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発明の名称 実効電流測定器
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−99876(P2001−99876A)
公開日 平成13年4月13日(2001.4.13)
出願番号 特願平11−276471
出願日 平成11年9月29日(1999.9.29)
代理人
発明者 福王 浩司
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 電力系統の交流アナログ電流信号をディジタル電流信号に変換し、このディジタル電流信号に基いて実効電流値を算出する実効電流測定器において、電力系統の交流アナログ電圧信号をディジタル電圧信号に変換するA/D変換器と、前記ディジタル電流信号と前記ディジタル電圧信号に基いて有効電力値を算出する演算器と、この有効電力値に基いて前記実効電流値の符号を検出する符号検出器と、を具備したことを特徴とする実効電流測定器。
【請求項2】 電力系統の交流アナログ電流信号をディジタル電流信号に変換する第一のA/D変換器と、前記ディジタル電流信号を2乗した値を一定時間積分し、その結果の平方根を演算して実効電流値を出力する第一の演算器と、電力系統の交流アナログ電圧信号をディジタル電圧信号に変換する第二のA/D変換器と、前記ディジタル電圧信号と前記ディジタル電流信号を乗算した値を一定時間積分し、その結果の平方根を演算して有効電力値を出力する第二の演算器と、前記有効電力値の符号を検出してその符号に基づく潮流方向データを出力する符号検出器と、前記実効電流値と前記潮流方向データとを加算して出力する符号付加器と、を具備したことを特徴とする実効電流測定器。
【請求項3】 前記符号検出器と前記符号付加器は2の補数表現で固定小数点演算を行うことを特徴とする請求項2記載の実効電流測定器。
【請求項4】 電力系統の交流アナログ電流信号をディジタル電流信号に変換する第一のA/D変換器と、前記ディジタル電流信号の高調波成分を通過させて高調波電流信号を出力する第一のバンドパスフィルターと、前記高調波電流信号を2乗した値を一定時間積分し、その結果の平方根を演算して高調波実効電流値を出力する第一の演算器と、電力系統の交流アナログ電圧信号をディジタル電圧信号に変換する第二のA/D変換器と、前記ディジタル電圧信号の高調波成分を通過させて高調波電圧信号を出力する第二のバンドパスフィルターと、前記高調波電流信号と前記高調波電圧信号とを乗算した値を一定時間積分し、その結果の平方根を演算して高調波有効電力値を出力する第二の演算器と、前記高調波有効電力値の符号を検出してその符号に基づく高調波流入方向データを出力する符号検出器と、前記高調波実効電流値と前記高調波流入方向データとを加算して出力する符号付加器と、を具備したことを特徴とする実効電流測定器。
【請求項5】 前記符号検出器と前記符号付加器は2の補数表現で固定小数点演算を行うことを特徴とする請求項4記載の実効電流測定器。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、交流電力信号の実効電流を測定する実効電流測定器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図3は、従来の実効電流測定器の構成を示すブロック図である。図3において、1はA/D変換器、2は演算器である。A/D変換器1は被測定信号である交流のアナログ電流信号A1を入力してディジタル電流信号B1に変換する。
【0003】演算器2はディジタル電流信号B1を入力した値を2乗し、その結果を一定時間積分し、さらにその積分結果の平方根を算出し、実効電流値C1を出力する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】電力を供給する配電線に地絡事故や短絡事故が発生した場合に、その箇所を割り出すための手がかりとして、電力の供給される方向(潮流方向)を知ることが望まれる。潮流方向は、例えば、その有効電力値が正の場合は電力消費の方向を表し、負の場合は電力供給の方向を表す。
【0005】しかし、上述のような実効電流測定器においては、実効電流の絶対値を出力するだけで、その位相に関する情報を得ることができないため、交流の電力の供給方向を知ることができないという問題点があった。
