JPH064159A - 力率自動調整装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 制御基準ラインを上限モード、中心モード、
下限モードのそれぞれの場合について力率調整用コンデ
ンサの投入点および遮断点を変更しうることを目的とす
る。 【構成】 電気回路１には計測用の変圧器２および変流
器３の出力を力率自動調整装置１００の無効電力検出部
１０１にて検出し、設定部１０５で設定されたコンデン
サ容量と、目標力率値と制御基準ライン設定部１０８に
て設定された制御モードからコンデンサ投入点と遮断点
を算出し、この範囲内に納まるようにコンデンサを制御
するようにした。 【効果】 制御モードを設定するようにしたので、各モ
ードに適するように投入点、遮断点を変更することがで
き、さらに、これらの投入点、遮断点が力率値、コンデ
ンサ容量値の設定できめるのでわかりやすい設定とな
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【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装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図５は、例えば特公昭６０−４７８２３
号公報に示された従来の力率自動調整装置を示す図であ
る。同図において、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あるいは遮断レベル設定部９により
設定された各レベル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６０
ａ--６０ｃ--の動作により電気回路１にコンデンサ６２
ａ--６２ｃ--を投入し、または遮断する。

【０００３】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、検出した無効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の出力と遮断レベル設定部９
の出力とを比較し、増幅回路の出力が遮断レベル設定部
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。

【０００４】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６２ａ--６２
ｃ--から選択する。また、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から遮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６２ａ--６
２ｃ--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。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の力率自動調整装
置は以上のように構成されているので、投入レベルおよ
び遮断レベルがそれぞれ１つずつしか設定できず、また
一旦設定すると容易に変更できないという問題点を有し
ていた。

【０００６】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、力率調整の領域が目標力率
設定値より進み無効電力側の領域にある場合（下限モー
ド）、目標力率設定値より進み無効電力側および目標力
率設定値より遅れ無効電力側の双方の領域にまたがる場
合（中心モード）、および目標力率設定値より遅れ無効
電力側の領域にある場合（上限モード）のそれぞれの場
合について、力率調整用コンデンサの投入レベルおよび
遮断レベルを変更しうる力率自動調整制御装置を提供す
ることを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る力率自動
調整装置は、次に掲げる手段を備えたものである。 〔１〕 電気回路に対し投入及び遮断される複数のコン
デンサ。 〔２〕 力率調整の領域が目標力率より遅れ力率の領域
のみにある場合、進み力率の領域及び遅れ力率の領域の
双方にまたがる場合、並びに進み力率の領域のみにある
場合にそれぞれ制御基準ラインを上限モード、中心モー
ド及び下限モードに設定する制御基準ライン設定手段。 〔３〕 この制御基準ライン設定手段により設定された
前記上限モード、前記中心モード及び前記下限モードの
いずれかの制御基準ラインに対しその設定された制御モ
ードに適用されるコンデンサの投入点及び遮断点を算出
する演算手段。 〔４〕 前記電気回路の無効電力を検出する無効電力検
出手段。 〔５〕 この無効電力検出手段により検出された無効電
力が前記算出された投入点の値を下回るか否か、及び遮
断点の値を超えているか否かを判別するレベル判別手
段。 〔６〕 このレベル判別手段において前記無効電力がコ
ンデンサの投入点を下回る場合は前記複数のコンデンサ
のいずれかを前記電気回路に投入し、前記無効電力が遮
断点を超えている場合には前記電気回路から前記複数の
コンデンサのいずれかを遮断する制御手段。

【０００８】また、請求項２に係る力率自動調整装置
は、次に掲げる手段を備えたものである。 〔１〕 電気回路に対し投入及び遮断される複数のコン
デンサ。 〔２〕 外部から制御信号を入力する制御信号入力手
段。 〔３〕 外部からの信号入力により投入していたコンデ
ンサを遮断し、次に外部信号入力が解除されたら前記信
号入力直前の状態からひきつづき制御を継続し制御順序
を導守する制御手段。

