JPH08205390A - 電力用進相コンデンサの監視保護装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電力用進相コンデンサの過負荷を監視保護す
る装置の提供。 【構成】 この装置は、電力系統１にそれぞれ開閉手段
３を介して接続された複数の進相コンデンサ２と、各進
相コンデンサ２の電流測定値を設定値と比較し、それを
越えたとき過電流検出信号を出力する複数の電流比較手
段２０と、電力系統の電圧測定値を設定値と比較し、そ
れを越えたとき過電圧検出信号を出力する過電圧検出手
段２２と、過電圧検出信号と過電流検出信号により過負
荷検出信号を出力する過負荷検出手段２４と、その過負
荷検出信号により起動するタイマー手段３０を備えてい
る。そしてタイマー手段３０から当該進相コンデンサ２
の開閉手段３を開路する信号が出力される。 【効果】 定格電流よりわずかに大きな電流が比較的長
時間進相コンデンサに流れる過負荷状態を正確に監視し
て、進相コンデンサを保護することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電力系統にそれぞれの開
閉手段を介して接続された複数の進相コンデンサを個別
に監視保護する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から電力系統には力率改善のために
進相コンデンサが接続されている。進相コンデンサは通
常同じ電力系統に複数基がそれぞれ遮断器や開閉器等の
開閉手段を介して接続され、電力系統への接続基数を増
減することにより力率が制御される。また各進相コンデ
ンサの負荷電流を監視し、短絡や過負荷に対する保護が
個別に行われている。図２は従来使用されている進相コ
ンデンサの監視保護装置を説明するための系統図であ
る。電力系統１には複数基（図示の例では３基）の進相
コンデンサ２がそれぞれ開閉手段３を介して接続され、
各開閉手段３はそのトリップ手段３ａを作動させること
により開路される。各進相コンデンサ２の配線路４には
変流器などの電流測定手段５が設けられ、それに過電流
継電器６および電流計７が接続される。短絡事故などが
生じたときにこの過電流継電器６の出力信号により前記
トリップ手段３ａが作動し、開閉手段３が開路されるよ
うになっている。

【０００３】電力系統１にはその電圧を測定するために
計器用変圧器などの電圧測定手段８とそれに接続された
電圧計９が設けられ、電力系統の電流を測定するために
変流器などの系統電流測定手段１０とそれに接続された
系統電流計１１が設けられている。さらに電力系統の力
率を監視制御するために、電圧測定手段８と電流測定手
段１０に力率計１２と力率制御装置１３が接続されてい
る。力率制御装置１３は電力系統の力率が予め設定され
た値から所定量だけ上下したときに、一定時間毎に進相
コンデンサ２を１基ずつ減少または増加する制御信号１
３ａを出力するようになされている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】通常電力用の進相コン
デンサは、比較的長時間にわたって定格電流を越える電
流が流れ続けるとその劣化が促進される傾向があり、例
えば電力用の進相コンデンサに対するＪＩＳ規格による
安全基準では、定格電流の１．１０倍までは２４時間連
続して許容されるが、定格電流の１．１５倍では２４時
間あたり３０分以内に制限するよう規定されている。し
かし上記の従来方式のように、各進相コンデンサ２の過
負荷保護を過電流継電器６により行う場合には、短絡事
故や短時間に大きな電流が流れるときの保護は可能であ
るが、定格電流よりわずかに大きな電流が比較的長時間
にわたって流れ続けるという過負荷の保護ができないと
いう問題があった。そこで本発明はこのような問題を解
決するための電力用進相コンデンサの監視保護装置を提
供することを第１の課題とするものである。さらに本発
明は上記第１の課題に加えて、従来の力率調整と整合性
を維持しながら、電力系統の電圧上昇を抑制することの
できる電力用進相コンデンサの監視保護装置を提供する
ことを第２の課題とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記第１の課題を解決す
るためには、各進相コンデンサの電流を測定し、その測
定値が予め設定された値および時間を越えたとき、当該
進相コンデンサに過負荷が生じているものとし、その信
号により進相コンデンサの開閉手段を開路することが考
えられる。しかし本発明者らの研究によれば、進相コン
デンサの配線路における電流は高調波の流入や電力系統
に設けられる直列リアクトル等の外乱の影響を受け、電
流測定手段によって測定された電流値は必ずしも進相コ
ンデンサの正確な過負荷状態を示さないことが判明し
た。しかも電流測定値のみによりコンデンサの保護をす
ると、誤作動を防ぐためその設定値を高めにしなければ
ならず、進相コンデンサの過負荷保護が不充分になると
いう問題を生じる。そこで種々検討の結果、進相コンデ
ンサの正確な過負荷状態を知るためには、電流測定値の
ほかに電力系統の電圧測定値を考慮すればよいという知
見を得て本発明を完成した。

