目次 計器

1. 計器の種類……………………………………… 1 1.1 計器の種類と受電回路上での取付位置…… 1 1.2 計器の種類と役割…………………………… 2

2. 計器用変成器…………………………………… 3 2.1 種類と役割…………………………………… 3 2.2 構造…………………………………………… 4 2.3 選定…………………………………………… 5 2.4 使用上の注意…………………………………11 2.5 特殊使用・その他 ……………………………13

3. 指示電気計器……………………………………18 3.1 種類と役割……………………………………18 3.2 機械式指示計器………………………………19 3.3 電子式指示計器………………………………23 3.4 使用上の注意（機械式・電子式共通）………25

4. トランスデューサ ………………………………31 4.1 種類と役割……………………………………31 4.2 構造……………………………………………32 4.3 選定……………………………………………33 4.4 使用上の注意…………………………………36 4.5 特殊使用・その他 ……………………………37

5. 電力量計 …………………………………………40 5.1 種類と役割……………………………………40 5.2 構造……………………………………………41 5.3 選定……………………………………………42 5.4 使用上の注意…………………………………54 5.5 特殊使用・その他 ……………………………56

6. デマンド監視制御装置・自動力率調整装置…57 6.1 種類と役割……………………………………57 6.2 電気料金体系…………………………………58 6.3 デマンド監視制御装置 ………………………59 6.4 自動力率調整装置……………………………6０

1

1. 計器の種類1.1 計器の種類と受電回路上での取付位置電気は動力，照明，熱源などとして現代社会では極めて重要な役割を果たしていますが，使い方を誤ると重大な災害を引起こしたり，社会機能を停止させてしまうことにもなりかねません。このため，電気をより安全に，より確実に，安定供給するために信頼性のある電気設備や機器が必要となり，信頼性の高い運用が求められています。万一トラブルが発生したときには，迅速で的確な対応も求められています。電気設備や機器の信頼性や安全性を確保し，万一のトラブルに迅速に対応するためには，目に見えない電気（電圧や電流）を計器によって計測してビジブル化し，その値や変化量を正確に把握して適正なレベルに維持しておくことが必要です。また一方では限られたエネルギーを有効に活用する必要があります。無駄な電力消費をおさえ，効率良く電気を使用するには消費電力量を計器によって計測し，監視し，管理することが必要となります。信頼性，安全性の確保や電気の有効活用などのために下図 1.1 に示すように受電回路上のさまざまな部分に各種の計器が取付けられています。

VCT

6.6kV 3φ3W 60Hz PGS

DS

LA

89R

52R

CT

CT

CT

CT

52F

91

DS DS

DC VMC

SRX

SC

52C

CT

ACBまたはMCCB

MCCB ELCB

PF付 LBS

T

VT

Wh

Wh

DM

V VS

W A AS

Hz

MDA

V VS

V

W I ＞

U ＞

APFC

Wh A AS

AS

A AS

I ＞ A

AS I ＞

DM

印字 記録計

B/NET 電力エネルギ 管理システム

コンデンサ 制御回路

パルス 検出器

3

3

φ

図1.1　計器の種類と受電回路上での取付位置

2

1.2 計器の種類と役割計測信号の流れにしたがって計器の種類と役割を概略的に表したのが下図 1.2 です。計器の役割としては，まず測定対象の電圧や電流，周波数，電力，電力量，力率などの電気諸量の値や変化量を検出し，変換し，積算し，表示し，さらに測定量に比例したパルスを発信し，伝送し，監視し，記録するなどさまざまな役割をもっています。この中で検出と変換をおこなう計器が計器用変成器（計器用変圧器や変流器）とトランスデューサ（電力トランスデューサ，電圧トランスデューサなど）です。計測量の表示をおこなう計器が指示電気計器（電力計，電圧計，電流計など），計測量の積算と表示さらにパルス発信をおこなう計器が電力量計です。また電気を有効に活用するために監視や制御をおこなう計器として，デマンド監視制御装置，自動力率調整装置，パルス検出器があります。

