ブロンデルの定理は、発見者であるフランスの電気技師アンドレ・ブロンデルにちなんで名付けられ、電気エネルギーの測定とそのような測定の検証の両方を簡素化しようとした彼の試みの結果です。
その結果、あらゆる電気導体システムにおけるエネルギー消費量を測定するために必要なワット時メーターの最小数を規定する簡単なルールが生まれました。
この定理は、 N本の導体システムに供給される電力は、N個のワットメータで測定される電力の代数和に等しいことを述べています。N個の ワットメータは個別に接続され、それぞれがN本の導体の1本に流れる電流レベルと、その導体と共通点間の電位レベルを測定します。さらに簡略化すると、共通点が導体の1本にある場合、その導体のメータは取り除くことができ、必要なメータはN-1個だけです。 電気エネルギーメータは、測定値が時間的に積分されるワットメータであるため、この定理はワット時メータにも適用されます。[1] ブロンデルは、この結果に関する論文を執筆し、1893年にシカゴで開催された国際電気会議に提出しました。彼は会議には出席していませんが、彼の論文は出版されたProceedingsに収録されています。[2]
N-1 個の個別のメーターを使用する代わりに、家庭や企業に供給されるエネルギーの測定などの商業目的で、メーターは単一のハウジングに統合されます。電流測定ユニットと電位測定ユニットの各ペアは、固定子または要素と呼ばれます。したがって、たとえば、4 線式サービスのメーターには 3 つの要素が含まれます。ブロンデルの定理は、N 線式サービスが N-1 要素メーターで正しく測定されることを規定することにより、電気事業作業者の作業を簡素化します。残念ながら、単一の電位測定ユニットと単一の電流測定ユニットがきちんとペアになっていないメーターが存在するため、作業者には混乱が生じます。たとえば、以前は 2 つの電位コイルと 3 つの電流コイルを含む 4 線式サービスに使用されていたメーターは、2.5 要素メーターと呼ばれていました。
ブロンデルの不遵守
N 線サービスの N-1 要素の要件を満たす電気エネルギー メーターは、多くの場合Blondel 準拠 であると言われます。このラベルは、メーターが正しく設置されていれば、どのような状況でも正しく測定するメーターであることを示します。ただし、メーターは、適切に正確な測定を提供するために Blondel 準拠である必要はなく、業界の慣行では、このような非準拠のメーターが使用されることがよくあります。2S メーターの形式は、このようなサービスでは非準拠であるにもかかわらず、住宅用 3 線サービスの計測で広く使用されています。この一般的な住宅サービスは、2 本の 120 ボルト線と 1 本の中性線で構成されます。このようなサービス用の Blondel 準拠メーターには 2 つの要素 (およびこのようなメーターを受け入れるための 5 ジョー ソケット) が必要ですが、2S メーターは単一要素メーターです。2S メーターには、1 つの電位測定デバイス (コイルまたは電圧計) と 2 つの電流測定デバイスが含まれます。電流測定デバイスの測定値は、実際の電流値の半分に相当します。単一の電位コイルと 2 つのいわゆるハーフ コイルの組み合わせにより、ほとんどの状況で高精度の計測が可能になります。このメータは電気産業の初期の頃から使用されています。利点は、単一の電位コイルのコストが低いことと、誘導メータで単一のディスクを駆動する 2 つの要素間の干渉を回避できることです。線間負荷の場合、このメータは Blondel に準拠しています。このような負荷は 2 線式負荷であり、単一要素メータで十分です。このメータが準拠していない問題は、線と中性点間の負荷を測定する場合に発生します。このメータの設計では、線間接続の電位値に電流値の半分を組み合わせることで、2 要素測定に近似します。2 つの線と中性点間の接続が正確に平衡している場合、線間電位は線と中性点間の接続の正確に 2 倍になります。電位の 2 倍に電流の半分を掛けると、平衡電位の下で実際の電力値に近似し、等しくなります。線間負荷の場合、電流値の半分の 2 倍に電位値を掛けると、実際の電力に等しくなります。 2本の線と中性線間の電位が不均衡で、かつ線と中性線間の負荷が均等に分散されていない場合、誤差が生じます。この誤差は0.5(V1-V2)(I1-I2)で表されます。ここで、V1とI1は一方の線と中性線間の電位と電流、V2とI2はもう一方の線と中性線間の電位と電流です。[1] 業界では通常、電位の精度は5%に保たれているため、負荷に大きな不均衡がない限り、誤差は許容範囲内に抑えられます。
この同じメーターは改造されたり、改造されたソケットに設置されたりして、2線式120ボルトサービス（メーター表面に2Wと再表示）に使用されています。この改造により、2つのハーフコイルが直列に接続され、フルコイルが形成されます。このような設置方法では、単相メーターはブロンデル規格に準拠しています。ブロンデル規格に準拠していない3線式240/480ボルトバージョンも存在します。また、14S型や15S型などのブロンデル規格に準拠していない三相メーターも使用されていますが、これらは最新のメーターに簡単に交換できるため、廃止品とみなすことができます。
参考文献
- ^ ab Archer E. Knowlton Electric Power Metering、McGraw-Hill Book Company、Inc.、1934年、77ページ
- ^ Proceedings. 1894. 2013年1月7日閲覧。
- ^ 「GEタイプI-70、IM-70、IW-70単相電力量計」(PDF) GEインダストリアル。2016年7月5日時点のオリジナル(PDF)からのアーカイブ。
