JPH05134774A - 力率制御装置 - Google Patents

力率制御装置

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JPH05134774A
JPH05134774A JP3295773A JP29577391A JPH05134774A JP H05134774 A JPH05134774 A JP H05134774A JP 3295773 A JP3295773 A JP 3295773A JP 29577391 A JP29577391 A JP 29577391A JP H05134774 A JPH05134774 A JP H05134774A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
power
capacitor
power factor
reactive power
capacitors
Prior art date
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Pending
Application number
JP3295773A
Other languages
English (en)
Inventor
Tetsuya Nakamoto
哲也 中本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissin Electric Co Ltd
Original Assignee
Nissin Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Nissin Electric Co Ltd filed Critical Nissin Electric Co Ltd
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Publication of JPH05134774A publication Critical patent/JPH05134774A/ja
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/30Reactive power compensation

Landscapes

  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
  • Control Of Electrical Variables (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】少ない静止型コンデンサを用いて、低負荷状態
であっても有効な力率改善制御を行う。 【構成】それぞれ開閉器S0〜S3を介して複数の静止
型コンデンサSC0〜SC3を設け、計測した現在の無
効電力に対し、コンデンサの投入または遮断によって無
効電力の絶対値の減少するコンデンサを選定し、そのコ
ンデンサを投入または遮断する。 【効果】有効電力が小さい場合に、無効電力が投入すべ
きまたは遮断すべきコンデンサの容量より小さな場合で
あっても、力率が改善される方向にコンデンサの投入ま
たは遮断制御が行われるため、小容量のコンデンサを用
いずとも有効な力率改善が行われる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、静止型コンデンサの
投入/遮断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/遮断制御を行い、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】具体的には、受配電設備から無効電力を計
測し、制御可能対象コンデンサの容量分だけ無効電力が
遅れたときに、そのコンデンサを投入する。これによっ
て、無効電力が0Varから予め設定した遅れ無効電力
の範囲に収まるように制御する。また、無効電力が不感
帯を超える進み無効電力となったなら、無効電力が前記
範囲内に納まるようにコンデンサを順次遮断していく。
これによってフェランチ効果の影響を回避する。
【0005】たとえば、制御可能対象のコンデンサとし
て、C1=2000kVA、C2=1000kVA、C
3=1000kVA、C4=500kVA、C5=25
0kVAが存在するとき、無効電力が遅れで2780k
Varとなれば、2780kVar≧C1+C4+C5
となるので、C1,C4,C5の3つのコンデンサが投
入されることになる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】一般に工場などの一般
需要家においては、平日などの通常状態で有効電力が無
効電力に対して非常に大きい場合には、無効電力を0に
近づける従来の無効電力制御で特別な問題は生じない。
ところが、休日などの低負荷状態では有効電力が非常に
小さくなる。そのため、無効電力自体はコンデンサを投
入する必要のない程度の比較的小さな値であっても、休
日では有効電力自体が小さいため、力率が悪くなる場合
があった。
【0007】たとえば無効電力が遅れの150kVar
と比較的小さな値であっても、有効電力が210kWと
小さければ力率は81%と悪くなる。この場合、制御可
能対象コンデンサが前述のC1〜C5の各容量を備える
場合には、無効電力がそのうちの最も容量の小さなコン
デンサC5の容量250kVAに達しないため、コンデ
ンサC5が投入されることはなく、力率は全く改善され
ない。
【0008】このような問題を解消するためには、小容
量の静止型コンデンサを多数設置しておき、細かな無効
電力まで制御できるようにすればよいが、コンデンサの
設置数だけでなく、制御対数の開閉器数も増えて設備全
体が大型化し、制御も複雑となる。
【0009】この発明の目的は、前述の問題を解消し
て、低負荷日など有効電力の小さな条件でも力率を設定
範囲内に収められるようにした力率制御装置を提供する
ことにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】この発明の力率制御装置
は、それぞれ開閉器を介して線路または負荷に並列に接
続した複数の静止型コンデンサと、有効電力および力率
を計測する手段と、有効電力が設定電力以内で且つ力率
が設定力率範囲外となる条件を検出する手段と、投入ま
たは遮断によって力率が高くなる容量を有する静止型コ
ンデンサを選定する手段と、前記条件を満たすとき前記
選定した静止型コンデンサを投入または遮断制御する手
段とからなる。
【0011】
【作用】この発明の力率制御装置では、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、有効電力および力率が計
測され、投入または遮断によって力率が高くなる(力率
が改善される)容量を有する静止型コンデンサが選定さ
れる。有効電力が選定電力以内で且つ力率が設定力率範
囲外となる条件が検出されたとき、選定された前記静止
型コンデンサが投入または遮断制御される。したがって
有効電力が設定電力以内で且つ力率が設定力率範囲外で
あるときには、進み無効電力が生じる場合であっても制
御対象のコンデンサが投入または遮断によって力率が高
くなる場合に、その制御対象のコンデンサが投入または
遮断される。力率が設定範囲内であるときには力率改善
のための制御は不要であり、また有効電力が設定電力を
超える時には、無効電力が小さくても力率が悪い、とい
う状態はなく、たとえば従来の通常の無効電力制御によ
って力率が改善される。
【0012】たとえば、前述と同様に有効電力が210
kW、無効電力Qが遅れで150kVarであるとき、
制御可能対象コンデンサとして、C1=2000kV
A、C2=1000kVA、C3=1000kVA、C
4=500kVA、C5=250kVAが存在すると
き、C5について演算すると、 ΔQ=Q−C5=150−250=−100(kVar) このように無効電力は進みとなるが、その絶対値は元の
無効電力150kVarより小さくなるため、C5を投
入することによって力率を改善することができる。この
場合、有効電力が210kW、無効電力が100Var
となるため、力率は90%となり、力率が10%改善さ
れる。
【0013】
【実施例】この発明の実施例である力率制御装置の構成
をブロック図として図1に示す。
【0014】図1において100は電力および力率の計
測を行うとともに静止型コンデンサの投入遮断制御を行
う端末局である。端末局100はローカルエリアネット
ワークのループ101を介して中央監視装置102と接
続している。端末局側においてCPU1はROM2に予
め書き込んでいるプログラムを実行することによって有
効電力と無効電力の計測および静止型コンデンサの投入
/遮断を行う電磁開閉器の制御を行う。RAM3は電力
の計測値や接点出力の出力内容などを記憶する。
【0015】通信コントローラ4はローカルエリアネッ
トワーク101を介して中央監視装置102との間で通
信制御を行う。電力計7は負荷の有効電力と無効電力お
よびその遅れ/進みを計測する。CPU1はインタフェ
ース6を介してそ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。
【0016】図2は図1に示した中央監視装置102の
構成を示すブロック図である。図2においてCPU11
はROM12に予め書き込んでいるプログラムを実行し
て中央監視の各種制御を行う。RAM13は各種ワーキ
ングエリアとして用いる。通信コントローラ14は図1
に示したローカルエリアネットワーク101を介して端
末局100との間で通信制御を行う。操作パネル16は
キースイッチと表示部とからなり、CPU11はインタ
フェース15を介してキースイッチの操作内容を読み込
み、また表示部へ有効電力、無効電力および力率などの
所定の表示を行う。
【0017】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3に示す。図3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、CB
2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。
【0018】次に、図1に示した端末局100と中央監
視装置102とにより構成される力率制御装置の処理手
順をフローチャートとして図4〜図6に示す。図4は一
定の監視制御周期毎に実行する力率制御のメインルーチ
ンに相当する処理である。先ず、有効電力と無効電力お
よび遅れ/進みを計測し、力率を算出する(n1→n
2)。続いて、有効電力が予め設定した電力以内である
か否か判定し、設定電力以内であれば、力率が予め設定
した範囲内であるか否か判定する(n3,n4)。有効
電力が設定電力を超える場合には後述する無効電力制御
を行う(n3→n5)。有効電力が設定電力以内で且つ
力率が設定力率範囲外であれば、後述する力率制御を行
う(n4→n6)。
【0019】図5は図4に示したステップn5の無効電
力制御の手順を示すフローチャートである。無効電力制
御を行う場合には、まず、計測した無効電力が遅れであ
れば、未投入のコンデンサのうち優先順位に応じて投入
可能なコンデンサを選定する(n10→n11)。そし
て選定したコンデンサを投入する(n12)。但し、ス
テップn11で選定すべきコンデンサがなければ、ステ
ップn12の処理は無効である。無効電力が進みであれ
ば、投入中のコンデンサのうち優先順位に応じて遮断可
能なコンデンサを選定する(n10→n13)。そして
選定したコンデンサを遮断する(n14)。但し、ステ
ップn13で選定すべきコンデンサがなければ、ステッ
プn14の処理は無効である。このような制御によって
無効電力が0Varから予め設定した遅れ無効電力の範
囲に収まるように制御する。これによって力率が力率料
金制の基準となる85%を超える値に維持される。
【0020】図6は図4に示したステップn6の力率制
御の処理手順を示すフローチャートである。まず、計測
