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JPS6152950B2 - - Google Patents
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JPS6152950B2 - - Google Patents

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Publication number
JPS6152950B2
JPS6152950B2 JP55102276A JP10227680A JPS6152950B2 JP S6152950 B2 JPS6152950 B2 JP S6152950B2 JP 55102276 A JP55102276 A JP 55102276A JP 10227680 A JP10227680 A JP 10227680A JP S6152950 B2 JPS6152950 B2 JP S6152950B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
voltage signal
frequency
voltage
sent
angular frequency
Prior art date
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Expired
Application number
JP55102276A
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English (en)
Other versions
JPS5726762A (en
Inventor
Teruhiko Ito
Haruo Takahashi
Shunichi Kobayashi
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.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Shibaura Electric Co Ltd filed Critical Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Publication of JPS6152950B2 publication Critical patent/JPS6152950B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R21/00Arrangements for measuring electric power or power factor
    • G01R21/133Arrangements for measuring electric power or power factor by using digital technique
    • G01R21/1331Measuring real or reactive component, measuring apparent energy

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明は周波数特性の改善を図つた無効電力量
計に関する。 一般に、一つの相の負荷電圧の瞬時値および実
効値をevおよびVとし、消費電流の瞬時値、実
効値をei,Iとし、前記負荷電圧および消費電流
の角周波数をωとしまた前記負荷電圧と消費電流
との位相差をとすると、前記瞬時値ev,eiと実
効値V,Iとの間には ev=√2Vsin ωt ……(1) ei=√2Isin(ωt−) ……(2) なる関係式が成り立ち、またこの相の無効電力Q
は Q=VIsin ……(3) で表わされる。 従来の無効電力量計では、移相器を用いて式(1)
で示した瞬時値evの位相角を(π/2)だけず
らし ev′=√2Vsin(ωt−π/2) ……(4) を得、このev′と式(2)で示した瞬時値eiとを乗算
して ev′×ei=VIsin −VIcos(2ωt−π/2−) ……(5) を得、これを積分することによつて式(3) Q=VIsin を得ている。 前記移相器としてフイルタなどを用い位相をず
らした場合、移相器を通過する信号の振幅が周波
数成分によつて変動する。たとえば積分回路とし
て作動するフイルタによつて瞬時値evの位相を
π/2ずらすと、 となり、角周波数ωによつて最大振幅
【式】は1/ωの制約をうける。このように移 相器による周波数特性上の制約があるので、精度
の高い無効電力量の測定が困難であつた。 本発明は、以上の事情を考慮してなされたもの
であり、周波数特性を改善した無効電力量計を提
供することを目的とする。 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。第1図は本発明の第一実施例の構成を簡単に
示したブロツク図である。計器用変圧器1は給電
線の負荷電圧をそのレベルに比例した電圧信号
evに変換するものである。角周波数検出器2は
前記変圧器1から送出された電圧信号evの角周
波数ωを検出するものである。角周波数一電圧変
換器(以下ω/V)変換器と略称する)3は前記
