JPH1019946A - Method and apparatus for measuring single phase power - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To realize a highly accurate power measurement by canceling the cause of various errors, e.g. gain error, offset error and phase error, due to an auxiliary transformer or an analog circuit at an input section. SOLUTION: Based on a signal tram a reference voltage current generator 1, voltage signals Va-Vc and current signals Ia-Ic are fed to an input terminal. 4a-4c represent auxiliary voltage transformers and 5a-5c represent auxiliary current transformers. Analog filters 6a-6f pass only the predetermined frequency band of secondary signal from the auxiliary voltage transformers and the auxiliary current transformers and sample hold circuits 7a-7f sample hold the signal at a predetermined timing. A multiplexer 8 selects one sample hold signal which is then converted through an A/D converter 9 into a digital data. A CPU 11 delivers a timing signal to the converter 9, the multiplexer 8 and the sample hold circuits 7a-7f through an I/O port 10 and reads out a data from the converter 9.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は電力系統に設けら
れている計器用変圧器および変流器からの信号を入力し
て単相電力を測定する方法および装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and an apparatus for measuring single-phase power by inputting signals from an instrument transformer and a current transformer provided in an electric power system.

【０００２】[0002]

【従来の技術】電力系統における所定回線の電力を測定
する計器盤などにおいては、従来より計器用変圧器およ
び変流器からの信号を入力し、所定の間隔でサンプリン
グを行い、ディジタル演算によって有効電力および無効
電力の算出を行っている。2. Description of the Related Art In an instrument panel or the like for measuring the power of a predetermined line in an electric power system, a signal from an instrument transformer and a current transformer is conventionally input, sampling is performed at predetermined intervals, and effective by digital operation. Power and reactive power are calculated.

【０００３】このような電力測定装置においては、その
入力部に設けられている補助計器用変圧器や補助変流器
の変成比やアナログ回路部分の誤差要因により測定結果
に誤差が含まれることになる。そこで、従来は入力部の
アナログ回路部分においてゲイン調整のための増幅回路
を設け、較正時に既知の電圧および電流信号を入力し、
その状態での測定結果が正しい値を示すようにゲイン調
整つまみを手動操作することによって上記誤差要因を極
小にして測定精度を確保していた。In such a power measuring device, an error is included in the measurement result due to a transformation ratio of an auxiliary instrument transformer or an auxiliary current transformer provided at an input portion thereof or an error factor of an analog circuit portion. Become. Therefore, conventionally, an amplifier circuit for gain adjustment is provided in the analog circuit portion of the input unit, and a known voltage and current signal are input at the time of calibration,
By manually operating the gain adjustment knob so that the measurement result in that state shows a correct value, the above-mentioned error factor is minimized and the measurement accuracy is secured.

【０００４】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記補助変
成器やアナログ回路にはゲイン誤差だけでなく、他の誤
差要因もあり、従来のようなゲイン調整だけでは全体の
誤差要因が十分抑制されず、高い測定精度を維持できな
いという問題があった。However, the auxiliary transformer and the analog circuit have not only a gain error but also other error factors, and the conventional error adjustment alone does not sufficiently suppress the entire error factor. However, there is a problem that high measurement accuracy cannot be maintained.

【０００５】この発明の目的は、上記各種誤差要因をそ
れぞれ打ち消して、測定精度を容易に高められるように
した単相電力測定方法および単相電力測定装置を提供す
ることにある。An object of the present invention is to provide a single-phase power measuring method and a single-phase power measuring apparatus which can cancel out the above-mentioned various error factors and can easily increase the measuring accuracy.

【０００６】[0006]

【課題を解決するための手段】この発明の単相電力測定
方法は、電力測定の対象となる相を電力測定対象相と
し、この電力測定対象相の電流を検出する変流器および
各相の電圧を検出する計器用変圧器からの信号を入力部
に入力して前記電力測定対象相の電力を測定する単相電
力測定方法であって、測定信号の入力部に設けられる補
助変成器およびアナログ回路部分におけるオフセット誤
差、ゲイン誤差および位相誤差の各種誤差要因を打ち消
すために、請求項１に記載の通り、前記電力測定対象相
をＡ相、それ以外をＢ相・Ｃ相としたとき、前記入力部
に既知の電圧・電流信号を加えて、各相の検出電圧Ｖa
，Ｖb ，Ｖc および検出電流Ｉa を得るとともに、各
値の実数・虚数成分を求め、これらの値に基づいてオフ
セットｖoa, ｖob, ｖoc, ｉoa、ゲイン誤差εva, εv
b, εvc, εiaならびに電力測定対象相の電圧Ｖa に対
する電流Ｉa の位相誤差εαおよび電力測定対象相以外
の相の差電圧Ｖcbに対する電力測定対象相の電流Ｉa の
位相誤差εβを求め、電力測定対象相の電圧Ｖa ，電流
Ｉa に対して、それらのオフセットｖoa, ｉoa分の補正
およびゲイン誤差εva, εia分の補正を行って、オフセ
ットおよびゲイン誤差補正後の有効電力Ｐａ′を求め、
電力測定対象相の電流Ｉa と他の相の電圧Ｖb ，Ｖc に
対して、それらのオフセットｉoa, ｖob, ｖoc分の補正
およびゲイン誤差εia, εvb, εvc分の補正を行って、
オフセットおよびゲイン誤差補正後の無効電力Ｑａ′を
求め、前記位相誤差εαと前記無効電力Ｑａ′とから前
記有効電力Ｐａ′に対する位相誤差の補正を行い、前記
位相誤差εβと前記有効電力Ｐａ′とから前記無効電力
Ｑａ′に対する位相誤差の補正を行うことを特徴とす
る。A single-phase power measuring method according to the present invention uses a phase to be measured for power as a phase to be measured, a current transformer for detecting a current of the phase to be measured, and a current transformer for each phase. A single-phase power measurement method for measuring a power of a power measurement target phase by inputting a signal from an instrument transformer for detecting a voltage to an input unit, wherein an auxiliary transformer and an analog device are provided at an input unit of a measurement signal. In order to cancel various error factors of an offset error, a gain error and a phase error in a circuit portion, as described in claim 1, when the power measurement target phase is an A phase and the other is a B phase / C phase, A known voltage / current signal is applied to the input section, and the detection voltage Va of each phase is applied.
, Vb, Vc and the detected current Ia, the real and imaginary components of each value are obtained, and based on these values, the offsets voa, vob, voc, ioa, and the gain errors εva, εv
b, εvc, εia and the phase error εα of the current Ia with respect to the voltage Va of the power measurement target phase and the phase error εβ of the current Ia of the power measurement target phase with respect to the difference voltage Vcb of the phase other than the power measurement target phase. The phase voltage Va and the current Ia are corrected by the offsets voa and ioa and the gain errors εva and εia to obtain the active power Pa ′ after the offset and gain errors are corrected.
The current Ia of the power measurement target phase and the voltages Vb and Vc of the other phases are corrected for the offsets ioa, vob, and voc and for the gain errors εia, εvb, and εvc.
Determine the reactive power Qa ′ after offset and gain error correction, correct the phase error for the active power Pa ′ from the phase error εα and the reactive power Qa ′, and calculate the phase error εβ and the active power Pa ′. , The phase error of the reactive power Qa 'is corrected.

