(57)【要約】【課題】一つの容器内で収納された複数のコンデンサ要素を選択して、電路に接続することで、より正確な目標力率への追従による力率改善ができる力率改善装置を得る。【解決手段】電路１に誘導性負荷２が接続され、三相構成で各相が同一構成で、２から発生する無効電力を補償する進相コンデンサ７を備え、７は、一つの容器内に複数のコンデンサ要素７１、７２を備え、７１、７２毎に外部電路接続用端子を有し、以上の構成以外に、電路１の電流を変流器１０で測定し、また電路１の電圧を変成器９で測定し、この測定電流、測定電圧から電路１の無効電力を無効電力計８で算出し、これらにより電路１の現状の力率を求める自動力率調整するための装置１１を備え、７に有する各外部電路接続用端子にそれぞれ接続され、各コンデンサ要素７１、７２及び各リアクトル要素６１、６２を電気的に接続する回転スイッチ１３を備えている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電路に誘導性負荷が接続され、三相構成で各相が同一構成で、各相は高調波を抑制するリアクトルと、前記リアクトルに対して直列に接続され、前記誘導性負荷から発生する無効電力を補償する進相コンデンサとを具備した力率改善装置において、
前記進相コンデンサは、一つの容器内に複数のコンデンサ要素を備え、前記各コンデンサ要素毎に外部電路接続用端子を有するものであり、
前記リアクトルは、前記容器内に複数のリアクトル要素を備え、前記各リアクトル要素毎に外部電路接続用端子を有するものであり、
前記電路の電流及び電圧を測定し、これらから前記電路の無効電力を算出して前記電路の現状の力率を求める力率算出器と、
前記進相コンデンサ及び前記リアクトルに有する前記各外部電路接続用端子にそれぞれ接続され、前記各コンデンサ要素及び前記各リアクトル要素を電気的に接続する回転スイッチと、
前記力率算出器で算出された力率が目標値かどうかを判断し、力率が目標値でないと判断した場合には、前記回転スイッチに対して回転指令を与えて前記力率が目標値に見合うように前記各コンデンサ要素及び前記各リアクトル要素を前記電路に接続する操作器と、
を追加具備したことを特徴とする力率改善装置。
【請求項２】
前記各コンデンサ要素及び前記各リアクトル要素は、同一容量とするか、又は異なる容量となるようにしたことを特徴とする請求項1記載の力率改善装置。
【請求項３】
電路に誘導性負荷が接続され、三相構成で各相が同一構成で、各相は高調波を抑制するリアクトルと、前記リアクトルに対して直列に接続され、前記誘導性負荷から発生する無効電力を補償する進相コンデンサとを具備した力率改善装置において、
前記進相コンデンサは、一つの容器内に複数のコンデンサ要素を備え、前記各コンデンサ要素毎に外部電路接続用端子を有するものであり、
前記電路の電流及び電圧を測定し、これらから前記電路の無効電力を算出して前記電路の現状の力率を求める力率算出器と、
前記進相コンデンサに有する前記各外部電路接続用端子にそれぞれ接続され、前記各コンデンサ要素を電気的に接続する回転スイッチと、
前記力率算出器で算出された力率が目標値かどうかを判断し、力率が目標値でないと判断した場合には、前記回転スイッチに対して回転指令を与えて前記力率が目標値に見合うように前記各コンデンサ要素を前記電路に接続する操作器と、
を追加具備したことを特徴とする力率改善装置。
【請求項４】
前記各コンデンサ要素は、同一容量とするか、又は異なる容量となるようにしたことを特徴とする請求項３記載の力率改善装置。
【請求項５】
電路に誘導性負荷が接続され、三相構成で各相が同一構成で、各相は高調波を抑制するリアクトルと、前記リアクトルに対して直列に接続され、前記誘導性負荷から発生する無効電力を補償する進相コンデンサとを具備した力率改善装置において、
前記進相コンデンサは、一つの容器内に複数のコンデンサ要素を備え、前記各コンデンサ要素毎に外部電路接続用端子を有するものであり、
前記リアクトルは、前記容器内に複数のリアクトル要素を備え、前記各リアクトル要素毎に外部電路接続用端子を有するものであり、
