜１８ｃが高圧コンデンサとなる。この碍子型コンデンサ１８ａ〜１８ｃの接地線２０ａ〜２０ｃが高圧コンデンサの接地線となる。
【００５３】
図１に示す実施形態の計測装置は、ＣＶＴケーブル１６の各相（Ａ相〜Ｃ相）のシールド線１９ａ〜１９ｃに第１の変流器２１ａ〜２１ｃを取り付け、各相の第１の変流器２１ａ〜２１ｃの二次端子にコンデンサ端末２２ａ〜２２ｃを接続した構成を具備する。この計測装置は、接続ミスが発生し難い簡易な構成となっている。
【００５４】
なお、シールド線１９ａ〜１９ｃに流れる電流が小さい時は、第１の変流器２１ａ〜２１ｃに挿通されるシールド線１９ａ〜１９ｃのターン数を増やせばよい。
【００５５】
この計測装置では、高圧電路１１の各相のＣＶＴケーブル１６に第２の変流器２３ａ〜２３ｃを取り付けている。この第２の変流器２３ａ〜２３ｃの二次端子に抵抗端末２４ａ〜２４ｃが接続されている。
【００５６】
この実施形態の計測装置で使用する第１の変流器２１ａ〜２１ｃおよび第２の変流器２３ａ〜２３ｃは、貫通型または分割型のいずれであってもよい。
【００５７】
この計測装置では、第１の変流器２１ａ〜２１ｃの二次端子にコンデンサ端末２２ａ〜２２ｃを接続したことにより、ＣＶＴケーブル１６における高圧電路１１とシールド線１９ａ〜１９ｃ間のコンデンサ容量（図示せず）とコンデンサ端末２２ａ〜２２ｃのコンデンサ容量とによる第１の変流器２１ａ〜２１ｃの変成比機能を利用したコンデンサ分圧が可能となる。
【００５８】
ＣＶＴケーブル１６における高圧電路１１とシールド線１９ａ〜１９ｃ間のコンデンサ容量（図示せず）と、第１の変流器２１ａ〜２１ｃの二次端子のコンデンサ端末２２ａ〜２２ｃとによるコンデンサ分圧でもって、高圧電路１１の対地電圧ＶA〜ＶCと同一位相で変成比分に降圧した二次電圧が得られる。
【００５９】
ここで、施工されているＣＶＴケーブル１６のケーブル長さに、製造者から公表されている単位長さ当たりの対地静電容量［μＦ／ｋｍ］（例えば、１本当たりの太さ３８ｓｑ＝０．３２［μＦ／ｋｍ］）を乗算することにより、ＣＶＴケーブル１６の対地静電容量が求まる。この対地静電容量は、乗算による計算値以外に、計測による実測値でも求められる。
【００６０】
シールド線１９ａ〜１９ｃに流れる電流は、ＣＶＴケーブル１６の１相当たりの対地静電容量Ｃ［μＦ］と商用周波数の角速度ω（＝２πｆ）と対地電圧Ｖとを乗算したものである（＝ωＣＶ）。
【００６１】
このシールド線１９ａ〜１９ｃに流れる電流に対して、第１の変流器２１ａ〜２１ｃの変流比でもってその二次側に電流が流れる。この第１の変流器２１ａ〜２１ｃの二次側電流によってコンデンサ端末２２ａ〜２２ｃの二次側に電圧が発生する。
【００６２】
従って、変成比は、高圧電路１１の対地電圧ＶA〜ＶCをコンデンサ端末２２ａ〜２２ｃの二次側電圧で除算した値となる。
【００６３】
図２に示す実施形態の計測装置は、高圧気中開閉器１７の各相の碍子型コンデンサ１８ａ〜１８ｃの接地線２０ａ〜２０ｃに第１の変流器２１ａ〜２１ｃを取り付け、各相の第１の変流器２１ａ〜２１ｃの二次端子にコンデンサ端末２２ａ〜２２ｃを接続した構成を具備する。この計測装置は、接続ミスが発生し難い簡易な構成となっている。
【００６４】
なお、接地線２０ａ〜２０ｃに流れる電流が小さい時は、第１の変流器２１ａ〜２１ｃに挿通される接地線２０ａ〜２０ｃのターン数を増やせばよい。
【００６５】
この計測装置では、高圧電路１１の各相（Ａ相、Ｂ相、Ｃ相）に第２の変流器２３ａ〜２３ｃを取り付けている。この第２の変流器２３ａ〜２３ｃの二次端子に抵抗端末２４ａ〜２４ｃが接続されている。
【００６６】
この実施形態の計測装置で使用する第１の変流器２１ａ〜２１ｃおよび第２の変流器２３ａ〜２３ｃは、貫通型または分割型のいずれであってもよい。
【００６７】
