JP6536348B2 - 力率調整装置および力率調整方法 - Google Patents

Description

本発明は、電力回路内の力率を調整する力率調整装置および力率調整方法において、とくに、コンデンサ投入のタイミングを適正化する技術に関する。

力率調整装置は、電力回路内の力率の変動に対応して、力率改善用のコンデンサの投入・遮断を自動的に行い、所望の力率になるように調整するものである。一方、設置したコンデンサには、経時劣化等による容量変化が生じることがあり、容量を算出するためには、複雑な測定や演算が必要であり、適時に容量を算出することが困難であった。

それに対し、コンデンサ投入前後の無効電力値の変化量をコンデンサ容量値として算出する力率調整装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

特開平７−１８２０５７号公報（段落００４６〜００５３、図１〜図４）

しかしながら、電力回路は、高圧回路と、その二次側の低圧回路というように、複数次の回路が形成され、それぞれに自動力率装置が設置される場合がある。その場合、例えば、高圧回路と低圧回路のコンデンサ投入のタイミングが重なると、高圧回路側では過剰な調整が行われることになる。さらには、高圧回路の力率調整装置には低圧回路のコンデンサ投入による無効電力の変化量も加算され、高圧回路におけるコンデンサの容量を誤って算出する可能性がある。あるいは、コンデンサ投入と負荷の稼働のタイミングが重なりやすい運転状況においても、同様の可能性がある。その結果、コンデンサの無駄な投入や遮断が生じるとともに、以降に力率を調整する際、所望の力率に調整することが困難になるという問題があった。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、複数次の回路でのコンデンサ投入のタイミングの重なり、あるいは、コンデンサ投入と負荷の稼働のタイミングの重なりを避け、コンデンサの無駄な遮断／投入を抑制する力率調整装置を得ることを目的としている。

本発明の力率調整装置は、力率改善用のコンデンサを有する電力回路に設置され、前記電力回路の力率変化に応じて前記コンデンサの投入および遮断を制御して、前記電力回路の力率を調整する力率調整装置であって、前記電力回路からの信号に基づき、前記力率および前記コンデンサの容量値を演算するための評価値を演算する評価値演算部と、前記力率が限度値を逸脱する状態が、待機時間に達するまで継続するか否かを判定する力率状態判定部と、前記力率状態判定部の判定結果に基づき、前記コンデンサの投入または遮断の動作を制御するコンデンサ動作制御部と、前記コンデンサの動作時点の前後における前記評価値の変化に基づいて、前記コンデンサの容量値を演算する容量値演算部と、前記容量値演算部によって演算された演算値の信頼性を判定する演算値判定部と、前記演算値判定部が信頼性ありと判定した演算値を記録値として保持する記録値保持部と、前記演算値判定部の判定結果に基づき、前記待機時間を初期設定された時間から変更するように調整する待機時間調整部と、を備え、前記演算値判定部は、前記記録値の有無、および前記記録値が保持されている場合は、前記記録値と前記演算値との同一性に基づき、前記演算値の信頼性を判定することを特徴とする。

本発明の力率調整方法は、力率改善用のコンデンサが設置された電力回路の力率変化に応じて、前記コンデンサの投入および遮断を制御して、前記電力回路の力率を調整する力率調整方法であって、前記電力回路からの信号に基づき、前記力率および前記コンデンサの容量値を演算するための評価値を演算する評価値演算ステップと、前記力率が限度値を逸脱する状態が、待機時間に達するまで継続するか否かを判定する力率状態判定ステップと、前記力率状態判定ステップでの判定結果に基づき、前記コンデンサを投入または遮断の動作を制御するコンデンサ動作制御ステップと、前記コンデンサの投入または遮断の動作時点の前後における前記評価値の変化に基づいて、前記コンデンサの容量値を演算する容量値演算ステップと、前記容量値演算ステップによって演算された演算値の信頼性を判定する演算値判定ステップと、前記演算値判定ステップで、信頼性ありと判定された演算値を記録値として保持する記録値保持ステップと、前記演算値判定ステップでの判定結果に基づき、前記待機時間を初期設定された時間から変更するように調整する待機時間調整ステップと、を含み、前記演算値判定ステップでは、前記記録値の有無、および前記記録値が保持されている場合は、前記記録値と前記演算値との同一性に基づき、前記演算値の信頼性を判定することを特徴とする。

本発明の力率調整装置あるいは力率調整方法によれば、コンデンサ容量の演算値の信頼性に基づいて、コンデンサ投入と他の力率変化要因とのタイミングが重ならないように、コンデンサ投入のタイミングを調整するので、コンデンサの無駄な遮断／投入を抑制することができる。

本発明の実施の形態１にかかる力率調整装置の構成を説明するためのブロック図である。 本発明の実施の形態１にかかる力率調整装置の設置対象である電力回路の構成を示す系統図である。 本発明の実施の形態１にかかる力率調整装置の動作の前半部分を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態１にかかる力率調整装置の動作の後半部分を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態１にかかる力率調整装置を高圧回路と低圧回路のそれぞれに設置した場合の、ある状況における動作（動作例１）を示すタイミングチャートである。 本発明の実施の形態１にかかる力率調整装置を高圧回路と低圧回路のそれぞれに設置した場合の、ある状況における動作（動作例２）を示すタイミングチャートである。 本発明の実施の形態１にかかる力率調整装置を高圧回路と低圧回路のそれぞれに設置した場合の、ある状況における動作（動作例３）を示すタイミングチャートである。 本発明の実施の形態１にかかる力率調整装置を電力回路に用いた場合の、ある状況における動作（動作例４）を示すタイミングチャートである。

実施の形態１．
図１〜図４は、本発明の実施の形態１にかかる力率調整装置（ＡＰＦＣ（Automatic Power Factor Controller）と称することあり）の構成あるいは力率調整方法を説明するためのもので、図１は力率調整装置の構成を説明するためのブロック図、図２は高圧回路とその二次回路である低圧回路のそれぞれに力率調整装置を設置した際の電力回路の構成を示す系統図、図３と図４は力率調整装置の動作、つまり力率調整方法を説明するためのフローチャートのそれぞれ前半部分と後半部分である。

また、図５〜図７は、本発明の実施の形態１にかかる力率調整装置を電力回路に設置した際の様々な状況における動作例を示すタイミングチャートで、図５は動作例１として高圧回路と低圧回路のそれぞれで、同じタイミングで力率が変化した場合の動作を示すタイミングチャート、図６は動作例２として高圧回路と低圧回路のそれぞれで、同じタイミングで力率が変化した場合の別の動作を示すタイミングチャート、図７は動作例３として高圧回路と低圧回路のコンデンサの投入タイミングが重なった場合における動作を示すタミングチャート、図８は動作例４としてコンデンサの投入と力率変動要因である負荷の稼働タイミングが重なった場合の動作を示すタイミングチャートである。

はじめに、図１〜４を用いて力率調整装置の基本的な構成と動作について説明する。
本発明の実施の形態１にかかる力率調整装置１００は、図１に示すように、ユーザーによる入力操作Ｘ２１を受け付け、設定値を操作する設定操作部２００と、変圧器出力Ｘ３１および変流器出力Ｘ３２を検出して評価値を演算する計測演算部３００と、設定操作部２００で設定された設定値と、計測演算部で演算された評価値に基づき、力率を調整するための動作を制御する力率調整動作制御部４００と、を備えている。