【０００７】この発明の単相電力測定装置は、電力測定
の対象となる相を電力測定対象相とし、この電力測定対
象相の電流を検出する変流器および各相の電圧を検出す
る計器用変圧器からの信号を入力部に入力して前記電力
測定対象相の電力を測定する単相電力測定装置におい
て、測定信号の入力部に設けられる補助変成器およびア
ナログ回路部分におけるオフセット誤差、ゲイン誤差お
よび位相誤差の各種誤差要因を打ち消すために、請求項
２に記載の通り、前記電力測定対象相をＡ相、それ以外
をＢ相・Ｃ相としたとき、前記入力部に既知の電圧・電
流信号が加えられているときに、各相の検出電圧Ｖa ，
Ｖb ，Ｖc および検出電流Ｉa を得るとともに、各値の
実数・虚数成分を求め、これらの値に基づいてオフセッ
トｖoa, ｖob, ｖoc, ｉoa、ゲイン誤差εva, εvb, ε
vc, εiaならびに電力測定対象相の電圧Ｖa に対する電
流Ｉa の位相誤差εαおよび電力測定対象相以外の相の
差電圧Ｖcbに対する電力測定対象相の電流Ｉa の位相誤
差εβを求める手段と、電力測定対象相の電圧Ｖa ，電
流Ｉa に対して、それらのオフセットｖoa, ｉoa分の補
正およびゲイン誤差εva, εia分の補正を行って、オフ
セットおよびゲイン誤差補正後の有効電力Ｐａ′を求
め、電力測定対象相の電流Ｉa と他の相の電圧Ｖb ，Ｖ
c に対して、それらのオフセットｉoa, ｖob, ｖoc分の
補正およびゲイン誤差εia, εvb, εvc分の補正を行っ
て、オフセットおよびゲイン誤差補正後の無効電力Ｑ
ａ′を求めるオフセット・ゲイン誤差補正手段と、前記
位相誤差εαと前記無効電力Ｑａ′とから前記有効電力
Ｐａ′に対する位相誤差の補正を行い、前記位相誤差ε
βと前記有効電力Ｐａ′とから前記無効電力Ｑａ′に対
する位相誤差の補正を行う位相誤差補正手段とを設けた
ことを特徴とする。A single-phase power measuring apparatus according to the present invention is used for a current transformer for detecting a phase of a power measurement target phase, a current of the power measurement target phase, and an instrument for detecting a voltage of each phase. In a single-phase power measuring device that inputs a signal from a transformer to an input section and measures the power of the power measurement target phase, an offset error and a gain error in an auxiliary transformer and an analog circuit portion provided at the input section of the measurement signal. In order to cancel various error factors of the phase error and the phase error, when the power measurement target phase is the A phase and the other phases are the B phase and the C phase as described in claim 2, a known voltage / current is input to the input unit. When signals are applied, the detection voltages Va,
Vb and Vc and the detected current Ia are obtained, and the real and imaginary components of each value are obtained. Based on these values, the offsets voa, vob, voc, ioa, and the gain errors εva, εvb, ε are obtained.
means for obtaining a phase error εα of the current Ia with respect to the voltage Va of the power measurement target phase, and a phase error εβ of the current Ia of the power measurement target phase with respect to the difference voltage Vcb of the phase other than the power measurement target phase; The phase voltage Va and the current Ia are corrected for the offsets voa and ioa and the gain errors εva and εia, respectively, to obtain the active power Pa ′ after the offset and gain errors are corrected. Phase current Ia and other phase voltages Vb, V
c, the offsets ioa, vob, voc are corrected and the gain errors εia, εvb, εvc are corrected, and the reactive power Q after the offset and gain errors are corrected.
a ′ for correcting the phase error with respect to the active power Pa ′ based on the phase error εα and the reactive power Qa ′,
phase error correction means for correcting a phase error with respect to the reactive power Qa 'from β and the active power Pa'.

【０００８】請求項１に係る単相電力測定方法および請
求項２に係る単相電力測定装置では、まず計器用変圧器
と変流器からの信号を入力する信号入力部に既知の電圧
・電流信号が加えられて、各相の検出電圧Ｖa ，Ｖb ，
Ｖc および検出電流Ｉa のオフセットｖoa，ｖob，ｖo
c，ｉoa、ゲイン誤差εva，εvb，εvc，εiaが求めら
れ、さらに電力測定対象相の電圧Ｖa と電流Ｉa との位
相誤差εαと、電力測定対象相以外の相の差電圧Ｖcbと
電力測定対象相の電流Ｉa との位相誤差εβが求められ
る。In the single-phase power measuring method according to the first aspect and the single-phase power measuring apparatus according to the second aspect, first, a known voltage / current is input to a signal input section for inputting signals from an instrument transformer and a current transformer. The signals are applied, and the detection voltages Va, Vb,
Offsets voa, vob, vo of Vc and detection current Ia
c, ioa, gain errors εva, εvb, εvc, εia are obtained. Further, the phase error εα between the voltage Va of the power measurement target phase and the current Ia, the difference voltage Vcb of the phase other than the power measurement target phase and the power measurement target The phase error εβ with the phase current Ia is obtained.

