專利名稱：功率因數(shù)調(diào)整裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種功率因數(shù)調(diào)整裝置，其與受變電系統(tǒng)等受變電用變壓器的負載側(cè)母線相連接，通過控制功率因數(shù)改善用的多個電容器的開閉來改善功率因數(shù)。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有的功率因數(shù)調(diào)整裝置中，根據(jù)用于判斷有效電力負載的第1及第2基準值和有效功率值之間的大小關(guān)系，控制功率因數(shù)改善用電容器的開閉(例如，參照專利文獻1)。也就是說，在有效功率值較小的情況(有效功率值處于第1基準值和第2基準值之間的情況)下，禁止大容量電容器的使用，利用小容量電容器的閉合來進行功率因數(shù)的調(diào)整。
專利文獻1特開平8-336234號公報(第2頁、圖2)發(fā)明內(nèi)容如上所述，在現(xiàn)有的功率因數(shù)調(diào)整裝置中，在受變電用變壓器的負載側(cè)母線上安裝大容量電容器和小容量電容器，在有效功率值小的情況(有效功率值在第1基準值和第2基準值之間的情況)下禁止大容量電容器的使用，利用小容量電容器的閉合來進行功率因數(shù)的調(diào)整。這是在有效功率值小時無效功率值也小這一前提條件下的控制。但是，例如在受變電用變壓器的負載側(cè)母線上設(shè)置自用發(fā)電系統(tǒng)，同時使用由自用發(fā)電系統(tǒng)供給的電力和由電力公司供給的電力的情況下，有時來自于電力公司的供給電力的有效功率值小而無效功率值大。如果在這樣的條件下使用現(xiàn)有的功率因數(shù)調(diào)整裝置，則存在功率因數(shù)過于滯后而輸電損耗增加，無法獲得改善效果的問題。
本發(fā)明正是為了解決上述問題而提出來的，其目的在于提供一種功率因數(shù)調(diào)整裝置，其無論有效功率值及無效功率值的大小如何，都能調(diào)整到最佳功率因數(shù)。
本發(fā)明涉及的功率因數(shù)調(diào)整裝置，具有功率運算單元，其根據(jù)電力系統(tǒng)中的電壓值及電流值，對有效功率值及無效功率值進行運算；控制信號生成單元，其在上述有效功率值大于或等于規(guī)定的第1基準值時，或者上述有效功率值小于上述第1基準值且大于或等于規(guī)定的第2基準值，并且上述無效功率值大于或等于規(guī)定的第3基準值時，輸出第1控制信號，在上述有效功率值小于上述第1基準值且大于或等于上述第2基準值，并且上述無效功率值小于上述第3基準值時，輸出第2控制信號；第1控制單元，其根據(jù)上述第1控制信號和上述無效功率值，輸出第1開閉信號，該第1開閉信號通過選擇性地控制第1開閉單元，閉合經(jīng)上述第1開閉單元與上述電力系統(tǒng)相連接的兩個或兩個以上的第1電容器，并通過選擇性地控制上述第1開閉單元，斷開沒有閉合的上述第1電容器；以及第2控制單元，其根據(jù)上述第2控制信號和上述無效功率值，輸出第2開閉信號，該第2開閉信號通過選擇性地控制第2開閉單元，閉合至少一個經(jīng)上述第2開閉單元與上述電力系統(tǒng)相連接、且比上述第1電容器容量小的第2電容器，并通過選擇性地控制上述第2開閉單元，斷開沒有閉合的上述第2電容器。
發(fā)明的效果由本發(fā)明，因為在有效功率值大于或等于第1基準值的情況下，或者有效功率值小于第1基準值且大于或等于第2基準值，并且無效功率值大于或等于第3基準值的情況下，對應(yīng)于無效功率值開閉控制大容量電容器，另一方面，在有效功率值小于第1基準值且大于或等于第2基準值，并且無效功率值小于第3基準值的情況下，對應(yīng)于無效功率值開閉控制小容量電容器，所以具有以下效果，即，即使在有效功率小而無效功率大的情況下，無論有效功率值及無效功率值的大小如何，都能調(diào)整到最佳功率因數(shù)。


圖1是表示使用本發(fā)明的實施方式1中的功率因數(shù)調(diào)整裝置1的受變電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。
圖2是表示本發(fā)明的實施方式1中的功率運算器6的結(jié)構(gòu)框圖。
圖3是表示本發(fā)明的實施方式1中的控制部選擇電路7的結(jié)構(gòu)框圖。
圖4是表示本發(fā)明的實施方式2中的控制部選擇電路70的結(jié)構(gòu)框圖。
圖5表示本發(fā)明的實施方式3中的控制部選擇電路700的結(jié)構(gòu)框圖。
圖6是表示使用了本發(fā)明的實施方式4中的功率因數(shù)調(diào)整裝置1的受變電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。
圖7是表示本發(fā)明的實施方式4中的控制部選擇電路17的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實施例方式
下面根據(jù)表示其實施方式的附圖具體說明本發(fā)明。在實施方式中，以將本發(fā)明涉及的功率因數(shù)調(diào)整裝置用于受變電系統(tǒng)中，控制與受變電用變壓器的負載側(cè)母線相連接的功率因數(shù)改善用的多個電容器的開閉的情況為例進行說明。
實施方式1.
