功率因數自動調整裝置的製作方法
2023-05-01 15:52:01
專利名稱：功率因數自動調整裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種功率因數自動調整裝置，其檢測電路的有效功率和無效功率，控制功率因數調整用電容器。
背景技術：
現有的功率因數自動調整裝置，例如在特開平5-341863號公報中公開。該現有的功率因數自動調整裝置，在無效功率比接通水平小的接通區域、無效功率比切斷水平大的切斷區域、以及在它們之間的中間區域這3個區域中，接通或切斷功率因數調整用電容器，此外，具有顯示功率因數的顯示部。如果無效功率處於接通區域，則接通功率因數調整用電容器，如果處於切斷區域，則切斷功率因數調整用電容器，如果處於中間區域，則既不接通也不切斷功率因數調整用電容器。顯示部以顯示當前功率因數的方式構成。
專利文獻1特開平5-341863號公報發明內容現有的功率因數自動調整裝置具有既不接通也不切斷功率因數調整用電容器的中間區域，在無效功率低於功率因數調整用電容器的切斷水平，且處於超前功率因數側的中間區域的情況下，功率因數自動調整裝置不進行功率因數調整用電容器的切斷，但存在在該情況下錯誤判斷裝置異常的問題。該情況下，如果功率因數自動調整裝置切斷功率因數調整用電容器，則功率因數低於目標功率因數，為了使無效功率低於功率因數調整用電容器的接通水平，不進行功率因數調整用電容器的切斷。通過例如利用手動操作切斷功率因數調整用電容器，確認該切斷後的功率因數，可以避免這樣的功率因數自動調整裝置錯誤判斷為異常的情況，但因為一旦切斷功率因數調整用電容器，則由於在其電容器放電的時間期間，不能再次接通功率因數調整用電容器，因此功率因數會暫時惡化。因此，不能採用用手動操作切斷功率因數調整用電容器，確認切斷後的功率因數的方法。
本發明提出一種功率因數自動調整裝置，其在假定功率因數自動調整裝置異常的情況下，不用手動操作實際切斷功率因數調整用電容器，或者可以在用手動操作實際切斷功率因數調整用電容器之前，顯示進行某種控制情況下的預測功率因數。
由本發明的第1個觀點得到的功率因數自動調整裝置，其使用多個功率因數調整用電容器，自動地調整電路的功率因數，其特徵在於，具有有效功率運算裝置，其對所述電路的有效功率進行運算；無效功率運算裝置，其對所述電路的無效功率進行運算；當前功率因數運算裝置，其根據所述有效功率和所述無效功率，對當前功率因數進行運算；設定裝置，其設定目標功率因數、所述多個功率因數調整用電容器的電容器容量、以及包括所述多個功率因數調整用電容器的接通順序和切斷順序的控制模式；下次控制電容器選擇裝置，其根據所述多個功率因數調整用電容器的電容器容量和所述控制模式，在所述多個功率因數調整用電容器中，選擇下次接通的接通對象電容器和下次切斷的切斷對象電容器，並且選擇所述切斷對象電容器的電容器容量；接通切斷水平運算裝置，其根據所述有效功率、所述目標功率因數，運算針對所述接通對象電容器的接通水平，並且，根據所述有效功率、所述目標功率因數、所述切斷對象電容器的電容器容量，運算針對所述切斷對象電容器的切斷水平；接通切斷判斷裝置，其判斷所述無效功率處於在所述接通水平和所述切斷水平之間劃分的中間區域、比該中間區域小的接通區域、比所述中間區域大的切斷區域中的哪一個內，在所述無效功率處於所述接通區域的情況下，產生對所述接通對象電容器的接通信號，在所述無效功率處於所述切斷區域的情況下，產生對所述切斷對象電容器的切斷信號，此外，在所述無效功率處於所述中間區域的情況下，既不產生所述接通信號，也不產生所述切斷信號；控制狀態存儲裝置，其根據所述接通信號和切斷信號，存儲所述多個功率因數調整用電容器的當前的接通切斷狀態，向所述下次控制電容器選擇裝置輸出所述多個功率因數調整用電容器的當前的接通切斷狀態；預測功率因數運算裝置，其對應於所述接通切斷判斷裝置的判斷結果，根據所述有效功率、所述無效功率、所述切斷對象電容器的電容器容量，對所述切斷對象電容器被切斷的情況下的切斷預測功率因數進行運算；以及預測值顯示裝置，其顯示所述切斷預測功率因數。
