JPS60181661A - 負荷測定装置の相順判別回路 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、単相２線式、単相３線式および三相３線式電
源等に接続されている負荷の使用状態を測定する負荷測
定装置の相順判別回路の改良に関する。

〔発明の技術的背景〕

従来、三相３線式電源に接続された負荷の使用状態（例
えば使用電力、使用電力量、力率、電圧、電流など）を
測定する負荷測定装置においては、入力源となる電源と
負荷との間に接続される１相（Ｒ相）、２相（Ｓ相）、
３相（Ｔ相）の接続線がそれぞれ確実に色分けなどで識
別できる場合は問題ないが、通常これらの接続線は色分
けされていない場合や他の線と複雑に混在して束ねられ
ているものが多い。このため、各相の接続線が負荷測定
装置へ識別しえない状態で導入されていると、同測定装
置は、１相側と３相側とが逆の状態即ち逆相状態で負荷
の使用状態を測定してしまう。

そこで、従来、かかる不具合を除去する手段として、負
荷測定装置に第１図に示すような相順判別回路が設けら
れている。即ち、この回路は、２相を基準とした第２図
（ａ）のよりな１相の電圧Ｖ１２と第２図（ｂ）のよう
な３相の電圧Ｖ３２とが入力されると、対応する各演算
増幅器１，２ではこれらを第２図（Ｃ）　、　（ｄ）又
は（ｄ′）のような方形波信号に変換した後、Ｄ形フリ
ップフロッゾ３に供給する。このフリツプフロツプ３は
、演算増幅器２から入力される方形波信号ｄ又はｄ′の
例えば立上り時における演算増幅器１の方形波信号Ｃの
状態に応じて相順を判別し、正相順か逆相順かの判別信
号を出力している。さらに、具体的に述べると、正相順
の場合には図示実線に示すように電圧Ｖ３２は電圧Ｖ１
２に対して６０度進み、逆相順の場合には図示点線に示
すように電圧Ｖ３２は電圧Ｖ１２に対して６０度遅れて
いる。このため、演算増幅器１，２の出力波形から明ら
かなように、正相時と逆相時での電圧Ｖ３２側方形波信
号（Ｍ　２　図（ａ）　、　（ｄ’）　）　ｏ立上す時
又は立下シ時における電圧Ｖ１２側方形波信号（第２図
（Ｃ））のレベルはそれぞれ異なっている。

従って、フリップ・フロン７°３からは正相時にはロー
レベル′″Ｌ″、逆相時ニハハイレペル”Ｈ”の信号が
出力されるので、このレベルから容易に相順を判別する
ことができる。

〔背景技術の問題点〕

しかし、以上のような相順判別回路は三相３線式以外に
単相３線式や単相２線式などの負荷状態を測定できる共
用形の負荷測定装置にも適用した場合、次のような問題
が生ずる。例えば単相２線式の場合には電圧ｖ３２がな
いためにフリ、シフ０ツｆ３の出力が不定（Ｈ”レベル
または“Ｌ”レベル）となシ、また単相３線式、の場合
には電圧Ｖ１２と電圧Ｖ３２とが１８００ずれているた
め、電圧ｖ３２の方形波信号のス」シ時に電圧Ｖ＋Ｚの
方形波信号が立下る過渡状態にあり、正常に接続線）５
導入されていても７リツプフロツ７″３は、逆相判別信
号を出力してしまう。

そこで、前記３種類の電源に適用できる負荷測定装置に
おいては、各相線式ごとにスイッチを切シ替えてそのス
イッチの切替えによる情報によシ単相２綜式や単相３線
式の場合には相順判別を停止させだシ、７リツプフロツ
プ３の出力を一定の状態に固定させている。このため、
相線式をその都度設定する必要があシ、測定者が取シ扱
うのに非常に煩わしいという欠点があった。

