(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気接続部を介して衛星ユニットに電気的に結合されるとともに前記衛星ユニットから分離された第１変圧器監視装置であって、送電網の第１地点で変圧器に電気的に接続された第１導電体に接続され、前記第１導電体を流れる第１電流と前記第１導電体に印加された第１電圧とを測定する第１変圧器監視装置と、
前記送電網の前記第１地点で前記変圧器に電気的に接続された第２導電体に接続され、前記第２導電体を流れる第２電流を測定する第２変圧器監視装置と、
前記第１電流、前記第１電圧、前記第２電流、および第２電圧に基づいて前記変圧器に対応する電力値を算出する演算部とを備え、
前記第１変圧器監視装置は、第１電圧ケーブルおよび第２電圧ケーブルを含む本体ユニットであって、前記第１電圧ケーブルは、前記第１電圧を測定するように構成され、前記第２電圧ケーブルは、前記第２導電体に印加された前記第２電圧を測定するように構成され、前記本体ユニットはさらに、前記演算部を含み、
前記第２変圧器監視装置は、前記第２変圧器監視装置が前記第２電流を測定して測定された前記第２電流を示すデータを前記本体ユニットに送信するように、電気接続部を介して前記本体ユニットに電気的に結合された衛星ユニットであることを特徴とする電力監視システム。
【請求項２】
前記第１変圧器監視装置および前記第２変圧器監視装置は、前記電力値、前記第１電流、前記第１電圧、前記第２電流、および前記第２電圧を示すデータを検索する装置に接続するための通信インターフェースを備えていることを特徴とする請求項１に記載の電力監視システム。
【請求項３】
前記変圧器はＹ字結線の変圧器であることを特徴とする請求項１に記載の電力監視システム。
【請求項４】
前記変圧器に電気的に接続された第３導電体に接続され、前記第３導電体を流れる第３電流と前記第３導電体に印加された第３電圧とを測定する第３変圧器監視装置を備えていることを特徴とする請求項１に記載の電力監視システム。
【請求項５】
前記変圧器はデルタ結線の変圧器であることを特徴とする請求項４に記載の電力監視システム。
【請求項６】
前記変圧器は、オープンデルタ結線の変圧器であることを特徴とする請求項４に記載の電力監視システム。
【請求項７】
第１変圧器監視装置を送電網の第１地点で変圧器の第１導電体に電気的に接続する工程であって、前記第１変圧器監視装置は、本体ユニットであって、前記第１導電体に印加された第１電圧を測定するように構成された第１ケーブルを含んでいる、工程と、
前記第１導電体を流れる第１電流、および前記第１導電体に印加された第１電圧を測定する工程と、
第２変圧器監視装置を前記変圧器の第２導電体に電気的に接続する工程であって、前記第２変圧器監視装置は、電気ケーブルを介して前記本体ユニットに電気的に結合された衛星ユニットを含んでいる、工程と、
前記第２導電体を流れる第２電流を、前記第２変圧器監視装置を介して測定し、および、前記第２導電体に印加された第２電圧を、前記第１変圧器監視装置を介して測定する工程と、
前記第１電流、前記第１電圧、前記第２電流、および前記第２電圧に基づいて前記変圧器に対応する電力値を算出する工程とを含むことを特徴とする電力監視方法。
【請求項８】
前記第１変圧器監視装置および前記第２変圧器監視装置をデータ検索装置に通信可能に接続する工程と、
前記電力値、前記第１電流、前記第１電圧、前記第２電流、および前記第２電圧を示すデータを検索する工程とを含むことを特徴とする請求項７に記載の電力監視方法。
【請求項９】
前記変圧器は、デルタ結線の変圧器であることを特徴とする請求項７に記載の電力監視方法。
【請求項１０】
第３変圧器監視装置を前記変圧器の第３導電体に電気的に接続する工程と、
前記第３導電体を流れる第３電流と前記第３導電体に印加された第３電圧を測定する工程とを含むことを特徴とする請求項７に記載の電力監視方法。
【請求項１１】
前記変圧器は、Ｙ字結線の変圧器であることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記変圧器は、オープンデルタ結線の変圧器であることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
〔関連出願の相互参照〕
本出願は、ＵＳ仮出願６１／６６０１１９（「電力監視装置および電力監視方法」、２０１２年６月１５日出願）、およびＵＳ仮出願６１／６４６３５０（「送電網監視システムおよび送電網監視方法」、２０１２年５月１３日出願）の優先権を主張するものであり、これら両出願の内容は参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
〔背景技術〕
電力は、発電され、送電され、複数の終端点（例えば、消費者あるいは消費者の建物（以下、消費施設と称する））に配電される。消費施設としては、例えば、多家族向けの集合住宅（例えばアパートや老人ホームなど）、戸建て住宅、オフィスビル、複合施設（例えば、競技場、多目的屋内施設、ホテル、スポーツ施設など）、ショッピングモール、あるいは、電力が配電される他のタイプの建物や地域などが挙げられる。
【０００３】
消費施設に配電される電力は、典型的には発電所で発電される。発電所には、発電機で機械的エネルギを電力エネルギに変換することにより電力を生成する様々なタイプのものがある。上記発電機を動作させるエネルギは、例えば、化石燃料（例えば、石炭、石油、天然ガスなど）、原子力、太陽光、風力、水力など、様々なエネルギ源から供給される。また、発電所は、典型的には、交流（ＡＣ）電力を生成する。
【０００４】
発電所で生成された交流電力は、典型的には増幅され（電圧が「昇圧」され）、送電線を介して典型的には１または複数の送電変電所に送電される。送電変電所は、当該送電変電所からＡＣ電力を送電する複数の配電変電所に接続されている。配電変電所は、典型的には受電したＡＣ電力の電圧を低下（電圧を「降圧」）させ、降圧させたＡＣ電力を複数の消費施設に電気的に接続された配電変圧器に伝送する。これにより、降圧されたＡＣ電力が複数の消費施設に配電される。電力設備、送電線、および配電線を接続するウェブやネットワークは送電網と呼ばれる。
【０００５】
送電網を介して、測定可能な電力が発電され、送電され、配電される。送電網を通る特定の中間点あるいは終端点で受電および／または配電された電力の測定値が当該送電網に関連する情報として示される。例えば、送電網の終端点に配電された電力が配電変電所で受電された電力よりも顕著に低下している場合、電力の配電を妨害する流出あるいは悪意による流出が生じている可能性がある。送電網における上述した様々な地点における電力データの収集、およびそれらのデータの分析は、発電、送電、および消費施設への配電（電力分配）において電力供給者の役に立つ。
【０００６】
〔図面の簡単な説明〕
本発明は、以下に示す図面を参照することにより適切に理解することができる。図中に示した各要素は、本発明の概念を明確に示すことを意図しており、それら各要素の相対的な寸法は必ずしも正確ではない。また、複数の図面を通して、同じ部材に同じ符号を付している。
【０００７】
図１は、本発明の一実施形態にかかる典型的な電力送配電システムを示す図である。
【０００８】
図２Ａは、本発明の一実施形態にかかる変圧器データ収集システムおよびメーターデータ収集システムを示す図である。
【０００９】
図２Ｂは、本発明の一実施形態にかかる電力線データ収集システムを示す図である。
【００１０】
図３は、図２Ａに示した変圧器監視装置の概略構成を示す図である。
【００１１】
図４は、図２Ａに示した運用演算装置の構成例を示すブロック図である。
【００１２】
図５は、図２Ａに示した変圧器監視装置の構成例を示すブロック図である。
【００１３】
図６は、本発明の一実施形態にかかる変圧器の図である。
【００１４】
図７は、図６に示した変圧器に組み込まれた、図３に示した変圧器監視装置の衛星ユニットを示す図である。
【００１５】
図８は、図６に示した変圧器に組み込まれた、図３に示した変圧器監視装置の衛星ユニットを示す図である。
【００１６】
図９は、図６に示した変圧器に組み込まれた、図３に示した変圧器監視装置の本体ユニットを示す図である。
【００１７】
図１０は、図６に示した変圧器に組み込まれた、図３に示した変圧器監視装置の本体ユニットを示す図である。
【００１８】
図１１は、Ｙ結線変圧器を用いる場合の、図１に示したシステムについての電力監視方法を示す図である。
【００１９】
図１２は、デルタ結線変圧器を用いる場合の、図１に示したシステムについての電力監視方法を示す図である。
【００２０】
図１３は、オープンデルタ結線変圧器を用いる場合の、図１に示したシステムについての電力監視方法を示す図である。
【００２１】
図１４は、図１に示した電力送配電システムの動作を示すフローチャートである。