圖1是表示使用本發(fā)明的實施方式1的功率因數(shù)調(diào)整裝置1的受變電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。在圖1中，在變壓器2的負載側(cè)母線3上設(shè)有變流器4，對負載側(cè)母線3的各相的線電流值進行測量。此外，在負載側(cè)母線3上連接著儀表用變壓器5，對負載側(cè)母線3的各相的電壓值進行測量。測量出的各相的線電流值及電壓值被傳送給作為功率因數(shù)調(diào)整裝置1的功率運算單元的功率運算部6，對有效功率值P及無效功率值Q進行運算。有效功率值P被傳送給作為控制信號生成單元的控制部選擇電路7，無效功率值Q被分別傳送給控制部選擇電路7、作為第1控制單元的主控制部8以及作為第2控制單元的副控制部9。在控制部選擇電路7中，根據(jù)有效功率值P、無效功率值Q、以及規(guī)定的第1至第3基準值，將作為第1控制信號的第1判定值7a以及作為第2控制信號的第2判定值7b，分別傳送給主控制部8以及副控制部9。
主控制部8根據(jù)從功率運算部6送來的無效功率值Q和從控制部選擇電路7送來的第1判定值7a，將用于閉合作為第1電容器的N個主電容器(Cm)10的第1開閉信號即B信號，以及用于將其斷開的第1開閉信號即b信號，傳送給作為第1開閉單元的主開閉部11。在實施方式1中，主電容器10的容量被設(shè)定為全部相同。副控制部9根據(jù)從功率運算部6送來的無效功率值Q和從控制部選擇電路7送來的第2判定值7b，將用于閉合作為第2電容器的M個副電容器(Cs)12的第2開閉信號即A信號，以及用于將其斷開的第2開閉信號即a信號，傳送給作為第2開閉單元的副開閉部13。在實施方式1中，副電容器12的容量全部相同，并且副電容器12的合計容量被設(shè)定為比1個主電容器10的容量還小。主開閉部11使與輸入的B信號相對應(yīng)的主電容器10閉合，使與b信號相對應(yīng)的主電容器10斷開。副開閉部13使與輸入的A信號相對應(yīng)的副電容器12閉合，使與a信號相對應(yīng)的副電容器12斷開。此外，負載側(cè)母線3經(jīng)變壓器14向負載15供給電力。此外，自用發(fā)電系統(tǒng)16與負載側(cè)母線3并聯(lián)連接，經(jīng)變壓器14向負載15供給電力。
下面說明圖1所示的受變電系統(tǒng)的動作。設(shè)置在變壓器2的負載側(cè)母線3上的變流器4及儀表用變壓器5，分別測量各相的線電流及各相的電壓，將線電流值4a及電壓值5a傳送給功率運算部6。圖2示出了功率運算部6的結(jié)構(gòu)。在圖2中，電壓移相器61使電壓的相位在時間上延遲π/2。無效功率單元62計算出無效功率，有效功率單元63計算出有效功率。乘法模塊64及65對輸入進行乘法運算。此外，加法模塊66及67分別對乘法模塊64及65的輸出進行加法運算。
下面說明功率運算部6的動作。傳送給功率運算部6的各相的電壓值5a被傳送給電壓移相器61后，相位被延遲π/2。相位被延遲的各相的電壓值被傳送給無效功率單元62的乘法模塊64。乘法模塊64對相位被延遲的各相的電壓值和各相的線電流值4a進行乘法運算。由乘法模塊64進行乘法運算后的結(jié)果被傳送給加法模塊66，進行加法運算后，輸出三相合計的無效功率的實際值，即無效功率值Q。另一方面，傳送給功率運算部6的各相的電壓值5a，不經(jīng)由電壓移相器61而直接傳送給有效功率單元63的乘法模塊65。乘法模塊65對各相的電壓值5a和各相的線電流值4a進行乘法運算。由乘法模塊進行乘法運算后的結(jié)果被傳送給加法模塊67，進行加法運算后，輸出三相合計的有效功率的實際值，即有效功率值P。
