(57)【要約】【課題】  本発明は変成器付電力量計の構成を光変成器に変え、検出、伝送系統をシンプルにし、且つ、誘導ノイズによる測定誤差の影響をなくした光変成器方式電力量計を提供することを目的とする。【解決手段】  配電線から負荷に供給されるの電圧、電流を間接測定して電力量を求める光変成器方式電力量計であって、前記電圧、電流を測定する光変成器部１と、前記光変成器部で生成した電圧信号、電流信号から電力量を演算する電力量計演算部２と、前記光変成器部と前記電力量計演算部とを接続する伝送線３とを備えたことを特徴とする。【選択図】  図１
2005227007.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
配電線から負荷に供給される電圧、電流を間接測定して電力量を求める光変成器方式電
力量計であって、
前記電圧、電流を間接測定する光変成器部と、
前記光変成器部で生成した電圧信号、電流信号から電力量を演算する電力量計本体部と、
前記光変成器部と前記電力量計本体部とを接続する伝送線とを
備えたことを特徴とする光変成器方式電力量計。
【請求項２】
前記光変成器部は、前記配電線の電圧を測定するポッケルス効果を利用した光電圧セン
サ部と、
前記配電線を流れる電流を測定するファラデー効果を利用した光電流センサ部と、
前記光電圧センサ及び前記光電流センサの出力信号をデジタル信号に変換する信号処理部
とを
備え、前記伝送線の信号をデジタル信号として前記電力演算計量部に送信するようにした
ことを特徴とする請求項1に記載の光変成器方式電力量計。
【請求項３】
前記信号処理部は、前記配電線の電圧、電流を光デジタル信号に変換する機能を備え、
前記伝送線を光ファイバとして光デジタル信号で送信し、
前記電力量計本体部は、前記伝送線から送信された光デジタル信号を光／電気信号に変換
する光／電気変換機能を備えたことを特徴とする請求項1または請求項２に記載の光変成
器方式電力量計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、変成器付電力量計に係わり、特に配電線の電圧、電流を光センサで検出する
光変成器方式電力量計に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、計器用変成器付電力量計は、主として高電圧や大電流の電力量の測定に使用され
ている。この計器用変成器としては、大電圧を所定の電圧に変換する計器用変圧器、大電
流を所定の大きさの電流に変換する計器用変流器とが使用されている。
【０００３】
そして、通常、配電線から供給される大電圧は計器用変圧器で１１０Ｖに、大電流は計
器用変流器で５Ａに変換され、更に、電力量計においては、これらの信号を夫々３Ｖ、５
ｍＡの低圧、低電流に変換する変成器を介して電力量を演算している。
【０００４】
このような変成器付電力量計は、配電線の電圧、電流を外付けの計器用変成器と電力量
計本体内部の変成器と２段階で変換した後電力演算を行うように構成されているため、電
力量計として許容される精度は、電力量計本体の精度と外付けの計器用変成器の精度を総
合して規定されている。
【０００５】
この詳細構成について、例えば、図３に示す三相３線式回路での変成器付電力量計の場
合について説明する。この構成は、配電線ｐ１、ｐ２、ｐ３から負荷に供給される電力量
を所定の信号レベルで検出する計器用変成器５、計器用変成器５からの信号を受信して電
力量を演算する電力量計本体部６及び計器用変成器５と電力量計本体部６を接続する伝送
線７とから構成される。
【０００６】
計器用変成器５は、計器用変圧器５１ａ、５１ｂと計器用変流器５１ｃ、５１ｄとから
構成され、配電線ｐ１、ｐ２、ｐ３の電圧を１１０Ｖ、電流を５Ａの信号に夫々変換する
。
【０００７】
そして、電力量計本体部６は、変換された電圧、電流信号を中継する電圧端子部６１ａ
及び電流端子部６１ｂ、変換された電圧、電流信号を更に電力演算部６２で演算される電
子回路での信号レベルに変換する内部変成器６４、電力演算計量部６２及び表示部６３と
から構成される。
【０００８】
内部変成器６４は、受信した電圧信号１１０Ｖを３Ｖに変換する内部変圧器６４ａ、６
４ｂ、及び受信した電流信号５Ａを５ｍＡに変換する内部変流器６４ｃ、６４ｄとから構
成される。
【０００９】
このような構成の電力量計は、電気料金の取引量も大きいことから、高精度であること
が求められているが、計器用変成器５及び電力量計本体部部６のいずれにも変成器を置く
構成なので変成器での誤差が重複して加算され、電力量計としての測定精度が悪化する問
