JPH03223679A - 出力パルス幅自動切換式発信装置付電力量計 - Google Patents

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】 （発明の利用分野） 本発明は、出力パルスを発信する発信装置付電力量計の
改良に関するものである。

（発明の背景） 電子式電力量計は、電力の需要家宅内などに設置されて
需要家の使用電力量を計量し、更に計量データを遠隔の
管理事務所などに送信するための出力パルス発信機能を
具備している。

パルスの送受信に当たっては、パルス受倍装置が確実に
パルスを計量するためにはそれぞれのパルスのパルス幅
が広い方が良く、また、送受信するデータ信号の分解能
を良くするためには単位時間内のパルス数の変化範囲が
広範囲である方が望ましい。

従って、送受信するパルスのパルス定数が予め分かって
いる場合は、適切なパルス幅で、且つ、適切な周波数の
パルスを使用することにより、確実にデータ信号を送受
信することができるが、電子式電力量計のようにパルス
重みの倍率を１／１から１／１００の広範囲に設定する
と共に、ゼロ負荷電力から定格負荷電力までの広範囲を
計量して、それに比例したパルスとして送受信する場合
には、１種類のパルス幅だけでは、計量条件や計量され
る電力量によってはパルス幅がパルス周期より小さいと
いうパルスとしての絶対的な条件を満足できなくなり、
出力パルスが常にオン状態となって、見掛は上パルスと
して出力されない状態が発生する可能性がある。

即ち、電力量計は、通常の使用されているパルス幅は、
パルス重みの倍率が１／１と１／１０の場合には、ＪＩ
Ｓに定められている定格の３００％まで機能に支障のな
いように設定されている。

Ｊ　Ｉ　Ｓによる入力電流に対する規定誤差は１．２倍
までである。過入力範囲も１．５倍程度は通常許容され
ることから、計ｉｔ結果に基づく出力パルス数もこれら
の範囲を十分満足することを前提として考えておく必要
がある。

例えば、三相３線式、定格１１０Ｖ１５Ａの電力量計で
、設定変成比が２００、パルス重みの倍率が１／１００
のパルス（パルス幅；オン時間１２０ｍｓ、オフ時間を
オン時間の２０％である２　４ｍｓと規定）を送受信す
るとすると、この場合の定格に対する１時間当たりの出
力パルス数は約１９．０６０パルスとなるが、入力範囲
を定格の１．５倍迄許容する場合は、最大負荷電力量に
対応する出力パルス数は約２８．５９０パルスとなるか
ら、パルス周期が約１２６ｍｓとなって、規定のパルス
周期＞１２０＋２４　　（ｍｓ）を満足できなくなり、
最大負荷電力量の近傍ではデータとしての送受信ができ
なくなってしまうので、エラーが発生しないようにする
ためには、パルス幅を１００ｍｓ以下としなければなら
ない。

そこで、このようなパルスの送受信におけるエラーから
逃れるためには、送受信する可能性のある単位時間当た
り最大パルス数、即ち、最大パルス周波数においても、
予めパルス幅がパルス周期より小さくなるようにして送
受信できればよいが、このようなことを種々の設定条件
下において自動的に行い、常に最適なパルス幅のパルス
により計量データの出力を行うことができる発信装置付
電力量計の開発が期待されていた。

（発明の目的） 本発明の目的は、上述の課題を解決し、出力パルスが常
に最適なパルス幅のパルスとして発信できる出力パルス
幅自動切換式発信装置付電力量計を提供することである
。

（発明の特徴） 上記目的を達成するために、本発明は、予め定められた
複数のパルス幅のうちで、出力パルスのオン・オフ時間
の比が確保できる最大のパルス幅を判別する判別手段と
、該判別手段により判別されたパルス幅の出力パルスを
発信するように発イ、！装置を制御するパルス幅制御手
段とを設け、以て、小さなパルス重み倍率が設定された
場合、即ち、出力パルスの周期が小さくなる可能性が高
くなる場合に、例えば、１２０ｒｎｓのパルス幅では出
力パルスのオン・オフ時間の比が確保できなくなると、
パルス幅を自動的に６０ｍｓに切換えるようにしたこと
を特徴とする。

（発明の実施例） 第１ｒＩ！Ｊは、本発明の一実施例である出力パルス幅
自動切換式発信装置付電力量計のブロック図である。

第２図は、同じく出力パルス幅自動切換式発信装置付電
力量計の配電系統に於ける配Ｊｉ図である。

第２図に示すように、出力パルス幅自動切換式発信装置
付電力量計１には、需要家の負荷２の入力端に設置され
る、外付けの計器用変圧器ＰＴ。

及び変流器ＣＴ、の二次側から、負荷電圧・負荷電流に
それぞれ比例した電圧と電流が入力される。この場合の
計器用変圧器ＦＴ、及び変流器ＣＴ、の変成比を合成変
成比と言い、計器用変圧器ＰＴ、の変圧比と変流器ＣＴ
、の変流比の積で表わされる。