【００２２】
〔詳細な説明〕
図１は、電力を１または複数の消費施設１０６−１１１に配電する電力送配電システム１００を示すブロック図である。上記の１または複数の消費施設１０６−１１１は、商業用の消費施設であってもよく、住宅などの消費施設であってもよく、その他のタイプの消費施設であってもよい。消費施設は、電力を消費するものであればどのような構造あるいは領域であってもよい。
【００２３】
電力送配電システム１００は、複数の電力線１０１ａ−１０１ｊを介して相互接続された、少なくとも１つの送電ネットワーク１１８と、少なくとも１つの配電ネットワーク１１９と、上述した消費施設１０６−１１１とを備えている。
【００２４】
電力送配電システム１００は、発電所１０で発電された電力を送電ネットワーク１１８および配電ネットワーク１１９を介して１または複数の消費施設１０６−１１１に配電するための送電網である。
【００２５】
なお、電力線１０１ａおよび１０１ｂは典型的には送電線であり、電力線１０１ｃ，１０１ｄは典型的には配電線である。送電線１０１ａおよび１０１ｂは、高電圧（１１０ｋＶ以上）の電力を伝送するものであり、架空電力線である場合が多い。配電変圧器は、ＡＣ電力を低電圧（例えば２５ｋＶ以下）で配電線に伝送する。なお、本実施形態では、３相交流（ＡＣ）を用いて電力の送電を行う場合について説明する。ただし、これに限らず、他のタイプの電力および／または送電を行うようにしてもよい。
【００２６】
送電ネットワーク１１８は、１または複数の送電変電所１０２を備えている（簡単のために１つだけ図示している）。発電所１０は電力線１０１ａを介して送電変電所１０２に電気的に接続されており、送電変電所１０２は電力線１０１ｂを介して配電ネットワーク１１９に電気的に接続されている。発電所１０（発電所１０には変圧器は図示していない）は、送電線１０１ａを介して送電変電所１０２に送電する前に、発電した電力の電圧を昇圧させる。なお、送電線１０１ａを３本の線で示しているのは、送電変電所１０２に送電される電力は３相交流電力だからである。ただし、これに限らず、３相交流以外の電力を送電するようにしてもよい。
【００２７】
発電所１０では、電力が発電され、発電した電力の電圧レベルが昇圧される。すなわち、送電ネットワーク１１８を介して送電する際の損失を低減するために、発電した電力の電圧は高電圧（例えば１１０ｋＶ以上）に昇圧される。
【００２８】
なお、図１に示した送電ネットワーク１１８には、２組の送電線１０１ａ，１０１ｂ（それら各送電線を示す３本の線は３相交流電力であることを示している）と、１つの送電変電所１０２のみを示しているが、図１に示した構成は典型例にすぎない。送電ネットワーク１１８が、他の複数の送電線を介して相互接続された他の送電変電所をさらに備えていてもよい。また、送電ネットワーク１１８の構成を、昇圧した電力が配電ネットワーク１１９に送電されるまでの距離に応じて適宜設定してもよい。
【００２９】
配電ネットワーク１１９は、送電ネットワーク１１８からの電力を消費施設１０６−１１１に送電する。配電ネットワーク１１９は、配電変電所変圧器１０３と、１または複数の配電変圧器１０４，１２１とを備えている。なお、図１に示した例では、配電変電所変圧器１０３と２つの配電変圧器１０４，１２１とを備えており、配電変電所変圧器１０３と２つの配電変圧器１０４，１２１とが物理的に分離されているが、この構成は１つの典型例にすぎず、異なる構成を用いてもよい。
【００３０】
例えば、配電変電所変圧器１０３と配電変圧器１０４とを一体化させたり、組み合わせたりしてもよい（配電変電所変圧器１０３と配電変圧器１２１とについても同様である）。また、適切な電圧レベルの電力を消費施設１０６−１１１に配電するように電力を調整するために（すなわち電力の電圧を変圧するために）、１または複数の変圧器を用いてもよい。配電変電所変圧器１０３および配電変圧器１０４が、目的の配電先（例えば消費施設１０６−１１１）に送電する前に、送電ネットワーク１１８から受電した電力を降圧（すなわちの電圧を低下）させるようにしてもよい。
【００３１】
上述したように、発電所１０は、運用時には電力線１０１ａを介して送電変電所１０２と電気的に接続される。発電所１０は、電力を発電し、発電した電力を、電力線１０１ａを介して送電変電所１０２に送電する。送電に先立って、発電所１０は、遠距離への送電を、損失を低減して効率的に行うために、電力の電圧を昇圧させる。上述したように、電力線１０１ｂを介して電力を送電する際のエネルギ損失を最小化するためには、電力の電圧を昇圧させる必要がある。送電変電所１０２は、配電ネットワーク１１９の送電変電所変圧器１０３に電力を送る。
【００３２】
配電変電所変圧器１０３は、電力を受電すると、受電した電力の電圧を配電変圧器１０４，１２１が取扱い可能な電圧範囲に降圧させる。同様に、配電変圧器１０４，１２１は、受電した電力の電圧を、消費施設１０６−１１１におけるそれぞれの電力システム（図示せず）によって取扱い可能な電圧範囲に降圧させる。
【００３３】
本発明の一実施形態では、配電変圧器１０４，１２１は、配電変圧器データ収集システム１０５に電気的に接続されている。配電変圧器データ収集システム１０５は、配電変圧器１０４，１２１との１または複数の電気的接続を介して運用データを測定するための、１または複数の電子装置（監視する変圧器の数に応じた数の電子機器。図示せず。）を備えている。典型的な運用データとしては、例えば、配電変圧器１０４，１２１に配電された電力、あるいは配電変圧器１０４，１２１から配電される電力に関連するデータ（例えば電力測定値、エネルギ測定値、電圧測定値、電流測定値など）が挙げられる。また、配電変圧器データ収集システム１０５が、配電変圧器１０４，１２１が配置されている環境に関連するデータ（例えば配電変電所１０４，１２１内の温度など）を運用データとして収集するようにしてもよい。
【００３４】
本発明の一実施形態によれば、配電変電器データ収集システム１０５は、配電変圧器１０４，１２１に電力を供給する電力線１０１ｃ，１０１ｄ（例えば３相交流電力の場合にはそれぞれ３本の電力線からなる）に電気的に接続されている。これにより、配電変電器データ収集システム１０５は、配電変圧器１０４，１２１に配電される電力量を示すデータを収集する。また、配電変圧器データ収集システム１０５が、電力線１０１ｅ−１０１ｊ（すなわち、消費施設１０６−１１１に電力を配電するための電力線、あるいは送電網の下流側である消費施設１０６−１１１側へ配電するための配電変圧器の他の電力線）に接続されていてもよい。
【００３５】
また、各消費施設１０６−１１１が、配電変圧器１０４，１２１から受電した電力を当該消費施設１０６−１１１の１または複数の電力ポート（図示せず）に配電するための電力システム（図示せず）を備えていてもよい。なお、上記電力ポートは内部ポートであっても外部ポートであってもよい。
【００３６】
各消費施設１０６−１１１の上記電力システムは、当該消費施設に対応する電力メーター１１２−１１７にそれぞれ接続されている。各電力メーター１１２−１１７は、当該メーターが接続されている消費施設の電力システムが消費する電力量を計測する。電力会社（例えば公益企業あるいは計測会社）は、消費施設に責任を負う消費者への請求を行うために、電力メーター１１２−１１７の測定結果を示すデータを計測し、消費施設１０６−１１１で消費された電力量に応じて当該消費者への請求額を決定するために当該測定結果を用いる。メーター１１２−１１７から読み取られた値は、それぞれの消費施設の電力システムによって消費された実際の電力量を反映している。すなわち、本発明の一実施形態では、メーター１１２−１１７の記録データは消費者による電力消費量を示している。
【００３７】
運用中、メーター１１２−１１７に対応するそれぞれの消費施設の電力システムによって消費された電力量を示すデータを記録および検索するために様々な方法を用いることができる。例えば、公益企業の検針員が消費施設１０６−１１１まで物理的に移動してそれぞれのメーター１１２−１１７を読み取ってもよい。この方法では、上記検針員は、読み取ったデータを電子システム（例えば携帯型端末、パソコン（ＰＣ）、あるいはノートパソコンなど）に入力する。 入力されたデータは分析手段へ定期的に送信される。なお、メーターのデータを、電子的および自動的に検索できるようにしてもよい。例えば、図２Ａに示すように、メーター１１２−１１７をネットワーク（例えば無線ネットワークなど。図示せず。）と通信可能に接続し、メーター１１２−１１７が定期的に自動的に分析手段へデータを送信するようにしてもよい。
【００３８】
