专利名称：电力计量装置以及使用该电力计量装置的电力计量系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及电力计量装置以及使用该电力计量装置的电力计量系统。
背景技术：
以往，作为使用了计量从电源向负荷供给的电力的电力计量装置的系统，存在一种远程诊断系统(例如，参照日本国专利公开2010-4264号公报、日本国专利公开2010-4346号公报、日本国专利公开2010-11558号公报)和重叠(stacking)型的电力仪表。如图3所示，由重叠型的电力仪表构成的电力计量装置Ia由基本单元I la、扩展单元12a、电流互感器CTl CT4构成。电力计量装置Ia计量自商用电源、即电源2供给到负荷3a 3d的电力。 在电源2的主干电路Dl中设置有主断路器BI，从主干电路Dl形成5个分支电路D2 D6。在分支电路D2中设置有保护用断路器B2，保护用断路器B2的次级侧连接有基本单元11a。另外，在分支电路D3 D6中分别设置有保护用断路器B3 B6，在保护用断路器B3 B6的次级侧分别连接有负荷3a 3d。即、通过主干电路Dl与分支电路D2 D6形成了从同一电源2供给电力的一个电源系统K0。另外，对于电力计量装置Ia而言，其基本单元Ila计量分支电路D3、D4的电力，扩展单元12a计量分支电路D5、D6的电力。基本单元Ila具备检测分支电路D2的电压的电压检测部(未图示)。由于分支电路D2自与分支电路D3 D6相同的电源2供给电力，所以可以视分支电路D2的电压与分支电路D3 D6的电压为相同的。即、基本单元Ila的电压检测部通过检测分支电路D2的电压，来检测从电源2输出到负荷3a 3d的电压。另外，基本单元Ila与电流互感器CT1、CT2连接。电流互感器CTl检测从电源2供给到负荷3a的电流，电流互感器CT2检测从电源2供给到负荷3b的电流。然后，基本单元Ila根据电压检测部的检测结果和电流互感器CT1、CT2的检测结果，计算从电源2供给到负荷3a、3b的电力。即、基本单元Ila计算分支电路D3、D4的电力。然后，基本单元Ila将计算结果显示于显示部115。另外，扩展单元12a用于增加可计量与基本单元I Ia相同的电源系统KO中的计量的测定点，扩展单元12a计量分支电路D5、D6的电力。扩展单元12a通过安装在基本单元Ila的侧面，使得形成在相互对置面上的未图示的连接器彼此嵌合连接，在基本单元Ila与扩展单元12a之间形成有通信路径以及电力供给路径。扩展单元12a与电流互感器CT3、CT4连接。电流互感器CT3检测从电源2向负荷3c供给的电流，电流互感器CT4检测从电源2向负荷3d供给的电流。此外，扩展单元12a不具备电压检测部，而经由形成在与基本单元Ila之间的通信路径，从基本单元I取得从电源2输出到负荷3c、3d的电压值。另外，扩展单元12a根据从电源2输出到负荷3c、3d的电压值以及电流值，计算从电源2供给到负荷3c、3d的电力。即、扩展单元12a计算分支电路D5、D6的电力。然后，扩展单元12a将计算出的电力值经由通信路径向基本单元Ila发送。使用基本单元Ila的显示部115显示发送来的电力值。
