(57)【要約】【課題】電力配電系において短絡電流等の大きな電気量から漏電電流等の微小な電気量まで、広範な領域で計測精度を確保し処理領域を広げることが望ましい。従来は微小な電気量の計測精度の確保に難点があった。【解決手段】アナログ電気量ｘが入力されるように電気量センサ１とＡ／Ｄ変換要素６との間に設けられ前記Ａ／Ｄ変換要素６における分解数が前記入力されるアナログ電気量ｘのレベルが大きい場合より小さい場合の方が大きくなるように前記入力されるアナログ電気量ｘを調整して出力するアナログ電気量調整出力要素５を設けた電力配電用電気量処理装置である。【選択図】        図１
2004173429.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力配電線のアナログ電気量を入力しアナログ電気量を出力する電気量センサ、この電気量センサの後段に設けられ入力アナログ電気量をディジタル量に変換しディジタル電気量を出力するＡ／Ｄ変換要素、このＡ／Ｄ変換要素の出力を入力し関係機器に必要な処理をした処理後出力を対応関係機器へ出力する演算処理装置、及びアナログ電気量が入力されるように前記電気量センサと前記Ａ／Ｄ変換要素との間に設けられ前記Ａ／Ｄ変換要素における分解数が前記入力されるアナログ電気量のレベルが大きい場合より小さい場合の方が大きくなるように前記入力されるアナログ電気量を調整して出力するアナログ電気量調整出力要素を備えた電力配電用電気量処理装置。
【請求項２】
電力配電線の電気量を入力しアナログ電気量を出力する電気量センサ、この電気量センサの出力の正側の波形を入力し正側の波形の対数化アナログ電気量を出力する第１の対数回路、前記電気量センサの出力の負側の波形を入力し負側の波形の対数化アナログ電気量を出力する第２の対数回路、前記第１の対数回路の対数化アナログ出力をディジタル量に変換する第１のＡ／Ｄ変換器、前記第２の対数回路の対数化アナログ出力をディジタル量に変換する第２のＡ／Ｄ変換器、及び前記第１及び第２のＡ／Ｄ変換器の出力を入力し関係機器に必要な処理をした処理後出力を対応関係機器へ出力する演算処理装置を備えた電力配電用電気量処理装置。
【請求項３】
請求項２に記載の電力配電用電気量計測装置において、前記電気量センサのアナログ出力が０レベルの時に前記演算処理装置での計測演算の結果が０となるように前記対数回路は０レベルをシフトしたアナログ電気量を対数化処理することを特徴とする電力配電用電気量処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、工場やビル、他、の電力配電系統に使用され当該電力配電系統における短絡検出、漏電検出、電流や電圧、他、の電気量表示、等を行う電力配電用電気量処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば電力配電系統における計測、監視、制御の分野等においては、例えば、負荷監視、漏電検出、短絡、地絡、過負荷、等の異常状態の検出および除去、等々、を行う場合、入力アナログ電気量の処理範囲が大きな量から小さな量まで可成り広範に亘る。例えば、回路遮断器で遮断する短絡電流は数１００Ａ、漏電ブレ−カで遮断する漏電電流は数１０ｍＡである。このように入力アナログ電気量の処理範囲が広範な場合、短絡電流を検出処理して回路遮断器をトリップさせる回路遮断機器用検出処理回路と、漏電電流を検出処理して漏電ブレ−カをトリップさせる漏電ブレ−カ用検出処理回路とを、それぞれ専用回路とした場合は、回路遮断機器用検出処理回路、漏電ブレ−カ用検出処理回路の何れも検出精度を確保できるが、近年は、ＣＰＵの多機能性を利用して処理回路にＣＰＵを使い、回路遮断機器用検出処理機能と漏電ブレ−カ用検出処理機能とを共通のＣＰＵに持たせる傾向がある。因みに、漏電検出処理と過電流検出処理とを共通のＣＰＵで行うものとして特開２００２−１７１６５９号公報に掲載のものがある。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−１７１６５９号公報（図１及び図３）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ＣＰＵ等の前記電子的処理手段へ入力される電圧の範囲は、例えば０〜５Ｖ等、低く狭い範囲で一定である。従って、回路遮断機器用検出処理機能と漏電ブレ−カ用検出処理機能とを共通のＣＰＵ等の前記電子的処理手段に持たせた場合、数１００Ａの短絡電流は定常電流の数倍〜数１０倍の大きさであるので精度良く検出できるが、数ｍＡの漏電電流は定常電流の数千分の１〜数万分の１の大きさであるので精度良く検出するには相当の工夫が必要である。
