(57)【要約】使用電力限界を検出して負荷遮断する機能を有する電子式電力量計において、電力量でもって使用電力限界を検出するようにして、特別の電流検出手段を不要にする。また、配電線路の末端で供給電圧が低いため最大使用電力が他より少なる不公平をなくする。電圧信号と電流信号を乗算して電力量に比例したパルスを出力する電力／周波数変換手段２２からの電カパルスを制限電力判定部３０にて所定時限で計数してこの計数値が予め定める負荷遮断相当値を超えているとき負荷遮断信号を出力する。また、負荷遮断相当値＞警報相当値の関係の警報出力レベルを設定して、負荷遮断の事前に警報出力させる。
2002037126.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力される電圧信号と電流信号を乗算して電力量に比例したパルスを出力する電力／周波数変換手段と、上記電力量に比例したパルスを積算して電力量の計量表示をする表示部と、上記電力量に比例したパルスを所定時限で計数してこの計数値が予め定める負荷遮断相当値を超えているとき電力使用が制限電力超として負荷遮断信号を出力する遮断出力手段とを備えたことを特徴とした電子式電力量計。
【請求項２】
入力される電圧信号と電流信号を乗算して電力量に比例したパルスを出力する電力／周波数変換手段と、上記電力量に比例したパルスを積算して電力量の計量表示をする表示部と、上記電力量に比例したパルスを所定時限で計数してこの計数値が予め定める警報相当値を超えているとき電力使用が多くなったことの警報を出力する警報出力手段とを備えたことを特徴とした電子式電力量計。
【請求項３】
電力量に比例したパルスを所定時限で計数してこの計数値が予め定める負荷遮断相当値を超えているとき電力使用が制限電力超として負荷遮断信号を出力する遮断出力手段と備え、予め定める負荷遮断相当値と警報相当値を負荷遮断相当値＞警報相当値の関係に設定して、負荷遮断の事前に上記警報出力させることを特徴とする請求項２記載の電子式電力量計。
【請求項４】
警報出力中に次時限のパルス計数値が警報相当値以下になれば上記警報出力を取り消しすることを特徴とする請求項２または３記載の電子式電力量計。￥
【請求項５】
電力／周波数変換手段を多素子有する電子式電力量計において、所定時限毎に計数する上記各素子のいずれかの電力量比例パルスが予め定める警報相当値を超えたときに警報出力する単相電力判定部を備えたことを特徴とする請求項１乃至４いずれかに記載の単相３線回路用の電子式電力量計。
【請求項６】
警報出力中に次時限の多素子の全てのパルス計数値が警報相当値以下になれば上記警報出力を取り消しすることを特徴とする請求項５記載の電子式電力量計。
【発明の詳細な説明】
技術分野
この発明は、使用電力制限機能付の電子式電力量計における使用電力検出方式に関する。
背景従来
図８は、例えば特開平１１−２７３５３８号公報に示された従来の負荷電流制限機構付きの電力量計の構成ブロック図である。
図において、１は電力量計、２は電力量計１の接続端子台であり、１Ｓ，２Ｓ，３Ｓは電源側端子、１Ｌ，２Ｌ，３Ｌは負荷側端子である。３は負荷電流に比例した二次出力を得る変流器（ＣＴ）、５は変流器３の二次出力と電圧とを乗算して電力量に演算する電力量計量部、５は電力量計量部５の演算結果を積算表示する表示部、６は変流器３の二次出力から負荷電流の大きさを計測する負荷電流計測部、７は負荷電流計測部６の計測電流が制限電流を超えたかどうかを判定する電流制限値判定部、８は負荷開閉器制御部であり、負荷電流計測部６の計測値が、契約電流値を所定時限以上継続したとき電流制限値判定部７が信号を出力して、負荷開閉器９を作動させて負荷への電力供給を遮断する。電力量計量部５、電流制限値判定部７、負荷開閉器制御部８等は図示されていないＣＰＵによって制御される。
１０は負荷開閉器９の開閉状態を負荷側の電圧により検知する負荷状態検出部、１１は定格値の設定及び負荷開閉器９を再投入する操作部、１２は電力量計１内のＣＰＵを含む電子回路、表示装置等の駆動電源を生成する制御電源部である。
上記の電力量計１の動作について説明する。電流制限値判定部７は負荷電流計測部６の計測電流値が予め定められている契約電流値を所定時限以上継続したとき負荷開閉器９を作動させて負荷への電力供給を遮断すると同時に表示部５へ負荷開閉器９の作動を表示する。
上記のような従来の負荷電流制限機構付きの電力量計は、一般需要家の一時的に多大な電力使用による電力供給能力不足を防止するための電力使用の平準化を目的としたものである。しかし、使用電力を検出手段の代替に負荷電流が契約電流値を超えることで使用電力限界を検出にして負荷開閉器９を遮断して電力使用制限としている。
このため、特別に電流検出手段を設けなければならなかった。また、配電線路の末端等での需要家にとっては、供給電圧が低いため最大使用電力が他より少なくなり不公平となる。
