KR20070007700A - Power factor adjustment device - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명의 실시 형태 1에 있어서 역률 조정 장치(1)를 이용한 수변전(受變電) 시스템의 구성을 나타내는 블록도. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The block diagram which shows the structure of the water substation system using the power
도 2는 본 발명의 실시 형태 1에 있어서 전력 연산부(6)의 구성을 나타내는 블록도. Fig. 2 is a block diagram showing the structure of the
도 3은 본 발명의 실시 형태 1에 있어서 제어부 선택 회로(7)의 구성을 나타내는 블록도. Fig. 3 is a block diagram showing the configuration of the control
도 4는 본 발명의 실시 형태 2에 있어서 제어부 선택 회로(70)의 구성을 나타내는 블록도. 4 is a block diagram showing the configuration of the control
도 5는 3의 발명의 실시 형태 3에 있어서 제어부 선택 회로(700)의 구성을 나타내는 블록도. FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a control
도 6은 포함 발명의 실시 형태 4에 있어서 역률 조정 장치(1)를 이용한 수변전 시스템의 구성을 나타내는 블록도. Fig. 6 is a block diagram showing the structure of a water substation system using the power
도 7은 본 발명의 실시 형태 4에 있어서 제어부 선택 회로(17)의 구성을 나타내는 블록도. Fig. 7 is a block diagram showing the structure of the control
[부호의 설명][Description of the code]
1 역률 조정 장치1 power factor adjuster
2 변압기2 transformer
3 부하측 모선3 load side busbar
4 계기용 변압기4 Instrument transformer
5 변류기5 current transformer
6 전력 연산 수단인 전력 연산부6 Power calculation unit which is a power calculation means
7 제어 신호 작성 수단인 제어부 선택 회로7 control unit selection circuit serving as a control signal generator
8 제1 제어 수단인 주제어부8 Main control part which is a 1st control means
9 제2 제어 수단인 부제어부9 Sub-control unit as second control means
10 제1 콘덴서인 주콘덴서10 Main capacitor as the first capacitor
11 제1 개폐 수단인 주개폐부11 opening and closing part which is the first opening and shutting means
12 제2 콘덴서인 부콘덴서12 Second Capacitor
13 제2 개폐 수단인 부개폐부13 opening and closing part which is 2nd opening and shutting means
14 변압기14 transformer
15 부하15 load
16 자가 발전 시스템16 self power systems
본 발명은 수변전 시스템 등의 수변전용 변압기의 부하측 모선(母線)에 접속된, 역률 개선용의 복수의 콘덴서의 개폐(開閉)를 제어하고, 역률을 개선하는 역률 조정 장치에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE
종래의 역률 조정 장치에 있어서는 유효 전력의 부하를 판단하기 위한 제1 및 제2 기준치와 유효 전력치의 대소 관계에 근거하여 역률 개선용의 콘덴서의 개폐를 제어한다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조). 즉, 유효 전력치가 비교적 작은 경우(유효 전력치가 제1 기준치와 제2 기준치와의 사이인 경우)에는 대용량의 콘덴서의 투입을 금지하고, 소용량의 콘덴서를 폐성(閉成)하여 역률의 조정을 행하고 있었다.In the conventional power factor adjustment device, the opening and closing of the power factor correction capacitor is controlled based on the magnitude relationship between the first and second reference values for determining the load of the active power and the effective power value (see
[특허 문헌 1] 일본 특개평 8-336234호 공보(2 페이지, 도 2) [Patent Document 1] Japanese Patent Laid-Open No. 8-336234 (2 pages, Fig. 2)
상술한 바와 같이, 종래의 역률 조정 장치에서는 수변전용 변압기의 부하측 모선에 대용량의 콘덴서와 소용량의 콘덴서를 장착하고, 유효 전력치가 작은 경우(유효 전력치가 제1 기준치와 제2 기준치와의 사이인 경우)에 대용량의 콘덴서의 투입을 금지하고 소용량의 콘덴서를 폐성함으로써, 역률의 조정을 행하고 있다. 이것은 유효 전력치가 작을 때는 무효 전력치도 작다고 하는 전제 조건에서의 제어이다. 그러나, 예를 들면 수변전용 변압기의 부하측 모선에 자가(自家) 발전 시스템을 설치하고, 자가 발전 시스템에 의한 전력과 전력 회사로부터 공급되는 전력을 병용한 경우에 전력 회사로부터의 공급 전력은 유효 전력치가 작아지는 동시에, 무효 전력치는 커지는 경우가 있다. 이와 같은 조건하에서 종래의 역률 조정 장치를 적용하면, 역률이 크게 지연되어서 송전 손실이 증가하여 개선 효과를 얻을 수 없다고 하는 문제가 있었다. As described above, in the conventional power factor adjusting device, when a large capacity capacitor and a small capacity capacitor are mounted on the load side busbar of the transformer for water displacement, and the effective power value is small (the effective power value is between the first reference value and the second reference value) ), The power factor is adjusted by prohibiting the introduction of a large capacity capacitor and closing the small capacity capacitor. This is a control under the precondition that the reactive power value is small when the effective power value is small. However, for example, when a self-generating system is installed in the load side busbar of a transformer for water-supply transformers, and the power supplied by the self-generating system is used together with the power supplied from the power company, the power supply from the electric power company is determined to have an effective power value. At the same time, the reactive power value may increase. If such a conventional power factor adjustment device is applied under such conditions, there is a problem that the power factor is greatly delayed so that transmission loss increases and an improvement effect cannot be obtained.