【０００９】

【作用】コンデンサは、電気回路に投入されることによ
り遅れている位相を進め、遮断されることにより進んで
いる位相を遅らせる。また、制御基準ライン設定手段
は、自動制御または手動により、力率調整の領域が目標
力率設定値より進み無効電力側の領域のみの場合には下
限モードに、目標力率設定値より進み無効電力側の領域
および目標力率設定値より遅れ無効電力側の領域の双方
にまたがる場合には中心モードに、また目標力率設定値
より遅れ無効電力側の領域のみの場合には上限モードに
それぞれ制御基準ラインを選択し設定する。さらに、演
算手段は、前記制御基準ライン設定手段により設定され
た下限モード、中心モードおよび上限モードのいずれか
の制御基準ライン設定に対し、その選択された制御基準
ラインに対し適用する投入レベルおよび遮断レベルを演
算によりまたはあらかじめ記憶されているデータの中か
ら選択することにより設定する。また、無効電力検出手
段は、電気回路の無効電力を検出する。さらに、レベル
判別手段は、無効電力が前記演算手段により設定された
投入レベルを下回るか否かおよび遮断レベルを超えてい
るか否かを判別する。そして、制御手段は、無効電力が
投入レベルを下回っている場合に、まだ投入されていな
いコンデンサのうち次に投入される予定のコンデンサを
電気回路に投入する。また、無効電力が遮断レベルを超
えている場合に、電気回路から投入されているコンデン
サのうち次に遮断される予定のコンデンサを電気回路か
ら遮断する。

【００１０】

【実施例】

実施例１．この発明の実施例１に係る力率自動調整装置
を図１、図２及び図３を参照しながら説明する。図１
は、この発明の実施例１を示す図である。また、図２
は、この発明の実施例１の動作を示すフローチャートで
ある。さらに、図３は、この発明の実施例１の制御基準
ラインを示す図である。

【００１１】図１において、電気回路１には計測用の変
圧器２および計測用の変流器３が設けられており、これ
らの出力は力率自動調整装置１００の無効電力検出部１
０１に入力される。電気回路１に実際に印加されている
電圧および電流はそれぞれ、例えば６，６００Ｖおよび
２００Ａと高圧の大電流であるため直接測定することは
できない。そこで電気回路１に変圧器２および変流器３
を設けて、それぞれの２次側出力を例えば１１０Ｖおよ
び５Ａ程度に減圧し、無効電力量計等で構成された無効
電力検出部１０１により測定する。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。

【００１２】また、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、ＣＰＵ１０２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１０１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
投入レベル値および遮断レベル値等あるいはこれらの値
を演算するための演算データ等を入力するための設定部
１０５と、ＣＰＵ１０２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、投入信号および遮断信号
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を有している。

【００１３】さらに、力率自動調整装置１００は、制御
基準ライン設定手段として作用する制御基準ライン設定
部１０８を有している。各コンデンサ６２ａ，６２ｂ，
６２ｃ・・・にはそれぞれ直列リアクトル６１ａ，６１
ｂ，６１ｃ・・・および電磁接触器６０ａ，６０ｂ，６
０ｃ・・・が接続され、この電磁接触器６０ａ，６０
ｂ，６０ｃ・・・の動作により電気回路１に対し投入ま
たは遮断される。これらのコンデンサ６２ａ，６２ｂ，
６２ｃ・・・は変圧器７０ａ，７０ｂおよび負荷７１
ａ，７１ｂに対し並列に接続される。

【００１４】つづいて、図３を用いて制御基準ラインを
説明する。縦軸の３００は無効電力の軸を示し上側が進
みを示し、下側が遅れを示している。また、３０１の横
軸は有効電力の軸を示す。

【００１５】周知の通り有効電力は、実際に電気回路１
に流れる皮相電力のコサイン成分であり、また無効電力
は皮相電力のサイン成分である。（その位相をρとす
る。）３０４は力率自動調整装置１００の設定部１０５
にて設定される目標力率設定値を示す。３０２はコンデ
ンサ６２ａ，６２ｂ，６２ｃを電気回路１からきりはな
す信号を判定するための遮断点設定値、３０３はコンデ
ンサ６２ａ，６２ｂ，６２ｃを電気回路１へ接続する、
すなわち投入する信号を判定するための投入点設定値を
意味する。また、３０５は遮断の領域、３０７は投入の
領域、３０６は制御を行なわない領域を示す。すなわち
電気回路１の無効電力が３０５，３０６，３０７の領域
のいずれかにあり、その領域によって各々の制御を行な
う。