本明細書に示すように、メーターデータ（メーター１１２−１１７によって読み取られた値を示すデータ。図示せず。）、および変圧器データ（変圧器データ収集システム１０５によって読み取られた値を示すデータ。図示せず。）は、記録され、比較され、特別な事象が生じていないかの分析（例えば、配電変圧器１０４，１２１と消費施設１０６−１１１との間で電力が盗難されていないか、あるいは盗難された形跡がないかといった分析や、電力利用傾向が追加の電力供給設備の必要性を示していないかの分析など）が行われる。盗難の分析については、配電変圧器１０４，１２１が受電した電力量が消費施設１０６−１１７に配電された電力の累計量（あるいは総量）よりもはるかに多い場合に、電力会社が発電した電力から犯罪者が電力を盗んでいる可能性があると判断する。
【００３９】
なお、電力送配電システム１００が、送電線データ収集システム（ＬＤＣＳ；Line Data Collection System）２９０を備えていてもよい。ＬＤＣＳ２９０は、送電線１０１ｂ−１０１ｄから送電線データを収集する。上記送電線データは、電力／電気の測定値を示している。上記送電線データは、例えば、送電網における電力損失、電力使用量、必要電力量、あるいは送電網における電力消費量を特定するために、メーターデータ（上述した消費施設１０６−１１１で収集される）、および／または、送電データ（上述した送電変電所１０４，１２１で収集される）を含んでいてもよい。例えば、データ収集を、送電電変電所と配電変電所との間や配電変電所と配電変圧器（消費施設に電力を配電する配電変圧器）との間で電力の盗難が発生しているか、あるいは盗難が発生した形跡がないかを判断するために行ってもよい。なお、ＬＤＣＳ２９０は、送電線１０１ｂ，１０１ｃ，および１０１ｄ、すなわち１００万Ｖ（ＭＶ）級の電力線にそれぞれ接続されている。ＬＤＣＳ２９０は、上述したように、運用データを計測および収集する。ＬＤＣＳ２９０が、上記の１００万Ｖ級の電力線１０１ｂ，１０１ｃ，および１０１ｄに関する運用データ（例えば、電力、エネルギ、電圧、および／または電流など）を送信するようにしてもよい。
【００４０】
図２Ａは、本発明の一実施形態にかかる変圧器データ収集システム１０５および複数のメーターデータ収集装置９８６−９９１を示す図である。変圧器データ収集システム１０５は、１または複数の変圧器監視装置２４３，２４４を備えている（図１参照）。なお、図２Ａでは、配電変圧器１０４，１２１（図１参照）を監視する２つの変圧器監視装置２４３，２４４のみを示しているが、これに限らず、他の変圧器監視装置をさらに備えていてもよい。
【００４１】
変圧器監視装置２４３，２４４は、それぞれ配電変圧器１０４，１２１の二次側に接続されている。これにより、変圧器監視装置２４３，２４４は、配電変圧器１０４，１２１と消費施設１０６−１１１（図１参照）との間の値を計測する。
【００４２】
また、変圧器監視装置２４３，２４４、メーターデータ収集装置９８６−９９１、および運用演算装置２８７は、ネットワーク２８０を介して通信可能に接続されている。ネットワーク２８０は、装置間でのデータ伝送が可能であればどのようなタイプのネットワークであってもよく、例えば、無線ネットワーク、広域ネットワーク（wide area network）、ラージエリアネットワーク（large area network）、従来からある各種ネットワーク、あるいは将来開発される各種ネットワークなどを用いることができる。
【００４３】
他の実施例として、メーターデータ９３５−９４０および変圧器データ２４０，２４１を、運用演算装置２８７との直接接続を介して送信してもよく、運用演算装置２８７に手動で移動させるようにしてもよい。例えば、上記メーターデータ収集装置９８６−９９１は、例えばＴキャリア１（Ｔ１）接続線などを介して運用演算装置２８７に直接接続されてもよい。また、メーターデータ９３５−９４０は、携帯電子端末（図示せず）によって収集した後、携帯電子端末を運用演算装置２８７に接続して収集したメーターデータを運用演算装置２８７に集約するようにしてもよい。また、電力会社の検針員が目視によってメーターデータ９３５−９４０を収集し、運用演算装置２８７に対して所定のフォーマット（例えばＣＳＶ；comma separated valuesなど）で供給するようにしてもよい。
【００４４】
なお、他の実施例として、メーター１１２−１１７に、ネットワーク通信装置（図示せず）と、当該メーター１１２−１１７が読み取った値の検索、記憶、および運用演算装置２８７への送信を行う演算部（図示せず）とを備え、メーター１１２−１１７（図１参照）自体をメーターデータ収集装置９８６−９９１として機能させてもよい。
【００４５】
変圧器監視装置２３４，２４４は、配電変圧器１０４，１２１にそれぞれ電気的に接続されている。例えば、変圧器監視装置２４３，２４４は、それぞれ配電変圧器１０４，１２１の二次側に電気的に接続されていてもよい。
【００４６】
変圧器監視装置２３４，２４４は、それぞれ、配電変圧器１０４，１２１を消費施設１０６−１１１（図１参照）に接続する１または複数の電力線（図示せず）に接続された１または複数のセンサ（図示せず）を備えている。これにより、変圧器監視装置２４３，２４４における上記の１または複数のセンサが、電力線１０１ｅ−１０１ｆを介して消費施設１０６−１１１に配電される電力の電気的特性（例えば電力線に供給される電圧および／または電流）を検出する。具体的には、変圧器監視装置２４３，２４４は、これらの電気的特性を検出し、検出した特性（例えば電力）を含む変圧器データ２４０，２４１を、ネットワーク２８０を介して運用演算装置２８７に送信する。運用演算装置２８７は、変圧器データ２４０，２４１を受信すると、受信したそれらのデータを記憶する。
【００４７】
なお、典型的なシステムでは、送電変圧器毎に変圧器監視装置が配置される（すなわち、監視対象の変圧器１０４（図１参照）に対応して変圧器監視装置２４３が配置され、監視対象の変圧器１２１（図１参照）に対応して変圧器監視装置２４４が配置される）。監視対象の変圧器がさらに存在する場合には、変圧器監視装置を追加すればよい。
【００４８】
メーターデータ収集装置９８６−９９１は、ネットワーク２８０に通信可能に接続されている。運用中、各メーターデータ収集装置９８６−９９１は、送電変圧器１０４，１２１によって配電される電力の電気的特性（例えば電圧および／または電流）を検知する。各メーターデータ収集装置９８６−９９１は、検知した特性をそれぞれメーターデータ９３５−９４０に含めて送信する。メーターデータ９３５−９４０は、電圧および／または電流の測定値に加えて例えば消費電力などの電気的特性を示すデータであってもよい。また、各メーターデータ収集装置９８６−９９１は、それぞれ、メーターデータ９３５−９４０を、ネットワーク２８０を介して運用演算装置２８７に送信する。運用演算装置２８７は、メーターデータ収集装置９８６−９９１から取得したメーターデータ９３５−９４０にメーターデータ９３５−９４０を送信してきたメーターデータ収集装置９８６−９９１に固有の識別子でインデックスを付与して（検索キーを付して）記憶する。
【００４９】
各メーターデータ収集装置９８６−９９１が、データの収集および中央記憶手段（例えば運用演算装置２８７）に送信するための、自動計測（ＡＭＲ；Automatic Meter Reading）手段（例えば論理回路および／またはハードウェア）、あるいは自動計測インターフェース（ＡＭＩ；Automatic Metering Infrastructure）手段（例えば論理回路および／またはハードウェア）を備えていてもよい。
【００５０】
各メーターデータ収集装置９８６−９９１のＡＭＲ手段および／またはＡＭＩ手段は、それぞれの消費施設の電力システムの診断ルーチン情報等により消費電力を示すデータを収集する。各メーターデータ収集装置９８６−９９１は、上述したように、上記データを、ネットワーク２８０を介して運用演算装置２８７に送信する。なお、ＡＭＲ手段は、例えば、携帯端末、モバイル機器、ネットワーク機器などの電話通信プラットフォーム（有線あるいは無線）、無線周波数（ＲＦ；radio frequency）、あるいは電力線通信（ＰＬＣ；power line communication）に基づくハードウェアにより実装されてもよい。
【００５１】
運用演算装置２８７は、各変圧器に対応するメーターが生成した変圧器データ２４０，２４１を受信すると、それら各変圧器データ２４０，２４１の総量を比較する。
【００５２】
このように、メーターデータ収集装置９８６−９８８はメーター１１２−１１４（図１参照）に接続されて変圧器メーターデータ９３５−９３７をそれぞれ送信し、配電変圧器１０４は変圧器監視装置２４３に接続されている。この場合、メーター１１２−１１４は、配電変圧器１０４によって提供されてそれぞれの消費施設１０６−１０８の電力システムで消費された電力を計測する。また、運用演算装置２８７は、メーターデータ９３５−９３７内に含まれるデータを総計（例えば合計）し、変圧器監視装置２４３から提供される変圧器データ２４０の総量と比較する。