另外，基本单元I Ia具备根据电源2的输出电压生成驱动电压的电源电路，通过使用该驱动电压使基本单元Ila动作。另外，基本单元Ila经由形成在与扩展单元12a之间的电力供给路径，将驱动电压向扩展单元12a输出，扩展单元12a使用该驱动电压动作。但是，图3所述的电力计量装置Ia需要基本单元Ila可计量的分支电路D3、D4与扩展单元12a可计量的分支电路D5、D6是同一电源系统K0。另外，在要计量不同的电源系统的电力时，需要按每一个电源系统设置基本单元11a。但是，基本单元Ila具备由电源2的输出电压生成驱动电压的电源电路。该电源电路对电源2输出的交流电压(AC100V / 200V)进行整流而生成直流电压的AC / DC转换器，另外，由于被输入比较高的电压，所以按照耐压高的方式构成，因此尺寸变大。由此，具备这样的电源电路的基本单元Ila也由于尺寸变大，所以在设置有多台基本单元Ila的情况下，存在电力计量装置大型化的问题。因此，用户迫切希望能够实现电源计量装置的小型化，并且在由基本单元与扩展单元构成的重叠型电力计量装置中，能够计量不同的电源系统的电力。
发明内容
本发明是鉴于上述事由而提出的，其目的在于提供一种能够小型化，并且能够通过母机与子机来计量不同的电源系统的电力的电力计量装置以及具备该电力计量装置的电力计量系统。本发明的电力计量装置具备母机与子机。所述母机具有检测从第I电源系统供给到第I负荷的电压的第I电压检测部；检测从所述第I电源系统供给到所述第I负荷的电流的第I电流检测部；根据所述第I电压检测部以及所述第I电流检测部的检测结果，计算从所述第I电源系统供给到所述第I负荷的电力的第I电力计量部；输出驱动电压的电源部，电力计量装置使用所述电源部输出的所述驱动电压进行工作。所述子机通过从所述母机的所述电源部供给的所述驱动电压进行工作，所述子机具备检测从第2电源系统输出到第2负荷的电压的第2电压检测部；检测从所述第2电源系统供给到所述第2负荷的电流的第2电流检测部；根据所述第2电压检测部以及所述第2电流检测部的检测结果，计算从所述第2电源系统供给到所述第2负荷的电力的第2电力计量部，所述子机将所述第2电力计量部的计量结果发送到所述母机。本发明的电力计量系统具备向所述第I负荷供给电力的所述第I电源系统；向所述第2负荷供给电力的所述第2电源系统；和所述电力计量装置。对于所述电力计量装置而言，由所述母机检测从所述第I电源系统供给到所述第I负荷的电力，由所述子机检测从所述第2电源系统供给到所述第2负荷的电力。本发明的电力计量装置具有能够实现小型化，并且能够通过母机与子机计量不同的电源系统的电力这一效果。
图I是本发明的实施方式的电力计量装置的模块构成图。图2是本发明的实施方式的电力计量系统的概略构成图。图3是以往的电力计量系统的概略构成图。
具体实施例方式以下，基于附图对本发明的实施方式进行说明。(实施方式)图I是表示本实施方式的电力计量装置I的模块构成图，图2是表示本实施方式的电力计量系统的概略构成图。本实施方式的电力计量装置I包括基本单元11、扩展单元12、电流互感器CTl CT4 (母机侧的电流互感器CTl、CT2以及子机侧的电流互感器CT3、CT4)，该电力计量装置I进行从电源2a (第I电源)向负荷3a、3b供给的电力以及从电源2b (第2电源)向负荷3c、3d供给的电力的计量。在本实施方式的电力计量装置中，由基本单元11与电流互感器CT1、CT2构成母机。另外，由扩展单元12与电流互感器CT3、CT4构成子机。
基本单元11的侧面(图I的右侧的侧面)形成有连接器CN1。另外，扩展单元12的侧面(图I的左侧的侧面)形成有连接器CN2。通过将扩展单元12安装在基本单元11的侧面，连接器CNl与CN2嵌合而相互连接。其中，在本实施方式的电力计量装置I中，扩展单元12在物理上被安装成与基本单元11直接接触(参照图2)。因此，能够缩小电力计量装置I的设置空间。在电源2a的主干电路Dla中设置有主断路器Bla，从主干电路Dla形成有3个分支电路D2 D4。这些分支电路D2、D3、D4并列地形成。在分支电路D2中设置有保护用断路器B2，保护用断路器B2的次级侧与基本单元11连接。另外，在分支电路D3、D4中设置有保护用断路器B3、B4，保护用断路器B3、B4的次级侧与负荷3a、3b (第I负荷)连接。