JP2023058406A

JP2023058406A - Power-factor improvement method and power-factor improvement system

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Publication number: JP2023058406A
Application number: JP2021168456A
Authority: JP
Inventors: 貴之石川; Takayuki Ishikawa; 勇人石川; Hayato Ishikawa
Original assignee: Ishikawa Denso Co Ltd
Current assignee: Ishikawa Denso Co Ltd
Priority date: 2021-10-13
Filing date: 2021-10-13
Publication date: 2023-04-25
Anticipated expiration: 2041-10-13
Also published as: JP7002803B1

Abstract

To provide a power-factor improvement method capable of improving efficiency of a power-factor improvement on a ship even in situations where maintenance is difficult, and capable of realizing energy conservation.SOLUTION: A controller 110 extracts a capacitor 131 corresponding to a powered heavy load 6 from database 111, detects each accumulated operating time of the extracted capacitor 131, compares the accumulated operating time with each allowable operating time stored in the database 111, and inputs the capacitor 131 whose accumulated operating time does not exceed the allowable operating time.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、冷凍機やポンプ等の負荷を搭載する船舶において使用する、力率改善方法及び力率改善システムに関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a power factor correction method and a power factor correction system for use in ships equipped with loads such as refrigerators and pumps.

船舶は、港湾での停泊中は陸上電源から電力の供給を受けることができるが、航海中は外部から電力を供給できないので、船舶に搭載した燃料タンクの燃料を用いた発電機で自己発電し、船舶内の冷凍機やポンプ等の負荷に電力を供給する。 A ship can receive power from a land power source while it is anchored in a harbor, but cannot supply power from an external power source while it is at sea. , to supply power to loads such as refrigerators and pumps onboard the ship.

しかし、船舶では、使用している負荷の運転状況により消費電力が変動するため、発電機の力率も安定しない。船内発電機で発電した出力電力を負荷に供給する際に、コンデンサを用いて力率制御を行う方法がある（例えば、特許文献１参照）。 However, since the power consumption of a ship fluctuates depending on the operating conditions of the load being used, the power factor of the generator is also unstable. There is a method of performing power factor control using a capacitor when supplying output power generated by an onboard generator to a load (see, for example, Patent Document 1).

特開平４－２０８０２８号公報JP-A-4-208028

長い航海を行う船舶では、長期間にわたり力率改善を行うことになる。したがって、航海中に、コンデンサの使用時間が許容時間を超過することにより、メンテナンスを要する事態が起こりうる。しかし、上述した従来の船舶における力率制御では、メンテナンスについて考慮されていない。 Vessels that make long voyages will need power factor correction over a long period of time. Therefore, during a voyage, a situation that requires maintenance may occur due to the usage time of the capacitor exceeding the allowable time. However, maintenance is not taken into consideration in the conventional power factor control for ships described above.

進相コンデンサのメンテナンスについては、船員では判断や作業がしにくいため、航海中にメンテナンスを要する事態が生じると、効果的な力率改善が十分発揮できず、船舶に搭載されたエンジンで消費されるエネルギーの省エネを図れないという問題があった。 Regarding the maintenance of the phase-advance capacitor, it is difficult for seafarers to make judgments and work. There was a problem that it was not possible to save the energy consumed.

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、メンテナンスがしにくい状況でも船舶上の力率改善の効率を向上させることができ、省エネを実現することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to improve the efficiency of power factor improvement on a ship even in a situation where maintenance is difficult, and to realize energy saving.

本発明の第１の態様は、発電機を搭載した船舶内におけるコントローラを用いた力率改善方法であって、
前記コントローラが、所定以上の消費電力である大負荷と前記大負荷に対応する大容量コンデンサと前記大容量コンデンサの許容運転時間Ｔｃとを関連づけて記憶するデータベースを有し、
前記コントローラが、陸上電源から船内母線に電力供給がないことと、前記発電機が前記船内母線に電力供給中であることと、前記大負荷のうち１又は複数が作動中であることとを検知しているときに、
前記コントローラが、作動中の大負荷に対応する大容量コンデンサを前記データベースから抽出するコンデンサ抽出ステップと、
前記コントローラが、抽出した大容量コンデンサそれぞれの積算運転時間Ｑｃを検知し、当該積算運転時間Ｑｃと、前記データベースに記憶されたそれぞれの許容運転時間Ｔｃとを比較し、積算運転時間Ｑｃが許容運転時間Ｔｃを超えない大容量コンデンサを投入する投入ステップと、
を実行することを含み、かつ、
前記コントローラが、中小容量コンデンサを制御し前記発電機の力率を算出する力率調整装置から、前記力率を取得し、前記大容量コンデンサの作動中に前記力率が所定値を超えたことを検知した場合は、投入中の大容量コンデンサのうち最大容量のコンデンサを停止させることを特徴とする力率改善方法を提供する。 A first aspect of the present invention is a power factor improvement method using a controller in a ship equipped with a generator,
The controller has a database that associates and stores a large load that consumes a predetermined amount of power or more, a large-capacity capacitor that corresponds to the large-capacity load, and an allowable operating time Tc of the large-capacity capacitor,
The controller senses a lack of power from a shore power supply to the onboard bus, the generator is powering the onboard bus, and one or more of the large loads is active. while doing
a capacitor extraction step in which the controller extracts from the database a high-capacity capacitor corresponding to a large load in operation;
The controller detects the integrated operating time Qc of each extracted large-capacity capacitor, compares the integrated operating time Qc with each allowable operating time Tc stored in the database, and determines the integrated operating time Qc as the allowable operating time. an input step of inputting a large-capacity capacitor that does not exceed the time Tc;
and
The controller acquires the power factor from a power factor adjustment device that controls medium and small capacity capacitors and calculates the power factor of the generator, and the power factor exceeds a predetermined value during operation of the large capacity capacitor. is detected, the power factor improving method is characterized by stopping the capacitor with the maximum capacity among the large capacity capacitors being turned on.

本発明の第１の態様によれば、船舶内の力率改善を実現でき、位相の進みすぎを防止することができ、また、メンテナンスがしにくい状況でも船舶上の力率改善の効率を向上させることができ、省エネを実現することができる。さらに、力率改善のために航海中の安全を犠牲にするおそれがない。 According to the first aspect of the present invention, it is possible to improve the power factor inside the ship, prevent the phase from advancing too much, and improve the efficiency of the power factor improvement on the ship even in situations where maintenance is difficult. can be used, and energy saving can be realized. Furthermore, there is no risk of sacrificing safety during navigation for power factor improvement.

また、本発明の第１の態様の力率改善方法は、前記データベースは、予備コンデンサと前記予備コンデンサの許容運転時間Ｔｒとを関連づけて記憶しており、
前記投入ステップにおいて、さらに、
前記コントローラが、前記抽出した大容量コンデンサのうち積算運転時間Ｑｃが許容運転時間Ｔｃを超えたコンデンサについては投入を保留し、前記データベースから予備コンデンサを抽出する予備抽出ステップと、
前記コントローラが、前記予備コンデンサの積算運転時間Ｑｒを検知し、当該積算運転時間Ｑｒと前記データベースに記憶された前記予備コンデンサの許容運転時間Ｔｒとを比較し、積算運転時間Ｑｒが許容運転時間Ｔｒを超えない場合は前記予備コンデンサを投入する予備投入ステップと、
前記コントローラが、前記予備コンデンサの積算運転時間Ｑｒが許容運転時間Ｔｒを超えた場合は、前記予備抽出ステップで電源投入を保留したコンデンサの積算運転時間Ｑｃと、前記予備コンデンサの積算運転時間Ｑｒとを比較し、積算運転時間の少ない方のコンデンサを選択して投入するコンデンサ選択ステップと、
を含むことが好ましい。 Further, in the power factor improvement method of the first aspect of the present invention, the database associates and stores the spare capacitor and the allowable operation time Tr of the spare capacitor,
In the input step, further,
a preliminary extraction step in which the controller withholds the input of capacitors whose integrated operating time Qc exceeds the allowable operating time Tc among the extracted large-capacity capacitors and extracts the spare capacitors from the database;
The controller detects the accumulated operating time Qr of the reserve capacitor, compares the accumulated operating time Qr with the allowable operating time Tr of the reserve capacitor stored in the database, and determines the accumulated operating time Qr as the allowable operating time Tr. a pre-loading step of loading the spare capacitor if it does not exceed
When the accumulated operating time Qr of the reserve capacitor exceeds the allowable operating time Tr, the controller determines the accumulated operating time Qc of the capacitor whose power-on has been suspended in the preliminary extraction step and the accumulated operating time Qr of the reserve capacitor. a capacitor selection step of comparing and selecting and turning on the capacitor with the smaller cumulative operating time;
is preferably included.

メンテナンスがしにくい状況でも、即座に力率改善の効率向上を持続させることができ、より効率よく省エネを実現できる。 Even in situations where maintenance is difficult, it is possible to immediately continue to improve the efficiency of power factor improvement and achieve more efficient energy saving.

また、本発明の第１の態様の力率改善方法は、さらに、前記コントローラが、前記陸上電源から前記船内母線に電力供給されていることを検知した場合は、前記大容量コンデンサ及び前記中小容量コンデンサが作動しないようにインターロックすることが好ましい。 Further, in the power factor improvement method of the first aspect of the present invention, when the controller detects that power is being supplied from the land power source to the onboard bus, the large-capacity capacitor and the medium-to-small-capacity An interlock is preferred to prevent the capacitor from activating.