【０００５】
例えば、電力配電系統の電流を計測用に変流する変流器の出力を増幅する増幅装置として、短絡電流用の増幅器、漏電電流用の増幅器、定常電流用（負荷監視用）の増幅器、等多種類の増幅器をＣＰＵ等の電子的処理手段の前段に別途設けたり、或いは、増幅器も共通にする為にＣＰＵ等の電子的処理手段で電流の大きさを検出して電流の大きさに応じて増幅器の増幅率を相応に変える特別な方策を講じる必要がある。
【０００６】
この発明は、このような実情に鑑みてなされたもので、電力配電系において大きな電気量から微小な電気量まで、広範な領域で計測精度を確保できるようにすることを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明は、電力配電線のアナログ電気量を入力しアナログ電気量を出力する電気量センサ、この電気量センサの後段に設けられ入力アナログ電気量をディジタル量に変換しディジタル電気量を出力するＡ／Ｄ変換要素、このＡ／Ｄ変換要素の出力を入力し関係機器に必要な処理をした処理後出力を対応関係機器へ出力する演算処理装置、及びアナログ電気量が入されるように前記電気量センサと前記Ａ／Ｄ変換要素との間に設けられ前記Ａ／Ｄ変換要素における分解数が前記入力されるアナログ電気量のレベルが大きい場合より小さい場合の方が大きくなるように前記入力されるアナログ電気量を調整して出力するアナログ電気量調整出力要素を備え、短絡電流のような大きな電気量から漏電電流のような微小な電気量まで、計測精度を確保するものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１の一例を図１〜図７に基づいて説明する。図１は電力配電用電気量処理装置のシステム構成図、図２は計測許容誤差（％）と変換係数Ａ（測定対象信号の一桁当たりに必要な分解数）との関係を示す図、図３は測定対象信号ｘ（最大値を１としてある）とＡ／Ｄ変換したデ−タ（最大を１０００としてある）との関係を、アナログ電気量調整出力要素（対数回路）が有る場合ａとアナログ電気量調整出力要素（対数回路）が無い場合ｂとを比較して示す図、図４はＡ／Ｄ変換したデ−タ（最大値を１０００としてある）と測定対象信号ｘ（  最大値を０．０１としてある）との関係を、アナログ電気量調整出力要素（対数回路）が有る場合ａとアナログ電気量調整出力要素（対数回路）が無い場合ｂとを比較して示す図、図５はＡ／Ｄ変換したデ−タ（最大値を１０００としてある）と測定対象信号ｘ（最大値を１．０としてある  ）との関係を、アナログ電気量調整出力要素（対数回路）が有る場合ａとアナログ電気量調整出力要素（対数回路）が無い場合ｂとを比較して示す図、図６はアナログ電気量（測定対象信号）ｘとアナログ電気量調整出力要素（対数回路）の出力をＡ／Ｄ変換したデ−タの関係を、変換係数Ａが２５０、Ａ／Ｄ変換したデ−タの最大値Ｄｍａｘが１０００の場合について例示する図、図７は測定結果のアナログ表示例を示す図である。
【０００９】
図１において、変流器ＣＴ、零相変流器ＺＣＴ、計器用変圧器ＶＴ等の電気量センサ１は、工場やビル、他の電力配電線２の交流電流、電圧等のアナログ電気量を入力しアナログ電気量ｘ（以下測定対象信号ｘと記す）を出力する。前記電気量センサ１の出力である前記測定対象信号ｘは増幅器３で増幅され、この増幅器３で増幅された前記測定対象信号ｘは、ロ−パスフィルタ等のフィルタ４により高調波やノイズなどの前記測定対象信号ｘ以外の不要な成分を除去し、この不要な成分を除去された前記測定対象信号ｘが、対数回路等のアナログ電気量調整出力要素５に入力される。このアナログ電気量調整出力要素５は対数回路と類似の出力を出す関数回路としてもよい。