【０００６】すなわち前記第１の課題を解決する発明
は、電力系統にそれぞれの開閉手段を介して接続された
複数の進相コンデンサを個別に監視保護する装置であ
る。そしてこの装置には各進相コンデンサの電流を測定
する複数の電流測定手段およびそれに対応する複数の電
流設定手段と、各電流の測定値と対応する設定値を比較
し該測定値が設定値を越えたときに過電流検出信号を出
力する複数の電流比較手段が設けられる。さらにこの装
置には、電力系統の電圧を測定する電圧測定手段および
その電圧設定手段と、電圧の測定値と設定値を比較し該
測定値が設定値を越えたときに過電圧検出信号を出力す
る電圧比較手段と、前記過電圧検出信号が出力されてい
ることを条件として前記過電流検出信号が出力している
ことを検出し過負荷検出信号を出力する複数の過負荷検
出手段とを有しており、さらに該過負荷検出信号が予め
設定された時間継続したときに、当該進相コンデンサの
開閉手段を開路するための開路信号を出力する複数のタ
イマー手段を備えていることを特徴とするものである。

【０００７】前記第２の課題を解決する発明は、上記第
１の課題を解決する装置において、さらに電力系統に接
続されているすべての進相コンデンサについて過負荷検
出手段から過負荷検出信号が出力されていることを検出
して総合過負荷検出信号を出力する総合過負荷検出手段
と、その総合過負荷検出信号が予め設定された時間継続
したときに制御信号を出力する第２タイマー手段と、該
第２タイマー手段の制御信号が継続している間電力系統
に接続されている進相コンデンサの開閉手段を予め設定
された時間毎に１基ずつ開路するための開路信号を出力
する制御手段が設けられていることを特徴とするもので
ある。

【０００８】第２の課題を解決する装置の好ましい実施
態様では、各過負荷検出手段のいずれかにより過負荷検
出信号が出力されているときに警報信号を出力する警報
手段がさらに設けられ、該警報手段は総合過負荷検出手
段の出力信号によりその作動を停止されるようになされ
る。上記各装置におけるさらに好ましい実施態様では、
各進相コンデンサの電流測定値と電力系統の電圧測定
値、およびそれらの超過設定値を表示する表示手段が設
けられる。

【０００９】

【作用】前記第１の課題を解決する電力用進相コンデン
サの監視保護装置によれば、各進相コンデンサの電流お
よび電力系統の電圧がいすれも設定値を越え、さらにそ
の状態が予め設定された時間継続したときに、当該進相
コンデンサの開閉手段を開路するための開路信号を出力
するようにしたので、進相コンデンサに定格電流をわず
かに越える過負荷状態が予め設定された時間続いた場合
に、それを正確に監視し進相コンデンサを保護すること
ができる。

【００１０】前記第２の課題を解決する電力用進相コン
デンサの監視保護装置によれば、電力系統に接続されて
いるすべての進相コンデンサに上記のような過負荷状態
を検出した場合には、進相コンデンサの個別的な過負荷
というより電力系統の電圧上昇等の状態による、すなわ
ち本来の力率調整により解決すべき状態であることを、
総合過負荷検出手段により検出する。そして該信号によ
り進相コンデンサの個別保護作動を停止すると共に、第
２のタイマー手段により予め設定された時間それが継続
したことを条件として、電力系統に接続されている進相
コンデンサを徐々に低減していくので、力率調整との整
合性が得られる。

【００１１】

【実施例】次に図面により本発明の実施例を説明する。
図１は本発明の電力用進相コンデンサの監視保護装置の
１例を説明する系統図であり、図２と同様な機器等には
同一符号が付されている。進相コンデンサ２は３基の場
合を示し、各電流測定手段５からの電流測定値は、それ
ぞれ過電流継電器６および電流計７に入力されると共に
電流比較手段２０に入力される。これら過電流継電器６
の作用は図２における装置と同様である。電流比較手段
２０は図示したブロック内に同一の比較手段が３つ収容
されており、それぞれには各電流測定手段５からの電流
測定値と対応する電流設定手段２１の設定値が入力さ
れ、それぞれの電流測定値と設定値を比較し、測定値が
設定値を越えたときに、オン信号である過電流検出信号
２０ａをそれぞれ出力するようになっている。