前記電路の電流及び電圧を測定し、これらから前記電路の無効電力を算出して前記電路の現状の力率を求める力率算出器と、
前記進相コンデンサ及び前記リアクトルに有する前記各外部電路接続用端子にそれぞれ接続され、前記各コンデンサ要素及び前記各リアクトル要素を電気的に接続するｎ投形開閉器と、
前記力率算出器で算出された力率が目標値かどうかを判断し、力率が目標値でないと判断した場合には、前記ｎ投形開閉器に対して開閉指令を与えて前記力率が目標値に見合うように前記各コンデンサ要素及び前記各リアクトル要素を前記電路に接続する操作器と、
を追加具備したことを特徴とする力率改善装置。
【請求項６】
前記各コンデンサ要素及び前記各リアクトル要素は、同一容量とするか、又は異なる容量となるようにしたことを特徴とする請求項５記載の力率改善装置。
【請求項７】
電路に誘導性負荷が接続され、三相構成で各相が同一構成で、各相は高調波を抑制するリアクトルと、前記リアクトルに対して直列に接続され、前記誘導性負荷から発生する無効電力を補償する進相コンデンサとを具備した力率改善装置において、
前記進相コンデンサは、一つの容器内に複数のコンデンサ要素を備え、前記各コンデンサ要素毎に外部電路接続用端子を有するものであり、
前記電路の電流及び電圧を測定し、これらから前記電路の無効電力を算出して前記電路の現状の力率を求める力率算出器と、
前記進相コンデンサに有する前記各外部電路接続用端子にそれぞれ接続され、前記各コンデンサ要素を電気的に接続するｎ投形開閉器と、
前記力率算出器で算出された力率が目標値かどうかを判断し、力率が目標値でないと判断した場合には、前記ｎ投形開閉器に対して開閉指令を与えて前記力率が目標値に見合うように前記各コンデンサ要素を前記電路に接続する操作器と、
を追加具備したことを特徴とする力率改善装置。
【請求項８】
前記各コンデンサ要素は、同一容量とするか、又は異なる容量となるようにしたことを特徴とする請求項７記載の力率改善装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本実施形態は、例えば工場内の受電設備に使用される力率改善装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に進相コンデンサは、進相コンデンサ本体に電路への接続および電路からの開放のための開閉器を有し、遅れ無効電力を補償するコンデンサ、高調波を抑制するリアクトルおよび電路から開放する時に残留電荷を放出する放電コイルを収納しており、開閉器によって電路へ接続または電路から開放させるようになっている。
【０００３】
このように開閉器を介してコンデンサを電路に接続することで、電路に接続された誘導性負荷から発生する遅れ無効電力を、コンデンサが発生する進み無効電力により相殺することで電路の力率を改善させることができる。
【０００４】
そして、誘導性負荷から発生する遅れ無効電力は、電路に接続された変成器で変成された二次電圧を電圧計に入力することによって計測された電圧値、および変流器で変流された二次電流を電流計に入力することによって計測された電流値を自動力率調整するための装置に入力することで算出したり、二次電圧および二次電流を無効電力計に入力することで計測したりする。
【０００５】
さらに、自動力率調整するための装置によって算出された遅れ無効電力値から、力率改善に適したコンデンサ容量を選定したり、無効電力計によって計測された遅れ無効電力値を、自動力率調整するための装置に入力することで力率改善に適したコンデンサ容量を選定するようにしている。
【０００６】
なお、特許文献１に示す調相設備においては、リアクトルとコンデンサを直列に接続し、変圧器または単巻変圧器に設けた負荷時タップ切換器により、リアクトル、コンデンサに加わる電圧を調整自在とすることで、均一なステップでコンデンサ容量を調整可能としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１−２６０５１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、進相コンデンサでは、電路にコンデンサとリアクトル容量を一つの設備として接続することによって力率を改善させているために、誘導性負荷の遅れ位相に比べ進相コンデンサによる進み位相が大きくなることで、電路は全体として進み位相となり、過電圧となる問題点があった。