角周波数検出回路2から送出された角周波数信号
をこの信号に応じた電圧信号に変換するものであ
る。移相器4は前記変圧器1から送出された電圧
信号evの位相を(π/2)だけ移送するもので
ある。変流器5は前記給電線の消費電流をそのレ
ベルに比例した電圧信号eiに変換するのである。
第1の乗算器6は前記変流器5から送出される信
号eiと前記移相器4から送出される信号とを乗算
するものである。第2の乗算器7は前記第1の乗
算器から送出された電圧信号と前記ω/V変換器
3から送出された電圧信号とを乗算して周波数変
動成分を除去するものである。積分器8は前記第
2の乗算器7から送出された電圧信号を積分して
無効電力を得るものである。表示部9は前記積分
器8から送出された信号に基づいて無効電力量を
得、図示しない表示器に無効電力量を表示するも
のである。 第2図は前記角周波数検出器2とω/V変換器
3との回路図である。角周波数検出器2は比較回
路10で形成され、ω/V変換器3は抵抗R1
よびコンデンサC1で決定される時定数によるパ
ルス幅のワンシヨツトパルスを送出する単安定マ
ルチバイブレータ11と、抵抗R2とコンデンサ
C2とからなり前記単安定マルチバイブレータ1
1から送出された信号を積分する積分回路12と
で構成されている。 そうして、前記比較回路10のプラス入力端に
前記変圧器1から送出される第3図aに示したよ
うな正弦波の電圧信号evを供給すると、同図b
に示したような矩形波信号が単安定マルチバイブ
レータ11へ送出される。そうするとこの単安定
マルチバイブレータ11は前記矩形波信号の立上
がりで駆動され第3図cに示したようなワンシヨ
ツトパルス信号を積分回路12へ送出する。した
がつて、前記ワンシヨツトパルス信号のパルス数
は前記入力正弦波の周波数に比例することにな
る。このような周波数情報を有するワンシヨツト
パルス信号egは積分回路12で積分され第3図
dに示したようにパルス数に比例した電圧信号e
ωに変換される。したがつて、電圧信号eωは電
圧信号evの角周波数に比例することになる。 このような構成の本実施例の動作を説明する。
給電線の負荷電圧および消費電流はそれぞれ計器
用変圧器1および計器用変流器5でそれぞれのレ
ベルに比例した電圧信号ev,eiに変換される。な
お、前記負荷電圧と消費電流との位相差をと
し、ev,eiをそれぞれ式(1),(2) ev=√2Vsinωt ……(1) ei=√2Isin(ωt−) ……(2) と同様としている。 そうして、evを移相器3を通過させると、そ
の結果得られる電圧信号ev′は、kを移相器3の
定数とすると となる。この電圧信号ev′は第1の乗算器6にお
いて電圧信号eiと乗算され、 ev′ei=2kVI/ω sin(ωt−π/2)sin(ωt−) ……(8) なる信号が第2の乗算器7へ送出される。式(8)か
ら明らかなように、ev′eiはωの値によつて最大
振幅2kVIが変動する。 一方、前記変圧器1から送出された電圧信号
evは角周波数検出器2により角周波数ωが検出
され、ω/V変換器3により前記角周波数ωに比
例した電圧信号eωを前記第2の乗算器7へ送出
する。なお、前記電圧信号eωはk′を比例定数と
すると eω=k′ω ……(9) となるように設定されている。 そうすると前記第2の乗算器7で、前記電圧信
号ev′eiとeωとが乗算され、 ev′eieω=2kk′VIsin (ωt−π/2)sin(ωt−) ……(10) を得る。式(10)から明らかなように、電力VIは角
周波数ωの影響を受けない。式(10)は ev′eieω=kk′VI {sin−cos(2ωt−π/2−)} ……(11) と変形できる。このように変形できる第2の乗算
回路7から送出される信号を積分回路8で積分す
ると、 Q=kk′VIsin ……(12) なる無効電力Qが得られ、式(12)から明らかなよう
にこの無効電力Qは角周波数ωの影響を受けるこ
とはない。したがつて周波数特性のよい無効電力
を得ることができる。このようにして得られた無
効電力を示す信号は表示部9へ送出され、無効電
力量が得られ図示しない表示器に無効電力量が表
示される。 このように本実施例は、計器用変圧器1から送
出された電圧信号evの移相器4を通過すること
によつて生じた角周波数ωの無効電力への影響
を、この角周波数ωに比例した電圧信号を得、こ
の電圧信号を前記無効電力を示す電圧信号と乗算
することにより除去したものである。したがつて
本実施例によれば、電圧信号evの角周波数ωの
影響を受けないので、精度の高い無効電力量が得
ることができる。 第4図は本発明の第二実施例の構成を簡単に示
したブロツク図であり、第1図と同一の箇所には
同一の符号を付してある。 第一実施例においては、式(1)のevを(π/
2)だけ移相することにより無効電力を求めた
が、第二実施例では式(2)のeiを(π/2)だけ移
相して ei′=√2sin(ωt−+π/2) ……(13) を得、これを式(1)のevと乗算して、 ev×ei′=VIsin− VIcos(2ωt−+π/2) ……(14) を得、この式(14)を積分することによつて、 Q=VIsin なる無効電力Qを得ている。したがつて第二実施
例の構成が、第一実施例の構成と異なる点は、乗
算器14において、計器用変流器5から送出され
た電圧信号eiを移相器15で(π/2)だけ移送