【００１２】電圧測定手段８からの電力系統１の電圧測
定値は、電圧計９、力率計１２および力率制御装置１３
に入力され、さらに電圧比較手段２２に入力される。こ
れら電圧計９、力率計１２および力率制御装置１３の作
用は図２と同様である。電圧比較手段２２には電圧設定
手段２３の電圧設定値が入力され、前記電圧測定値と設
定値を比較し、測定値が設定値を越えたときにオン信号
である過電圧検出信号２２ａを出力するようになってい
る。上記各過電流検出信号２０ａと共通の過電圧検出信
号２２ａはアンド回路からなる過負荷検出手段２４にそ
れぞれ入力され、両入力が共にオン信号の場合に過負荷
検出信号２４ａとしてオン信号を出力する。

【００１３】各過負荷検出信号２４ａは電力系統１に接
続されている進相コンデンサ２を判別するための判別手
段２５として設けられた３つのオア回路、さらに３つの
アンドノット回路２６のアンド端子にそれぞれ入力され
る。判別手段２５の他の入力端子には例えば各進相コン
デンサ２の開閉手段３が開路しているときにオフとなる
開路信号２７がそれぞれ入力されている。そして電力系
統１に接続されていない進相コンデンサ２が存在する
と、その開閉手段３が開路していることを表す開路信号
２７によりそれを判別し、当該判別手段２５は過負荷検
出信号２４ａの有無に関係なくオン信号を出力する。各
判別手段２５の出力信号はアンド回路からなる総合過負
荷検出手段２８に入力され、電力系統に接続されている
すべての進相コンデンサについて過負荷検出信号２４ａ
が出力されたとき、総合過負荷検出信号２８ａとしての
オン信号を出力する。そしてこの総合過負荷検出信号２
８ａは前記３つのアンドノット回路２６のノット端子に
入力されると共に第２タイマー手段２９に入力される。

【００１４】各アンドノット回路２６はそれぞれの過負
荷検出信号２４ａがオンで且つ総合過負荷検出信号２８
ａがオフのときのみオン信号を出力する。該出力は３つ
のタイマー手段３０にそれぞれ入力されると共に、警報
手段３２におけるオア回路３３の各オア入力端子に入力
される。各タイマー手段３０はそれぞれの過負荷検出信
号２４ａが予め設定された時間継続したときセットアッ
プし、当該進相コンデンサ２の開閉手段３を開路するた
めの開路信号３０ａが出力される。一方、オア回路３３
の出力は出力増幅手段３４に入力され、それから警報信
号３４ａとしてのオン信号を出力するようになってい
る。

【００１５】電力系統に接続されているすべての進相コ
ンデンサについての総合過負荷検出信号２８ａが出力さ
れ、それが予め設定された時間継続したときに第２タイ
マー手段２９から制御信号２９ａとしてのオン信号が出
力される。この制御信号２９ａは前記力率制御手段１３
に入力される。力率制御手段１３は本来の力率制御部の
ほかに、制御信号２９ａを優先してそれが継続している
間、電力系統１に接続されている進相コンデンサ２の開
閉手段３を予め設定された時間毎に１基ずつ開路してい
くような開路信号を出力する制御手段３５が設けられて
いる。この制御手段３５として例えばシーケンスタイマ
装置により構成することができる。

