(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定回路の交流電圧および交流電流を検出し、これらに対応する信号を演算して電力に比例した信号に変換し、これを累積して電力量を計量する単相または多相の電力量計において、交流電圧値が、あらかじめ設定された上限値または下限値を越えたことを検出することにより異常状態と判定する手段と、この手段により異常状態であると判定された間の電力量を計量する手段とを備えたことを特徴とする電力量計。
【請求項２】
被測定回路の交流電圧および交流電流を検出し、これらに対応する信号を演算して電力に比例した信号に変換し、これを累積して電力量を計量する単相または多相の電力量計において、交流電圧の周波数が、あらかじめ設定された上限値または下限値を越えたことを検出することにより異常状態と判定する手段と、この手段により異常状態であると判定された間の電力量を計量する手段とを備えたことを特徴とする電力量計。
【請求項３】
被測定回路の交流電圧および交流電流を検出し、これらに対応する信号を演算して電力に比例した信号に変換し、これを累積して電力量を計量する多相電力量計において、各相間の交流電圧の位相差が、あらかじめ設定された上限値または下限値を越えたことを検出することにより異常状態と判定する手段と、この手段により異常状態であると判定された間の電力量を計量する手段とを備えたことを特徴とする電力量計。
【請求項４】
被測定回路の交流電圧および交流電流を検出し、これらに対応する信号を演算して電力に比例した信号に変換し、これを累積して電力量を計量する単相または多相の電力量計において、交流電圧値が、あらかじめ設定された上限値または下限値を越えたことを検出することにより異常状態と判定する手段と、この手段により異常状態であると判定された間の積算電流値を計量する手段とを備えたことを特徴とする電力量計。
【請求項５】
被測定回路の交流電圧および交流電流を検出し、これらに対応する信号を演算して電力に比例した信号に変換し、これを累積して電力量を計量する単相または多相の電力量計において、交流電圧の周波数が、あらかじめ設定された上限値または下限値を越えたことを検出することにより異常状態と判定する手段と、この手段により異常状態であると判定された間の積算電流値を計量する手段とを備えたことを特徴とする電力量計。
【請求項６】
被測定回路の交流電圧および交流電流を検出し、これらに対応する信号を演算して電力に比例した信号に変換し、これを累積して電力量を計量する多相電力量計において、各相間の交流電圧の位相差が、あらかじめ設定された上限値または下限値を越えたことを検出することにより異常状態と判定する手段と、この手段により異常状態であると判定された間の積算電流値を計量する手段とを備えたことを特徴とする電力量計。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の電力量計において、異常状態であると判定されたとき、異常状態となった事象の種別を記録する手段を備えたことを特徴とする電力量計。
【請求項８】
被測定回路の交流電圧および交流電流を検出し、これらに対応する信号を演算して電力に比例した信号に変換し、これを累積して電力量を計量する単相または多相の電力量計において、交流電圧が欠相とみなせる一定値以下の状態であることを検出する手段と、この手段により前記状態であることが検出されている間の積算電流値を計量する手段とを備えたことを特徴とする電力量計。
【請求項９】
被測定回路の交流電圧および交流電流を検出し、これらに対応する信号を演算して電力に比例した信号に変換し、これを累積して電力量を計量する多相の電力量計において、全相の電圧が欠相でなく、欠相している電圧相の位相が想定できる場合、欠相している相の電圧の位相を他相の電圧の位相により演算する手段と、この手段により演算された前記電圧の位相と、電圧が欠相している相で検出された電流の位相との位相差を求め、この位相差と電流瞬時値とから電流値の有効分を算出する手段と、この手段により算出された電流値の有効分の累積値を計量する手段とを備えたことを特徴とする電力量計。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は被測定系の交流電流、電圧から電力量を演算する電力量計に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図４に、一般的な電力量計の構成を示す。
【０００３】
電力量計４００に入力された一次電圧１、一次電流２は、電圧入力変換部３、電流入力変換部４によりそれぞれ電圧信号、電流信号に変換される。これらの信号は電力演算部（乗算部）５に入力され、電力信号が出力される。この電力信号は積分部６において、積分により、電力量に変換され、電力量記録部７で記録され、電力量表示部８で表示される。
【０００４】
