JP2611266B2

JP2611266B2 - 力率自動調整制御装置

Info

Publication number: JP2611266B2
Application number: JP62267188A
Authority: JP
Inventors: 清熊山崎; 雅雄友田; 康裕石井
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1987-10-21
Filing date: 1987-10-21
Publication date: 1997-05-21
Anticipated expiration: 2012-05-21
Also published as: JPH01108617A

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自動調整制御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
調整制御装置を第３図に示す。図において、力率自動調
整制御装置（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）……（2
6n）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（60a）……（60
c）……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）……（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（62a）……（62_c）……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問題点］従来の力率自動調整制御装置は以上のように構成され
ているため、力率自動調整制御装置に接続されている全
てのコンデンサが力率自動調整のための投入またはしゃ
断の対象とされ、任意のコンデンサを手動で投入または
手動でしゃ断する手動制御が不可能であるという問題点
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、任意のコンデンサを手動制御可能とす
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。

［問題点を解決するための手段］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、複数のコンデンサの一つ一つに対して、それぞれ自動
制御の対象となる自動制御モードを適用するか、あるい
は手動により制御される手動制御モードを適用するかを
設定する制御モード設定手段と、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電力がコンデンサ
を投入するた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電力が投入レベルをしたまわっ
ている場合に、制御モード設定手段において自動制御の
対象とされたコンデンサのみを電気回路に投入する投入
手段と、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、制御モード設定手段において自動制御
の対象とされたコンデンサのみを電気回路からしゃ断す
るしゃ断手段と、制御モード設定手段により手動制御の対象とされたコ
ンデンサに対し、該コンデンサをしゃ断する場合ただち
にしゃ断し、該コンデンサを投入する場合は所定時間経
過後投入する手動制御手段と、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。

制御モード設定手段は複数のコンデンサの一つ一つに
対して自動制御モードを適用するかあるいは手動制御モ
ードを適用するかを設定する。

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か否かを判別する。投
入レベルは複数のコンデンサが等容量の場合は一定の値
が設定され、また各コンデンサの容量が各種存在する場
合にはそれぞれの容量について演算される。

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、自動制御の対象とされるコンデンサを各コンデ
ンサが等容量の場合は設置順に、また各コンデンサの容
量が各種存在する場合には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か否かを判別する。し
ゃ断レベルについても投入レベルと同様、複数のコンデ
ンサが等容量の場合は一定の値が設定され、また各コン
デンサの容量の各種存在する場合にはそれぞれの容量に
ついて演算される。

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、自動制御モードに設定されているコンデンサを、
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容量の小さいもの
から順に電気回路からしゃ断する。

手動制御手段は、手動制御モードに設定されているコ
ンデンサを、しゃ断するべき場合はただちに当該コンデ
ンサを電気回路からしゃ断する。また電気回路にコンデ
ンサを投入する場合にはコンデンサに充電されていた電
荷を放電するのに十分な所定の時間経過後に投入する。

［実施例］この発明に係る力率自動調整制御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制御装置（100）の無効電力検出
器（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。力率自動調整制御装置（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）を有している。さらに各コ
ンデンサ（62a），（62b），（62c）……のそれぞれに
ついて自動制御を行うかあるいは手動制御を行うかを設
定する制御モード設定手段として作用する、切換スイッ
チ等で構成された制御モード設定部（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），（61b），（61c）…
…および電磁接触器（60a），（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（62a），（62b），（62
c）……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（60
a），（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（60a），（60b），（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、コンデンサバンクが複
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。後者の場合、極端に軽負荷の場合ある
いは重負荷の場合に、実際に投入あるいはしゃ断操作を
行っても実勢にほとんど影響を及ぼさない大容量あるい
は小容量のコンデンサを、あらかじめ手動制御により常
時投入あるいはしゃ断しておいた方が効率的である。制
御モード設定部（108）はコンデンサバンクを構成する
各コンデンサ（62a），（62b），（62c）……それぞれ
について自動制御モードかあるいは手動制御モードに設
定する。自動制御モードに設定されているコンデンサ
は、CPU（102）により第２図に示すフローチャートに基
づいて自動制御される。一方手動制御モードに設定され
ているコンデンサはさらに制御モード設定部（108）に
おけるスイッチ操作により、CPU（102）、リレー制御部
（107）およびコンデンサ制御部（50）を介して電気回
路（１）に直結する電磁接触器（例えば60aなど）が動
作される結果、電気回路（１）に対し投入およびしゃ断
される。この際、CPU（102）等は手動制御手段として作
用し、手動制御の対象とされたコンデンサを電気回路
（１）からしゃ断する場合にはただちにしゃ断する。ま
た手動制御の対象とされたコンデンサを電気回路（１）
に投入する場合には、当該コンデンサが以前電気回路
（１）に投入されていた際に充電されていた電荷が放電
されている必要がある。そこでCPU（102）は前回のしゃ
断から計数を開始したクロック時間が放電に必要な十分
な時間を経過しているのを確認して投入信号を出力す
る。

次に第２図に示すフローチャートを用いて自動制御モ
ードにおける動作を説明する。

力率自動調整制御が開始されると（1000）、無効電力
検出手段である変圧器（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
される。また、設定部（105）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CP
U（102）に読み込まれる（1001）。