【０００９】上記オフセットｖoa，ｖob，ｖoc，ｉoaは
各相の検出電圧Ｖa ，Ｖb ，Ｖc およびＡ相の検出電流
Ｉa を検出するアナログ回路部分で主に生じる誤差であ
り、入力部に入力される信号の大きさに係わらず一定で
ある。また、ゲイン誤差εva，εvb，εvc，εiaは入力
部に設けられている補助計器用変圧器および補助変流器
の変成比精度やアナログ回路部分のゲイン誤差により生
じるものであり、入力部に入力される信号の大きさに係
わらず略一定である。また、位相誤差εα，εβは補助
計器用変圧器および補助変流器の位相特性やアナログ回
路部分の位相特性により生じるものであり、この位相誤
差εα，εβは入力部に入力される信号の大きさに係わ
らず略一定である。この位相誤差の補正を行わなけれ
ば、Ｖa とＩa との位相差は、実際のＶa とＩa との位
相差に位相誤差εα加わって検出され、ＶcbとＩa との
位相差は、実際のＶcbとＩa との位相差に位相誤差εβ
が加わって検出されることになる。The offsets voa, vob, voc, and ioa are errors mainly occurring in the analog circuit for detecting the detection voltages Va, Vb, Vc of each phase and the detection current Ia of the A phase, and are inputted to the input section. It is constant regardless of the magnitude of the signal. The gain errors εva, εvb, εvc and εia are caused by the transformation ratio accuracy of the auxiliary instrument transformer and auxiliary current transformer provided at the input section and the gain error of the analog circuit section. It is substantially constant irrespective of the magnitude of the signal performed. The phase errors εα and εβ are caused by the phase characteristics of the auxiliary instrument transformer and the auxiliary current transformer and the phase characteristics of the analog circuit portion. The phase errors εα and εβ are the magnitudes of the signals input to the input section. Regardless, it is almost constant. If this phase error is not corrected, the phase difference between Va and Ia is detected by adding the phase error εα to the actual phase difference between Va and Ia, and the phase difference between Vcb and Ia is equal to the actual Vcb and Vcb. The phase difference εβ
Will be added and detected.

【００１０】上記処理を式で表せば以下の通りとなる。
先ず、オフセットを求める。The above processing is represented by the following equation.
First, an offset is obtained.

【００１１】[0011]

【数１】 (Equation 1)

【００１２】[0012]

【数２】 (Equation 2)

【００１３】[0013]

【数３】 (Equation 3)

【００１４】[0014]

【数４】 (Equation 4)

【００１５】ここで各変数の意味は次のとおりである。 ｖoa：Ａ相電圧のオフセット ｖob：Ｂ相電圧のオフセット ｖoc：Ｃ相電圧のオフセット ｉoa：Ａ相電流のオフセット Ｖa(i), Ｖb(i), Ｖc(i), Ｉa(i)：i 番目の瞬時値デー
タ Ｎ：データ点数 次に、フーリエ変換によって、Ｖa の実数成分Ｖa1と虚
数成分Ｖa2を求めれば、Here, the meaning of each variable is as follows. voa: offset of phase A voltage vob: offset of phase B voltage voc: offset of phase C voltage ioa: offset of phase A current Va (i), Vb (i), Vc (i), Ia (i): ith Next, if the real component Va1 and the imaginary component Va2 of Va are obtained by Fourier transform,

【００１６】[0016]

【数５】 (Equation 5)

【００１７】[0017]

【数６】 (Equation 6)

【００１８】となる。ここでｘは２π＊｛(i+n)/n の余
り｝であり、n は１サイクル分のデータ点数である。## EQU1 ## Here, x is 2π * {the remainder of (i + n) / n}, and n is the number of data points for one cycle.

【００１９】同様にフーリエ変換によってＶcbの実数成
分Ｖcb1 と虚数成分Ｖcb2 を求めれば、Similarly, if the real component Vcb1 and the imaginary component Vcb2 of Vcb are obtained by Fourier transform,

【００２０】[0020]

【数７】 (Equation 7)

【００２１】[0021]

【数８】 (Equation 8)

【００２２】となる。同様にフーリエ変換によってＩa
の実数成分Ｉa1と虚数成分Ｉa2を求めれば、## EQU1 ## Similarly, by Fourier transform, Ia
If the real component Ia1 and the imaginary component Ia2 of

【００２３】[0023]

【数９】 (Equation 9)

【００２４】[0024]

【数１０】 (Equation 10)

【００２５】となる。ここでＶa とＶcbとの位相差をベ
クトルで表せば、図１にようになる。## EQU1 ## Here, if the phase difference between Va and Vcb is represented by a vector, it becomes as shown in FIG.

【００２６】従って、Ｖa に対するＶcbの位相差εγ
は、Therefore, the phase difference εγ of Vcb with respect to Va
Is

【００２７】[0027]

【数１１】 [Equation 11]

【００２８】で求められる。Ｖa に対するＩa の位相誤
差をベクトルで表せば図２に示すようになり、これを図
１に示したベクトルと同時に表せば図３のようになる。
従ってＶa に対するＩa の位相誤差εαは、[0028] If the phase error of Ia with respect to Va is represented by a vector, it is as shown in FIG. 2, and if this is represented simultaneously with the vector shown in FIG. 1, it is as shown in FIG.
Therefore, the phase error εα of Ia with respect to Va is

【００２９】[0029]

【数１２】 (Equation 12)

【００３０】で求められ、Ｖcbの９０°進相ベクトル
（ｊＶcb）に対するＩa の位相誤差εβは図３に示すよ
うに、εβ＝εα＋（εγ−９０°）で求められる。The phase error εβ of Ia with respect to the 90 ° phase-advance vector (jVcb) of Vcb is obtained by εβ = εα + (εγ−90 °) as shown in FIG.