測定対象 検出器 変換器

トランスデューサ 指示電気計器、電力量計

計器用変成器

VT：計器用変圧器

：パルス検出器

：電力トランスデューサ

：電力計

：電力量計 　発信装置付 　　電力量計

：電圧計

：電流計

：力率計

：検定付

（電子式）

（電子式）

：電圧トランスデューサ

：電流トランスデューサ

計器用変成器

CT：変流器

高圧用 低圧用

発信装置付電力量計 電力管理用計器

積算・表示器 パルス出力アナログ出力

信号の流れ

監視・記録装置

指示電気計器

電力量計

トランスデューサ

電力管理用計器

W

V

A

W

V

A

cosφ

Wh

Wh

：デマンド監視制御装置

：自動力率調整装置APFC

DM

パルス検出器

図1.2　計器の種類と役割

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2. 計器用変成器2.1 種類と役割計器用変成器は，次のような機能をもった機器です。　(1) 回路の高電圧または大電流を正確に低電圧，小電流に変成する。　(2) 二次側回路につながれた計器を危険な一次回路から絶縁する。国内規格ではつぎのように定義されています。　　　　JIS 規格：「電気計器または測定装置とともに使用する電流及び電圧の変成用機器で変流器（CT），計　　　　　　　　　器用変圧器（VT）及び計器用変圧変流器（VCTまたはMOF）の総称」。　　　　JEC規格：「保護継電器などとともに使用する電流及び電圧の変成用機器で変流器（CT），零相変　　　　　　　　　　流器（ZCT）及び計器用変圧器（VT）の総称」。計器用変成器のおもな種類を表 2.1 に示します。

表2.1　計器用変成器の種類名　　称

（外　　観）文字記号 図記号 説　　　　明 規　格

計器用変圧器VoltageTransformer

VT

高電圧を電圧計，電力計や継電器などが直接つなげる低電圧（一般に110V）に変成する機器で高電圧の計測に使用します。

JIS C1731-1（変流器）JIS C1731-2（計器用変圧器）標準用及び一般計測用

JIS C 1736電力需給用

JEC-1201保護継電器用

変流器CurrentTransformer

CT

大電流を電流計，電力計，継電器などが直接つなげる小電流に変成する機器で大電流の計測に使用します。

計器用変圧変流器Voltage & CurrentTransformer またはMetering Out Fit

VCTまたはMOF

VCT

または

計器用変圧器（VT）と変流器（CT）を一つにまとめたもので大電力の計測に使用します。電力量計と組合せて検定を受け，電力の取引きに使用します。電力会社が設置し，電力会社が管理します。

零相変流器Zero PhaseCurrentTransformer

ZCT 3

全ての一次側電線を貫通させて地絡事故時の零相電流（各線電流のベクトル和）を検出する変流器です。地絡継電器や漏電リレーと組合せて地絡保護に使用します。

JEC-1201保護継電器用

接地形計器用変圧器Earthed Type(Ground) VoltageTransformer

EVT（GVT）

大地と電路間，大地と電路中性点間の電圧の計測や三相回路の地絡事故時の零相電圧の検出に使用する計器用変圧器です。継電器と組合せて地絡保護に使用します。

JEC-1201保護継電器用

4

2.2 構造計器用変成器は一次，二次巻線部と一次，二次巻線間を電磁器的に結合する鉄心部及びそれをとりまく絶縁部で構成されています。代表的な計器用変成器の構造を図 2.1 に示します。巻線部は一次側巻線と二次側巻線に分かれており，これらは絶縁耐力の高い材料で絶縁された構造に，また一次側巻線と二次側巻線の電磁的結合を良くする構造になっています。一般的に一次側巻線は外側に，二次側巻線は内側に配置されています。また，貫通形変流器は取付時，一次導体を中心穴（鉄心）に貫通させて，これを一次側巻線とします。