從功率運算部6輸出的有效功率值P及無效功率值Q如圖1所示，均被傳送給控制部選擇電路7?？刂撇窟x擇電路7的結(jié)構(gòu)如圖3所示。在圖3中，第1基準值設(shè)定部71將檢測有效功率的小負載的第1基準值T1設(shè)定為規(guī)定的值，傳送給比較器74。第2基準值設(shè)定部72將檢測有效功率的小負載的第2基準值T2設(shè)定為規(guī)定的值，傳送給比較器75。第3基準值設(shè)定部73將檢測無效功率的小負載的第3基準值T3設(shè)定為規(guī)定的值，傳送給比較器76。比較器74至76對輸入進行比較后，輸出邏輯信號1或0。邏輯電路77及78根據(jù)輸入，按照規(guī)定的邏輯公式將邏輯信號1或0分別輸出為第1判定值7a及第2判定值7b。
下面說明控制部選擇電路7的動作。比較器74對第1基準值T1和有效功率值P的大小進行比較判定，在有效功率值P大于或等于第1基準值T1時輸出邏輯信號1，在有效功率值P小于第1基準值時輸出邏輯信號0。比較器75對第2基準值T2和有效功率值P的大小進行比較判定，在有效功率值P大于或等于第2基準值T2時輸出邏輯信號1，在有效功率值P小于第2基準值T2時輸出邏輯信號0。比較器76對第3基準值T3和無效功率值Q的大小進行比較判定，在無效功率值Q大于或等于第3基準值T3時輸出邏輯信號1，在無效功率值Q小于第3基準值T3時輸出邏輯信號0。邏輯電路77，在比較器74的輸出信號為0且比較器75的輸出信號為1且比較器76的輸出信號為1時，或者比較器74的輸出信號為1時，輸出邏輯信號1作為第1判定值7a，在除此以外的條件時，輸出邏輯信號0作為第1判定值7a。邏輯電路78，在比較器74的輸出信號為0且比較器75的輸出信號為1且比較器76的輸出信號為0時，輸出邏輯信號1作為第2判定值7b，在除此之外的條件下，輸出邏輯信號0作為第2判定值7b。
在圖1中，在從控制部選擇電路7送來的第1判定值7a為1時，主控制部8根據(jù)從功率運算部6送來的無效功率值Q的值，以及預(yù)先已知的N個主電容器10的功率容量，向主開閉部11輸出對與負載側(cè)母線3相連接的N個主電容器10中的n個進行閉合的B信號，以達到或超過目標功率因數(shù)，即，使功率因數(shù)為1或超前功率因數(shù)。另一方面，對于其余的(N-n)個主電容器10，向主開閉部11輸出將它們斷開的b信號。此外，在第1判定值7a為0時，對于所有的N個主電容器10，向主開閉部11輸出b信號，以斷開全部的主電容器10。在從控制部選擇電路7送來的第2判定值7b為1時，副控制部9根據(jù)從功率運算部6送來的無效功率值Q的值，以及預(yù)先已知的M個副電容器12的功率容量，向副開閉部13輸出對與負載側(cè)母線3相連接的M個副電容器12中的m個進行閉合的A信號，以達到或超過目標功率因數(shù)，即，使功率因數(shù)大于或等于1。另一方面，對于其余的(M-m)個副電容器12，向副開閉部13輸出將它們斷開的a信號。此外，在第2判定值7b為0時，對于所有的M個副電容器12，向副開閉部13輸出a信號，以斷開全部的副電容器12。
主開閉部11通過閉合與輸入的B信號相對應(yīng)的設(shè)置在主電容器10上的開關(guān)，閉合所要求的n個主電容器10，并通過斷開與輸入的b信號相對應(yīng)的設(shè)置在主電容器10上的開關(guān)，斷開所要求的(N-n)個主電容器10。此外，副開閉部13通過閉合與輸入的A信號相對應(yīng)的設(shè)置在副電容器12上的開關(guān)，閉合所要求的m個副電容器12，并通過斷開與輸入的a信號相對應(yīng)的設(shè)置在副電容器12上的開關(guān)，斷開所要求的(M-m)個副電容器12。