【０００９】
本実施形態は、一つの容器内で収納された複数のコンデンサ要素を選択して、電路に接続することで、より正確な目標力率への追従による力率改善ができる力率改善装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本実施形態の代表例によれば、電路に誘導性負荷が接続され、三相構成で各相が同一構成で、各相は高調波を抑制するリアクトルと、前記リアクトルに対して直列に接続され、前記誘導性負荷から発生する無効電力を補償する進相コンデンサとを具備した力率改善装置において、前記進相コンデンサは、一つの容器内に複数のコンデンサ要素を備え、前記各コンデンサ要素毎に外部電路接続用端子を有するものであり、前記リアクトルは、前記容器内に複数のリアクトル要素を備え、前記各リアクトル要素毎に外部電路接続用端子を有するものであり、前記電路の電流及び電圧を測定し、これらから前記電路の無効電力を算出して前記電路の現状の力率を求める力率算出器と、前記進相コンデンサ及び前記リアクトルに有する前記各外部電路接続用端子にそれぞれ接続され、前記各コンデンサ要素及び前記各リアクトル要素を電気的に接続する回転スイッチと、前記力率算出器で算出された力率が目標値かどうかを判断し、力率が目標値でないと判断した場合には、前記回転スイッチに対して回転指令を与えて前記力率が目標値に見合うように前記各コンデンサ要素及び前記各リアクトル要素を前記電路に接続する操作器とを追加具備した力率改善装置である。
【００１１】
本実施形態によれば、一つの容器内に収納された複数のコンデンサ要素を電路に選択して接続することで、電路の力率改善を実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施形態に係る力率改善装置の概略構成図。
【図２】本実施形態に係る力率改善装置の構成図。
【図３】本実施形態に係る力率改善装置の動作を説明するためのフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本実施形態の構成について、図1及び図２を参照して説明する。図１は、本実施形態が適用された受配電系統を示す概略構成図で、図２は本実施形態の構成図である。
【００１４】
本実施形態は、電路１に開閉器３１、３２を介して誘導性負荷２が接続され、また電路１に開閉器３３、電力ヒューズ４、電磁接触器５を介して、実施形態の重要な力率改善器
を備えている。力率改善器は、図２に示すように三相構成で各相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）が同一構成で、各相は高調波を抑制するリアクトル６と、リアクトル６に対して直列に接続され、誘導性負荷２から発生する無効電力を補償する進相コンデンサ７を具備している。
【００１５】
進相コンデンサ７は、一つの容器内に複数（ここでは2個）のコンデンサ要素７１、７２を備え、各コンデンサ要素７１、７２毎に外部電路接続用端子（図示せず）を有するものである。またリアクトル６は、容器内に複数（ここでは2個）のリアクトル要素６１、６２を備え、各リアクトル要素６１、６２毎に外部電路接続用端子（図示せず）を有するものである。
【００１６】
以上の構成以外に、電路１の電流を変流器１０で測定し、また電路１の電圧を変成器９で測定し、この測定電流、測定電圧から電路１の無効電力を無効電力計８で算出し、これらにより電路１の現状の力率を求める自動力率調整するための装置１１を備えている。
【００１７】
進相コンデンサ７及びリアクトル６に有する前記各外部電路接続用端子にそれぞれ接続され、各コンデンサ要素７１、７２及び各リアクトル要素６１、６２を電気的に接続する回転スイッチ１２、１３を備えている。
【００１８】
