JPH01239475A - 電子式電力量計 - Google Patents

電子式電力量計

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JPH01239475A
JPH01239475A JP6572888A JP6572888A JPH01239475A JP H01239475 A JPH01239475 A JP H01239475A JP 6572888 A JP6572888 A JP 6572888A JP 6572888 A JP6572888 A JP 6572888A JP H01239475 A JPH01239475 A JP H01239475A
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JP
Japan
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waveform
data
proportional
area
current
Prior art date
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Pending
Application number
JP6572888A
Other languages
English (en)
Inventor
Osamu Kajiya
梶家 治
Katsutaro Matsumoto
松本 勝太郎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Takaoka Toko Co Ltd
Tokyo Electric Power Co Holdings Inc
Original Assignee
Tokyo Electric Power Co Inc
Takaoka Electric Mfg Co Ltd
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Publication date
Application filed by Tokyo Electric Power Co Inc, Takaoka Electric Mfg Co Ltd filed Critical Tokyo Electric Power Co Inc
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明はマイクロコンピュータを採用した電子式電力量
計の改良に関するものである。
「従来の技術」 第8図はマイクロコンピュータを採用した従来技術の電
子式電力量計のブロック図である。同図にあ゛いて、1
は補助変圧器、2は補助変流器で、それぞれ給電線の負
荷電圧に比例した信号および給電線の負荷電流に比例し
た信号をサンプルホールド回路3.4に供給する。サン
プルホールド回路3.4では、入力信号の周期よりも早
い周期で入力信号の瞬時値がサンプルホールドされる。
サンプルホールドされた入力信号はA/D変挽回路5.
6でそれぞれデジタル値に変換された後、演算部7に取
込まれ所定の演算処理が施されて、表示部8に表示され
る。
「発明が解決しようとする課題」 上述のごとき従来技術においては、A/D変換回路5.
6でデジタル変換されて演算部7に取込まれるデータは
、交流瞬時値データであるため、電圧データと電流デー
タの乗算とその結果の加算を一定回数繰り返して電力量
が得られる。そのため、演算部7には高速乗算を主体と
する複雑な演算処理が要求される。
本発明はこの点に鑑み、簡単な演算処理ですませるよう
にしたものである。
「課題を解決するための手段」 給電線の負荷電圧に比例した信号および給電線の負荷電
流に比例した信号を半波整流した上で、デジタル値に変
換する。
「作用」 本発明によれば、デジタル値に変換されて演算部に取込
まれたデータからは加算を主体とした演算を施すことに
よって電力量が演算でき、高速乗算を必要としないので
、安価なマイクロコンピュータを採用することができる
「実施例」 以下本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
なお、上記実施例と同一部分には同一番号を付し、その
説明は省略する。
第1図は本発明の一実施例を示す電子式電力量計のブロ
ック図でおる。この図において、9は補助変圧器1から
入力端子9aに供給された信号を半波整流する整流回路
、10は補助変流器2から入力端子10aに供給された
信号を半波整流する整流回路である。また15は前記整
流回路9および10からの信号をそれぞれ第1チヤンネ
ル15aおよび第2チヤンネル15bに供給されるA/
D変換回路、17はこのA/D変換回路15から取込ま
れたデジタルデータに所定の演算処理を施して電力量を
演算する演算部でおる。
次に上記実施例の動作を説明する。
補助変圧器1は給電線の負荷電圧に比例した信号を整流
回路90入力端子9aに供給する。補助変流器2は給電
線の負荷電流に比例した信号を整流回路10の入力端子
10aに供給する。
整流回路9および10は入力端子9aおよび1Qaに供
給された信号をそれぞれ半波整流し、それぞれA/D変
換回路15の第1チヤンネル15aおよび第2チヤンネ
ル15bに供給する。
A/D変換回路15は演算部17から図示されない制御
線を通して、チャンネル番号とコマンドを受(ブて入力
端子15a、15bに供給された信号を順次A/D変換
し、データが演算部17に取込まれる。
演算部17は取込まれたデータに所定の演算処理を施し
て電力量を演算し、表示部8に表示する。
ここで、演算部17で実施する演算処理の内容について
説明する。
第2図は演算原理を説明するために示した一般的な交流
波形で、11は電圧波形を、12は電流波形をそれぞれ
示しており、電流波形12が電圧波形11より位相角φ
だけ遅れている状態を示している。電圧波形11および
電流波形12の半周期の時間をTとし、電圧波形11を
ysrnωtとすると、半周期弁の平均値は となって、電圧波形11の大きさVに比例した値が得ら
れる。また電流波形12についても、半周期弁の平均値
は、電流波形12をl5in(ωを一φ)とすると =KICO3φ       ・・・・・・(2〉とな
って、有効分に比例した(直が得られる。なお、(1)
、(2)式中、Kは比例定数でおる。
(2)式の意味は、第2図において電流波形12の符号