【００３１】次に、ゲイン誤差を求める。先ず、Ａ相電
圧Ｖa のスカラーをＶaLとして、Ｖa のゲイン誤差をε
vaとすると、Next, a gain error is obtained. First, assuming that the scalar of the A-phase voltage Va is VaL, the gain error of Va is ε.
If va

【００３２】[0032]

【数１３】 (Equation 13)

【００３３】[0033]

【数１４】 [Equation 14]

【００３４】と表される。ここで、ＶamaxはＡ相既知入
力電圧の最大値（波高値）であり、ＶaLをＶa1とＶa2か
ら求めれば、上式によりεvaが求められる。## EQU1 ## Here, Vamax is the maximum value (peak value) of the A-phase known input voltage. If VaL is obtained from Va1 and Va2, εva is obtained by the above equation.

【００３５】同様にして、Ｂ相電圧Ｖb のゲイン誤差ε
vbを求めるために、まずＶb の実数成分Ｖb1と虚数成分
Ｖb2を求めれば、Similarly, gain error ε of B-phase voltage Vb
To find vb, first find the real component Vb1 and the imaginary component Vb2 of Vb,

【００３６】[0036]

【数１５】 (Equation 15)

【００３７】[0037]

【数１６】 (Equation 16)

【００３８】となり、εvbは、Where εvb is

【００３９】[0039]

【数１７】 [Equation 17]

【００４０】[0040]

【数１８】 (Equation 18)

【００４１】として求められる。ここで、ＶbmaxはＢ相
既知入力電圧の最大値（波高値）である。Is obtained. Here, Vbmax is the maximum value (peak value) of the B-phase known input voltage.

【００４２】同様にして、Ｃ相電圧Ｖc のゲイン誤差ε
vcを求めるために、まずＶc の実数成分Ｖc1と虚数成分
Ｖc2を求めれば、Similarly, gain error ε of C-phase voltage Vc
To find vc, first find the real component Vc1 and the imaginary component Vc2 of Vc,

【００４３】[0043]

【数１９】 [Equation 19]

【００４４】[0044]

【数２０】 (Equation 20)

【００４５】となり、εvcは、Where εvc is

【００４６】[0046]

【数２１】 (Equation 21)

【００４７】[0047]

【数２２】 (Equation 22)

【００４８】として求められる。ここで、ＶcmaxはＣ相
既知入力電圧の最大値（波高値）である。Is obtained. Here, Vcmax is the maximum value (peak value) of the C-phase known input voltage.

【００４９】同様にして、Ａ相電流Ｉa のゲイン誤差ε
iaを求めれば、Similarly, the gain error ε of the A-phase current Ia
If you ask for ia,

【００５０】[0050]

【数２３】 (Equation 23)

【００５１】[0051]

【数２４】 (Equation 24)

【００５２】となる。ここで、ＩamaxはＡ相既知入力電
流の最大値（波高値）である。Is as follows. Here, Iamax is the maximum value (peak value) of the A-phase known input current.

【００５３】次に、電力測定対象相の電圧Ｖa 、電流Ｉ
a およびそれらのオフセットｖoa，ｉoaとゲイン誤差ε
va，εiaからオフセットおよびゲイン誤差補正後の有効
電力Ｐａ′を求め、電力測定対象相の電流Ｉa と他の相
の電圧Ｖb ，Ｖc およびそれらのオフセットｉoa，ｖo
b，ｖocとゲイン誤差εia，εvb，εvcからオフセット
およびゲイン誤差補正後の無効電力Ｑａ′を求める。Next, the voltage Va and the current I of the power measurement target phase
a and their offsets voa, ioa and gain error ε
The active power Pa ′ after the offset and gain error correction is obtained from va and εia, and the current Ia of the power measurement target phase and the voltages Vb and Vc of the other phases and their offsets ioa and vo are obtained.
From b, voc and gain errors εia, εvb, εvc, reactive power Qa ′ after offset and gain error correction is obtained.

【００５４】すなわちＰａ′，Ｑａ′は次式で求められ
る。先ず、Ａ相の有効電力は、データ点数Ｎに亘ってＶ
a とＩa の積を平均して求められるから、That is, Pa 'and Qa' are obtained by the following equations. First, the active power of the phase A is V over the number N of data points.
Since the product of a and Ia can be averaged,

【００５５】[0055]

【数２５】 (Equation 25)

【００５６】となる。上式においてＶa(i)，Ｉa(i)から
ｖoa，ｉoaを減じることによってＶa，Ｉa に対するオ
フセット補正を行っている。また、１／（１＋εva）を
乗じることによってＶa のゲイン誤差を補正し、１／
（１＋εia）を乗じることによってＩa のゲイン誤差を
補正している。Is as follows. In the above equation, offset correction for Va and Ia is performed by subtracting voa and ioa from Va (i) and Ia (i). The gain error of Va is corrected by multiplying by 1 / (1 + εva),
The gain error of Ia is corrected by multiplying (1 + εia).

【００５７】Ａ相の無効電力は、データ点数Ｎに亘って
Ｉa とＶcbすなわち（Ｖb −Ｖc ）との積を平均して求
められるから、The reactive power of phase A is obtained by averaging the product of Ia and Vcb, that is, (Vb-Vc), over the number of data points N.