陸上電源からの電力供給中にコンデンサが投入されることによる陸上電源設備の故障を防止できる。 It is possible to prevent failure of the onshore power supply facility due to the capacitor being turned on while power is being supplied from the onshore power supply.

また、本発明の第２の態様は、コントローラと前記コントローラに接続された力率調整装置とを備える制御盤を有し、
（Ａ）前記力率調整装置が、
（ア）船内母線を介して、中小負荷と、発電機とに接続され、
（イ）前記発電機の力率を算出し、
（ウ）中小容量コンデンサを制御するものであって、
（Ｂ）前記コントローラが、
（ア）所定以上の消費電力である大負荷と、前記大負荷に対応する大容量コンデンサと、前記大容量コンデンサの許容運転時間Ｔｃと、を関連づけて記憶するデータベースを有し、
（イ）前記船内母線を介して、前記大負荷と、前記発電機とに接続され、それぞれの作動状況を取得する機能と、
（ウ）陸上電源のブレーカーと、発電機の遮断器とに接続され、それぞれの作動状況を取得する機能と、
（エ）前記力率調整装置から前記力率を取得する機能と、
（オ）前記大負荷に対応する大容量コンデンサに接続され、前記陸上電源から前記船内母線に電力供給がないことと、前記発電機が前記船内母線に電力供給中であることと、前記大負荷のうち１又は複数が作動中であることとを検知しているときに、前記大容量コンデンサを、前記許容運転時間Ｔｃと積算運転時間Ｑｃとに基づいて制御する機能と、
を有するための力率改善システムを提供する。 A second aspect of the present invention has a control panel comprising a controller and a power factor adjustment device connected to the controller,
(A) the power factor adjustment device
(a) Connected to small and medium loads and generators via onboard busbars,
(b) calculating the power factor of the generator;
(c) for controlling medium- and small-capacity capacitors,
(B) the controller
(a) having a database that associates and stores a large load that consumes a predetermined amount of power or more, a large-capacity capacitor that corresponds to the large-capacity load, and an allowable operating time Tc of the large-capacity capacitor;
(b) a function of being connected to the large load and the generator via the inboard bus and acquiring the operating status of each;
(c) A function that is connected to the breaker of the land power supply and the circuit breaker of the generator and acquires the operating status of each;
(d) a function of acquiring the power factor from the power factor adjustment device;
(e) connected to a large-capacity capacitor corresponding to the large load and not supplying power from the shore power source to the onboard bus, the generator is supplying power to the onboard bus, and the large load a function of controlling the large-capacity capacitor based on the allowable operation time Tc and the integrated operation time Qc when it is detected that one or more of them are in operation;
A power factor correction system for having

本発明の第２の態様によれば、船舶内の力率改善を実現でき、位相の進みすぎを防止することができ、また、メンテナンスがしにくい状況でも船舶上の力率改善の効率を向上させることができ、省エネを実現することができる。 According to the second aspect of the present invention, it is possible to improve the power factor inside the ship, prevent the phase from advancing too much, and improve the efficiency of the power factor improvement on the ship even in situations where maintenance is difficult. can be used, and energy saving can be realized.

また、本発明の第２の態様の力率改善システムは、前記大負荷の消費電力が、前記発電機の供給可能電力の１０％以上であることが好ましい。 Moreover, in the power factor correction system of the second aspect of the present invention, it is preferable that the power consumption of the large load is 10% or more of the suppliable power of the generator.

航海中に、負荷の大きい機器は対応するコンデンサと予備コンデンサで力率を制御し、負荷が小さい機器はコンデンサ群でサイクリックに力率を制御することができ、より効率的な力率改善を実現できる。 During the voyage, the power factor of heavy-load equipment can be controlled by corresponding capacitors and spare capacitors, and the power factor of light-load equipment can be cyclically controlled by capacitor groups, resulting in more efficient power factor improvement. realizable.

本発明によれば、メンテナンスがしにくい状況でも船舶上の力率改善の効率を向上させることができ、省エネを実現することを実現できる。 According to the present invention, it is possible to improve the efficiency of power factor correction onboard even in a situation where maintenance is difficult, and to realize energy saving.

本発明の力率改善方法の実施例１を実行する力率改善システムを含む主な回路構成を示すブロック図である。1 is a block diagram showing a main circuit configuration including a power factor correction system that executes Example 1 of the power factor correction method of the present invention; FIG. 本発明の力率改善方法の実施例１のフロー図である。1 is a flow chart of Example 1 of a power factor improvement method of the present invention; FIG. 本発明の力率改善方法の実施例１における制御関係を示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing a control relationship in Example 1 of the power factor improvement method of the present invention;

以下、本発明の力率改善方法及び力率改善システムについて、添付図面を参照して実施例を用いて本発明の好適な実施の形態を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 Preferred embodiments of the power factor improvement method and the power factor improvement system of the present invention will be specifically described below using examples with reference to the accompanying drawings, but the present invention is limited to these. not something.

｛構成｝
図１は、本発明の力率改善方法の実施例１を実行する力率改善システムを含む主な回路構成を示すブロック図である。本実施例の力率改善システムは、船舶に搭載して、船体内の発電機（ＧＥＮ）２から船内の負荷（例えば、冷凍機、ポンプ、送風機、ウィンドラス、キャプスタン等の電動機や、電灯等）に供給する電力のコントロールを行う。発電機２は本実施例では２台であるが、１台でも３台以上でもよい。本実施例の力率改善システムは、プログラムリレーを有するコントローラ１１０と、コントローラ１１０に接続された力率調整装置１２０とを備える、力率改善装置１内の制御盤１０１を有する。力率改善装置１は、制御盤（Ｃ．Ｏ．Ｐ）１０１と、コンデンサ盤（Ｃ．Ｐ）１０２とを有する。コントローラ１１０と力率調整装置１２０は、力率改善装置１の制御盤１０１内に設置され、互いに接続してある。 {composition}
FIG. 1 is a block diagram showing a main circuit configuration including a power factor correction system for executing Example 1 of the power factor correction method of the present invention. The power factor correction system of this embodiment is mounted on a ship, and the power generator (GEN) 2 in the ship is connected to the load (for example, a refrigerator, a pump, a blower, a windlass, a capstan, etc., and an electric light). etc.). Although the number of generators 2 is two in this embodiment, it may be one or three or more. The power factor correction system of the present embodiment has a control panel 101 within the power factor correction device 1 that includes a controller 110 having a programmable relay and a power factor adjustment device 120 connected to the controller 110 . The power factor correction device 1 has a control panel (C.O.P) 101 and a capacitor panel (C.P) 102 . The controller 110 and the power factor adjustment device 120 are installed in the control panel 101 of the power factor correction device 1 and connected to each other.

船体に搭載された燃料タンク３は、燃料移送ポンプ３０１を介して、駆動用エンジン４ａ、ｂに燃料を供給し、それぞれのエンジンに接続された発電機２ａ、ｂにおいて電気エネルギーに変換し、主配電盤（Ｍ．Ｓ．Ｂ）５の母線５０１を介して船内の負荷（大負荷：冷凍機（Ｍ１～４）６ａ～ｄ、中小負荷：中小電動機（Ｐ５～ｖ）７ａ～ｊ）に電力を供給する。 The fuel tank 3 mounted on the hull supplies fuel to the driving engines 4a and 4b via the fuel transfer pump 301, and the generators 2a and 2b connected to the respective engines convert the fuel into electric energy and Electric power is supplied to the onboard loads (large loads: refrigerators (M1 to 4) 6a to d, small and medium loads: small and medium electric motors (P5 to v) 7a to j) via the bus 501 of the switchboard (MSB) 5. supply.

本実施例では、船内の負荷について、必要に応じて、消費電力が大きい負荷を大負荷、消費電力の小さい負荷を中負荷・小負荷合わせて中小負荷、として区別して説明する。 In the present embodiment, loads in the ship will be described by classifying loads with high power consumption as large loads and loads with low power consumption as medium loads and small loads as medium and small loads, as required.

本実施例では、冷凍機６ａ～ｄの４台を、所定以上の消費電力である大負荷の例として示すが、台数は４台に限定されず、船体に搭載し稼働させる発電機の供給可能電力に対して、消費電力が大きければ他の電動機でもよい。本実施例では、大負荷である冷凍機６ａ～ｄの消費電力は全て、船内で稼働させる全ての発電機２の供給可能電力（発電機が複数ある場合（図１では発電機２ａ、ｂの２台で例示）は、合計の供給可能電力）から計算して所定以上（本実施例では、１０％以上）の消費電力である。本実施例では、発電機全ての供給可能電力の１０％としたが、１０％とする代わりに８～１５％の任意の割合としてもよい。１つの発電機に接続される大負荷の台数は、１～５程度が好ましい。航海前に、どの負荷を大負荷としてコントローラでの制御対象とするかを決めておく。 In this embodiment, four refrigerators 6a to 6d are shown as an example of a large load that consumes more than a predetermined amount of power, but the number is not limited to four, and a generator mounted on the hull and operated can be supplied. Other electric motors may be used as long as the power consumption is large. In this embodiment, the power consumption of the refrigerators 6a to 6d, which are heavy loads, is all the power that can be supplied by all the generators 2 operated on board (when there are a plurality of generators (in FIG. 1, the generators 2a and 2b exemplified by two units) is the power consumption of a predetermined amount or more (10% or more in this embodiment) calculated from the total suppliable power). In this embodiment, 10% of the power that can be supplied by all generators is used, but instead of 10%, any ratio of 8 to 15% may be used. The number of large loads connected to one generator is preferably about 1 to 5. Before sailing, it is decided which load is to be controlled by the controller as a large load.