題がある。
【００１０】
近年、この配電線の大電圧、大電流の測定は、ポッケルス素子などの電気光学素子を用
いて配電線の電圧を間接測定する光電圧センサ及びファラデー素子などの磁気光学素子を
用いて電流を間接測定する光電流センサの開発が進んでいる。(例えば、特許文献１参照
。)。
【００１１】
そこで、これらを利用して、従来の変成器構成では困難であった電力系統システムなど
の小型化や電磁誘導障害に強いシステムの提供が可能になってきた（例えば、特許文献２
参照。）。
【特許文献１】特開平１０−１１１３２０号公報（第１ページ、図１）
【特許文献２】特開２００２−１２２６１６号公報（第１ページ、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、従来の変成器付電力量計においては、変成器と電力量計本体部の変成器
との２段階で所定の演算信号レベルに変換し、電力演算を行っていたため、２つの変成器
の誤差が重複加算されるので、高精度を実現するには制約が多かった。
【００１３】
また、変成器と電力量計本体部の間の信号は、アナログ信号で送信されるため、この間
の伝送長が長くなると測定信号に雑音が誘導される恐れもあった。
【００１４】
本発明は上記問題点を解決するためになされたもので、外付け変成器の構成を光変成器
に変え、電力量計本体部までの伝送信号レベルへの変換をシンプルにし、且つ、伝送線へ
の誘導ノイズによる測定誤差の影響を低減した光変成器方式電力量計を提供することを目
的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するために、請求項１に係わる光変成器方式電力量計は、配電線から負
荷に供給される電圧、電流を間接測定して電力量を求める光変成器方式電力量計であって
、前記電圧、電流を間接測定する光変成器部と、前記光変成器部で生成した電圧信号、電
流信号から電力量を演算する電力演算部と、
前記光変成器部と前記電力演算部とを接続する伝送線とを備えたことを特徴とする。
【００１６】
上記目的を達成するために、請求項２に係わる光変成器方式電力量計は、請求項1に記
載の光変成器方式電力量計において、前記光変成器部は、前記配電線の電圧を測定するポ
ッケルス効果を利用した光電圧センサ部と、前記配電線を流れる電流を測定するファラデ
ー効果を利用した光電流センサ部と、前記光電圧センサ及び前記光電流センサの出力信号
から夫々の信号をデジタル信号に変換する信号処理部とを備え、前記伝送線の信号をデジ
タル信号として前記電力演算部に送信するようにしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、配電線から負荷に供給される電圧、電流を間接測定し、且つ、信号レ
ベルを電力演算可能な信号レベルまで一気に変換することが可能な光変成器部で構成した
ので、従来計器用変成器を使用して２段階で行っていた信号レベルの変換部による測定誤
差を光変成器部のみの誤差とすることができる。
【００１８】
また、伝送線をデジタル信号で送信するようにしたので誘導雑音による誤差の恐れの少
ない光変成器方式電力量計を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明による実施例について図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００２０】
図１乃至図３を参照して説明する。図１は、本発明による光変成器方式電力量計の構成
を示す図で、配電線ｐ１、ｐ２(中性線)、ｐ３から負荷に供給される三相３線式の電力量
を計量する場合を示した例である。
【００２１】
同図において、光変成器方式電力量計は、配電線ｐ１とｐ２間の線間電圧ｖ１、ｐ３と
ｐ２間の線間電圧ｖ３、ｐ１、ｐ３を流れる線電流ｉ１、ｉ３を検出する光変成器部１、
光変成器部の１から送信される信号を受信して電力量を演算する電力量計本体部２及び光
変成器部１の信号を電力量計本体部２に伝送する伝送線３とから構成される。
【００２２】
そして、光変成器部１は、線間電圧ｖ１、ｖ３、配電線１及び３を流れる線電流ｉ１，
ｉ３を検出するセンサ部１１と、検出した信号を電力量計本体部２で演算可能なレベルの
測定信号に変換して送信する信号処理部１２とから構成される。
【００２３】
さらに、センサ部１１は、電圧ｖ１、ｖ３を検出する光電圧センサ部１１ａ、１１ｂと
電流ｉ１、ｉ３を検出する光電流センサ部１１ｃ、１１ｄとから構成される。
【００２４】
また、信号処理部１２は、光電圧センサ部１１ａ、１１ｂの出力信号を処理する電圧セ