【００１０】
前記アナログ電気量調整出力要素５の出力は、入力アナログ電気量をディジタル量に変換しディジタル電気量を出力するＡ／Ｄ変換器等のＡ／Ｄ変換要素６に入力され、このＡ／Ｄ変換要素６は前記アナログ電気量調整出力要素５の出力ａをディジタル電気量に変換し、前記測定対象信号ｘをディジタルデ−タとしてＣＰＵ他からなる演算処理装置７へ供給される。
【００１１】
前記演算処理装置７は、工場やビル、他の設置環境での必要性に応じて電力配電線のアナログ電気量の各種の異常検出、監視、表示を行う機能が設定され、この発明の実施の形態１では、その例として、前記Ａ／Ｄ変換要素６から取り込んだディジタル電気量を指数処理等をして、即ち前記アナログ電気量調整出力要素５の出力をディジタル量に変換した前記ディジタル電気量を調整前のアナログ電気量に応じたディジタル量に換算し、前記電力配電線２のアナログ電気量を演算し（測定し）てその結果（前記電力配電線２の実際のアナログ電気量）を表示装置８へ供給する機能、前記電力配電線２に流れている漏電電流を演算し（検出および計測し）て漏電ブレ−カ９へトリップ指令を出力する機能、及び前記電力配電線２に流れている短絡電流を演算し（検出および計測し）て回路遮断器１０へトリップ指令を出力する機能が設定されている事例を示してある。
【００１２】
前記アナログ電気量調整出力要素５は、前記Ａ／Ｄ変換要素６における分解能の程度が前記入力されるアナログ電気量ｘ（前記測定対象信号ｘ）のレベルが大きい場合より小さい場合の方が大きくなるように前記入力されるアナログ電気量ｘ（前記測定対象信号ｘ）を調整して出力ａ（図３の対数回路の出力特性ａで例示）するものである。
【００１３】
前記アナログ電気量調整出力要素５を対数回路とした場合、その出力をディジタル変換したＡ／Ｄ変換要素６の出力デ−タ（Ｄａｔａ）は、
Ｄａｔａ＝Ａｌｏｇｘ＋Ｄｍａｘ  の式で表せる。
【００１４】
前記式におけるｘは前記アナログ電気量ｘ（前記測定対象信号ｘ）の大きさ（最大値を１とする）を、Ｄｍａｘ  は前記出力デ−タ（Ｄａｔａ）の取り得る最大値を示し、Ａは前記増幅器３の出力に対する前記対数回路（アナログ電気量調整出力要素）５での変換係数である。
【００１５】
ここで、前記アナログ電気量ｘ（前記測定対象信号ｘ）を１％の精度（許容誤差１％）で計測するためには、前記アナログ電気量ｘ（前記測定対象信号ｘ）ｘが１％減少したときの前記式のＡｌｏｇｘの値が−１になるようにＡを決めるため、前記式のＡは２３０程度となる。Ａが２３０程度となるため、Ｄｍａｘが１０００とすると、
最大入力に対して１／１００００程度の入力まで計測可能である。
【００１６】
精度（許容誤差）を０．５％として計測する場合には、前記Ａを４６０程度とする。
【００１７】
計測許容誤差（％）（精度）と変換係数Ａ（測定対象信号の一桁当たりに必要な分解数）との関係は図２に示してあり、この図２に示されているように、前記計測許容誤差（精度）１％の場合の変換係数Ａは２３０程度、前記計測許容誤差（精度）０．５％の場合の変換係数Ａは４６０程度である。
【００１８】
次に、前記アナログ電気量ｘ（前記測定対象信号ｘ）が入力されるように前記電気量センサ１と前記Ａ／Ｄ変換要素６との間に設けられ前記Ａ／Ｄ変換要素６における分解数が前記入力されるアナログ電気量のレベルが大きい場合より小さい場合の方が大きくなるように前記入力されるアナログ電気量ｘ（前記測定対象信号ｘ）を調整して出力ａする前記アナログ電気量調整出力要素５の機能を詳述する。
【００１９】
図３において、前記測定対象信号ｘ（前記アナログ電気量ｘ）のレベルが大きい場合である例えば０．８〜１の範囲ｃに対する調整された出力ａのＡ／Ｄ変換後デ−タ（Ａ／Ｄ変換要素の出力）は９８０〜１０００（分解数（デ−タ変量）は２０）であるのに対し、前記測定対象信号ｘ（前記アナログ電気量ｘ）のレベルが小さい場合である例えば０〜０．２の範囲ｄに対する調整された出力ａのＡ／Ｄ変換後デ−タ（Ａ／Ｄ変換要素の出力）は０〜８５０（分解数（デ−タ変量）は８５０）である。即ち、前記アナログ電気量調整出力要素５は、前記Ａ／Ｄ変換要素６における分解数が、前記入力されるアナログ電気量ｘ（前記測定対象信号ｘ）のレベルが大きい場合より小さい場合の方が大きくなるように、前記入力されるアナログ電気量ｘ（前記測定対象信号ｘ）を調整して出力ａ（図３の対数回路の出力特性ａで例示）している。
