JPH0769751B2 - 力率自動調整制御装置 - Google Patents

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
を検出し、この検出値をもとに電気回路の力率改善用の
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］ 第３図は例えば特公昭60−47823号公報に示された従来
の力率自動調整制御装置を一部ブロック図で示す回路図
である。この図において、（１）は力率制御の対象とな
る電気回路、（70a），（70b）はこの電気回路（１）に
接続された変圧器、（71a），（71b）は各変圧器を介し
て電気回路（１）に接続された負荷、（60a），（60b）
・・・（60n）は同じく電気回路（１）に接続された複
数の電磁接触器で、後述するコンデンサの投入、遮断用
として設けられるものである。（61a），（61b）・・・
（61n）は各電磁接触器に接続された直列リアクトル、
（62a），（62b）・・・（62n）は電気回路（１）の力
率改善用として設けられる複数個のコンデンサである。
又、（100）は力率自動調整制御装置で、無効電力検出
装置（４）、この無効電力検出装置（４）の出力信号を
増巾する増巾回路（５）、増巾された信号と投入点設定
装置（６）の出力とを比較する第１の比較回路（６）、
増巾回路（５）の出力信号と遮断点設定装置（８）の出
力とを比較する第２の比較回路（９）、両比較回路
（７），（９）のいずれの出力にも応動するオアゲート
（10）、このオアゲート（10）の出力によつてリセット
され、動作を開始するタイマー（20）、このタイマー
（20）の動作時間を設定するタイマー設定装置（21）、
第１の比較回路（７）の出力とタイマー（20）の出力と
で動作する第１のアンドゲート（11）、第２の比較回路
（９）の出力とタイマー（20）の出力とで動作する第２
のアンドゲート（12）、第１のアンドゲート（11）の出
力時に動作し、電気回路（１）に接続するコンデンサを
（62a）〜（62n）の中から選択する第１の順序制御回路
（23）、第２のアンドゲート（12）の出力時に動作し、
電気回路（１）から切離するコンデンサを選択する第２
の順序制御回路（24）、第１の順序制御回路（23）で選
択されたコンデンサに対応するリレー（図示せず）を付
勢し、第２の順序制御回路（24）で選択されたコンデン
サに対応するリレー（図示せず）を消勢するリレー回路
（25）から構成されている。（26a），（26b）・・・
（26n）はリレー回路（25）によって制御されるリレー
の接点、（50）はリレー接点（26a），（26b）・・・
（26n）の開閉状態に対応して動作する制御装置で、例
えばリレー接点（26a）が閉成した場合には、電磁接触
器（60a）を閉成するように動作するものであり、リレ
ー接点が開放した場合にも対応する電磁接触器を開放す
るように動作するものである。

従来の力率自動調整制御装置は上述したように構成され
ており、電気回路（１）に接続された計器用変圧器
（２）および計器用交流器（３）を介して電気回路
（１）の電圧および電流が検出され、無効電力検出装置
（４）はこれら電圧および電流により無効電力を検出
し、検出した無効電力に比例した出力を生じる。増巾回
路（５）は無効電力検出装置（４）の出力を増巾する。
第１の比較回路（７）は増巾回路（５）の出力と投入点
設定装置（６）の出力とを比較し、増巾回路（５）の出
力が投入点設定装置（６）の出力よりも高ければ出力を
生じる。第２の比較（９）は増巾回路（５）の出力と遮
断点設定装置（８）の出力とを比較し、増巾回路（５）
の出力が遮断点設定装置（８）の出力より低ければ出力
を生じる。オアゲート（10）は両比較回路（７），
（９）のいずれかに出力がある時に、出力を生じる。タ
イマー（20）はオアゲート（10）からの入力時にリセッ
ト状態が解かれ、タイマー設定装置（21）で設定された
時間経過後、出力端子（22）に出力を発生し、その後再
びリセット状態に戻るものである。第１のアンドゲート
（11）はタイマー（20）の出力時に、第１の比較回路
（７）の出力がまだ継続しておれば出力を生じて第１の
順序制御回路（23）を付勢し、電気回路（１）に接続す
るコンデンサを（62a）〜（62n）の中から選択する。例
べば今、第１、第２のコンデンサが接続されている場合
には第３のコンデンサを選択する。第２のアンドゲート
（12）は、タイマー（20）の出力時に第２の比較回路
（９）の出力がまだ継続しておれば出力を生じて第２の
順序制御回路（24）を付勢し、電気回路（１）から切離
すコンデンサを選択する。例えば、今、第１、第２のコ
ンデンサが接続されている場合には、第２のコンデンサ
を選択するものである。リレー回路（25）は第１の順序
制御回路（23）で選択されたコンデンサに対応するリレ
ーを付勢し、それに対応するリレー接点（26a）〜（26
n）のいずれかを閉成し、或は第２の順序制御回路（2
4）で選択されたコンデンサに対応するリレーを消勢
し、それに対応するリレー接点（26a）〜（26n）のいず
れかを開放する。リレー接点（26a）〜（26n）の閉成又
は開放に対応して制御装置（50）が動作し、閉成或は開
放したりリレー接点に対応する電磁接触器（60a）〜（6
0n）は閉成又は開放するため、夫々に接続されたコンデ
ンサ（62a）〜（62n）が接続されたり、切離されること
になる。