また、本実施例では、中小電動機７ａ～ｊを、中小負荷（Ｐ５～ｖ）の例として示す。本実施例では中小電動機の数を１０とするが、中小容量コンデンサ１２個（本実施例の場合。他の力率調整装置では、その装置に接続可能なコンデンサ数：コンデンサバンク）以内で制御可能な台数内であれば、１０台に限定されない。中小電動機としては、ポンプ、送風機、ウィンドラス、キャプスタン等が挙げられるが、船体に搭載し稼働させる発電機に対して、消費電力が小さければ他の電動機でもよい。本実施例では、中小負荷である中小電動機７ａ～ｊは全て、発電機全ての供給可能電力の１０％未満の消費電力であるが、大負荷よりも消費電力が大きくなければ、消費電力が、発電機全ての供給可能電力の１０％を超える負荷が含まれていてもよい。 Further, in this embodiment, the small and medium electric motors 7a to j are shown as examples of small and medium loads (P5 to v). In this embodiment, the number of medium and small electric motors is 10, but control is possible within 12 medium and small capacity capacitors (in the case of this embodiment, the number of capacitors that can be connected to the power factor adjustment device: capacitor bank). The number is not limited to 10 as long as it is within a reasonable number. Small and medium motors include pumps, blowers, windlasses, capstans, and the like, but other motors may be used as long as they consume less power than a generator mounted on the hull and operated. In this embodiment, the power consumption of all the small and medium-sized motors 7a to 7j, which are medium and small loads, is less than 10% of the suppliable power of all the generators. Loads greater than 10% of all generator available power may be included.

力率調整装置１２０としては、市販の力率調整装置を用いることができ、本実施例では、三菱電機社製の自動力率調整装置ＶＡＲ－１２Ａを用いるが、これに限定されない。力率調整装置１２０は、中小負荷（中小電動機７ａ～ｊ）と発電機とに接続され、中小容量コンデンサの制御機能と、力率計算機能と、力率等の表示機能を有する。力率調整装置１２０は、発電機２から送出する電流値・電圧値を測定して皮相電力を算出し、船内母線５０１における有効電力を測定し、これらの値から力率を算出する。 As the power factor adjuster 120, a commercially available power factor adjuster can be used. In this embodiment, an automatic power factor adjuster VAR-12A manufactured by Mitsubishi Electric Corporation is used, but it is not limited to this. The power factor adjustment device 120 is connected to small and medium loads (small and medium motors 7a to 7j) and the generator, and has a function of controlling small and medium capacity capacitors, a function of calculating the power factor, and a function of displaying the power factor. The power factor adjustment device 120 measures the current value and voltage value sent from the generator 2 to calculate the apparent power, measures the active power in the onboard bus 501, and calculates the power factor from these values.

コントローラ１１０では、コンデンサ盤１０２内に搭載された大容量コンデンサ（Ｃ１～Ｃ４）１３１ａ～ｄと予備コンデンサ（Ｃｒ）１３２の投入・遮断の制御を行う。大容量コンデンサ（Ｃ１～Ｃ４）１３１ａ～ｄと予備コンデンサ（Ｃｒ）１３２のマグネットスイッチ（ＭＳ）は制御盤１０１内に設置されている（図示省略）。コンデンサ盤１０２内のコンデンサはいずれも進相コンデンサである。進相コンデンサのうち、少なくとも、大容量コンデンサ（予備コンデンサを含む）は、積算運転時間を記憶しており、記憶された積算運転時間のデータをコントローラ１１０に送出することによりメンテナンスに活用する。 The controller 110 controls the turning on/off of the large-capacity capacitors (C1 to C4) 131a to 131d and the spare capacitor (Cr) 132 mounted in the capacitor board 102. FIG. Magnet switches (MS) for large capacity capacitors (C1 to C4) 131a to 131d and a spare capacitor (Cr) 132 are installed in the control panel 101 (not shown). All the capacitors in the capacitor board 102 are phase-advancing capacitors. Among the phase-advance capacitors, at least the large-capacity capacitors (including spare capacitors) store the accumulated operating time, and the stored accumulated operating time data is sent to the controller 110 for maintenance.

一方、力率調整装置１２０では、コンデンサ盤１０２内に搭載された中小容量コンデンサ（Ｃ５～Ｃｘ）１３３ａ～ｌの投入・遮断の制御を行う。中小容量コンデンサ（Ｃ５～Ｃｘ）１３３ａ～ｌのマグネットスイッチは制御盤１０１内に設置されている。本実施例では、中小容量コンデンサは１２個であるが、力率調整装置の制御可能数内であれば個数は限定されない。 On the other hand, the power factor adjustment device 120 controls the turning on/off of the medium and small capacity capacitors (C5 to Cx) 133a to 133l mounted in the capacitor board 102. FIG. Magnetic switches of medium and small capacity capacitors (C5 to Cx) 133a to 133l are installed in the control panel 101. FIG. In this embodiment, there are 12 small and medium capacity capacitors, but the number is not limited as long as it is within the controllable number of the power factor adjustment device.

本実施例では力率調整装置１２０のコンデンサバンク数は１２であるが、これに限定されない。船内力率が悪いと負荷電流が大きくなり、発電機回転子が高温となるため、絶縁低下等で発電機事故のリスクが増加する。力率改善することにより、実負荷に対しての電流値が低下し、無効電流が減少するので発電機効率が増加し、燃料消費量の軽減が図れ、発電機事故等のリスクを軽減し、また、機関室内温度を下げる効果も期待できる。 Although the number of capacitor banks of the power factor adjustment device 120 is 12 in this embodiment, it is not limited to this. If the onboard power factor is poor, the load current will increase and the temperature of the generator rotor will rise, increasing the risk of generator accidents due to deterioration in insulation. By improving the power factor, the current value for the actual load decreases, and the reactive current decreases, so the generator efficiency increases, the fuel consumption can be reduced, and the risk of generator accidents etc. is reduced. In addition, the effect of lowering the engine room temperature can also be expected.

船舶では、電動機負荷が大きなウェイトを占めるため、力率が低くなることが多い。力率低下の対策として進相コンデンサを備えることが挙げられる。しかし、力率調整装置だけでは、メンテナンスリスク等が軽減できない。 In ships, the power factor is often low because the motor load occupies a large weight. As a countermeasure against power factor drop, provision of a phase-advancing capacitor can be mentioned. However, the power factor adjustment device alone cannot reduce maintenance risks and the like.

コントローラ１１０は、所定以上の消費電力である大負荷である冷凍機６ａ～ｄと、大負荷に対応するコンデンサである大容量コンデンサ１３１ａ～ｄと、大容量コンデンサ１３１ａ～ｄの許容運転時間Ｔｃ_１～４と、を関連づけて記憶し、かつ、予備コンデンサ１３２と予備コンデンサ１３２の許容運転時間Ｔｒとを関連づけて記憶するデータベース１１１を有する。 The controller 110 controls the refrigerators 6a to 6d, which are large loads that consume a predetermined amount of power or more, the large-capacity capacitors 131a to 131d, which are capacitors corresponding to the large loads, and the allowable operation time Tc ₁ of the large-capacity capacitors 131a to 131d. _.

データベース１１１において、例えば、大負荷である冷凍機６ａの識別子Ｍ１と、冷凍機６ａに対応する大容量コンデンサ１３１ａの識別子Ｃ１と、大容量コンデンサ１３１ａの許容運転時間Ｔｃ_１とが関連付けられて記憶されており、冷凍機６ａの作動を検知すると、関連付けられて記憶されている大容量コンデンサ１３１ａが抽出され、大容量コンデンサ１３１ａから積算運転時間Ｑｃ_１を検知して表示し、関連付けられて記憶されている許容運転時間Ｔｃ_１が抽出される。Ｑｃ_１とＴｃ_１とどちらが大きいかをコントローラ１１０が比較する。 In the database 111, for example, the identifier M1 of the large-load refrigerator 6a, the identifier C1 of the large-capacity capacitor 131a corresponding to the refrigerator 6a, and the allowable operation time _Tc1 of the large-capacity capacitor 131a are associated and stored. When the operation of the refrigerator 6a is detected, the associated and stored large-capacity capacitor 131a is extracted, and the integrated operation time _Qc1 is detected from the large-capacity capacitor 131a, displayed, and associated and stored. The allowable operating time _Tc1 is extracted. Controller 110 compares Qc ₁ and Tc ₁ which is greater.