【００５８】[0058]

【数２６】 (Equation 26)

【００５９】となる。上式において、Ｖb(i)，Ｖc(i)，
Ｉa(i)からｖob，ｖoc，ｉoaをそれぞれ減じることによ
ってＶb ，Ｖc ，Ｉa に対するオフセット補正を行って
いる。また、１／（１＋εvb）を乗じることによってＶ
b のゲイン誤差を補正し、１／（１＋εvc）を乗じるこ
とによってＶc のゲイン誤差を補正し、１／（１＋εi
a）を乗じることによってＩa のゲイン誤差を補正して
いる。また分母の√３はＶb −Ｖc 間の線間電圧を相電
圧に換算するための係数である。Is as follows. In the above equation, Vb (i), Vc (i),
By subtracting vob, voc, and ioa from Ia (i), offset correction for Vb, Vc, and Ia is performed. By multiplying by 1 / (1 + εvb), V
b, and the gain error of Vc is corrected by multiplying by 1 / (1 + εvc), and 1 / (1 + εi
The gain error of Ia is corrected by multiplying by a). The denominator √3 is a coefficient for converting a line voltage between Vb and Vc into a phase voltage.

【００６０】次に、前記位相誤差εαと無効電力Ｑａ′
とから有効電力Ｐａ′に対する位相誤差の補正を行い、
前記位相誤差εβと有効電力Ｐａ′とから無効電力Ｑ
ａ′に対する位相誤差の補正を行う。Next, the phase error εα and the reactive power Qa ′
From this, the phase error is corrected for the active power Pa ′,
From the phase error εβ and the active power Pa ′, the reactive power Q
The phase error for a 'is corrected.

【００６１】すなわちＡ相の皮相電力をＳａ、現実の力
率をθとすれば、Ｐａ′は次式で表され変形される。That is, if the apparent power of the A-phase is Sa and the actual power factor is θ, Pa ′ is transformed by the following equation.

【００６２】Ｓａ＝√（Ｐａ² ＋Ｑａ² ） Ｐａ′＝Ｓａ * cos（θ＋εα） ＝Ｓａ * cosθ* cos εα−Ｓａ * sinθ * sinεα ≒Ｓａ * cosθ−Ｓａ * sinθ *εα ここで、Ｓａ * cosθをＰａとし、Ｓａ * sinθをＱ
ａ′とすれば、 Ｐａ′≒Ｐａ−εαＱａ′ となる。従って、Sa = √ (Pa ² + Qa ² ) Pa ′ = Sa * cos (θ + εα) = Sa * cosθ * cos εα−Sa * sinθ * sinεα ≒ Sa * cosθ−Sa * sinθ * εα where Sa * cosθ Is Pa, and Sa * sinθ is Q
If it is a ', then Pa' ≒ Pa-εαQa '. Therefore,

【００６３】[0063]

【数２７】Ｐａ＝Ｐａ′＋εαＱａ′ として位相誤差補正後の有効電力Ｐａが求められる。The active power Pa after the phase error correction is obtained as Pa = Pa ′ + εαQa ′.

【００６４】同様にＱａ′は次式で表され変形される。 Ｑａ′＝Ｓａ * sin（θ＋εβ） ＝Ｓａ * sinθ * cosεβ＋Ｓａ * cosθ * sinεβ ≒Ｓａ * sinθ＋Ｓａ * cosθ *εβ ここで、Ｓａ * sinθをＱａとし、Ｓａ * cosθをＰ
ａ′とすれば、 Ｑａ′≒Ｑａ＋εβＰａ′ となる。従って、Similarly, Qa 'is represented by the following equation and transformed. Qa ′ = Sa * sin (θ + εβ) = Sa * sinθ * cosεβ + Sa * cosθ * sinεβ ≒ Sa * sinθ + Sa * cosθ * εβ Here, Sa * sinθ is Qa and Sa * cosθ is P
Assuming a ′, Qa ′ ≒ Qa + εβPa ′. Therefore,

【００６５】[0065]

【数２８】Ｑａ＝Ｑａ′−εβＰａ′ として位相誤差補正後の無効電力Ｑａが求められる。
尚、εβはεβ＝εα＋（εγ−９０°）として求め
る。## EQU28 ## The reactive power Qa after the phase error correction is obtained as Qa = Qa '-. Epsilon..beta.Pa'.
Note that εβ is obtained as εβ = εα + (εγ−90 °).

【００６６】以上に述べたゲイン，オフセット誤差の補
正および位相誤差の補正の関係を電力ベクトル図として
図４に示す。図４において、（Ｐａ″，Ｑａ″）はオフ
セット誤差とゲイン誤差の補正を行わない場合の有効電
力および無効電力であり、（Ｐａ′，Ｑａ′）はオフセ
ット誤差とゲイン誤差の補正を行った後の有効電力およ
び無効電力であり、（Ｐａ，Ｑａ）はこれに対し更に位
相誤差の補正を行った結果の有効電力および無効電力で
ある。尚、図４では、図を明瞭にするために、（Ｐ
ａ″，Ｑａ″）に対しゲイン，オフセット誤差の補正を
行った際に力率が変化せず、また（Ｐａ′，Ｑａ′）に
対して位相誤差の補正を行った際に皮相電力が変化しな
い例を示している。FIG. 4 is a power vector diagram showing the relationship between the above-described gain and offset error correction and phase error correction. In FIG. 4, (Pa ", Qa") is the active power and the reactive power when the offset error and the gain error are not corrected, and (Pa ', Qa') is the correction of the offset error and the gain error. (Pa, Qa) are the active power and the reactive power obtained as a result of further correcting the phase error. In FIG. 4, (P
a ", Qa"), the power factor does not change when the gain and offset errors are corrected, and the apparent power changes when the phase error is corrected for (Pa ', Qa'). An example is shown.

【００６７】[0067]

【発明の実施の形態】この発明の実施形態である単相電
力測定装置の構成を図５〜図８を基に以下説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The configuration of a single-phase power measuring device according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.