計器用変圧器ＰＴ、の出力と変流器ＣＴ、の出力は、第
１図の出力パルス幅自動切換弐発倍装置付電力量計１の
ブロック図に示す、計測部３に人力される。

第３図は、計測部３の詳細を示すブロック図である。

第３図に示すように、負荷電圧に比例した計器用変圧器
ＰＴ、の出力電圧Ｖは計測部３の計器用変圧器ＰＴ、に
、負荷電流に比例した変流器ＣＴ、の出力電流Ｉは計測
部３の変流器ＣＴ２にそれぞれ入力される。

計器用変圧器ＰＴ２及び変流器ＣＴ２の出力は、乗算器
４により乗算されると共に、負荷電力に比例した電圧値
に変換されて、電圧−周波数変換器５及び電圧比較器６
に人力される。

電圧−周波数変換器５は、負荷電力に比例した周波数の
パルスを発生する。このパルスを積算すれば電力量に比
例した値が得られる。単位電力量当たりのパルス数は人
カバルス定数といい、例えば、電圧−周波数変換器５の
パルス定数は、１、８００．０ＯＯＰ／ｌＪｈ、即ち、
５００Ｐ／ｋＷｓのような値をとる。

電圧比較器６は、逆電流を検出するだめのものであり、
逆電流の場合は変流器ＣＴ２の電流位相回転が正電流の
場合と逆回転となり、この場合は乗算器４の出力電圧が
マイナスとなることから、これを電圧比較器６で検出し
て、逆電流信号として出力する。これら二つの信号はマ
イクロコンピュータ部７に人力される。

そして、出力パルス幅自動切換式発信装置付電力量計１
においては、定格設定スイッチ８により、電圧・電流（
計測部３の入力電圧・入力電流）の定格値を設定し、設
定変成比設定スイッチ９により、使用する外付けの計器
用変圧器ＰＴ及び変流器ＣＴ、の規格に従って、上述の
合成変成比を乗率で除した３桁の設定変成比を設定し、
乗率切換スイッチ１０により使用する乗率（１゜１０　
１００など）を設定すると共に、パルス重み倍率設定ス
イッチ１１により出力パルス重みの倍率を１／１．１／
１０．１／１００から選択１７、これらの設定条件はマ
イクロコンピュータ部７にそれぞれ入力される。

パルス重みとは、出力される１パルスが計器用変圧器Ｐ
Ｔ、及び変流器ＣＴ、の一次側で実際に何ｋＷｈに相当
するかを表わし、ｋＷｈ／Ｐの単位を用いて表現する。

パルス定数（Ｐ／ｋＷｈ）の逆数である。

また、パルス出力選択スイッチ１２により、発信装置１
５のパルスの出力方式を選択する。

即ち、出力方式としては、リレー接点出力はリレーの断
続により直流パルスを出力するもの、フォトカプラ出力
はフォトカプラを介した絶縁出力を有する。なお、出力
としてはこの他に校正用パルス出力も有する。

Ｈｈ、　ｋｖａｒｈ、　ｋＶＡｈ切換スイッチ１３によ
り、有効電力量、無効電力量、皮相電力量の測定種別を
設定する。（以下の説明では、有効電力１　ｋＷｈを計
量するものとする） マイクロコンピュータ部７は、定格設定スイッチ８によ
り設定された電圧・電流の定格に従って定められる定格
別定数と、設定変成比設定スイッチ９による設定変成比
と、パルス重み倍率設定スイッチ１１による出力パルス
重みの倍率から、入カバルスの分周値を計算する。

また、マイクロコンピュータ部７は、パルスカウンタを
内蔵し、パルスカウンタは入カバルスを計数して、これ
が分周値に一致した時に、出力パルスを１個発信する。

更に、マイクロコンピュータ部７は、この出力パルスを
計数する計量値カウンタをも具備する。

そして、表示器１４により、動作表示、負荷状態表示、
無負荷表示、計量値表示、逆電流表示、発信パルス表示
、ｋＷｈ、　ｋｖａｒｈ、　ｋＶＡｈ表示、乗率表示と
いった、出力パルス幅自動切換式発信装置付電力量計１
の動作状態及び負荷状態の表示を行う。

発信装置ｉ！１５は、マイクロコンピュータ部７に制御
されて、パルス重み倍率設定スイッチ１１により設定さ
れた条件に見合うパルス幅のパルスを、パルス出力選択
スイッチ１２により選択された出力形式により出力する
。