【0006】本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、電力の供給方向を示す符号が付加された実効電流値を出力することができる実効電流測定装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項1においては、電力系統の交流アナログ電流信号をディジタル電流信号に変換し、このディジタル電流信号に基いて実効電流値を算出する実効電流測定器において、電力系統の交流アナログ電圧信号をディジタル電圧信号に変換するA/D変換器と、前記ディジタル電流信号と前記ディジタル電圧信号に基いて有効電力値を算出する演算器と、この有効電力値に基いて前記実効電流値の符号を検出する符号検出器と、を具備したことを特徴とする実効電流測定器である。
【0008】本発明の請求項2においては、電力系統の交流アナログ電流信号をディジタル電流信号に変換する第一のA/D変換器と、前記ディジタル電流信号を2乗した値を一定時間積分し、その結果の平方根を演算して実効電流値を出力する第一の演算器と、電力系統の交流アナログ電圧信号をディジタル電圧信号に変換する第二のA/D変換器と、前記ディジタル電圧信号と前記ディジタル電流信号を乗算した値を一定時間積分し、その結果の平方根を演算して有効電力値を出力する第二の演算器と、前記有効電力値の符号を検出してその符号に基づく潮流方向データを出力する符号検出器と、前記実効電流値と前記潮流方向データとを加算して出力する符号付加器と、を具備したことを特徴とする実効電流測定器である。
【0009】本発明の請求項3においては、前記符号検出器と前記符号付加器は2の補数表現で固定小数点演算を行うことを特徴とする請求項2記載の実効電流測定器である。
【0010】本発明の請求項4においては、電力系統の交流アナログ電流信号をディジタル電流信号に変換する第一のA/D変換器と、前記ディジタル電流信号の高調波成分を通過させて高調波電流信号を出力する第一のバンドパスフィルターと、前記高調波電流信号を2乗した値を一定時間積分し、その結果の平方根を演算して高調波実効電流値を出力する第一の演算器と、電力系統の交流アナログ電圧信号をディジタル電圧信号に変換する第二のA/D変換器と、前記ディジタル電圧信号の高調波成分を通過させて高調波電圧信号を出力する第二のバンドパスフィルターと、前記高調波電流信号と前記高調波電圧信号とを乗算した値を一定時間積分し、その結果の平方根を演算して高調波有効電力値を出力する第二の演算器と、前記高調波有効電力値の符号を検出してその符号に基づく高調波流入方向データを出力する符号検出器と、前記高調波実効電流値と前記高調波流入方向データとを加算して出力する符号付加器と、を具備したことを特徴とする実効電流測定器である。
【0011】本発明の請求項5においては、前記符号検出器と前記符号付加器は2の補数表現で固定小数点演算を行うことを特徴とする請求項4記載の実効電流測定器である。
【0012】
【発明の実施の形態】次に、本発明の第一実施例について図面を用いて説明する。尚、以下の図面において、図3と重複する部分は同一番号を付してその説明は適宜に省略する。図1は本発明の第一実施例の構成を示すブロック図である。
【0013】図1において、実効電流測定器は、A/D変換器1,3、演算器2,4、符号検出器5、符号付加器6から構成されている。
【0014】A/D変換器1は、被測定信号である交流のアナログ電流信号A1を入力してディジタル電流信号B1に変換し、A/D変換器3は、被測定信号である交流のアナログ電圧信号A2を入力してディジタル電圧信号B2に変換する。
【0015】演算器2は、ディジタル電流信号B1を入力してその値を2乗し、その結果を一定時間積分し、さらにその積分結果の平方根を算出し、実効電流値C1を出力する。
【0016】演算器2は、ディジタル電流信号B1とディジタル電圧信号B2とを入力し、これらの信号を乗算し、その結果を一定時間積分して有効電力値C2を出力する。
【0017】符号検出器5は、有効電力値C2を入力してその符号を判定し、その判定に基づく潮流方向データD1を出力するもので、例えば2の補数表現で固定小数点演算を行うディジタルシグナルプロセッサー(以下、DSPと記す)である。
【0018】この場合、入力した有効電力値C2の最上位ビットが符号ビットであり、符号検出器5は、入力データの最上位ビットが0ならば正、1ならは負と判定し、その符号判定に基づいて、正の場合は潮流方向データD1の値として0を出力し、負の場合は1を出力する。
【0019】有効電力値C2が「01101101」という8ビットデータである場合を例にとって符号検出器5の動作を説明する。符号検出器5は、「01101101」の最上位ビットが0であるので、その符号を正と判断し、潮流方向データD1の値として0を出力する。
【0020】次に、有効電力値C2が「10010011」という8ビットデータである場合を例にとって符号検出器5の動作を説明する。符号検出器5は、「10010011」の最上位ビットが1であるので、その符号を負と判断し、潮流方向データD1の値として1を出力する。