大負荷のマグネットスイッチ（ＭＳ１～４）５０２ａ～ｄからの運転信号はコントローラ１１０に送信される。なお、中小負荷のマグネットスイッチ（ＭＳ５～ｖ）５０２e～ｖは、本実施例では１０個（ＭＳｖ＝ＭＳ１４）であるが、１０個に限らず、したがって、ＭＳｖのｖは任意の数である。 Operation signals from the large load magnetic switches (MS1-4) 502a-d are sent to the controller 110. FIG. In this embodiment, there are 10 magnet switches (MS5-v) 502e-v for medium and small loads (MSv=MS14), but the number is not limited to 10, and therefore v in MSv can be any number.

大負荷（冷凍機６ａ～ｄ）に対応する大容量コンデンサ（１３１ａ～ｄ）は、事前に決めて、データベース１１１に、各大負荷（Ｍ１～４）と対応するコンデンサ（Ｃ１～Ｃ４）とが互いに関連づけて記憶させてある。また、本実施例では、大容量コンデンサの他に予備コンデンサもデータベース１１１に記憶し、コンデンサ毎にそれぞれの許容運転時間（Ｔｃ_１～４、Ｔｒ）も関連づけてデータベース１１１に記憶してある。 The large-capacity capacitors (131a-d) corresponding to the large loads (chillers 6a-d) are determined in advance, and the database 111 stores the large loads (M1-4) and the corresponding capacitors (C1-C4). They are stored in association with each other. In addition, in this embodiment, spare capacitors are stored in the database 111 in addition to the large-capacity capacitors, and the permissible operating times (Tc _{1 to 4} , Tr) of each capacitor are also stored in the database 111 in association with each other.

コントローラ１１０は、母線５０１を介して、大負荷（冷凍機６ａ～ｄ）と、発電機２と、に接続され、また運転信号を得るために、陸上電源のブレーカー（ＭＣＢ）５０３と、発電機２ａ、ｂの遮断器（ＡＣＢ）５０４ａ、ｂとに接続されている。 The controller 110 is connected to the large loads (refrigerators 6a-d) and the generator 2 via a bus 501, and is connected to the shore power supply breaker (MCB) 503 and the generator to obtain operation signals. 2a,b circuit breaker (ACB) 504a,b.

陸上受電のブレーカー５０３は、船内の主配電盤５内に配置され、陸上電源の陸上配電盤（ＳＣＢ）８に接続されている。陸上配電盤（ＳＣＢ）８は船内に配置され、港湾等に停泊中に船舶の電力供給源として、陸上電源が陸上配電盤を経由して接続され、母線に陸上電源から電力が供給されている状態では、ブレーカー５０３は「通電」となっており、航海中等で陸上電源が陸上配電盤（ＳＣＢ）８に接続されていない状態では、ブレーカー５０３は「遮断」となっている。ブレーカー５０３が「遮断」の状態で、陸上電源から船内母線に電力供給がない状態となる。コントローラ１１０は、接点（ＳＣ）で、陸上電源から船内母線への電流の有無を検知することによって、ブレーカー５０３からＯＮ（通電）・ＯＦＦ（遮断）の信号を取得する。 A shore powered breaker 503 is located in the main switchboard 5 on board and is connected to the shore power switchboard (SCB) 8 of the shore power supply. A shore power distribution board (SCB) 8 is arranged in the ship and is connected to the shore power supply via the shore power distribution board as a power supply source for the ship while the ship is anchored in a harbor or the like. , the breaker 503 is "energized", and the breaker 503 is "off" when the land power source is not connected to the land switchboard (SCB) 8 during navigation. When the breaker 503 is in the "shut off" state, no power is supplied from the shore power source to the onboard bus. The controller 110 acquires an ON (energization)/OFF (cutoff) signal from the breaker 503 by detecting the presence or absence of current from the shore power source to the onboard bus at the contact (SC).

発電機２の遮断器５０４は、主配電盤５内に配置され、発電機２に接続されている。発電機２の電源が投入されると、遮断器５０４は、発電機２から船内母線５０１へ通電状態とする。遮断器が「通電」の状態で、発電機が船内母線に電力供給中となる。コントローラ１１０は、接点で、発電機２から母線への電流の有無を検知することによって、遮断器５０４からＯＮ（通電）・ＯＦＦ（遮断）の信号を取得する。 A circuit breaker 504 for the generator 2 is located in the main switchboard 5 and connected to the generator 2 . When the generator 2 is powered on, the circuit breaker 504 energizes the onboard bus 501 from the generator 2 . With the circuit breaker energized, the generator is supplying power to the onboard bus. The controller 110 acquires an ON (energization)/OFF (cutoff) signal from the circuit breaker 504 by detecting the presence or absence of current from the generator 2 to the bus line at the contact.

本実施例では、主配電盤５には、母線５０１、マグネットスイッチ５０２ａ～ｖ、ブレーカー５０３、遮断器５０４ａ、ｂを含む。 In this embodiment, the main switchboard 5 includes a busbar 501, magnet switches 502a-v, a breaker 503, and circuit breakers 504a,b.

コントローラ１１０は、大負荷（冷凍機６ａ～ｄ）に対応する大容量コンデンサ（１３１ａ～ｄ）と、予備コンデンサ１３２と、力率調整装置１２０と、非常停止ボタン９とに接続されている。 The controller 110 is connected to large-capacity capacitors (131a-d) corresponding to large loads (chillers 6a-d), a reserve capacitor 132, a power factor adjuster 120, and an emergency stop button 9.

コントローラ１１０は、力率調整装置１２０から力率データを随時取得する。 The controller 110 acquires power factor data from the power factor adjuster 120 at any time.

不測の事態等が生じて船員等によって非常停止ボタン９が押下されると、非常停止ボタン９に接続されたコントローラ１１０は、非常停止信号を受信する。非常停止ボタン９が押下されると、非常停止中の状態となり、一度非常停止ボタン９が押されると、非常停止解除の動作がされない限り継続する。非常停止ボタン９はコントローラ１１０に接続されており、非常停止ボタン９が押されると、コントローラ１１０によって全ての大容量コンデンサ１３１の作動を停止し、コントローラ１１０から力率調整装置１２０を通じて中小容量コンデンサ１３３の作動を停止する。非常停止信号を受信すると、解除されるまで力率改善は中止となる。 When the emergency stop button 9 is pressed by a crew member or the like due to an unexpected situation, the controller 110 connected to the emergency stop button 9 receives an emergency stop signal. When the emergency stop button 9 is pressed, an emergency stop state is entered, and once the emergency stop button 9 is pressed, the operation continues unless the emergency stop is canceled. The emergency stop button 9 is connected to the controller 110, and when the emergency stop button 9 is pushed, the controller 110 stops the operation of all the large capacity capacitors 131, and the medium and small capacity capacitors 133 stop working. When an emergency stop signal is received, power factor correction is suspended until the emergency stop signal is cancelled.

コントローラ１１０は、大負荷に対応する大容量コンデンサ１３１ａ～ｄと、予備コンデンサ１３２を制御する。具体的には、運転している大負荷に関連づけられた大容量コンデンサを、積算運転時間が許容運転時間を超えないように制御することによって、コンデンサのメンテナンスが必要なトラブルをできるだけ回避しながら力率改善を行う。 The controller 110 controls the large-capacity capacitors 131a to 131d and the spare capacitor 132 corresponding to large loads. Specifically, by controlling the accumulated operating time of the large-capacity capacitor associated with the large load that is in operation so that it does not exceed the allowable operating time, it is possible to avoid troubles that require maintenance of the capacitor as much as possible. rate improvement.

コントローラ１１０は、検知した積算運転時間の表示機能を有する。積算運転時間を表示できるので、メンテナンス計画を立てやすくなる。 The controller 110 has a function of displaying the detected integrated operating time. Since the total operating time can be displayed, it becomes easier to plan maintenance.

予備コンデンサ１３２の容量は、大容量コンデンサ１３１ａ～ｄの中で最も小さい容量のコンデンサの容量以下である。予備コンデンサ１３２は大容量コンデンサ１３１ａ～ｄの予備であるところ、予備コンデンサ１３２を代替として使用したときに代替前と比べて位相が進みすぎないという効果がある。なお、本実施例では、予備コンデンサは１つであるが複数あってもよい。 The capacity of the reserve capacitor 132 is equal to or less than the capacity of the smallest capacity capacitor among the large capacity capacitors 131a-d. Since the spare capacitor 132 is a spare for the large-capacity capacitors 131a to 131d, there is an effect that when the spare capacitor 132 is used as a substitute, the phase does not advance too much compared to before the substitution. In this embodiment, one spare capacitor is provided, but a plurality of spare capacitors may be provided.

大容量コンデンサ１３１ａ～ｄと予備コンデンサ１３２は、積算運転時間のデータをコントローラ１１０に随時送信する。コントローラ１１０は、接点を介して、当該データを受信する。 The large-capacity capacitors 131a to 131d and the spare capacitor 132 transmit data on the accumulated operating time to the controller 110 as needed. Controller 110 receives the data via contacts.

コントローラ１１０は、大容量コンデンサ１３１ａ～ｄを、大負荷（冷凍機６ａ～ｄ）の運転状況と、上述した力率と、許容運転時間Ｔｃ_１～４、Ｔｒと、積算運転時間Ｑｃ_１～４、Ｑｒと、陸上電源及び発電機２a、ｂ及び非常停止ボタン９の作動状況と、に基づいて制御する機能を有する。 The controller 110 controls the large-capacity capacitors 131a to 131d to control the operating conditions of large loads (chillers 6a to 6d), the power factor described above, the allowable operating times Tc _{1 to 4} and Tr, and the cumulative operating times Qc _{1 to 4.} , Qr, and the operating conditions of the land power supply and generators 2a and 2b and the emergency stop button 9.