【００１６】本装置には所望により、各進相コンデンサ
２の電流測定値と電力系統の電圧測定値、およびそれら
の超過設定量等を表示する表示手段４０がさらに設けら
れている。表示手段４０は入出力部４１、表示条件設定
部４２、マイクロコンピュータ等の制御部４３、および
ディスプレー装置等の表示部４４により構成されてい
る。入出力部４１には電流比較手段２０を経由した３つ
の電流測定値５ａ、電圧測定手段８からの電圧測定値８
ａが入力されると共に、表示条件設定部４２からの種々
の設定値が入力される。入出力部４１にはさらに所望に
より、電流比較手段２０においてすべての電流測定値が
設定値を越えたときにオン信号として出力される総合過
電流検出信号２０ｂと、電圧測定値が予め設定された設
定値を越えたときにオン信号として出力される過電圧検
出信号２２ｂをアンド回路４５に入力し、その出力信号
としてのオン信号である総合過負荷検出信号２８ｂが入
力される。そしてそれらの値はそれ自体が表示部４４で
表示されると共に、表示条件設定部４２からの設定値と
比較され、それを越えたときにその値が表示部４４に表
示される。さらに前記総合過負荷検出信号２８ｂが警報
信号２８ｃとして、警報手段３２へ出力される。

【００１７】次に上記装置の作用を説明すると、各進相
コンデンサ２の負荷電流は電流測定手段５で測定され、
電流設定手段２１による定格電流値を少し越えた設定値
と電流比較手段２０において比較される。いずれかの電
流測定値が設定値を越えると対応する過電流検出信号２
０ａが出力され、該信号はそれに対応した過負荷検出手
段２４に入力される。一方、電力系統の電圧は電圧測定
手段８で測定され、電圧設定手段２３による定格電圧値
を少し越えた設定値と電圧比較手段２２において比較さ
れる。測定値が設定値を越えると過電圧検出信号２２ａ
が出力され、該信号はすべて過負荷検出手段２４に入力
される。過負荷検出手段２４は過電流検出信号２０ａの
みでは作動せず、過電圧検出信号２２ａが出力されてい
ることを条件として過電流検出信号２０ａが出力されて
いるときに、過負荷検出信号２４ａが出力される。

【００１８】過負荷検出信号２４ａはアンドノット回路
２６に入力され、もし総合過負荷検出手段２８からの総
合過負荷検出信号２８ａがないときには、アンドノット
回路２６からオン信号が出力される。該信号によりタイ
マー手段３０が起動し、予め設定された時間継続してセ
ットアップすると、当該進相コンデンサ２の開閉手段３
を開路するための開路信号３０ａが出力され、それによ
って当該進相コンデンサ２の過負荷が防止される。一
方、アンドノット回路２６からのオン信号により、警報
手段３２から警報信号３４ａが出力され、それによって
当該進相コンデンサ２の過負荷状態が警告される。

【００１９】電力系統に接続されているすべての進相コ
ンデンサ２についての過負荷検出信号２４ａが過負荷検
出手段２４から出力されると、それによって総合過負荷
検出手段２８から総合過負荷検出信号２８ａが出力され
る。そしてこの総合過負荷検出信号２８ａにより、前記
タイマー手段３０による進相コンデンサ２の個別の過負
荷保護制御が中断されると共に、その状態が予め設定し
た時間継続したときに第２タイマー手段２９から制御信
号２９ａが出力される。制御信号２９ａが出力される
と、該信号の継続期間中は力率制御手段１３に設けた制
御手段３５が作動し、電力系統１に接続されている進相
コンデンサ２の開閉手段３を予め設定された時間毎に１
基ずつ開路する開路信号が出力される。それによって電
力系統の電圧を正常値に近づけるようになされると共
に、各進相コンデンサ２の過負荷も有効に防止する。以
上の例では電流比較手段、電圧比較手段、過負荷検出手
段、総合過負荷検出手段、タイマー手段、第２タイマー
手段、警報手段、制御手段等は個別の機器として説明し
たが、これらはコンピュータ制御装置を使用し、そのプ
ログラミングによりソフトウエアとして構成することも
できる。

【００２０】

【発明の効果】本発明の電力用進相コンデンサの監視保
護装置によれば、各進相コンデンサの電流および電力系
統の電圧がいずれも設定値を越え、さらにその状態が予
め設定された時間継続したときに、当該進相コンデンサ
の開閉手段を開路する開路信号を出力するようにしたの
で、進相コンデンサに定格電流をわずかに越える過負荷
状態が予め設定された時間続いた場合に、それを正確に
検出し進相コンデンサを保護することができる。さら
に、上記のような過負荷状態が電力系統に接続されてい
るすべての進相コンデンサについて検出された場合にお
いて、進相コンデンサの個別的な過負荷というより、電
力系統の電圧上昇等の状態による、すなわち本来の力率
調整により解決すべき状態であることを総合過負荷検出
手段により検出し、その総合過負荷検出信号により進相
コンデンサの個別保護作動を停止すると共に、所定時間
が継続したことを条件として、電力系統に接続されてい
る進相コンデンサを徐々に低減させることにより、力率
調整との整合性をとりながら電力系統の電圧を正常値に
戻すことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電力用進相コンデンサの監視保護装置
の１例を説明する系統図。