この計測装置では、第１の変流器２１ａ〜２１ｃの二次端子にコンデンサ端末２２ａ〜２２ｃを接続したことにより、碍子型コンデンサ１８ａ〜１８ｃのコンデンサ容量とコンデンサ端末２２ａ〜２２ｃのコンデンサ容量とによる第１の変流器２１ａ〜２１ｃの変成比機能を利用したコンデンサ分圧が可能となる。
【００６８】
碍子型コンデンサ１８ａ〜１８ｃとコンデンサ端末２２ａ〜２２ｃとによるコンデンサ分圧でもって、高圧電路１１の対地電圧ＶA〜ＶCと同一位相で変成比分に降圧した二次電圧が得られる。
【００６９】
ここで、本出願人が行った実験の結果、第１の変流器２１ａ〜２１ｃの二次側電圧は、その一次側電圧に対して進み５度の位相ずれがあることが判明した。この位相ずれは、計測装置の機能に大きな影響を与える。このような位相ずれがあると、対地電圧を含めた後述の電力計測において、±１０％の精度を確保することが困難となる。
【００７０】
例えば、電流波形記録を行う場合、真の電流波形から進み位相になった波形記録となる。特に、高周波領域では、この励磁損失分により高周波成分が減衰し出力電圧が観測されない弊害がある。
【００７１】
また、商用周波数で電力測定を行う場合、位相ずれの補正が必要となる。計測装置のメーカでは、変流器ごとに補正定数を装置内に埋め込み、位相ずれ対策を行っている。
【００７２】
位相ずれは進み５度と僅かであるが、第１の変流器２１ａ〜２１ｃの励磁損失分が生じることが原因であるため、この第１の変流器２１ａ〜２１ｃの励磁損失分を別に設置した変流器から励磁損失分を供給することで、進み５度の位相ずれを補正することができる。
【００７３】
この位相ずれの補正を実現する回路構成の一例を図３に示す。なお、図３では、Ａ相、Ｂ相およびＣ相の各回路構成について共通して図示する。
【００７４】
この回路構成では、第１の変流器２１ａ〜２１ｃ，２７ａ〜２７ｃを２台設置する。一方の第１の変流器２１ａ〜２１ｃの二次端子にコンデンサ端末２２ａ〜２２ｃを接続すると共に、他方の第１の変流器２７ａ〜２７ｃの二次端子に抵抗端末２８ａ〜２８ｃを接続する。コンデンサ端末２２ａ〜２２ｃと抵抗端末２８ａ〜２８ｃとを直列に接続する。
【００７５】
一方の第１の変流器２１ａ〜２１ｃの二次端子に流れる電流を電圧計測用とし、他方の第１の変流器２７ａ〜２７ｃの二次端子に流れる電流を位相補正用とし、これら２台の第１の変流器２１ａ〜２１ｃ，２７ａ〜２７ｃの出力は、直交した電流ベクトルの加算になる。
【００７６】
このように、一方の第１の変流器２１ａ〜２１ｃの励磁損失分を他方の第１の変流器２７ａ〜２７ｃから励磁損失分を供給することで、進み５度の位相ずれを補正することができる。一方の第１の変流器２１ａ〜２１ｃと他方の第１の変流器２７ａ〜２７ｃは、同じ定格である必要がなく、励磁損失分を供給できる定格であればよい。
【００７７】
２台の第１の変流器２１ａ〜２１ｃ，２７ａ〜２７ｃの定格を同一としても、コンデンサ端末２２ａ〜２２ｃや抵抗端末２８ａ〜２８ｃのそれぞれインピーダンス比を第１の変流器２１ａ〜２１ｃ，２７ａ〜２７ｃの計測用インピーダンスと損失分インピーダンスに適した値に調整することでも同じ効果が得られる。
【００７８】
次に、位相ずれの補正を実現する回路構成の他例を図４に示す。なお、図４でも、Ａ相、Ｂ相およびＣ相の各回路構成について共通して図示する。
【００７９】
この回路構成では、第１の変流器２１ａ〜２１ｃの二次巻線２９ａ〜２９ｃ，３０ａ〜３０ｃを２巻線とする。一方の二次巻線２９ａ〜２９ｃにコンデンサ端末２２ａ〜２２ｃを接続すると共に、他方の二次巻線３０ａ〜３０ｃに抵抗端末２８ａ〜２８ｃを接続する。コンデンサ端末２２ａ〜２２ｃと抵抗端末２８ａ〜２８ｃとを直列に接続する。
【００８０】