본 발명은 상술과 같은 과제를 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 유효 전력치 및 무효 전력치의 대소에 관계 없이, 최적인 역률로 조정할 수 있는 역률 조정 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. This invention is made | formed in order to solve the above subjects, and an object of this invention is to provide the power factor adjustment apparatus which can adjust to an optimal power factor irrespective of the magnitude | size of an effective power value and a reactive power value.
본 발명에 관한 역률 조정 장치는 전력 계통에 있어서의 전압치 및 전류치에 근거하여 유효 전력치 및 무효 전력치를 연산하는 전력 연산 수단과, 상기 유효 전력치가 소정의 제1 기준치 이상일 때, 또는 상기 유효 전력치가 상기 제1 기준치 미만이면서 소정의 제2 기준치 이상이고, 또한 상기 무효 전력치가 소정의 제3 기준치 이상일 때에 제1 제어 신호를 출력하고, 상기 유효 전력치가 상기 제1 기준치 미만이면서 상기 제2 기준치 이상이고, 또한 상기 무효 전력치가 상기 제3 기준치 미만일 때 백성 제2 제어 신호를 출력하는 제어 신호 작성 수단과, 상기 제1 제어 신호와 상기 무효 전력치에 근거하여 상기 전력 계통에 제1 개폐 수단을 통하여 접속되는 2 이상의 제1 콘덴서를, 상기 제1 개폐 수단을 선택적으로 제어하여 폐성하고, 폐성되지 않는 상기 제1 콘덴서를, 상기 제1 개폐 수단을 선택적으로 제어하여 개성하는 제1 개폐 신호를 출력하는 제1 제어 수단과, 상기 제2 제어 신호와 상기 무효 전력치에 근거하여 상기 전력 계통에 제2 개폐 수단을 통하여 접속되며 상기 제1 콘덴서보다 용량이 작은 적어도 하나의 제2 콘덴서를, 상기 제2 개폐 수단을 선택적으로 제어하여 폐성하고, 폐성되지 않는 상기 제2 콘덴서를, 상기 제2 개폐 수단을 선택적으로 제어하여 개성하는 제2 개폐 신호를 출력하는 제2 제어 수단을 구비한 것이다. The power factor adjustment device according to the present invention includes power calculation means for calculating an effective power value and a reactive power value based on a voltage value and a current value in a power system, and when the effective power value is equal to or larger than a first predetermined reference value or the active power value. Outputs a first control signal when the value is less than the first reference value and is greater than or equal to the predetermined second reference value, and the reactive power value is greater than or equal to the predetermined third reference value, and the effective power value is less than or equal to the first reference value and greater than or equal to the second reference value; And control signal generation means for outputting a second control signal for the people when the reactive power value is less than the third reference value, and through the first opening and closing means to the power system based on the first control signal and the reactive power value. The at least two first capacitors connected are closed by selectively controlling the first opening / closing means and are not closed. A first control means for outputting a first open / close signal that selectively controls the first condenser by selectively controlling the first open / close means, and second open / close means in the power system based on the second control signal and the reactive power value. At least one second condenser connected through the second condenser having a smaller capacity than the first condenser, and selectively closing the second opening / closing means, and closing the second condenser that is not closed. It is provided with the 2nd control means which outputs the 2nd open / close signal which controls and individualizes.
이하 본 발명을, 그 실시 형태를 나타내는 도면에 근거하여 구체적으로 설명한다. 또한 실시 형태에서는 본 발명에 관한 역률 조정 장치를 수변전 시스템에 적용하고, 수변전용 변압기의 부하측 모선에 접속된 역률 개선용의 복수 콘덴서의 개폐를 제어하는 경우를 예를 들어 설명한다. EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, this invention is concretely demonstrated based on drawing which shows embodiment. In addition, embodiment demonstrates the case where the power factor adjustment apparatus which concerns on this invention is applied to a water substation system, and the opening / closing of the multiple power condenser for power factor improvement connected to the load side busbar of the water-transformation transformer is demonstrated as an example.
실시 형태 1.
