(57)【要約】【課題】小型化することができると共に、親機と子機とで異なる電源系統の電力を計測することができる電力計測システムを提供する。【解決手段】電源２ａの出力電圧を検出する電圧検出部１１１と、電源２ａから負荷３ａに供給される電流を検出するカレントトランスＣＴ１と、電源２ａから負荷３ａに供給される電力を算出する電力計測部１１３と、駆動電圧を出力する電源回路１１６とを有し、駆動電圧を用いて動作する基本ユニット１１と、  電源回路１１６から駆動電圧が供給されることで動作し、電源２ｂの出力電圧を検出する電圧検出部１２１と、電源２ｂから負荷３ｃに供給される電流を検出するカレントトランスＣＴ３と、電源２ｂから負荷３ｃに供給される電力を算出する電力計測部１２３とを有し、電力計測部１２３の計測結果を基本ユニット１１に送信する増設ユニット１２とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の電源系統から第１の負荷に出力される電圧を検出する第１の電圧検出部と、前記第１の電源系統から前記第１の負荷に供給される電流を検出する第１の電流検出部と、前記第１の電圧検出部および前記第１の電流検出部の検出結果から、前記第１の電源系統から前記第１の負荷に供給される電力を算出する第１の電力計測部と、駆動電圧を出力する電源部とを有し、前記電源部が出力する前記駆動電圧を用いて動作する親機と、
前記電源部から前記駆動電圧が供給されることで動作し、第２の電源系統から第２の負荷に出力される電圧を検出する第２の電圧検出部と、前記第２の電源系統から前記第２の負荷に供給される電流を検出する第２の電流検出部と、前記第２の電圧検出部および前記第２の電流検出部の検出結果から、前記第２の電源系統から前記第２の負荷に供給される電力を算出する第２の電力計測部とを有し、前記第２の電力計測部の計測結果を前記親機に送信する子機とを備えることを特徴とする電力計測システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力計測システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電源から負荷に供給される電力を計測する電力計測システムとして、遠隔検診システム（特許文献１〜３参照）や、スタッキング型の電力計がある。
【０００３】
図３に示すように、スタッキング型の電力計で構成された電力計測システム１ａは、基本ユニット１１ａと増設ユニット１２ａとカレントトランスＣＴ１〜ＣＴ４で構成されており、商用電源である電源２から負荷３ａ〜３ｄに供給される電力の計測を行う。
【０００４】
電源２の主幹電路Ｄ１にはメインブレーカＢ１が介挿されており、主幹電路Ｄ１から５つの分岐電路Ｄ２〜Ｄ６が形成されている。分岐電路Ｄ２には、保護用ブレーカＢ２が介挿されており、保護用ブレーカＢ２の２次側には基本ユニット１１ａが接続されている。また、分岐電路Ｄ３〜Ｄ６には保護用ブレーカＢ３〜Ｂ６が介挿されており、保護用ブレーカＢ３〜Ｂ６の２次側には負荷３ａ〜３ｄが接続されている。すなわち、主幹電路Ｄ１と分岐電路Ｄ２〜Ｄ６とで、同一の電源２から電力供給される１つの電源系統Ｋ０を形成している。そして、電力計測システム１ａは、基本ユニット１１ａが分岐電路Ｄ３，Ｄ４の電力を計測し、増設ユニット１２ａが分岐電路Ｄ５，Ｄ６の電力を計測する。
【０００５】
基本ユニット１１ａは、分岐電路Ｄ２の電圧を検出する電圧検出部を備えている。分岐電路Ｄ２は分岐電路Ｄ３〜Ｄ６と同一の電源２から電力供給されるので、分岐電路Ｄ２の電圧と分岐電路Ｄ３〜Ｄ６の電圧とを同一とみなすことができる。すなわち、基本ユニット１１ａの電圧検出部は、分岐電路Ｄ２の電圧を検出することで、電源２から負荷３ａ〜３ｄに出力される電圧を検出している。
【０００６】