【００６８】図５は測定装置の誤差抽出時の構成を示す
ブロック図である。図５において２ａ，２ｂ，２ｃはそ
れぞれ電圧アンプ、３ａ，３ｂ，３ｃはそれぞれ電流ア
ンプであり、基準電圧電流発生器１から出力される信号
に基づき、測定装置の入力端子に所定の電圧信号Ｖa ，
Ｖb ，Ｖc および電流信号Ｉa ，Ｉb ，Ｉc をそれぞれ
入力する。測定装置において４ａ，４ｂ，４ｃはそれぞ
れ補助計器用変圧器、５ａ，５ｂ，５ｃはそれぞれ補助
変流器である。アナログフィルタ６ａ〜６ｆは補助計器
用変圧器および補助変流器の２次出力信号の所定周波数
帯域のみを通過させ、サンプルホールド回路７ａ〜７ｆ
は所定タイミングでその信号をサンプルホールドする。
マルチプレクサ８はサンプルホールドされた信号のうち
いずれか１つを選択し、ＡＤコンバータ９はこれをディ
ジタルデータに変換する。ＣＰＵ１１はＲＯＭ１２に予
め書き込んだプログラムを実行し、後述する誤差成分抽
出処理および測定処理を行う。ＲＡＭ１３はその際にサ
ンプリングデータの一時記憶および各種演算のためのワ
ーキングエリアとして用いる。ＣＰＵ１１はＩ／Ｏポー
ト１０を介してＡＤコンバータ９およびマルチプレクサ
８およびサンプルホールド回路７ａ〜７ｆに対しそれぞ
れタイミング信号を与え、ＡＤコンバータ９からディジ
タルデータを読み取る。伝送インタフェース１４はホス
ト装置に対する伝送制御を行い、ＣＰＵ１１は伝送イン
タフェース１４を介してホスト装置へ測定結果などを送
信する。表示インタフェース１５は表示パネル１６の制
御を行い、ＣＰＵ１１は表示インタフェース１５を介し
て表示パネル１６に測定結果の表示を行う。FIG. 5 is a block diagram showing a configuration at the time of extracting an error of the measuring apparatus. In FIG. 5, reference numerals 2a, 2b, and 2c denote voltage amplifiers, and reference numerals 3a, 3b, and 3c denote current amplifiers, and a predetermined voltage signal Va is input to an input terminal of the measuring device based on a signal output from the reference voltage / current generator 1. ,
Vb, Vc and current signals Ia, Ib, Ic are input, respectively. In the measuring apparatus, reference numerals 4a, 4b, and 4c denote auxiliary meter transformers, and reference numerals 5a, 5b, and 5c denote auxiliary current transformers. The analog filters 6a to 6f pass only a predetermined frequency band of the secondary output signal of the auxiliary instrument transformer and the auxiliary current transformer, and the sample and hold circuits 7a to 7f.
Samples and holds the signal at a predetermined timing.
The multiplexer 8 selects one of the sampled and held signals, and the AD converter 9 converts the signal into digital data. The CPU 11 executes a program previously written in the ROM 12, and performs an error component extraction process and a measurement process described later. The RAM 13 is used as a working area for temporary storage of sampling data and various operations. The CPU 11 supplies timing signals to the AD converter 9, the multiplexer 8, and the sample hold circuits 7 a to 7 f via the I / O port 10, and reads digital data from the AD converter 9. The transmission interface 14 controls transmission to the host device, and the CPU 11 transmits measurement results and the like to the host device via the transmission interface 14. The display interface 15 controls the display panel 16, and the CPU 11 displays the measurement result on the display panel 16 via the display interface 15.

【００６９】図６は図５に示した状態で誤差成分の抽出
を行った後、実際の電力測定を行う場合の構成を示すブ
ロック図である。図６においてＰＴはそれぞれ電力系統
のＡ相，Ｂ相，Ｃ相の電圧を検出する計器用変圧器、Ｃ
ＴはＡ相の電流を検出する変流器である。この例ではＡ
相にのみ変流器が設けられていて、Ａ相の電力測定を行
う。FIG. 6 is a block diagram showing a configuration in which actual power measurement is performed after the error component is extracted in the state shown in FIG. In FIG. 6, PT is an instrument transformer for detecting the voltage of the A-phase, B-phase, and C-phase of the power system, respectively.
T is a current transformer that detects an A-phase current. In this example, A
A current transformer is provided only for the phase, and the power measurement of the A phase is performed.

【００７０】図７は誤差成分抽出処理の手順を示すフロ
ーチャートである。まず図５に示したように、外部より
測定装置の補助計器用変圧器および補助変流器に基準信
号を入力し、その状態で基本波周波数における１周期の
整数倍の周期にわたって一定データ数のサンプリングを
行う。続いて〔数１〕〜〔数４〕に示した演算によって
Ａ相，Ｂ相，Ｃ相の各相電圧のオフセットｖoa，ｖob，
ｖocおよびＡ相電流のオフセットｉoaを算出する。その
後、〔数５〕〜〔数１１〕の演算によってＶaに対する
Ｖcbの位相誤差εγを算出し、〔数１２〕によってＶa
に対するＩa の位相誤差εαを算出する。さらに〔数１
４〕〜〔数２４〕によってＶa ，Ｖb ，Ｖc ，Ｉa のゲ
イン誤差εva，εvb，εvc，εiaをそれぞれ算出する。FIG. 7 is a flowchart showing the procedure of the error component extraction process. First, as shown in FIG. 5, a reference signal is externally input to the auxiliary instrument transformer and the auxiliary current transformer of the measuring device, and in this state, a constant number of data is obtained over an integral multiple of one cycle at the fundamental frequency. Perform sampling. Subsequently, the offsets voa, vob, and voa, vob, of the A-phase, B-phase, and C-phase voltages are calculated by the calculations shown in Equations 1 to 4.
The offset ioa of voc and the A-phase current is calculated. Then, the phase error εγ of Vcb with respect to Va is calculated by the operations of [Equation 5] to [Equation 11], and Va is calculated by [Equation 12].
Is calculated with respect to Ia. Furthermore, [Equation 1
The gain errors εva, εvb, εvc, and εia of Va, Vb, Vc, and Ia are calculated according to [4] to [Equation 24].