即、由主干电路Dla与分支电路D2 D4形成一个电源系统Kl (第I电源系统)。另外，在电源2b的主干电路Dlb中设置有主断路器Blb，从主干电路Dlb形成有3个分支电路D5 D7。这些分支电路D5、D6、D7并列地形成。分支电路D7与扩展单元12连接。另外，在分支电路D5，D6中设置有保护用断路器B5、B6，保护用断路器B5、B6的次级侧与负荷3c、3d (第2负荷)连接。即、由主干电路Dlb与分支电路D5 D7形成一个电源系统K2 (第2电源系统)。另外，对于本实施方式的电力计量装置I而言，基本单元11计量分支电路D3、D4的电力，扩展单元12计量分支电路D5、D6的电力。S卩、本实施方式的电力计量系统具备电力计量装置I、第I电源系统K1、第2电源系统K2，由母机检测从第I电源系统Kl向第I负荷3a、3b供给的电力，由子机检测从第2电源系统K2向第2负荷3c、3d供给的电力。以下，对本实施方式的电力计量装置I进行说明。首先，对基本单元11进行说明。如图I所示,基本单元11包括电压检测部111、电流输入部112、电力计量部113、控制部114、显示部115和电源电路116。电压检测部111 (第I电压检测部)检测分支电路D2的电压。由于分支电路D2从与分支电路D3、D4相同的电源2a供给电力，所以可以将分支电路D2的电压与分支电路D3、D4的电压视为相同的电压。即、基本单元11的电压检测部111通过检测分支电路D2的电压，来检测从电源2a输出到负荷3a、3b (第I负荷)的电压。此外，如图2所示，设置在基本单元I的上部的端子台Tl的端子构成了电压检测部111的输入端子。
电流输入部112与电流互感器CT1、CT2 (第I电流检测部)连接。电流输入部112将电流互感器CTI、CT2的检测结果向电力计量部113输出。此外，电流互感器CTl检测从电源2a向负荷3a供给的电流，电流互感器CT2检测从电源2a向负荷3b供给的电流。另外，电力计量部113 (第I电力计量部)通过执行存储在存储部113a中的固件，根据电压检测部111的检测结果与电流互感器CT1、CT2的检测结果，计算从电源2a向负荷3a、3b供给的各电力。S卩、基本单元11能够计量电源系统Kl中的分支电路D3、D4的电力。此外，控制部114通过执行存储在存储部114a中的固件，使用显示部115显示电力计量部113的计算结果。另外，端子台Tl的端子兼用作电压检测部111的输入端子与电源电路116的输入端子，电源电路116 (电源部)转换电源2a的输出电压，生成用于使基本单元11工作的驱动电压。其中，在本实施方式中，电源2a由交流电源构成，电源电路116包括AC / DC转换器。另外，电源电路116对电源2a的输出电压进行AC / DC转换，生成3. 3V以及5V的驱动电压，基本单元11利用该驱动电压进行工作。即、本实施方式的电源电路116 (电源部) 构成为，将电源系统Kl的交流电压转换成直流电压，并将该直流电压作为驱动电压输出。另外，基本单元11具备脉冲输出电路117a、脉冲输入电路117b、RS485通信电路117c、USB通信电路117d，能够经由这些电路117a 117d与外部设备进行信号的收发。此夕卜，如图2所示，设置在基本单元11的下部的端子台T2的端子构成了脉冲输出电路117a、脉冲输入电路117b、RS485通信电路117c的输入输出端子。另外，图2中的T3为USB通信电路117d的输入输出端子、即USB连接端子。接下来，对扩展单元进行说明。扩展单元12包括电压检测部121、电流输入部122、电力计量部123和电源电路126，该扩展单元12计量分支电路D5、D6的电力。