JP2504780B2 - 力率自動調整制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、電気回路の力率を改善するために、無効
電力等を検出し、電気回路に接続された力率改善用のコ
ンデンサを制御する力率自動調整制御装置に関するもの
である。

［従来の技術］ 例えば特公昭60−47823号に記載された従来の力率自
動調整制御装置を第３図に示す。図において、力率自動
調整制御装置（30）は無効電力検出部（４）、この無効
電力検出部（４｝からの検出信号を増幅する増幅回路
（５）、増幅回路（５）により増幅された信号と、投入
点設定部（７）あるいはしゃ断点設定部（９）により設
定された各設定値とを比較する比較回路（６）および
（８）、比較回路（６）又は（８）の出力によりリレー
回路（25）を駆動する第１および第２の順序回路（23）
および（24）、およびリレー接点（26a）……（26n）を
具備している。リレー接点（26a）……（26n）は制御回
路（50）を介して電磁接触器（60a）……（60c）に接続
され、これらの電磁接触器（60a）……（60c）の動作に
より電気回路（１）にコンデンサ（62a）……（62c）を
投入しまたはしゃ断する。

電気回路（１）には計器用変圧器（２）と計器用変流
器（３）とが接続され、電気回路（１）の電圧と電流が
検出され、無効電力検出部（４）は前記電圧、電流によ
り無効電力を検出し、検出した無効電力に比例した出力
を生じる。増幅回路（５）は無効電力検出部（４）の出
力を増幅する。第１の比較回路（６）は増幅回路（５）
の出力と投入点設定部（７）の出力とを比較し、増幅回
路（５）の出力が投入点設定部（７）の出力よりも高け
れば出力を生じる。第２の比較回路（８）は増幅回路
（５）の出力としゃ断点設定部（９）の出力とを比較
し、増幅回路の出力がしゃ断点設定部（９）の出力より
低ければ出力を生じる。第１のテストスイッチ（10）は
運転状態時信号発生装置（11）とテスト状態信号発生装
置（12）とを切り替えるものである。

テスト信号発生装置（13）からのテスト信号は第２の
テストスイッチ（14）によって投入端子（15）と遮断端
子（16）とに切り替えて第１、第２のゲート回路（17）
（18）に入力されるものである。

第１のゲート回路（17）は３つのアンドゲートと１つ
のオアゲートとから構成され、第１のアンドゲートは第
１の比較回路（６）からの入力時と運転状態時信号発生
装置（11）からの入力時とに出力するものであり、第２
のアンドゲートはテスト状態信号発生装置（12）からの
入力時と投入端子（15）を介したテスト信号発生装置
（13）からの入力時とに出力するものである。

これらのアンドゲートのいずれか一方に出力があると
オアゲートに出力が生ずる。第２のゲート回路（18）も
同様に３つのアンドゲートと１つのオアゲートとから構
成され、第１のアンドゲートは第２の比較回路（８）か
らの入力時と運転状態時信号発生装置（11）からの入力
時とに出力するものであり、第２のアンドゲートはテス
ト状態信号発生装置（12）からの入力時と遮断端子（1
6）を介したテスト信号発生装置（13）からの入力時と
に出力するものである。

これらのアンドゲートのいずれか一方に出力があると
オアゲートに出力が生ずる。またオアゲート（19）は第
１及び第２のゲート回路（17）（18）の夫々のオアゲー
トのいずれか一方からの入力時に出力するものである。
タイマ回路（20）はオアゲート（19）からの入力時にリ
セット状態が解除されタイマ設定部（21）で設定された
時間経過後、出力を発生して、その後再びリセット状態
に戻るものである。第１の順序回路（23）は第１のゲー
ト回路（17）の出力すなわち前記第１の比較回路（６）
の出力とタイマ回路（20）の出力によって付勢され、電
気回路（１）に投入するコンデンサを第１〜第ｎのコン
デンサから選択する。第２の順序回路（24）は第２のゲ
ート回路（18）の出力すなわち前記第２の比較回路
（８）の出力とタイマ回路（20）の出力によって付勢さ
れ、電気回路（１）からしゃ断するコンデンサを選択す
る。ルレー回路（25）は第１の順序回路（23）で選択さ
れたコンデンサに該当するリレーを付勢し第２の順序回
路（24）で選択されたコンデンサに該当するリレーを消
勢する。リレー接点（26a）〜（26n）は第１〜第ｎのコ
ンデンサに対応し、リレー回路（25）で付勢もしくは消
勢されるリレー接点である。