도 1은 본 발명의 실시 형태 1에 있어서 역률 조정 장치(1)를 적용한 수변전 시스템의 구성을 나타내는 블록도이다. 도 1에 있어서, 변압기(2)의 부하측 모선(3)에는 변류기(4)가 설치되며, 부하측 모선(3)의 각 상(相)의 선(線) 전류치를 계측한다. 또, 부하측 모선(3)에는 계기용 변압기(5)가 접속되며, 부하측 모선(3)의 각 상의 전압치를 계측한다. 계측된 각 상의 선 전류치 및 전압치는 역률 조정 장치(1)의 전력 연산 수단인 전력 연산부(6)에 전달되고, 유효 전력치 P 및 무효 전력치 Q가 연산된다. 유효 전력치 P는 제어 신호 작성 수단인 제어부 선택 회로(7)에 전달되고, 무효 전력치 Q는 제어부 선택 회로(7), 제1 제어 수단인 주제어부(8) 및 제2 제어 수단인 부제어부(9)에 각각 전달된다. 제어부 선택 회로(7)에서는 유효 전력치 P 및 무효 전력치 Q와, 소정의 제1 내지 제3 기준치에 근거하여 제1 제어 신호인 제1 판정치(7a) 및 제2 제어 신호인 제2 판정치(7b)를 각각 주제어부(8) 및 부제어부(9)에 전달한다. 1 is a block diagram showing a configuration of a water substation system to which the power
주제어부(8)는 전력 연산부(6)로부터 전달된 무효 전력치 Q와, 제어부 선택 회로(7)로부터 전달된 제1 판정치(7a)에 근거하여 제1 콘덴서인 N 개의 주콘덴서(Cm)(10)를 폐성하기 위한 제1 개폐 신호인 B 신호 및 폐성하기 위한 제1 개폐 신 호인 b 신호를, 제1 개폐 수단인 주개폐부(11)에 전달한다. 실시 형태 1에서는 주콘덴서(10)의 용량은 모두 동일한 것으로 한다. 부제어부(9)는 전력 연산부(6)로부터 전달된 무효 전력치 Q와, 제어부 선택 회로(7)로부터 전달된 제2 판정치(7b)에 근거하여 제2 콘덴서인 M 개의 부콘덴서(Cs)(12)를 폐성하기 위한 제2 개폐 신호인 A 신호 및 개성하기 위한 제2 개폐 신호인 a 신호를, 제2 개폐 수단인 부개폐부(13)에 전달한다. 실시 형태 1에서는 부콘덴서(12)의 용량은 모두 동일하고, 또 부콘덴서(12)의 용량의 합계는 하나의 주콘덴서(10)의 용량보다 작은 것으로 한다. 주개폐부(11)는 입력된 B 신호에 대응하는 주콘덴서(10)를 폐성하고, b 신호에 대응하는 주콘덴서(10)를 개성한다. 부개폐부(13)는 입력된 A 신호에 대응하는 부콘덴서(12)를 폐성하고, a 신호에 대응하는 부콘덴서(12)를 개성한다. 또 부하측 모선(3)은 변압기(14)를 통하여 부하(15)에 전력을 공급한다. 또한, 자가 발전 시스템(16)이 부하측 모선(3)에 병렬로 접속되며, 변압기(14)를 통하여 부하(15)에 전력을 공급한다. The
다음에, 도 1에 나타낸 수변전 시스템의 동작에 대하여 설명한다. 변압기(2)의 부하측 모선(3)에 설치된 변류기(4) 및 계기용 변압기(5) 각각은 각 상의 선 전류 및 각 상의 전압을 합계하고, 선 전류치(4a) 및 전압치(5a)를 전력 연산부(6)에 전달한다. 전력 연산부(6)의 구성을 도 2에 나타낸다. 도 2에 있어서 전압 이상기(61)는 전압의 위상을 시간적으로 π/2 만큼 지연한다. 무효 전력 유닛(62)은 무효 전력을 산출하고, 유효 전력 유닛(63)은 유효 전력을 산출한다. 승산 블록(64 및 65)는 입력을 승산한다. 또 가산 블록(66 및 67)은 각각 승산 블록(64 및 65)의 출 력을 가산한다. Next, the operation of the water substation system shown in FIG. 1 will be described. Each of the
전력 연산부(6)의 동작을 설명한다. 전력 연산부(6)에 전달된 각 상의 전압치(5a)는 전압 이상기(61)에 전달되고, π/2 만큼 위상이 지연된다. 위상이 지연된 각 상의 전압치는 무효 전력 유닛(62)의 승산 블록(64)에 전달된다. 승산 블록(64)은 위상이 지연된 각 상의 전압치와 각 상의 선 전류치(4a)를 승산한다. 승산 블록(64)에서 승산한 결과는 가산 블록(66)에 전달되고, 가산되어서 3상 일괄하여 무효 전력의 실효치, 즉 무효 전력치 Q가 출력된다. 한편, 전력 연산부(6)에 전달된 각 상의 전압치(5a)는 전압 이상기(61)를 경유하지 않고 유효 전력 유닛(63)의 승산 블록(65)에 직접 전달된다. 승산 블록(65)은 각 상의 전압치(5a)와 각 상의 선 전류치(4a)를 승산한다. 승산 블록(65)에서 승산한 결과는 가산 블록(67)에 전달되고, 가산되어서 3상 일괄하여 유효 전력의 실효치, 즉 유효 전력치 P가 출력된다. The operation of the
전력 연산부(6)로부터 출력되는 유효 전력치 P 및 무효 전력치 Q는 도 1에 나타내는 바와 같이 모두 제어부 선택 회로(7)에 전달된다. 제어부 선택 회로(7)의 구성을 도 3에 나타낸다. 도 3에 있어서, 제1 기준치 설정부(71)는 유효 전력의 경(輕)부하 검출의 제1 기준치 T1을 소정의 값으로 설정하고, 비교기(74)에 전달한다. 제2 기준치 설정부(72)는 유효 전력의 경부하 검출의 제2 기준치 T2를 소정의 값으로 설정하고 비교기(75)에 전달한다. 제3 기준치 설정부(73)는 무효 전력의 경부하 검출의 제3 기준치 T3을 소정의 값으로 설정하고, 비교기(76)에 전달한다. 비교기(74 내지 76)는 입력을 비교하여 논리 신호 1 또는 0을 출력한다. 논리 회로(77 및 78)는 입력에 근거하여 소정의 논리식에 따라서 논리 신호 1 또는 0을 각각 제1 판정치(7a) 및 제2 판정치(7b)로서 출력한다. The effective power value P and the reactive power value Q output from the