そして、図８に示す単相３線式等の多素子のものでは、１素子の電流が契約電流値を超えても負荷遮断に到り、電力使用者にとって不利であった。
この発明は上記の課題を解決するためになされたもので、特別の電流検出手段を不要にして、使用電力制限を電流でなく電力量でもって検出して負荷遮断または警報出力する電子式電力量計を提供する。
発明の開示
この発明にかかる電子式電力量計は、電圧信号と電流信号を乗算して電力量に比例したパルスを出力する電力／周波数変換手段と、電力量に比例したパルスを所定時限で計数してこの計数値が予め定める負荷遮断相当値を超えているとき負荷遮断信号を出力する遮断出力手段とを備えたので、特別な電流検出手段を不要とし、配電電圧の差異のために起きる需要家による負荷遮断制限電力の不公平を解消することができる。
また、電圧信号と電流信号を乗算して電力量に比例したパルスを出力する電力／周波数変換手段と、電力量に比例したパルスを所定時限で計数してこの計数値が予め定める警報相当値を超えているとき電力使用が多くなったことの警報を出力する警報出力手段とを備えたので、需要家における電力使用抑制につながり、電力供給能力不足を防止するための電力使用の平準化が図れる。
そして、電力量に比例したパルスを所定時限で計数してこの計数値が予め定める負荷遮断相当値を超えているとき制限電力超として負荷遮断信号を出力する遮断出力手段を備え、負荷遮断相当値＞警報相当値の関係に設定して、負荷遮断の事前に警報出力させるので、需要家での突然の負荷遮断が防止できる。
そしてまた、警報出力中に次時限のパルス計数値が警報相当値以下になれば警報出力を取り消しする。
また、電力／周波数変換手段を多素子有する電子式電力量計であり、所定時限毎に計数する各素子のいずれかの電力量比例パルスが予め定める警報相当値を超えたときに警報出力するようにしたので、単相３線式配電における一方の相に電力使用が偏在したときに制限電力以内で配電線路の電流が定格値を超えたことを警報出力して、ヒューズまたは配線用遮断器が動作する前に一方の相が過電流となっていることを電力需要家に知らせて対策を促す。そして、警報出力中に次時限における多素子全てのパルス計数値が警報相当値以下になれば警報出力を取り消しする。
発明を実施するための最良の形態
実施の形態１
図１はこの発明の実施の形態１の電子式電力量計の構成ブロック図、図２は実施の形態１の電子式電力量計の電力演算回路の構成ブロック図である。
図において、上記従来装置と同一部分には同一符号を付けて説明を省略する。２０は電力演算回路、２１は入力されるアナログ電圧、電流信号をデジタル量子化するＡ／Ｄ変換器、２２は量子化された電圧、電流信号を乗算して電力量に比例したパルスを出力する電力／周波数変換回路であり、この図２では２素子の電力／周波数変換回路２２を備えたものを示している。電力／周波数変換回路２２は例えば１０００パルス／１ＫＷｓのように計器定数が定められており、所定時限内のパルス数を計数することで、その時限内の電力量に換算できる。２３は２素子の電力／周波数変換回路２２の出力を加算する加算回路、２５は加算された電力量パルスを積算する積算カウンタである。この積算値を上記パルス定数から電力量に演算して表示部５へ数値表示される。
３０は制限電力判定部、３１は時限発生部である。時限発生部３１はこの電子式電力量計を制御するＣＰＵのクロック信号から一定周期ｔの時限信号を発生する。制限電力の判定は予め定める時限Ｔ（例えば３〜１５分）内の平均電力量が時限対応に定められた契約電力量を超過したかどうかで判定する。
図３は実施の形態１の制限電力判定部の動作のフローチャート、図５は時限動作を説明する図である。制限電力判定部３０はｎ個のデータブロックからなるメモリを備えている。そして時限Ｔ＝ｎ×ｔの関係にある。メモリのｎ個のデータブロックへ時限信号の一定周期ｔ毎に順番に電力量パルスを計数し記録するようになっている。
まず、最初の周期ｔ間の計数電力量パルス数を一番目のデータブロックへ記録する（ステップ４１、４２）。立ち上がりから時限Ｔが経過でｎ個のデータブロックの全てに計数電力量パルス数が記録される（ステップ４３）。この時点から周期ｔ毎にメモリはファーストイン・ラストアウトの形式でデータ更新される（ステップ４５、４５）。そして、メモリ内の電力量パルス総数Ｚを算出する（ステップ４６）。このパルス総数Ｚが予め定められている警報出力相当値を超えているときは表示部５等へ電力の使い過ぎの警報出力をする（ステップ４７、４８）。さらに、パルス総数Ｚが制限電力相当値を超えるときは、負荷開閉器９の遮断信号出力をする。（ステップ４９、５０）。既に警報出力中であるが電力需要家が負荷低減の措置を行い、次の周期ｔの警報出力判定時に警報相当値を下回れば発令中の警報出力を取り消す（ステップ５１、５２）。