［発明が解決しようとする問題点］ 従来の力率自動調整制御装置は以上のように構成され
ているため、力率自動調整制御装置に接続されているコ
ンデンサを力率自動調整のために投入またはしゃ断する
ことに加えてテスト機能もあり、配線が正しく行われて
いるか否かを事前にチェックすることが可能ではあった
が、テストのための専用のスイッチを設けなければでき
ないという問題点を有していた。

この発明は以上のような問題点を解決するためになさ
れたものであり、専用のスイッチを設けることなく動作
テストを可能とする力率自動調整制御装置を提供するこ
と目的としている。

［問題点を解決するための手段］ この発明に係る力率自動調整装置は、複数のコンデン
サが夫々開閉器を介して電気回路に接続され、前記各開
閉器を投入または遮断することにより前記回路の力率を
制御するようにしたものにおいて、前記電気回路に変流
器及び変成器を介して接続され、前記電気回路の無効成
分を検出する無効成分検出手段、前記無効成分と前記変
流器及び変成器の合成変成比とに基づいて力率調整のた
めの力率調整値を演算すると共に、前記開閉器の投入点
設定値または遮断点設定値と前記力率調整値とを比較
し、前記力率調整値が前記投入点設定値を上回っている
時に前記開閉器の投入信号を出力し、前記力率調整値が
前記遮断点設定値を下回っている時に前記開閉器の遮断
信号を出力する演算処理手段、前記投入信号または遮断
信号に基づいて前記各開閉器を選択的に投入または遮断
する制御手段及び前記合成変成比が０に設定された時に
前記制御手段を動作させ、前記各開閉器を順次投入する
と共に、全てのコンデンサの接続完了後、前記各開閉器
を順次遮断してコンデンサを切り離すようにした動作テ
スト手段を備えたことを特徴とするものである。

［作用］ 演算処理手段は無効成分検出手段により検出された電
気回路の無効成分と設定手段により入力された演算デー
タから力率調整値を演算し、あらかじめ設定されている
又は演算により求められるコンデンサの投入点レベルあ
るいはしゃ断点レベルと比較する。さらに演算処理手段
は、力率調整値が投入点レベルを上回っている場合は投
入信号を、またしゃ断レベルを下回っている場合にはし
ゃ断信号を出力する。制御手段は演算処理手段が投入信
号またはしゃ断信号を出力した場合に、コンデンサを電
気回路に対し投入またはしゃ断動作を行う。動作テスト
手段は設定手段により合成変成比＝０が入力された場合
に、一定間隔で全てのコンデンサを順次投入し、投入が
完了すると一定間隔で全てのコンデンサを順次しゃ断す
る。