設定操作部２００は、ユーザーが入力操作Ｘ２１を行うための操作部２１０と、回路内の力率の遅れあるいは進みの限度を設定する力率限度設定部２２０と、力率演算値が限度値Ｌｐｆを超えたと判断（力率遅れあるいは力率進み）されてからコンデンサを投入するまでの時間（継続して力率遅れあるいは力率進みと判定される時間：待機時間Ｐｗ）の初期値Ｐｗ０を設定する待機時間設定部２３０と、当該力率調整装置１００が、後述する電力回路中の高圧側（変圧器の一次側：下流側に他のＡＰＦＣがある）に設置されるのか、低圧側（変圧器の二次側：下流側に他のＡＰＦＣがない）に設置されるのであるか（ＶＴ設定値）の設定を行うＶＴ設定部２４０と、を有している。

計測演算部３００は、電力系統に設けられた図示しない計器用変圧器からの変圧器出力Ｘ３１を検出して所定の変換比で変換し、アナログの電圧信号として出力する電圧検出部３１０と、図示しない計器用変流器からの変流器出力Ｘ３２を検出して所定の変換比で変換し、アナログの電流信号として出力する電流検出部３２０と、電圧信号および電流信号をデジタル信号に変換し、デジタル信号に変換した電圧値及び電流値から、皮相電力、有効電力、無効電力、力率等の電力状態を示す値やコンデンサ容量の演算に必要な評価値等を演算する評価値演算部３３０と、を有している。

力率調整動作制御部４００は、評価値演算部３３０で演算した力率と力率限度設定部２２０で設定した限度値Ｌｐｆを比較し、力率が限度を超えて遅れているか（力率遅れ）否か、あるいは進んでいるか（力率進み）否かを判定する力率状態判定部４１０と、力率遅れあるいは力率進みが待機時間Ｐｗの間継続したか否かを判断する力率状態継続性判定部４３０と、評価値演算部３３０で演算した無効電力をコンデンサ投入前後で比較し、その変化量からコンデンサ容量（容量値Ｅｃ）を自動で演算する容量値演算部４４０と、容量値演算部４４０で演算した容量値Ｅｃの信頼性を判定する演算値判定部４５０と、演算値判定部４５０が信頼性ありと判定した容量値Ｅｃを記録値として保持する記録値保持部４６０と、ＶＴ設定値と演算値判定部４５０の判定結果に基づいて、待機時間Ｐｗを調整する待機時間調整部４２０と、を有している。

さらに、力率調整装置１００は、力率進みあるいは遅れが待機時間Ｐｗ継続したと判断されると、記録値保持部４６０に保持された記録値、および力率進みあるいは遅れの状況に基づき、複数あるコンデンサ４０_−１〜４０_-ｎ（まとめてコンデンサ４０）のうちの最適なコンデンサ４０_−ｉを選定して、投入・遮断動作を制御するコンデンサ動作制御部６００と、設定操作部２００で設定された内容、計測演算部で演算された各種の値、力率調整動作制御部４００で演算した容量値（記録値と区別するため、演算値と称する。）や保持された記録値、およびコンデンサの投入・遮断状態等の表示を行う表示部５００と、を備えている。

力率調整装置１００は、三相３線式回路では、一相−二相間の線間電圧、二相−三相間の線間電圧、一相の線電流、三相の線電流の計測値に基づいて有効電力と無効電力とを演算する。また、三相４線式回路では、零相−二相間の線間電圧、二相の線電流をさらに計測して有効電力と無効電力とを演算する。演算に用いる計算式等は特許文献１（特開平７−１８２０５７号公報）に記載されたものと同様であり、詳細な説明は省略する。ただし、本実施の形態１にかかる力率調整装置１００では、コンデンサ容量の演算については、上記演算方法に限ることなく、特許文献１の背景技術として記載された演算法、あるいはそれ以外の演算法を適用することも可能である。

ここで、コンデンサ容量の演算と、コンデンサ投入および負荷の稼働のタイミングの重なりについて説明する。なお、電力回路には、並列した複数の二次回路が存在する場合や、三次回路を含む複数次の回路を含む場合もある。しかし、本実施の形態１にかかる力率調整装置１００の説明においては、説明を容易にするため、電力回路は一次回路である高圧回路２０と、その二次回路であるひとつの低圧回路３０とで構成されている場合について記載する。しかしながら、本発明の実施の形態１にかかる力率調整装置１００は、並列した複数の二次回路が存在する場合や、三次回路を含む複数次の回路を含む場合にも適用できることは言うまでもない。

図２に示すように、電力回路は、例えば、受電点において２２ｋＶで供給された電圧を変圧器１１によって６．６ｋＶに変圧した高圧回路２０、および高圧回路２０に設けられた変圧器２１により、０．２ｋＶに変圧した低圧回路３０とからなる。高圧回路２０内には、負荷５０Ｈや力率改善用のコンデンサ４０Ｈが配置されるとともに、高圧回路２０と変圧器１１との間には、高圧用の力率調整装置１００Ｈが設置されている。また、低圧回路３０内には、負荷５０Ｌ（個々を特定する際は、負荷５０Ｌ_ｉのように表記する。）や力率改善用のコンデンサ４０Ｌ（同、コンデンサ４０Ｌ_ｉのように表記する。）が配置されるとともに、低圧回路３０と変圧器２１との間には、低圧用の力率調整装置１００Ｌが設置されている。なお、符号に続く「Ｈ」、「Ｌ」は、低圧、高圧を区別するためのもので、区別しない場合は省略する。

コンデンサ容量（容量値Ｅｃ）は、コンデンサ投入前の所定期間（動作時点の前：前半計測時間Ｐｍ_ａ）の無効電力の平均値と、コンデンサ投入後の所定期間（動作時点の後：後半計測時間Ｐｍ_ｐ（Ｐｍ_ａとＰｍ_ｐを区別しない場合は、単にＰｍと記す。））の無効電力の平均値を比較して演算している。計測時間Ｐｍとしては、信頼性等を考慮すると数秒から数十秒程度が必要であり、例えば、本実施の形態では、適宜変更可能ではあるが、１６秒に定めている。

そして、電力回路のある地点における無効電力は、その地点よりも下流側にあるコンデンサや負荷等の力率変動要因の挙動に影響される。そのため、力率変動要因が図２に示すような電力回路の末端にある場合は、低圧回路３０と、高圧回路２０の力率がほぼ同時に変動し、低圧回路３０と高圧回路２０の力率が限度値Ｌｐｆを超えるタイミングが重なることが多々ある。そのような場合、例えば、高圧側の力率調整装置１００Ｈが、高圧回路２０のコンデンサ４０Ｈを投入してから１６秒間のうち（計測時間Ｐｍ内）に、低圧側の力率調整装置１００Ｌが低圧回路３０のコンデンサ４０Ｌを投入してしまうことが考えられる。

すると、高圧回路２０で投入されたあるコンデンサ４０Ｈ_ｉの容量の演算結果（容量値ＥｃＨ）と、実際のコンデンサ４０Ｈ_ｉの容量が異なることとなり、誤った容量が記録される。さらに、高圧回路２０の力率がコンデンサ４０Ｈ_ｉによる寄与よりも大きく変化するため、投入後に遮断する必要が生じ、無駄な投入・遮断動作が発生するとともに、電力回路としても過剰な力率変動が生じてしまう。

あるいは、力率調整装置１００が力率改善のためにコンデンサを投入してから１６秒間の間に、新たな負荷が稼働することがある。そのような場合も、投入されたあるコンデンサ４０_ｊの容量の演算結果（容量値Ｅｃ）と、実際のコンデンサ４０_ｊの容量が異なることとなり、誤った容量が記録される。さらに、回路の力率がコンデンサ４０による寄与よりも大きく変化するため、投入後に遮断する必要が生じ、無駄な投入・遮断動作が発生するとともに、電力回路としても過剰な力率変動が生じてしまう。