제어부 선택 회로(7)의 동작을 설명한다. 비교기(74)는 제1 기준치 T1과 유효 전력치 P와의 대소를 비교 판정하고, 유효 전력치 P가 제1 기준치 T1 이상일 때에 논리 신호 1을, 유효 전력치 P가 제1 기준치 T1 미만일 때에 논리 신호 0을 각각 출력한다. 비교기(75)는 제2 기준치 T2와 유효 전력치 P와의 대소를 비교 판정하고, 유효 전력치 P가 제2 기준치 T2 이상일 때에 논리 신호 1을, 유효 전력치 P가 제2 기준치 T2 미만일 때에 논리 신호 0을 각각 출력한다. 비교기(76)는 제3 기준치 T3과 무효 전력치 Q와의 대소를 비교 판정하고, 무효 전력치 Q가 제3 기준치 T3 이상일 때에 논리 신호 1를, 무효 전력치 Q가 제3 기준치 T3 미만일 때에 논리 신호 0을 각각 출력한다. 논리 회로(77)는 비교기(74)의 출력 신호가 0이고, 또한 비교기(75)의 출력 신호가 1이고, 또한 비교기(76)의 출력 신호가 1일 때, 또는 비교기(74)의 출력 신호가 1일 때에 논리 신호 1을 제1 판정치(7a)로서 출력하고, 그 이외의 조건일 때에 논리 신호 0을 제1 판정치(7a)로서 출력한다. 논리 회로(78)는 비교기(74)의 출력 신호가 0이고, 또한 비교기(75)의 출력 신호가 1이고, 또한 비교기(76)의 출력 신호가 0일 때에 논리 신호 1을 제2 판정치(7b)로서 출력하고, 그 이외의 조건일 때에 논리 신호 0을 제2 판정치(7b)로서 출력한다. The operation of the control
도 1에 있어서, 주제어부(8)는 제어부 선택 회로(7)로부터 전달되는 제1 판정치(7a)가 1일 때에, 전력 연산부(6)로부터 전달되는 무효 전력치 Q의 값과, 미리 기존인 N 개의 주콘덴서(10)의 전력 용량에 근거하여 목표로 하는 역률 이상, 즉 역률이 1 또는 진보(leading) 역률로 되도록, 부하측 모선(3)에 접속된 N 개의 주 콘덴서(10) 중 n 개를 폐성하는 B 신호를 주개폐부(11)에 출력한다. 한편, 나머지의 (N-n) 개의 주콘덴서(10)에 대해서는 이것들을 개성하는 b 신호를 주개폐부(11)에 출력한다. 또, 제1 판정치(7a)가 0일 때는 N 개의 주콘덴서(10)의 모두에 대하여 b 신호를 주개폐부(11)에 출력하고, 모든 주콘덴서(10)를 개성한다. 부제어부(9)는 제어부 선택 회로(7)로부터 전달되는 제2 판정치(7b)가 1일 때에, 전력 연산부(6)로부터 전달되는 무효 전력치 Q의 값과, 미리 기존인 M 개의 부콘덴서(12)의 전력 용량에 근거하여 목표로 하는 역률 이상, 즉 역률이 1 이상으로 되도록, 부하측 모선(3)에 접속된 M 개의 부콘덴서(12) 중 m 개를 폐성하는 A 신호를 부개폐부(13)에 출력한다. 한편, 나머지의 (M-m) 개의 부콘덴서(12)에 대해서는 이것들을 개성하는 a 신호를 부개폐부(13)에 출력한다. 또, 제2 판정치(7b)가 0일 때는 M 개의 부콘덴서(12)의 모두에 대하여 a 신호를 개폐부(13)에 출력하고, 모든 부콘덴서(12)를 개성한다. In FIG. 1, the
주개폐부(11)는 입력된 B 신호에 대응하는 주콘덴서(10)에 설치된 스위치를 온 함으로써 원하는 n 개의 주콘덴서(10)를 폐성하고, 입력된 b 신호에 대응하는 주콘덴서(10)에 설치된 스위치를 오프 함으로써 원하는 (N-n) 개의 주콘덴서(10)를 개성한다. 또, 부개폐부(13)는 입력된 A 신호에 대응하는 부콘덴서(12)에 설치된 스위치를 온 함으로써 원하는 m 개의 부콘덴서(12)를 폐성하고, 입력된 a 신호에 대응하는 부콘덴서(12)에 설치된 스위치를 오프 함으로써 원하는 (M-m) 개의 부콘덴서(12)를 개성한다. The main opening / closing unit 11 closes the desired n
실시 형태 1에서는 상술한 제1 내지 제3 기준치 설정부에 있어서 설정되는 T1 내지 T3를 전력계 등을 이용한 사전의 계측에 의하여 정하는 것으로 한다. 예를 들면, T1은 주간에 자가 발전 시스템(16)이 가동하고 있는 상태에서의 유효 전력치 Pd 및 야간에 자가 발전 시스템(16)이 정지하고 있는 상태에서의 유효 전력치 Pn을 각각 계측하여 설정하고, 구체적으로는 Pn < T1 < Pd 로 한다. 또 T2는 휴일의 유효 전력치 Ph를 계측하여 설정하고, 구체적으로는 Ph < T2 < Pn 로 한다. 추가로, T3는 주간에 자가 발전 시스템(16)이 가동하고 있는 상태에서의 무효 전력치 Qd 및 야간에 자가 발전 시스템(16)이 정지하고 있는 상태에서의 무효 전력치 Qn을 각각 계측하여 설정하고, 구체적으로는 Qn < T3 < Qd 로 한다. In
상술한 바와 같이 구성된 역률 조정 장치(1)에 있어서 평일의 주간에 자가 발전 시스템(16)이 정지한 상태에서는 유효 전력치 P, 무효 전력치 Q가 함께 커진다. 즉 유효 전력치 P는 T1 P로 되기 때문에 비교기(74)의 출력이 1로 되고, 따라서 논리 회로(77)의 출력이 1로 이고, 또한 논리 회로(78)의 출력이 0으로 된다. 이 경우, 주제어부(8)에 있어서는 무효 전력치 Q에 따라서 주개폐부(11)에 의하여 전력 용량이 큰 주콘덴서(10)를 개폐 제어하므로, 지연 역률로 되는 것을 피할 수 있다. In the power