また、基本ユニット１１ａには、カレントトランスＣＴ１，ＣＴ２が接続されている。カレントトランスＣＴ１は、電源２から負荷３ａに供給される電流を検出し、カレントトランスＣＴ２は、電源２から負荷３ｂに供給される電流を検出している。そして、基本ユニット１１ａは、電圧検出部の検出結果とカレントトランスＣＴ１，ＣＴ２の検出結果とから、電源２から負荷３ａ，３ｂに供給される電力を算出する。すなわち、基本ユニット１１ａは、分岐電路Ｄ３，Ｄ４の電力を算出する。そして、基本ユニット１１ａは、算出結果を表示部１１５に表示する。
【０００７】
また、増設ユニット１２ａは、基本ユニット１１ａと同一の電源系統Ｋ１における電力計測可能な測定点を増加させるためのものであり、分岐電路Ｄ５，Ｄ６の電力を計測する。増設ユニット１２ａは、基本ユニット１１ａの側面に取り付けられることで、互いの対向面に形成された図示しないコネクタ同士が嵌合して接続され、基本ユニット１１ａと増設ユニット１２ａとの間で通信経路および電力供給経路が形成される。
【０００８】
増設ユニット１２ａには、カレントトランスＣＴ３，ＣＴ４が接続されている。カレントトランスＣＴ３は、電源２から負荷３ｃに供給される電流を検出し、カレントトランスＣＴ４は、電源２から負荷３ｄに供給される電流を検出する。また、増設ユニット１２ａは、電圧検出部を備えておらず、基本ユニット１１ａと間に形成された通信経路を介して、電源２から負荷３ｃ，３ｄに出力される電圧値を基本ユニット１から取得する。そして、増設ユニット１２ａは、電源２から負荷３ｃ，３ｄに出力される電圧値および電流値から、電源２から負荷３ｃ，３ｄに供給される電力を算出する。すなわち、増設ユニット１２ａは、分岐電路Ｄ５，Ｄ６の電力を算出する。そして、増設ユニット１２ａは、算出した電力値を、通信経路を介して基本ユニット１１ａに送信し、基本ユニット１１ａの表示部１１５を用いて表示される。
【０００９】
また、基本ユニット１１ａは、電源２の出力電圧から駆動電圧を生成する電源回路を備えており、この駆動電圧を用いて基本ユニット１１ａが動作する。また、基本ユニット１１ａは、増設ユニット１２ａとの間に形成された電力供給経路を介して、駆動電圧を増設ユニット１２ａに出力しており、増設ユニット１２ａはこの駆動電圧を用いて動作する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０１０−４２６４号公報
【特許文献２】特開２０１０−４３４６号公報
【特許文献３】特開２０１０−１１５５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし、図３に示した電力計測システム１ａは、基本ユニット１１ａが計測可能な分岐電路Ｄ３，Ｄ４と、増設ユニット１２ａが計測可能な分岐電路Ｄ５，Ｄ６とが同一の電源系統Ｋ０である必要があった。
【００１２】
また、異なる電源系統の電力を計測しようとする場合は、電源系統毎に基本ユニット１１ａを設ける必要があった。しかし、基本ユニット１１ａは、電源２の出力電圧から駆動電圧を生成する電源回路を備えている。この電源回路は、電源２が出力する交流電圧（ＡＣ１００Ｖ／２００Ｖ）を整流して直流電圧を生成するＡＣ／ＤＣコンバータを備え、さらに、比較的高電圧が入力されるため耐圧が高くなるように構成されるので、サイズが大きくなる。したがって、このような電源回路を備えた基本ユニット１１ａもサイズもが大きくなるので、複数台の基本ユニット１１ａを設けた場合、電力計測システムが大型化してしまう問題があった。
【００１３】
そこで、ユーザーからは、電源計測システムの小型化を図ると共に、基本ユニットと増設ユニットとで構成されたスタッキング型の電力計測システムにおいて異なる電源系統の電力を計測したいという要望があった。
【００１４】