そこで、本発明の実施の形態１にかかる力率調整装置１００は、演算した容量値Ｅｃを記録値保持部４６０に記録された記録値、および直前に演算された演算値と比較することで、容量値Ｅｃの信頼性を判定するようにした。そして、信頼性が確かでない場合には、次回の投入あるいは遮断時に、その信頼性を損なうと想定される変動要因のタイミングと計測時間Ｐｍが重ならない（タイミングをずらす）ように、待機時間Ｐｗを調整するようにした。

つぎに、図３、図４のフローチャートを用いて力率調整装置１００の基本動作、つまり力率調整方法の手順について説明する。
なお、力率については、遅れる場合もあれば、進む場合もある。しかし、以下の動作説明においては、説明を簡単にするため、力率遅れが生じる場合、つまり、対応としてはコンデンサ４０を投入する場合についてのみ記載する。しかし、その技術思想は、力率が進みすぎてコンデンサを遮断する動作を行う場合にも適用できることは言うまでもない。また、本フローチャートは、対象となる力率調整装置１００が、例えば、図２に示す電力回路内のどの位置に設置されたものであるかに関係なく適用できるものである。そのため、説明においては、必ずしも同時に動作するわけではないが、同じフローで高圧側に設置された力率調整装置１００Ｈでの動作と、低圧側に設置された力率調整装置１００Ｌの動作を並行して説明する。

力率状態判定部４１０により、演算した力率が遅れと判定されれば（ステップＳ３００で「Ｙｅｓ」）、力率状態継続性判定部４３０は、力率遅れが待機時間調整部で調整した待機時間Ｐｗ継続したかを判定（ステップＳ３１０）する。なお、待機時間Ｐｗは、対象となるコンデンサの初回投入時は、待機時間設定部２３０で設定した初期値Ｐｗ０となっている。力率遅れが、待機時間Ｐｗ継続していれば（ステップＳ３１０で「Ｙｅｓ」）、ＶＴ設定値が高圧であるか低圧であるかを判定し（ステップＳ３２０）、低圧の場合（ステップＳ３２０で「Ｎｏ」）は、コンデンサ動作制御部６００にコンデンサ４０Ｌを投入し（ステップＳ４００）、容量値Ｅｃを演算する（ステップＳ４１０）よう指示を出す。これは、低圧側に設置されている力率調整装置１００Ｌの場合、それよりも高圧側（上流側）のコンデンサ４０Ｈの動作による力率の影響を受けないので、投入のタイミングが重なっても、コンデンサ容量の誤認識が発生しないからである。

一方、高圧の場合（ステップＳ３２０で「Ｙｅｓ」）は、はじめに記録値保持部４６０に容量値が０ｋｖａｒか否か、つまり対象となるコンデンサ４０Ｈに、容量値Ｅｃとして記録された値（記録値）があるか否かを判定する（ステップＳ３３０）。記録値がない場合（ステップＳ３３０で「Ｙｅｓ」）は、当該コンデンサ４０Ｈの投入が１回目ではないと判断でき、待機時間Ｐｗを初期値Ｐｗ０に２０秒を追加した時間に調整する。そして、力率遅れが待機時間Ｐｗ継続したか否かを判定（ステップＳ３５０）する。

これは、記録値がないと、後述する容量値Ｅｃの信頼性の判定ができないため、その投入によって演算される容量値Ｅｃの信頼性を高めるためである。つまり、当該コンデンサ４０Ｈの投入が１回目の場合は、下流側にあるコンデンサ４０Ｌのような力率変動要因とタイミングが重なる可能性が不明であるため、安全を見て、計測時間Ｐｍとタイミングが重ならないよう、待機時間Ｐｗを無条件で初期値Ｐｗ０と異なる値にしたものである。

ここで、ステップＳ３５０において継続しないと判定（「Ｎｏ））されたならば、初期値Ｐｗ０から追加された２０秒の間に、例えば、下流側の低圧回路３０のコンデンサ４０Ｌが投入されていると判断できる。そこで、待機時間Ｐｗを初期値Ｐｗ０にリセットし（ステップＳ３６０）、コンデンサ４０Ｈは投入せずフローを終了する。一方、ステップＳ３５０においても、力率遅れが継続していると判定された場合は、コンデンサ４０Ｈを投入し（ステップＳ４００）、容量値Ｅｃを演算する（ステップＳ４１０）。この場合、待機時間Ｐｗは上述したように、計測時間Ｐｍと重ならないように、タイミングをずらすように調整しているので、例えば、下流側の低圧回路３０でコンデンサ４０Ｌが投入されたとしても、高圧回路２０のコンデンサ容量の演算には影響しない。

一方、記録値が保持されている場合（ステップＳ３３０で「Ｎｏ」）は、当該コンデンサ４０Ｈの投入が１回目ではないと判断でき、コンデンサ動作制御部６００からの信号をもとにコンデンサ４０Ｈを投入し（ステップＳ４００）、容量値Ｅｃを演算する（ステップＳ４１０）。そして、後述するフローでコンデンサ投入のタイミングが重なっているか否かを判定する。なお、直前の投入において演算した容量値Ｅｃの信頼性が高いと判定されていた場合は、ステップＳ３１０における待機時間Ｐｗは初期値Ｐｗ０である。一方、信頼性が低いと判定されていた場合は、タイミングをずらすために調整された値となっている。

そして、図４に示すように後半のフローで、今回の投入で演算した容量値Ｅｃの信頼性が高いか否か、つまり、コンデンサ投入のタイミングが重なっているか否かを判定し、それに基づき待機時間Ｐｗの調整を行う。はじめに、演算値判定部４５０で、記録値保持部４６０に記録されている容量値Ｅｃと容量値演算部４４０で演算した演算値が同一であるか否かを判定する（ステップＳ５００）。同一でない場合、待機時間調整部４２０で、待機時間Ｐｗを初期値にリセットし（ステップＳ５２０）、記録値保持部４６０に記録しているコンデンサ容量の記録値が０ｋｖａｒであるか否か、つまり当該コンデンサ４０の記録値があるか否かを判定する（ステップＳ５２０）。

記録値がない場合は、演算値を記録値として保持する（ステップＳ７００）。一方、記録値がある場合は、演算値の信頼性を判定するため、演算値が記録値と異なるのが２回連続であるかを判定し（ステップＳ５３０）、２回連続の場合（ステップＳ５３０で「Ｙｅｓ」）、今回の演算値が当該コンデンサに対する前回（直前）の演算値と同一であるか判定する（ステップＳ５４０）。今回の演算値が前回の演算値と同一の場合（ステップＳ５４０で「Ｙｅｓ」）、記録値よりも演算値の方が正確であると判断し、記録値保持部４６０に、演算値を新たな記録値として保持する（記録値更新：ステップＳ７００）。

一方、今回の演算値が前回の演算値と同一でない場合（ステップＳ５４０で「Ｎｏ」）、または演算値が記録値と異なるのが２回連続でない場合（ステップＳ５３０で「Ｎｏ」）、今回の演算値の信頼性は低いと判断し、記録値更新（ステップＳ７００）は行わない。そこで、次回の投入の際の他の力率変動要因とタイミングが重ならないようにするため、高圧側の場合は（ステップＳ６００で「Ｙｅｓ」）、待機時間Ｐｗを初期値Ｐｗ０に６０秒追加した時間（Ｐｗ２）に調整する（ステップＳ６１０）。低圧側の場合（ステップＳ６００で「Ｎｏ」）、待機時間Ｐｗを初期値Ｐｗ０に４０秒追加した時間（Ｐｗ３）に調整する（ステップＳ６２０）。