〔発明の目的〕

本発明は以上のような点に着目してなされたもので、各
相線式の相順接続を自動的に判別し得て各相線式ごとに
スイッチ等による切替えを不要にし、かつ三相３線式の
逆相接続時には接続異常を出力し得る各和綴式共用形負
荷測定装置の相順判別回路を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明は、相線式電源の各線間電圧に比例した複数の電
圧信号を波形整形して得られた方形波信号のレベル状態
から各相線式電源に応じた形態の異なる複数の信号を作
成するとともにこれらの信号を所定レベルで弁別してダ
ート開閉制御信号を得、このダート開閉制御信号を用い
て前記複数の方形波信号よシ位相判別して得られた信号
の出力を制御することによシ、この出力の有無をもって
各相線式電源を区別させるようにした負荷測定装置の相
順判別回路である。

〔発明の実施例〕

次に、第３図ないし第９図を参照して本発明回路の実施
例を説明する。第３図は三相３線式または単相３線式の
負荷状態を測定する装置の相順判別回路図、第４図は単
相２線式の負荷状態を測定する装置のみを示す図、第５
図および第６図は第３図の一部を構成する信号弁別回路
の説明図、第７図ないし第９図は動作を説明するための
波形図である。

先ず、三相３線式および単相３線式の負荷状態を測定す
る場合、′４３図のように構成されている。同図におい
て１１は３線出力用′繻源であって、この電源１１には
接続線１２Ｂ、１２Ｂ　。

１２Ｔを介して負荷１３が接続されている。１４は、各
線間電圧および負荷電流を所要の信号に変成する信号変
成部であって、具体的には第１線１２Ｒ，−第２線１２
８間電圧を受けて第２綜１２Ｓを基準とした電圧Ｖ１２
に変圧する第１の変圧回路１４１と、第３線１２Ｔ−第
２線１２８間電圧を受けて第２線１２Ｓを基準とした電
圧ｖ３□に変圧する第２の変圧回路１４２と、第１線１
２Ｂおよび第３線１２Ｔに流れる負荷電流をそれぞれ変
流器１５Ｒ，１５Ｔによって取り出した後、これらの負
荷電流に比例する電圧■１１　＋　Ｖｌ３に変換する第
１および第２の変流回路１４３．１４４が設けられてい
る。

さらに、信号変成部１４によって変成された電圧Ｖ１２
　＋　Ｖｌ２は後続の相順判別回路１５に送られる。こ
の相順判別回路１５にあっては、電圧ｖ１２．ｖ３２を
方形波信号に波形整形する第１および第２の演算増幅器
１５１，１５２と、この増幅器１５１，１５２によって
波形整形された方形波信号のうち電圧Ｖ３２側の方形波
信号の°゛Ｌ”レベルから゛Ｈ″レベルへの立ち上り時
の電圧Ｖｌ２側の方形波信号の状態（“Ｈ＃レベルまた
は“Ｌ”レベル）を出力する位相判別用フリップ・フロ
、プ１５３と、前記変換された電圧ｖ１２側と電圧Ｖｌ
１２側の方形波信号がそれぞれ入力され、両方形波信号
のレベル状態から異なる形態の信号を出力する排他的論
理和回路１５４と、排他的論理和回路１５４の出力を信
号弁別する信号弁別回路１５５と、信号弁別回路１５５
の出力に基づいて前記フリップ・フロラｆ１５３の出力
を制御するＡＮＤ回路などのダート回路１５６とを備え
ている。なお、信号変成部１４の各出力は演算回路（図
示せず）に送られて必要な処理がなされる。

次に、第４図は単相２線式に適用した場合の信号変成部
１４の具体的構成例を示す図である。

即ち、この相線式の信号変成部１４は、電源１１′から
出力される２線１２Ｒ，１２Ｂに対応させるため、第１
および第２の変圧回路１４１゜１４２の入力端間にそれ
ぞれ第１線１２Ｂ−第２線１２８間電圧が導入されてい
る。そして、各変圧回路１４１，１４２はそれぞれ第２
線１２Ｓを基準として線間電圧を所定の変圧比で変換し
て電圧ｖ１２　ｒ　Ｖｌ２　（””１２　）を取シ出す
ようになっている。