第１の変流器２１ａ〜２１ｃの一方の二次巻線２９ａ〜２９ｃに流れる電流を電圧計測用とし、他方の二次巻線３０ａ〜３０ｃに流れる電流を位相補正用とし、２つの二次巻線２９ａ〜２９ｃ，３０ａ〜３０ｃの出力は、直交した電流ベクトルの加算になる。
【００８１】
このように、第１の変流器２１ａ〜２１ｃにおいて、一方の二次巻線２９ａ〜２９ｃの励磁損失分を他方の二次巻線３０ａ〜３０ｃから励磁損失分を供給することで、進み５度の位相ずれを補正することができる。一方の二次巻線２９ａ〜２９ｃと他方の二次巻線３０ａ〜３０ｃは、その巻線数を等しくする必要がなく、励磁損失分を供給できる巻線数であればよい。
【００８２】
２つの二次巻線２９ａ〜２９ｃ，３０ａ〜３０ｃの巻線数を同一としても、コンデンサ端末２２ａ〜２２ｃや抵抗端末２８ａ〜２８ｃのそれぞれインピーダンス比を第１の変流器２１ａ〜２１ｃの計測用インピーダンスと損失分インピーダンスに適した値に調整することでも同じ効果が得られる。
【００８３】
以上のような構成を採用することにより、第１の変流器２１ａ〜２１ｃの一次側電圧と二次側電圧との位相ずれを補正することができる。コンデンサ端末２２ａ〜２２ｃに対して抵抗端末２８ａ〜２８ｃの直列接続を追加することで、位相ずれの補正が可能となり、対地電圧を含めた電力計測の高精度化を容易に実現することができる。
【００８４】
その結果、波形観測が必要でひずみ波形を計測する場合は、波形補正回路を別に用意する必要がない。また、計測メーカで行われている変流器の定数による補正作業が不要になる。変流器の周波数特性(位相)が改善される効果がある。
【００８５】
この効果は、商用周波数（５０／６０Ｈｚ）に限らず高調波・高周波特性についても同様に得られる。高周波特性は、変流器鉄心の磁束密度の周波数特性によるところが大きいが、第１の変流器２１ａ〜２１ｃのコンデンサ端末２２ａ〜２２ｃの周波数特性の影響も生じる。つまり、コンデンサ端末２２ａ〜２２ｃの周波数特性が低周波領域で留まる時は、第１の変流器２１ａ〜２１ｃの周波数特性も低周波領域に留まる。
【００８６】
以上の実施形態では、ＣＶＴケーブル１６のシールド線１９ａ〜１９ｃあるいは碍子型コンデンサ１８ａ〜１８ｃの接地線２０ａ〜２０ｃに取り付けられた第１の変流器２１ａ〜２１ｃに適用した場合を例示したが、ＣＶＴケーブル１６あるいは高圧電路１１に取り付けられた第２の変流器２３ａ〜２３ｃにも適用可能である。
【００８７】
この場合、抵抗端末２４ａ〜２４ｃが接続された既設の第２の変流器２３ａ〜２３ｃにもう１台の第２の変流器を追加し、その第２の変流器にコンデンサ端末を接続し、抵抗端末２４ａ〜２４ｃとコンデンサ端末とを直列に接続した構成とする。
【００８８】
あるいは、二次巻線に既設の抵抗端末２４ａ〜２４ｃが接続された第２の変流器２３ａ〜２３ｃにもう１つの二次巻線を追加し、その二次巻線にコンデンサ端末を接続し、抵抗端末２４ａ〜２４ｃとコンデンサ端末とを直列に接続した構成としてもよい。
【００８９】
これにより、第２の変流器２３ａ〜２３ｃの一次側電圧と二次側電圧との位相ずれを補正することができる。抵抗端末２４ａ〜２４ｃに対してコンデンサ端末の直列接続を追加することで、位相ずれの補正が可能となり、対地電圧を含めた電力計測の高精度化を容易に実現することができる。
【００９０】
以上で説明した各実施形態の計測装置は、コンデンサ分圧により第１の変流器２１ａ〜２１ｃの二次電圧を計測し、変成比を乗じた値から得られた高圧電路１１の対地電圧ＶA〜ＶC、つまり、コンデンサ端末２２ａ〜２２ｃの両端に出力される電圧ＶA〜ＶCと、第２の変流器２３ａ〜２３ｃにより検出される電流ＩA〜ＩC、つまり、高圧電路１１の各相に流れる線電流ＩA〜ＩCとから、有効電力ＰA〜ＰC、有効電力量ＷA〜ＷC、無効電力ＱA〜ＱC、無効電力量ＵA〜ＵC、皮相電力ＳA〜ＳCおよび力率cosφA〜cosφCを演算する第１の処理部２５ａ〜２５ｃを具備する。