本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、小型化することができると共に、親機と子機とで異なる電源系統の電力を計測することができる電力計測システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の電力計測システムは、第１の電源系統から第１の負荷に出力される電圧を検出する第１の電圧検出部と、前記第１の電源系統から前記第１の負荷に供給される電流を検出する第１の電流検出部と、前記第１の電圧検出部および前記第１の電流検出部の検出結果から、前記第１の電源系統から前記第１の負荷に供給される電力を算出する第１の電力計測部と、駆動電圧を出力する電源部とを有し、前記電源部が出力する前記駆動電圧を用いて動作する親機と、前記電源部から前記駆動電圧が供給されることで動作し、第２の電源系統から第２の負荷に出力される電圧を検出する第２の電圧検出部と、前記第２の電源系統から前記第２の負荷に供給される電流を検出する第２の電流検出部と、前記第２の電圧検出部および前記第２の電流検出部の検出結果から、前記第２の電源系統から前記第２の負荷に供給される電力を算出する第２の電力計測部とを有し、前記第２の電力計測部の計測結果を前記親機に送信する子機とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
以上説明したように、本発明では、小型化することができると共に、親機と子機とで異なる電源系統の電力を計測することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態の電力計測システムのブロック構成図である。
【図２】同上の概略構成図である。
【図３】従来の電力計測システムの概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１９】
（実施形態）
本実施形態の電力計測システム１のブロック構成図を図１に示し、概略構成図を図２に示す。本実施形態の電力計測システム１は、基本ユニット１１（親機）と増設ユニット１２（子機）とカレントトランスＣＴ１〜ＣＴ４とで構成されており、電源２ａから負荷３ａ，３ｂに供給される電力および、電源２ｂから負荷３ｃ，３ｄに供給される電力の計測を行う。
【００２０】
電源２ａの主幹電路Ｄ１ａにはメインブレーカＢ１ａが介挿されており、主幹電路Ｄ１ａから３つの分岐電路Ｄ２〜Ｄ４が形成されている。分岐電路Ｄ２には、保護用ブレーカＢ２が介挿されており、保護用ブレーカＢ２の２次側には基本ユニット１１が接続されている。また、分岐電路Ｄ３，Ｄ４には保護用ブレーカＢ３，Ｂ４が介挿されており、保護用ブレーカＢ３，Ｂ４の２次側には負荷３ａ，３ｂが接続されている。すなわち、主幹電路Ｄ１ａと分岐電路Ｄ２〜Ｄ４とで、１つの電源系統Ｋ１（第１の電源系統）を形成している。
【００２１】
また、電源２ｂの主幹電路Ｄ１ｂにはメインブレーカＢ１ｂが介挿されており、主幹電路Ｄ１ｂから３つの分岐電路Ｄ５〜Ｄ７が形成されている。分岐電路Ｄ７には、増設ユニット１２が接続されている。また、分岐電路Ｄ５，Ｄ６には保護用ブレーカＢ５，Ｂ６が介挿されており、保護用ブレーカＢ５，Ｂ６の２次側には負荷３ｃ，３ｄが接続されている。すなわち、主幹電路Ｄ１ｂと分岐電路Ｄ５〜Ｄ７とで、１つの電源系統Ｋ２（第２の電源系統）を形成している。
【００２２】
そして、本実施形態の電力計測システム１は、基本ユニット１１が分岐電路Ｄ３，Ｄ４の電力を計測し、増設ユニット１２が分岐電路Ｄ５，Ｄ６の電力を計測する。
【００２３】
まず、基本ユニット１１について説明する。基本ユニット１１は、電圧検出部１１１と電流入力部１１２と電力計測部１１３と制御部１１４と表示部１１５と電源回路１１６とで構成されている。
【００２４】
電圧検出部１１１（第１の電圧検出部）は、分岐電路Ｄ２の電圧を検出している。分岐電路Ｄ２は、分岐電路Ｄ３，Ｄ４と同一の電源２ａから電力供給されるので、分岐電路Ｄ２の電圧と分岐電路Ｄ３，Ｄ４の電圧とを同一とみなすことができる。すなわち、基本ユニット１１の電圧検出部１１１は、分岐電路Ｄ２の電圧を検出することで、電源２ａから負荷３ａ，３ｂ（第１の負荷）に出力される電圧を検出している。なお、図２に示すように、基本ユニット１の上部に設けられた端子台Ｔ１が電圧検出部１１１の入力端子を構成している。
【００２５】
電流入力部１１２は、カレントトランスＣＴ１，ＣＴ２（第１の電流検出部）が接続されており、カレントトランスＣＴ１，ＣＴ２の検出結果を電力計測部１１３に出力する。なお、カレントトランスＣＴ１は電源２ａから負荷３ａに供給される電流を検出し、カレントトランスＣＴ２は電源２ａから負荷３ｂに供給される電流を検出する。