【００１６】また、遮断点３０２と投入点３０３との無
効電力の値の幅は設定部１０５で設定された、コンデン
サ６２ａ，６２ｂ，６２ｃの容量よりＣＰＵ１０２にて
算出する。次に、図３（ａ）の上限モード設定、図３
（ｂ）の中心モード設定、図３（ｃ）の下限モード設定
のいずれかを制御基準ライン設定部１０８で設定する。

【００１７】図３（ａ）の上限モード設定は、遮断点３
０２と目標力率設定値３０４が同一ラインとなり、図３
（ｃ）の下限モード設定は、投入点３０３と目標力率設
定値３０４が同一ラインを示す。また、図３（ｂ）の中
心モード設定は、目標力率設定値３０４をはさんで設定
部１０５で設定されたコンデンサ容量の２分の１をそれ
ぞれ進相領域、遅相領域に加え、遮断点３０２、投入点
３０３を決める。

【００１８】次に、図２に示すフローチャートを用いて
力率自動調整制御を説明する。制御基準ライン設定手段
である制御基準ライン設定１０８により上限モード、中
心モード、下限モードの３つの制御モードのうちの１つ
の制御モードが設定される（ステップ１００１）。

【００１９】次に、ＣＰＵ１０２は設定部１０５により
設定された目標力率設定値とコンデンサ容量値と前記ス
テップ１００１の制御基準ライン設定により遮断点、投
入点を算出する（ステップ１００２）。

【００２０】次に、無効電力検出手段は電気回路１の無
効電力を検出しその値を測定する（ステップ１００
３）。

【００２１】ＣＰＵ１０２は、レベル判別手段として作
用し、まず、測定された無効電力が目標値を超えている
か否かを判別する（ステップ１００４）。そして超えて
いる場合はステップ１００２で設定した遮断レベルを超
えているか否かを判別する（ステップ１００５）。そし
て超えている場合には、ＣＰＵ１０２は制御手段として
作用し、遮断信号を出力する（ステップ１００６）。Ｃ
ＰＵ１０２から出力された遮断信号はリレー制御部１０
７を介してコンデンサ制御部５０に伝達される。コンデ
ンサ制御部５０は、例えば電磁接触器６０ａを駆動し
て、コンデンサ６２ａを電気回路１から遮断する。この
コンデンサの制御順序はあらかじめ、各コンデンサの容
量が等しい場合は設定順に、またそれぞれ異なる場合は
容量の小さい順等に基づいて決められている。

【００２２】ステップ１００４において無効電力の目標
値を超えていない場合、ＣＰＵ１０２は無効電力が投入
レベルを下回っているか否かを判別する（ステップ１０
０７）。無効電力が投入レベルを下回っている場合、Ｃ
ＰＵ１０２は制御手段として作用し投入信号を出力する
（ステップ１００８）。ＣＰＵ１０２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に伝達される。コンデンサ制御部５０は例えば電磁
接触子６０ｂを駆動してコンデンサ６２ｂを電気回路１
に対し投入する。

【００２３】この発明の実施例１は、前述したように、
制御基準ラインを上限モード、中心モード、下限モード
のそれぞれの場合について力率調整用コンデンサの投入
点および遮断点を変更しうることを目的とする。そこ
で、電気回路１には計測用の変圧器２および変流器３の
出力を力率自動調整装置１００の無効電力検出部１０１
にて検出し、設定部１０５で設定されたコンデンサ容量
と、目標力率値と制御基準ライン設定部１０８にて設定
された制御モードからコンデンサ投入点と遮断点を算出
し、この範囲内に納まるようにコンデンサを制御するよ
うにした。その結果、制御モードを設定するようにした
ので、各モードに適するように投入点、遮断点を変更す
ることができ、さらに、これらの投入点、遮断点が力率
値、コンデンサ容量値の設定できめるのでわかりやすい
設定となるという効果を奏する。