このように、時限Ｔでの使用電力の移動平均値が契約制限電力を超えると負荷遮断して、電力需要の増大化を防ぐ。また、契約制限電力に至る前、例えば契約制限電力の８０％で警報出力して、電力使用者に負荷軽減を促す。警報出力としては、表示部５へ警報文字を点滅表示させるが、警報音、音声、警報チャイムとしてもよく、また両者を併用してもよい。
以上のように、電力／周波数変換回路２２の出力パルスを時限Ｔの移動平均値を用いて制限電力超による負荷遮断の判定を行うようにしたので、特別な電流検出手段を不要とする。そして、需要家による配電電圧の差異による負荷遮断制限電力の不公平を解消することができる。
また、上記では、時限Ｔでの使用電力の移動平均値により制限電力超の判定をするのは、電動機の始動電流などによる短時間の制限電力超で負荷遮断となるのを防止するためである。
上記は単相３線式、三相３線式配電に使用される電力／周波数変換回路２２を２素子有するもので説明したが、単相２線式、三相５線式配電用の１素子および３素子の電子式電力量計に適用できることは明白である。
実施の形態２
上記実施の形態１に示す単相３線式配電のものにおいて、一方の相に電力使用が偏在した場合、一方の相の電力量が主体で警報出力および制限電力の判定がなされるので、一方の相線に定格値の最大２００％の電流が流れる可能性がある。配電線路に設けられるヒューズまたは配線用遮断器が過電流から保護するようになっているが、定格値超で２００％以下の通電状態でヒューズまたは配線用遮断器が動作するには数分以上を要す。この間の配電線路の一方の相が過電流となっていることを電力使用者に知らせて対策させるための構成を該実施の形態２に示す。
図５はこの発明の実施の形態２の電子式電力量計の電力演算回路の構成ブロック図、図６は実施の形態２の単相電力判定部の動作のフローチャート、図７は時限動作を説明する図である。
図において、上記実施の形態１と同一部分には同一符号を付けて説明を省略する。４２は各電力／周波数変換回路２２の単相電力判定部である。単相電力判定部４２は２つの電力／周波数変換回路２２の出力パルスを個々に計数するカウンタを有している。単相電力判定時限Ｔ０を時限発生部３１で発生される一定周期ｔの時限パルスから求める。この単相電力判定時限Ｔ０は上記実施の形態１で説明の移動平均を求める時限Ｔと同一であってもよい。また、別のタイマー装置で設定するようにしてもよい。
次に、実施の形態２の単相電力判定部の動作を図６のフローチャートにより説明する。時限Ｔ０毎の各電力／周波数変換回路２２の出力された電力パルスを夫々に計数する（ステップ６１〜６２）。夫々の計数値Ｐ１、Ｐ２が予め定めた警報相当値を超えれば警報出力を発令する（ステップ６３〜６６）。この警報相当値は上述の計器定数と時限Ｔ０から定格電流の１２０〜１５０％に該当する値を定める。電力パルスの計数開始から時限Ｔ０経過時点で計数値Ｐ１、Ｐ２のいずれかが警報相当値を超えていれば、警報発令を継続のまま、計数カウンタをクリヤーして次の時限に移行する（ステップ６７、６８、７１）。計数値Ｐ１、Ｐ２の両方が警報相当値以下であれば、相線電流は正常範囲に低下しているので、警報発令中であればこれを取り消す（ステップ６８〜７０）。
この発明の実施の形態２のものは、単相３線式配電における一方の相に電力使用が偏在したときに制限電力以内で配電線路の電流が定格値を超えたことを警報出力するので、ヒューズまたは配線用遮断器が動作する前に一方の相が過電流となっていることを電力需要家に知らせて対策させることができる。
産業上の利用可能性
この発明は、使用電力制限機能付の電子式電力量計における使用電力検出方式に関する。
【図面の簡単な説明】
図１は、この発明の実施の形態１の電子式電力量計の構成ブロック図である。
図２は、実施の形態１の電力演算回路の構成ブロック図である。
図３は、実施の形態１の制限電力判定部のフローチャートである。
図４は、実施の形態１の時限動作を説明する図である。
図５は、この発明の実施の形態２の電力演算回路の構成ブロック図である。
図６は、実施の形態２の単相電力判定部の動作フローチャートである。
図７は、実施の形態２の時限動作を説明する図である。
図８は、従来の負荷電流制限機構付きの電力量計の構成ブロック図である。
【図１】
2002037126.tif 000003
【図２】
2002037126.tif 000004
【図３】
2002037126.tif 000005
【図４】
2002037126.tif 000006
【図５】
2002037126.tif 000007
【図６】
2002037126.tif 000008
【図７】
2002037126.tif 000009
【図８】
2002037126.tif 000010
【国際調査報告】
2002037126.tif 000011
2002037126.tif 000012