JPH0512920U - 力率制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】少ない静止型コンデンサを用いて、負荷の無効
電力分の変動に応じて、広範囲にわたって細かく自動的
に力率制御を行う。 【構成】それぞれ開閉器Ｓ０〜Ｓ３を介して容量の異な
る複数の静止型コンデンサＳＣ０〜ＳＣ３を設け、計測
した現在の無効電力と現在投入中の静止型コンデンサの
合成容量との和から、必要な力率改善用コンデンサ容量
を求めるとともに、合成容量が力率改善用コンデンサ容
量に近似する静止型コンデンサの組合せを求め、その組
合せに応じて開閉器Ｓ０〜Ｓ３を自動制御する。 【効果】静止型コンデンサの数が少なくとも、容量の異
なる静止型コンデンサの組合せによって広範囲にわたっ
て細かく力率制御が行われる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、静止型コンデンサの投入制御によって力率を自動的に改善する力 率制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

一般に、負荷力率を改善すれば、電力損失の低減、発電機の高効率運転など、 電力会社側で設備の効率的運用が図れるため、需要家の力率改善を促進する目的 で力率料金制が定められている。また、需要家側において力率を改善すれば線路 電流が減少し、線路損失が軽減するとともに、線路による電圧降下が少なくなり 、また負荷電流が減少する結果、同一設備で設備容量の能力を最大限に活かすこ とができる。

【０００３】 そこで、従来は中央監視制御システムによって、負荷の無効電力分の変動に応 じて静止型コンデンサの投入制御を行い、受電点の力率を常に１００％近くに維 持する力率制御が行われている。

【０００４】 従来のコンデンサの投入／遮断制御としては、次の二方式の何れか一方が採択 されている。

【０００５】 （１）サイクリック方式 系統内のコンデンサ容量が全て等しいときに有効な方法であり、コンデンサ用 開閉器の動作回数が同一となるように、負荷の無効電力分の変動に応じてコンデ ンサの投入／遮断をサイクリックに制御する。

【０００６】 （２）優先順位方式 系統内のコンデンサの容量が異なる場合に有効な方法であり、予め設定した優 先順位に従って、負荷の無効電力分の変動に応じて、順位の高い方から投入し、 順位の低い方から遮断する。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】

ところが、従来の力率制御装置では、次のような解決すべき技術的課題があっ た。すなわち、サイクリック方式では、１単位であるコンデンサの容量毎にしか 投入／遮断することができないため、１単位のコンデンサ容量が大きい場合には 大まかな力率制御しか行えない。１単位となるコンデンサ容量を小さくして多数 のコンデンサを設置すれば、このような問題は解消されるが、制御対象の開閉器 数が増えて設備全体が大型化し、制御も複雑となる。また、優先順位方式では、 次に投入／遮断すべきコンデンサが決まっているため、例えば遅れ無効電力の場 合、無効電力がそのコンデンサ容量に達しない限り投入されないため、制御の自 由度が制限される。仮に小容量のコンデンサを設置したとしても、予め定めた順 位の設定によって細かな制御を行える範囲が決まってしまう。

【０００８】 この考案の目的は、小容量の静止型コンデンサを多数設置することなく、少な い開閉器によって細かな力率制御を行なえるようにした力率制御装置を提供する ことにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

この考案の力率制御装置は、それぞれ開閉器を介して線路または負荷に並列に 接続した容量の異なる複数の静止型コンデンサと、無効電力を計測する手段と、 計測した無効電力と現在投入中の静止型コンデンサの合成容量との和から、必要 な力率改善用コンデンサ容量を求めるとともに、合成容量が前記力率改善用コン デンサ容量に近似する静止型コンデンサの選択／非選択の組合せを求める手段と 、各静止型コンデンサの選択／非選択に応じて前記開閉器を制御する手段とを設 けたことを特徴とする。

【００１０】

【作用】

この考案の力率制御装置では、容量の異なる複数の静止型コンデンサが、それ ぞれ開閉器を介して線路または負荷に並列に接続されている。そして、計測した 無効電力と現在投入中の静止型コンデンサの合成容量との和から必要な力率改善 用コンデンサ容量が求められ、合成容量が力率改善用コンデンサ容量に近似する 静止型コンデンサの選択／非選択の組合せが求められる。そして、各静止型コン デンサの選択／非選択に応じて各静止型コンデンサの開閉器が制御される。この ように、容量の異なる複数の静止型コンデンサの選択／非選択の組合せによって 、最適な力率改善用コンデンサ容量が線路または負荷に投入される。複数の静止 型コンデンサはそれぞれ容量が異なるため、静止型コンデンサの数に比較して、 その組合せの種類数は多く、少ない静止型コンデンサおよびその開閉器を用いて 力率を細かく改善することができる。

【００１１】

【実施例】

この考案の実施例である中央監視制御装置の構成をブロック図として図１に示 す。図１において、ＣＰＵ１はＲＯＭ２に予め書き込まれているプログラムを実 行することによって後述する力率制御を行う。ＲＡＭ３は無効電力の計測値、操 作パネルの操作内容、操作パネルへの表示内容および接点出力の出力内容などを 記憶する。操作パネル５はキースイッチと表示部からなり、ＣＰＵ１はインター フェース４を介してキースイッチの操作内容を読み込み、また表示部へ所定の表 示を行う。無効電力計７は負荷の無効電力およびその遅れ／進みを計測する。Ｃ ＰＵ１はインターフェース６を介して無効電力計７の計測値を読み取る。補助リ レーユニット９は後述する電磁開閉器のコイルの通電制御を行う補助リレーのユ ニットであり、ＣＰＵ１は接点出力８の制御によって各補助リレーの制御を行う 。