【００２４】実施例２．この発明の実施例２に係る力率
自動調整装置を図４を参照しながら説明する。図４は、
この発明の実施例２を示す図である。

【００２５】図４において、外部コントローラ８０より
の信号を力率自動調整装置１００Ａの制御信号入力部１
１２で取込みＣＰＵ１０２へ渡す。ＣＰＵ１０２はこの
信号が入力されると、動作を停止するとともにすでに投
入しているコンデンサを遮断し、ホールド状態で停止す
る。

【００２６】次に、外部コントローラ８０からの信号が
なくなれば力率自動調整装置１００Ａは再び動作を開始
し、コンデンサ投入制御順序は、前回の動作停止前から
の継続順序で行なう。この種の制御順序としてサイクリ
ック制御あるいは優先順位制御が一般的であるが、例え
ば動作停止まで、すなわち外部コントローラ８０から信
号入力するまでにコンデンサ６２ａ、６２ｂ、６２ｃを
投入していて外部コントローラ８０から信号入力があれ
ばこのコンデンサ６２ａ、６２ｂ、６２ｃを遮断したま
ま力率自動調整装置１００Ａは動作を停止する。次に、
外部コントローラ８０の信号がなくなると、次にコンデ
ンサ投入する条件が発生すればいずれの制御方式でも６
２ｄ、６２ｅの順序に投入していき制御順序を守る。

【００２７】

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば制御モー
ドを上限モード、中心モード、下限モードに設定するこ
とができるので、それぞれの制御モードに適するように
投入点、遮断点で変更することができ、また、これらの
投入点、遮断点が力率値、コンデンサ容量値の設定と算
出するのでわかりやすい設定であるなど大きな効果を有
する。

【００２８】また、外部からの信号により動作を停止し
ても投入順序を守るため、タイムスイッチの信号により
夜間のみ動作停止、休日のみ動作を停止させることがで
き、しかも各コンデンサの開閉頻度を均一にできるとい
うメリットがある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例１を示す図である。

【図２】この発明の実施例１の動作を示すフローチャー
トである。

【図３】この発明の実施例１の制御基準ラインを示す図
である。

【図４】この発明の実施例２を示す図である。

【図５】従来の力率自動調整装置を示す図である。

【符号の説明】

１ 電気回路 １００、１００Ａ 力率自動調整装置 １０１ 無効電力検出部 １０２ ＣＰＵ １０５ 設定部 １０８ 制御基準ライン設定部 ５０ コンデンサ制御部 ６２ａ，６２ｂ，６２ｃ コンデンサ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電気回路に対し投入及び遮断される複数
   のコンデンサと、力率調整の領域が目標力率より遅れ力
   率の領域のみにある場合、進み力率の領域及び遅れ力率
   の領域の双方にまたがる場合、並びに進み力率の領域の
   みにある場合にそれぞれ制御基準ラインを上限モード、
   中心モード及び下限モードに設定する制御基準ライン設
   定手段と、この制御基準ライン設定手段により設定され
   た前記上限モード、前記中心モード及び前記下限モード
   のいずれかの制御基準ラインに対しその設定された制御
   モードに適用されるコンデンサの投入点及び遮断点を算
   出する演算手段と、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、この無効電力検出手段により検出
   された無効電力が前記算出された投入点の値を下回るか
   否か、及び遮断点の値を超えているか否かを判別するレ
   ベル判別手段と、このレベル判別手段において前記無効
   電力がコンデンサの投入点を下回る場合は前記複数のコ
   ンデンサのいずれかを前記電気回路に投入し、前記無効
   電力が遮断点を超えている場合には前記電気回路から前
   記複数のコンデンサのいずれかを遮断する制御手段とを
   備えた力率自動調整装置。
2. 【請求項２】 電気回路に対し投入及び遮断される複数
   のコンデンサと、外部から制御信号を入力する制御信号
   入力手段と、外部からの信号入力により投入していたコ
   ンデンサを遮断し、次に外部信号入力が解除されたら前
   記信号入力直前の状態からひきつづき制御を継続し制御
   順序を導守する制御手段とを備えた力率自動調整装置。