第５図および第６図は第３図に示す信号弁別回路の一構
成例図およびその動作説明図である。

即ち、この信号弁別回路１５５は、排他的論理和回路１
５４からの信号ｅを積分して直流電圧りに変換する積分
回路１５５ａと、この直流電圧りを判定電圧Ｖｉｅｗ！
と比較して信号ｅの弁別信号ｆを得る電圧レベル判定回
路１５５とな備えている。

従って、かかる構成を持った信号弁別回路１５５によれ
ば、例えば第６図ｅ１のようにハイレベル状態の間にヒ
ダ状パルスイを有し、まだは同図８２のように矩形状パ
ルス口を有し、或いは同図８３のようにローレベル状態
の間にビグ状パルスハを有するものが信号ｅとして入力
されてきた場合、積分回路１５５ａとしてはこれらｅｌ
、ｅ２．ｅ３に示す信号ｅを積分することによって第６
図りのような直流電圧Ｖｈｔ。

Ｖｈ２．　Ｖｈｓ　（Ｖｈｔ　）　Ｖｈ２　）　Ｖｈｓ
　）ニ変換テきる。

さらに、これらの電圧Ｖｈ１　、”ｈ２＋　ｖｈｓは後
続の電圧レベル判定回路１５５ｂにてＶｈ＋　＞　Ｖ２
＞Ｖｈ２　＞　Ｖｌ　＞　Ｖｈ３　ｆｘる関係を有する
判定電圧ｖｌ。

ｖ２と比較すると、例えばＶ２　＞　Ｖ（ｈ）　＞　Ｖ
ｌ　０時にハイレベル“Ｈ″の弁別信号ｆ　、　Ｖ（ｂ
））　Ｖ２およびＶｌ’＞　Ｖ（ｈ）の時にローレベル
“Ｌ″の弁別信号ｆを取シ出すことができる。

次に、以上のような信号弁別回路を持った相順判別回路
の作用について、三相３線式、単相３線式および単相２
線式に分けて説明する。

（１）三相３線式の場合（第７図参照）。

電源１１の第１線１２Ｒ−第２線１２８間の線間電圧は
信号変成部１４の第１の変圧回路１４ノによって第７図
（、）のような第２線１２Ｓ側を基準とした電圧Ｖ１２
が取シ出され、同様に第３線１２Ｔ−第２線１２８間線
間電圧は第２の変圧回路１４２によって第７図（ｂ）の
ような第２線１２Ｓ側を基準とした電圧Ｖ３２が取シ出
される。なお、第７図（ｂ）において実線は正相順接続
時の電圧Ｖ３２であシ、点線は逆相順接続時の電圧Ｖ３
２である。これらの電圧Ｖ１２およびｖ３２（正相時）
またはｖ３２（逆相時）は演算増幅器１５１，１５２に
導入され、ここでそれぞれ第７図（ｃ）、（ｄ）、　（
ｄ′）のように方形波信号に変換された後、排他的論理
和回路１５４に送られる。この排他的論理和回路１５４
は、各演算増幅器１５１゜１５２から信号ｃ、ｄ（又は
ｄ′）を受けて、Ｃ側″Ｈ＃、ｄ（又はｄ′）側”Ｌ”
のときハイレベル”Ｈ″、Ｃ側”Ｌｎ、ｄ（又はａ／）
側１１Ｌ”のときハイレベル”Ｈ″、Ｃ側１１Ｈ″、ｄ
（又はｄ′）側”Ｈ″のときローレイル″Ｌ＃、Ｃ側″
Ｌ＃、ｄ（又はｄ′）側“Ｌ”のときローレベル゛Ｌ”
なる処理を行なって第７図（ｅ）　、（ｅ’）のような
信号に変換する。つまシ、論理回路１５４は、電圧Ｖ３
２が電圧ｖ１□に対して６０度進んでいる正相順および
６０度遅れている逆相層の倒れにあっても、第６図８２
のようなパルスを出力するので、前述するように信号弁
別回路１５５からはハイレベル用”の弁別信号ｆが出力
される。