【図２】従来の電力用進相コンデンサの監視保護装置を
説明する系統図。

【符号の説明】

１ 電力系統 ２ 進相コンデンサ ３ 開閉手段 ３ａ トリップ手段 ４ 配線路 ５ 電流測定手段 ５ａ 電流測定値 ６ 過電流継電器 ７ 電流計 ８ 電圧測定手段 ８ａ 電流測定値 ９ 電圧計 １０ 系統電流測定手段 １１ 系統電流計 １２ 力率計 １３ 力率制御装置 １３ａ 制御信号 ２０ 電流比較手段 ２０ａ 過電流検出信号 ２０ｂ 総合過電流検出信号 ２１ 電流設定手段 ２２ 電圧比較手段 ２２ａ 過電圧検出信号 ２２ｂ 過電圧検出信号 ２３ 電圧設定手段 ２４ 過負荷検出手段 ２４ａ 過負荷検出信号 ２５ 判別手段 ２６ アンドノット回路 ２７ 開路信号 ２８ 総合過負荷検出手段 ２８ａ 総合過負荷検出信号 ２８ｂ 総合過負荷検出信号 ２８ｃ 警報信号 ２９ 第２タイマー手段 ２９ａ 制御信号 ３０ タイマー手段 ３０ａ 開路信号 ３２ 警報手段 ３３ オア回路 ３４ 出力増幅手段 ３４ａ 警報信号 ３５ 制御手段 ４０ 表示手段 ４１ 入出力部 ４２ 表示条件設定部 ４３ 制御部 ４４ 表示部 ４５ アンド回路

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電力系統１にそれぞれの開閉手段３を介
   して接続された複数の進相コンデンサ２を個別に監視保
   護するに装置において、各進相コンデンサ２の電流を測
   定する複数の電流測定手段５およびそれに対応する複数
   の電流設定手段２１と、前記各電流の測定値とそれに対
   応する設定値を比較し該測定値が設定値を越えたときに
   過電流検出信号を出力する複数の電流比較手段２０と、
   電力系統の電圧を測定する電圧測定手段８およびその電
   圧設定手段２３と、前記電圧の測定値と設定値を比較し
   該測定値が設定値を越えたときに過電圧検出信号を出力
   する電圧比較手段２２と、前記過電圧検出信号が出力さ
   れていることを条件として前記過電流検出信号が出力さ
   れていることを検出し過負荷検出信号を出力する複数の
   過負荷検出手段２４と、該過負荷検出手段２４が予め設
   定された時間継続したときに当該進相コンデンサ２の開
   閉手段３を開路するための開路信号を出力する複数のタ
   イマー手段３０とを備えていることを特徴とする電力用
   進相コンデンサの監視保護装置。
2. 【請求項２】 電力系統１に接続されているすべての進
   相コンデンサ２について、過負荷検出手段２４から過負
   荷検出信号が出力されていることを検出して総合過負荷
   検出信号を出力する総合過負荷検出手段２８と、その総
   合過負荷検出信号が予め設定された時間継続したときに
   制御信号を出力する第２タイマー手段２９と、該第２タ
   イマー手段２９の制御信号が継続している間電力系統に
   接続されている進相コンデンサ２の開閉手段３を予め設
   定された時間毎に１基ずつ開路するための開路信号を出
   力する制御手段３５がさらに設けられている請求項１の
   電力用進相コンデンサの監視保護装置。
3. 【請求項３】 各過負荷検出手段２４のいずれかより過
   負荷検出信号が出力されているときに警報信号を出力す
   る警報手段３２がさらに設けられ、該警報手段３２は総
   合過負荷検出手段２８の出力信号によりその作動を停止
   される請求項２の電力用進相コンデンサの監視保護装
   置。
4. 【請求項４】 各進相コンデンサ２の電流測定値と電力
   系統１の電圧測定値、およびそれらの超過設定値を表示
   する表示手段４０がさらに設けられた請求項１〜３のい
   ずれかの電力用進相コンデンサの監視保護装置。