コントローラ１１０は、陸上電源から船内母線５０１に電力供給がないことと、発電機２が船内母線５０１に電力供給中であることと、大負荷のうち１又は複数が作動中であることとを検知しているとき、大容量コンデンサを制御して力率改善を行う。力率が所定値（本実施例では０．９５）に近づくように制御するが、大容量コンデンサの使いすぎによるメンテナンスリスクを回避するため、許容運転時間Ｔｃと積算運転時間Ｑｃとに基づいて作動の可否を判断して制御する。 The controller 110 senses that there is no power from the shore power supply to the onboard bus 501, that the generator 2 is supplying power to the onboard bus 501, and that one or more of the large loads are operating. power factor correction by controlling a large-capacitance capacitor. The power factor is controlled to approach a predetermined value (0.95 in this embodiment), but in order to avoid maintenance risks due to overuse of large-capacity capacitors, operation is performed based on allowable operating time Tc and integrated operating time Qc. control by judging whether or not

また、コントローラ１１０は、陸上電源から船内母線５０１に電力供給されていることを検知した場合は、大容量コンデンサ１３１及び中小容量コンデンサ１３３が作動しないようにインターロックする機能を有する。これにより、陸上電源供給側の故障を防止できる。 The controller 110 also has a function of interlocking the large-capacity capacitor 131 and the medium-to-small-capacity capacitor 133 so that they do not operate when it detects that power is being supplied to the inboard bus 501 from the land power source. This can prevent failures on the land power supply side.

さらに、コントローラ１１０は、陸上電源から船内母線５０１に電力供給されていることを検知した場合は、発電機２が船内母線５０１に電力供給しないようにインターロックする機能を有する。これにより、二重の電力供給を防止できる。 Further, the controller 110 has a function of interlocking so that the generator 2 does not supply power to the onboard bus 501 when it detects that power is being supplied to the onboard bus 501 from the land power source. This can prevent double power supply.

一方、力率調整装置１２０は、母線５０１を介して所定以下の消費電力である中小負荷（中小電動機（Ｐ）７ａ～ｊ）と、発電機２とに接続され、発電機２の力率を測定する。そして、中小負荷用コンデンサ群（中小容量コンデンサ（Ｃ５～Ｃｘ）１３３ａ～ｌ）を制御するものである。 On the other hand, power factor adjustment device 120 is connected to small and medium loads (small and medium electric motors (P) 7a to j) whose power consumption is equal to or less than a predetermined power consumption via bus 501 and generator 2, and adjusts the power factor of generator 2 to Measure. Then, it controls a group of medium and small load capacitors (medium and small capacity capacitors (C5 to Cx) 133a to 133l).

力率調整装置１２０は、中小容量コンデンサ（Ｃ５～Ｃｘ）１３３ａ～ｌをサイクリック制御して各コンデンサをできるだけ均等に使用しながら力率改善を行う。中小容量コンデンサは、本実施例では、１００μＦ、２５０μＦの組み合わせである。 The power factor adjustment device 120 cyclically controls the medium and small capacity capacitors (C5 to Cx) 133a to 133l to improve the power factor while using each capacitor as evenly as possible. The medium and small capacity capacitors are a combination of 100 μF and 250 μF in this embodiment.

例えば、冷凍機６ａ～ｄがいずれも消費電力が６０ｋｗであった場合、大容量コンデンサ１３１ａ～ｄはいずれも９００μＦの容量のコンデンサとし、冷凍機の消費電力が２倍であれば対応するコンデンサの容量も２倍とする。コンデンサ盤内の全てのコンデンサの容量の合計が、発電機の定格電流値の一定値以下となるように算出し、その値から大容量コンデンサの容量の合計量を差し引いた容量を、力率調整装置でサイクリック制御する中小容量コンデンサの容量の合計とする。 For example, if the power consumption of each of the refrigerators 6a to 6d is 60 kW, all of the large-capacity capacitors 131a to 131d are capacitors with a capacity of 900 μF. Double the capacity. The total capacity of all capacitors in the capacitor panel is calculated so that it is less than a certain value of the rated current value of the generator, and the capacity obtained by subtracting the total capacity of the large-capacity capacitors from that value is used for power factor adjustment. It is the total capacity of medium and small capacity capacitors that are cyclically controlled by the equipment.

大容量コンデンサの容量は、５００μF～２０００μＦが好ましいが、これに限定されない。中小容量コンデンサの容量は、５～５００μFが好ましいが、これに限定されない。 The capacitance of the large-capacity capacitor is preferably 500 μF to 2000 μF, but is not limited to this. The capacity of the medium/small capacity capacitor is preferably 5 to 500 μF, but is not limited to this.

｛効果｝
本実施例の力率改善システムによれば、メンテナンスがしにくい状況でも船舶上の力率改善の効率を向上させることができ、省エネを実現することができる。 {effect}
According to the power factor correction system of the present embodiment, it is possible to improve the efficiency of power factor correction on a ship even in a situation where maintenance is difficult, and it is possible to realize energy saving.

本実施例の力率改善システムによれば、航海中に、使用中の進相コンデンサのメンテナンスを要する事態となったとき、自動的に予備コンデンサがサポートするので、効果的な力率改善が十分発揮でき、船舶に搭載されたエンジンで消費されるエネルギーの省力化ができる。したがって、船員が急いでメンテナンスについて判断や作業する必要なく、利便性が高い。 According to the power factor correction system of the present embodiment, when the phase-advance capacitor in use needs maintenance during the voyage, the spare capacitor automatically supports it, so effective power factor correction is sufficient. It is possible to save the energy consumed by the engine mounted on the ship. Therefore, there is no need for crew members to make judgments or work on maintenance in a hurry, which is highly convenient.

また、本実施例の力率改善システムによれば、力率が一定値以上になった場合は、一定のコンデンサを停止させるので、長い航海を行う船舶でメンテナンスがしにくい状況でも、位相の進みすぎを防止し、長期間にわたり船舶内の力率改善を効率よく行うことができる。したがって、消費エネルギーの削減ができる。例えば、遠洋鮪延縄漁船発電機関で燃料消費が一航海平均１．１ｋｌ／日の船では、３００日航海で約１３ｋｌの燃料削減が可能となる。 In addition, according to the power factor correction system of this embodiment, when the power factor exceeds a certain value, a certain capacitor is stopped. It is possible to prevent overheating and efficiently improve the power factor in the ship for a long period of time. Therefore, energy consumption can be reduced. For example, if the power generator for a deep-sea tuna longline fishing vessel consumes an average of 1.1 kl/day per voyage, fuel can be reduced by approximately 13 kl in a 300-day voyage.

位相が進みすぎた場合にコンデンサを停止させることで、力率が低くなった状態でも負荷の運転を停止せずに運航できるので、力率改善のために航海中の安全を犠牲にするおそれがない。 By stopping the capacitor when the phase advances too much, it is possible to operate the ship without stopping the operation of the load even when the power factor is low. do not have.

｛処理プロセス｝
図２は、本発明の力率改善方法の実施例１のフロー図である。本実施例の力率改善方法は、船舶内の電力供給における力率改善方法であって、上述したコントローラ１１０、すなわち、所定以上の消費電力である大負荷（本実施例では、冷凍機６ａ～ｄ）と大負荷に対応するコンデンサ（本実施例では、大容量コンデンサ１３１ａ～ｄ）とコンデンサの許容運転時間（Ｔｃ_１～４）とを関連づけて記憶するデータベースを有するコントローラ１１０を使用して行う。 {Processing process}
FIG. 2 is a flowchart of Embodiment 1 of the power factor improvement method of the present invention. The power factor improvement method of this embodiment is a power factor improvement method in the power supply in the ship, and the controller 110 described above, that is, a large load (in this embodiment, the refrigerator 6a to d), capacitors corresponding to large loads (large capacity capacitors 131a to 131d in this embodiment) and the allowable operating times (Tc _{1 to 4} ) of the capacitors are associated with each other and stored in a controller 110 having a database. .