또, 평일의 주간에 자가 발전 시스템(16)을 동작시킨 상태에서는 자가 발전 시스템(16)에 의해 공급되는 유효 전력을 고려하면, 유효 전력치 P는 작아지는 동시에, 발전기의 특성에 의해 무효 전력치 Q는 커진다. 즉 유효 전력치 P 및 무효 전력치 Q에 대하여 T2 P < T1 또한 T3 Q가 성립하고, 비교기(74)의 출력이 0이면서 비교기(75)의 출력이 1이면서 비교기(76)의 출력이 1로 되고, 따라서 논리 회로(77)의 출력이 1이면서 논리 회로(78)의 출력이 0으로 된다. 이 경우, 주제어부(8)에 있어서 무효 전력치 Q에 따라서, 주개폐부(11)에 의하여 전력 용량이 큰 주콘덴서(10)를 개폐 제어한다. 즉 이 경우는 부콘덴서(12)를 사용하지 않고, 주콘덴서(10)를 사용한다. 이로 인해, 큰 무효 전력치 Q에 대하여 용량이 큰 주콘덴서(10)를 사용하므로, 지연 역률로 되는 것을 피할 수 있다.In the state where the self-
또, 평일의 야간은 유효 전력치 P, 무효 전력치 Q가 모두 작아진다. 즉 유효 전력치 P 및 무효 전력치 Q에 대하여 T2 P < T1 또한 Q < T3 이 성립하고, 비교기(74)의 출력이 0이면서 비교기(75)의 출력이 1이고, 또한 비교기(76)의 출력이 0으로 되고, 따라서 논리 회로(77)의 출력이 0이면서 논리 회로(78)의 출력이 1로 된다. 이 경우, 부제어부(9)에 있어서 무효 전력치 Q에 따라서 부개폐부(13)에 의하여 전력 용량이 작은 부콘덴서(12)를 개폐 제어함으로써, 지연 역률로 되는 것을 피할 수 있다. 또한 이 경우는 용량이 작은 부콘덴서(12)를 사용하므로, 역률이 크게 진행되는 것을 피할 수 있다. On the night of the weekday, both the effective power value P and the reactive power value Q become small. That is, T2 for the active power value P and the reactive power value Q P <T1 and Q <T3 are established, the output of the
또, 가장 소비 전력의 낮은 휴일에는 유효 전력치 P, 무효 전력치 Q가 모두 추가로 작아져서 콘덴서의 투입이 불필요하게 된다. 이 경우, 유효 전력 P에 대하여 P < T2 가 성립하고, 비교기(74)의 출력이 0이면서 비교기(75)의 출력이 0이고, 또한 비교기(76)의 출력이 0으로 되고, 따라서 논리 회로(77)의 출력이 0이면서 논리 회로(78)의 출력이 0으로 된다. 이 경우, 상술한 바와 같이 주제어부(8) 및 부제어부(9)는 모두 주개폐부(11)와 부개폐부(13)에 대하여 b 신호 및 a 신호를 출력하고, 모든 주콘덴서(10) 및 부콘덴서(12)를 개성한다. 즉, 불필요한 콘덴서의 폐 성을 하지 않기 때문에, 역률이 크게 진행되는 것을 피할 수 있다. In addition, the effective power value P and the reactive power value Q are both further reduced during the holiday with the lowest power consumption, so that no capacitor is required. In this case, P <T2 is established with respect to the active power P, the output of the
이상 설명한 바와 같이, 실시 형태 1에 의하면 유효 전력치 P의 대소, 무효 전력치 Q의 대소에 관계 없이 지연 역률로 되는 것을 피할 수 있고, 역률을 최적으로 조정할 수 있다. As described above, according to the first embodiment, the delay power factor can be avoided regardless of the magnitude of the effective power value P and the magnitude of the reactive power value Q, and the power factor can be adjusted optimally.
또한, 상기의 설명에서는 주콘덴서(10) 및 부콘덴서(12)의 전력 용량을 모두 동일한 것으로 하여 설명하였으나, 이것은 반드시 모두 동일하게 할 필요는 없다. 즉, 주콘덴서(10) 및 부콘덴서(12)의 전력 용량은 각각 차이가 있어도 된다. 또, 상기의 설명에서는 부콘덴서(12)의 용량의 합계치보다 하나의 주콘덴서(10)의 용량이 큰 것으로 하여 설명하였으나, 이것은 반드시 크지 않아도 된다. In the above description, the power capacities of the
또한, 상기의 설명에서는 목표 역률이 1로 하여 설명하였으나, 목표 역률은 반드시 1로 할 필요는 없고, 1에 가까운 값이면 역률이 지연 역률에서도, 또는 진보 역률에서도 된다. In the above description, the target power factor is described as 1, but the target power factor does not necessarily need to be 1, and if the value is close to 1, the power factor may be either the delayed power factor or the progressive power factor.