【００９１】
第１の処理部２５ａ〜２５ｃは、前述したように、各相（Ａ相、Ｂ相、Ｃ相）の有効電力ＰA〜ＰC、有効電力量ＷA〜ＷC、無効電力ＱA〜ＱC、無効電力量ＵA〜ＵC、皮相電力ＳA〜ＳCおよび力率cosφA〜cosφCを演算する。
【００９２】
この第１の処理部２５ａ〜２５ｃをバイパスして第２の処理部２６で、全負荷の有効電力Ｐ、有効電力量Ｗ、無効電力Ｑ、無効電力量Ｕ、皮相電力Ｓおよび力率cosφと、高圧電路１１の線間電圧ＶAB，ＶBC，ＶCAを演算する。
【００９３】
この計測装置で計測した各相の電圧ＶA〜ＶC［Ｖ］と電流ＩA〜ＩC［Ａ］は、以下のようなベクトル表示で定義される。
【００９４】
ＶA＝Ｖ∠φA＝ＶAreal＋ｊＶAimage
ＶB＝Ｖ∠φB＝ＶBreal＋ｊＶBimage
ＶC＝Ｖ∠φC＝ＶCreal＋ｊＶCimage    ・・・（１）
ＩA＝Ｉ∠φA＝ＩAreal＋ｊＩAimage
ＩB＝Ｉ∠φB＝ＩBreal＋ｊＩBimage
ＩC＝Ｉ∠φC＝ＩCreal＋ｊＩCimage
【００９５】
従って、各相の有効電力ＰA〜ＰC［Ｗ］、有効電力量ＷA〜ＷC［Wh］、無効電力ＱA〜ＱC［var］、無効電力量ＵA〜ＵC［vars］、皮相電力ＳA〜ＳC［VA］および力率cosφA〜cosφC［deg］と、全負荷の有効電力Ｐ［Ｗ］、有効電力量Ｗ［Wh］、無効電力Ｑ［var］、無効電力量Ｕ［vars］、皮相電力Ｓ［VA］および力率cosφ［deg］とは、以下のようにして演算される。
【００９６】
Ａ相の有効電力ＰA［Ｗ］は、
ＰA＝ＶA×ＩA×cosφA
＝ＶA×ＩA×cos（φA−φA0）
＝ＶA×ＩA×（cosφA×cosφA0＋sinφA×sinφA0）
＝ＶA×ＩA｛（ＶAreal/｜ＶA｜）×（ＩAreal/｜ＩA｜）＋（ＶAimage/｜ＶA｜）×（ＩAimage/｜ＩA｜）｝
＝ＶAreal×ＩAreal＋ＶAimage×ＩAimage    ・・・（２）
となる。ここで、φAは任意の基準位相からＡ相の電圧位相差を示し、φA0は任意の基準位相からＡ相の電流位相差を示す。また、電流位相は電圧位相に対して遅れ位相とする。
【００９７】
Ｂ相の有効電力ＰB［Ｗ］は、
ＰB＝ＶB×ＩB×cosφB
＝ＶB×ＩB×cos（φB−φB0）
＝ＶB×ＩB×（cosφB×cosφB0＋sinφB×sinφB0）
＝ＶB×ＩB｛（ＶBreal/｜ＶB｜）×（ＩBreal/｜ＩB｜）＋（ＶBimage/｜ＶB｜）×（ＩBimage/｜ＩB｜）｝
＝ＶBreal×ＩBreal＋ＶBimage×ＩBimage    ・・・（３）
となる。ここで、φBは任意の基準位相からＢ相の電圧位相差を示し、φB0は任意の基準位相からＢ相の電流位相差を示す。また、電流位相は電圧位相に対して遅れ位相とする。
【００９８】
Ｃ相の有効電力ＰC［Ｗ］は、
ＰC＝ＶC×ＩC×cosφC
＝ＶC×ＩC×cos（φC−φC0）
＝ＶC×ＩC×（cosφC×cosφC0＋sinφC×sinφC0）
＝ＶC×ＩC｛（ＶCreal/｜ＶC｜）×（ＩCreal/｜ＩC｜）＋（ＶCimage/｜ＶC｜）×（ＩCimage/｜ＩC｜）｝
＝ＶCreal×ＩCreal＋ＶCimage×ＩCimage    ・・・（４）
となる。ここで、φCは任意の基準位相からＣ相の電圧位相差を示し、φC0は任意の基準位相からＣ相の電流位相差を示す。また、電流位相は電圧位相に対して遅れ位相とする。
【００９９】
全負荷の有効電力Ｐ［Ｗ］は、
Ｐ＝（ＰA＋ＰB＋ＰC）
＝（ＶAreal×ＩAreal＋ＶAimage×ＩAimage）＋（ＶBreal×ＩBreal＋ＶBimage×ＩBimage）＋（ＶCreal×ＩCreal＋ＶCimage×ＩCimage）    ・・・（５）
となる。
【０１００】