在實施方式1中，通過使用功率計等事先進行測定，來確定上述的第1至第3基準值設(shè)定部中被設(shè)定的T1～T3。例如，通過分別測量白天自用發(fā)電系統(tǒng)16工作狀態(tài)下的有效功率值Pd，以及夜間自用發(fā)電系統(tǒng)16停止狀態(tài)下的有效功率值Pn，來設(shè)定T1，具體地說，設(shè)為Pn＜T1＜Pd。此外，通過測量節(jié)假日的有效功率值Ph，來設(shè)定T2，具體地說，設(shè)為Ph＜T2＜Pn。此外，通過分別測定白天自用發(fā)電系統(tǒng)16工作狀態(tài)下的無效功率值Qd，以及夜間自用發(fā)電系統(tǒng)16停止狀態(tài)下的無效功率值Qn，來設(shè)定T3，具體地說，設(shè)為Qn＜T3＜Qd。
在上述這樣構(gòu)成的功率因數(shù)調(diào)整裝置1中，在平時的白天，自用發(fā)電系統(tǒng)16停止的狀態(tài)下，有效功率值P、無效功率值Q均大。也就是說，由于有效功率值P成為T1≤P，因而比較器74的輸出為1，所以，邏輯電路77的輸出為1且邏輯電路78的輸出為0。在此情況下，由于在主控制部8中，對應(yīng)于無效功率值Q，由主開閉部11來開閉控制功率容量大的主電容器10，因而可避免成為滯后功率因數(shù)。
此外，在平時的白天使自用發(fā)電系統(tǒng)16工作的狀態(tài)下，如果考慮由自用發(fā)電系統(tǒng)16供給的有效功率，則有效功率值P變小，另一方面，因發(fā)電機的特性而無效功率值Q變大。也就是說，因為對于有效功率值P及無效功率值Q來說，T2≤P＜T1且T3≤Q成立，所以比較器74的輸出為0且比較器75的輸出為1且比較器76的輸出為1，因此，邏輯電路77的輸出為1且邏輯電路78的輸出為0。在此情況下，在主控制部8中，對應(yīng)于無效功率值Q，由主開閉部11來開閉控制功率容量大的主電容器10。也就是說，在此情況下不使用副電容器12而使用主電容器10。由此，由于相對于大的無效功率值Q而使用容量大的主電容器10，因而可避免成為滯后功率因數(shù)。
此外，平時的夜間有效功率值P和無效功率值Q均小。也就是說，由于對于有效功率值P以及無效功率值Q來說，T2≤P＜T1Q＜T3成立，因而比較器74的輸出為0且比較器75的輸出為1且比較器76的輸出為0，因而邏輯電路77的輸出為0且邏輯電路78的輸出為1。在此情況下，由于在副控制部9中，對應(yīng)于無效功率值Q，由副開閉部13來開閉控制功率容量小的副電容器12，因而可避免成為滯后功率因數(shù)。并且在此情況下，由于使用容量小的副電容器12，所以可避免功率因數(shù)大幅超前。
此外，在耗電最少的節(jié)假日，有效功率值P和無效功率值Q均小，因而不需要接通電容器。在此情況下，由于對于有效功率值P來說，P＜T2成立，因而比較器74的輸出為0且比較器75的輸出為0且比較器76的輸出為0，因此，邏輯電路77的輸出為0且邏輯電路78的輸出為0。在此情況下，如上所述，主控制部8及副控制部9同時向主開閉部11和副開閉部13輸出b信號及a信號，斷開全部的主電容器10及副電容器12。也就是說，由于不閉合不需要的電容器，因而可避免功率因數(shù)大幅超前。
如以上說明所述，由實施方式1，無論有效功率值P的大小及無效功率值Q的大小如何，都能避免成為滯后功率因數(shù)，可以將功率因數(shù)調(diào)整到最佳狀態(tài)。
此外，在上述說明中，說明了將主電容器10及副電容器12的功率容量設(shè)定為全部相同的情況，但其并不一定要完全相同。也就是說，主電容器10及副電容器12的功率容量也可以各不相同。此外，在上述說明中，說明了1個主電容器10的容量比副電容器12的合計容量大的情況，但并不一定要比它大。
此外，以上的說明中，說明了目標功率因數(shù)為1的情況，但目標功率因數(shù)不一定是1，只要是接近1的值，功率因數(shù)是滯后功率因數(shù)或超前功率因數(shù)都可以。
實施方式2.