扩展单元12被安装在基本单元11的侧面，通过形成在相互对置面上的连接器CN1、CN2彼此嵌合而连接，在基本单元11与扩展单元12之间形成有通信路径LI以及电力供给路径L2。扩展单元12通过从基本单元11的电源电路116经由电力供给路径L2被供给驱动电压进行工作。其中，在本实施方式的电力计量装置I中，考虑到电力供给路径L2中的电压压降、噪声等而对扩展单元12设置了电源电路126。电源电路126包括DC / DC转换器，经由电力供给路径L2与基本单元11的电源电路116连接。此外，电源电路126对电源电路116的输出电压进行升降压以生成3. 3V以及5V的驱动电压，扩展单元12利用该驱动电压进行工作。此外，还可以构成为，省略电源电路126，扩展单元12直接使用从电源电路116输出的驱动电压进行工作。即、扩展单元12也可以是不具有电源电路126的构成。电压检测部121 (第2电压检测部)检测分支电路D7的电压。由于分支电路D7从与分支电路D5、D6相同的电源2b被供给电力，所以可以将分支电路D7的电压与分支电路D5、D6的电压视为相同的电压。即、扩展单元12的电压检测部121通过检测分支电路D7的电压，检测从电源2b供给到负荷3c、3d (第2负荷)的电压。电流输入部122与电流互感器CT3、CT4 (第2电流检测部)连接。电流输入部122将电流互感器CT3、CT4的检测结果向电力计量部123输出。其中，电流互感器CT3检测从电源2b向负荷3c供给的电流，电流互感器CT4检测从电源2b供给到负荷3d的电流。另外，电力计量部123 (第2电力计量部)通过执行存储在存储部123a中的固件，根据电压检测部121的检测结果与电流互感器CT3、CT4的检测结果，计算从电源2b向负荷3c、3d供给的电力。即、扩展单元12能够计量电源系统K2中的分支电路D5、D6的电力。另夕卜，电力计量部123将计算结果经由通信路径LI向基本单元11的控制部114发送，控制部114使用显示部115来显示电力计量部123的计算结果。控制部114例如可以使用显示部115来显示由电力计量部113、123计算出的向负荷3a 3d供给的电力量的合计值。另外，控制部114还可以分别独立地使用显示部115来显示由电力计量部113计算出的向负荷3a以及负荷3b供给的电力量的合计值、和由电力计量部123计算出的向负荷3c以及负荷3d供给的电力量的合计值。另外，扩展单元12具备脉冲输出电路127a，能够与外部设备进行信号的交换。这样，在本实施方式的电力计量装置I中，由于扩展单元12具备电压检测部121，所以扩展单元12能够计量与基本单元11不同的电源系统K2的电力。因此，如图2所示，即使在使用了 2个电源2a，2b的情况下，也能够由基本单元11计量电源系统Kl中的分支电路D3、D4的电力，由扩展单元12计量电源系统K2中的分支电路D5、D6的电力。此外，通过使用本实施方式的电力计量装置1，即使在电源2a、2b的种类相互不同的情况下，也能够计量电力。例如，即使在电源2a由单相2线制、电源2b由三相3线制构成的情况下，也能够由基本单元11计量从电源2a供给到负荷3a、3b的电力，由扩展单元12计量从电源2b供给到负荷3c、3d的电力。另外，在本实施方式的电力计量装置I中，被构成为通过从基本单元11供给驱动电压，使扩展单元12动作。因此，扩展单元12中不需要用于对电源2a、2b输出的交流电压进行整流而生成直流电压的AC / DC转换器。换言之，本实施方式的电力计量装置I中仅基本单元11 (母机)具备由AC / DC转换器构成的电源部。另外，在本实施方式的电力计量装置I中，扩展单元12虽然具有电源电路126，但电源电路126还可以由DC / DC转换器构成，对电源电路116输出的电压进行升降压而生成3. 