【００５３】
運用演算装置２８７は、配電変圧器１０４に接続された消費施設１０６−１０８に配電された電力量が配電変圧器１０４から送電された電力量よりも実質的に少ないと判断した場合、配電変圧器１０４と配電変圧器１０４に接続されている消費施設１０６−１０８との間で電力（あるいは電気）の盗難が行われていると判断する。
【００５４】
運用演算装置２８７が、電力の盗難を示すデータを記憶するようにしてもよい。あるいは、ユーザ（図示せず）が運用演算装置２８７を監視できるようにするとともに、電力（あるいは電気）の盗難が生じたときに運用演算装置２８７が表示または音声により警告を行うようにしてもよい。この処理の詳細については後述する。
【００５５】
運用演算装置２８７が、メーターデータ収集装置９８６−９９１が接続されたメーター１１２−１１７に対応する固有の識別子に基づいて、メーターデータ９３５−９４０の識別、記憶、および分析を行うようにしてもよい。また、運用演算装置２８７が、当該運用演算装置２８７に変圧器データ２４０，２４１を送信してきた配電変圧器１０４，１２１に固有の識別子に基づいて、変圧器データ２４０，２４１の識別、記憶、および分析を行うようにしてもよい。
【００５６】
運用演算装置２８７にデータを送信する前に、メーターデータ収集装置９８６−９９１および変圧器監視装置２４３，２４４は、データ内に固有の識別子（メーターデータ収集装置９８６−９９１に固有の識別子および変圧器監視装置２４３，２４４に固有の識別子）を埋め込む。また、各メーターデータ収集装置９８６−９９１は、メーターデータ収集装置９８６−９９１が接続された変圧器１０４，１２１に固有の識別子をデータに埋め込む。
【００５７】
この実施例では、メーターデータ収集装置９８６−９９１がメーターデータ９３５−９４０を運用演算装置２８７に送信したときに、運用演算装置２８７が配電変圧器１０４または配電変圧器１２１のどちらが消費施設１０６−１１１に配電しているかを特定することができる。一例として、配電変圧器１０４，１２１およびメーター１１２−１１７を含む上記送電網（電力送配電システム１００）の一部をセットアップしている期間中に、運用演算装置２８７は、配電変圧器１０４，１２１およびメーターデータ収集装置９８６−９９１からセットアップデータを受信する。上記セットアップデータは、当該セットアップデータを送信してきた装置およびメーターデータ収集装置９８６−９９０が接続されている要素を特定するための固有の識別子を特定するためのデータである。
【００５８】
図２Ｂは、本発明の一実施形態にかかる送電線データ収集システム２９０を示している。送電線データ収集システム２９０は、複数の送電線監視装置２７０−２７２と運用演算装置２８７とを備えている。各送電線監視装置２７０−２７２は、ネットワーク２８０を介して運用演算装置２８７と通信を行う。
【００５９】
図１に示したように、送電線監視装置２７０−２７２は、送電線１０１ｂ，１０１ｃ，１０１ｄにそれぞれ電気的に接続されている。各送電線監視装置２７０−２７２は、送電変電所１０２と下流側の配電変電所変圧器１０３とを接続する送電線、あるいは配電変電所変圧器１０３と下流側の配電変圧器１０４，１２１とを接続する送電線である、送電線１０１ｂ，１０１ｃ，１０１ｄに接続された１または複数のセンサ（図示せず）を備えている。
【００６０】
送電線監視装置２７０−２７２における１または複数のセンサは、送電線１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃを流れる電力の電気的特性（例えば電圧および／または電流）を検出する。各送電線監視装置２７０−２７２は、上記電気的特性を定期的に検出し、検出した電気的特性をそれぞれ送電線データ２７３−２７５に含めて、ネットワーク２８０を介して運用演算装置２８７に送信する。運用演算装置２８７は、送電線監視装置２７０−２７２から送電線データ２７３-２７５を受信すると、受信した送電線データ２７３-２７５を記憶する。
【００６１】
図３は、図２Ａに示した変圧器監視装置２４３，２４４、および／または送電線監視装置２７０−２７２（図２Ｂ参照）として用いられる一般的な変圧器監視装置１０００を示す図である。変圧器監視装置１０００は、導電ケーブルに取り付けられて当該導電ケーブルから電圧および／または電流のデータを収集するために用いられる。
【００６２】
変圧器監視装置１０００は、本体ユニット１００１と本体ユニット１００１にケーブル１０１１を介して接続された衛星ユニット１０２１とを備えている。変圧器監視装置１０００は、電圧データおよび／または電流データ（配電変圧器１０４，１２１（図１）および電力線１０１ｂ−１０１ｊからの変圧器データ２４０，２４１（図２Ａ））を収集するために様々な方法で用いることができる。
【００６３】
電圧および／または電流データを収集するために、衛星ユニット１０２１および／または本体ユニット１００１は導電ケーブルの周囲あるいは導電ケーブルのコネクタ（ブッシングともいう）に取り付けられる。
【００６４】
変圧器監視装置１０００の衛星ユニット１０２１は、ヒンジ１０４０でヒンジ接続された２つの部材１０８８および１０８９を備えている。部材１０８８および１０８９を閉じて取り付ける際（図３参照）、部材１０８８および１０８９はラッチ１００６で接続され、導電ケーブルは部材１０８８および１０８９の接続によって形成される開口部１０１９を通る。
【００６５】
衛星ユニット１０２１は、周囲に部材１０８８および１０８９が取り付けられた導電ケーブルを流れる電流を検出するための電流検出装置（図示せず）を収容したセンサユニットハウジング１００５を備えている。上記電流検出装置には、米国特許７９４００３９に開示されて本明細書に参照によって組み込まれる、１または複数の無芯電流センサが実装されている。
【００６６】
本体ユニット１００１は、ヒンジ１０１５でヒンジ接続された部材１０１６および１０１７を備えている。部材１０１６および１０１７を閉じて取り付ける際（図３参照）、部材１０１６および１０１７はラッチ１００２で接続され、導電ケーブルは部材１０１６および１０１７の接続によって形成される開口部１０２０を通る。
【００６７】
本体ユニット１００１は、周囲に部材１０１６および１０１７が取り付けられた導電ケーブルを流れる電流を検出するための電流検出装置（図示せず）を収容したセンサユニットハウジング１０１８を備えている。上記電流検出装置には、米国特許７９４００３９に開示されて本明細書に参照によって組み込まれる、１または複数のロゴスキーコイル（Ragowski coils）が実装されている。
【００６８】
衛星ユニット１０２１とは異なり、本体ユニット部１０１７は、拡張された箱状のハウジング部１０１２を備えている。ハウジング部１０１２内には、変圧器監視装置１０００を動作させるための１または複数のプリント回路基板（ＰＣＢ。図示せず。）、半導体チップ（図示せず）、および／または他の電子部品（図示せず）が備えられている。なお、本実施形態では、ハウジング部１０１２の形状を矩形形状としているが、ハウジング部１０１２の形状およびサイズはこれに限るものではない。
【００６９】
また、本体ユニット１００１は、１または複数のケーブル１００４，１００７を備えている。ケーブル１００４，１００７は、それぞれ、導電ケーブル（あるいは導電ケーブルに対応するバスバー（図示せず））と接地電位（あるいは基準電圧源（図示せず））とに接続される。
【００７０】
なお、本実施形態では、監視装置１０００を用いて電流データおよび／または電圧データの収集を行う。また、監視装置１０００は、携帯型であり、電気的接続部および／または変圧器ポートに簡単に接続および／または取り付けられる。衛星ユニットおよび本体ユニットは、非侵襲な方法でケーブル１００４，１００７の接続点に接続あるいは取り付けできるので、操作者（あるいは事業者）は接続あるいは取り付けのために変圧器１０４，１２１の電源を切る必要がない。また、送電網に配置されるときに電力線に入り込む（あるいは侵入する）必要がない。したがって、監視装置１０００は、簡単に取り付けることができる。また、送電網に簡単に配備することができる。
【００７１】
運用中、衛星ユニット１０２１および／または本体ユニット１００１は、導電ケーブルを流れる電流を示すデータを収集する。衛星ユニット１０２１は、収集したデータを、ケーブル１０１１を介して本体ユニット１００１に送信する。なお、ケーブル１００４，１００７を、衛星ユニットが取り付けられている導電ケーブルの電圧を示すデータを収集するために用いてもよい。導電ケーブルに対応する電流および電圧を示すデータは、例えば電力使用量を算出するために用いられる。
【００７２】
上述したように、電流データおよび／または電圧データを収集して電力使用量を算出するための監視装置１０００の利用方法には様々な方法がある