一方、フリップ・フロ、プ１５３は、正相順の時には電
圧Ｖ３２のローレベルからノ・イレベルへの立上シ時、
電圧Ｖ１２の状態がローレベル”Ｌ”となっているので
、第７図（ｇ）のようにローレベル″′Ｌ″の信号を出
力し、逆相層の時には同様に電圧Ｖ１２の状態がハイレ
ベル″Ｈ＃となっているので、第７図（ｇ’）のように
ハイレベル″Ｈ＃の信号を出力する。よって、ＡＮＤダ
ート１５６からは、信号弁別回路１５５の出力信号ｆが
ハイレベルであるため、フリップ・フロラｆ１５３の出
力レベルがそのまま出力される。従って、三相３線式に
おける相順判別回路１５としては、正相順接続の時には
ローレベル″Ｌ”、逆相順接続の時にはハイレベル゛Ｈ
″の信号を出力することになる。

（２）単相３線式の場合（第８図参照）。

この相線式においては、信号変成部１４の第１および第
２の変圧回路１４１，１４２から第８図（ａ）　、　（
ｂ）に示すような１８０度の位相差を持った電圧Ｖ１２
　＋　Ｖ３２が出力され、さらにそれぞれ対応する演算
増幅器１５１．１５２によって互いに相反する電圧レベ
ルの方形波信制第８図（Ｃ）。

（ｄ））に変換されて出力される。従って、排他的論理
和回路１５４としては、前述するように両信号ｃ、ｄ（
又は、ｄ′）のレベル関係からハイレベルｌｔＨ”の信
号を出力するも、信号ｃ、ｄ（又はｄ／　）のレベル変
化時には第８図（ｅ）の如くヒダ状パルス■を出力する
ことになる。このヒゲ状パルス■は信号弁別回路１５５
によって弁別されて前述するようにローレベル゛Ｌ″の
弁別信号となる（第８図（ｆ））。この結果、ＡＮＤデ
ート１５６は信号ｆによって閉とされ、クリップ・フロ
ップ１５３の出力とは無関係にローレベル″Ｌ”の信号
を出力するものである。

（３）単相２線式の場合（第９図参照）。

この相線式のものは、第１および第２の変圧回路１４１
，１４２から第９図（ａ）　、　（ｂ）のように同位相
の電圧ｖ１２　ｒ　ｖｔ３が出力され、このためこれら
の両室圧ｖ１２．ｖ１３を演算増幅器１５１゜１５２で
波形整形すると同図（ｅ）　、　（ｄ）のように同一タ
イミングで同じレベル形態の信号が出力される。よって
、排他的論理和回路１５２の出力ｅは、“Ｌ”レベルと
なるが一部信号ｃｏｄの信号レベル変化時のヒダ状パル
スが発生する。しかし、信号弁別回路１５５で弁別され
、出力ｆとしては′Ｌ”レベルとなる。このため、ＡＮ
Ｄゲート１５６の出力は、クリップ・フロップ１５５の
出力に関係なく、“Ｌ″レベルなる。なお、電圧ｖ３２
に第１線２２Ｒ−第２線ｚ　２Ｓ間ｆｉ圧を入力してい
るが、変流回路１４４に電流が入力されていないため、
単相２線式の負荷状態を測定する上でまりたく支障ない
ことは言うまでもない。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではない。