コンデンサの容量が各種存在する場合は、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、例えば変圧器（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
レベルを各コンデンサ容量の種類ごとに演算する（100
2）。各コンデンサ（62a），（62b），（62c）……が等
容量の場合はこのステップを省略することができる。

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器（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、目標調整幅を広いめに設定するための安
全係数のことである。

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（1003）。

そして、無効電力の位相が進んでいる場合、CPU（10
2）はしゃ断判別手段として作用し、無効電力がしゃ断
レベルを超えているか否かを判別する（1004）。超えて
いない場合は何も動作命令を出力しないでステップ（10
01）へ戻る。無効電力がしゃ断レベルを超えている場
合、まずｎ＝１を設定し（1005）、制御順位が第１番目
のコンデンサが自動制御モードに設定されているか否か
を判別する（1006）。第１番目のコンデンサが自動モー
ドに設定されている場合は次に、第１番目のコンデンサ
がしゃ断状態にあるか否かを判別する（1008）。ここで
第１番目のコンデンサがすでにしゃ断されている場合、
ｎ＝ｎ＋１と設定し（1007）、制御順位が第２番目のコ
ンデンサについて同様の判別動作ステップ（1006）を繰
り返す。第１番目のコンデンサが投入状態にある場合、
CPU（102）はしゃ断手段として作用し、しゃ断信号を出
力する（1009）。CPU（102）から出力されたしゃ断信号
はリレー制御部（107）およびコンデンサ制御部（50）
を介して第１番目のコンデンサ（例えば62a）をしゃ断
すべく電磁接触器（60a）を駆動し（1010）、ステップ
（1001）へ戻る。第１番目のコンデンサが手動制御モー
ドに設定されていない場合は、ｎ＝ｎ＋１と設定し（10
07）、第２番目のコンデンサについてステップ（1006）
の判別動作を繰り返す。

ステップ（1003）において無効電力の位相が進んでい
ない場合（または遅れている場合）、CPU（102）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し（1011）、したまわっていな
い場合はCPU（102）は何の動作命も出力せずステップ
（1001）へ戻る。無効電力値が投入レベルをしたまわっ
ている場合、コンデンサバンクを構成する全コンデンサ
の数をｋとすると、ｎ＝ｋと設定し（1012）、CPU（10
2）は第ｋ番目のコンデンサが自動制御モードに設定さ
れているか否かを判別する（1013）。第ｋ番目のコンデ
ンサが自動制御モードに設定されている場合は次に、こ
のコンデンサがすでに投入されているか否かを判別する
（1015）。第ｋ番目のコンデンサが投入されていない場
合はCPU（102）は投入手段として作用し、所定の時間を
計数した後（1016）、投入信号を発生する（1017）。CP
U（102）から出力された投入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ｋ番目のコンデンサ（例えば62a）を電気回路
（１）に投入する。第ｋ番目のコンデンサが手動動作モ
ードに設定されている場合およびすでに投入されている
場合はｎ＝ｎ−１と設定し（1014）、第ｋ−１番目のコ
ンデンサに対同様の判別動作ステップ（1013）、ステッ
プ（1015）が繰り返される。

なお、力率自動調整制御が行われている途中で、制御
モード設定部（108）を操作することにより、手動制御
モードに設定されているコンデンサを自動制御モードに
設定変更したり、あるいは逆に自動制御モードに設定さ
れているコンデンサを手動制御モードに設定変更する場
合がある。これらの場合各コンデンサの制御順位等の設
定が狂うため、力率自動調整制御は一旦解除され、あら
ためてステップ（1000）から開始されることは言うまで
もない。

［発明の効果］以上のように、この発明に係る力率自動調整制御装置
は電気回路に投入またはしゃ断される各コンデンサの投
入しゃ断を自動制御モードおよび手動制御モードに任意
に設定できるので、任意のコンデンサを手動制御するこ
とができる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制御装置の一実施
例を示す図、第２図はCPU（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
動調整制御装置を示す図である。図中、（101）は無効電力検出部、（102）はCPU、（10
8）は制御モード設定部である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭64−55618（ＪＰ，Ａ) 特開昭64−55620（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−290127（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】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、前記複数のコンデンサの一つ一つに対して、それぞれ自
動制御の対象となる自動制御モードを適用するか、ある
いは手動により制御される手動制御モードを適用するか
を設定する制御モード設定手段と、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、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、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、前記制御モード設定手段において
自動制御の対象とされたコンデンサのみを前記電気回路
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、前記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、前記制御モード設定手段において自
動制御の対象とされたコンデンサのみを前記電気回路か
らしゃ断するしゃ断手段と、前記制御モード設定手段により手動制御の対象とされて
いるコンデンサに対し、該コンデンサをしゃ断する場合
ただちにしゃ断し、該コンデンサを投入する場合は所定
時間経過後投入する手動制御手段と、を具備した力率自動調整制御装置。
【請求項２】前記制御モード設定手段により自動制御モ
ードに設定されているコンデンサを手動制御モードに切
換え、または手動制御モードに設定されているコンデン
サを自動制御モードに切換えた場合に、力率自動調整制
御を一旦解除し、改めて最初から力率自動調整制御を開
始することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の力
率自動調整制御装置。