図2.1　計器用変成器の構造

計器用変圧器

巻数，一次電圧，二次電圧の間には次の関係式が成立します。V1　N1―≒―V2　N2V1―………変圧比（VT比）V2

変流器

巻数，一次電流，二次電流の間には次の関係式が成立します。I1　 N2―≒―I2　 N1I1―………変流比（CT比）I2

零相変流器

正常時は貫通一次導体（U，V，W）各相の磁束は打ち消しあい，二次電流は流れません。地絡事故により零相電流が発生した場合に零相電流に比例した微小電流 I0 が二次側へ流れます。なお，継電器の動作確認用として試験巻線（端子kt，ℓt）を備えています。

注型用樹脂

二次巻線一次巻線

二次端子

名 板

VU

鉄心

取付足

ヒューズ k

二次巻線

取付足巻線形CT

鉄心一次巻線

一次端子

注型用樹脂

二次巻線

二次側端子

鉄心

取付足

貫通形CT

一次導体

二次端子

鉄心

二次巻線

取付足

W

V

U

一次導体

注型用樹脂

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2.3 選定計器用変成器をご注文の際には，次の項目をご指定いただく必要があります。

PD-50HF

形　　　名

6600/110V

変圧比・定格電圧

外国規格・検定組合せ計器など

特　殊　仕　様

計器用変圧器

●検定付をご注文の場合は周波数および検定組合せ計器（電力量計、変流器など）を必ずご指定ください。

CD-40K

形　　　名

100/5A

変流比・定格電流

外国規格・検定組合せ計器など

CD-40K 例： 100/5A 50Hz M2LHM-K5V, PD-50HFと組合せ

特　殊　仕　様

変流器

●検定付をご注文の場合は周波数および検定組合せ計器（電力量計、計器用変圧器など）を必ずご指定ください。

CW-40L

形　　　名

200/5A

変流比・定格電流

外国規格・熱帯処理など二種耐熱形

特　殊　仕　様

貫通形変流器

高圧回路の事故統計によると計器用変成器の選定ミスに起因する事故が意外に多くあります。したがって選定に際しては経済面からだけでなく，事故防止のために使用目的に最も適した計器用変成器を選ぶことが必要です。計器用変成器の使用例を図 2.2 に示します。

6600V 60Hz 12.5kA（短絡容量）

DS 200A

OCR MOC-A1T-R

接続電線2mm2　片道10m　往復負担4.6VA

VT PD-50HF 6600/110V 50VA 1.0級

負担調整器 T-100L

電力量計 M2LHM形 普通級

電力トランスデューサ T-101HW形 0.5級

交流電流計 YS-10NAA形 0-40A

8VA VT負担4.8VA CT負担2.2VA

VT負担0.3VA CT負担0.1VA

1VA 5VA

CT CD-25ANA 40/5A n > 10 1PS級

VCB 7.2kV 600A 12.5kA

Wh

V VS

3VA

交流電圧計 YS-10NAV形 0-9000V

A AS W I ＞

負荷電流 25A

図2.2　キュービクル式高圧受電設備における計器用変成器の使用例

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●用途，目的，規格を下表に示します。用　途 目　的 規　格

一般計測用電圧・電流・電力・力率などを計測する計器と組合せて使用するものです。

JIS C 1731 ｰ 1,2[ 計器用変成器 (一般計器及び標準用 )]

継電器用過電流・地絡・過電圧・不足電圧継電器などと組合

せて保護用として使用するものです。

JEC1201[ 計器用変成器 (保護継電器用 )]

電力需給用電力量計・無効電力量計・最大需要電力量計などと

組合せて電力需給に使用するものです。

JIS C 1736[ 計器用変成器 (電力需給用 )]

キュービクル式高圧受電設備用

計器による計測とともに保護用として過電流継電器が

二次回路に使用されているため，JIS C 4620の付属

書で「キュービクル式高圧受電設備用に使用する変流

器」として定められているものです。

JIS C 4620[ キュービクル式高圧受電設備用 ]