なお、高圧側と低圧側の力率調整装置１００間のタイミングをずらすだけであれば、高圧側のみをずらすだけでよい。しかし、本実施の形態１にかかる力率調整装置１００においては、高圧側だけでなく低圧側に設置された場合（ＶＴ設定値が低の場合）でも、待機時間Ｐｗを調整するようにした。これは、動作例４で説明するように、始業時などの負荷５０の稼働タイミングが一定である場合において、ある回路におけるコンデンサ４０の投入と、負荷５０の稼働のタイミングが毎回重なるような状況を回避するためである。

ここで、ステップＳ３４０における調整後の待機時間をＰｗ１とすると、待機時間Ｐｗ２、待機時間Ｐｗ３、および待機時間Ｐｗ１の差は、計測時間Ｐｍより長い２０秒以上になるように設定した。これにより、低圧回路３０側の力率調整装置１００Ｌ、高圧回路２０側の力率調整装置１００Ｈにおける記録値や演算値の信頼性がどのような組合せになった場合であっても、互いの待機時間Ｐｗは計測時間Ｐｍよりも長い時間離れたものとなる。つまり、力率調整装置１００Ｌと力率調整装置１００Ｈ間が連携せず、各自独立して制御していても、ある力率変化に対する２つの力率調整装置１００によるコンデンサ４０の投入タイミングをずらすことができる。

なお、演算値と記録値の同一性判定（ステップＳ５００）における、同一の定義は、演算値と記録値とを比較した場合の変化量が、±１０％の範囲内である場合とした。同様に、前回の演算値と今回の演算値の同一性（ステップＳ５４０）における、同一の定義も、前回値に対する今回値の変化量が、±１０％の範囲内である場合とした。そして、前回演算値と今回演算値が同一と判定した場合は、前回値と今回値の平均値を記録値として保持することとした。

以上より、複数次の回路でのコンデンサ投入のタイミングの重なり、あるいは、コンデンサ投入と負荷の稼働のタイミングの重なりを避け、コンデンサの無駄な遮断／投入を抑制することができる。それにより、力率の進みすぎや遅れすぎといった力率の過剰な変化を抑制し、正常範囲に保持することが可能となる。さらに、コンデンサ容量の信頼性を判定し、正確に評価することができる。

＜動作例１＞
以下、図２に示す電力回路における具体的な状況ごとの動作例について説明する。はじめに動作例１として、高圧回路２０と低圧回路３０ともに、対象となるコンデンサ４０の記録値が無い場合の高圧回路２０と低圧回路３０における力率変化とコンデンサ投入のタイミングについて、図５のタイミングチャートを用いて説明する。

図５（ａ）、（ｂ）は、それぞれ高圧回路２０と低圧回路３０の力率演算値、図５（ｃ）、（ｄ）は、それぞれ高圧回路２０のコンデンサ４０Ｈと低圧回路３０のコンデンサ４０Ｌの開／閉（遮断／投入）状態を示す。初期値Ｐｗ０は、待機時間設定部２３０で設定した５分、待機時間Ｐｗ１は、待機時間調整部４２０により初期値Ｐｗ０に２０秒を追加するよう調整した５分２０秒である。

図５（ａ）、（ｂ）に示すように、時間が進むにつれ、高圧回路２０の力率演算値と低圧回路３０の力率演算値が増大して（遅れて）いき、タイミングｔ１において力率限度値Ｌｐｆを上回った。すると、ｔ１から遅れ継続時間のカウントを開始する。タイミングｔ２において力率遅れが初期値（Ｐｗ０）である待機時間Ｐｗ継続すると（ステップＳ３１０で「Ｙｅｓ」）、低圧回路３０では（ステップＳ３２０で「Ｙｅｓ」）、図５（ｄ）に示すように、コンデンサ４０Ｌが投入される（ステップＳ４００）。そして、その際の無効電力等の変化に応じた容量値ＥｃＬが演算され、記録値が更新される（ステップＳ５００〜Ｓ５２０→ステップＳ７００）。

一方、高圧回路では（ステップＳ３２０で「Ｎｏ」）、記録値が無いため（ステップＳ３３０で「Ｙｅｓ」）、待機時間Ｐｗは、初期値Ｐｗ０に２０秒が追加され（ステップＳ３４０）、タイミングｔ２においては、力率遅れの継続時間がまだ待機時間Ｐｗ１に達していないため、コンデンサ投入動作は行わない（ステップＳ３５０で待機）。そして、タイミングｔ２で低圧回路３０がコンデンサ投入されるため、継続時間が待機時間Ｐｗ１に達するタイミングｔ３に至るまでに、高圧回路２０の力率には、低圧回路３０のコンデンサ４０Ｌの容量値ＥｃＬに対応する寄与分ＲｃＬが影響する。そして、タイミングｔ３に達するまでに限度値を下回り、コンデンサ投入動作を行わず、初期状態に戻る（ステップＳ３５０→ステップＳ３６０）。

このとき、もし、タイミングｔ２で高圧回路２０のコンデンサ４０Ｈが投入されていれば、高圧回路２０における力率は過剰に変化し、さらにコンデンサ容量として、寄与分ＲｃＬを誤差として含んだ状態で算出されることになる。しかし、本実施の形態１にかかる力率調整装置１００を用いれば、高圧回路２０と低圧回路３０でのコンデンサ投入タイミングの重なりを防止し、上述した問題を回避できる。

その後、低圧回路３０側では変化はなく、高圧回路２０の力率のみが増大する状況になり、タイミングｔ４において力率限度値Ｌｐｆを上回り、ｔ４ら遅れ継続時間のカウントを開始する。タイミングｔ５おいて力率遅れが高圧回路２０の待機時間Ｐｗ１継続すると（ステップＳ３５０で「Ｙｅｓ」）、図５（ｃ）に示すように、コンデンサ４０Ｈが投入される（ステップＳ４００）。そして、その際の無効電力等の変化に応じた容量値ＥｃＨが演算され、信頼性の高い容量値が記録値として保持される（ステップＳ５００〜Ｓ５２０→ステップＳ７００）。

＜動作例２＞
つぎに、動作例２として、高圧回路２０と低圧回路３０ともに、対象となるコンデンサの記録値が無いが、コンデンサ投入を判断する継続時間が重なる状況について、説明する。動作例１との違いは、高圧回路２０における継続時間のカウント中に低圧回路３０のコンデンサの投入があった際、高圧回路２０の力率が、低圧回路の影響を受けながらも、限度値Ｌｐｆを上回った状態が継続した場合である。動作例１と同様に、図６のタイミングチャートを用いて説明する。

図６（ａ）、（ｂ）は、図５と同様、高圧回路２０と低圧回路３０の力率演算値、図６（ｃ）、（ｄ）も、図５と同様、コンデンサ４０Ｈとコンデンサ４０Ｌの開／閉（遮断／投入）状態を示す。初期値Ｐｗ０、待機時間Ｐｗ１についても、図５と同様、それぞれ初期値Ｐｗ０である５分と、初期値Ｐｗ０に２０秒を追加するよう調整した待機時間Ｐｗである。