また、各相の有効電力ＰA，ＰB，ＰC［Ｗ］を時間で積分したものが有効電力量ＷA，ＷB，ＷC［Wh］となる。
【０１０１】
Ａ相、Ｂ相およびＣ相の有効電力量ＷA，ＷB，ＷC［Wh］は、
ＷA＝ＰA×ｔ
ＷB＝ＰB×ｔ    ・・・（６）
ＷC＝ＰC×ｔ
となる。
【０１０２】
全負荷の有効電力量Ｗ［Wh］は、
Ｗ＝（ＷA＋ＷB＋ＷC）    ・・・（７）
となる。
【０１０３】
ただし、ｔ［ｓ］は時間の単位で物理量としては秒を用いるが、有効電力量Ｗは、１Ｗｈ＝１Ｗ×１ｈ＝１Ｗ×３６００sec＝３６００Ｊとして、１時間当たりの値とする。通常、電気料金の従量分とされる有効電力量Ｗは、３０分間で区切って３０分電力量（デマンド値）として計測している。
【０１０４】
Ａ相の無効電力ＱA［var］は、
ＱA＝ＶA×ＩA×sinφA
＝ＶA×ＩA×sin（φA−φA0）
＝ＶA×ＩA×（sinφA×cosφA0−cosφA×sinφA0）
＝ＶA×ＩA｛（ＶAimage/｜ＶA｜）×（ＩAreal/｜ＩA｜）−（ＶAreal/｜ＶA｜）×（ＩAimage/｜ＩA｜）｝
＝ＶAimage×ＩAreal−ＶAreal×ＩAimage    ・・・（８）
となる。ここで、φAは任意の基準位相からＡ相の電圧位相差を示し、φA0は任意の基準位相からＡ相の電流位相差を示す。また、電流位相は電圧位相に対して遅れ位相とする。
【０１０５】
Ｂ相の無効電力ＱB［var］は、
ＱB＝ＶB×ＩB×sinφB
＝ＶB×ＩB×sin（φB−φB0）
＝ＶB×ＩB×（sinφB×cosφB0−cosφB×sinφB0）
＝ＶB×ＩB｛（ＶBimage/｜ＶB｜）×（ＩBreal/｜ＩB｜）−（ＶBreal/｜ＶB｜）×（ＩBimage/｜ＩB｜）｝
＝ＶBimage×ＩBreal−ＶBreal×ＩBimage    ・・・（９）
となる。ここで、φBは任意の基準位相からＢ相の電圧位相差を示し、φB0は任意の基準位相からＢ相の電流位相差を示す。また、電流位相は電圧位相に対して遅れ位相とする。
【０１０６】
Ｃ相の無効電力ＱC［var］は、
ＱC＝ＶC×ＩC×sinφC
＝ＶC×ＩC×sin（φC−φC0）
＝ＶC×ＩC×（sinφC×cosφC0−cosφC×sinφC0）
＝ＶC×ＩC｛（ＶCimage/｜ＶC｜）×（ＩCreal/｜ＩC｜）−（ＶCreal/｜ＶC｜）×（ＩCimage/｜ＩC｜）｝
＝ＶCimage×ＩCreal−ＶCreal×ＩCimage    ・・・（１０）
となる。ここで、φCは任意の基準位相からＣ相の電圧位相差を示し、φC0は任意の基準位相からＣ相の電流位相差を示す。また、電流位相は電圧位相に対して遅れ位相とする。
【０１０７】
全負荷の無効電力Ｑ［var］は、
Ｑ＝（ＱA＋ＱB＋ＱC）
＝（ＶAimage×ＩAreal−ＶAreal×ＩAimage）＋（ＶBimage×ＩBreal−ＶBreal×ＩBimage）＋（ＶCimage×ＩCreal−ＶCreal×ＩCimage）    ・・・（１１）
である。
【０１０８】
また、各相の無効電力ＱA，ＱB，ＱC［var］を時間で積分したものが無効電力量ＵA，ＵB，ＵC［vars］となる。
【０１０９】
Ａ相、Ｂ相およびＣ相の無効電力量ＵA，ＵB，ＵC［vars］は、
ＵA＝ＱA×ｔ
ＵB＝ＱB×ｔ    ・・・（１２）
ＵC＝ＱC×ｔ
となる。
【０１１０】
全負荷の無効電力量Ｕ［vars］は、
Ｕ＝（ＵA＋ＵB＋ＵC）    ・・・（１３）
となる。
【０１１１】
ただし、ｔ［ｓ］は時間の単位で物理量としては秒を用いる。この無効電力量Ｕは、高圧電路１１での力率や電圧変動を管理する情報として用いられる。
【０１１２】