変圧器監視装置１０００を用いて、電圧および電流を、３相システムから収集してもよく（この場合、複数の変圧器監視装置１００が用いられる）、単相システムから収集してもよい。
【００７３】
単相システムの場合、当該単相システムは、２本の導電ケーブルと１本の中性ケーブル（neutral cable）とを備えている。例えば、典型的な米国の家庭への電力供給には、２本の導電ケーブル（ホットケーブル）と１本の中性ケーブルとが用いられる。なお、この例では、導電ケーブルに印加される電圧は２４０ボルト（トータル電圧）であり、導電ケーブルと中性ケーブルとの間の電圧は１２０ボルトである。これは単相システムの典型的な例である。
【００７４】
３相システムでは、典型的には３本の導電ケーブルと１本の中性ケーブルとが用いられる（中性ケーブルを用いない場合もある）。あるシステムでは、各導電ケーブルの電圧を他の２本の導電ケーブルの電圧から１２０°ずれた位相で計測する。複数の変圧器監視装置１０００は、各導電ケーブルから電流値を読み取り、各導電ケーブルと中性ケーブルとの間の電圧値を読み取る（あるいは各導電ケーブル間の電圧値を読み取る）。これらの読み取られた値はその後の電力使用量の計算に用いられる。
【００７５】
なお、変圧器監視装置１０００の本体ユニット１００１は、１または複数の発光ダイオード（ＬＥＤ；light emitting diodes）１００３を備えていてもよい。上記発光ダイオードは、演算部（ここでは図示せず。図４に示した分析演算部３０８参照。）によって、状態、動作、あるいは変圧器監視装置１０００によって実行される他の機能を示すために用いられる。
【００７６】
図４は、図２Ａに示した運用演算装置２８７の典型例を示している。図４に示したように、運用演算装置２８７は、分析演算部（分析ロジック）３０８、メーターデータ３９０、変圧器データ３９１、電力線データ３９２、および構成データ３１２を記憶したメモリ３００を備えている。
【００７７】
分析演算部３０８は、運用演算装置２８７の機能を制御する（詳細については後述する）。なお、分析演算部３０８は、ソフトウェアであってもよく、ハードウェアであってもよく、ファームウェアであってもよく、それらの組み合わせであってもよい。図４に示した実施例では、分析演算部３０８はソフトウェアとして実装され、メモリ３００に記憶されている。
【００７８】
分析演算部３０８は、ソフトウェアとして実装される場合、コンピュータ読取可能な記録媒体に記憶され、指示を受け取って実行することができる指示実行装置に読み出される。本明細書において、「コンピュータ読取可能な記録媒体」とは、指示実行装置によって用いられるコンピュータプログラムを含むかあるいは記憶するものであればどのような記録媒体であってもよい。
【００７９】
図４に示した運用演算装置２８７の典型的な実施例は、少なくともバスを含む局所インターフェース３０１を介して運用演算装置２８７の他の部材と通信し、駆動させる少なくとも１つの従来の演算手段３０２（例えば、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ；digital signal processor）あるいは中央演算装置（ＣＰＵ；central processing unit））を備えている。また、演算手段３０２は、分析演算部３０８などのソフトウェアの命令を実行するように構成されている。
【００８０】
入力インターフェース３０３は、運用演算装置２８７のユーザからのデータ入力を受け付けるものであり、例えば、キーボード、キーパッド、あるいはマウスなどを用いることができる。出力インターフェース３０４は、ユーザにデータを出力するためのものであり、例えば、プリンタや表示装置（例えば液晶ディスプレイ（ＬＣＤ；liquid crystal display）など）を用いることができる。また、ネットワークインターフェース３０５は、ネットワーク２８０（図２Ａ）を介して運用演算装置２８７と他の装置との通信を可能にするためのものであり、例えばモデムなどを用いることができる。
【００８１】
メモリ３００は、メーターデータ３９０、変圧器データ３９１、電力データ３９２、および構成データ３１２を記憶している。メーターデータ３９０は、各メーター１１２−１１７（図１）から取得した電力使用量の計測値および／または他の電力特性を示す。メーターデータ３９０は、メーターデータ収集装置９８６−９９１（図２Ａ）から取得したメーターデータ９３５−９４０（図２Ａ）の総計を示している。
【００８２】
分析演算部３０８は、メーターデータ９３５−９４０を取得し、取得したメーターデータ９３５−９４０を、メーター１１２−１１７が接続されている変圧器１０４あるいは１２１（図１）に基づいて検索できるように記憶（メーターデータ３９０として記憶）させる。なお、メーターデータ３９０は、メーターデータ収集装置９８６−９９１によってメーター１１２−１１７から動的かつ定期的に収集される。例えば、メーターデータ３９０は、電流測定値、電圧測定値、および／または、メーター１１２−１１７毎および／または変圧器１０４あるいは１２１毎の所定時間毎の電力計算値を含んでいてもよい（ただしこれに限定されるわけではない）。また、分析演算部３０８が、収集したメーターデータ３９０を用いて、対応する変圧器１０４あるいは１２１によって供給された電力量が消費施設１０６−１１１で受け取られた電力量と実質的に同じであるか否かを判断するようにしてもよい。
【００８３】
メーターデータ３９０における各メーターデータ９３５−９４０のエントリは、当該メーターデータ９３５−９４０が収集されたメーター１１２−１１７（図１）を識別するために識別子（図示せず）に関連付けられていてもよい。このような識別子は、メーター１１２−１１７で実行される演算部（図示せず）によってメーター１１２−１１７でランダムに生成されてもよい。
【００８４】
その場合、メーター１１２−１１７の演算部によって生成された識別子を示すデータは、当該メーターが接続されている変圧器監視装置２４３あるいは２４４に送信される。これにより、変圧器監視装置２４３，２４４が変圧器データ２４０，２４１を送信するときに、メーターに固有の識別子および／またはメーターデータを変圧器監視装置２４３，２４４に送信するメーターに固有の識別子を送信できる。分析演算部３０８は、変圧器データ２４０，２４１を受け取ると、受け取った変圧器データ２４０，２４１および変圧器監視装置２４３，２４４に固有の識別子および／またはメーターに固有の識別子を、演算時に固有の識別子を検索できるように変圧器データ３９１として記憶させる。なお、分析演算部３０８が、変圧器監視装置２４３，２４４に固有の識別子と、当該変圧器監視装置２４３，２４４がメーターデータを受け取ったメーター１１２−１１７の識別子とを対応付けて記憶するようにしてもよい。これにより、分析演算部３０８は、運用時に、構成データ３１２を用いて、メーターデータ３９０における特定のメーターデータの総計を変換器データ３９１と比較することができる。
【００８５】
変圧器データ３９１は、配電変圧器１０４，１２１から取得した電力使用量の測定値の総計を示すデータである。これらのデータは動的かつ定期的に収集される。なお、変圧器データ２４０，２４１は、電流測定値および／または消費施設１０６−１１１に供給された電力の総計を示す所定期間における電力計算値を示すデータを含んでいる。変圧器データ３９１は、「グループ」（すなわち変圧器監視装置２４３，２４４によって監視されている２以上の消費施設）に送られている電力の総量を示すデータを含んでいる。ただし、変圧器データ３９１が変圧器監視装置によって監視されている単一の消費施設に送られている電力データを含んでいてもよい。
【００８６】
配電ネットワーク１１９（図１）のセットアップ中に、分析演算部３０８が、１または複数の変圧器１０４，１２１に関する固有の識別子を識別するためのデータを受け取るようにしてもよい。また、変圧器監視装置２４３，２４４が１または複数の変圧器１０４，１２１に組み込まれて電気的に接続されたときに、変圧器１０４，１２１の識別子を示すデータがメーター１１２−１１７および／または運用演算装置２８７に供給されるようにしてもよい。また、運用演算装置２８７が、上記識別子（すなわち上記変圧器の識別子）を構成データ３１２に記憶させるようにしてもよい。この際、運用演算装置２８７が、各メーター１１２−１１７と当該メーター１１２−１１７に対応する消費施設１０６−１１１に電力を配電する配電変圧器を識別するための識別子とをメモリ内で関連付けて記憶させるようにしてもよい。
【００８７】
電力線データ２７３−２７５は、システム１００における電力線１０１ｂ−１０１ｄに沿った電力線データ収集システム２９０から得られる電力使用量の測定値を示すデータである。これらのデータは動的かつ定期的に収集される。電力線データ２７３−２７４は、電流測定値、電圧測定値、および／または、所定期間における配電変電所変圧器１０３および配電変圧器１０４，１２１に供給される電力の総量を示すデータを含んでいる。電力データ３９２は、「グループ」（すなわち１または複数の配電変電所変圧器１０３）に送られている電力の総量を示すデータを含んでいる。
