JPH01195520A - 力率自動調整装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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臼ｖＪ調監装置に関するものである
。

［従来の技術］ 例えば特公昭６０−４７８２３号に示された従来の力率
自動調整装置を第３図に示す０図において、力率自動調
整装置（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、投入レベル
設定部（７）あるいはしゃ断レベル設定部（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）、比較器１ｍ　（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）−一に接続され、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）−一を投
入しまたはしゃ断する。

電気回路（１）には計測用変圧器（２）と計測用変流器
（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、電流とによ
り無効電力を検出し、検出した無、動電力に比例した電
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
）の出力と投入レベル設定部（７）の出力とを比較し、
増幅回路（５）の出力が投入レベル設定部（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
レベル設定部（９）の出力とを比較し、増幅回路の出力
がしゃ断レベル設定部（９）の出力より低ければ出力を
生じる。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！Ｉ１１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、電気図ＩＮ
りに投入するコンデンサを第１〜第ｎのコンデンサ（６
２ａ）−（６２Ｃ）−−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。リレー回路（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（８２ａ）−
（６２ｃ）−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課題１ 従来の力率自動！ｌｌ！！！装ａ？よ以上のように構成
されているため、力率自動調整運転中に、制御モードを
変更をしなければならない場合、−立方率自動調整を解
除し、改めて全ての設定値を設定し直さなければならず
、したがって設定値変更までにとられていたコンデンサ
の制御状態が解除されてしまう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、力率自動調整運転中に制御モードを変更
しても、コンデンサの制御状態が解除されることのない
力率自動調整装置を提供すこの発明に係る力率自動調整
装置は、 電気回路に対し投入またはしゃ断される複数のコンデン
サと、 電気回路の無効電力を検出する無効電力検出手段と、 無効電力検出手段により検出された無効電力がコンデン
サを投入するための投入レベルをしたまわっているか否
かを判別する投入判別手段と、投入判別手段において無
効電力が投入レベルをしたまわっている場合に、コンデ
ンサを電気回路に投入する投入手段と、 無効電力検出手段により検出された無効電力がコンデン
サをしゃ断するためのしゃ断レベルを超えているか否か
を判別するしゃ断判別手段と、しゃ断判別手段において
無効電力がしゃ断レベルを超えている場合に、コンデン
サを電気回路からしゃ断するしゃ断手段と、 変更可能な複数の設定値に基づいて、投入レベルおよび
しゃ断レベルを演算し設定するレベル演算手段と、 力率自動調整運転中に複数の設定値のいずれかを変更す
る場合に、変更すべき設定値は割込み操作により設定値
を変更し、残りの設定値については割込み操作と同時に
初期設定値を設定する割込み入力設定手段と、 を具備している。

［作用］ 複数のコンデンサは電気回路に投入されることにより遅
れている無効電力の位相を進め、またしゃ断されること
により進んでいる無効電力の位相を遅らせることにより
力率調整を行う。

無効電力検出手段は電気回路の無効電力を検出する。

投入判別手段は無効電力がコンデンサを投入するための
投入レベルをしたまわっているが否かを判別する。

投入手段は無効電力が投入レベルをしたまわっている場
合に、各コンデンサが等容量の場合は設置類に、また各
コンデンサの容量が各種存在する場合には例えば容量の
大きいものから順に電気回路に対し投入する。

しゃ断判別手段は無効電力がコンデンサをしゃ断するた
めのしゃ断レベルを超えているが否かを判別する。

しゃ断手段は無効電力がしゃ断レベルを超えている場合
に、各コンデンサが等容量の場合には投入順に、また各
コンデンサの容量が各種存在する場合には例えば容量の
小さいものから順に電気回路からしゃ断する。

レベル演算手段は変更可能な複数の設定値、例えば合成
変成比、需要率および制御モードにより異なる演算係数
等に基づいて、投入レベルおよびしゃ断レベルを演算し
設定する。

割込み入力設定手段は力率自動調整運転中に制御モード
の変更に伴う複数の設定値のいずれかを変更する場合に
、変更すべき設定値については割込み操作により設定値
を変更し、残りの設定値については割込み操作と同時に
初期設定値を設定する。

［実施例］ この発明に係る力率自動調整装置を一実施例を示す第１
図および力率自動調整制御のフローチャートを示す第２
図を用いて説明する。

第１図において、電気回路（１）には計測用の変圧器（
２）およびの変流器（３）が設けられており、これらの
出力は力率自動調整装置（１００）の無効電力検出部（
１０１）に入力される。変圧器（２）、変流器（３）お
よび無効電力検出部（１０１）により無効電力検出手段
を構成する。力率自動調整装置（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Ｒ
ＯＭと略称する）　（１０３）と、無効電力検出部（１
０１）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コンデンサを投入するための投
入レベルおよびコンデンサをしゃ断するためのしゃ断レ
ベル等の制御データ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、投入信号およびしゃ断
信号をコンデンサ制御部（５０）に出力するためのリレ
ー制御部（１０７）を有し、さらに、力率自動調整中に
投入レベルおよびしゃ断レベル等を演算するための制御
データ、あるいは制御モードを変更するための割込み操
作を行う割込み入力設定部（１０８）を有している。