［実施例］ 第１図および第２図を用いてこの発明に係る力率自動
調整制御装置の一実施例を説明する。

第１図において、電気回路（１）には計器用の変圧器
（２）および計器用の変流器（３）が設けられており、
これらの出力は力率自動調整制御装置（100）の無効電
力検出部（101）に入力される。力率自動調整制御装置
（100）は、マイクロコンピュータ等からなる演算処理
部（以下CPUと略称する）（102）と、CPU（102）により
実行される演算プログラム等を記憶する第１の記憶部
（以下ROMと略称する）（103）と、無効電力検出部（10
1）により検出された無効電力値や設定部（105）から入
力された各種の入力データを一時的に記憶する第２の記
憶部（以下RAMと略称する）（104）と、各種の制御デー
タ例えば投入点設定値およびしゃ断点設定値等を入力す
るための設定部（105）と、CPU（102）により演算され
て各種演算データを表示する表示部（106）と、電気回
路（１）に対し投入またはしゃ断される複数のコンデン
サ（62a），（62b），（62c）……（全体をコンデンサ
バンクと称する）に対し投入信号あるいはしゃ断信号を
出力するためのリレー制御部（107）を有している。さ
らに各コンデンサ（62a），（62b），（62c）……をそ
れぞれ一定間隔で順次投入し、しゃ断する動作テスト部
（108）を有している。各コンデンサ（62a），（62
b），（62c）……にはそれぞれ直列リアクトル（61a）
（61b），（61c）……および電磁接触器（60a），（60
b），（60c）……が接続され、この電磁接触器（60
a），（60b），（60c）……の動作により電気回路
（１）に対しコンデンサ（62a）（62b）（62c）……が
投入またはしゃ断される。これらのコンデンサ（62
a），（62b），（62c）……は変圧器（70a），（70b）
および負荷（71a），（71b）に対し並列に接続される。
各電磁接触器（60a），（60b），（60c）……はコンデ
ンサ制御部（50）により制御され、コンデンサ制御部
（50）はリレー制御部（107）および動作テスト部（10
8）からの投入信号およびしゃ断信号に基づいて各電極
接触器（60a），（60b），（60c）……を動作させる。

複数のコンデンサからなるコンデンサバンクは一般に
全て同一の容量のコンデンサで構成されたものと、複数
の容量の異なるコンデンサで構成されたものの二通りが
考えられる。コンデンサバンクが全て等容量のコンデン
サで構成されている時は、配列されている順番にコンデ
ンサをしゃ断し、しゃ断した順にコンデンサを投入する
サイクリック制御を行う。一方、コンデンサバンクが複
数の異なる容量のコンデンサで構成されているときは例
えば容量の小さいコンデンサから順に制御を行う優先制
御等が行われる。

次に第２図に示すフローチャートを用いて動作テスト
および力率自動調整における動作を説明する。

力率自動調整制御装置を起動すると（1000）、設定部
（105）によりしゃ断点設定値や投入点設定値などの目
標値や演算による無効電力値に該当する力率調整値など
を演算するための演算データ、例えば合成変成比などが
入力される。合成変成比とは電気回路（１）の電圧や電
流を測定するために設けられた変圧器、および変流器の
１次側と２次側の変圧比、および変流比の積として求め
られる。例えば１次側6600V、200A、２次側110V、5Aで
ある場合、合成変成比＝2400ということになる。この合
成変成比の設定値を極端に小さな値、例えば合成変成比
＝０が入力された場合を動作テスト開始の信号として利
用し、合成変成比＝０か否かを判別する（1002）。ここ
で合成変成比＝０の場合、CPU（102）は動作テストを開
始し（1003）、ｎ＝１と設定して（1004）、動作テスト
部（108）は第１番目のコンデンサ（62a）に対し投入信
号を出力し、コンデンサ制御部（50）を介して電磁接触
器（60a）を動作させ、コンデンサ（62a）を電気回路
（１）に対し投入する。次にｎ＝ｋか否か（ｋはコンデ
ンサの全設置台数）を判別する（1006）。ｎ≠ｋであれ
ばｎ＝ｎ＋１と設定し（1007）以後順番に各コンデンサ
を一定間隔で投入する。そしてｎ＝ｋすなわち全コンデ
ンサの投入を終了すると、ｎ＝１と設定して（1008）、
第１番目のコンデンサから順に一定間隔でしゃ断する
（1009）。そしてステップ（1010）においてｎ＝ｋすな
わち全てのコンデンサのしゃ断を終了すると動作テスト
部（108）は動作テストを終了する（1012）。動作テス
トが終了した場合およびステップ（1002）において合成
変成比が正規の値に設定されている場合は、CPU（102）
は力率自動調整制御を実行し（1013）、無効電力検出部
（101）の出力を読み込み（1014）、ステップ（1001）
において設定部（105）により入力された演算データに
もとづいて力率調整値を演算する。力率調整値とは演算
により求めた電気回路（１）に実際に生じているであろ
う無効電力と等価なものである。すなわち、先に述べた
通り、電気回路（１）には6600V、200Aなどの高圧が印
加されており、直接に測定することができず、一旦変圧
器や変流器などを介して降圧した次側出力を無効電力測
定部（101）により測定している。そのため、無効電力
測定部（101）による実際の測定値に合成変成比をかけ
算する等により演算による無効電力すなわち力率調整値
を求める（1015）。次にこの力率調整値が進んでいるか
否かを判別し（1016）、進んでいる場合力率調整値がし
ゃ断点設定値を下回っているか否かを判別する（102
3）。力率調整値がしゃ断点設定値を下回っていない場
合は、何の信号も出力せずにステップ（1014）に戻る。
力率調整値がしゃ断点設定値を下回っている場合にはｎ
＝１と設定し（1024）、第１番目のコンデンサから順に
すでにしゃ断されているか否かを判別（1025）する。す
でにしゃ断されている場合はｎ＝ｎ＋１と設定し（102
6）、ｎ＝ｋ＋１に達するまで、すなわち全てのコンデ
ンサがしゃ断されるまで判別をくり返す（1027）。第１
番のコンデンサがまだしゃ断されていなければCPU（10
2）はしゃ断信号を出力し（1028）、リレー制御部（10
7）およびコンデンサ制御部（50）を介して例えば電磁
接触器（60a）を動作させ、コンデンサ（62a）を電気回
路（１）からしゃ断する。ステップ（1016）において力
率調整値が進んでいない場合、力率調整値が投入点設定
値を上まわっているか否かを判別し（1017）、上まわっ
ていない場合CPU（102）は何も出力しないでステップ
（1014）に戻る。上まわっている場合はｎ＝１と設定し
（1018）、第１番目のコンデンサがすでに投入されてい
るか否かを判別する（1019）。第１番目のコンデンサが
投入されていない場合、CPU（102）は投入信号を出力す
る（1022）。またすでに投入されている場合はｎ＝ｎ＋
１と設定し（1020）、順次次のコンデンサについてｎ＝
ｋ＋１すなわち全てのコンデンサが投入されるまで投入
されているか否かの判別をくり返す（1021）。