실시 형태 2.
실시 형태 1에서는 제3 기준치 T3은 전력계 등을 이용하여 미리 계측한 무효 전력치 Q에 근거하여 정하는 것으로서 설명하였다. 이것에 대하여 실시 형태 2에서는 미리 무효 전력치를 계측하는 일 없이, 소정의 기준치 설정 신호가 입력되어 있는 시점의 무효 전력치 Q에 근거하여 제3 기준치 T3을 설정한다. 실시 형태 2에 있어서의 역률 조정 장치(1)를 적용한 수변전 시스템의 구성은 실시 형태 1에 있어서의 도 1과 동일하기 때문에 생략한다. 실시 형태 2에서는 도 1의 제어부 선택 회로(7) 대신에 제어부 선택 회로(70)를 적용한다. In
도 4는 실시 형태 2에 있어서의 제어부 선택 회로(70)를 나타내는 블록도이며, 실시 형태 1의 도 3에 상당한다. 또한 도 3으로 동일한 부분에 대해서는 동일한 부호를 부여하여 설명을 생략한다. 도 4에 있어서, 기준치 설정 신호 출력 수단인 제3 기준치 설정 신호부(701)는 논리 신호 1 또는 0을 출력한다. 최대 최소 무효 전력 기억 제어 수단인 최대 최소 무효 전력 기억 제어부(702)는 전력 연산부(6)로부터 전달되는 유효 전력치 P 및 무효 전력치 Q, 및 제1 기준치 T1 및 제2 기준치 T2에 근거하여 기억해야 할 최대 무효 전력 Qmax 및 최소 무효 전력 Qmin을 결정한다. 최대 무효 전력 기억 수단인 최대 무효 전력 기억부(703)는 최대 무효 전력 Qmax를 기억하고, 최소 무효 전력 기억 수단인 최소 무효 전력 기억부(704)는 최소 무효 전력 Qmin을 기억한다. 기준치 연산 수단인 제3 기준치 연산부(705)는 최대 무효 전력 Qmax 및 최소 무효 전력 Qmin에 근거하여 연산하고 제3 기준치 T3을 산출한다. FIG. 4 is a block diagram showing the control
실시 형태 2에 있어서 수변전 시스템의 동작을 설명한다. 통상의 동작에 대해서는 실시 형태 1과 동일하기 때문에 설명을 생략한다. 실시 형태 2에서는 제3 기준치 T3을 설정하는 동작이 실시 형태 1과 다르다. 제3 기준치 설정 신호부(701)는 통상시는 논리 신호 0을 출력하지만, 제3 기준치 T3을 설정할 때에는 기준치 설정 신호로서 논리 신호 1을 출력한다. 논리 신호 1이 출력된 경우, 논리 회로(771)내의 논리적(積) 회로(772) 및 논리 회로(781)는 논리 신호 0을 출력한다. 또, 이 때, 유효 전력치 P가 제1 기준치 T1 미만이면서 제2 기준치 T2 이상일 때, 즉 T2 P < T1 이 성립되는 경우에 제3 기준치 T3이 설정된다. 이 경우, 비교기(74)의 출력은 논리 신호 0 으로 된다. 그러면 주제어부(8) 및 부제어부(9)에 의해, 주콘덴서(10) 및 부콘덴서(12)는 모두 개성 제어된다. 따라서, 제3 기준치 T3을 설정할 때에는 모든 콘덴서의 영향을 제외할 수 있다. The operation of the water substation system in the second embodiment will be described. Since normal operation is the same as that of the first embodiment, description thereof is omitted. In the second embodiment, the operation of setting the third reference value T3 is different from the first embodiment. The third reference value setting
최대 최소 무효 전력 기억 제어부(702)는 제3 기준치 T3을 설정할 때, 즉 제3 기준치 설정 신호부(701)로부터 논리 신호 1이 출력된 경우에 있어서, 또한 유효 전력치 P가 T2 P < T1 인 경우에 동작한다. 그리고, 이미 최대 무효 전력 기억부(703)에 기억되어 있는 최대 무효 전력 Qmax 보다 무효 전력치 Q가 크면, 해당 무효 전력치 Q의 값을 새로운 최대 무효 전력 Qmax로서 최대 무효 전력 기억부(703)에 기억한다. 한편, 이미 최소 무효 전력 기억부(704)에 기억되어 있는 최소 무효 전력 Qmin 보다 무효 전력치 Q가 작으면, 해당 무효 전력치 Q의 값을 최소 무효 전력 Qmin 로서 최소 무효 전력 기억부(704)에 기억한다. 제3 기준치 연산부(705)는 최대 무효 전력 기억부(703)에 기억된 최대 무효 전력 Qmax와, 최소 무효 전력 기억부(704)에 기억된 최소 무효 전력 Qmin 과의 값의 중간치 Qave = (Qmax + Qmin) / 2를 산출하고, Qave를 제3 기준치 T3 로서 제3 기준치 설정부(73)에 전달한다. 제3 기준치 T3의 설정이 완료하면 기준치 설정 신호의 출력이 정지하고, 설정 동작이 완료한다. 즉 제3 기준치 설정 신호부(701)로부터 출력되는 논리 신호가 1 에서부터 0 으로 천이한다. When the maximum minimum reactive power
이상과 같은 동작에 의해, 미리 무효 전력치 Q를 계측하는 일 없이 제3 기준치 T3을 설정할 수 있다. 또한, 상술한 동작에 있어서, 제3 기준치 설정 신호부(701)로부터 논리 신호 1이 출력된 경우에도, 유효 전력 P가 P < T2 또는 T1 P 인 경우에는 최대 최소 무효 전력 기억 제어부(702)는 동작하지 않는다. 즉 최대 최소 무효 전력 기억제부(702)는 평일의 주간에 자가 발전 시스템(16)이 정지한 상태나 휴일과 같이, 제3 기준치 T3의 값에 관계 없이 제어를 행하는 경우에는 동작하지 않고, 제3 기준치 T3의 값이 제어에 관계하도록 된 조건하에서만 동작한다. By the above operation, the third reference value T3 can be set without measuring the reactive power value Q in advance. In addition, in the above-described operation, even when the
실시 형태 3.