【００２０】
前記アナログ電気量ｘ（前記測定対象信号ｘ）が入力されるように前記電気量センサ１と前記Ａ／Ｄ変換要素６との間に設けられ前記Ａ／Ｄ変換要素６における分解数が前記入力されるアナログ電気量のレベルが大きい場合より小さい場合の方が大きくなるように前記入力されるアナログ電気量ｘ（前記測定対象信号ｘ）を調整して出力ａするアナログ電気量調整出力要素５を設けることにより、例えば前記短絡電流は前記電気量大の範囲ｃに入り、例えば前記漏洩電流は前記電気量小の範囲ｄに入る。
【００２１】
従って、前記Ａ／Ｄ変換要素６の分解能を図３のように最大分解数１０００とした場合、前記短絡電流の前記Ａ／Ｄ変換要素６での分解数は２０程度、前記漏洩電流の前記Ａ／Ｄ変換要素６での分解数は８００程度となる。前記短絡電流のように定常電流の数１０倍〜数１００倍の大きさの大きな電気量は、前記Ａ／Ｄ変換要素６での分解数は２０程度でも十分検出でき、前記漏洩電流のように数１００ｍＡ前後の小さな電気量は、前記Ａ／Ｄ変換要素６での分解数は数１００と大きいので、検出レベルを超えたかどうかの判別を精密に行える。
【００２２】
なお、前記アナログ電気量ｘ（前記測定対象信号ｘ）が入力されるように前記電気量センサ１と前記Ａ／Ｄ変換要素６との間に設けられ前記Ａ／Ｄ変換要素６における分解数が前記入力されるアナログ電気量のレベルが大きい場合より小さい場合の方が大きくなるように前記入力されるアナログ電気量ｘ（前記測定対象信号ｘ）を調整して出力ａするアナログ電気量調整出力要素５を設けなかった場合は、図３の直線ｂで例示してあるように、前記測定対象信号ｘ（前記アナログ電気量ｘ）のレベルが大きい場合である例えば０．８〜１の範囲ｃにおけるＡ／Ｄ変換後デ−タ（Ａ／Ｄ変換要素の出力）は、８００〜１０００（分解数（デ−タ変量）は２００）であるのに対し、前記測定対象信号ｘ（前記アナログ電気量ｘ）のレベルが小さい場合である例えば０〜０．２の範囲ｄにおけるＡ／Ｄ変換後デ−タ（Ａ／Ｄ変換要素の出力）は、前記測定対象信号ｘ（前記アナログ電気量ｘ）のレベルが大きい場合と同じく、０〜２００（分解数（デ−タ変量）は２００）である。即ち、前記Ａ／Ｄ変換要素６における分解数は、前記入力されるアナログ電気量のレベルが大きい場合も小さい場合も同じである。
【００２３】
次いで、前記アナログ電気量ｘ（前記測定対象信号ｘ）が入力されるように前記電気量センサ１と前記Ａ／Ｄ変換要素６との間に設けられ前記Ａ／Ｄ変換要素６における分解数が前記入力されるアナログ電気量のレベルが大きい場合より小さい場合の方が大きくなるように前記入力されるアナログ電気量ｘ（前記測定対象信号ｘ）を調整して出力ａするアナログ電気量調整出力要素５を、設けた場合と設けなかった場合との違いを、計測精度と関連付けて更に詳述する。
【００２４】
計測精度は、入力信号であるアナログ電気量を、どれだけ分割して取り込めるかに依存する。以下、前記アナログ電気量調整出力要素５として対数回路を使用し、Ａ／Ｄ変換要素６によるＡ／Ｄ変換後のデ−タの最大（Ａ／Ｄ変換要素６の分解能）を１０００とした場合を例にした図４及び図５によって説明する。
【００２５】
図４及び図５は、前記アナログ電気量調整出力要素（対数回路）５の使用時、未使用時の比較図で、同図において、特性線ａは前記アナログ電気量調整出力要素（対数回路）５の使用時、特性線ｂは前記アナログ電気量調整出力要素（対数回路）５の未使用時、の前記Ａ／Ｄ変換後のデ−タ（最大１０００）と前記測定対象信号ｘ（前記アナログ電気量ｘ）との関係を示している。
【００２６】