［発明が解決しようとする課題］ 従来の力率自動調整制御装置では、投入点設定値又は遮
断点設定値を変更する場合は、力率調整動作を停止し、
従ってコンデンサの制御信号の出力を停止しなければな
らないため、設定値変更までのコンデンサ制御状態が解
除されてしまうなどの問題点があった。

この発明は上述したような問題点を解決するためになさ
れたもので、電気回路にコンデンサを接続するための投
入レベルおよび電気回路からコンデンサを切離すための
遮断レベルを電気回路における需要率および遅れ、進み
の力率制御モードにもとずいて決定することとし、力率
調整動作中に投入レベル或は遮断レベルを変更すること
により、コンデンサ制御状態を変えることなく、制御し
得るようにした力率自動調整制御装置を得ることを目的
とする。

［課題を解決するための手段］ この発明に係る力率自動調整制御装置は、電気回路にお
ける需要率および遅れ、進みの力率制御モードの各要素
にもとづいて上記コンデンサを接続するための投入レベ
ルを決定すると共に、上記投入レベル決定の各要素と、
制御されるコンデンサ容量値とにもとづいて上記電気回
路からコンデンサを切離すための遮断レベルを決定する
手段を設け、この手段により決定された遮断レベル値を
上記制御手段への割込処理により取り込ませる設定変更
スイッチ手段を設け、需要率および力率制御モードの設
定を変更した後、上記設定変更スイッチを押すことによ
り、割り込みを発生させて割り込み処理を行なわせるこ
とにより需要率および力率制御モードデータを更新し、
更新後のデータで力率調整動作を続けるようにしたもの
である。

［作 用］ この発明においては、設定変更スイッチが押された時に
設定スイッチ動作の読込みを行い、需要率および力率制
御モードが変更された場合は、割り込み処理によって需
要率データおよび力率制御モードデータの更新を行い、
更新後のデータを使用して力率調整動作を続けることに
より、コンデンサ制御状態を変えることなく、設定変更
後の投入レベル、遮断レベルによる制御を行なうもので
ある。

［実施例］ 以下、この発明の一実施例をブロック図で示した第１図
について説明する。第２図は第１図に示した演算処理部
に書き込まれているプログラムのフローチャート図であ
る。第１図において、（100A）は、この発明の力率自動
調整制御装置であり、以下に述べる各部から構成されて
いる。即ち（４）は第３図と同様に電気回路（１）に接
続された計器用変圧器（２）からの電圧と計器用交流器
（３）からの電流とにより電気回路（１）の無効電力を
検出し、無効電力に比例した出力を生ずる無効電力検出
装置、（30）は計器用変圧器（２）および計器用交流器
（３）の出力から電気回路（１）の有効電力を検出し、
有効電力に比例した出力を生ずる有効電力検出装置、
（32）はあらかじめ書き込まれたプログラムに従って第
２図に示すフローチャートのように作用する演算処理部
である。即ち、有効電力検出装置（30）の出力と有効電
力設定部（31）で設定された有効電力設定値とを比較し
（第２のステップ４）、超過していれば無効電力検出装
置（４）の出力と設定部（31）で設定された投入レベル
（ステップ９）あるいは遮断レベル（ステップ６）とを
比較し、投入レベルを超過すれば投入信号（ステップ1
0）を、又、遮断レベルを超過すれば遮断信号（ステッ
プ７）を発生させる。一方、有効電力検出装置（30）の
出力が有効電力設定値以下（ステップ４）ならば遮断信
号（ステップ７）を発生させる。これらの制御信号はリ
レー回路（25）を駆動し、リレー接点（26a）〜（26n）
により制御装置（50）を介して電磁接触器（60a）〜（6
0n）でコンデンサ（62a）〜（62n）を入切する。また
（33）は、演算結果や投入信号、遮断信号を表示する表
示部である。（34）は投入レベル或は遮断レベルを変更
しようとするときに押される設定変更プッシュスイッチ
で、このスイッチを押すことにより割り込みを発生させ
て割り込み処理を行なわせる。その他の構成は従来のも
のと同様であるため説明を省略する。次に第２図のステ
ップ１およびステップ12で計算している投入レベルある
いはステップ３で計算している遮断レベルの設定の仕方
について説明する。有効電力Ｗと遅れ無効電力Ｑ、力率
cosθとの間には の関係がなりたつ。ここでcosθ＝0.995すなわち力率9
9.5％以上は４捨５入されて100％とみなされるが、力率
が99.5％の時の遅れ無効電力Ｑは式より Ｑ≒Ｗ×0.1 ……となる。