図６（ａ）、（ｂ）に示すように、時間が進むにつれ、高圧回路２０の力率演算値と低圧回路３０の力率演算値が増大して（遅れて）いき、タイミングｔ１において力率限度値Ｌｐｆを上回り、ｔ１から遅れ継続時間のカウントを開始する。タイミングｔ２において力率遅れが初期値Ｐｗ０である待機時間Ｐｗ継続すると（ステップＳ３１０で「Ｙｅｓ」）、低圧回路３０では（ステップＳ３２０で「Ｙｅｓ」）、図６（ｄ）に示すように、コンデンサ４０Ｌが投入される（ステップＳ４００）。そして、その際の無効電力等の変化に応じた容量値ＥｃＬが演算され、記録値が更新される（ステップＳ５００〜Ｓ５２０→ステップＳ７００）。

一方、高圧回路では（ステップＳ３２０で「Ｎｏ」）、記録値が無いため（ステップＳ３３０で「Ｙｅｓ」）、待機時間Ｐｗは、初期値に２０秒が追加され（ステップＳ３４０）、タイミングｔ２においては、力率遅れの継続時間がまだＰｗ１に達していないため、コンデンサ投入動作は行わない（ステップＳ３５０で待機）。しかし、タイミングｔ２で低圧回路３０がコンデンサ投入され、その影響により、力率がＲｃＬ変化したとしても、限度値Ｌｐｆを下回らないため、継続時間のカウントを継続する。そして、タイミングｔ３に達したときに、継続時間が待機時間Ｐｗ１に達し、図６（ｃ）に示すように、コンデンサ４０Ｈが投入される（ステップＳ３５０→Ｓ４００）。そして、その際の無効電力等の変化に応じた容量値ＥｃＨが演算され、新たに記録値が保持される（ステップＳ５００〜Ｓ５２０→ステップＳ７００）。

高圧回路２０における継続時間のカウントと、低圧回路３０における継続時間には、図６に示すように重なる部分がある。しかし、タイミングｔ３とタイミングｔ２の差が、容量値を算出するための計測時間Ｐｍよりも長くなるように待機時間Ｐｗを調整したので、高圧回路２０のコンデンサ４０Ｈの容量値ＥｃＨに、低圧回路３０のコンデンサによる寄与分ＲｃＬが誤差として含まれることを回避できる。このとき、もし、タイミングｔ２で高圧回路２０のコンデンサ４０Ｈが投入されていれば、高圧回路２０における力率は過剰に変化し、さらにコンデンサ容量として、ＲｃＬ分の誤差を含んだ状態で算出されることになる。しかし、本実施の形態１にかかる力率調整装置１００を用いれば、高圧回路２０と低圧回路３０でのコンデンサ投入タイミングの重なりを防止し、上述した問題を回避できる。

＜動作例３＞
つぎに、動作例３として、高圧回路２０と低圧回路３０ともに、対象となるコンデンサ４０の記録値が保持されており、コンデンサ投入のタイミングが重なってしまった状況について、図７のタイミングチャートを用いて説明する。

図７（ａ）、（ｂ）は、高圧回路２０と低圧回路３０の力率演算値、図７（ｃ）、（ｄ）は高圧回路２０側の２つのコンデンサ４０Ｈ_−１、４０Ｈ_−２の開／閉（遮断／投入）状態を、図７（ｅ）、（ｆ）は低圧回路３０側の２つのコンデンサ４０Ｌ_−１、４０Ｌ_−２の開／閉（遮断／投入）状態を示す。初期値Ｐｗ０は、動作例１、２と同様に５分、待機時間Ｐｗ２は、ステップＳ６１０で初期値Ｐｗ０に６０秒追加するよう調整された６分である。

図７（ａ）、（ｂ）に示すように、時間が進むにつれ、高圧回路２０の力率演算値と低圧回路３０の力率演算値が増大して（遅れて）いき、タイミングｔ１において力率限度値Ｌｐｆを上回り、ｔ１から遅れ継続時間のカウントを開始する。タイミングｔ２において力率遅れが低圧回路３０の待機時間（初期値Ｐｗ０）継続すると（ステップＳ３１０で「Ｙｅｓ」）、低圧回路３０では（ステップＳ３２０で「Ｙｅｓ」）、図７（ｅ）に示すように、コンデンサ４０Ｌ_−１が投入される（ステップＳ４００）。そして、その際の無効電力等の変化に応じた容量値ＥｃＬ１が演算され、記録値が更新される（ステップＳ５００〜Ｓ５２０→ステップＳ７００）。

一方、高圧回路でも（ステップＳ３２０で「Ｎｏ」）、記録値があるため（ステップＳ３３０で「Ｎｏ」）、待機時間Ｐｗは、初期値であるＰｗ０のままであり、図７（ｃ）に示すように、コンデンサ４０Ｈ_−１が投入される（ステップＳ４００）。そして、その際の無効電力等の変化に応じた容量値ＥｃＨ１が演算される。しかし、容量値ＥｃＨ１には、高圧回路２０のコンデンサ４０Ｈ_−１の寄与分ＲｃＨ１だけでなく、低圧回路３０のコンデンサ４０Ｌ_−１の寄与分ＲｃＬ１も含まれている。

つまり、タイミングｔ２で演算された容量値ＥｃＨ１には、誤差が含まれている。しかし、そのような場合、演算値は記録値と異なることになり（ステップＳ５００で「Ｎｏ」〜ステップＳ５３０）、その演算値を用いて直ちに記録値が更新されることはない。その場合、演算値が記録値と異なるのが２回連続で（ステップＳ５３０で「Ｙｅｓ」）、かつ今回演算値が前回演算値と同一（ステップＳ５４０で「Ｙｅｓ」）となるまで記録値は変更しない。

一方、演算値が記録値と異なるのが２回連続ではない場合（ステップＳ５３０で「Ｎｏ」）、あるいは、今回演算値と前回演算値とが同一でない場合（ステップＳ５４０で「Ｎｏ」）は、待機時間Ｐｗを初期値Ｐｗ０に６０秒追加した時間（Ｐｗ２）に調整する。

これにより、以降、例えばｔ３時点で、高圧回路２０と低圧回路３０で同時に力率が限度値Ｌｐｆを超えた場合でも、動作例２のタイミングｔ１〜ｔ３と同様に動作する。つまり、タイミングｔ３において力率限度値Ｌｐｆを上回り、ｔ３から力率遅れの継続時間のカウントを開始する。タイミングｔ４において力率遅れが待機時間（初期値Ｐｗ０）継続すると（ステップＳ３１０で「Ｙｅｓ」）、低圧回路３０では（ステップＳ３２０で「Ｙｅｓ」）、図７（ｆ）に示すように、コンデンサ４０Ｌ_−２が投入される（ステップＳ４００）。そして、その際の無効電力等の変化に応じた信頼性の高い容量値ＥｃＬ２が演算される（ステップＳ４１０）。

一方、高圧回路では（ステップＳ３２０で「Ｎｏ」）、記録値はあるが、待機時間Ｐｗは初期値Ｐｗ０に６０秒が追加された値（待機時間Ｐｗ２）に調整されているので、タイミングｔ４においては、力率遅れの継続時間がまだＰｗ２に達していないため、コンデンサ投入動作は行わない（ステップＳ３１０で待機）。しかし、タイミングｔ４で低圧回路３０がコンデンサ投入され、その影響により、力率が寄与分ＲｃＬ２変化したとしても、限度値Ｌｐｆを下回らないため、継続時間のカウントを継続する。そして、タイミングｔ５に達したときに、継続時間が待機時間Ｐｗ２に達し、図７（ｄ）に示すように、コンデンサ４０Ｈ_−２が投入される（ステップＳ３１０〜Ｓ３３０→Ｓ４００）。そして、その際の無効電力等の変化に応じた信頼性の高い容量値ＥｃＨ２が演算される（ステップＳ４１０）。