本実施例の力率改善方法は、コントローラ１１０が、陸上電源のブレーカー５０３からの信号により陸上電源から船内母線５０１に電力供給がないことを検知し、船舶に搭載された発電機２の遮断器５０４からの信号により発電機２が船内母線５０１に電力供給中であることを検知し、大負荷である冷凍機６a～ｄのマグネットスイッチ５０２a～ｄからの信号により大負荷のうち１又は複数が作動中であることを検知しているときに、（Ｓｔｅｐ１００）コントローラ１１０が、作動中の大負荷（冷凍機６）に対応するコンデンサ（大容量コンデンサ１３１）をデータベース１１１から抽出するコンデンサ抽出ステップと、（Ｓｔｅｐ２００）コントローラ１１０が、抽出した大容量コンデンサそれぞれの積算運転時間Ｑｃを検知し、積算運転時間Ｑｃと、データベース１１１に記憶されたそれぞれの許容運転時間Ｔｃとを比較し、積算運転時間Ｑｃが許容運転時間Ｔｃを超えない大容量コンデンサを投入する投入ステップと、を実行することを含むものである。 In the power factor improvement method of the present embodiment, the controller 110 detects that there is no power supply from the land power source to the onboard bus 501 by a signal from the breaker 503 of the land power source, and the circuit breaker of the generator 2 mounted on the ship is detected. A signal from 504 detects that the generator 2 is supplying power to the inboard bus 501, and signals from the magnetic switches 502a to 502d of the refrigerators 6a to 6d, which are large loads, switch one or more of the large loads. (Step 100) a capacitor extraction step in which the controller 110 extracts from the database 111 a capacitor (large-capacity capacitor 131) corresponding to the large load (refrigerating machine 6) in operation when detecting that it is in operation; , (Step 200) The controller 110 detects the integrated operating time Qc of each of the extracted large-capacity capacitors, compares the integrated operating time Qc with each allowable operating time Tc stored in the database 111, and determines the integrated operating time Qc. and a loading step of loading a large-capacity capacitor that does not exceed the allowable operating time Tc.

本実施例の力率改善方法は、さらに、（Ｓｔｅｐ３００）コントローラ１１０が、中小容量コンデンサ（中小容量コンデンサ１３３ａ～ｌ）を制御し発電機２の力率を算出する力率調整装置１２０から、力率データを取得し、大容量コンデンサの作動中に、力率が所定値（本実施例では０．９５）を超えたことを検知した場合は、投入中のコンデンサのうち最大容量のコンデンサを停止させる停止ステップを含む。 In the power factor improvement method of the present embodiment, (Step 300) the controller 110 further controls the medium and small capacity capacitors (medium and small capacity capacitors 133a to 133l) to calculate the power factor of the generator 2 from the power factor adjustment device 120. Power factor data is acquired, and when it is detected that the power factor exceeds a predetermined value (0.95 in this embodiment) while the large capacity capacitor is operating, the capacitor with the maximum capacity among the capacitors being turned on is stopped. including a stopping step that causes

本実施例の力率改善方法では、データベース１１１に、さらに予備コンデンサ１３２と予備コンデンサの許容運転時間Ｔｒとを関連づけて記憶されており、（Ｓｔｅｐ２００）投入ステップにおいて、さらに、（Ｓｔｅｐ２１０）コントローラ１１０が、抽出したコンデンサ（大容量コンデンサ１３１）のうち積算運転時間Ｑｃが許容運転時間Ｔｃを超えたコンデンサについては投入を保留し、データベース１１１から予備コンデンサ１３２を抽出する予備抽出ステップと、（Ｓｔｅｐ２２０）コントローラ１１０が、予備コンデンサ１３２の積算運転時間Ｑｒを検知し、積算運転時間Ｑｒとデータベース１１１に記憶された予備コンデンサ１３２の許容運転時間Ｔｒとを比較し、積算運転時間Ｑｒが許容運転時間Ｔｒを超えない場合は予備コンデンサ１３２を投入する予備投入ステップと、（Ｓｔｅｐ２３０）コントローラ１１０が、予備コンデンサの積算運転時間Ｑｒが許容運転時間Ｔｒを超えた場合は、予備抽出ステップで電源投入を保留したコンデンサの積算運転時間Ｑｃと予備コンデンサの積算運転時間Ｑｒとを比較し、積算運転時間の少ない方を選択して投入するコンデンサ選択ステップと、を含む。予備コンデンサを使用しない場合は、これらのステップを要しない。 In the power factor improvement method of this embodiment, the database 111 further stores the spare capacitor 132 and the allowable operation time Tr of the spare capacitor in association with each other. (Step 220) a preliminary extraction step of withholding the input of capacitors whose integrated operation time Qc exceeds the allowable operation time Tc among the extracted capacitors (large-capacity capacitors 131) and extracting the spare capacitors 132 from the database 111; 110 detects the cumulative operating time Qr of the spare capacitor 132, compares the cumulative operating time Qr with the allowable operating time Tr of the spare capacitor 132 stored in the database 111, and determines whether the cumulative operating time Qr exceeds the allowable operating time Tr. (Step 230) If the accumulated operating time Qr of the spare capacitor exceeds the allowable operating time Tr, the controller 110 performs a preliminary extracting step to suspend the power-on of the capacitor. and a capacitor selection step of comparing the cumulative operating time Qc and the cumulative operating time Qr of the reserve capacitor and selecting the one with the shorter cumulative operating time. These steps are not required if no reserve capacitors are used.

図３は、本発明の力率改善方法の実施例１における制御関係を示す説明図である。 FIG. 3 is an explanatory diagram showing a control relationship in Embodiment 1 of the power factor improvement method of the present invention.

（Ｓｔｅｐ１０）初期確認ステップ
コントローラ１１０は、陸上電源のブレーカー５０３に接続し、ブレーカー５０３から、常時、陸上電源から船内母線５０１への電力供給がされていないか監視する。また、コントローラ１１０は、発電機２の遮断器５０４に接続し、遮断器５０４から、常時、発電機２から船内母線５０１への電力供給がされているか監視する。さらに、コントローラ１１０は、非常停止ボタン９に接続し、非常停止ボタン９から、常時、非常停止ボタンが押されていないか（一度押された場合は、非常停止中の状態が解除されているか）監視する。また、さらに、コントローラ１１０は、大負荷である大容量コンデンサ１３１のマグネットスイッチ５０２に接続し、マグネットスイッチ５０２から、常時、大容量コンデンサ１３１が作動中であるか監視する。 (Step 10) Initial Confirmation Step The controller 110 connects to the breaker 503 of the land power supply, and constantly monitors from the breaker 503 whether power is being supplied from the land power supply to the onboard bus 501 . Also, the controller 110 is connected to the circuit breaker 504 of the generator 2 and constantly monitors whether power is being supplied from the generator 2 to the inboard bus 501 through the circuit breaker 504 . Furthermore, the controller 110 is connected to the emergency stop button 9, and the emergency stop button 9 is always pressed (if pressed once, is the emergency stop state canceled?). Monitor. Furthermore, the controller 110 connects to the magnet switch 502 of the large-capacity capacitor 131, which is a large load, and constantly monitors from the magnet switch 502 whether the large-capacity capacitor 131 is in operation.

コントローラ１１０は、陸上電源から船内母線５０１に電力供給がないことと、船舶に搭載された発電機２が船内母線５０１に電力供給中であることと、大負荷のうち１又は複数が作動中であることとを検知しているときに、以下に述べる、コンデンサ抽出ステップと、投入ステップ（予備コンデンサ抽出ステップと予備投入ステップとコンデンサ選択ステップを含む）と、を実行する。非常停止中である場合は下記ステップを実行しない。 The controller 110 detects that there is no power supply from the land power supply to the onboard bus 501, that the generator 2 mounted on the ship is supplying power to the onboard bus 501, and that one or more of the large loads are in operation. When it senses that there is something, it performs a capacitor extraction step and an injection step (including a pre-capacitor extraction step, a pre-injection step, and a capacitor selection step) described below. Do not execute the following steps during an emergency stop.

検知は常時行い、例えば、大負荷が作動していないときは、コントローラ１１０で行う力率改善は中止し、力率調整装置１２０により中小負荷のみで力率改善が適用される。 Detection is always performed, for example, when a large load is not operating, the power factor correction performed by the controller 110 is stopped, and the power factor correction is applied by the power factor adjustment device 120 only for medium and small loads.

陸上電源からの電力供給がされているときは、インターロックにより発電機の電源をＯＦＦにする。陸上電源からの電力供給中は、供給側の電力が大きく、供給側の大元に接続される負荷多数であるため、力率改善を行っても送電ロスを防ぐ等の効果しかないので、本発明の力率改善システムは稼働させない。また、さらに、陸上電源からの電力供給がされているときは、インターロックにより、進相コンデンサであるコンデンサ１３１、１３２、１３３を運転させない。 When the power is supplied from the land power supply, the power supply of the generator is turned off by the interlock. During the power supply from the land power source, the power on the supply side is large and there are many loads connected to the source of the supply side. The power factor correction system of the invention is not activated. Furthermore, when power is being supplied from the land power supply, an interlock prevents the capacitors 131, 132, and 133, which are phase-advancing capacitors, from operating.

陸上電源からの電力供給がされていない状態で、発電機の電源をＯＮにすることができる。発電機の電源をＯＮにすると、発電機に接続されている冷凍機等の負荷の大きい電動機と小容量ポンプや送風機等の負荷の小さい電動機に発電機からの電力が供給される。コントローラ１１０及び力率調整装置１２０にも電力が供給される。 The power generator can be turned on in a state where power is not supplied from the shore power supply. When the generator is turned on, power is supplied from the generator to a large-load motor such as a refrigerator connected to the generator and a small-load motor such as a small-capacity pump or air blower. Power is also supplied to controller 110 and power factor adjuster 120 .