【００８８】
運用中、分析演算部３０８は、ネットワークインターフェース３０５を介してネットワーク２８０（図２）からメーターデータ９３５−９４０を受け取り、受け取ったメーターデータ９３５−０４０をメーターデータ３９０としてメモリ３００に記憶させる。メーターデータ３９０は、当該メーターデータに対応する消費施設１０６−１１１に電力を供給している配電変圧器１０４，１２１を検索できるように記憶される。識別子あるいは構成データ３１２を利用可能に記憶する方法としては、様々な方法を用いることができる。
【００８９】
分析演算部３０８は、電力送配電システム１００（１００）をさらに分析するための様々な機能を実行する。例えば、分析演算部３０８は、収集した変圧器データ３９１、電力線データ３９２、および／またはメーターデータ３９０を用いて、送電線１０１ａ，１０１ｂあるいは配電線１０１ｃ−１０１ｊにおいて電力の盗難が生じているか否かを判定する。分析演算部３０８は、消費施設のグループ（例えば消費施設１０６−１０８あるいは１０９−１１１）によって消費される電力の総量と、対応する配電変圧器１０４あるいは１２１によって実際に供給された電力量の総量とを比較する。また、分析演算部３０８は、配電変電所変圧器１０３に送電した電力と配電変圧器１０４，１２１が受け取った電力の総量とを比較するか、あるいは、送電変電所１０２に送電した電力と１または複数の配電変電所変圧器１０３が受け取った電力の総量とを比較する。
【００９０】
比較の結果、電力送配電システム１００におけるいずれかの場所で電力の盗難が生じていることが示された場合、分析演算部３０８は、運用演算装置２８７のユーザに問題が生じていることを通知する。なお、分析演算部３０８が、電力送配電システム１００のどこで電力の盗難が生じているのかを特定するようにしてもよい。分析演算部３０８は、表示または音声によりユーザに警告する。この際、電力送配電システム１００のどの位置で問題が生じているのかを示すようにしてもよい。
【００９１】
上述したように、分析演算部３０８は、取得した上記データに基づいて様々な運用や分析を行う。例えば、分析演算部３０８は、システム容量の寄与度分析を行う。分析演算部３０８は、１または複数の消費施設１０６−１１１がいつ最大電力使用量（および／または条件）になるかを判定するようにしてもよい。分析演算部３０８は、このデータに基づいて、複数の消費施設１０６−１１１の優先度（例えばどの消費施設でいつ最大負荷が必要になるか）を判定する。消費施設１０６−１１１に要求される負荷は、システムの課金能力に影響する。このため、上記優先度はどの消費施設１０６−１１１が請求管理の観点から利益をもたらすかを決定する。
【００９２】
また、分析演算部３０８は、メーターデータ３９０（図４）、変圧器データ３９１、電力線データ３９２、および構成データ３１２（これらをまとめて「運用演算装置データ」と称する）を用いて資産負荷を決定する。例えば、分析は、変電所および給電線負荷、変圧負荷、配電部負荷、電力線負荷、およびケーブル負荷について行われる。また、運用演算装置データは、詳細な電圧計算およびシステム１００の分析および／またはシステム１００の要素における技術的損失計算、および、各配電変圧器での電圧計測値と配電変圧器の製造者が定めた定格最小／最大電圧との比較、製造者の推奨する電圧範囲外で運用されることにより電力の損失および電力の増大が生じている配電変圧器の特定、および配電変圧器のサイズおよび寿命情報の特定などに用いられる。
【００９３】
電力会社が負荷制御装置（図示せず）を組み込んでもよい。その場合、分析演算部３０８が、運用演算装置データを１または複数の負荷制御装置の位置を特定するために用いてもよい。
【００９４】
図５は、図３に示した変圧器監視装置１０００の具体例を示している。図５に示したように、変圧器監視装置１０００は、制御演算部２００３、電圧データ２００１、電流データ２００２、および電力データ２０２０を記憶するメモリ２０００を備えている。
【００９５】
制御演算部２００３は、変圧器監視装置１０００の機能を制御する（詳細については後述する）。制御演算部２００３は、ソフトウェアであってもよく、ハードウェアであってもよく、ファームウェアであってもよく、それらの組み合わせであってもよい。図５に示した実施例では、制御演算部２００３はソフトウェアとして実装され、メモリ２０００に記憶されている。
【００９６】
制御演算部２００３は、ソフトウェアとして実装される場合、コンピュータ読取可能な記録媒体に記憶され、指示を受け取って実行することができる指示実行装置に読み出される。本明細書において、「コンピュータ読取可能な記録媒体」とは、指示実行装置によって用いられるコンピュータプログラムを含むかあるいは記憶するものであればどのような記録媒体であってもよい。
【００９７】
図５に示した変圧器監装置１０００の典型的な実施例は、少なくともバスを含む局所インターフェース２００５を介して変圧器監視装置１０００の他の部材と通信し、駆動させる少なくとも１つの従来の演算部２００４（例えば、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ；digital signal processor）あるいは中央演算装置（ＣＰＵ；central processing unit））を備えている。また、演算部２００４は、制御演算部２００３などのソフトウェアの命令を実行するように構成されている。
【００９８】
入力インターフェース２００６は、変圧器監視装置１０００のユーザからのデータ入力を受け付けるものであり、例えば、キーボード、キーパッド、あるいはマウスなどを用いることができる。出力インターフェース２００７は、ユーザにデータを出力するためのものであり、例えば、プリンタや表示装置（例えば液晶ディスプレイ（ＬＣＤ；liquid crystal display）など）を用いることができる。また、ネットワークインターフェース２００８は、ネットワーク２８０（図２Ａ）を介して変圧器監視装置１０００と他の装置との通信を可能にするためのものであり、例えばモデムあるいは無線通信装置などを用いることができる。
【００９９】
また、変圧器監視装置１０００は、通信インターフェース２０５０をさらに備えている。通信インターフェース２０５０は、電力データ２０２０、電圧データ２００１、電流データ２００２、あるいは変圧器監視装置１０００によって収集あるいは計算された他のデータを、他のシステムあるいは装置と通信可能なものであればどのようなインターフェースであってもよい。例えば、上記通信インターフェースは、他の装置が変圧器監視装置１０００から識別子を検索するためにシリアル通信を行うシリアルバスインターフェースであってもよい。あるいは、上記通信インターフェース２０５０は、他の装置が変圧器監視装置１０００から識別子を検索するためにＵＳＢ（universal serial bus）通信を行うＵＳＢであってもよい。また、上記通信インターフェース２０５０は、無線周波数（ＲＦ；radio frequency）通信、移動体通信、電力線通信、あるいはＷｉＦｉ（登録商標）通信などを含む他の方法および／または他の装置を用いるものであってもよい。変圧器監視装置１０００は、１または複数の電圧データ収集装置２００９、および１または複数の電流データ収集装置２０１０を備えている。図３に示した変圧器監視装置１０００は、変圧器におけるケーブル１００４，１００７（図３）との接続点（図示せず）の電圧を検出する電圧データ収集装置２００９を備えている。制御演算部２００３は、ケーブル１００４，１００７を介して上記接続点の電圧を示すデータを取得し、取得したデータを電圧データ２００１として記憶する。制御演算部２００３は、電圧データ２００１に対する処理あるいは電圧データ２００１を用いた処理（例えば運用演算装置２８７（図２Ａ）に電圧データ２００１を定期的に送信する処理など）を実行する。
【０１００】
また、図３に示した変圧器監視装置１０００は、センサユニットハウジング１００５（図３）およびセンシングユニットハウジング１００８（図３）を有する電流センサ（図示せず）を備えている。上記電流センサは、周囲に連結されたセンサユニットハウジング１００５，１００８が配置されている導電ケーブル（図示せず）を流れる電流を検出する。制御演算部２００３は、衛星センサユニット１０２１（図３）からケーブル１０１１を介して電流を示すデータを受け取り、センサユニットハウジング１０１８内に備えられる本体ユニット１００１の電流センサから電流を示すデータを受け取る。制御演算部２００３は、検出された電流を示すデータを電流データ２００２として記憶させる。制御演算部２００３は、電流データ２００２に対する処理、あるいは電流データ２００２を用いた処理（例えば運用演算装置２８７（図２Ａ）が電流データ２００２を定期的に送信する処理など）を実行する。