回転スイッチ１２は、共通端子に回転自在に支持された可動片１２ａと、リアクトル要素６１と電気的に接続される第１の端子１２ｂと、リアクトル要素６２と電気的に接続される第２の端子１２ｃを備えている。回転スイッチ１３は、共通端子に回転自在に支持された可動片１３ａと、コンデンサ要素７１と電気的に接続される第１の端子１３ｂと、リアクトル要素７２と電気的に接続される第２の端子１３ｃを備えている。
【００１９】
さらに、自動力率調整するための装置１１で算出された力率が目標値かどうかを判断し、力率が目標値でないと判断した場合には、回転スイッチ１３の可動片１３ａに対して回転指令を与えて力率が目標値に見合うように各コンデンサ要素７１、７２及び各リアクトル要素６１、６２を電路１に接続する操作器１４を備えている。
【００２０】
このように構成された本実施形態において、誘導性負荷２から発生している遅れ無効電力は、電路１に接続された変成器９で変成された二次電圧を電圧計（図示せず）に入力することによって計測された電圧値、および変流器１０で変流された二次電流を電流計（図示せず）に入力することによって計測された電流値を自動力率調整するための装置１１に入力することで算出された遅れ無効電力値から、力率改善に適したコンデンサ容量を選定する。回転スイッチ１３により選定された進相コンデンサ７のコンデンサ要素７１、７２のいずれかに切換え、回転スイッチ１３によって電路１へ接続することで、電路１の力率を改善することができる。
【００２１】
具体的には、図3に示すようにＳ１から始まり、無効電力を算出して電路１の現状の力率を求め（Ｓ２）、これが目標力率値と等しいかどうかを判断し（Ｓ３）、目標力率値と等しくない場合には第１のコンデンサ要素７１は目標力率値となるかどうかを判断し（Ｓ４）、Ｓ４において目標力率値とならない場合にはＳ６に進み、ここで第２のコンデンサ要素７２は目標力率値の場合には、操作器１４はコンデンサ要素７２が導通する位置に回転スイッチ１３を操作する（Ｓ７）。Ｓ４において、第１のコンデンサ要素７１は目標力率値となると判断した場合には、操作器１４はコンデンサ要素７１が導通する位置に回転スイッチ１３を操作する（Ｓ５）。Ｓ３において、目標力率値と等しい判断した場合に処理が終了となる（Ｓ８）。またＳ６において、コンデンサ要素７２は目標力率値でない場合、コンデンサ要素７２は目標力率値と等しくなるまでこれまでの処理繰り返される。
【００２２】
本実施形態によれば、一つの設備内（容器内）で収納された複数のコンデンサ要素７１、７２およびリアクトル要素６１、６２を電路に選択して接続することで、電路の力率改善を実施することができる。
【００２３】
前述の進相コンデンサ７は、同一容器内に、複数の同一容量又は複数の容量の異なるコンデンサ要素を収納したものを挙げて説明したが、これは例えば以下のように製造したものである。すなわち、同一容器内に、これは容量が等しい複数のコンデンサユニットを収納したもの、又は容量の異なる複数のコンデンサユニットを収納したもの、さらには予め所定容量の一つのコンデンサを複数個に分割し、各分割コンデンサの容量が同一となるようにしたものを、同一容器内に収納したもの、あるいは各分割コンデンサの容量が異なるようにしたものを、同一容器内に収納したもののいずれかであり、各コンデンサユニット又は各分割コンデンサ毎に外部電路接続用端子を設けたものである。
【００２４】
前述の実施形態の回転スイッチを、ｎ投形開閉器（ｎ段形開閉器）に代えても同様に実施できる。
【符号の説明】
【００２５】
１…電路、２…誘導性負荷、３１、３２、３３…開閉器、４…電力ヒューズ、５…電磁接触器、６、６１、６２…リアクトル、７、７１、７２…進相コンデンサ、８…無効電力計、９…変成器、１０…変流器、１１…自動力率するための装置、１２、１３…回転スイッチ、１２ａ…回転スイッチ１２の可動片、１２ｂ…回転スイッチ１２の第１の端子、１２ｃ…回転スイッチ１２の第２の端子、１３…回転スイッチ、１３ａ…回転スイッチ１３の可動片、１３ｂ…回転スイッチ１３の第１の端子、１３ｃ…回転スイッチ１３の第２の端子、１４…操作器。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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