03 A204で囲まれた部分の面積の半周期の平均値
02h1から符号Q2A103で囲まれた負の部分の面
積の半周期の平均l!l02h2を差引いた値がIC0
6φに比例することを示すものである。
電流波形12は正弦波であるから、符号02A103で
囲まれた波形部の面積は、符号04A?0、で囲まれた
部分の面積に等しい。よって符号03A204で囲まれ
た波形部の面積から符号04A205で囲まれた波形部
の面積を差引けば、ICO3φに比例した値が得られる
。また符@03A204で囲まれた波形部の面積と符号
04A205で囲まれた波形部の面積を加算すれば、電
流の大きさIに比例した値が得られる。
第3図は電流波形12が電圧波形11より位相角φだけ
進んでいる場合を示している。電流波形12について符
号o2A103で囲まれた波形部の面積から符号03A
204で囲まれた波形部の面積を差引けば、lCo5φ
に比例した値が得られ、また符号03A204で囲まれ
た波形部の面積は符号05A306で囲まれた波形部の
面積に等しいため、lCo8φに比例した値は、符@0
2A103で囲まれた波形部の面積から符号05A3 
o6で囲まれた波形部の面積を差引くことによって得ら
れる。また、符号02A1Q3で囲まれた波形部の面積
に符号05A306で囲まれた波形部の面積を加えれば
、電流の大きさ■に比例した値が得られる。
第4図も演算原理の説明図で、交流波形の半周期をn区
分してサンプリングを行い、al、a2・・a、の順に
n個のデータが得られる様子を示している。このように
して得られたn1ljilのデータを加算することによ
って、交流波形の大きざに比例した値が与えられること
は、面積法と呼ばれるアルゴリズムとして周知の通りで
おる。
このような手法で第4図の交流波のうち、符号OAO2
で囲まれた波形部の面積を求めるには、単にal、a 
・・akのに個のデータを加算しだのでは誤差が大きく
不可能であるが、ざらに半周期の終りから数えたに個の
データa。、an−1・・an+に+1を加算して平均
値を取ることにより、誤差を小ざくすることができる。
第4図の交流波形の大きざを1とし、a1〜aHについ
ては01を基準に位相角を表わすことにし、θをサンプ
リング間隔の位相角、θ0を各サンプリング区間内にあ
けるサンプリング位相角とすれば、a1=s:00g、
a2=s!n(θ十θ0 ) 、 a3 =S1n(2
θ十00)・・で表わされ、an−、−arl−に+1
については01を基準に位相角を表すと、a、=sin
(θ−θ ) 、a n−1=s i n (2θ〇 一θ。)・・どなるので、 al +82 +” ”+aH+an 十an−1+’
 ・十an−に+1 ・・・・・・・・・(4) となって、誤差はθ。がO〜θ/2の範囲に変動するこ
とにより生ずることがわかるので、半周期の区分数nを
大きくすれば誤差を小さくできることは明らかでおる。
第5図は面積法のアルゴリズムを位相情報の演算に適用
する場合の説明図である。第5図は交流波形が第にサン
プリング区間内の符@03において負から正に変化し、
同区間での正のサンプリングデータakが得られた場合
を示している。上述の手法を用いて符号Q、A204で
囲まれた部分の面積を求めると、実際の波形は符号03
で負から正へと変化しているのに、第に区間の始まりで
ある符号O−3で負から正に変化した場合と同一結果が
得られ、符号02A103で囲まれた負の波形部の面積
を符号Q2A10′3で囲まれた面積に過小評価するこ
とになる。その結果、実際の位相情報はφであるのにφ
−と評価することになる。ψとφ−の差の最大は、サン
プリング間隔の位相角θになり得る。この位相差は交流
波形の大きざを求めるだけなら無視できる値であっても
、位相情報を含んだ演算には大きな誤差の原因となり得
るものである。言いかえれば、サンプリング周波数を高
めることによって位相誤差を小ざく精度よく演算を行う
ことができる訳である。
さて、第6図および第7図は上述の如く考慮して演算部
17に取込まれた給電線の負荷電圧に比例した信号11
と給電線の負荷電流に比例した信号12の各−周期分の
データを示したものである。
第6図においては、電流位相が遅れφ、第7図では電流
位相が進みφであることを示している。
第6図において、電圧波形11の面積法で得られた値を
ΣV、電流波形12の符号02AO3で囲まれた波形部
の面積法で得られた値をΣ■6、符@03AO4で囲ま
れた波形部について同様に得られた値をΣIBとすれば
、 給電線の消費電力−にΣ■(ΣIA  n1B)・・・
・・・(5) (ここでKは比例定数である) で得られることは上述した通りでおる。
また、第7図においては、電流波形12の符号02A1
03で囲まれた波形部の面積法で得られた値をΣIA、
符号04A205で囲まれた波形部の同様にして得られ
た値をΣIBとすれば、給電線の消費電力は(5)式で
得られることも上述した通りでおる。
このようにして得られた給電線の電力に所定の演算を実
施して電力量を演算し、表示部8に表示する。
「発明の効果」 以上詳述したごとく、本発明によれば加算を主体とした
簡単な演算を施すことによって電力量が演算できる電子
式電力量計を提供できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す電子式電力量計のブロ
ック図、第2図、第3図、第4図および第5図は原理説
明のための交流波形図、第6図、第7図は演算部に取込
まれたデータの関係図、第8図は従来技術による電子式
電力計のブロック図である。 図において 9.10は整流回路 15はA/D変換回路 17は演算部         でおる。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 給電線の負荷電圧に比例した信号と給電線の負荷電流に
    比例した信号とをそれぞれ個別に半波整流する整流回路
    と、該整流回路から出力される信号をデジタル変換する
    A/D変換回路と、このA/D変換回路から取込まれた
    デジタルデータに所定の演算処理を施して電力量を演算
    する演算部とを備えたことを特徴とする電子式電力量計
JP6572888A 1988-03-22 1988-03-22 電子式電力量計 Pending JPH01239475A (ja)

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