ところで、従来の電力量計では、電力供給元が停電とならない限り、電圧信号は常時検出されるが、これがゼロあるいは検出不可能となった場合、装置内部では電力量もゼロと判定される。
【０００５】
そして、電源供給元が停電となっている場合は、電流もゼロであるから電力もゼロであり正常な計量といえる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、電力量計の装置は正常であるが、誤配線やいたずらなどで本来検出されるべき電圧信号が正常に検出されない状態においては、従来の電力量計では正確な計量が不可能となり、また最終的に得られた計量値が正常な計量値か、異常状態の計量値も含まれるのかの判別が不可能であった。
【０００７】
本発明は、従来のこのような点に鑑み為されたもので、異常状態の計量値が含まれるか否かの判別が可能な電力量計を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の本発明は、被測定回路の交流電圧および交流電流を検出し、これらに対応する信号を演算して電力に比例した信号に変換し、これを累積して電力量を計量する単相または多相の電力量計において、交流電圧値が、あらかじめ設定された上限値または下限値を越えたことを検出することにより異常状態と判定する手段と、この手段により異常状態であると判定された間の電力量を計量する手段とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
請求項２に記載の本発明は、被測定回路の交流電圧および交流電流を検出し、これらに対応する信号を演算して電力に比例した信号に変換し、これを累積して電力量を計量する単相または多相の電力量計において、交流電圧の周波数が、あらかじめ設定された上限値または下限値を越えたことを検出することにより異常状態と判定する手段と、この手段により異常状態であると判定された間の電力量を計量する手段とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
請求項３に記載の本発明は、被測定回路の交流電圧および交流電流を検出し、これらに対応する信号を演算して電力に比例した信号に変換し、これを累積して電力量を計量する多相電力量計において、各相間の交流電圧の位相差が、あらかじめ設定された上限値または下限値を越えたことを検出することにより異常状態と判定する手段と、この手段により異常状態であると判定された間の電力量を計量する手段とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
このような構成の請求項１乃至請求項３に記載の本発明によれば、正常状態と異常状態の計量を分離し、確度の高い正常状態の電力量計量値を得ることができる。
【００１２】
請求項４に記載の本発明は、被測定回路の交流電圧および交流電流を検出し、これらに対応する信号を演算して電力に比例した信号に変換し、これを累積して電力量を計量する単相または多相の電力量計において、交流電圧値が、あらかじめ設定された上限値または下限値を越えたことを検出することにより異常状態と判定する手段と、この手段により異常状態であると判定された間の積算電流値を計量する手段とを備えたことを特徴とする。
【００１３】
請求項５に記載の本発明は、被測定回路の交流電圧および交流電流を検出し、これらに対応する信号を演算して電力に比例した信号に変換し、これを累積して電力量を計量する単相または多相の電力量計において、交流電圧の周波数が、あらかじめ設定された上限値または下限値を越えたことを検出することにより異常状態と判定する手段と、この手段により異常状態であると判定された間の積算電流値を計量する手段とを備えたことを特徴とする。
【００１４】
請求項６に記載の本発明は、被測定回路の交流電圧および交流電流を検出し、これらに対応する信号を演算して電力に比例した信号に変換し、これを累積して電力量を計量する多相電力量計において、各相間の交流電圧の位相差が、あらかじめ設定された上限値または下限値を越えたことを検出することにより異常状態と判定する手段と、この手段により異常状態であると判定された間の積算電流値を計量する手段とを備えたことを特徴とする。
【００１５】
このような構成の請求項４乃至請求項６に記載の本発明によれば、異常状態の間の積算電流値を計量することができ、積算電流値から異常状態の間の電力値を想定することができる。
【００１６】
請求項７に記載の本発明は、請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の電力量計において、異常状態であると判定されたとき、異常状態となった事象の種別を記録する手段を備えたことを特徴とする。
【００１７】
このような構成により、その記録から異常状態となった事象の種別（電圧値の異常であるのか、周波数の異常であるのか、または位相差の異常であるのか等）を判別することができる。
【００１８】
