(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力線に設置されたＰＴと、
前記電力線に設置されたＣＴと、
前記ＰＴの出力をレベル変換する第１のレベル変換器と、
前記ＣＴの出力をレベル変換する第２のレベル変換器と、
第１のレベル変換器および第２のレベル変換器の出力を用いて電力値を計測する電力計測手段と、
計測された電力値を送信データに変換する変換手段と、
変換された送信データを変調し、前記ＰＴを介し前記電力線に重畳して入力する変調装置と、
を備えたことを特徴とする電力監視装置。
【請求項２】
請求項１記載の電力監視装置において、
前記ＰＴと第１のレベル変換器との間、および、前記ＣＴと第２のレベル変換器との間に、ローパス・フィルタを接続したことを特徴とする電力監視装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、工場または一般家庭で使用する商用周波数電源の電力消費を監視するための電力監視装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、測定した電力のデータをセンタが収集する場合は、専用の通信線を敷設していた。図４は、その例を示す。図において、１は電力線、２はPT、３はCT、４,５はレベル変換器、６は電力計測手段、７は変換手段、８は変調装置、９は通信線であり、レベル変換器４,５、電力計測手段６、変換手段７、変調装置８により、電力監視装置10が構成される。図５は、これらの構成の電力監視装置10を配電系統に設置した場合を示し、電力線１から分岐された各負荷11について測定されたデータが通信線９を介して、センタであるところのコントローラ12へ送られる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このように従来は、測定した電力のデータを送信する場合に、データ通信専用の通信線が必要であるため、信号線の敷設費用、維持費用が余分にかかるという課題があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１記載の発明は、図１に示すように、電力線１に設置されたＰＴ２と、前記電力線に設置されたＣＴ３と、前記ＰＴ２の出力をレベル変換する第１のレベル変換器４と、前記ＣＴ３の出力をレベル変換する第２のレベル変換器５と、第１のレベル変換器４および第２のレベル変換器５の出力を用いて電力値を計測する電力計測手段６と、計測された電力値を送信データに変換する変換手段７と、変換された送信データを変調し、前記ＰＴ２を介し前記電力線１に重畳して入力する変調装置８と、を備えたものである。
【０００５】
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の電力監視装置において、前記ＰＴ２と第１のレベル変換器４との間、および、前記ＣＴ３と第２のレベル変換器５との間に、図２に示すようにローパス・フィルタ１３，１４を接続したものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態を図２に基づいて説明する。
この実施形態では、電力線１から電圧値を引き込むPT２と電流値を引き込むCT３を備える。電力線１の周波数は、商用周波数の50Hz，60Hzと低い周波数なので、PT２とCT３の信号をローパス・フィルタ13,14を介して、レベル変換器４,５に入力する。ローパス・フィルタ13,14の特性は、電力線１に重畳する高周波の伝送信号（例えば150kHz）を除去するように適切な特性のものとする。
【０００８】
レベル変換器４の出力をマイクロ・コンピュータ16に内蔵のAD変換器に入力する。レベル変換器４,５は、オペアンプで実現し、PT２とCT３の信号をAD変換器でAD変換可能な電圧範囲Vp-p＝5Vに変換できるように調整する。ここでは、電力計測手段６を、マイクロ・コンピュータ16の内部プログラムで実現している。すなわち、AD変換器で取込んだ電圧と電流の値を掛け合わせると瞬時電力が計算できる。この瞬時電力の１周期分の平均を取れば、電力実効値が計測できる。
【０００９】
AD変換のタイミングは、マイクロ・コンピュータ16内部のタイマ機能で一定周期（例えば10kHz）に設定するものとする。瞬時電力の１周期分の平均を取るためには、１周期のサンプリング回数が必要である。この１周期のサンプリング回数を求めるには、信号のゼロクロス点（AD変換した値の符号が「−」から「＋」に変化する点）間のサンプリング回数を求める方法と、商用周波数なのであらかじめ周波数が決まっていることからサンプリング回数を決める方法がある。
【００１０】
この実施例では、50Hzの商用周波を10kHzでサンプリングした場合を例に取り、１周期のサンプル数を200回とする。すなわち、この例の場合、200サンプル分の計算した瞬時電力の総和を求めて、200で割れば、電力実効値を求めることができる。この計算値を測定した電力実効値としてマイクロ・コンピュータ16上のメモリに記憶しておく。次に、メモリに記憶されている電力実効値を読み取り、送信信号として出力し、変調回路17に送る。
【００１１】
変調回路１７は、商用周波数よりも高い周波数（例えば１５０ｋＨｚ）の信号で伝送信号を変調し、保護のためのクランプ・ダイオード１８とリミッタ抵抗１９、およびトランス（図ではＰＴ２）を介して、電力線１に伝送信号を重畳する。上記トランスをＰＴ２と共用することで、その分のコストを抑えることができる。
【００１２】
次に、こうして計測された電力実効値を送信する場合を、図３の電力監視システムについて説明する。図では、コントローラ12から各電力監視装置10にポーリングを行い、測定値を要求することで、各負荷11の電力を監視する。各電力監視装置10に、例えば＃0〜＃2のような個別のアドレスを持たせておき、コントローラ12から自局のアドレスに対してデータの要求がきた場合に、測定した電力実効値を送信するようにする。
【００１３】
そのため、通常は図２のマイクロ・コンピュータ16における送信／受信選択信号を受信に設定しておき、自局のアドレス（受信信号入力のポート）に対して要求がきた場合に、送信／受信選択信号を送信に切替える。そして、マイクロ・コンピュータ16の送信信号出力のポートから電力実効値のデータを送信する。ここでは、この送信信号出力のポートと受信信号入力のポートとして、マイクロ・コンピュータ16に内蔵されているUARTポートを使用する。
【００１４】
また、変調回路17は、例えばナショナル・セミコンダクタ社製のLM1893のような電力線通信を実現するICを使用すれば、容易に実現できる。この場合、例えば150kHzのFSK変調でデータを伝送し、伝送レートを360ボー程度の低レートで通信することが可能となる。
【００１５】
これらのことから、本発明では、電力監視装置を構成する場合、監視する電力線に伝送信号を重畳することで、電力データを伝送する通信線を省き、通信線の敷設費用・維持費用をなくすことができるという効果が得られる。また、伝送信号を重畳するためのトランスとして、電力計測用のトランスと兼ねることで、トランスのコストを軽減するという効果も得られる。
【００１６】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、電力線を通信線として使用したことで、通信線の敷設費用および通信線の維持費用が不要となる効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の構成を示す図である。
【図２】本発明の実施形態を示す図である。
【図３】本発明の実施形態を示す図である。
【図４】従来例の構成を示す図である。
【図５】従来例を示す図である。
【符号の説明】
１  電力線
２  PT
３  CT
４  第１のレベル変換器
５  第２のレベル変換器
６  電力計測手段
７  変換手段
８  変調装置
10  電力監視装置
11  負荷
12  コントローラ
13,14  ローパス・フィルタ
16  マイクロ・コンピュータ
17  変調回路
18  クランプ・ダイオード
19  リミッタ抵抗
【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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