各コンデンサ（６２ａ）　、　（６２ｂ）　、　（６２
ｃ）、、　、にはそれぞれ直列リアクトル（６１ａ）、
（６１ｂ）、（６１ｃ）、、、および電磁接触器（６０
ａ）　、　（６０ｂ）　、　（６０ｃ）−−−が接続さ
れ、この電磁接触器（６０ａ）　、　（６０ｂ）　、　
（６０ｃ）　、　、　、の動作により電気回路（１）に
対し投入またはしゃ断される。これらのコンデンサ（５
２ａ）　、　（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）からの投
入信号およびしゃ断信号に基づいて各電磁接触器（６０
ａ）、（Ｓｏｂ）、（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、コンデンサパンクが複数
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図に示すフリーチャートを用いて力率自動調整
制御の動作を説明する。

力率自動調整制御が開始されると、無効電力検出手段で
ある変圧Ｉｓ　（２）、変流器（３）および無効電力検
出部（１０１）等により電気回路の無効電力が測定が開
始される（１００Ｇ）。

力率自動調整制御が開始されると同時に、設定部（１０
５）によりあらかじめ入力されＲＡＭ（１０４）に記憶
されている投入レベルやしゃ断レベルあるいはこれらの
値を演算するための演算データがＣＰＵ（１０２）に読
み込まれる（１００１）。

次に、ＣＰＵ（１０２）はＲＯＭ（１０３）にあらかじ
め書き込まれているプログラムに従って、各コンデンサ
の容量および前述の演算データ、例えば女工器（２）や
変流器（３）の合成変成比およびハンチング防止係数等
からしゃ断レベルおよび投入レベルの初期値を演算する
（１００２）。

ここで、合成変成比とは先に述べた変圧器（２）および
変流器（３）の１次側／２次側の変圧比および変流比の
積である。実測されるのは変圧Ｗ　（２）および変流器
（３）の２次側出力であり、合成変成比はこれら実測さ
れた値から実際の電気回路の無効電力等を換算するため
に用いられる。ハンチング防止係数とは、測定誤差等に
よりコンデンサを投入またはしゃ断したとたんに力率が
目標とする調整範囲から外れ、再度コンデンサを投入ま
たはしゃ断する誤動作（これをハンチングという）を防
止するため、一定時間、目標ｌｌｌ輻幅広いめに設定す
るための安全係数のことである。

次に、変圧Ｉｓ　（２）、変流５（３）および無効電力
検出部（１０１）等により測定された電気回路の無効電
力が読み込まれる（１００３）。

次にＣＰＵ（１０２）は測定された無効電力の位相が進
んでいるか否かを判別する（１００４）。

そして、無効電力の位相が進んでいる場合、ＣＰＵ（１
０２）はしゃ断判別手段として作用し、無効電力がしゃ
断レベルを超えてりるか否かを判別する（１００５）。

ステップ（１００５）において、無効電力がしゃ断レベ
ルを超えている場合、しゃ断信号を出力する（１００６
）。

ステップ（１００５）において、無効電力がしゃ断レベ
ルを超えていない場合、割込みフラグがセットされてい
るか否カ１を判別する（１００？）。

ＣＰＵ（１０２）から出力されたしゃ断信号はリレー制
御部（１０？）およびコンデンサ制御部（５０）を介し
て第１番目にしゃ断されるコ、ンデンサ（例えば６２ａ
）をしや斯すべく電磁接触器（［Ｏａ）を駆動する。

ステップ（１００４）において無効電力の位相が進んで
いない場合（ま光は遅れている場合）　、　ｃｐｕ（１
０２）は投入判別手段として作用し、無効電力が投入レ
ベルをしたまわっているか否かを判別する（１００ｇ）
。

ステップ（ｉｔ）０８）において、無効電力が投入レベ
ルをしたまわっていない場合、割込みフラグがセットさ
れているか否かを判別する（１０Ｇ？）。

ステップ（１００８）において、無効電力値が投入レベ
ルをしたまわっている場合、投入信号を発生する（１０
０９）。

ＣＰＵ（１０２）から出力された投入信号はリレー制御
部（１０７）を介してコンデンサ制御部（５０）に伝送
される。コンデンサ制御部（５０）は電磁接触器（例え
ば６０ａ）を動作して第１番目に投入されるコンデンサ
（９１えば６２ａ）を電気回路（１）に投入する。