なお以上の説明は全てのコンデンサが投入又はしゃ断
されるまでを説明したが、実際には常に力率調整値がし
ゃ断点設定値と投入点設定値との間におさまるよう、コ
ンデンサの投入およびしゃ断がくり返され、全てのコン
デンサが投入又はしゃ断されることにより終了するとい
うことはない。

［発明の効果］ 以上のように、この発明に係る力率自動調整制御装置
は合成変成比が０になるような設定がなされた場合に動
作テストを行う機能を有しているので、力率自動調整に
先だって配線が正しく設定されているか否か、あるい
は、コンデンサが故障していないかどうかなどのチェッ
クをテストのための専用スイッチを設けることなく行う
ことができるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る力率自動調整制御装置の一実施
例を示す図、第２図はCPU（102）において実行されるプ
ログラムを示すフローチャート、第３図は従来の力率自
動調整制御装置を示す図である。 図中、（101）は無効電力検出部、（102）はCPU、（10
8）は動作テスト部である。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数のコンデンサが夫々開閉器を介して電
   気回路に接続され、前記各開閉器を投入または遮断する
   ことにより前記電気回路の力率を制御するようにしたも
   のにおいて、前記電気回路に変流器及び変成器を介して
   接続され、前記電気回路の無効成分を検出する無効成分
   検出手段、前記無効成分と前記変流器及び変成器の合成
   変成比とに基づいて力率調整のための力率調整値を演算
   すると共に、前記開閉器の投入点設定値または遮断点設
   定値と前記力率調整値とを比較し、前記力率調整値が前
   記投入点設定値を上回っている時に前記開閉器の投入信
   号を出力し、前記力率調整値が前記遮断点設定値を下回
   っている時に前記開閉器の遮断信号を出力する演算処理
   手段、前記投入信号または遮断信号に基づいて前記各開
   閉器を選択的に投入または遮断する制御手段及び前記合
   成変成比が０に設定された時に前記制御手段を動作さ
   せ、前記各開閉器を順次投入すると共に、全てのコンデ
   ンサの接続完了後、前記各開閉器を順次遮断してコンデ
   ンサを切り離すようにした動作テスト手段を備えた力率
   自動調整制御装置。