先ず、前記アナログ電気量調整出力要素（対数回路）５を未使用の場合は、前記Ａ／Ｄ変換要素６によるＡ／Ｄ変換後のデ−タの最大（Ａ／Ｄ変換要素６の分解能）を１０００としてあるので、前記Ａ／Ｄ変換後のデ−タは誤差０．００１を常に含んでいることになる。前記測定対象信号（前記アナログ電気量）の大きさが１．０（図５）の場合、誤差０．００１（前記Ａ／Ｄ変換後のデ−タが１変化するときの元デ−タの変量）を含むため、計測精度は０．１％となるが、前記測定対象信号（前記アナログ電気量）の大きさが０．０１（図４）となった場合、前記誤差０．００１を含むため、計測精度は１０％となる。
【００２７】
前記アナログ電気量調整出力要素（対数回路）５を使用した場合は、誤差が前記測定対象信号（前記アナログ電気量）の大きさにより変化する。前記測定対象信号（前記アナログ電気量）の大きさが１．０（図５）の場合、誤差は０．０１程度となるので、計測精度は１％となる。前記測定対象信号（前記アナログ電気量）の大きさが０．０１（図４）となった場合は、誤差は０．０００１程度になるので、計測精度は１％となる。換言すれば、前記アナログ電気量調整出力要素（対数回路）５を使用した場合は、前記測定対象信号（前記アナログ電気量）の大きさが１．０（図５）の場合も、０．０１（図４）の場合も、共に計測精度は１％となり、前記測定対象信号（前記アナログ電気量）の大きさの全領域に亘って１％程度の計測誤差となる。
【００２８】
つまり、前記アナログ電気量調整出力要素（対数回路）５を使用した場合は、前記アナログ電気量調整出力要素（対数回路）５を使用しない場合に比べ、前記測定対象信号（前記アナログ電気量）の最大値時の計測精度を抑制し、前記測定対象信号（前記アナログ電気量）の小さなときの計測精度を向上させる。このことは、漏電電流のような小さな前記測定対象信号（前記アナログ電気量）の計測精度を十分確保することができることを意味する。なお、前記測定対象信号（前記アナログ電気量）が最大値近辺となる短絡電流や過電流などは、前記測定対象信号（前記アナログ電気量）の定常電流に対する変量が大きいので、計測精度を抑制しても、演算処理装置での短絡電流や過電流などの検出に支障を来たすことはない。
【００２９】
計測精度１％を保障する場合、前記アナログ電気量調整出力要素（対数回路）５未使用の場合は、前記０．００１の誤差を常に含んでいるため計測領域としては前記測定対象信号（前記アナログ電気量）が０．１（計測精度１．０％）〜１．０（計測精度０．１％）の領域のみで計測が可能である。これに対し、前記アナログ電気量調整出力要素（対数回路）５を使用した場合は、計測精度を１％以下にするには前記測定対象信号（前記アナログ電気量）の１桁当たり２３０以上の分解数が必要となるが、Ａ／Ｄ変換要素６によるＡ／Ｄ変換後のデ−タで２３０となるので、Ａ／Ｄ変換要素６の分解能１０００から約４桁下まで計測精度１．０％を可能にできる。即ち、前記アナログ電気量調整出力要素（対数回路）５を使用することで前記測定対象信号（前記アナログ電気量）が０．００１〜１．０の領域まで計測領域広がる。
【００３０】
図６は、前記式Ｄａｔａ＝Ａｌｏｇｘ＋ＤｍａｘにおけるＡを２５０、Ｄｍａｘを１０００とした場合の、前記測定対象信号（前記アナログ電気量）ｘとＡ／Ｄ変換要素６によるＡ／Ｄ変換後のデ−タとの関連を例示したものである。Ａ／Ｄ変換後のデ−タが最大になるときはｘの値が１であるので、前記式Ｄａｔａ＝Ａｌｏｇｘ＋Ｄｍａｘにより、Ｄａｔａ＝Ｄｍａｘとなる。また、例えば前記測定対象信号（前記アナログ電気量）ｘが０．１になった場合は、前記式におけるｌｏｇｘは−１であるのでＤａｔａ＝−Ａｌｏｇｘ＋Ｄｍａｘとなり、前記測定対象信号（前記アナログ電気量）ｘが０．２になった場合は、同様にＤａｔａ＝−２Ａｌｏｇｘ＋Ｄｍａｘとなる。図６はＡを２５０、Ｄｍａｘを１０００とした場合の事例であるので、前記式からＤａｔａ＝２５０  ｌｏｇｘ＋１０００のグラフとなっており、ｘ（前記測定対象信号（前記アナログ電気量））が１のとき、Ａ／Ｄ変換要素６によるＡ／Ｄ変換後のデ−タ（Ｄａｔａ）は１０００、ｘが０．１のときＤａｔａは７５０、ｘが０．０１のときＤａｔａは５００、ｘが０．００１のときＤａｔａは２５０となる。
【００３１】