【００７１】図８は測定処理の手順を示すフローチャー
トである。まず誤差成分の抽出を行う。この処理は図７
に示した処理によって行う。その後、測定対象に設けら
れているＰＴおよびＣＴを入力端子に接続し、一定デー
タ数のサンプリングを行い、〔数２５〕および〔数２
６〕に示した演算によってゲイン誤差とオフセット誤差
の補正を行った有効電力Ｐａ′および無効電力Ｑａ′を
算出する。その後、〔数２７〕および〔数２８〕に示し
た演算によって位相誤差分の補正を行って真の有効電力
Ｐａおよび無効電力Ｑａを算出し、これを表示パネルへ
出力し、さらにホスト装置へ転送する。以降同様の処理
を繰り返し行うが、例えば測定条件が変更された場合
や、一定期間が経過した場合など、誤差成分に変化が生
じた可能性のある時点で、図７に示した処理によって誤
差成分を再抽出する。FIG. 8 is a flowchart showing the procedure of the measurement process. First, an error component is extracted. This process is shown in FIG.
Is performed by the processing shown in FIG. After that, the PT and CT provided on the object to be measured are connected to the input terminals, and a fixed number of data is sampled.
6], the active power Pa ′ and the reactive power Qa ′, which have been corrected for the gain error and the offset error, are calculated. After that, the true active power Pa and the reactive power Qa are calculated by correcting the phase error by the calculations shown in [Equation 27] and [Equation 28], output to the display panel, and further transferred to the host device. I do. Thereafter, the same processing is repeated, but when the error component may possibly change, for example, when the measurement conditions are changed or when a certain period of time has elapsed, the error component is processed by the processing shown in FIG. Is re-extracted.

【００７２】尚、上述の説明ではＡ相の電力を求める例
を示したが、他のＢ相・Ｃ相についても、それらの相に
変流器が設置されていれば、同様にしてＢ相・Ｃ相の有
効電力と無効電力を求めることができる。In the above description, the example of obtaining the power of the phase A has been described. However, the other phases B and C may be similarly operated if the current transformers are installed in those phases.・ The active power and reactive power of the C phase can be obtained.

【００７３】[0073]

【発明の効果】この発明によれば、入力部の補助変成器
やアナログ回路によるゲイン誤差、オフセット誤差およ
び位相誤差の各種誤差要因が打ち消されて、高精度な電
力測定が可能となる。また、従来のようなゲイン調整つ
まみの調整も不要となって、較正作業が簡略化され、誤
った較正動作がなされることもない。According to the present invention, various error factors such as a gain error, an offset error, and a phase error caused by the auxiliary transformer and the analog circuit in the input section are canceled, and high-precision power measurement can be performed. Further, it is not necessary to adjust the gain adjustment knob as in the related art, so that the calibration operation is simplified, and an erroneous calibration operation is not performed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】Ｖa とＶcbとの位相差を示すベクトル図であ
る。FIG. 1 is a vector diagram showing a phase difference between Va and Vcb.

【図２】Ｖa に対するＩa の位相誤差を示すベクトル図
である。FIG. 2 is a vector diagram showing a phase error of Ia with respect to Va.

【図３】Ｖa に対するＩa の位相誤差およびＶa に対す
るＶcbの位相誤差を示すベクトル図である。FIG. 3 is a vector diagram showing a phase error of Ia with respect to Va and a phase error of Vcb with respect to Va.

【図４】ゲイン，オフセット誤差の補正および位相誤差
の補正の関係を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a relationship between correction of a gain and offset error and correction of a phase error.

【図５】誤差成分抽出時の構成を示すブロック図であ
る。FIG. 5 is a block diagram showing a configuration at the time of extracting an error component.

【図６】測定時の構成を示すブロック図である。FIG. 6 is a block diagram showing a configuration at the time of measurement.

【図７】誤差成分抽出処理の手順を示すフローチャート
である。FIG. 7 is a flowchart illustrating a procedure of an error component extraction process.

【図８】測定処理の手順を示すフローチャートである。FIG. 8 is a flowchart illustrating a procedure of a measurement process.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

２ａ，２ｂ，２ｃ−電圧アンプ ３ａ，３ｂ，３ｃ−電流アンプ ４ａ，４ｂ，４ｃ−補助計器用変圧器 ５ａ，５ｂ，５ｃ−補助変流器 ＰＴ−計器用変圧器 ＣＴ−変流器 2a, 2b, 2c-Voltage amplifier 3a, 3b, 3c-Current amplifier 4a, 4b, 4c-Auxiliary instrument transformer 5a, 5b, 5c-Auxiliary current transformer PT-Instrument transformer CT-Current transformer