した無効電力Qが遅れであるか否かを判定する(n2
0)。
【0021】遅れであれば、未投入のコンデンサのう
ち、投入することによって力率が改善されるコンデンサ
を選定する。すなわち、まず現在の無効電力をQ、未投
入のコンデンサのうちn台目のコンデンサ容量をCnと
して、Cnを投入したことによる無効電力ΔQの絶対値
が現在の無効電力Qの絶対値以下となるか否かを判定す
る(n21→n22)。このようなコンデンサの投入に
よる力率改善効果を全ての未投入のコンデンサについて
試算する(n23→n24→n25→n21・・・
・)。その後、投入することによって最も力率改善効果
のあるコンデンサを選定し、そのコンデンサを投入する
(n26→n27)。但し、ステップn26で選定すべ
きコンデンサがなければ、ステップn27の処理は無効
である。
【0022】計測した無効電力Qが進みであれば、投入
中のコンデンサのうち、遮断することによって力率が改
善されるコンデンサを選定する。すなわち、まず現在の
無効電力をQ、投入中のコンデンサのうちn台目のコン
デンサ容量をCnとして、Cnを遮断したことによる無
効電力ΔQの絶対値が現在の無効電力Qの絶対値以下と
なるか否かを判定する(n31→n32)。このような
コンデンサの遮断による力率改善効果を全ての投入中の
コンデンサについて試算する(n33→n34→n35
→n31・・・・)。その後、遮断することによって最
も力率改善効果のあるコンデンサを選定し、そのコンデ
ンサを遮断する(n36→n37)。但し、ステップn
36で選定すべきコンデンサがなければ、ステップn3
7の処理は無効である。
【0023】以上のようにして、計測した無効電力が遅
れであるとき、新たなコンデンサを投入することによっ
て無効電力が進み側になる場合であっても、力率が改善
される場合にはそのコンデンサを投入する。また、計測
した無効電力が進みであるとき、通常の無効電力制御で
は不感帯内であっても、コンデンサを遮断することによ
って力率が改善される場合にはそのコンデンサを遮断す
る。このように、従来の無効電力制御ではコンデンサが
投入/遮断されないような無効電力の小さな場合であっ
ても、有効電力の小さな場合には、力率が改善される方
向にコンデンサが投入/遮断されるため、低負荷時など
においても力率を高く維持するとができる。
【0024】
【発明の効果】この発明によれば、低負荷状態で無効電
力が比較的小さいにも係わらず有効電力が小さいことに
より力率が悪い場合には、無効電力が投入すべきまたは
遮断すべきコンデンサの容量より小さな場合であって
も、力率が改善される方向にコンデンサの投入または遮
断制御が行われるため、有効な力率改善が行われる。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】この発明の実施例である力率制御装置のブロッ
ク図である
【図2】中央監視装置の構成を示すブロック図である。
【図3】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4】一定の監視制御周期毎に行なわれる力率制御の
全体の処理手順を表すフローチャートである。
【図5】図4におけるステップn5の無効電力制御の処
理手順を表すフローチャートである。
【図6】図4におけるステップn6の力率制御の処理手
順を表すフローチャートである。
【符号の説明】
100−端末局 101−ローカルエリアネットワーク 102−中央監視装置 SC0〜SC3−静止型コンデンサ S0〜S3−電磁開閉器

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】それぞれ開閉器を介して線路または負荷に
    並列に接続した複数の静止型コンデンサと、有効電力お
    よび力率を計測する手段と、有効電力が設定電力以内で
    且つ力率が設定力率範囲外となる条件を検出する手段
    と、投入または遮断によって力率が高くなる容量を有す
    る静止型コンデンサを選定する手段と、前記条件を満た
    すとき前記選定した静止型コンデンサを投入または遮断
    制御する手段とからなる力率制御装置。
JP3295773A 1991-11-12 1991-11-12 力率制御装置 Pending JPH05134774A (ja)

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JP3295773A JPH05134774A (ja) 1991-11-12 1991-11-12 力率制御装置

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JP3295773A JPH05134774A (ja) 1991-11-12 1991-11-12 力率制御装置

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JPH05134774A true JPH05134774A (ja) 1993-06-01

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JP3295773A Pending JPH05134774A (ja) 1991-11-12 1991-11-12 力率制御装置

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JP (1) JPH05134774A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011050122A (ja) * 2009-08-25 2011-03-10 Mitsubishi Electric Corp 進相コンデンサ制御装置
KR101349754B1 (ko) * 2013-08-21 2014-01-09 유일전기 주식회사 주상변압기 연계형 역률 보상 장치

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