例えば電圧Ｖ１２　ｖ　Ｖ３２を波形整形する波形整形
回路として演算増幅器１５１，１５２を用いたが、要は
方形波信号に波形整形できる回路であれば何んでもよい
。また、信号弁別回路１５５は、排他的論理和回路１５
４の出力において単相２線式および単相３線式で発生ず
るヒダ状パルスを除去し、三相３線式の場合のみパルス
信号とし、ノクルス信号か否かで三相３線式と単相２線
式および単相３線式を弁別してもよい。またフリップ・
フロップ１５５は、Ｄ形フリップ・フロップを例に上げ
て示したが、Ｒ−Ｓフリップ・フロップ等によっても実
力ｍできる。

同様に、両方形波信号のレベル状態を判別して複数の異
なる形態の信号に変換するために排他的論理和ダート１
５４を用いたが、同一機能を有するものであれば他の回
路でもよいものである。

〔発明の効果〕

以上詳記したように本発明によれば、第１線−第２線間
電圧と第３線−第２線間電圧（単相２線式の場合は第１
線−第２線間電圧）とをそれぞれ方形波信号とした後、
信号弁別手段によって三相３線式電源のみ正相か逆相か
を判別する位相判別回路の出力を生かすようにしたもの
で、三相３線式において逆相順接続時のみ異なった信号
を取シ出すことができ、との逆相接続時の信号を用いて
異常信号を出力することもできる。

従って、本装置は、単相２線式、単相３線式および三相
３線式の負荷状態測定に共用でき、特にスイッチなどで
設定変更を行なうことなく、三相３線式の逆相順接続を
容易に判別しえる負荷測定装置の相順判別回路を提供で
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は従来の相順判別回路の構成図およ
びその動作波形図、第３図は三相３線式または単相３線
式の負荷状態を測定する負荷測定装置の相順判別回路の
一実施例を示す構成図、第４図は単相２線式電源におけ
る信号変成部の構成図、第５図および第６図は本発明に
係る相順判別回路に使用する信号弁別回路の一例を示す
構成図およびその動作波形図、第７図第８図および第９
図は、それぞれ三相３線式、単相３線式および単相２線
式における第３図に示す相順判別回路の動作波形図であ
る。 Ｉ　Ｊ　、　１１’・・・相線式電源、１４・・・信号
変成部１５・・・相順判別回路、１５１，１５２・・・
波形整形回路、１５３・・・位相判別回路（Ｄ形フリッ
ゾフロップ）、１５４・・・信号変換回路（排他的論理
和回路）、１５５・・・信号弁別回路、１５６・・・ダ
ート回路（アンドダート）。 出願人代理人　弁理士　鈴　江　武　彦第１図 第２図 １３ 第４図 第５図 第６図 □　Ｖｈ３ 第　７　図 １、■ （ｅ、、　−、Ｆ−′Ｌ′−、ｒ−’Ｌ−、ｒ−１−、
ｒ−ｚ−−”Ｈ” （ｆ）（ （ｑ〕 第８図 ｆ）゛を二一一一一一

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）三相３線式、単相３線式および単相２線式のいず
   れかの電源に接続されている負荷の使用状態を測定する
   負荷測定装置において、前記各相線式電源の各線間電圧
   に比例する電圧信号をそれぞれ方形波信号に整形する波
   形整形回路と、この回路から出力された複数の方形波信
   号を位相判別する位相判別回路と、前記波形整形回路か
   ら出力される複数の方形波信号を受けて前記電源が三相
   ３線式であるか否かを弁別する信号弁別手段と、この信
   号弁別手段によって電源が三相３線式であると弁別した
   とき前記位相判別回路の位相判別信号を出力するｆｆ−
   ）回路とを備えたことを特徴とする負荷測定装置の相順
   判別回路。
2. （２）信号弁別手段は、波形整形回路から出力される複
   数の方形波信号のレベル状態を判別して異なる複数の形
   態の信号に変換する手段と、この手段によって得られた
   信号を直流電圧に変る信号弁別回路とを備えたものであ
   る特許請求の範囲第１項記載の負荷測定装置の相順判別
   回路０