【００２６】
そして、電力計測部１１３（第１の電力計測部）は、記憶部１１３ａに記憶されたファームウェアを実行することで、電圧検出部１１１の検出結果とカレントトランスＣＴ１，ＣＴ２の検出結果とから、電源２ａから負荷３ａ，３ｂに供給される各電力を算出する。すなわち、基本ユニット１１は、電源系統Ｋ１における分岐電路Ｄ３，Ｄ４の電力を計測することができる。
【００２７】
そして、制御部１１４は、記憶部１１４ａに記憶されたファームウェアを実行することで、電力計測部１１３の算出結果を、表示部１１５を用いて表示する。
【００２８】
また、端子台１は、電圧検出部１１１の入力端子と電源回路１１６の入力端子とを兼用しており、電源回路１１６（電源部）は電源２ａの出力電圧を変換し、基本ユニット１１を動作させるための駆動電圧を生成する。なお、本実施形態では、電源２ａは交流電源で構成されており、電源回路１１６はＡＣ／ＤＣコンバータで構成されている。そして、電源回路１１６は、電源２ａの出力電圧をＡＣ／ＤＣ変換して、３．３Ｖおよび５Ｖの駆動電圧を生成し、基本ユニット１１はこの駆動電圧を用いて動作する。
【００２９】
また、基本ユニット１１は、パルス出力回路１１７ａ，パルス入力回路１１７ｂ，ＲＳ４８５通信回路１１７ｃ，ＵＳＢ通信回路１１７ｄを備えており、外部機器と信号の授受を行うことができる。なお、図２に示すように、基本ユニット１１の下部に設けられた端子台Ｔ２がパルス出力回路１１７ａ，パルス入力回路１１７ｂ，ＲＳ４８５通信回路１１７ｃの入出力端子を構成している。また、図２におけるＴ３がＵＳＢ接続端子である。
【００３０】
次に、増設ユニット１２について説明する。増設ユニット１２は、電圧検出部１２１と電流入力部１２２と、電力計測部１２３と、電源回路１２６とで構成されており、分岐電路Ｄ５，Ｄ６の電力を計測する。増設ユニット１２は、基本ユニット１１の側面に取り付けられることで、互いの対向面に形成されたコネクタ同士が嵌合して接続され、基本ユニット１１と増設ユニット１２との間で通信経路Ｌ１および電力供給経路Ｌ２が形成される。
【００３１】
増設ユニット１２は、基本ユニット１１の電源回路１１６から電力供給経路Ｌ２を介して駆動電圧が供給されることで動作する。なお、本実施形態では、電源供給経路Ｌ２における電圧降下やノイズ等を考慮して増設ユニット１２に電源回路１２６を設けている。電源回路１２６は、ＤＣ／ＤＣコンバータで構成されており、基本ユニット１１の電源回路１１６と電源供給経路Ｌ１を介して接続されている。そして、電源回路１２６は、電源回路１１６の出力電圧を昇降圧して３．３Ｖおよび５Ｖの駆動電圧を生成し、増設ユニット１２はこの駆動電圧を用いて動作する。なお、電源回路１２６を省略し、電源回路１１６から出力される駆動電圧を直接用いて増設ユニット１２が動作するように構成してもよい。
【００３２】
電圧検出部１２１（第２の電圧検出部）は、分岐電路Ｄ７の電圧を検出している。分岐電路Ｄ７は、分岐電路Ｄ５，Ｄ６と同一の電源２ｂから電力供給されるので、分岐電路Ｄ７の電圧と分岐電路Ｄ５，Ｄ６の電圧とを同一とみなすことができる。すなわち、増設ユニット１２の電圧検出部１２１は、分岐電路Ｄ７の電圧を検出することで、電源２ｂから負荷３ｃ，３ｄ（第２の負荷）に出力される電圧を検出している。
【００３３】
電流入力部１２２は、カレントトランスＣＴ３，ＣＴ４（第２の電流検出部）が接続されており、カレントトランスＣＴ３，ＣＴ４の検出結果を電力計測部１２３に出力する。なお、カレントトランスＣＴ３は電源２ｂから負荷３ｃに供給される電流を検出し、カレントトランスＣＴ４は電源２ｂから負荷３ｄに供給される電流を検出する。
【００３４】