【００１２】 次に受電部における静止型コンデンサとその開閉器の構成を図２に示す。図２ においてＬＢＳは高圧負荷開閉器、ＣＢ１は負荷に対する高圧遮断器、ＣＢ２は 静止型コンデンサに対する高圧遮断器である。また、ＳＣ０〜ＳＣ３はそれぞれ 容量の異なる静止型コンデンサであり、それぞれＳ０〜Ｓ３で示す電磁開閉器を 設けている。これらの電磁開閉器Ｓ０〜Ｓ３は図１に示した補助リレーユニット ９の出力による電磁開閉器のコイルの駆動によって、それぞれ独立して開閉制御 される。

【００１３】 次に図１に示したＣＰＵ１の処理手順をフローチャートとして図３および図４ に示す。図３はメインルーチンに相当する処理であり、先ず操作パネルに対し力 率制御管理表を表示する。この管理表は不感帯係数の値、監視周期、各機器の名 称および各静止型コンデンサの容量などからなる。続いてキースイッチの読み込 みを行う（ｎ２）。その後、キー操作の内容に応じた各種処理を行う。例えば不 感帯係数の設定操作であれば、入力された値を不感帯係数として記憶する（ｎ３ ）。また、監視周期の設定操作であれば、入力された値を監視周期の時間として 記憶するとともに、その値をタイマ割り込みの周期として設定する（ｎ４→ｎ５ ）。また、機器の登録操作であれば、各種機器の名称などを登録する（ｎ６）。

【００１４】 またさらにコンデンサ容量の設定操作であれば、各静止型コンデンサ毎にその容 量を記憶する（ｎ７）。

【００１５】 図４はタイマ割り込みがかかったときの割り込み処理の手順であり、この処理 によって力率制御を行う。先ず、無効電力Ｑとその遅れ／進みを計測する（ｎ１ ０）。無効電力が「遅れ」であれば、現在すでに投入されているコンデンサの合 成容量Ｑｃに今回計測した無効電力Ｑを加算した値を必要な力率改善用コンデン サ容量Ｑｏとして求める（ｎ１１→ｎ１２）。この必要な力率改善用コンデンサ 容量Ｑｏから最適なコンデンサの組合せを演算により求める（ｎ１３）。例えば 、図２に示した静止型コンデンサＳＣ０〜ＳＣ３の容量が２のべき乗の関係で異 なる容量であれば、Ｑｏの値を最低容量の静止型コンデンサの容量値で除した値 を４ビットの２進コードで表したものが、４つの静止型コンデンサの選択／非選 択の組合せとなる。すなわち、最低容量の静止型コンデンサの容量を最小単位と する１６通りの組み合わせが得られる。その後、各コンデンサの選択／非選択の 組合せに対応して接点出力の切換を行う（ｎ１４）。これにより、遅れ力率が改 善される方向に新たな組合せで静止型コンデンサが投入される。もし、計測した 無効電力が進み無効電力であれば、計測した現在の無効電力Ｑが現在投入中のコ ンデンサ容量に不感帯係数Ｈを加味した値を超えるか否か判定する（ｎ１５）。

【００１６】 計測した現在の無効電力が不感帯を超えれば、現在投入中のコンデンサの合成容 量Ｑｃから計測した無効電力Ｑを減じて、必要な力率改善用コンデンサ容量Ｑｏ を求める（ｎ１６）。続いて同様の新たなコンデンサの組合せを演算により求め 、接点出力を切り換える（ｎ１３→ｎ１４）。もし、進み無効電力であっても、 不感帯内であれば、コンデンサの投入／遮断の変更は行わない（ｎ１５→ＲＥＴ ＵＲＮ）。

【００１７】

【考案の効果】

この考案によれば、少ない静止型コンデンサを用いるにも拘らず、その合成コ ンデンサ容量が細かく切り換えられるため、より最適な力率が維持される。これ により、電力料金の低減、変圧器・配電線の損失軽減、設備容量の増加および電 圧降下の軽減などがより確実になされる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の実施例である中央監視制御装置のブ
ロック図である。

【図２】受電部における静止型コンデンサおよびその開
閉器の構成を示す図である。

【図３】メインルーチンに相当するＣＰＵの処理手順を
表すフローチャートである。

【図４】タイマ割り込みによりＣＰＵの行う力率制御の
処理手順を表すフローチャートである。

【符号の説明】

ＳＣ０〜ＳＣ３−静止型コンデンサ Ｓ０〜Ｓ３−電磁開閉器

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】それぞれ開閉器を介して線路または負荷に
   並列に接続した容量の異なる複数の静止型コンデンサ
   と、無効電力を計測する手段と、計測した無効電力と現
   在投入中の静止型コンデンサの合成容量との和から、必
   要な力率改善用コンデンサ容量を求めるとともに、合成
   容量が前記力率改善用コンデンサ容量に近似する静止型
   コンデンサの選択／非選択の組合せを求める手段と、各
   静止型コンデンサの選択／非選択に応じて前記開閉器を
   制御する手段とからなる力率制御装置。