在實施方式1中，說明了第3基準值T3根據(jù)使用功率計等而預(yù)先測定的無效功率值Q來確定的情況。與之相對，在實施方式2中，并不預(yù)先測定無效功率值，而是根據(jù)輸入規(guī)定的基準值設(shè)定信號的時刻的無效功率值Q來設(shè)定第3基準值T3。由于使用了實施方式2中的功率因數(shù)調(diào)整裝置1的受變電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，與實施方式1中的圖1相同，因而省略其說明。在實施方式2中，使用控制部選擇電路70取代圖1的控制部選擇電路7。
圖4是表示實施方式2中的控制部選擇電路70的框圖，相當于實施方式1的圖3。此外，與圖3相同的部分標注相同的標號而省略其說明。在圖4中，作為基準值設(shè)定信號輸出單元的第3基準值設(shè)定信號部701輸出邏輯信號1或0。作為最大最小無效功率存儲控制單元的最大最小無效功率存儲控制部702，根據(jù)從功率運算部6送來的有效功率值P、無效功率值Q以及第1基準值T1、第2基準值T2，確定應(yīng)存儲的最大無效功率Qmax及最小無效功率Qmin。作為最大無效功率存儲單元的最大無效功率存儲部703存儲最大無效功率Qmax，作為最小無效功率存儲單元的最小無效功率存儲部704存儲最小無效功率Qmin。作為基準值運算單元的第3基準值運算部705根據(jù)最大無效功率Qmax及最小無效功率Qmin進行運算，計算出第3基準值T3。
下面說明實施方式2中的受變電系統(tǒng)的動作。由于一般的動作與實施方式1相同，因而省略其說明。在實施方式2中，設(shè)定第3基準值T3的動作與實施方式1不同。第3基準值設(shè)定信號部701平常時輸出邏輯信號0，但在設(shè)定第3基準值T3時，輸出邏輯信號1作為基準值設(shè)定信號。在輸出邏輯信號1的情況下，邏輯電路771中的邏輯“與”電路772及邏輯電路781均輸出邏輯信號0。并且此時，在有效功率值P小于第1基準值T1且大于或等于第2基準值T2時，即在T2≤P＜T1成立的情況下，設(shè)定第3基準值T3。在此情況下，比較器74的輸出為邏輯信號0。于是，通過主控制部8及副控制部9對所有的主電容器10及副電容器12進行斷開控制。因此，在設(shè)定第3基準值T3時，可以排除所有的電容器的影響。
最大最小無效功率存儲控制部702在設(shè)定第3基準值T3時，即在從第3基準值設(shè)定信號部701輸出邏輯信號1，并且有效功率值P為T2≤P＜T1的情況下動作。然后，如果無效功率值Q比已經(jīng)存儲在最大無效功率存儲部703中的最大無效功率Qmax大，則將該無效功率值Q的值作為新的最大無效功率Qmax，存儲到最大無效功率存儲部703中。另一方面，如果無效功率值Q比已經(jīng)存儲在最小無效功率存儲部704中的最小無效功率Qmin小，則將該無效功率值Q的值作為最小無效功率Qmin，存儲到最小無效功率存儲部704中。第3基準值運算部705計算出存儲在最大無效功率存儲部703中的最大無效功率Qmax和存儲在最小無效功率存儲部704中的最小無效功率Qmin的中間值Qave＝(Qmax+Qmin)/2，并將Qave作為第3基準值T3傳送給第3基準值設(shè)定部73。如果第3基準值T3的設(shè)定完成，則停止基準值設(shè)定信號的輸出，完成設(shè)定動作。也就是說，從第3基準值設(shè)定信號部701輸出的邏輯信號由1變?yōu)?。
通過以上動作，可以不預(yù)先測量無效功率值Q而設(shè)定第3基準值T3。此外，在上述動作中，即使從第3基準值設(shè)定信號部701輸出邏輯信號1，如果有效功率P為P＜T2或T1≤P，則最大最小無效功率存儲控制部702也不動作。也就是說，在平時的白天自用發(fā)電系統(tǒng)16停止的狀態(tài)或節(jié)假日這樣的、與第3基準值T3的值無關(guān)地進行控制的情況下，最大最小無效功率存儲控制部702不動作，只在第3基準值T3的值與控制有關(guān)的條件下才動作。
實施方式3.