ンサインタフェース部１２ａ、１２ｂと、光電流センサ部１１ｃ、１１ｄの出力信号を処
理する電流センサインタフェース部１２ｃ、１２ｄとから構成される。
【００２５】
また、電力量計本体部２は、伝送線３の信号を受ける端子部２１、電力演算を実行する
電力演算計量部２２及びその表示部２３とから構成される。
【００２６】
次に、各部の詳細構成について説明する。光電圧センサ部１１ａ、１１ｂは、ポッケル
ス効果を利用して線間の電圧ｖ１、ｖ３を検出するもので、図示しない高電圧により屈折
率が比例的に変化するポッケルス素子及びこのポッケルス素子内を通過させるレーザ光源
とを用いた光電圧センサで構成され、配電線の電圧ｖ１、ｖ３でポッケルス素子を通過す
るレーザ光を偏向させ、偏向されたレーザ光の光強度を受光素子で検出し、電子回路で扱
う５Ｖ程度の電気信号の変換するものである。
【００２７】
光電流センサ部１１ｃ、１１ｄは、ファラデー効果を利用して電流ｉ１、ｉ３を検出す
るもので、図示しない光ファイバーとこの光ファイバー内を伝播させるレーザ光源とから
構成され、この光センサファイバを電流ｉ１、ｉ３で作られる磁界内に置き、光ファイバ
ー内の光の偏向量を磁界強度に比例するように配置し、偏向された光ファイバーのレーザ
光の出力を受光素子で検出し、電子回路で扱う５Ｖレベルの電気信号に変換するものであ
る。
【００２８】
信号処理部１２は光電圧センサインタフェース部１２ａ、１２ｂ及び光電流センサイン
タフェース部１２ｃ、１２ｄとからなり、夫々光電圧センサ部１１ａ、１１ｂ及び光電流
センサ部１１ｃ、１１ｄで検出されたアナログ信号を図示しない所定の精度を確保するた
めの分解能と応答速度を有するＡＤ変換回路と、伝送線３から送信するインタフェース回
路とを介してデジタル信号に変換し、伝送線３から電力量計本体部２に送信するものであ
る。
【００２９】
この光電圧センサインタフェース部１２ａ、１２ｂ、及び光電流センサインタフェース
部１２ｃ、１２ｄは、電気信号をホトカプラー回路で絶縁して送信する方法や、伝送線３
を光ファイバーで構成し、光デジタル信号で絶縁して送信する様に構成することも出来る
。但し、この信号を受信する電力演算計量部２２には、光／電気信号変換回路を備える１
。
【００３０】
伝送線３の配置される環境が誘導障害を受けやすかったり、長距離伝送となったりする
場合は、後者の方が耐雑音性の点で望ましい。
【００３１】
次に、電力演算計量部２２について、図２を参照して説明する。線間電圧ｖ１、ｖ３及
び線電流ｉ１、ｉ３から電力量を求める２つの電力演算部２２ａ、２２ｂと、演算した電
力量を合成し、表示部２３に送信する合成計量部２２ｃとから構成される。
【００３２】
電力演算部２２ａでは、電気料金定義に基づく、有効電力量，無効電力量、最大需要電
力などが演算され、表示部２３に表示される。
【００３３】
次に、このように構成された光変成方式電力量計の構成及び動作は、上述した通りであ
るが、配電線ｐ１、ｐ２、ｐ３から供給される高電圧、大電流の電力量を、光変成器部１
によって一気に電力演算可能なレベルの信号に変換できるので、回路構成がシンプルにな
り、コンパクトな光変成器方式電力量計を構成することが出きる。
【００３４】
なお、本発明は上記の実施例に限定されるものでなく、その主旨を逸脱しない範囲で変
形することも可能である。例えば、単相２線式、三相４線式の場合にも適用できることは
言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の光変成器方式電力量計の構成図。
【図２】本発明の電力演算計量部の構成図。
【図３】従来の変成器付電力量計の構成図。
【符号の説明】
【００３６】
１  光変成器部
２、６  電力量計本体部
３、７  伝送線
４  電力供給ライン
５  計器用変成器
１１  センサ部
１１ａ、１１ｂ  光電圧センサ部
１１ｃ、１１ｄ  光電流センサ部
１２  信号処理部
１２ａ、１２ｂ  光電圧センサインタフェース部
１２ｃ、１２ｄ  光電流センサインタフェース部
２１  端子部
２２  電力演算計量部
２２ａ、２２ｂ  電力演算部
２２ｃ  合成計量部
２３  表示部
５１ａ、５１ｂ  計器用変圧器
５１ｃ、５１ｄ  計器用変流器
６１ａ  電圧中継端子部
６１ｂ  電流中継端子部
６２  電力演算部
６３  表示部
６４  内部変成器
６４ａ、６４ｂ  電圧変成器
６４Ｃ、６４ｄ  電流変成器
【図１】
2005227007.tif 000003
【図２】
2005227007.tif 000004
【図３】
2005227007.tif 000005