ステップ（１００７）におｔ）て、割込みフラグがセッ
トされている場合、　ＣＰＵ（１０２）は割込み入力設
定部（１０８）により入力された変更されるべき設定値
を読み込むｇｏｔｏ）。

そして、ＲＯＭ（１０３）に記憶されているプログラム
に従って変更された設定値を基に新たな投入レベルを演
算する（１０１１）、変更されながうた設定Ｔｔｌｌ二
ついでは最初に設定された値を用いる。

なお、ステップ（１００７）にお〜）て、割込みフラグ
がセットされている場合とは、力率自動調整制御が行わ
れている途中で割込み入力設定部（１０８）を操作する
ことにより、制御モードを設定変更する場合をいう、す
なわち、制御モードは遅れ制御モード、中間制御モード
および進み制御モードの３つの制御モードのなかから選
択することが出来る。

ここで、力率を１００％におきたい時の有効電力をＷと
すると、たとえば 遅れ制御モードとは、 ［有効電力ｗ］＝陣大需要電力］　・・・・（１）中間
制御モ　ドとは、 ［有効電力Ｗ］＝［ある期間の平均電力］・・（２）進
み制御モードとは、 ｒ有効電力ｗｌ＝［ａ大需要電力］×［任意の係数γコ
・　・　・（３） と定義することができる。

有効電力Ｗ、遅れ無効電力Ｑおよび力率ｃｏｓθとの間
には、 の関係が成立つ、ここで、ＣＯＳθ＝　０．９９５すな
わち力率９９．５％以上の場合は四捨五入されて１００
％とみなすことができる費こで、ＣａＳθ＝　０．９９
５を（４）式に代入すると、 ＱキＷＸ０．１　　　　　　　　　・・・・（５）とな
る。

需要率の１／１００をα、負荷率の１／１００をβとす
ると、各制御モードにおけるＷはそれぞれ遅れ制御モー
ドでは、 Ｗ＝合成変成比×α　　　　　　・・・・（６）中間制
御モードでは、 Ｗ＝合成変成比×α×β　　　　・・・・（７）進み制
御モードでは、 Ｗ＝合成変成比×α×β×γ　　・・・・（８）として
演算される。βおよびγの値は固有値としてあらかじめ
設定部（１０５）により入力され、ＲＡＭ（１０４）に
記憶されている。需要率の１／１００の値であるαの値
の力率自動調整中における変更は、前記割込み入力設定
部（１０８）により行う。

従って、制御モードおよび需要点が決れば（４）式のＷ
に（６）式、（７）式および（８）式により求めた値を
代入すれば投入レベルを決定することができる。

以上に述べたフローチャートを繰返し実行することによ
り力率自動調整が行われる。この際途中で制御モードを
変更してもコンデンサの投入およびしゃ断の制御状態は
解除されることなく、引続いて新たに変更された投入レ
ベルに基づいて力率自動調整が実行される。

［発明の効果コ 以上のように、この発明に係る力率自動調整装置はブリ
グラム中に割込み入力を受は付けるルーチンを有し力率
自動調整中に制御モードを変更しても、プログラム中で
演算される投入レベルの値が変更されるだけであり、コ
ンデンサの制御状態が解除されることがないという効果
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装置の一実施例を
示す図、第２図はＣＰＩＪ（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
率自動調瞥ｖｔ置を示す図である。 図中、（１０１）は無効電力検出部、　（１０２）はＣ
ＰＵ、（１０８）は割込み入力設定部である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）電気回路に対し投入およびしや断される複数のコ
   ンデンサと、 前記電気回路の無効電力を検出する無効電力検出手段と
   、 前記無効電力検出手段により検出された無効電力がコン
   デンサを投入するべき投入レベルをしたまわっているか
   否かを判別する投入判別手段と、前記投入判別手段にお
   いて無効電力が投入レベルをしたまわっている場合に、
   前記コンデンサを前記電気回路に投入する投入手段と、 前記無効電力検出手段により検出された無効電力がコン
   デンサをしや断するべきしや断レベルを超えているか否
   かを判別するしや断判別手段と、前記しや断判別手段に
   おいて無効電力がしや断レベルを超えている場合に、前
   記コンデンサを前記電気回路からしや断するしゃ断手段
   と、 変更可能な複数の設定値に基づいて、前記投入レベルお
   よびしや断レベルを演算し設定するレベル演算手段と、 力率自動調整運転中に前記複数の設定値のいずれかを変
   更する場合に、変更すべき設定値は割込み操作により設
   定値を変更し、残りの設定値については前記割込み操作
   と同時に初期設定値を設定する割込み入力設定手段と、 を具備した力率自動調整装置。