【０１０１】
なお、制御演算部２００３が、電圧データ２００１および電流データ２００２を運用演算装置２８７に送信する前に、電圧データ２００１と電流データ２００２とを用いた演算を行うようにしてもよい。例えば、制御演算部２００３が、電圧データ２００１および電流データ２００２を用いて所定期間における電力使用量を定期的に算出し、電力データ２０２０として記憶するようにしてもよい。
【０１０２】
運用中、制御演算部２００３は、データを、上記ケーブルを介して電力線通信（ＰＬＣ；power line communication）により運用演算装置２８７に送信する。あるいは、制御演算部２００３が、上記データを、ネットワーク２８０（図２Ａ）を介して無線通信あるいはその他の方法で送信するようにしてもよい。
【０１０３】
図６−１０は、図３に示した変圧器監視装置１０００の適用例、使用例、および運用例を示している。図６に示したように、変圧器（図示せず）を収容した変圧器容器１０２２は電柱１０３６に取り付けられる。１または複数のケーブル１０２４−１０２６は、変圧器容器２０２２から送電先（例えば消費施設１０６−１１１（図１））に電流を送る。ケーブル１０２４−１０２６は、上記変圧器容器の接続部１０６４−１０６６に接続されている。各接続部１０６４−１０６６は、導電コネクタ（当該導電コネクタの一部はバスバーと呼ばれる）を備えている。
【０１０４】
図７は、変圧器監視装置１０００における、接続部１０６４−１０６６（図６）のいずれかに取り付けられる（開状態の）衛星ユニット１０２１を示している。例えば電力会社の作業員などの技術者（図示せず）は、接続部１００６ａおよび１００６ｂからなるラッチ１００６（図３）を外し、センサユニット（図示せず）インターフェースが当該接続部に連結されて当該接続部を流れる電流を検出できるように、部材１０８８および１０８９を接続部１０６４−１０６６の周囲に配置する。図８は、変圧器監視装置１０００における、接続部１０６４−１０６６の周囲に取り付けられた閉状態の衛星ユニット１０２１を示している。
【０１０５】
図９は、変圧器監視装置１０００における、接続部１０６４−１０６６のいずれかに取り付けられる（開状態の）本体ユニット１００１を示している。技術者は、接続部１００２ａおよび１００２ｂからなるラッチ１００２を外し、センサユニット（図示せず）インターフェースが当該接続部に連結されて当該接続部を流れる電流を検出できるように、部材１０１６および１０１７を接続部１０６４−１０６６の周囲に配置する。図１０は、接続部１０６４−１０６６の周囲に取り付けられた変圧器監視装置１０００を示している。図１０は、変圧器監視装置１０００における、接続部１０６４−１０６６の周囲に取り付けられた閉状態の本体ユニット１００１を示している。
【０１０６】
本体ユニット１００１のケーブル１００４，１００７（図３）を、衛星ユニット１０２１が接続された接続部１０６４−１０６６のいずれか、および本体ユニット１００１が接続された接続部１０６４−１０６６のいずれかにそれぞれ接続する。ケーブル１００４は複数の分離・区別されたケーブルを備えている。あるケーブルは衛星ユニット１０２１が接続された接続点に接続され、あるケーブルは本体ユニット１００１が接続された接続点に接続される。
【０１０７】
運用中、センサユニットハウジング１００５，１０１８（図３）内の電流検出装置は、それら各電流検出装置が接続されている接続部に流れる電流を検出する。また、それぞれの接続部（すなわち、本体ユニットが接続された接続部および衛星ユニットが接続された接続部）において、ケーブル１００４，１００７と上記接続部との連結部と基準導電体との間の電圧を検出する。
【０１０８】
また、分析演算部３０８が、各接続部についての電流データを電流センサから受け取り、各接続部についての電圧データを電圧センサから受け取るようにしてもよい。分析演算部３０８は、収集されたデータを用いて所定期間の電力を計算し、運用演算装置２８７（図２Ａ）に送信する。あるいは、分析演算部３０８が、計算や処理を行うことなく、電圧データおよび電流データを運用演算装置２８７に直接送信するようにしてもよい。
【０１０９】
図１１−１３は、システム１００（図１）に備えられる変圧器監視装置１０００（図３）で用いられる方法を示している。上述したように、監視装置１０００を、導電ケーブル（図示せず）、あるいは導電ケーブルを変圧器容器１０２２（図６）に接続するブッシング（図示せず）に接続してもよい。運用中、変圧器監視装置１０００は当該変圧器監視装置１０００に接続された導電ケーブルに対応する電流および電圧を読み取り、本体ユニット１００１（図３）は読み取られた電流および電圧を用いて電力使用量を算出する。
【０１１０】
なお、変圧器監視装置１０００（図３）が、ハウジング１００５（図３）およびハウジング１００８（図３）からなる衛星ユニット１０２１（図３）と本体ユニット１００１とを備えた電流検知装置を、２つ備えていてもよい。
【０１１１】
図１１は、３相電力配電用のＹ字結線の配電変圧器１２００を示している。３相電力は、３６０°を１／６０としたときに、位相が互いに１２０°異なる交流電力を供給するコンダクタを３つ備えている。３相電力は、３本の導電ケーブルによって送電され、配電変電所変圧器１０３（図１）および配電変圧器１０４（図１）に３本の導電ケーブルによって配電される。このため、配電変圧器１０４は、受け取った電力の電圧を消費施設１０６−１０８（図１）に配電するための電圧レベルに変換するために３つの巻線ペア（それぞれが異なる位相の入力電圧を受け取る）を有している。
【０１１２】
配電変圧器１２００では、３つの単相変圧器１２０１−１２０３が共通リード線（中性線）１２０４に接続されている。図中では、変圧器１２０１の位相を位相Ａ、変圧器１２０２の位相を位相Ｂ、変圧器１２０３の位相を位相Ｃとして各変圧器の接続部を区別して示している。
【０１１３】
図１１に示した例では、配電変圧器１２００での電力の計算に用いるデータ（例えば電圧データおよび電流データ）を取得するために、３つの監視装置１０００ａ、１０００ｂ、および１０００ｃ（それぞれの構成は監視装置１０００（図３）と実質的に同様）が用いられている。
【０１１４】
監視装置１０００ａにおける少なくとも１つの電流検出装置１２１７は、位相Ａの電流データを収集するために用いられる。電流データを収集するために用いられる監視装置１０００ａの電流検出装置１２１７は、衛星ユニット１０２１（図３）あるいは本体ユニット１００１（図３）に収容されていてもよい。監視装置１０００ａの電圧リード線１００４ａは、電圧データを取得するために、位相Ａの導電ケーブルと共通リード線１２０４とを接続している。なお、衛星ユニット１０２１の電流検出装置および本体ユニット１００１の電流検出装置（電流検出装置１２１７）の両方を位相Ａの導電ケーブルに取り付けてもよい。
【０１１５】
また、監視装置１０００ｂの電流検出装置１２１８は、位相Ｂの電流データを収集するために用いられる。位相Ａの場合と同様、電流データを収集するために用いられる監視装置１０００ｂの電流検出装置１２１８は、衛星ユニット１０２１（図３）あるいは本体ユニット１００１（図３）に収容されていてもよい。監視装置１０００ｂの電圧リード線１００４ｂは、電圧データを取得するために、位相Ｂの導電ケーブルと共通リード線１２０４とを接続している。位相Ａの場合と同様、衛星ユニット１０２１の電流検出装置および本体ユニット１００１の電流検出装置（電流検出装置１２１８）の両方を位相Ｂの導電ケーブルに取り付けてもよい。
【０１１６】
また、監視装置１０００ｃの電流検出装置１２１９は、位相Ｃの電流データを収集するために用いられる。位相Ａの場合と同様、電流データを収集するために用いられる監視装置１０００ｃの電流検出装置１２１９は、衛星ユニット１０２１（図３）あるいは本体ユニット１００１（図３）に収容されていてもよい。監視装置１０００ｃの電圧リード線１００４ｃは、電圧データを取得するために、位相Ｃの導電ケーブルと共通リード線１２０４とを接続している。位相Ｃの場合と同様、衛星ユニット１０２１の電流検出装置および本体ユニット１００１の電流検出装置（電流検出装置１２１９）の両方を位相Ｃの導電ケーブルに取り付けてもよい。
【０１１７】
監視中、監視装置１０００ａ−１０００ｃの制御演算部２００３（図５）は、電流測定値および電圧測定値を用いて総電力量を計算する。変圧器監視装置１０００ａ、１０００ｂ、および１０００ｃの測定結果に基づいて算出された電力は、電力送配電システム１００（図１）に関連する情報を生成する様々なアプリケーションで用いることができる。
【０１１８】