そして、電力計測部１２３（第２の電力計測部）は、記憶部１２３ａに記憶されたファームウェアを実行することで、電圧検出部１２１の検出結果とカレントトランスＣＴ３，ＣＴ４の検出結果とから、電源２ｂから負荷３ｃ，３ｄに供給される電力を算出する。すなわち、増設ユニット１２は、電源系統Ｋ２における分岐電路Ｄ５，Ｄ６の電力を計測することができる。そして、電力計測部１２３は算出結果を、通信経路Ｌ１を介して基本ユニット１１の制御部１１４に送信し、制御部１１４は電力計測部１２３の算出結果を、表示部１１５を用いて表示する。また、増設ユニット１２は、パルス出力回路１２７ａを備えており、外部機器と信号の授受を行うことができる。
【００３５】
このように、本実施形態では、増設ユニット１２が電圧検出部１２１を備えているため、増設ユニット１２は、基本ユニット１１とは異なる電源系統Ｋ２の電力を計測することができる。そのため、図２に示すように、２つの電源２ａ，２ｂを用いる場合でも、基本ユニット１１が電力系統Ｋ１における分岐電路Ｄ３，Ｄ４の電力を計測し、増設ユニット１２が電力系統Ｋ２における分岐電路Ｄ５，Ｄ６の電力を計測することができる。
【００３６】
また、本実施形態の電力計測システム１を用いることによって、電源２ａ，２ｂの種類が互いに異なる場合でも電力を計測することができる。例えば、電源２ａが単相２線式、電源２ｂが三相３線式で構成されている場合であっても、基本ユニット１１が電源２ａから負荷３ａ，３ｂに供給される電力を計測し、増設ユニット１２が電源２ｂから負荷３ｃ，３ｄに供給される電力を計測することができる。
【００３７】
さらに、本実施形態では、基本ユニット１１から駆動電圧を供給されることで増設ユニット１２が動作するように構成されている。そのため、増設ユニット１２には、電源２ａ，２ｂが出力する交流電圧を整流し直流電圧を生成するＡＣ／ＤＣコンバータが不要となる。また、本実施形態では増設ユニット１２が電源回路１２６を備えているが、電源回路１２６はＤＣ／ＤＣコンバータで構成されており、電源回路１１６が出力する電圧を昇降圧して３．３Ｖおよび５Ｖを生成するものである。したがって、電源回路１２６に入力される電圧が比較的低いので、耐圧性能は求められない。すなわち、増設ユニット１２に設けられる電源回路１２６のサイズを、基本ユニット１１に設けられる電源回路１１６と比べて小さくすることができる。また、上述したように、電源回路１２６を省略することも可能である。したがって、増設ユニット１２のサイズを小型化することができ、電力計測システム１も小型化することができる。
【００３８】
すなわち、本実施形態の電力計測システム１は、小型化することができると共に、基本ユニット１１（親機）と増設ユニット１２（子機）とで異なる電源系統の電力を計測することができる。
【００３９】
なお、本実施形態では、基本ユニット１１に対して１台の増設ユニット１２を設けているが、さらに複数台の増設ユニット１２を設けても良い。この場合、２台目以降の増設ユニット１２は、既に取り付けられた増設ユニット１２の側面に取り付けられる。このとき、増設ユニット１２同士の互いの対向面に設けられたコネクタ同士が嵌合することで接続し、増設ユニット１２同士の間で通信経路および電力供給経路が形成される。そして、基本ユニット１１と増設ユニット１２との間の電源供給経路Ｌ２および、増設ユニット１２同士の間の電源供給経路を介して、基本ユニット１１から全ての増設ユニット１２に駆動電圧が供給される。また、増設ユニット１２の計測結果は、増設ユニット１２同士の間の通信経路および、増設ユニット１２と基本ユニット１１との間の通信経路Ｌ１を介して基本ユニット１１に送信され、基本ユニット１１の表示部１１５を用いて表示される。
【符号の説明】
【００４０】
１    電力計測システム
１１  基本ユニット（親機）
１２  増設ユニット（子機）
１１１  電圧検出部（第１の電圧検出部）
１１３  電力計測部（第１の電力計測部）
１１６  電源回路（電源部）
１２１  電圧検出部（第２の電圧検出部）
１２３  電力計測部（第２の電力計測部）
ＣＴ１，ＣＴ２  カレントトランス（第１の電流検出部）
ＣＴ３，ＣＴ４  カレントトランス（第２の電流検出部）
【図１】
2012242354.tif 000003
【図２】
2012242354.tif 000004
【図３】
2012242354.tif 000005