図７は前記表示装置８の表示例を示しており、Ａ／Ｄ変換要素６によるＡ／Ｄ変換後のデ−タを演算処理装置７で指数処理して元の前記測定対象信号（前記アナログ電気量）に戻して表示してある。
【００３２】
前述のこの発明の実施の形態は、つまるところ、前記測定対象信号（前記アナログ電気量）ｘ電圧に変換した測定対象信号（アナログ電気量）ｘを、対数回路等のアナログ電気量調整出力要素５を通じてＡ／Ｄ変換要素６でディジタルデ−タに変換し、ディジタルデ−タを演算する演算処理装置７内で指数処理を行い演算することで、測定対象信号（アナログ電気量）ｘを測定する電力配電用電気量処理装置である。
【００３３】
また、この発明の実施の形態は、電力配電線２のアナログ電気量を入力しアナログ電気量を出力する電気量センサ１、この電気量センサ１の後段に設けられ入力アナログ電気量をディジタル量に変換しディジタル電気量を出力するＡ／Ｄ変換要素６、このＡ／Ｄ変換要素６の出力を入力し関係機器８〜１０に必要な処理をした処理後出力を対応関係機器へ出力する演算処理装置７、及びアナログ電気量が入力されるように前記電気量センサ１と前記Ａ／Ｄ変換要素６との間に設けられ前記Ａ／Ｄ変換要素６における分解数が前記入力されるアナログ電気量のレベルが大きい場合より小さい場合の方が大きくなるように前記入力されるアナログ電気量を調整して出力するアナログ電気量調整出力要素５を備えた電力配電用電気量処理装置である。
【００３４】
実施の形態２．
この発明の実施の形態２は、前記測定対象信号（前記アナログ電気量）ｘが正負の値を取るような場合に有効な一例である。以下、この発明の実施の形態２を図８及び図９により説明する。図８は電力配電用電気量処理装置のシステム構成図、図９は測定対象信号（前記アナログ電気量）ｘの波形を示す図である。なお、図８において前述の図１と同一符号は、図１と同等の機能有するものであるので、その説明は省略する。
【００３５】
図８において、フィルタ４の出力を入力する正負分離回路１１、この正負分離回路１１の正側出力を入力する正側対数回路５１、前記正負分離回路１１の負側出力を入力する等の負側対数回路５２、前記正側対数回路５１の出力を入力する正側Ａ／Ｄ変換要素６１、及び前記負側対数回路５２の出力を入力する負側Ａ／Ｄ変換要素６２が設けられており、前記正側Ａ／Ｄ変換要素６１及び前記負側Ａ／Ｄ変換要素６２の各出力が演算処理装置７に入力される。
【００３６】
前記正負分離回路１１は、整流回路の機能を有し、正側出力を前記正側対数回路５１に供給し、負側出力を前記負側対数回路５２に供給するもので、正負の値を取る前記アナログ電気量（測定対象信号）ｘの波形ｘｗｐｍ（図９（ａ１））を、図９（ａ２）に示すように、ゼロ（０）点に対して正側波形ｘｗｐと負側波形ｘｗｍとに分離し、正側波形ｘｗｐを前記正側対数回路５１を通して前記正側Ａ／Ｄ変換要素６１でディジタルデータに変換し、負側波形ｘｗｍを前記負側対数回路５２を通して前記負側Ａ／Ｄ変換要素６２でディジタルデータに変換し、演算処理装置６内で前記指数処理を行い演算することで、正負を持つ測定対象信号（アナログ電気量）を計測することができる。
【００３７】
つまり、この発明の実施の形態２は、前記アナログ電気量（測定対象信号）ｘが正負の値を持つとき、該アナログ電気量（測定対象信号）ｘを電圧に変換し対数回路の基準点を該アナログ電気量（測定対象信号）ｘのゼロ（０）点に相当する電圧として、正側と負側とを分離して夫々対数回路５１，５２を通じてＡ／Ｄ変換要素６１，６２でディジタルデ−タに変換し、ディジタルデ−タを演算する演算処理装置７内で指数処理を行い計算することで、前記アナログ電気量（測定対象信号）ｘを測定する電力配電用電気量処理装置である。
【００３８】
また、この発明の実施の形態２は、電力配電線２の電気量を入力しアナログ電気量を出力する電気量センサ１、この電気量センサ１の出力の正側の波形を入力し正側の波形の対数化アナログ電気量を出力する第１の対数回路５１、前記電気量センサ１の出力の負側の波形を入力し負側の波形の対数化アナログ電気量を出力する第２の対数回路５２、前記第１の対数回路５１の対数化アナログ出力をディジタル量に変換する第１のＡ／Ｄ変換器６１、前記第２の対数回路５２の対数化アナログ出力をディジタル量に変換する第２のＡ／Ｄ変換器、及び前記第１及び第２のＡ／Ｄ変換器の出力を入力し関係機器に必要な処理をした処理後出力を対応関係機器へ出力する演算処理装置７を備えた電力配電用電気量処理装置である。