以上のように、無効電力Ｑ［var］または無効電力量Ｕ［vars］を計測する時は、第１の変流器２１ａ〜２１ｃの二次端子に接続されたコンデンサ端末２２ａ〜２２ｃを抵抗端末とすることで、その抵抗端末の両端電圧は各相の対地電圧ＶA，ＶB，ＶC［Ｖ］より９０［deg］の進み位相となり基準とすることができる。
【０１１３】
この進み９０度位相の対地電圧ＶA，ＶB，ＶC［Ｖ］に、各相の線電流ＩA，ＩB，ＩC［Ａ］を乗算することで、無効電力Ｑ［var］および無効電力量Ｕ［vars］を計測することができる。これにより、従来の無効電力Ｑまたは無効電力量Ｕで用いられていた入力信号の位相器や位相補正手段は不要となる。
【０１１４】
Ａ相、Ｂ相およびＣ相の皮相電力ＳA，ＳB，ＳC［VA］は、
ＳA＝√（ＰA2＋ＱA2）
ＳB＝√（ＰB2＋ＱB2）    ・・・（１４）
ＳC＝√（ＰC2＋ＱC2）
となる。
【０１１５】
全負荷の皮相電力Ｓ［VA］は、
Ｓ＝√（Ｐ2＋Ｑ2）    ・・・（１５）
である。
【０１１６】
Ａ相、Ｂ相およびＣ相の力率cosφA，cosφB，cosφC［deg］は、
cosφA＝ＰA／ＳA
cosφB＝ＰB／ＳB    ・・・（１６）
cosφC＝ＰC／ＳC
となる。
【０１１７】
全負荷の力率cosφ［deg］は、
cosφ＝Ｐ／Ｓ    ・・・（１７）
である（図１および図２参照）。
【０１１８】
線間電圧ＶAB，ＶBC，ＶCA［Ｖ］は、Ａ相、Ｂ相およびＣ相の対地電圧ＶA，ＶB，ＶC［Ｖ］から、スターデルタ（Ｙ−Δ）変換式を用いることにより、以下のようにして演
算される。なお、線間電圧ＶAB，ＶBC，ＶCAは、スカラー演算あるいはベクトル演算により求められる。
ＶAB＝（ＶA・ＶB＋ＶB・ＶC＋ＶC・ＶA）／ＶC
ＶBC＝（ＶA・ＶB＋ＶB・ＶC＋ＶC・ＶA）／ＶA    ・・・（１８）
ＶCA＝（ＶA・ＶB＋ＶB・ＶC＋ＶC・ＶA）／ＶB
【０１１９】
ここで、本出願人が行った電力試験に基づいて、本発明の計測装置（図１および図２参照）により得られた全負荷の電力値と、従来の計測装置（図１０参照）により得られた全負荷の電力値とを図５に示す。
【０１２０】
図５で示す細線（従来装置）は、単相変圧器２および三相変圧器３（図１０参照）の二次側（低圧側）で計測した単相負荷４の有効電力Ｐ1と三相負荷５の有効電力Ｐ3とを加算した全負荷の有効電力Ｐ（＝Ｐ1＋Ｐ3）である。
【０１２１】
この全負荷の有効電力Ｐには、単相変圧器２および三相変圧器３の二次側（低圧側）で単相電力Ｐ1と三相電力Ｐ3を別々に計測していることから、変圧器損失が含まれていない。
【０１２２】
一方、図５で示す太線（本発明装置）は、各相のコンデンサ分圧により計測された電圧ＶA〜ＶCと、第２の変流器２３ａ〜２３ｃ（図１および図２参照）により検出された各相の線電流ＩA〜ＩCから演算された全負荷の有効電力Ｐ（＝ＰA＋ＰB＋ＰC）である。
【０１２３】
この全負荷の有効電力Ｐには、単相変圧器１２および三相変圧器１３の一次側（高圧側）でＡ相、Ｂ相およびＣ相の有効電力ＰA〜ＰCを一括して計測していることから、変圧器損失が含まれている。図５において、太線と細線の差分の電力値は、変圧器損失ΔＰを
示している。
【０１２４】
図５に示すように、本発明装置により計測された電力値（図中の太線）は、変圧器損失ΔＰを減算すれば、従来装置により計測された電力値（図中の細線）と一致する。このこ
とから、本発明装置で計測された電力値が有効であることが実証されている。
【０１２５】
ここで、一般的に、高圧電路１１には各種の負荷が接続されている。この高圧電路１１に接続された負荷には、電灯負荷のように単相で三相平衡電源から見ると不平衡状態となっている単相負荷１４と、三相誘導電動機などの動力負荷のように三相で平衡状態となっている三相負荷１５とがある。
【０１２６】