請求項８に記載の本発明は、被測定回路の交流電圧および交流電流を検出し、これらに対応する信号を演算して電力に比例した信号に変換し、これを累積して電力量を計量する単相または多相の電力量計において、交流電圧が欠相とみなせる一定値以下の状態であることを検出する手段と、この手段により前記状態であることが検出されている間の積算電流値を計量する手段とを備えたことを特徴とする。
【００１９】
このような構成により、欠相状態の間の積算電流値を計量することができ、積算電流値から欠相状態の間の電力値を想定することができる。
【００２０】
請求項９に記載の本発明は、被測定回路の交流電圧および交流電流を検出し、これらに対応する信号を演算して電力に比例した信号に変換し、これを累積して電力量を計量する多相の電力量計において、全相の電圧が欠相でなく、欠相している電圧相の位相が想定できる場合、欠相している相の電圧の位相を他相の電圧の位相により演算する手段と、この手段により演算された電圧の位相と、電圧が欠相している相で検出された電流の位相との位相差を求め、この位相差と電流瞬時値とから電流値の有効分を算出する手段と、この手段により算出された電流値の有効分の累積値を計量する手段とを備えたことを特徴とする。
【００２１】
このような構成により、欠相している相についての欠相状態の間の電流値の有効分の累積値即ち有効積算電流値を計量することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、以下の図において、従来例を示す図を含めて、同符号は同一部分または対応部分を示す。
【００２３】
（第１の実施形態）
まず、本発明の第１の実施形態に係る電力量計について説明する。
【００２４】
図１は、第１の実施形態の構成を示すもので、同図において、１、２はそれぞれ電力量計１００に入力される一次電圧、一次電流である。３、４はそれぞれ入力された一次電圧１、一次電流２をそれぞれ電圧信号、電流信号に変換する電圧入力変換部、電流入力変換部、５は電力演算部（乗算部）である。
【００２５】
そして、この実施形態においては、電圧入力変換部３の出力側に信号値の比較機能による入力電圧監視部９を設け、電圧入力値が、あらかじめ設定された正常範囲値の上限あるいは下限の間にあるかどうかの監視を行う。
【００２６】
また、電力演算部５の出力側にはスイッチ回路１０が設けられ、本来の電力量記録部である正常時計量部３０と異常状態時の記録部である異常時計量部４０に出力の切り替えを行える構成となっている。
【００２７】
正常時計量部３０は、積分部６１、正常時電力量記録部７１、及び正常時電力量表示部８１により構成され、また、異常時計量部４０は、積分部６２、異常時電力量記録部７２、及び異常時電力量表示部８２により構成されている。
【００２８】
次に、この動作について説明する。
【００２９】
入力電圧監視部９により電圧信号値の正常範囲逸脱が検出されると、スイッチ回路１０を正常時計量部３０から異常時計量部４０に切り替えを行い、異常状態にある間は異常時計量部４０へ電力量の累積を行う。
【００３０】
これらの動作により、正常状態と異常状態での電力量計量値を明確に分けて記録し、表示することが可能となる。また、このとき、入力電圧監視部９においては、入力電圧値について判定していて結果が異常であった場合、そのこと（入力電圧値が異常であること）が分かるように記録しておくことにより、その記録から異常状態となった事象の種別を判別することができる。
【００３１】
また、スイッチ回路１０の構成方法の別の例として、正常時計量部３０へは、常に電力量を累積し、異常時には、異常時計量部４０にも並列に計量するように構成する方法も考えられる。この場合は、正常時計量部３０は計量したすべての電力量を記録し、異常時計量部４０は、そのうちの異常状態での計量値を示すことになる。このとき、前者は総計量値を示すことになり、前者の値から後者の値を減ずることにより正常時の値をも知ることが出来る。
【００３２】
なお、入力電圧監視部９において、上述のように入力電圧値を検知、判定するかわりに、周波数を検知、判定すれば、周波数の異常状態に対応した計量値を得ることができる。なお、この場合、周波数があらかじめ設定された上限値または下限値を越えたことを検出することにより異常状態と判定する。
【００３３】
また、単相の電力量計に限らず、多相の電力量計においても、各相の入力電圧値、または周波数を検知、判定して、異常状態に対応した計量値を得ることができる。
【００３４】
更に、多相の電力量計では、複数の電圧入力変換部から得られる出力の各相間の位相差検出を行い、この位相差の判定を行うことで、位相にかかる異常検出が可能となり、異常状態に対応した計量値を得ることができる。なお、この場合、位相差があらかじめ設定された上限値または下限値を越えたことを検出することにより異常状態と判定する。
【００３５】
なお、周波数、または位相差について判定していて結果が異常であった場合、そのこと（周波数、または位相差が異常であること）が分かるように記録しておくことにより、その記録から異常状態となった事象の種別（電圧値の異常であるのか、周波数の異常であるのか、または位相差の異常であるのか等）を判別することができる。