させた電圧信号eiと計器用変圧器1から送出され
た電圧信号evとを乗算して電圧信号を得、この
電圧信号をω/V変換器から送出された電圧信号
により除算器16で除算することにより角周波数
成分を除去するようにしている点である。 なお、移相器15には主に微分回路を用い、計
器用変流器5から送出された電圧信号eiを式(2)で
示した ei=√2Isin(ωt−) ……(2) とすると、(π/2)だけ移送したei′は ei′=√2VRCd{sin(ωt−)}/dt =√2VRCωcos(ωt−) =−√2VRCωsin(ωt−+π/2) ……(1 5) となる。 このような構成の第2実施例の動作を簡単に説
明する。計器用変圧器1から送出される電圧信号
evを式(1)で示した ev=√2Vsinωt ……(1) とし、計器用変流器5から送出される電圧信号ei
を式(2)で示した ei=√2Isin(ωt−) ……(2) とする。このeiを移相器15を通すと、 ei′=√2kIωsin(ωt−+π/2) ……(16) となり(ただしkは移相器15の定数である)、
乗算器14でevとei′とが乗算される。 その結果、ev・ei′は ev・ei′=2kIVωsinωtsin (ωt−+π/2) ……(17) となり、式(17)からev・ei′の最大振幅はωによつ
て影響されることが明らかである。このev・
ei′を除算器16において、ω/V変換器3から
送出されたeω、すなわちeω=k′ω(ただし
k′はω/V変換器3の定数)により除算し、 evei′/eω=2kIV/k′ sinωtsin(ωh−+π/2) ……(18) を得る。こうして得られた電圧信号を積分器8で
積分すると、 Q=k/k′VIsin ……(19) なる無効電力Qが得られる。式(19)から明らかな
ようにこの無効電力Qは角周波数ωの影響を受け
ることがないので、周波数特性のよい無効電力を
得ることができる。 このように第二実施例においても第一実施例と
同様の効果を奏することができる。 なお、本発明は前記した第一および第二実施例
に限られるものではない。たとえば前記第一、第
二実施例において計器用変圧器1から送出された
電圧信号evから角周波数ωを検出していたが、
計器用変流器5から送出された電圧信号eiから角
周波数ωを検出してもよい。その他本発明の要旨
を逸脱しない範囲で種々変形実施できることは勿
論である。 以上説明したように、本発明は負荷電圧または
消費電流に比例した信号を移相する時に生じる角
周波数の無効電力への影響を、角周波数に比例し
た信号により除去するようにしている。したがつ
て、本発明によれば周波数特性の改善を図つた無
効電力量計を提供できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第一実施例の構成を示す概略
ブロツク図、第2図は第1図に示した角周波数検
出器およびω/V変換器の回路図、第3図a,
b,c,dは第2図に示した回路図の動作を説明
するための波形図、第4図は本発明の第二実施例
の構成を示す概略ブロツク図である。 1……計器用変圧器、2……角周波数検出器、
3……ω/V変換器、4……移相器、5……計器
用変流器、6……第1の乗算器、7……第2の乗
算器、8……積分器、10……比較器、11……
単安定マルチバイブレータ、12……積分回路、
16……除算器。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 給電線の負荷電圧および消費電流をそれぞれ
    のレベルに比例した電圧信号に変換しこれらの電
    圧信号のうちいずれか一方の位相をずらした後乗
    算回路で他方の電圧信号と乗算して電圧信号を得
    この電圧信号を積分して無効電力量を得る無効電
    力量計において、前記電圧信号の周波数を検出
    し、この周波数に応じた電圧信号を送出する周波
    数検出回路と、この周波数検出回路から送出され
    る電圧信号により前記乗信回路から送出される電
    圧信号の周波数変動成分を除去する回路とを具備
    したことを特徴とする無効電力量計。
JP10227680A 1980-07-25 1980-07-25 Reactive watt-hour meter Granted JPS5726762A (en)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS618680A (ja) * 1984-06-22 1986-01-16 Yokogawa Hokushin Electric Corp 無効電力・直流信号変換器
JPS61212774A (ja) * 1985-03-18 1986-09-20 Yokogawa Electric Corp 力率検出器
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JPH0646200B2 (ja) * 1987-10-29 1994-06-15 日本電気計器検定所 電子式無効電力量計
JPH0646201B2 (ja) * 1987-12-11 1994-06-15 日本電気計器検定所 電子式無効電力量計

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