3V以及5V。由此，由于输入到电源电路126的电压比较低，所以不追求耐压性能。即、能够使设置于扩展单元12中的电源电路126的尺寸比设置于基本单元11中的电源电路116小。另外，如上述那样，也可以省略电源电路126。因此，能够将扩展单元12的尺寸小型化，还可以使电力计量装置I小型化。即、本实施方式的电力计量装置I能够实现小型化，并且能够通过基本单元11 (母机)与扩展单元12 (子机)计量不同的电源系统的电力。另外，本实施方式的电力计量系统具备上述的电力计量装置1，能够计量第I电源系统Kl中的消耗电力和与第I电源系统Kl不同的第2电源系统K2中的消耗电力。此外，在本实施方式中，虽然对基本单元11设置了 I台扩展单元12，但还可以设置多台扩展单元12。该情况下，第2台以后的扩展单元12被安装在已安装的扩展单元12的侧面。此时，设置在扩展单元12、12之间的相互对置面上的连接器彼此通过嵌合而连接，在扩展单元12、12彼此间形成有通信路径以及电力供给路径。此外，经由基本单元11与扩展单元12之间的电源供给路径L2以及扩展单元12彼此间的电源供给路径，从基本单元11向全部扩展单元12供给驱动电压。另外，扩展单元12的计量结果经由扩展单元12彼此间的通信路径、以及扩展单元12与基本单元11之间的通信路径LI被发送到基本单元11，并使用基本单元11的显示部115进行显示。
权利要求
1.一种电力计量装置，其特征在于，具备 母机，该母机具有检测从第I电源系统供给到第I负荷的电压的第I电压检测部；检测从所述第I电源系统供给到所述第I负荷的电流的第I电流检测部；根据所述第I电压检测部以及所述第I电流检测部的检测结果，计算从所述第I电源系统供给到所述第I负荷的电力的第I电力计量部；和输出驱动电压的电源部，该母机使用所述电源部输出的所述驱动电压进行工作； 子机，其通过自所述电源部所供给的所述驱动电压进行工作，该子机具有检测从第2电源系统供给到第2负荷的电压的第2电压检测部；检测从所述第2电源系统供给到所述第2负荷的电流的第2电流检测部；根据所述第2电压检测部以及所述第2电流检测部的检测结果，计算从所述第2电源系统供给到所述第2负荷的电力的第2电力计量部；该子机将所述第2电力计量部的计量结果发送到所述母机。
2.一种电力计量系统，其特征在于， 具有向第I负荷供给电力的第I电源系统；向第2负荷供给电力的第2电源系统；和权利要求I所述的电力计量装置， 对于所述电力计量装置而言，由所述母机检测从所述第I电源系统供给到所述第I负荷的电力，由所述子机检测从所述第2电源系统供给到所述第2负荷的电力。
全文摘要
本发明涉及电力计量装置以及使用了该装置的电力计量系统。电力计量装置(1)具有母机和子机，该母机具备检测电源(2a)的输出电压的电压检测部(111)；检测从电源(2a)供给到负荷(3a)的电流的电流互感器(CT1)；计算从电源(2a)供给到负荷(3a)的电力的电力计量部(113)；输出驱动电压的电源电路(116)，该母机使用驱动电压进行工作，所述子机通过从电源电路(116)供给的驱动电压进行工作，并具备检测电源(2b)的输出电压的电压检测部(121)；检测从电源(2b)供给到负荷3c的电流的电流互感器(CT3)；计算从电源(2b)供给到负荷(3c)的电力的电力计量部(123)，所述子机将电力计量部(123)的计量结果发送到基本单元(11)。
文档编号G01R22/00GK102798755SQ201210159908
公开日2012年11月28日 申请日期2012年5月22日 优先权日2011年5月24日
发明者田口敦士, 儿岛幸功 申请人:松下电工神视龙野株式会社