【００３６】
以上説明したように、この実施形態によれば、正常状態と異常状態の記録を分離し、確度の高い正常状態の電力量計量値を得ることができる。即ち、特に人的な故意あるいは過失による要因がありえる異常状態において、その状態における電力量計量値を正常状態での電力量計量値とは分けて記録することができる。
【００３７】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態に係る電力量計について説明する。
【００３８】
この実施形態は、入力電圧監視部で電圧値の一定値以下を検出したとき、異常時電力量に代わって、積算電流値（電流値に時間を乗じた値）を記録するように構成したもので、電圧の状態に依存しない電流回路の状態を記録することができるようにしたものである。
【００３９】
この実施形態の構成を図２に示す。同図に示す電力量計２００において、５０は積算電流計量部で、積分部６３、積算電流記録部７３、及び積算電流表示部８３により構成されている。
【００４０】
この実施形態においては、電圧入力変換部３の出力を監視する入力電圧監視部９で電圧値の一定値以下を検出したとき、欠相判定出力を行う。
【００４１】
また、電流入力変換部４の出力は、スイッチ回路１０を介して、積分部６３へ供給され、ここで電流を積算し、積算電流値を積算電流記録部７３で記録し、また積算電流表示部７４で表示する。
【００４２】
さらに、電力演算部５の出力はスイッチ回路１０のスイッチ１０ａにより、正常時計量部３０への電力量累積を停止することが出来る。
【００４３】
次に、この動作について説明する。
【００４４】
電源が欠相状態となると、入力電圧監視部９の判定出力により、電力演算部５の出力側のスイッチ１０ａが絶たれ、欠相期間中の電力量の累積は一次停止される。
【００４５】
同時に、電流入力変換部４の出力側から積分部６３ヘのスイッチ１０ｂが閉じ、電流入力がゼロでない値であれば、即ち電流入力が検出されていれば、その出力が積算され、欠相期間中に流れた電流の総量を積算電流記録部７３で記録する。
【００４６】
また、単相の電力量計に限らず、多相の電力量計においても、各相の欠相状態を検知、判定して、欠相期間中に流れた電流の積算値を得ることができる。なお、この場合、少なくとも１相が欠相状態となった場合に、欠相期間中の全相についての電流の積算値を得るようにしてもよいし、欠相状態となった相だけの電流の積算値を得るようにしてもよい。
【００４７】
さらに、上述の説明では、電圧値が一定値以下の欠相状態の場合に電流の積算値を得ることとしたが、欠相状態の場合に限らず、正常範囲値の上限あるいは下限を越えた電圧値の異常状態、または周波数の異常状態、あるいは多相の場合における各相間の位相差の異常状態を検知、判定した場合に電流の積算値を得ることとしてもよい。
【００４８】
なお、この実施形態の場合においても、第１の実施形態の場合と同様に、異常状態となった事象の種別（欠相状態、電圧値、周波数、または位相差が異常であること）が分かるように記録しておくことにより、その記録から異常状態となった事象の種別（欠相状態であるのか、電圧値の異常であるのか、周波数の異常であるのか、または位相差の異常であるのか等）を判別することができる。
【００４９】
以上説明したように、この実施形態によれば、電圧を検出する回路の接続が正常でなかった場合でも、電流の流量を記録することができる。
【００５０】
また、故意に電圧を検出する回路に異常をおこさせ、電力の盗用を図ろうとした場合、その異常と、その状態での積算電流値から盗用した電力値を想定できる。
【００５１】
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態に係る電力量計について説明する。
【００５２】
この実施形態は、三相４線式の電力量計で、欠相期間中の積算電流値のほかに、有効積算電流値も記録するように構成している。
【００５３】
即ち、この実施形態は多相電力量計において、全相の電圧が欠相でなく、相線式定格より、欠相している電圧相の位相が想定できる場合、電圧欠相となった電圧信号の位相を他相の電圧信号の位相により演算し、これと電圧欠相の相で検出された電流信号の位相差を求め、電流瞬時値に位相分を乗じて電流値の有効分の想定値を算出し、第２の実施形態で説明した位相を含まない電流量とは別に、電流値の有効分の累積値も記録するように構成している。
【００５４】
この実施形態の構成を図３に示す。同図に示す電力量計３００において、１１、１２、１３は一次電圧、２１、２２、２３は一次電流、３１、３２、３３は電圧入力変換部、４１、４２、４３は電流入力変換部である。５１、５２、５３は電力演算部（乗算部）、５５は加算部である。１３０は正常時電力量計量部であり、積分部１３１、正常時電力量記録部１３２、正常時電力量表示部１３３により構成されている。