つまり、高圧回路２０における継続時間のカウントと、低圧回路３０における継続時間に重なる部分があっても、タイミングｔ４とタイミングｔ５の差が、容量値を算出するための計測時間Ｐｍよりも長くなるように待機時間Ｐｗを調整したので、高圧回路２０のコンデンサの容量値ＥｃＨ２に、低圧回路３０のコンデンサによる寄与分ＲｃＬ２が誤差として含まれることを回避できる。つまり、動作例２で説明したのと同様に、タイミングｔ４で高圧回路２０のコンデンサ４０Ｈが投入されていれば、高圧回路２０における力率は過剰に変化し、さらにコンデンサ容量として、ＲｃＬ２分の誤差を含んだ状態で算出されることになる。しかし、本実施の形態１にかかる力率調整装置１００を用いれば、高圧回路２０と低圧回路３０でのコンデンサ投入タイミングの重なりを防止し、上述した問題を回避できる。

つまり、当該コンデンサ４０の投入が２回目以降の場合、コンデンサ容量の演算値が記録値と異なる場合に、記録値と演算値の同一性、あるいは連続する２回の演算値の同一性を判定するようにした。その結果、コンデンサ容量の誤認識を防ぐことができる。とくに、記録値と演算値が異なった場合でも、記録値と異なる連続した演算値が同一の場合には、その演算値が正しいと判断するようにしたので、実際にコンデンサ４０の容量値が変化した場合においても、変化後の容量値Ｅｃを信頼性の高い値と認識し更新することができる。さらには、以降の動作における待機時間Ｐｗに追加時間を加えるよう調整することで、次回のコンデンサ投入タイミングの重なりを防止し、コンデンサ遮断の遅れによる力率の進み過ぎを防止する。

＜動作例４＞
上記動作例１〜３においては、低圧回路３０が高圧回路２０に影響を与える例について説明した。本動作例４では、ある電力回路において、コンデンサの投入と負荷の稼働のタイミングが頻繁に重なる状況での動作例について説明する。コンデンサ４０の投入と負荷５０の稼働のタイミングが頻繁に重なる状況としては、例えば、始業時に複数の負荷５０を順次稼働させていった場合に、力率変化に対応するコンデンサ４０の投入のタイミングと、負荷５０の起動タイミングが重なるような状況が考えられる。なお、説明を簡単にするため、図２に示す電力回路のうち、高圧回路２０あるいは低圧回路３０のいずれか一方の力率調整装置１００のみが動作する場合の力率変化とコンデンサ投入、負荷の稼働のタイミングについて、図８のタイミングチャートを用いて説明する。

図８（ａ）は、ある電力回路の力率演算値、図８（ｂ）、（ｃ）は、それぞれ当該電力回路のコンデンサ４０_−１と４０_−ｉの開／閉（遮断／投入）状態、図８（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）は、それぞれ当該電力回路の負荷５０_−１、５０_−２、および５０_−ｊの起動／停止状態を示す。初期値Ｐｗ０は、待機時間設定部２３０で設定した５分、待機時間Ｐｗｘは、待機時間調整部４２０により初期値Ｐｗ０に６０秒を追加するよう調整した６分である。なお、待機時間Ｐｗｘは、高圧回路２０であれば、図４のフローチャートで説明した待機時間Ｐｗ２、低圧回路側であれば待機時間Ｐｗ３に対応する。

図８（ａ）に示すように、時間が進むにつれ、電力回路の力率演算値がやや増大していく中、図８（ｄ）に示すように、タイミングｔ１において負荷５０_−１が起動し、負荷５０_−１の寄与分Ｒｍ１力率が増大するとともに、力率の増大率が大きくなっていった。そして、タイミングｔ２において力率限度値Ｌｐｆを上回り、ｔ２から力率遅れの継続時間のカウントを開始する。タイミングｔ３において力率遅れが（待機時間Ｐｗ（初期値Ｐｗ０）継続することになる（ステップＳ３１０で「Ｙｅｓ」）。すると、図８（ｂ）に示すように、コンデンサ４０_−１が投入され（ステップＳ４００）、図８（ａ）に示すように、コンデンサ４０_−１の寄与分Ｒｃ１に応じた力率が改善される。

一方、図８（ｅ）に示すように、タイミングｔ３から間もなくして、負荷５０_−２が起動し、負荷５０_−２の寄与分Ｒｍ２に応じた力率遅れ（増大）が生じる。このとき、タイミングｔ３とｔ４の間隔が計測時間Ｐｍ（１６秒）以下の場合、容量値演算部４４０では、容量値Ｅｃ１の演算において、ｔ４以降の値も用いることになる。つまり、コンデンサ４０_−１の寄与分Ｒｃ１から、計測時間Ｐｍが重なる割合に応じて負荷５０_−２の寄与分Ｒｍ２が差し引かれた値が容量値Ｅｃ１として演算される（ステップＳ４１０）ことになる。

つまり、タイミングｔ３で演算された容量値Ｅｃ１には、誤差が含まれる可能性がある。しかし、そのような場合、演算値は記録値と異なることになり（ステップＳ５００で「Ｎｏ」〜ステップＳ５３０）、その演算値が直ちに記録値として保持されることはない。その場合、演算値が記録値と異なるのが２回連続で（ステップＳ５３０で「Ｙｅｓ」）、かつ今回演算値が前回演算値と同一（ステップＳ５４０で「Ｙｅｓ」）となるまで記録値は変更しない。

さらに、演算値が記録値と異なるのが２回連続ではない場合（ステップＳ５３０で「Ｎｏ」）、あるいは、今回演算値と前回演算値とが同一でない場合（ステップＳ５４０で「Ｎｏ」）は、待機時間Ｐｗを初期値Ｐｗ０に６０秒追加した時間（Ｐｗｘ）に調整する。そのため、以降の時点において、例えば、始業時などの負荷５０の稼働タイミングが一定の場合に、毎回ある負荷５０の起動タイミングと、それ以前の負荷５０の稼働に対応するコンデンサ投入のタイミングとが重なるような場合、ステップＳ６１０あるいはステップＳ６２０による待機時間Ｐｗの調整により、タイミングの重なりを防止することができる。

例えば、図８（ａ）に示すように、図示しない負荷の起動により、力率遅れが進み、タイミングｔ５において力率限度値Ｌｐｆを上回り、タイミングｔ５から遅れ継続時間のカウントを開始する。そして、図８（ｆ）に示すように、待機時間Ｐｗｘに達する前のタイミングｔ６において、前述のある負荷５０に相当する負荷５０_−ｊが起動し、負荷５０_−ｊの寄与分Ｒｍｊに応じて力率遅れが増大する。しかし、待機時間Ｐｗｘは、初期値Ｐｗ０に対して、計測時間Ｐｍ（１６秒）よりも長い、６０秒（あるいは４０秒）もの追加を行っている。そのため、電力回路のコンデンサ４０_−ｉは、図８（ｃ）に示すように、力率遅れの継続時間がＰｗｘに達したタイミングｔ７で投入される（ステップＳ４００）。

その際、例えば、負荷５０_−ｊが起動するタイミングｔ６とタイミングｔ５との間隔が、負荷５０_−２の起動タイミングとタイミングｔ２の間隔と同じようになる、つまり、習慣的に同様に実施される場合がある。しかし、待機時間Ｐｗｘは、初期値Ｐｗ０に対して、計測時間Ｐｍ（１６秒）の２倍以上長い、６０秒（あるいはステップＳ６２０なら４０秒）もの追加を行っている。そのため、コンデンサ４０_−ｉの容量値Ｅｃｉの演算に必要な時間は、タイミングｔ７の前後１６秒（計測時間Ｐｍ）間であるので、同様のタイミングであれば、演算値に、負荷５０_−ｊの寄与分Ｒｍｊの影響が入ることはない。その結果、コンデンサ投入の寄与分に対応する信頼性の高い容量値Ｅｃｉが演算される（ステップＳ４１０）。