図１２は、３相電力を配電するためのデルタ結線の配電変圧器１３００を示している。配電変圧器１３００は、配電変圧器１０４（図１）として用いることができる。配電変圧器１３００は、配電変圧器１２００（図１１）と同様、３本の導電ケーブルで受け取った電力（すなわち３相電力）の電圧を消費施設１０６−１０８（図１）に配電するための電圧レベルに変換するために、３つの単相変圧器を備えている。
【０１１９】
配電変圧器１３００は、３つの単相変圧器１３０１−１３０３を備えている。図中では、変圧器１３０１の位相を位相Ａ、変圧器１３０２の位相を位相Ｂ、変圧器１３０３の位相を位相Ｃとして各変圧器の接続部を区別して示している。
【０１２０】
図１２に示した例では、配電変圧器１３００での電力の計算に用いられる電圧データおよび電流データを取得するために２つの変圧器監視装置１０００ｄおよび１０００ｅが用いられている。変圧器監視装置１０００ｄは入力側の３本の導電ケーブルのうちの１本（図１２の位相Ｂ）に接続されており、変圧器監視装置１０００ｅは入力側の３本の導電ケーブルのうちの他の１本（図１２の位相Ｃ）に接続されている。監視装置１０００ｄおよび１０００ｃ（それぞれ監視装置１０００（図３）と実質的に同様の構成を有する）は、配電変圧器１３００での電力を計算するために用いられるデータ（例えば電圧データおよび電流データ）を取得するために用いられる。
【０１２１】
監視装置１０００ｄの電流検出装置１３１８は、位相Ｂに関する電流データを収集するために用いられる。電流データの収集に用いられる監視装置１０００ｄの電流検出装置１３１８は、衛星ユニット１０２１（図３）あるいは本体ユニット１００１（図３）に収容されていてもよい。監視装置１０００ｄの電圧リード線１００４ｄは、位相Ｂの導電ケーブルと位相Ａの導電ケーブルとに接続され、これら両導電ケーブルの位相差を測定する。なお、衛星ユニット１０２１の電流検出装置および本体ユニット１００１の電流検出装置（電流検出装置１３１８）の両方を位相Ｂの導電ケーブルに取り付けてもよい。また、デルタ結線構造では、位相Ａの導電ケーブルが「共通」の導電ケーブルとして設定され、電流を検出した導電ケーブルと「共通」として指定された導電ケーブル（位相Ａ）との間の電位差に基づいて電力が計算される。
【０１２２】
位相Ｂの場合と同様、監視装置１０００ｅの電流検出装置１３１９は、位相Ｃに関する電流データを収集するために用いられる。電流データを収集するために用いられる監視装置１０００ｅの電流検出装置１３１９は、衛星ユニット１０２１（図３）あるいは本体ユニット１００１（図３）に収容されていてもよい。監視装置１０００ｅの電圧リード線１００４ｅは、位相Ｃの導電ケーブルと位相Ａの導電ケーブルとに接続されている。なお、衛星ユニット１０２１の電流検出装置および本体ユニット１００１の電流検出装置（電流検出装置１３１８）の両方を位相Ｃの導電ケーブルに取り付けてもよい。
【０１２３】
監視中、監視装置１０００ｄおよび１０００ｅの制御演算部２００３（図５）は、電流測定値および電圧測定値を用いて総電力量を算出する。変圧器監視装置１０００ｆおよび１０００ｇの測定結果に基づいて算出された電力は、電力送配電システム１００（図１）に関連する情報を生成する様々なアプリケーションで用いることができる。
【０１２４】
図１３は、電力配電のためのオープンデルタ結線の配電変圧器１４００を示している。配電変圧器１４００は、受け取った電力の電圧を消費施設１０６−１０８（図１）に配電するための電圧レベルに変換するための２つの単相変圧器を備えている。
【０１２５】
配電変圧器１４００は、２つの単相変圧器１４０１−１４０２を備えている。図１３の例では、配電変圧器１４００で電力を計算するために用いられる電圧データおよび電流データを取得するために、２つの変圧器監視装置１０００ｆおよび１０００ｇが用いられている。
【０１２６】
変圧器監視装置１０００ｆは、３本の導電ケーブルのうちの１本（図１３の位相Ａ）に接続されており、変圧器監視装置１０００ｇは３本の導電ケーブルのうちの他の１本（図１３の位相Ｂ）に接続されている。監視装置１０００ｆおよび１０００ｇ（それぞれ監視装置１０００（図３）と実質的に同様の構成を有する）は、配電変圧器１４００で電力を計算するために用いられるデータ（例えば電圧データおよび電流データ）を取得するために用いられる。
【０１２７】
監視装置１０００ｆにおける電流検出装置１４１８および１４１９の少なくとも一方は、位相Ａの電圧データおよび電流データを収集するために用いられる。図１３の例では両方の電流検出装置を位相Ａに接続しているが、必ずしも両方を接続する必要はない。また、監視装置１０００ｆの電流検出装置は、衛星ユニット１０２１（図３）あるいは本体ユニット１００１（図３）に収容されていてもよい。監視装置１０００ｆの電圧リード線１００４ｆは、位相Ａの導電ケーブルと接地電位とに接続されている。なお、衛星ユニット１０２１および本体ユニット１００１の両方の電流検出装置を位相Ａの導電ケーブルに取り付けてもよい。
【０１２８】
監視装置１０００ｇの本体ユニット１００１（図３）に収容されている電流検出装置１４２０、および監視装置１０００ｇの衛星ユニット１０２１（図３）に収容されている電流検出装置１４２１が、位相Ｂについての電流データを収集するために用いられる。監視装置１０００ｇの電圧リード線１００４ｇは、変圧器１４０２の２次側の出力電圧に接続されている。
【０１２９】
監視中、変圧器監視装置１０００ｆおよび１０００ｇの制御演算部２００３（図５）は、電流測定値および電圧測定値を用いて総電力量を計算する。変圧器監視装置１０００ｆおよび１０００ｇの測定結果から算出された電力は、電力送配電システム１００（図１）に関連する情報を生成する様々なアプリケーションで用いることができる。
【０１３０】
図１４は、図１に示した電力送配電システム１００の典型的な動作を示すフローチャートである。
【０１３１】
ステップ１５００では、送電網の第１位置で第１変圧器監視装置１０００（図３）を第１導電体に電気的に接続する。また、ステップ１５０１では、上記第１導電体を流れる第１電流、および上記第１導電体に印加された第１電圧を測定する。
【０１３２】
ステップ１５０２では、第２変圧器監視装置１０００を上記変圧器に電気的に接続された第２導電体に接続する。また、ステップ１５０３では、上記第２導電体を流れる電流、および上記第２導電体に印加された第２電圧を測定する。
【０１３３】
最後に、ステップ１５０４において、上記第１電流、上記第１電圧、上記第２電流、および上記第２電圧に基づいて、上記変圧器に対応する電力を示す値を計算する。
【図面の簡単な説明】
【０１３４】
【図１】本発明の一実施形態にかかる典型的な電力送配電システムを示す図である。
【図２Ａ】本発明の一実施形態にかかる変圧器データ収集システムおよびメーターデータ収集システムを示す図である。
【図２Ｂ】本発明の一実施形態にかかる電力線データ収集システムを示す図である。
【図３】図２Ａに示した変圧器監視装置の概略構成を示す図である。
【図４】図２Ａに示した運用演算装置の構成例を示すブロック図である。
【図５】図２Ａに示した変圧器監視装置の構成例を示すブロック図である。
【図６】本発明の一実施形態にかかる変圧器の図である。
【図７】図６に示した変圧器に組み込まれた、図３に示した変圧器監視装置の衛星ユニットを示す図である。
【図８】図６に示した変圧器に組み込まれた、図３に示した変圧器監視装置の衛星ユニットを示す図である。
【図９】図６に示した変圧器に組み込まれた、図３に示した変圧器監視装置の本体ユニットを示す図である。
【図１０】図６に示した変圧器に組み込まれた、図３に示した変圧器監視装置の本体ユニットを示す図である。
【図１１】Ｙ字結線の変圧器を用いる場合の、図１に示したシステムについての電力監視方法を示す図である。
【図１２】デルタ結線の変圧器を用いる場合の、図１に示したシステムについての電力監視方法を示す図である。
【図１３】オープンデルタ結線の変圧器を用いる場合の、図１に示したシステムについての電力監視方法を示す図である。
【図１４】図１に示した電力送配電システムの動作を示すフローチャートである。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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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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【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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