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 電力測定の対象となる相を電力測定対象
相とし、この電力測定対象相の電流を検出する変流器お
よび各相の電圧を検出する計器用変圧器からの信号を入
力部に入力して前記電力測定対象相の電力を測定する単
相電力測定方法であって、 前記電力測定対象相をＡ相、それ以外をＢ相・Ｃ相とし
たとき、前記入力部に既知の電圧・電流信号を加えて、
各相の検出電圧Ｖa ，Ｖb ，Ｖc および検出電流Ｉa を
得るとともに、各値の実数・虚数成分を求め、これらの
値に基づいて検出値に重畳される直流分であるオフセッ
トｖoa, ｖob, ｖoc, ｉoa、入力に対する検出値の利得
の誤差であるゲイン誤差εva, εvb, εvc, εiaならび
に電力測定対象相の電圧Ｖa に対する電流Ｉa の位相誤
差εαおよび電力測定対象相以外の相の差電圧Ｖcbに対
する電力測定対象相の電流Ｉa の位相誤差εβを求め、 電力測定対象相の電圧Ｖa ，電流Ｉa に対して、それら
のオフセットｖoa, ｉoa分の補正およびゲイン誤差εv
a, εia分の補正を行って、オフセットおよびゲイン誤
差補正後の有効電力Ｐａ′を求め、電力測定対象相の電
流Ｉa と他の相の電圧Ｖb ，Ｖc に対して、それらのオ
フセットｉoa, ｖob, ｖoc分の補正およびゲイン誤差ε
ia, εvb, εvc分の補正を行って、オフセットおよびゲ
イン誤差補正後の無効電力Ｑａ′を求め、 前記位相誤差εαと前記無効電力Ｑａ′とから前記有効
電力Ｐａ′に対する位相誤差の補正を行い、前記位相誤
差εβと前記有効電力Ｐａ′とから前記無効電力Ｑａ′
に対する位相誤差の補正を行うことを特徴とする単相電
力測定方法。1. A power measurement target phase is set as a power measurement target phase, and a signal from a current transformer for detecting a current of the power measurement target phase and a signal transformer for detecting a voltage of each phase is input to the input unit. A single-phase power measuring method for measuring the power of the power measurement target phase by inputting the power measurement target phase to the power measurement target phase. Apply voltage and current signals,
The detection voltages Va, Vb, Vc and the detection current Ia of each phase are obtained, the real and imaginary components of each value are obtained, and offsets voa, vob, voc, which are DC components superimposed on the detection value based on these values, are obtained. , ioa, gain errors εva, εvb, εvc, εia, which are errors of the gain of the detected value with respect to the input, and a phase error εα of the current Ia with respect to the voltage Va of the power measurement phase and a difference voltage Vcb of the phase other than the power measurement phase. The phase error .epsilon..beta. Of the current Ia of the power measurement target phase is obtained, and the voltages Va and Ia of the power measurement target phase are corrected for the offsets voa and ioa and the gain error .epsilon.v.
a and εia are corrected to determine the active power Pa ′ after offset and gain error correction, and the offsets ioa and vob are applied to the current Ia of the phase to be measured and the voltages Vb and Vc of the other phases. , correction of voc and gain error ε
ia, εvb, εvc are corrected to determine the reactive power Qa ′ after offset and gain error correction, and the phase error for the active power Pa ′ is corrected from the phase error εα and the reactive power Qa ′. , The reactive power Qa ′ from the phase error εβ and the active power Pa ′.
A single-phase power measurement method, comprising correcting a phase error with respect to. 【請求項２】 電力測定の対象となる相を電力測定対象
相とし、この電力測定対象相の電流を検出する変流器お
よび各相の電圧を検出する計器用変圧器からの信号を入
力部に入力して前記電力測定対象相の電力を測定する単
相電力測定装置において、 前記電力測定対象相をＡ相、それ以外をＢ相・Ｃ相とし
たとき、前記入力部に既知の電圧・電流信号が加えられ
ているときに、各相の検出電圧Ｖa ，Ｖb ，Ｖc および
検出電流Ｉa を得るとともに、各値の実数・虚数成分を
求め、これらの値に基づいて検出値に重畳される直流分
であるオフセットｖoa, ｖob, ｖoc, ｉoa、入力に対す
る検出値の利得の誤差であるゲイン誤差εva, εvb, ε
vc, εiaならびに電力測定対象相の電圧Ｖa に対する電
流Ｉa の位相誤差εαおよび電力測定対象相以外の相の
差電圧Ｖcbに対する電力測定対象相の電流Ｉa の位相誤
差εβを求める手段と、 電力測定対象相の電圧Ｖa ，電流Ｉa に対して、それら
のオフセットｖoa, ｉoa分の補正およびゲイン誤差εv
a, εia分の補正を行って、オフセットおよびゲイン誤
差補正後の有効電力Ｐａ′を求め、電力測定対象相の電
流Ｉa と他の相の電圧Ｖb ，Ｖc に対して、それらのオ
フセットｉoa, ｖob, ｖoc分の補正およびゲイン誤差ε
ia, εvb, εvc分の補正を行って、オフセットおよびゲ
イン誤差補正後の無効電力Ｑａ′を求めるオフセット・
ゲイン誤差補正手段と、 前記位相誤差εαと前記無効電力Ｑａ′とから前記有効
電力Ｐａ′に対する位相誤差の補正を行い、前記位相誤
差εβと前記有効電力Ｐａ′とから前記無効電力Ｑａ′
に対する位相誤差の補正を行う位相誤差補正手段とを設
けたことを特徴とする単相電力測定装置。2. A power measurement target phase is a power measurement target phase, and a signal from a current transformer for detecting a current of the power measurement target phase and an instrument transformer for detecting a voltage of each phase is input to an input unit. A single-phase power measuring device for measuring the power of the power measurement target phase by inputting the power to the power measurement target phase, and setting the power measurement target phase to the A phase and the other phases to the B phase and C phase. When the current signal is being applied, the detection voltages Va, Vb, Vc and the detection current Ia of each phase are obtained, and the real and imaginary components of each value are obtained, and are superimposed on the detection value based on these values. Offsets voa, vob, voc, ioa, which are DC components, and gain errors εva, εvb, ε, which are errors in the gain of the detection value with respect to the input.
means for determining a phase error εα of the current Ia with respect to the voltage Va of the power measurement target phase, and a phase error εβ of the current Ia of the power measurement phase with respect to the difference voltage Vcb of the phase other than the power measurement target phase. The phase voltage Va and the current Ia are corrected for the offsets voa and ioa and the gain error εv
a and εia are corrected to determine the active power Pa ′ after offset and gain error correction, and the offsets ioa and vob are applied to the current Ia of the phase to be measured and the voltages Vb and Vc of the other phases. , correction of voc and gain error ε
ia, εvb, εvc are corrected, and the offset / gain error corrected reactive power Qa ′ is calculated.
Gain error correcting means, for correcting a phase error with respect to the active power Pa 'from the phase error εα and the reactive power Qa', and obtaining the reactive power Qa 'from the phase error εβ and the active power Pa'
And a phase error correction means for correcting a phase error with respect to the phase difference.