ここで、図１および図２に示す高圧電路１１において、三相負荷１５の有効電力Ｐ3は、不平衡状態となる溶接機や抵抗器などの三相負荷を除いて平衡状態である。複数の三相負荷１５が設置されている場合、溶接機や抵抗器などの三相負荷が設置されていないことを条件として、全ての三相負荷１５が平衡状態となっているものと想定する。
【０１２７】
一方、単相負荷１４の有効電力Ｐ1は、三相平衡電源から見ると不平衡状態である。複数の単相負荷１４が設定されている場合、全ての単相負荷１４が高圧電路１１の同一相間（Ａ相とＢ相間、Ｂ相とＣ相間、Ｃ相とＡ相間）に接続されているものと想定する。
【０１２８】
図６は、平衡状態となっている三相負荷１５の有効電力Ｐ3と、不平衡状態となっている単相負荷１４の有効電力Ｐ1を例示する。なお、図６では、高圧電路１１のＡ相とＣ相間に単相負荷１４を接続した場合を例示する。また、本出願人が実際に計測した事例を図７に示す。
【０１２９】
通常は、高圧電路１１の電力測定で単相負荷１４の有効電力Ｐ1と三相負荷１５の有効電力Ｐ3を正確に分離することができない。そこで、この実施形態の計測装置では、各相の有効電力ＰA〜ＰCから負荷特性を活かした方法により、単相負荷１４の有効電力Ｐ1と三相負荷１５の有効電力Ｐ3を推定する。
【０１３０】
単相変圧器１４がＡ相とＣ相に接続され、三相変圧器１５がＡ相、Ｂ相およびＣ相に接続されている条件で、Ａ相の有効電力ＰA［Ｗ］と、Ｂ相の有効電力ＰB［Ｗ］と、Ｃ相の有効電力ＰC［Ｗ］の関係は、図７に示すように、
ＰA≒ＰC＞ＰB    ・・・（１９）
となる。
【０１３１】
つまり、図６に示すように、三相負荷１５の有効電力Ｐ1が平衡状態であることから、三相負荷１５の有効電力Ｐ3（Ａ相、Ｂ相およびＣ相のハッチング部分）については、Ａ相およびＣ相がＢ相と等しい。
【０１３２】
単相負荷１４の有効電力Ｐ1は、
Ｐ1［Ｗ］＝ＰA＋ＰC−（２×ＰB）    ・・・（２０）
となり、三相負荷１５の有効電力Ｐ3は、
Ｐ3［Ｗ］＝３×ＰB    ・・・（２１）
と推定できる。
【０１３３】
つまり、Ａ相の有効電力ＰA［Ｗ］とＣ相の有効電力ＰC［Ｗ］を加算し、２倍したＢ相の有効電力ＰB［Ｗ］を減算した値が、単相負荷１４の有効電力Ｐ1［Ｗ］として推定分離できる。また、３倍したＢ相の有効電力ＰB［Ｗ］の値が、三相負荷１５の有効電力Ｐ3［Ｗ］として推定分離できる。
【０１３４】
図７に示すように、Ａ相の有効電力ＰAとＣ相の有効電力ＰCが必ずしもＰA＝ＰCとならないのは、三相負荷１５が平衡負荷であっても、通常、供給されている電源電圧が数％以下の不平衡で変動を伴うことが主な原因となっている。
【０１３５】
このように、実測値の有効電力ＰAとＰCは完全に等しくならない場合が多い。この場合、単相有効電力は、Ａ相の有効電力ＰA［Ｗ］からＢ相の有効電力ＰB［Ｗ］を減算したＰ1A［Ｗ］値と、Ｃ相の有効電力ＰC［Ｗ］からＢ相の有効電力ＰB［Ｗ］を減算したＰ1C［Ｗ］値を加算し、単相負荷１４の有効電力Ｐ1［Ｗ］を求めればよい。三相有効電力は、Ａ相の有効電力ＰA［Ｗ］から有効電力Ｐ1［Ｗ］を１／２倍し減算したＰ3A［Ｗ］値と、Ｂ相の有効電力Ｐ3B［Ｗ］と、Ｃ相の有効電力ＰC［Ｗ］から有効電力Ｐ1［Ｗ］を１／２倍し減算したＰ3C［Ｗ］値を加算し、三相負荷１５の有効電力Ｐ3［Ｗ］を求めればよい。
【０１３６】
その平均値演算は、以下のとおりである。
Ｐ1A＝ＰA−ＰB
Ｐ1C＝ＰC−ＰB
∴  Ｐ1［Ｗ］＝Ｐ1A＋Ｐ1C    ・・・（２２）
ここで、Ｐ1Aは有効電力Ｐ1のＡ相成分、Ｐ1Cは有効電力Ｐ1のＣ相成分である。
Ｐ3A＝ＰA−（Ｐ1／２）
Ｐ3B＝ＰB
Ｐ3C＝ＰC−（Ｐ1／２）
∴  Ｐ3［Ｗ］＝Ｐ3A＋Ｐ3B＋Ｐ3C   ・・・（２３）
ここで、Ｐ3Aは有効電力Ｐ3のＡ相成分、Ｐ3Bは有効電力Ｐ3のＢ相成分、Ｐ3Cは有効電力Ｐ3のＣ相成分である。
【０１３７】