【００３９】
なお、前記正側対数回路５１及び前記負側対数回路５２は、何れも前述の図１における前記アナログ電気量調整出力要素（対数回路等）５と実質的に同じ機能のものとし、前記正側Ａ／Ｄ変換要素６１及び前記負側Ａ／Ｄ変換要素６２は、何れも前述の図１における前記Ａ／Ｄ変換要素６と実質的に同じ機能のものとすればよい。
【００４０】
実施の形態３．
前述のこの発明の実施の形態２に示す方式では、対数変換したディジタルデータを指数演算処理により演算するため、前記測定対象信号（前記アナログ電気量）ｘがゼロ点の時に値を持つことになる。そこで、測定対象信号（前記アナログ電気量）ｘの波形ｘｗｐｍ（図９（ａ１））を正側と負側とに分離する際、図９（ａ３）に示すように正側の測定対象信号波形は僅かに負側を基準とした正側波形ｘｗｐｓ、負側の測定対象信号波形は僅かに正側を基準とした負側波形ｘｗｍｓとし、前記僅かに負側を基準とした正側波形ｘｗｐｓを、前記正側対数回路５１を通じて前記正側Ａ／Ｄ変換要素６１でディジタルデータに変換し、前記僅かに正側を基準とした負側波形ｘｗｍｓを、前記負側対数回路等５２を通じて前記負側Ａ／Ｄ変換要素６２でディジタルデータに変換し、演算処理装置６内で前記指数処理を行い、基準点のずれを考慮した演算を実施することで、前記測定対象信号（前記アナログ電気量）ｘがゼロ点の時には演算処理装置６での計測演算結果もゼロとすることができ、前記測定対象信号（前記アナログ電気量）ｘがゼロ点の時に値を持たなくなり、正負を持つ測定対象信号を精度良く計測することができる。
【００４１】
なお、前記正側の測定対象信号波形を僅かに負側を基準とした正側波形ｘｗｐｓとするには、前記正負分離回路１１内に−電位供給回路を設けて、前記正側の測定対象信号波形の基準を僅かに負側にシフトし、前記負側の測定対象信号波形を僅かに正側を基準とした負側波形ｘｗｍｓとするには、前記正負分離回路１１内に＋電位供給回路を設けて、前記負側の測定対象信号波形の基準を僅かに正側にシフトする。
【００４２】
この発明の実施の形態３は、つまるところ、測定対象信号（前記アナログ電気量）を正側と負側とに分離する際、正側の信号は僅かに負側を基準とし、負側の信号は僅かに正側を基準として夫々対応する対数回路５１，５２を通じて対応するＡ／Ｄ変換要素６１，６２でディジタルデ−タに変換し、ディジタルデ−タを演算する演算処理装置７内で指数処理を行い、基準点をずらした分を含めて演算することで、測定対象信号（前記アナログ電気量）を測定する電力配電用電気量処理装置である。
【００４３】
また、この発明の実施の形態３は、前述のこの発明の実施の形態２の電力配電用電気量計測装置において、前記電気量センサのアナログ出力が０レベルの時に前記演算処理装置７での計測演算の結果が０となるように前記対数回路５１，５２は０レベルをシフトしたアナログ電気量を対数化処理するものである。
【００４４】
【発明の効果】
この発明は前述のように電力配電線のアナログ電気量を入力しアナログ電気量を出力する電気量センサ、この電気量センサの後段に設けられ入力アナログ電気量をディジタル量に変換しディジタル電気量を出力するＡ／Ｄ変換要素、このＡ／Ｄ変換要素の出力を入力し関係機器に必要な処理をした処理後出力を対応関係機器へ出力する演算処理装置、及びアナログ電気量が入力されるように前記電気量センサと前記Ａ／Ｄ変換要素との間に設けられ前記Ａ／Ｄ変換要素における分解数が前記入力されるアナログ電気量のレベルが大きい場合より小さい場合の方が大きくなるように前記入力されるアナログ電気量を調整して出力するアナログ電気量調整出力要素を備えているので、微小信号領域における精度が確保されることから、電力配電系において大きな電気量から微小な電気量まで、広範な領域で計測精度を確保できる効果がある。
【００４５】