（Ｓｔｅｐ１００）コンデンサ抽出ステップ
コントローラ１１０が、作動中の冷凍機６に対応するコンデンサ（大容量コンデンサ１３１）をデータベース１１１から抽出する。例えば、冷凍機６ａ、ｂ、ｃが稼働中であることを、マグネットスイッチ（ＭＳ１～３）５０２ａ、ｂ、ｃで運転信号を受信すると、各負荷に予め関連づけてデータベース１１１に記憶されている大容量コンデンサ（Ｃ１～３）１３１ａ、ｂ、ｃを、コントローラ１１０が抽出する。 (Step 100 ) Capacitor extraction step The controller 110 extracts from the database 111 the capacitor (large-capacity capacitor 131 ) corresponding to the refrigerator 6 in operation. For example, when the magnet switches (MS1 to 3) 502a, b, and c receive operation signals indicating that the refrigerators 6a, b, and c are in operation, they are stored in the database 111 in association with each load in advance. The controller 110 extracts the capacitive capacitors (C1-3) 131a, b, c.

（Ｓｔｅｐ２００）投入ステップ
コントローラ１１０が、抽出した大容量コンデンサそれぞれの積算運転時間Ｑｃを検知する。図２においては、抽出したコンデンサを対応Ｃ（コンデンサ）として表示する。冷凍機６ａ、ｂ、ｃが稼働中である場合、大容量コンデンサ（Ｃ１～３）１３１ａ、ｂ、ｃに積算運転時間Ｑｃ_１～３のデータを要求する。検知した積算運転時間Ｑｃは、コントローラ１１０上に表示させる。積算運転時間を作業者が確認することができるので、メンテナンスの計画を立てやすく、利便性が高い。 (Step 200) Input step The controller 110 detects the integrated operation time Qc of each of the extracted large-capacity capacitors. In FIG. 2, the extracted capacitor is displayed as a corresponding C (capacitor). When the refrigerators 6a, b, and c are in operation, the data of the accumulated operating times Qc _{1 to 3} are requested from the large-capacity capacitors (C1 to C3) 131a, b, and c. The detected integrated operating time Qc is displayed on the controller 110 . Since the operator can check the accumulated operating time, it is easy to plan maintenance and is highly convenient.

次に、コントローラ１１０が、検知した積算運転時間Ｑｃ_１～３と、データベース１１１に記憶されたそれぞれの許容運転時間Ｔｃ_１～３とを比較する。大容量コンデンサ（Ｃ１～３）１３１ａ、ｂ、ｃから得られた各積算運転時間Ｑｃ_１、Ｑｃ、Ｑｃ_３と、データベース１１１に記憶された許容運転時間Ｔｃ_１、Ｔｃ、Ｔｃ_３と、を比較する。 Next, the controller 110 compares the detected integrated operating times Qc _1-3 with the allowable operating times Tc _1-3 stored in the database 111, respectively. Comparing the integrated operating times Qc ₁ , Qc, Qc 3 obtained from the large-capacity capacitors (C1-3 ₎ 131a, b, c with the allowable operating times Tc ₁ , Tc, Tc ₃ stored in the database 111 do.

次に、コントローラ１１０が、積算運転時間Ｑｃが許容運転時間Ｔｃを超えない大容量コンデンサを投入する。積算運転時間が許容運転時間内であれば、コンデンサのトラブルは生じにくい。したがって、対応するコンデンサが許容運転時間内であればこれを使用する。航海中は負荷が決まっているので、力率に影響を与えやすい負荷、すなわち、消費電力の大きい負荷については、サイクリックで制御するよりも対応するコンデンサで力率調整した方が安定する。また、メンテナンス作業の発生率も低減でき、船員の負担を軽減することができる。また、負荷に対しコンデンサが決まっているので、メンテナンスの必要が発生したときも、原因の特定等がしやすく、メンテナンスもしやすい。 Next, the controller 110 turns on a large-capacity capacitor whose integrated operating time Qc does not exceed the allowable operating time Tc. If the cumulative operating time is within the allowable operating time, trouble with the capacitor is unlikely to occur. Therefore, if the corresponding capacitor is within the allowable run time, it is used. Since the load is fixed during the voyage, for loads that easily affect the power factor, that is, loads that consume a large amount of power, it is more stable to adjust the power factor with the corresponding capacitor than to control it cyclically. In addition, the occurrence rate of maintenance work can be reduced, and the burden on crew members can be reduced. In addition, since the capacitor is determined for the load, it is easy to identify the cause when maintenance is required, and maintenance is easy.

（Ｓｔｅｐ２１０）予備抽出ステップ
コントローラ１１０が、抽出したコンデンサ（大容量コンデンサ１３１）のうち積算運転時間Ｑｃが許容運転時間Ｔｃを超えたコンデンサについては投入を保留する。予備コンデンサを搭載している場合は、データベースで関連づけられているコンデンサの投入を行わない。これにより、長時間使用され劣化しているおそれのあるコンデンサのトラブルを、未然に防ぐことができる。 (Step 210) Preliminary Extraction Step The controller 110 withholds the supply of the extracted capacitors (large-capacity capacitors 131) whose integrated operating time Qc exceeds the allowable operating time Tc. If a spare capacitor is mounted, the capacitor associated with the database is not loaded. As a result, it is possible to prevent troubles with capacitors that may have deteriorated after being used for a long time.

コントローラ１１０が、データベース１１１から予備コンデンサ１３２を抽出する。例えば、大容量コンデンサ１３１ａが許容運転時間Ｔｃ_１を超過していた場合、冷凍機６ａに対し、大容量コンデンサ１３１ａを使用せず、コンデンサ１３２を使用して力率改善を行うデータベースで関連づけられているコンデンサを無理に使わず、予備のコンデンサＣｒを使用して、より効率的な力率改善をすることが可能となる。 Controller 110 extracts reserve capacitor 132 from database 111 . For example, when the large-capacity capacitor 131a exceeds the allowable operation time Tc ₁ , the refrigerator 6a is not associated with the large-capacity capacitor 131a, but the capacitor 132 is used to improve the power factor. It is possible to improve the power factor more efficiently by using the spare capacitor Cr without forcibly using the existing capacitor.

（Ｓｔｅｐ２２０）予備投入ステップ
コントローラ１１０が、予備コンデンサ１３２の積算運転時間Ｑｒを検知する。具体的には、予備コンデンサ（Ｃｒ）１３２に積算運転時間Ｑｒのデータを要求して検知する。 (Step 220 ) Preliminary supply step The controller 110 detects the cumulative operating time Qr of the preliminary capacitor 132 . Specifically, data of the integrated operation time Qr is requested from the spare capacitor (Cr) 132 and detected.

次に、コントローラ１１０が、検知した積算運転時間Ｑｒとデータベース１１１に記憶された予備コンデンサ１３２の許容運転時間Ｔｒとを比較する。予備コンデンサ（Ｃｒ）１３２から得られた積算運転時間Ｑｒと、データベース１１１に記憶された許容運転時間Ｔｒとを比較する。 Next, the controller 110 compares the detected integrated operating time Qr with the allowable operating time Tr of the backup capacitor 132 stored in the database 111 . The integrated operating time Qr obtained from the spare capacitor (Cr) 132 and the allowable operating time Tr stored in the database 111 are compared.

次に、コントローラ１１０が、積算運転時間Ｑｒが許容運転時間Ｔｒを超えない場合は予備コンデンサ１３２を投入する。積算運転時間が許容運転時間内であれば、コンデンサのトラブルは生じにくい。したがって、予備コンデンサが許容運転時間内であればこれを使用する。 Next, the controller 110 turns on the spare capacitor 132 when the integrated operating time Qr does not exceed the allowable operating time Tr. If the cumulative operating time is within the allowable operating time, trouble with the capacitor is unlikely to occur. Therefore, if the reserve capacitor is within the allowable run time, it is used.

（Ｓｔｅｐ２３０）コンデンサ選択ステップ
コントローラ１１０が、予備コンデンサの積算運転時間Ｑｒが許容運転時間Ｔｒを超えた場合は、予備抽出ステップで電源投入を保留したコンデンサの積算運転時間Ｑｃと予備コンデンサの積算運転時間Ｑｒとを比較する。大容量コンデンサ１３１ａ（図２では対応Ｃと表示）も予備コンデンサ１３２も、積算運転時間Ｑが許容運転時間Ｔを超えている場合、次善の策として、どちらを使用すべきかを判断することになる。そのときの判断基準として、積算運転時間Ｑを用いる。 (Step 230) Capacitor selection step If the accumulated operating time Qr of the spare capacitor exceeds the allowable operating time Tr, the controller 110 selects the accumulated operating time Qc of the capacitor whose power-on was suspended in the preliminary extraction step and the accumulated operating time of the spare capacitor. Compare with Qr. When the accumulated operating time Q exceeds the allowable operating time T for both the large-capacity capacitor 131a (shown as correspondence C in FIG. 2) and the spare capacitor 132, the second best measure is to determine which one should be used. Become. As a judgment criterion at that time, the integrated operation time Q is used.

次に、積算運転時間Ｑの少ない方を選択して投入する。例えば、大容量コンデンサ１３１ａと予備コンデンサ１３２のうち、大容量コンデンサ１３１ａの方が、積算運転時間Ｑが短いか同じであれば、大容量コンデンサ１３１ａに運転要求する。大容量コンデンサ１３１ａの方が、積算運転時間Ｑが長ければ、予備コンデンサ１３２に運転要求する。 Next, the one with the smaller integrated operating time Q is selected and turned on. For example, of the large-capacity capacitor 131a and the spare capacitor 132, if the integrated operation time Q of the large-capacity capacitor 131a is shorter or the same, the large-capacity capacitor 131a is requested to operate. If the large-capacity capacitor 131a has a longer integrated operating time Q, the standby capacitor 132 is requested to operate.