第４図は出力パルス幅自動切換式発信装置付電力量計１
の出力パルス幅自動切換動作を説明するフロー図であり
、第４図によりマイクロコンピュータ部７の出力パルス
幅自動切換動作の一例を説明する。

例として、三相３線式で、定格１１０Ｖ１５Ａ、設定変
成比２００、乗率１、パルス重み倍率１／ｌ　ＯＯの場
合について説明する。

計測部３からの人カバルスについての入カバルス定数は
１．８００．０ＯＯＰ／ｋＷｈ＝　５００Ｐ／ｋＷｓと
して、第４図（ａ）のメインルーチンにおいて、ステッ
プ１で設定条件が定まると、ステップ２において、人力
パルス定数に対する出力パルス定数の比、即ち、人力パ
ルスに対する出力パルスの分周値は、定格により適当な
分周値となるよう予め定められる定格別定数を１８．０
００として、 分周値＝　（１８，０００／２００）　Ｘ　（１００／
１００）　＝　９０と計算される。なお、これで、出力
パルス定数は２０、ロロＯＦ／ｋＷｈとなる。

ステップ３において、三相３線式でｌｌ０Ｖ１５Ａ定格
の定格電力は、 １３ｘ　１ｌＯＶｘ　５Ａ＝　０．９５３ｋＷであるか
ら、定格負荷の場合の１時間あたりの出力パルスは、 １、８００．０００　ｘ　Ｏ，９５３ｘ　（１／９０）
　ｘ　１９．０６０パルスとなり、人力範囲を定格の１
．５倍まで許容するから、 １９．０６０Ｘ１．５　　＝　　２８．５９０となる。

この場合のパルス周期は、 ３６００＋　２８，５９０−　１２６ｍ５となるので、
オン時間１２０ｍ５．オフ時間２４ｍ５以上で、パルス
周期１４４＋ｎｓ以上という規定を満足しなくなると判
別する。従って、ステップ３からステップ７に進む。

ステップ７では、パルス幅が６０ｍ５の場合、オン時間
６０ｍ５．オフ時間１２ｍ５以上、パルス周期？２ｍｓ
以上という規定を満足するかどうかを判別するが、パル
ス周期が前記計算の通り　！、２６ａ＋ｓであるから、
オン時間６０ｍ５．オフ時間６６Ｉｌｌｓとなって、規
定を満足すると判別する。

以上述べたように、パルス幅として１２０ｍ５と６０１
１１ｓとを予め定め、ステップ３と７とにより、オン・
オフ時間の比が確保できる最大のパルス幅を判別する。

前記の例では、６０ＩＩｌｓが最大のパルス幅であると
判別している。このステップ３及びステップ７を行うマ
イクロコンピュータ部７の機能部分が本発明の判別手段
に相当する。

計測部３からパルスが入力する毎に、第４図（ｂ）の入
カバルス割込みルーチンを実行し、ステップ１２でマイ
クロコンピュータ部７に内蔵されるパルスカウンタの計
数値を＋１する。そして、第４図（ａ）のメインルーチ
ンに戻る。ステップ８で、パルスカウンタの計数値が分
周値（＝９０）に等しくなると、ステップ９でオン時間
６０ｍ５．オフ時間１２ＩＩＩｓ以上の１パルスを発信
装置１５に送り、発借装ｆｔ１５にパルス幅６０ｍ５の
発信パルスを出力させる。同時に、表示器】４に６０ｍ
５の発信パルス表示を行わせる。ステップＩＯではパル
スカウンタをリセットする。パルスカウンタは分周器と
して機能するものであり、９０の人力パルスを計数する
ごとにマイクロコンピュータ部７は一つの発（’！パル
スを発信装置１５から出力させる。ステップ９とステッ
プ５を行うマイクロコンピュータ部７の機能部分が本発
明のパルス幅制御手段に相当する。

定格、設定変成比、乗率が前記の場合と同じで、パルス
重み倍率が１／Ｉ　Ｑに設定された場合には、 分周値＝　（１８，０００／２００）　Ｘ　（１００／
１０）　＝　９００とステップ２で計算される。

ステップ３において、定格負荷の３倍の場合の１時間当
たりの出力パルス数を５．７１８パルスと計算し、パル
ス周期を６３釦Ｓと計算する。

従って、オン時間１２０ｍ５．オフ時間５１０ｍ５とな
り、規定を満足すると判別し、ステップ４へ進む。ステ
ップ４でパルスカウンタの計数値が分周値（・９００）
に等しくなると、ステップ５でパルス幅１２０ｍ５の発
信パルスを発信装置１５が出力するように制御する。