一般に需要率および負荷率と呼ばれる係数があり、夫々
次のように表わされる。

，式を変形して ここで、設備容量は等価的に、設定部（31）で設定され
た合成変成比とおくことができる。そこで、力率を100
％におきたい時の有効電力Ｗを （ｉ）最大需要電力（遅れ制御） （ii）ある期間の平均電力（中間制御） （iii）平均電力よりも進み力率の電力（進み制御）の
３種類の力率制御モード即ち遅れ制御、中間制御、進み
制御の中から選択できるよう力率制御モード設定スイッ
チを設ける。また、需要率×1/100をαとおき、負荷率
×1/100をβとおき、進み制御を行う際の進みの程度を
決定する値をγとおけば、Ｗは次の式から求めることが
出来る。

（ｉ）のモードでは、Ｗ＝合成変成比×α …… （ii）のモードでは、Ｗ＝合成変成比×α×β …… （iii）のモードでは、Ｗ＝合成変成比×α×β×γ …
… βおよびγは、内部データとして固定値を持ち、αは需
要率設定スイッチを設けて設定する。したがって、力率
制御モードおよび需要率が決まれば、式のＷに式〜
式で求めた値を代入することにより投入レベルを決定
することができる。力率制御モードおよび需要率は、設
定部（31）で設定し、第２図のステップ１で１度だけ設
定スイッチ読込みを実行し、他の設定スイッチと同様に
内部データにセットしておく。次に遮断レベルは、設定
部（31）で設定されたコンデンサ容量値のうち次に制御
を行う容量値にハンチング防止係数を乗じた値と、式
で求めた投入レベルとの和によって求めることが出来
る。

今、力率調整動作中に、力率制御モードおよび需要率の
スイッチ設定を変更して、設定変更プッシュスイッチ
（34）を押した場合には、割り込みが発生し、割り込み
処理の中では、割り込みフラグのセット（ステップ13）
のみを行い、制御を行う処理には全く影響を与えない。
制御を行う処理の中で、割込みフラグがセットされてい
ることを検出（ステップ８）した場合は、スイッチの読
込み（ステップ11）を行い、力率制御モードおよび需要
率の内部データの更新および投入レベルの計算（ステッ
プ12）を行う。この投入レベルのデータをもとに、遮断
レベルを決定し（ステップ３）、新しい投入レベル、遮
断レベルを用いて投入、遮断制御を行うことになる。こ
のため、コンデンサの制御状態を変えることなく、投入
レベルおよび遮断レベルを変更して制御を続けることが
できる。

［発明の効果］ この発明は、以上のように構成され、電気回路に対して
コンデンサを接続する投入レベルを電気回路における需
要率および遅れ、進みの力率制御モードにもとずいて決
定するようにし、又電気回路からコンデンサを切離す遮
断レベルを上記各要素と、制御されるコンデンサ容量値
にもとずいて決定するようにして、各レベルの変更は割
り込み処理を行なわせるようにしたため、それまでのコ
ンデンサ制御状態を変更することなく、コンデンサ投入
レベル、コンデンサ遮断レベルを変更することが可能と
なる効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示すブロック図、第２図
は上記実施例の作用を説明するためのフローチャート
図、第３図は従来の力率自動調整制御装置を一部ブロッ
ク図で示す回路図である。 図において（100A）は力率自動調整制御装置、（30）は
有効電力検出装置、（31）は設定部、（32）は演算処理
部、（33）は表示部、（34）は設定変更プッシュスイッ
チである。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電気回路の無効電力を検出し、この無効電
   力が所定のレベルに達した時に、上記電気回路へのコン
   デンサの接続或は上記電気回路に接続されているコンデ
   ンサの切離しを行う制御手段により、上記電気回路の力
   率を調整する力率自動調整制御装置において、上記電気
   回路における需要率および遅れ，進みの力率制御モード
   の各要素にもとづいて上記コンデンサを接続するための
   投入レベルを決定すると共に、上記投入レベル決定の各
   要素と、制御されるコンデンサ容量値とにもとづいて上
   記電気回路からコンデンサを切離すための遮断レベルを
   決定する手段を設け、この手段により決定された遮断レ
   ベル値を上記制御手段への割込処理により取り込ませる
   設定変更スイッチ手段を設け、上記割込処理により更新
   された力率制御モードにて続けて力率自動調整すること
   を特徴とする力率自動調整制御装置。