（Ｓｔｅｐ３００）停止ステップ
コントローラ１１０は、力率調整装置１２０から、大容量コンデンサ１３２の作動中は常時、力率データを取得する。力率調整装置１２０は、所定以下の消費電力である中小負荷（中小電動機７ａ～ｊ）と中小負荷用コンデンサ群（中小容量コンデンサ１３３ａ～ｌ）とに接続して中小負荷用コンデンサ群を制御する装置である。力率調整装置１２０は、発電機２ａ、ｂの電流電圧値データを常時取得し、力率を算出している。進相コンデンサにより力率改善がされると力率は１．０に近づく。 (Step 300) Stopping step The controller 110 constantly acquires power factor data from the power factor adjusting device 120 while the large-capacity capacitor 132 is operating. The power factor adjustment device 120 is connected to small and medium loads (small and medium electric motors 7a to 7j) whose power consumption is less than a predetermined value and a group of medium and small load capacitors (small and medium capacity capacitors 133a to 133l) to control the group of medium and small load capacitors. It is a device. The power factor adjustment device 120 constantly acquires current and voltage value data of the generators 2a and 2b and calculates the power factor. The power factor approaches 1.0 when the phase advance capacitor improves the power factor.

コントローラ１１０が、大容量コンデンサ１３２の作動中に、力率が０．９５を超えたことを検知した場合は、投入中のコンデンサのうち最大容量のコンデンサを停止させる。力率は０．９５を目標として改善する。力率が１．０を超える（位相が進みすぎる）ことがないように、０．９５を超えたら、異常が発生したと判断し、投入中のコンデンサの中で最も容量が大きいコンデンサ１つを遮断して運転停止とする。位相が進みすぎると電圧制御不能のリスクが生じるためである。より力率改善を優先したい場合は、０．９５から０．９８まで制限値を上げてもよい。運転を停止したコンデンサについては、異常発生の原因究明・改善までは、安全のため使用を見合わせる。航海中に船員が原因究明を即座に行うことは困難であるためと、力率改善よりも航海の安全を優先するためである。 If the controller 110 detects that the power factor exceeds 0.95 while the large-capacity capacitors 132 are operating, it shuts down the capacitor with the largest capacity among the capacitors being switched on. The power factor is improved with a target of 0.95. To prevent the power factor from exceeding 1.0 (the phase is too advanced), if it exceeds 0.95, it is determined that an abnormality has occurred, and one of the capacitors with the largest capacity among the capacitors being turned on is replaced. Cut off and stop operation. This is because if the phase advances too much, there is a risk that the voltage will become uncontrollable. If more priority is given to improving the power factor, the limit value may be increased from 0.95 to 0.98. Concerning the capacitor whose operation has been stopped, the use will be suspended for safety until the cause of the abnormality is investigated and improved. This is because it is difficult for the crew to immediately investigate the cause during the voyage, and because the safety of the voyage is prioritized over the improvement of the power factor.

｛効果｝
本実施例の力率改善方法によれば、メンテナンスがしにくい状況でも船舶上の力率改善の効率を向上させることができ、省エネを実現することができる。 {effect}
According to the power factor improvement method of the present embodiment, it is possible to improve the efficiency of power factor improvement on a ship even in a situation where maintenance is difficult, and it is possible to realize energy saving.

本実施例の力率改善方法によれば、航海中に、使用中の進相コンデンサのメンテナンスを要する事態となったとき、自動的に予備コンデンサがサポートするので、効果的な力率改善が十分発揮でき、船舶に搭載されたエンジンで消費されるエネルギーの省力化ができる。したがって、船員が急いでメンテナンスについて判断や作業する必要なく、利便性が高い。 According to the power factor improvement method of the present embodiment, when a phase-advance capacitor in use needs maintenance during a voyage, the spare capacitor automatically supports it, so effective power factor improvement is sufficient. It is possible to save the energy consumed by the engine mounted on the ship. Therefore, there is no need for crew members to make judgments or work on maintenance in a hurry, which is highly convenient.

また、本実施例の力率改善方法によれば、力率が一定値以上になった場合は、一定のコンデンサを停止させるので、長い航海を行う船舶でメンテナンスがしにくい状況でも、位相の進みすぎを防止し、長期間にわたり船舶内の力率改善を効率よく行うことができる。したがって、消費エネルギーの削減ができる。 Further, according to the power factor improvement method of this embodiment, when the power factor exceeds a certain value, a certain capacitor is stopped. It is possible to prevent overheating and efficiently improve the power factor in the ship for a long period of time. Therefore, energy consumption can be reduced.

１力率改善装置
１０１制御盤
１０２コンデンサ盤
１１０コントローラ
１１１データベース
１２０力率調整装置
１３１大容量コンデンサ
１３２予備コンデンサ
１３３中小容量コンデンサ
２発電機
３燃料タンク
３０１燃料移送ポンプ
４駆動用エンジン
５主配電盤
５０１船内母線
５０２マグネットスイッチ
５０３ブレーカー
５０４遮断器
６冷凍機
７中小電動機
８陸上配電盤
９非常停止ボタン

1 Power factor correction device 101 Control panel 102 Capacitor panel 110 Controller 111 Database 120 Power factor adjustment device 131 Large capacity capacitor 132 Spare capacitor 133 Small and medium capacity capacitor 2 Generator 3 Fuel tank 301 Fuel transfer pump 4 Drive engine 5 Main switchboard 501 Inboard Bus line 502 Magnet switch 503 Breaker 504 Circuit breaker 6 Refrigerator 7 Small and medium electric motor 8 Land switchboard 9 Emergency stop button

Claims

A power factor improvement method using a controller in a ship equipped with a generator,
The controller has a database that associates and stores a large load that consumes a predetermined amount of power or more, a large-capacity capacitor that corresponds to the large-capacity load, and an allowable operating time Tc of the large-capacity capacitor,
The controller senses a lack of power from a shore power supply to the onboard bus, the generator is powering the onboard bus, and one or more of the large loads is active. while doing
a capacitor extraction step in which the controller extracts from the database a high-capacity capacitor corresponding to a large load in operation;
The controller detects the integrated operating time Qc of each extracted large-capacity capacitor, compares the integrated operating time Qc with each allowable operating time Tc stored in the database, and determines the integrated operating time Qc as the allowable operating time. an input step of inputting a large-capacity capacitor that does not exceed the time Tc;
and
The controller acquires the power factor from a power factor adjustment device that controls medium and small capacity capacitors and calculates the power factor of the generator, and the power factor exceeds a predetermined value during operation of the large capacity capacitor. is detected, the power factor improving method is characterized by stopping the capacitor having the maximum capacity among the large capacity capacitors being turned on.

the database stores a spare capacitor and an allowable operating time Tr of the spare capacitor in association with each other;
In the input step, further,
a preliminary extraction step in which the controller withholds the input of capacitors whose integrated operating time Qc exceeds the allowable operating time Tc among the extracted large-capacity capacitors and extracts the spare capacitors from the database;
The controller detects the accumulated operating time Qr of the reserve capacitor, compares the accumulated operating time Qr with the allowable operating time Tr of the reserve capacitor stored in the database, and determines the accumulated operating time Qr as the allowable operating time Tr. a pre-loading step of loading the spare capacitor if it does not exceed
When the accumulated operating time Qr of the reserve capacitor exceeds the allowable operating time Tr, the controller determines the accumulated operating time Qc of the capacitor whose power-on has been suspended in the preliminary extraction step and the accumulated operating time Qr of the reserve capacitor. a capacitor selection step of comparing and selecting and turning on the capacitor with the smaller cumulative operating time;
2. The power factor correction method of claim 1, comprising:

2. When the controller detects that power is being supplied from the land power source to the onboard bus, the controller interlocks the large capacity capacitor and the medium and small capacity capacitors so that they do not operate. 2. The power factor improvement method according to 2 above.

a control panel comprising a controller and a power factor adjustment device connected to the controller;
(A) the power factor adjustment device
(a) Connected to small and medium loads and generators via onboard busbars,
(b) calculating the power factor of the generator;
(c) for controlling medium- and small-capacity capacitors,
(B) the controller
(a) having a database that associates and stores a large load that consumes a predetermined amount of power or more, a large-capacity capacitor that corresponds to the large-capacity load, and an allowable operating time Tc of the large-capacity capacitor;
(b) a function of being connected to the large load and the generator via the inboard bus and acquiring the operating status of each;
(c) A function that is connected to the breaker of the land power supply and the circuit breaker of the generator and acquires the operating status of each;
(d) a function of acquiring the power factor from the power factor adjustment device;
(e) connected to a large-capacity capacitor corresponding to the large load and not supplying power from the shore power source to the onboard bus, the generator is supplying power to the onboard bus, and the large load a function of controlling the large-capacity capacitor based on the allowable operation time Tc and the integrated operation time Qc when it is detected that one or more of them are in operation;
A power factor correction system comprising:

5. The power factor correction system according to claim 4, wherein the power consumption of said heavy load is 10% or more of the power that can be supplied by said generator.