【0021】符号付加器6は、例えば2の補数表現で固定小数点演算を行うDSPであり、入力データの全ビットを反転させて最下位ビットに1を加算することで、入力データの負の値を出力する機能を有している。
【0022】符号付加器6は、実効電流値C1と潮流方向データD1を入力し、潮流方向データD1が0の場合は、実効電流値C1をそのまま正の潮流方向が付加された実効電流値E1として出力する。
【0023】一方、潮流方向データD1が1の場合は、符号付加器6は、実効電流値C1の全ビットを反転し、さらに最下位ビットに潮流方向データD1の1を加算することによって負の潮流方向を付加した実効電流値E1を出力する。
【0024】実効電流値C1が「01110010」という8ビットデータであり、有効電力値C2が「00010011」という8ビットデータである場合を例にとって符号付加器6の動作を説明する。
【0025】有効電力値C2の最上位ビットは0であるので、その値は正である。従って、符号検出器6は潮流方向データD1として0を出力し、実効電流値C1が「01110010」と潮流方向データD1の値0を入力し、正の潮流方向が加算された実効電流値E1として、実効電流値C1と同一の「01110010」を出力する。
【0026】次に、実効電流値C1が「01110010」という8ビットデータであり、有効電力値C2が「10010011」という8ビットデータである場合を例にとって符号付加器6の動作を説明する。
【0027】有効電力値C2は負の値であるので、符号検出器6は潮流方向データD1として1を出力する。そして、符号付加器6は、実効電流値C1が「01110011」と潮流方向データD1の値1を入力し、実効電流値C1の全ビットを反転させた「10001101」というデータの最下位ビットに潮流方向データD1の値1を加算し、潮流方向が加算された実効電流値E1として「10001110」を出力する。
【0028】次に、本発明の第二実施例として、高調波流入方向を付加した高調波実効電流値測定装置について図面を用いて説明する。尚、以下の図面において、図1と重複する部分は同一番号を付してその説明は適宜に省略する。図2は本発明の第二実施例の構成を示すブロック図である。
【0029】図2において、バンドパスフィルター(以下、BPFと記す)7は、A/D変換器1と演算器2との間に接続され、BPF8はA/D変換器3と演算器4との間に接続されている。その他は、図1に示した実効電流測定器と同一の構成である。
【0030】BPF7は、ディジタル電流信号B1を入力して任意の次数の高調波成分の電流値である高調波電流信号F1を出力し、BPF8はディジタル電圧信号B2を入力して高調波電流信号F1と同じ次数の高調波電圧信号F2を出力する。
【0031】演算器2は、高調波電流信号F1を入力してその値を2乗し、その結果を一定時間積分し、さらにその積分結果の平方根を算出し、高調波実効電流値G1を出力する。
【0032】演算器4は、高調波電流信号F1と高調波電圧信号F2とを入力し、これらの信号を乗算し、その結果を一定時間積分して高調波有効電力値G2を出力する。
【0033】符号検出器5は、高調波有効電力値G1を入力してその符号を判定し、正の場合高調波流入方向データH1の値として0を出力し、負の場合は高調波流入方向データH1の値として1を出力する。
【0034】この場合、正の場合は電力供給側から高調波が流入していることを示し、負の場合は負荷側から高調波が流入していることを示している。
【0035】符号付加器6は、高調波実効電流値G1と高調波流入方向データH1を入力し、高調波流入方向データH1が0の場合は、高調波実効電流値G1をそのまま正の高調波流入方向が付加された高調波実効電流値J1として出力する。
【0036】高調波流入方向データH1が1の場合は、符号付加器6は、高調波実効電流値G1の全ビットを反転し、さらに最下位ビットに高調波流入方向データH1の1を加算することによって負の高調波流入方向を付加した高調波実効電流値J1を出力する。
【0037】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項1、請求項2、請求項3によれば、電力の供給方向を示す符号が付加された実効電流値を出力することができる。また、本発明の請求項4、請求項5によれば、高調波の発生源の特定と高調波電流の実効値を測定可能とした実効電流測定装置を提供することができる。
【0038】




 

 


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