在實施方式2中，說明了通過使用基準值設(shè)定信號，不預(yù)先測定無效功率值Q而設(shè)定第3基準值T3的情況。在實施方式3中，說明根據(jù)所使用的主電容器10及副電容器12的功率容量值，設(shè)定第3基準值T3的情況。因為使用了實施方式3中的功率因數(shù)調(diào)整裝置1的受變電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，與實施方式1中的圖1相同，因而省略其說明。在實施方式3中，使用控制部選擇電路700取代圖1中的控制部選擇電路7。
圖5是表示實施方式3中的控制部選擇電路700的框圖，相當于實施方式1的圖3及實施方式2的圖4。與圖3或圖4相同的部分標注相同的標號而省略其說明。在圖5中，作為第1存儲單元的主電容器var值設(shè)定部7001預(yù)先存儲作為主電容器10的功率容量值的無效功率var值，作為第2存儲單元的副電容器var值設(shè)定部7002預(yù)先存儲作為副電容器12的功率容量值的無效功率var值。作為基準值運算單元的第3基準值運算部705根據(jù)從主電容器var值設(shè)定部7001及副電容var值設(shè)定部7002送來的主電容器var值及副電容器var值進行運算，計算出第3基準值T3。
下面說明實施方式3中的受變壓系統(tǒng)的動作。由于一般的動作與實施方式1相同，因而省略其說明。在實施方式3中，主電容器var值設(shè)定部7001將一個主電容器10的功率容量Q1傳送給第3基準值運算部705。另一方面，副電容器var值設(shè)定部7002將全部的副電容器12功率容量之和Q2傳送給第3基準值運算部705。第3基準值運算部705根據(jù)Q1和Q2，將(Q1+Q2)/2作為第3基準值T3傳送給第3基準值設(shè)定部73。
通過以上動作，由實施方式3，可以與實施方式2相同地，不預(yù)先測定無效功率值Q而設(shè)定第3基準值T3。
實施方式4.
在實施方式1中，說明通過對應(yīng)于無效功率值Q選擇性地對主電容器10或副電容器12進行開閉控制，來控制電容器的容量，由此控制消除滯后功率因數(shù)的情況。與之相對，在實施方式4中，允許形成滯后功率因數(shù)，通過進行使功率因數(shù)為最接近1的值的控制，來控制消除極端的超前功率因數(shù)。在實施方式4中，使用第1主控制部81及第2主控制部82來取代圖1中的主控制部8。
圖6是表示實施方式4中的受變電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖，相當于實施方式1的圖1。此外，與圖1相同的部分，標注相同的標號而省略其說明。在圖6中，功率因數(shù)調(diào)整裝置1的控制部選擇電路17輸出第3判定值7c及第4判定值7d來取代第1判定值7a。其中的第3判定值7c被傳送給第1主控制部81。此外，第4判定值7d被傳送給第2主控制部82。
下面說明實施方式4中受變電系統(tǒng)的動作。由于直到功率運算部6輸出有效功率值P及無效功率值Q之前的動作與實施方式1相同，因而省略其說明。在實施方式4中，控制部選擇電路17輸出第3判定值7c及第4判定值7d來取代第1判定值7a。圖7是表示實施方式4中的控制部選擇電路17的框圖，相當于實施方式1的圖3、實施方式2的圖4、或?qū)嵤┓绞?的圖5。此外，與圖3至圖5相同的部分，標注相同的標號而省略其說明。在圖7中，比較器74對第1基準值T1和有效功率值P的大小進行比較判定，在有效功率值P大于或等于第1基準值T1時，輸出邏輯信號1作為第3判定值7c，此外，在有效功率值P小于第1基準值T1時，輸出邏輯信號0作為第3判定值7c。邏輯電路79在比較器74的輸出信號為0且比較器75的輸出信號為1且比較器76的輸出信號為1時，輸出邏輯信號1作為第4判定值7d，在除此以外的條件下，輸出邏輯信號0作為第4判定值7d。