検定専用品

電力の取引き用として電力量計と組合せて使用する

場合には電力量計，計器用変圧器，変流器の諸特性

が計量法で定められており，これにもとづく検定が

必要で，このための専用品です。

一種耐熱形・二種耐熱形

消防庁告示第10号の「低圧で受電する非常用電源

専用受電設備の配電盤及び分電盤の基準」により，

耐熱性能をもった配・分電盤に収納される機器につ

いては，火災時でも消防用設備への通電を継続でき

る耐熱性能をもったものが必要となり，この基準に

定められた一種・二種登録機器に適合したものです。

操作電源用 高圧遮断器の操作電源用として製作されたものです。

（1）形名の選定

使用目的にあった形名を選定します。

形名は用途，構造，定格負担などによって構成されていますので用途にあわせて形名を選定します。

CD

形式記号（シリーズ） CW CD,EC BN BS

CW 定格負担 回路電圧

510152540

CD …5VA…10VA…15VA…25VA…40VA

L LP LM LS, LMS T S, SL

丸窓貫通形 一次巻込形 角窓貫通形 検定専用品 一種耐熱形 分割形

EC BN 0…6600V以下用 1…11000V用 2…22000V用

用途・構造 CWシリーズ

ANACNAK, NA，HENAGNALNBB

キュービクル式高圧受電設備用過電流強度40倍　　〃　　 75倍過電流強度150倍　　〃　　 300倍精密検定専用品

CDシリーズ ……低圧変流器 　…高圧変流器 ……高圧・特別高圧変流器 ……貫通形変流器

40 K ‒

図2.3　形名の構成

（2）確度階級用途によって①②の確度階級に分類 さ れ ます。

①確度階級（その 1：一般計器，継電器用の場合）　規格や精度により各種の階級がありますので，目的に応じて選定する必要があります。

注）P：一般保護継電器用　　　PS：低電流領域で良い精度を必要とする保護継電器と一般計器用　 G：地絡継電器用　※括弧内は規格としてはありますが，標準的に製作しておりません。

確　　度　　階　　級用　　　　途

JIS C 1731 JIS C 4620 JEC-12010.5 級 － － 精密計測用

1.0 級 〈1P級〉，1PS級 〈1P級　〉，1PS級 普通計測用・一般継電器用

〈3.0 級〉 － 〈3P級〉，3PS級 配電盤用・一般継電器用

－ － 3G級，5G級，10G級 地絡継電器用－ － L級 零相電流検出用（ZCT）

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契約最大電力（経産省推奨基準） 電力量計確度階級

JIS C 1736 JIS C 1731

電灯需要家及び500kW未満 普通電力量計 1.0W級 1.0 級

500kW以上精密電力量計，無効電力量計

0.5W級 0.5 級

10000kW以上 特別精密級電力量計 0.3W級 －

（3）定格負担VT・CTの二次側に接続することのできる負荷容量

（4）規格国際規格適合品が必要な場合，指定が必要

（5）使用環境特殊使用環境で使用する場合，指定が必要

②確度階級（その 2：電力取引の場合）　電力の取引・証明用として電力量計と組合せて使用する場合は，契約電力により選定す　る必要があります。

注）W級以外の階級のもの (例えば1.0 級 ) でも検定可能な機種もあります。

定格負担はVT・CTの二次側に接続される計器・継電器の消費負担VA の合計負担VA以上のものを選定します。CTの場合は接続電線の消費負担VAも加えることが必要です。計算例を下記に示します。

国内規格としては標準用及び一般計器用は JIS C 1731ｰ l，ｰ 2，保護継電器用は JEC 1201 がありますが，この場合，規格の指定は不要です。国際規格としては IEC 規格，ANSI 規格，BS 規格があり，各規格により，定格負担，確度階級が異なります。これらの規格に適合する必要がある場合は指定が必要です。

標準使用状態（17 頁 2.5.7 参照）と異なる次のような環境で使用する場合は指定が必要です。●高温・多湿… 熱帯処理 防カビ，防湿の特殊塗装，耐食メッキを施したものを使用●腐触性ガス… 耐食増し 金属部分に耐食性メッキを施したものを使用