つまり、演算値が記録値と異なる際、２回連続して同一の演算値が出た場合は記録値を更新する一方、それ以外の場合は、待機時間Ｐｗを初期値Ｐｗ０に追加補正するようにした。これにより、電力回路内のコンデンサ投入と負荷の稼働タイミングが重なった場合のコンデンサ容量の誤認識を防止し、コンデンサの無駄な遮断と投入を防止できる。

なお、本実施の形態１においては、演算値が記録値と異なる際、２回連続して同一の演算値が出た場合以外の、初期値Ｐｗ０に追加する時間をそれぞれ６０秒（高圧の場合：ステップＳ６１０）と４０秒（低圧の場合：ステップＳ６２０）としているが、高圧回路と低圧回路のコンデンサ投入のタイミングが重ならなければよいので、それぞれの補正時間の差が、計測時間Ｐｍよりも長ければ何秒でも、コンデンサ投入のタイミングの重なりを防止できる。さらには、初期値に対していずれの追加時間も計測時間Ｐｍの２倍以上にしたことで、習慣的な負荷起動とコンデンサ投入のタイミング重なりがあった場合、前後どちらに重なっていた場合にも、以降の投入時のコンデンサと負荷のタイミングの重なりを防止することができる。

その際、本実施の形態においては、待機時間Ｐｗは、初期値Ｐｗ０に追加するよう調整する例のみ示したが、これに限ることはなく、タイミングをずらすことができるのなら、初期値Ｐｗ０より短くなる調整を行うことも可能である。

また、本実施の形態１においては、コンデンサ容量の演算値が、２回連続で記録値と異なった（さらに演算値どうしが同一）場合、連続する２つの演算値を平均した値をコンデンサ容量記録値として採用するとしたが、これに限ることはない。こういった状況の場合、コンデンサ容量に実際に変化が生じていると考えられ、連続する２つの演算値の内、後から演算した値を使用するようにしてもよく、そうすることで、変化時の最新の容量値Ｅｃを記録値として保持することができる。

同様に、本実施の形態１においては、コンデンサ容量の演算値が記録値と同一の場合は、わざわざ記録値を更新することはしなかったが、最新の演算値に更新するようにしてもよく、そうすることで、最新の容量値Ｅｃを記録値として保持することができる。

以上のように、本発明の実施の形態１にかかる力率調整装置１００によれば、力率改善用のコンデンサ４０を有する電力回路に設置され、電力回路の力率変化に応じてコンデンサ４０の投入および遮断を制御して、電力回路の力率を調整する力率調整装置１００であって、電力回路からの信号（例えば、変圧器出力Ｘ３１、変流器出力Ｘ３２）に基づき、力率およびコンデンサ４０の容量値Ｅｃを演算するための評価値(例えば、無効電力)を演算する評価値演算部３３０と、力率が限度値Ｌｐｆを逸脱する状態が、待機時間Ｐｗに達するまで継続するか否かを判定する力率状態判定部（力率状態判定部４１０、力率状態継続性判定部４３０）と、力率状態判定部の判定結果に基づき、コンデンサ４０の投入または遮断の動作を制御するコンデンサ動作制御部６００と、コンデンサ４０の動作時点の前後における評価値の変化に基づいて、コンデンサ４０の容量値Ｅｃを演算する容量値演算部４４０と、容量値演算部４４０が演算した演算値の信頼性を判定する演算値判定部４５０と、演算値判定部４５０が信頼性ありと判定した演算値を記録値として保持する記録値保持部４６０と、演算値判定部４５０の判定結果に基づき、待機時間Ｐｗを初期設定された時間（初期値Ｐｗ０）から変更するように調整する待機時間調整部４２０と、を備え、演算値判定部４５０は、記録値の有無、および記録値が保持されている場合は、記録値と演算値との同一性に基づき、演算値の信頼性を判定するように構成したので、演算値の信頼性に基づいて、コンデンサ投入と他の力率変化要因とのタイミングが重ならないように、コンデンサ投入のタイミングを調整するので、コンデンサ４０の無駄な遮断／投入を抑制することができる。さらに、信頼性の高い演算値を記録値として保持でき、コンデンサ４０の状態を正確に管理でき、力率状態に応じて適切なコンデンサ４０を選定することができる。

とくに、演算値判定部４５０は、演算値と記録値が異なる状況が連続して生じた場合、記録値と異なる連続する２つの演算値間の同一性に基づいて、連続する２つの演算値の信頼性を判定するようにしたので、単なる誤差が生じたのか、あるいは、実際にコンデンサ４０の状態に変化が生じたかを区別でき、変化後の容量を正確に把握することができる。

また、待機時間調整部４２０は、電力回路における当該力率調整装置１００の下流側に他の力率調整装置があるとの情報が入力された場合（ＶＴ設定値が高圧の場合）、他の力率調整装置があるとの情報が入力されない場合よりも長くなるように、待機時間Ｐｗを調整するように構成したので、下流側の操作の影響を抑制し、無駄なコンデンサ動作を回避できる。

さらに、待機時間調整部４２０は、待機時間Ｐｗが、初期設定された時間（初期値Ｐｗ０）に対して、動作時点の前後のそれぞれで評価値の演算に必要な信号（例えば、変圧器出力Ｘ３１、変流器出力Ｘ３２）を計測する時間（計測時間Ｐｍ）以上の間隔を有するように、待機時間Ｐｗを調整するように構成したので、演算値に影響の出るタイミングの重なりをより確実に回避し、さらに信頼性の高い容量値Ｅｃを得ることができる。

以上のように、本発明の実施の形態１にかかる力率調整方法によれば、力率改善用のコンデンサ４０が設置された電力回路の力率変化に応じてコンデンサ４０の投入および遮断を制御して、電力回路の力率を調整する力率調整方法であって、電力回路からの信号（例えば、変圧器出力Ｘ３１、変流器出力Ｘ３２）に基づき、力率およびコンデンサ４０の容量値Ｅｃを演算するための評価値(例えば、無効電力)を演算する評価値演算ステップと、力率が限度値Ｌｐｆを逸脱する状態が、待機時間Ｐｗに達するまで継続するか否かを判定する力率状態判定ステップ（ステップＳ３１０、Ｓ３５０）と、力率状態判定ステップの判定結果に基づき、コンデンサ４０の投入または遮断の動作を制御するコンデンサ動作制御ステップ（ステップＳ４００）と、コンデンサ４０の動作時点の前後における評価値の変化に基づいて、コンデンサ４０の容量値Ｅｃを演算する容量値演算ステップ（ステップＳ４１０）と、演算値の信頼性を判定する演算値判定ステップ（ステップＳ５００〜５４０）と、演算値判定ステップで信頼性ありと判定した演算値を記録値として保持する記録値保持ステップ（ステップＳ７００）と、演算値判定ステップの判定結果に基づき、待機時間Ｐｗを初期設定された時間（初期値Ｐｗ０）から変更するように調整する待機時間調整ステップ（ステップＳ３４０、ステップＳ６００〜Ｓ６２０）と、を含み、演算値判定ステップでは、記録値の有無、および記録値が保持されている場合は、記録値と演算値との同一性に基づき、演算値の信頼性を判定するように構成したので、演算値の信頼性に基づいて、コンデンサ投入と他の力率変化要因とのタイミングが重ならないように、コンデンサ投入のタイミングを調整するので、コンデンサ４０の無駄な遮断／投入を抑制することができる。さらに、信頼性の高い演算値を記録値として保持でき、コンデンサ４０の状態を正確に管理でき、力率状態に応じて適切なコンデンサを選定することができる。