なお、パルス１１１１１２０ｍ５．６０ｍ５の何れも不
可の場合には、ステップ１１で表示器１４にエラー表示
をさせる。

このようにして、設定された条件により、自動的に最も
適切なパルス幅の発信パルスを出力することができる。

以上説明した第４図のフロー図では、出力パルスのオン
時間を１２０ａ＋ｓと６０ｍ５の二種類さしたが、出力
パルス幅を更に３０ｍ５．１５ａｓなどと多段階に切換
えるようにすることもでき、また、パルス幅についても
、任意のパルス幅を採用するようにしてもよい。

第４図の場合は、パルス重み倍率１／１００では定格負
荷の１５０％まで、パルス重み倍率１／１．１／１０で
は３００％まで電力が使用されても、出力パルスのオフ
時間がオン時間の２０％を確保できるようにしたもので
あるが、常に定格負荷近辺で使用されているとは限らな
いので、実際の現在の負荷状態に応じてパルス幅を切換
えるようにした例を第５図に示す。

第５図において、ステップ１及び２は第４図の場合と同
様であり、分周値は９０とする。人カバルスがあると、
ステップ１２において、パルスカウンタの計数値を＋１
すると共に、ステップ１３において、一つ前のパルスと
の時間間隔から人力パルス周波数ｒを検出する。ステッ
プ３では、パルス重み倍率が１／１００であれば、入力
範囲を１．５倍まで許容することから、入力パルス周波
数ｒを１．５倍し、それを分周値で割算して、出力パル
スの１秒当たりの個数を計算する。即ち、ｆｘｌ、５千
分周値 そして、この逆数（分周値／１．５ｆ）をとれば、パル
ス周期が求められる。例えば、定格負荷の１／２の場合
には、入力パルス周波数は、１９、０６０　ｘ　９０÷
２＋　３．６００！＝、　２３Ｂ　Ｐ／Ｓとなるから、
出力パルス周期は、 ９０／　（２３８Ｘ　ｌ、　５）　＝　２５２ｍ５とな
る。これは、オン時間１２０ｍ５、オフ時間１３２ｍ５
となり、規定を満足すると判別する。従って、パルス幅
１２０ｍ５の発信パルスを出力するように発信装置１５
を制御する。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、予め定められた
複数のパルス幅のうちで、出力パルスのオン・オフ時間
の比が確保できる最大のパルス幅を判別する判別手段と
、該判別手段により判別されたパルス幅の出力パルスを
発信するように発信装置を制御するパルス幅制御手段と
を設け、以て、小さなパルス重み倍率が設定された場合
、即ち、出力パルスの周期が小さくなる可能性が高くな
る場合に、例えば、１２０ｍ５のパルス幅では出力パル
スのオン・オフ時間の比が確保できなくなると、パルス
幅を自動的に６０ｍｓに切換えるようにしたから、出力
パルスが常に最適なパルス幅のパルスとして発信できる
出力パルス幅自動切換式発信装置付電力量計を提供する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である、出力パルス幅自動切
換式発信装置付電力量計のブロック図、第２図は同じく
出力パルス幅自動切換式発信装置付電力量計の配電系統
における配線図、第３図は同じく出力パルス幅自動切換
式発信装置付電力量計の計測部を示すブロック図、第４
図及び第５図は同じく出力パルス幅自動切換式発信装置
付電力量計の出力パルス自動切換動作の二つの例を説明
するフロー図である。 １３１．出力パルス自動切換式発信装置付電力量計、３
１０．計測部、４１１０乗算器、５．。 、電圧−周波数変換器、６０．。電圧比較器、７５１．
マイクロコンピュータ部、８１１．定格設定スイッチ、
９１１．設定変成比設定スイッチ、１０、、、乗率切換
スイッチ、１１．、、パルス重み倍率設定スイッチ、１
２１．。パルス出力選択スイッチ、１３．　、　　、　
　ｋＷｈ、ｋｖａｒｈ、ｋＶＡｈ切換スイッチ、１４．
、、表示器、１５．、、発信装置、ＰＴ、、、、計器用
変圧器、ＰＴ２．、、計器用変圧器、ＣＴ、、、、変流
器、ＣＴ２．、、変流器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）計量した電力に比例する周波数の出力パルスを発
   信する発信装置と、前記出力パルスのパルス重み倍率を
   設定するパルス重み倍率設定手段とを備えた発信装置付
   電力量計であって、予め定められた複数のパルス幅のう
   ちで、前記出力パルスのオン・オフ時間の比が確保でき
   る最大のパルス幅を判別する判別手段と、該判別手段に
   より判別されたパルス幅の出力パルスを発信するように
   前記発信装置を制御するパルス幅制御手段とを設けたこ
   とを特徴とする出力パルス幅自動切換式発信装置付電力
   量計。