つまり、Ａ相の有効電力ＰAからＢ相の有効電力ＰBを減算した値が有効電力Ｐ1のＡ相成分Ｐ1Aとなる。Ｃ相の有効電力ＰCからＢ相の有効電力ＰBを減算した値が有効電力Ｐ1のＣ相成分Ｐ1Cとなる。
【０１３８】
従って、この有効電力Ｐ1のＡ相成分Ｐ1AとＣ相成分Ｐ1Cとを加算した値が、単相負荷１４の有効電力Ｐ1として推定分離できる。
【０１３９】
また、１／２倍した有効電力Ｐ1をＡ相の有効電力ＰAから減算した値が有効電力Ｐ3のＡ相成分Ｐ3Aとなる。Ｂ相の有効電力ＰBがそのまま有効電力Ｐ3のＢ相成分Ｐ3Bとなる。１／２倍した有効電力Ｐ1をＣ相の有効電力ＰCから減算した値が有効電力Ｐ3のＣ相成分Ｐ3Cとなる。
【０１４０】
従って、有効電力Ｐ3のＡ相成分Ｐ3AとＢ相成分Ｐ3BとＣ相成分Ｐ3Cとを加算した値が、三相負荷１５の有効電力Ｐ3として推定分離できる。
【０１４１】
前述したように、本発明装置により計測された電力値（図５の太線）は、変圧器損失Δ
Ｐを減算すれば、従来装置により計測された電力値（図５の細線）と一致する。
【０１４２】
このことから、従来装置により計測された電力値（図８の細線）のうち、単相変圧器により計測された単相負荷の有効電力（図８の破線）と、三相変圧器により計測された三相負荷の有効電力（図８の鎖線）についても、本発明装置により計測された電力値（図９の太線）から、単相負荷の有効電力（図９の破線）と三相負荷の有効電力（図９の鎖線）と一致すると推定できる。
【０１４３】
このようにして、計測装置の第１の処理部２５ａ〜２５ｃで得られた各相の有効電力ＰA〜ＰCから、三相負荷１５の有効電力Ｐ3（図６のハッチング部分）と単相負荷１４の有効電力Ｐ1（図６の散点部分）とを推定して分離することができる。
【０１４４】
つまり、高圧電路１１で計測したＡ相、Ｂ相およびＣ相の各相の有効電力ＰA〜ＰCから、平衡分を三相負荷１５の有効電力Ｐ3として、不平衡分を単相負荷１４の有効電力Ｐ1として分離推定し高精度に割り出すことができる。
【０１４５】
以上で説明したように、単相変圧器１２および三相変圧器１３の一次側（高圧側）で一括して計測されたＡ相、Ｂ相およびＣ相の各相の有効電力ＰA〜ＰCから得られた単相負荷１４の有効電力Ｐ1［Ｗ］と三相負荷１５の有効電力Ｐ3［Ｗ］とを時間単位で計測することにより、単相負荷１４の有効電力量Ｗ1［Ｗｈ］と三相負荷１５の有効電力量Ｗ3［Ｗｈ］を割り出すことができる。
【０１４６】
本発明は前述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、さらに種々なる形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。
【符号の説明】
【０１４７】
１１  高圧電路
１６  電力ケーブル（ＣＶＴケーブル）
１７  高圧気中開閉器
１８ａ〜１８ｃ  高圧コンデンサ（碍子型コンデンサ）
１９ａ〜１９ｃ  接地線（シールド線）
２０ａ〜２０ｃ  接地線
２１ａ〜２１ｃ，２７ａ〜２７ｃ  第１の変流器
２２ａ〜２２ｃ  コンデンサ端末
２３ａ〜２３ｃ  第２の変流器
２５ａ〜２５ｃ  処理部（第１の処理部）
２６  処理部（第２の処理部）
２８ａ〜２８ｃ  抵抗端末
２９ａ〜２９ｃ，３０ａ〜３０ｃ  二次巻線
【図１】
2019082478.tif 000003
【図２】
2019082478.tif 000004
【図３】
2019082478.tif 000005
【図４】
2019082478.tif 000006
【図５】
2019082478.tif 000007
【図６】
2019082478.tif 000008
【図７】
2019082478.tif 000009
【図８】
2019082478.tif 000010
【図９】
2019082478.tif 000011
【図１０】
2019082478.tif 000012