실시 형태 2에서는 기준치 설정 신호를 이용함으로써, 미리 무효 전력치 Q를 계측하는 일 없이 제3 기준치 T3을 설정하는 경우에 대하여 설명하였다. 실시 형태 3에서는 사용하는 주콘덴서(10) 및 부콘덴서(12)의 전력 용량치에 근거하여 제3 기준치 T3을 설정하는 경우에 대하여 설명한다. 실시 형태 3에 있어서의 역률 조정 장치(1)를 적용한 수변전 시스템의 구성은 실시 형태 1에 있어서의 도 1과 동일하기 때문에 생략한다. 실시 형태 3에서는 도 1의 제어부 선택 회로(7) 대신에 제어부 선택 회로(700)를 적용한다. In
도 5는 실시 형태 3에 있어서 제어부 선택 회로(700)를 나타내는 블록도이며, 실시 형태 1의 도 3 및 실시 형태 2의 도 4에 상당한다. 또한 도 3 또는 도 4와 동일한 부분에 대해서는 동일한 부호를 부여하여 설명을 생략한다. 도 5에 있어서, 제1 기억 수단인 주콘덴서 var값 설정부(7001)는 주콘덴서(10)의 전력 용량치인 무효 전력 var값을 미리 기억하고, 제2 기억 수단인 부콘덴서 var값 설정부(7002)는 부콘덴서(12)의 전력 용량치인 무효 전력 var값을 미리 기억한다. 기준치 연산 수단인 제3 기준치 연산부(705)는 주콘덴서 var값 설정부(7001) 및 부콘덴서 var값 설정부(7002)로부터 전달되는, 주콘덴서 var값 및 부콘덴서 var값에 근거하 여 연산하고, 제3 기준치 T3을 산출한다. FIG. 5 is a block diagram showing the control
실시 형태 3에 있어서 수변전 시스템의 동작을 설명한다. 통상의 동작에 대해서는 실시 형태 1과 동일하기 때문에 설명을 생략한다. 실시 형태 3에서는 주콘덴서 var값 설정부(7001)가 하나의 주콘덴서(10)의 전력 용량 Q1을 제3 기준치 연산부(705)에 전달한다. 한편, 부콘덴서 var값 설정부(7002)는 모든 부콘덴서(12)의 전력 용량의 합 Q2를 제3 기준치 연산부(705)에 전달한다. 제3 기준치 연산부(705)는 Q1 및 Q2에 근거하여 (Q1 + Q2) / 2 를 제3 기준치 T3 로서 제3 기준치 설정부(73)에 전달한다. In the third embodiment, the operation of the water substation system will be described. Since normal operation is the same as that of the first embodiment, description thereof is omitted. In the third embodiment, the main capacitor var
이상과 같은 동작에 의해, 실시 형태 3에 의하면, 실시 형태 2와 동일하게 미리 무효 전력치 Q를 계측하는 일 없이 제3 기준치 T3을 설정할 수 있다. By the above operation, according to
실시 형태 4.
실시 형태 1에서는 무효 전력치 Q에 따라서 주콘덴서(10) 또는 부콘덴서(12)를 선택적으로 개폐 제어함으로써 콘덴서의 용량을 제어하고, 이로 인해 지연 역률로 되지 않게 제어하는 것으로서 설명하였다. 이것에 대하여 실시 형태 4에서는 지연 역률로 되는 것을 허용하고, 역률을 1에 가장 가까운 값으로 하는 제어를 행하여, 극단적인 진보 역률로 되지 않게 제어한다. 실시 형태 4에서는 도 1의 주제어부(8) 대신에 제1 주제어부(81) 및 제2 주제어부(82)를 적용한다. In the first embodiment, the capacity of the capacitor is controlled by selectively opening and closing the
도 6은 실시 형태 4에 있어서 수변전 시스템의 구성을 나타내는 블록도이며, 실시 형태 1의 도 1에 상당한다. 또한 도 1과 동일한 부분에 대해서는 동일한 부호를 부여하여 설명을 생략한다. 도 6에 있어서, 역률 조정 장치(1)의 제어부 선택 회로(17)는 제1 판정치(7a) 대신에 제3 판정치(7c) 및 제4 판정치(7d)를 출력한다. 이 중 제3 판정치(7c)는 제1 주제어부(81)에 전달된다. 또 제4 판정치(7d)는 제2 주제어부(82)에 전달된다. FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of the water substation system according to the fourth embodiment, which corresponds to FIG. 1 of the first embodiment. In addition, about the same part as FIG. 1, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted. In FIG. 6, the control
실시 형태 4에 있어서 수변전 시스템의 동작을 설명한다. 전력 연산부(6)가 유효 전력치 P 및 무효 전력치 Q를 출력할 때까지의 동작에 대해서는 실시 형태 1과 동일하기 때문에 설명을 생략한다. 실시 형태 4에서는 제어부 선택 회로(17)가 제1 판정치(7a) 대신에 제3 판정치(7c) 및 제4 판정치(7d)를 출력한다. 도 7은 실시 형태 4에 있어서 제어부 선택 회로(17)을 나타내는 블록도이며, 실시 형태 1의 도 3, 실시 형태 2의 도 4, 또는 실시 형태 3의 도 5에 상당한다. 또한 도 3 내지 도 5와 동일한 부분에 대해서는 동일한 부호를 부여하여 설명을 생략한다. 도 7에 있어서, 비교기(74)는 제1 기준치 T1와 유효 전력치 P와의 대소를 비교 판정하고, 유효 전력치 P가 제1 기준치 T1 이상일 때에 논리 신호 1을 제3 판정치(7c)로서 출력하고, 또 유효 전력치 P가 제1 기준치 T1 미만일 때에 논리 신호 0을 제3 판정치(7c)로서 출력한다. 논리 회로(79)는 비교기(74)의 출력 신호가 0이고 또 비교기(75)의 출력 신호가 1이고 또 비교기(76)의 출력 신호가 1일 때에, 논리 신호 1을 제4 판정치(7d)로서 출력하고, 그 이외의 조건 때에 논리 신호 0을 제4 판정치(7d)로서 출력한다. In the fourth embodiment, the operation of the water substation system will be described. Since the operation until the