第1主控制部81按照從控制部選擇電路17送來的第3判定值7c，根據(jù)從功率運算部6送來的無效功率值Q的值和主電容器10的功率容量，向主開閉部11輸出閉合主電容器10的B信號以及將其斷開的b信號。也就是說，在平時的白天自用發(fā)電系統(tǒng)16為停止狀態(tài)這種，T1≤P成立的情況下，第1主控制部81進行與實施方式1中的主控制部8相同的動作，以避免成為滯后功率因數(shù)。
另一方面，第2主控制部82按照從控制部選擇電路17送來的第4判定值7d，根據(jù)從功率運算部6送來的無效功率值Q的值和主電容器10的功率容量，向主開閉部11輸出閉合主電容器10的B信號及將其斷開的b信號，以使功率因數(shù)成為最接近1的值。
具體地說，在平時的白天使自用發(fā)電系統(tǒng)16工作的狀態(tài)這種，T2≤P＜T1且T3≤Q成立，并允許成為滯后功率因數(shù)的情況下，第2主控制部82取代第1控制部81進行動作。即第2主控制部82利用主開閉部11選擇性地開閉控制主電容器10，進行允許滯后功率因數(shù)且使功率因數(shù)最接近1的控制，以避免出現(xiàn)極端的超前功率因數(shù)。此外，在上述情況下，副控制部9也與第2主控制部82相同地，進行使功率因數(shù)最接近1的控制。此外，由于以后的動作與實施方式1相同，因而省略其說明。
如上所述，由實施方式4，無論有效功率值P的大小或無效功率值Q的大小如何，都能調(diào)整功率因數(shù)，并且可以控制不出現(xiàn)極端的超前功率因數(shù)。
權(quán)利要求
1.一種功率因數(shù)調(diào)整裝置，其特征在于，具有功率運算單元，其根據(jù)電力系統(tǒng)中的電壓值及電流值，對有效功率值及無效功率值進行運算；控制信號生成單元，其在上述有效功率值大于或等于規(guī)定的第1基準值時，或者上述有效功率值小于上述第1基準值且大于或等于規(guī)定的第2基準值，并且上述無效功率值大于或等于規(guī)定的第3基準值時，輸出第1控制信號，在上述有效功率值小于上述第1基準值且大于或等于上述第2基準值，并且上述無效功率值小于上述第3基準值時，輸出第2控制信號；第1控制單元，其根據(jù)上述第1控制信號和上述無效功率值，輸出第1開閉信號，該第1開閉信號通過選擇性地控制第1開閉單元，閉合經(jīng)上述第1開閉單元與上述電力系統(tǒng)相連接的兩個或兩個以上的第1電容器，并通過選擇性地控制上述第1開閉單元，斷開沒有閉合的上述第1電容器；以及第2控制單元，其根據(jù)上述第2控制信號和上述無效功率值，輸出第2開閉信號，該第2開閉信號通過選擇性地控制第2開閉單元，閉合至少一個經(jīng)上述第2開閉單元與上述電力系統(tǒng)相連接，且比上述第1電容器容量小的第2電容器，并通過選擇性地控制上述第2開閉單元，斷開沒有閉合的上述第2電容器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率因數(shù)調(diào)整裝置，其特征在于，上述第3基準值是上述有效功率值小于上述第1基準值且大于或等于上述第2基準值的情況下的、上述無效功率值的最大值和最小值的中間值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率因數(shù)調(diào)整裝置，其特征在于，具有基準值設(shè)定信號輸出單元，其輸出基準值設(shè)定信號，該基準值設(shè)定信號斷開上述第1開閉單元及上述第2開閉單元，同時設(shè)定上述第3基準值；最大最小無效功率存儲控制單元，其根據(jù)上述基準值設(shè)定信號，判定無效功率值的最大值和最小值；最大無效功率存儲單元，其存儲上述無效功率值的最大值；最小無效功率存儲單元，其存儲上述無效功率值的最小值；以及基準值運算單元，其對存儲在上述最大無效功率存儲單元中的無效功率值的最大值和存儲在上述最小無效功率存儲單元中的無效功率值的最小值的中間值進行運算，并設(shè)定為上述第3基準值。