【００５５】
また、９０は欠相判定・欠相部位相情報生成部である。１０１、１０２、１０３はそれぞれ１相欠相判定、２相欠相判定、３相欠相判定、１１１、１１２、１２３は１相電流値、２相電流値、３相電流値、１２１、１２２、１２３はそれぞれ１相位相計算値、２相位相計算値、３相位相計算値である。
【００５６】
１４０は１相積算電流・有効積算電流計量部であり、スイッチ１４１、積分部１４２、積算電流記録部１４３、積算電流表示部１４４、有効電流演算部１４５、積分部１４６、有効積算電流記録部１４７、及び有効積算電流表示部１４８により構成されている。
また、１５０、１６０はそれぞれ２相積算電流・有効積算電流計量部、３相積算電流・有効積算電流計量部であり、これらについても、１相積算電流・有効積算電流計量部１４０と同様に構成されている。
【００５７】
次に、この動作について説明する。
【００５８】
三相とも正常な場合、電力演算部（乗算部）５１、５２、５３の出力は加算部５５で加算され、正常時電力量計量部１３０の積分部１３１に供給されて電力量の累積が行われる。
【００５９】
いずれかの相が欠相状態になると、欠相判定・欠相部位相情報生成部９０でこれを検知、判定する。例えば、１相が欠相欠相状態であることを検知、判定すると、欠相判定・欠相部位相情報生成部９０は１相積算電流・有効積算電流計量部１４０に対し、１相欠相判定１０１を出力するとともに、他の相の位相から計算した１相位相計算値１２１を出力する。１相積算電流・有効積算電流計量部１４０においては、１相欠相判定１０１によりスイッチ１４１が閉じ、積分部１４２で１相電流値１１１の積算値を得るとともに、有効電流演算部１４５において、１相電流値１１１と１相位相計算値１２１より有効電流を演算して積分部１４６に供給し、積分部１４６で有効積算電流値を得る。
【００６０】
以上説明したように、この実施形態によれば、電圧を検出する回路の接続が正常でなかった場合でも、電流の流量を記録することができる。
【００６１】
また、故意に電圧を検出する回路に異常をおこさせ、電力の盗用を図ろうとした場合、その異常と、その状態での積算電流値、または有効積算電流値から、盗用した電力値を想定できる。
【００６２】
（その他の実施形態）
以上説明した各実施形態においては、その例としてハードウェアでの実現方法を示したが、入力信号を量子化し、内部の各処理をデジタル的に行う、デジタル方式の電力量計においても、同様にデジタル処理を行うことで同等の機能を実現することが出来る。
【００６３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、異常状態の計量値が含まれるか否かの判別が可能となり、特に異常状態を検出、記録することが必要とされる環境において使用される電力量計において有効である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１の実施形態に係る電力量計の構成を示すブロック図。
【図２】  本発明の第２の実施形態に係る電力量計の構成を示すブロック図。
【図３】  本発明の第３の実施形態に係る電力量計の構成を示すブロック図。
【図４】  従来の電力量計の構成を示すブロック図。
【符号の説明】
１００…電力量計
１…一次電圧
２…一次電流
３…電圧入力変換部
４…電流入力変換部
５…電力演算部（乗算部）
９…入力電圧監視部
１０…スイッチ回路
３０…正常時計量部
４０…異常時計量部
６１…積分部
７１…正常時電力量記録部
８１…正常時電力量表示部
６２…積分部
７２…異常時電力量記録部
８２…異常時電力量表示部
２００…電力量計
１０ａ、１０ｂ…スイッチ
５０…積算電流計量部
６３…積分部
７３…積算電流記録部
８３…積算電流表示部
３００…電力量計
１１、１２、１３…一次電圧
２１、２２、２３…一次電流
３１、３２、３３…電圧入力変換部
４１、４２、４３…電流入力変換部
５１、５２、５３…電力演算部（乗算部）
５５…加算部
９０…欠相判定・欠相部位相情報生成部
１０１…１相欠相判定
１０２…２相欠相判定
１０３…３相欠相判定
１１１…１相電流値
１１２…２相電流値
１２３…３相電流値
１２１…１相位相計算値
１２２…２相位相計算値
１２３…３相位相計算値
１３０…正常時電力量計量部
１３１…積分部
１３２…正常時電力量記録部
１３３…正常時電力量表示部
１４０…１相積算電流・有効積算電流計量部
１４１…スイッチ
１４２…積分部
１４３…積算電流記録部
１４４…積算電流表示部
１４５…有効電流演算部
１４６…積分部
１４７…有効積算電流記録部
１４８…有効積算電流表示部
１５０…２相積算電流・有効積算電流計量部
１６０…３相積算電流・有効積算電流計量部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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