また、この発明は電力配電線の電気量を入力しアナログ電気量を出力する電気量センサ、この電気量センサの出力の正側の波形を入力し正側の波形の対数化アナログ電気量を出力する第１の対数回路、前記電気量センサの出力の負側の波形を入力し負側の波形の対数化アナログ電気量を出力する第２の対数回路、前記第１の対数回路の対数化アナログ出力をディジタル量に変換する第１のＡ／Ｄ変換器、前記第２の対数回路の対数化アナログ出力をディジタル量に変換する第２のＡ／Ｄ変換器、及び前記第１及び第２のＡ／Ｄ変換器の出力を入力し関係機器に必要な処理をした処理後出力を対応関係機器へ出力する演算処理装置を備えているので、前記アナログ電気量が正負の値を取るような場合に有効に機能し、電力配電系において大きな電気量から微小な電気量まで、広範な領域で計測精度を確保できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１における電力配電用電気量処理装置のシステム構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１において、計測許容誤差（％）と変換係数Ａ（測定対象信号の一桁当たりに必要な分解数）との関係を示す図である。
【図３】この発明の実施の形態１において、測定対象信号ｘ（最大値を１としてある）とＡ／Ｄ変換したデ−タ（最大を１０００としてある）との関係を、アナログ電気量調整出力要素（対数回路）が有る場合ａとアナログ電気量調整出力要素（対数回路）が無い場合ｂとを比較して示す。
【図４】この発明の実施の形態１において、Ａ／Ｄ変換したデ−タ（最大値を１０００としてある）と測定対象信号ｘ（  最大値を０．０１としてある）との関係を、アナログ電気量調整出力要素（対数回路）が有る場合ａとアナログ電気量調整出力要素（対数回路）が無い場合ｂとを比較して示す図である。
【図５】この発明の実施の形態１において、Ａ／Ｄ変換したデ−タ（最大値を１０００としてある）と測定対象信号ｘ（最大値を１．０としてある  ）との関係を、アナログ電気量調整出力要素（対数回路）が有る場合ａとアナログ電気量調整出力要素（対数回路）が無い場合ｂとを比較して示す図である。
【図６】この発明の実施の形態１において、アナログ電気量（測定対象信号）ｘとアナログ電気量調整出力要素（対数回路）の出力をＡ／Ｄ変換したデ−タの関係を、変換係数Ａが２５０、Ａ／Ｄ変換したデ−タの最大値Ｄｍａｘが１０００の場合について例示する図である。
【図７】この発明の実施の形態１において、測定結果のアナログ表示例を示す図である。
【図８】この発明の実施の形態２における電力配電用電気量処理装置のシステム構成図である。
【図９】この発明の実施の形態２における測定対象信号（前記アナログ電気量）ｘの波形を示す図である。
【符号の説明】
１  電気量センサ、                ２  電力配電線、
３  増幅器、                        ４  フィルタ、
５  アナログ電気量調整出力要素、    ５１  正側対数回路、
５２  負側対数回路、                ６  Ａ／Ｄ変換要素、
６１  正側Ａ／Ｄ変換要素、          ６２  負側Ａ／Ｄ変換要素、
７  演算処理装置、                  ８  表示手段、
９  漏電ブレ−カ、                  １０  回路遮断器、
１１  正負分離回路、
ｘｗｐｍ  測定対象信号（アナログ電気量）の波形、
ｘｗｐ，ｘｗｐｓ  正側波形、                ｘｗｍ，ｘｗｍｓ  負側波形。
【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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【図８】
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【図９】
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