とくに、演算値判定ステップ（ステップＳ５３０〜５４０）では、演算値と記録値が異なる状況が連続して生じた場合、記録値と異なる連続する２つの演算値間の同一性に基づいて、連続する２つの演算値の信頼性を判定するようにしたので、単なる誤差が生じたのか、あるいは、実際にコンデンサ４０の状態に変化が生じたかを区別でき、変化後の容量を正確に把握することができる。

また、待機時間調整ステップ（ステップＳ３４０、ステップＳ６１０〜Ｓ６２０）では、電力回路における当該力率調整方法の実施範囲の下流側に他の力率調整装方法が実施される可能性があるとの情報が入力された場合（ＶＴ設定値が高圧の場合）、他の力率調整装方法が実施される可能性があるとの情報が入力されない場合よりも長くなるように、待機時間Ｐｗを調整するように構成したので、下流側の操作の影響を抑制し、無駄なコンデンサ動作を回避できる。

さらに、待機時間調整ステップ（ステップＳ３４０、ステップＳ６００〜Ｓ６２０）では、待機時間Ｐｗが、初期設定された時間（初期値Ｐｗ０）に対して、動作時点の前後のそれぞれで評価値の演算に必要な信号（例えば、変圧器出力Ｘ３１、変流器出力Ｘ３２）を計測する時間（計測時間Ｐｍ）以上の間隔を有するように、待機時間Ｐｗを調整するように構成したので、演算値に影響の出るタイミングの重なりをより確実に回避し、さらに信頼性の高い容量値Ｅｃを得ることができる。

１１，２１：変圧器、 ２０：高圧回路、 ３０：低圧回路、 ４０：コンデンサ、 ５０：負荷、
１００：力率調整装置、 １００Ｈ：高圧側力率調整装置、 １００Ｌ：低圧側力率調整装置、
２００：設定操作部、 ２１０：操作部、 ２２０：力率限度設定部、 ２３０：待機時間設定部、 ２４０：ＶＴ設定部、
３００：計測演算部、 ３１０：電圧検出部、 ３２０：電流検出部、 ３３０：評価値演算部、
４００：力率調整動作制御部、 ４１０：力率状態判定部、 ４２０：待機時間調整部、 ４３０：力率状態継続性判定部（力率状態判定部）、 ４４０：容量値演算部、 ４５０：演算値判定部、 ４６０：記録値保持部、
５００：表示部、 ６００：コンデンサ動作制御部、
Ｅｃ：容量値、 Ｌｐｆ：力率限度値、 Ｐｍ：計測時間、 Ｐｗ：待機時間、 Ｐｗ０：（待機時間の）初期値、 Ｒｃ：コンデンサによる寄与分、 Ｒｍ：負荷による寄与分、
Ｘ２１：入力操作、 Ｘ３１：変圧器出力、 Ｘ３２：変流器出力。

Claims (8)

1. 力率改善用のコンデンサを有する電力回路に設置され、前記電力回路の力率変化に応じて前記コンデンサの投入および遮断を制御して、前記電力回路の力率を調整する力率調整装置であって、
   前記電力回路からの信号に基づき、前記力率および前記コンデンサの容量値を演算するための評価値を演算する評価値演算部と、
   前記力率が限度値を逸脱する状態が、待機時間に達するまで継続するか否かを判定する力率状態判定部と、
   前記力率状態判定部の判定結果に基づき、前記コンデンサの投入または遮断の動作を制御するコンデンサ動作制御部と、
   前記コンデンサの動作時点の前後における前記評価値の変化に基づいて、前記コンデンサの容量値を演算する容量値演算部と、
   前記容量値演算部によって演算された演算値の信頼性を判定する演算値判定部と、
   前記演算値判定部が信頼性ありと判定した演算値を記録値として保持する記録値保持部と、
   前記演算値判定部の判定結果に基づき、前記待機時間を初期設定された時間から変更するように調整する待機時間調整部と、を備え、
   前記演算値判定部は、前記記録値の有無、および前記記録値が保持されている場合は、前記記録値と前記演算値との同一性に基づき、前記演算値の信頼性を判定することを特徴とする力率調整装置。
2. 前記演算値判定部は、前記演算値と前記記録値が異なる状況が連続して生じた場合、前記記録値と異なる連続する２つの演算値間の同一性に基づいて、前記連続する２つの演算値の信頼性を判定することを特徴とする請求項１に記載の力率調整装置。
3. 前記待機時間調整部は、前記電力回路における当該力率調整装置の下流側に他の力率調整装置があるとの情報が入力された場合、前記情報が入力されない場合よりも長くなるように、前記待機時間を調整することを特徴とする請求項１または２に記載の力率調整装置。
4. 前記待機時間調整部は、前記待機時間が、前記初期設定された時間に対して、前記動作時点の前後のそれぞれで前記評価値の演算に必要な前記信号を計測する時間以上の間隔を有するように、前記待機時間を調整することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の力率調整装置。
5. 力率改善用のコンデンサが設置された電力回路の力率変化に応じて、前記コンデンサの投入および遮断を制御して、前記電力回路の力率を調整する力率調整方法であって、
   前記電力回路からの信号に基づき、前記力率および前記コンデンサの容量値を演算するための評価値を演算する評価値演算ステップと、
   前記力率が限度値を逸脱する状態が、待機時間に達するまで継続するか否かを判定する力率状態判定ステップと、
   前記力率状態判定ステップでの判定結果に基づき、前記コンデンサを投入または遮断の動作を制御するコンデンサ動作制御ステップと、
   前記コンデンサの投入または遮断の動作時点の前後における前記評価値の変化に基づいて、前記コンデンサの容量値を演算する容量値演算ステップと、
   前記容量値演算ステップによって演算された演算値の信頼性を判定する演算値判定ステップと、
   前記演算値判定ステップで、信頼性ありと判定された演算値を記録値として保持する記録値保持ステップと、
   前記演算値判定ステップでの判定結果に基づき、前記待機時間を初期設定された時間から変更するように調整する待機時間調整ステップと、を含み、
   前記演算値判定ステップでは、前記記録値の有無、および前記記録値が保持されている場合は、前記記録値と前記演算値との同一性に基づき、前記演算値の信頼性を判定することを特徴とする力率調整方法。
6. 前記演算値判定ステップでは、前記演算値と前記記録値が異なる状況が連続して生じた場合、前記記録値と異なる連続する２つの演算値間の同一性に基づいて、前記連続する２つの演算値の信頼性を判定することを特徴とする請求項５に記載の力率調整方法。
7. 前記待機時間調整ステップでは、前記電力回路における当該力率調整方法の実施範囲の下流側に他の力率調整方法が実施される可能性がある旨の情報が入力された場合、前記情報が入力されない場合よりも長くなるように、前記待機時間を調整することを特徴とする請求項５または６に記載の力率調整方法。
8. 前記待機時間調整ステップでは、前記待機時間が、前記初期設定された時間に対して、前記動作時点の前後のそれぞれで前記評価値の演算に必要な前記信号を計測する時間以上の間隔を有するように、前記待機時間を調整することを特徴とする請求項５から７のいずれか１項に記載の力率調整方法。

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