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率因數(shù)調(diào)整裝置，其特征在于，具有第1存儲單元，其存儲上述第1電容器的容量；第2存儲單元，其存儲上述第2電容器的容量；以及基準值運算單元，其對存儲在上述第1存儲單元中的上述第1電容器中的最小容量，和存儲在上述第2存儲單元中的上述第2電容器的合計容量的中間值進行運算，并設(shè)定為上述第3基準值。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項所述的功率因數(shù)調(diào)整裝置，其特征在于，上述第1控制單元輸出使功率因數(shù)大于或等于規(guī)定值的第1開閉信號。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項所述的功率因數(shù)調(diào)整裝置，其特征在于，上述第1控制單元輸出使功率因數(shù)最接近規(guī)定值的第1開閉信號。
7.一種功率因數(shù)調(diào)整裝置，其特征在于，具有功率運算單元，其根據(jù)電力系統(tǒng)中的電壓值及電流值，對有效功率值及無效功率值進行運算；控制信號生成單元，其在上述有效功率值大于或等于規(guī)定的第1基準值時，輸出第1控制信號，在上述有效功率值小于上述第1基準值且大于或等于規(guī)定的第2基準值，并且上述無效功率值大于或等于規(guī)定的第3基準值時，輸出第2控制信號，在上述有效功率值小于上述第1基準值且大于或等于上述第2基準值，并且上述無效功率值小于上述第3基準值時，輸出第3控制信號；第1控制單元，其根據(jù)上述第1控制信號和上述無效功率值，輸出第1開閉信號，該第1開閉信號通過選擇性地控制第1開閉單元，閉合經(jīng)上述第1開閉單元與上述電力系統(tǒng)相連接的兩個或兩個以上的第1電容器，并通過選擇性地控制上述第1開閉單元，斷開沒有閉合的上述第1電容器，從而使功率因數(shù)大于或等于規(guī)定值；第2控制單元，其根據(jù)上述第2控制信號和上述無效功率值，輸出第2開閉信號，該第2開閉信號通過選擇性地控制上述第1開閉單元，閉合上述第1電容器，并通過選擇性地控制上述第1開閉單元，斷開沒有閉合的上述第1電容器，從而使功率因數(shù)最接近規(guī)定值；以及第3控制單元，其根據(jù)上述第3控制信號和上述無效功率值，輸出第3開閉信號，該第3開閉信號通過選擇性地控制第2開閉單元，閉合至少一個經(jīng)上述第2開閉單元與上述電力系統(tǒng)相連接、且比上述第1電容器容量小的第2電容器，并通過選擇性地控制上述第2開閉單元，斷開沒有閉合的上述第2電容器。
全文摘要
提供一種功率因數(shù)調(diào)整裝置，其在由電力公司供給的有效功率值P小而無效功率值Q大的情況下，通過進行對應(yīng)于無效功率值Q而使用小容量的副電容器的控制，來調(diào)整到最佳功率因數(shù)。在有效功率值P大于或等于第1基準值T1的情況下，根據(jù)無效功率值Q來開閉控制大容量的主電容器，在有效功率值小于第2基準值T2的情況下，根據(jù)Q值來開閉控制小容量的副電容器。此外，在T2≤P＜T1的情況下，如果無效功率值Q小于或等于基準值T3，則根據(jù)無效功率值Q來開閉控制副電容器，另一方面，如果T3≤Q，則根據(jù)無效功率值Q來開閉控制主電容器，由此來改善功率因數(shù)。
文檔編號H02J3/18GK1896899SQ20061000099
公開日2007年1月17日 申請日期2006年1月13日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月11日
發(fā)明者筱原慎二, 藤原央登 申請人:三菱電機株式會社