제1 주제어부(81)는 제어부 선택 회로(17)로부터 전달되는 제3 판정치(7c)에 따라서, 전력 연산부(6)로부터 전달되는 무효 전력치 Q의 값과 주콘덴서(10)의 전력 용량에 근거하여 주콘덴서(10)를 폐성하는 B 신호 및 개성하는 b 신호를 주개폐 부(11)에 출력한다. 즉, 평일의 주간에 자가 발전 시스템(16)이 정지한 상태와 같이 T1 P가 성립하는 경우, 제1 주제어부(81)가 실시 형태 1에 있어서의 주제어부(8)와 동일한 동작을 행하여 지연 역률로 되는 것을 회피한다. The first
한편, 제2 주제어부(82)는 제어부 선택 회로(17)로부터 전달되는 제4 판정치(7d)에 따라서, 전력 연산부(6)로부터 전달되는 무효 전력치 Q의 값과 주콘덴서(10)의 전력 용량과에 근거하여 역률이 가장 1에 가까운 값으로 되도록, 주콘덴서(10)를 폐성하는 B 신호 및 개성하는 b 신호를 주개폐부(11)에 출력한다. On the other hand, the second
구체적으로는 평일의 주간에 자가 발전 시스템(16)을 동작시킨 상태와 같이 T2 P < T1 과 동시에 T3 Q 가 성립되고, 또한 지연 역률로 되는 것이 허용되는 경우에는 제2 주제어부(82)가 제1 주제어부(81)에 대신하여 동작한다. 즉 제2 주제어부(82)는 주개폐부(11)에 의해 주콘덴서(10)를 선택적으로 개폐 제어하고, 지연 역률을 허용하면서 역률이 1에 가장 가깝게 되는 제어를 행하여, 극단적인 진보 역률로 되지 않게 제어한다. 또한 상기의 경우, 부제어부(9)도 제2 주제어부(82)와 동일하게, 역률 1에 가장 가깝게 되는 제어를 행한다. 또 이후의 동작은 실시 형태 1에 있어서와 동일하기 때문에 설명을 생략한다. Specifically, T2 as in the state in which the self-
이상 설명한 바와 같이, 실시 형태 4에 의하면 유효 전력치 P의 대소 또는 무효 전력치 Q의 대소에 관계 없이 역률을 조정할 수 있고, 또한 극단적인 진보 역률로 되지 않게 제어할 수 있다. As described above, according to the fourth embodiment, the power factor can be adjusted regardless of the magnitude of the effective power value P or the magnitude of the reactive power value Q, and it can be controlled so as not to become an extreme progressive power factor.
본 발명에 의하면, 유효 전력치가 제1 기준치 이상인 경우 또는 유효 전력치 가 제1 기준치 미만이면서 제2 기준치 이상이고, 또한 무효 전력치가 제3 문턱값 이상인 경우에 대용량의 콘덴서가 무효 전력치에 따라 개폐 제어되는 한편, 유효 전력치가 제1 기준치 미만이면서 제2 기준 이상이고, 또한 무효 전력치가 제3 문턱값 미만인 경우에 소용량의 콘덴서가 무효 전력치에 따라 개폐 제어되므로, 유효 전력이 작아지는 동시에 무효 전력은 커지는 경우에 있어서도, 유효 전력치 및 무효 전력치의 대소에 관계 없이 최적인 역률로 조정할 수 있다고 하는 효과를 나타낸다. According to the present invention, when the effective power value is greater than or equal to the first reference value, or when the effective power value is less than or equal to the second reference value and the reactive power value is greater than or equal to the third threshold, the large-capacity capacitor opens and closes according to the reactive power value. On the other hand, when the effective power value is less than the first reference value, is greater than or equal to the second reference value, and the reactive power value is less than the third threshold value, the small-capacity capacitor is controlled to open and close according to the reactive power value. Even if it becomes large, it has the effect of being able to adjust to the optimal power factor irrespective of the magnitude | size of an effective electric power value and an reactive power value.
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