此外，由本發明的第2個觀點得到的功率因數自動調整裝置，其使用多個功率因數調整用電容器，自動地調整電路的功率因數，其特徵在於，具有有效功率運算裝置，其對所述電路的有效功率進行運算；無效功率運算裝置，其對所述電路的無效功率進行運算；當前功率因數運算裝置，其根據所述有效功率和所述無效功率，對當前功率因數進行運算；設定裝置，其設定目標功率因數、所述各個功率因數調整用電容器的電容器容量、以及包括所述多個功率因數調整用電容器的接通順序和切斷順序的控制模式；下次控制電容器選擇裝置，其根據所述多個功率因數調整用電容器的電容器容量和所述控制模式，在所述多個功率因數調整用電容器中，選擇下次接通的接通對象電容器和下次切斷的切斷對象電容器，並且選擇所述切斷對象電容器的電容器容量；接通切斷水平運算裝置，其根據所述有效功率、所述目標功率因數，運算針對所述接通電容器的接通水平，並且，根據所述有效功率、所述目標功率因數、所述切斷對象電容器的電容器容量，運算針對所述切斷對象電容器的切斷水平；接通切斷判斷裝置，其判斷所述無效功率處於在所述接通水平和所述切斷水平之間劃分的中間區域、比該中間區域小的接通區域、比所述中間區域大的切斷區域中的哪一個內，在所述無效功率處於所述接通區域的情況下，產生對所述接通對象電容器的接通信號，在所述無效功率處於所述切斷區域的情況下，產生對所述切斷對象電容器的切斷信號，此外，在所述無效功率處於所述中間區域的情況下，既不產生所述接通信號，也不產生所述切斷信號；控制狀態存儲裝置，其根據所述接通信號和切斷信號，存儲所述多個功率因數調整用電容器的當前的接通切斷狀態，向所述下次控制電容器選擇裝置輸出所述多個功率因數調整用電容器的當前的接通切斷狀態；假想控制狀態設定裝置，其對於所述多個功率因數調整用電容器，設定與當前的接通切斷狀態不同的假想接通切斷狀態；預測無效功率運算裝置，其根據所述無效功率、由所述控制狀態存儲裝置存儲的所述多個功率因數調整用電容器的當前的接通切斷狀態、由所述假想控制設定裝置設定的假想接通切斷狀態，對所述多個功率因數調整用電容器成為所述假想接通切斷狀態的情況下的假想控制預測無效功率進行運算；預測功率因數運算裝置，其根據所述有效功率和所述假想控制預測無效功率，對所述多個功率因數調整用電容器成為所述假想接通切斷狀態的情況下的假想控制預測功率因數進行運算；以及預測值顯示裝置，其顯示由所述預測功率因數運算裝置運算出的假想控制預測功率因數。
此外，由本發明的第3個觀點得到的功率因數自動調整裝置，其使用多個功率因數調整用電容器，自動地調整電路的功率因數，其特徵在於，具有有效功率運算裝置，其對所述電路的有效功率進行運算；無效功率運算裝置，其對所述電路的無效功率進行運算；當前功率因數運算裝置，其根據所述有效功率和所述無效功率，對當前功率因數進行運算；設定裝置，其設定目標功率因數、所述多個功率因數調整用電容器的電容器容量、以及包括所述多個功率因數調整用電容器的接通順序和切斷順序的控制模式；下次控制電容器選擇裝置，其根據所述多個功率因數調整用電容器的電容器容量和所述控制模式，在所述多個功率因數調整用電容器中，選擇下次接通的接通對象電容器和下次切斷的切斷電容器，並且選擇所述切斷對象電容器的電容器容量；接通切斷水平運算裝置，其根據所述有效功率、所述目標功率因數，運算針對所述接通對象電容器的接通水平，並且，根據所述有效功率、所述目標功率因數、所述切斷對象電容器的電容器容量，運算針對所述切斷對象電容器的切斷水平；接通切斷判斷裝置，其判斷所述無效功率處於在所述接通水平和所述切斷水平之間劃分的中間區域、比該中間區域小的接通區域、比所述中間區域大的切斷區域中的哪一個內，在所述無效功率處於所述接通區域的情況下，產生對所述接通對象電容器的接通信號，在所述無效功率處於所述切斷區域的情況下，產生對所述切斷對象電容器的切斷信號，此外，在所述無效功率處於所述中間區域的情況下，既不產生所述接通信號，也不產生所述切斷信號；手動操作裝置，其對所述多個功率因數調整用電容器中處於接通狀態的功率因數調整用電容器的1個手動切斷對象電容器進行切斷操作；手動操作電容器容量選擇裝置，其根據由所述手動操作裝置進行的切斷操作，選擇所述手動切斷對象電容器的電容器容量；預測功率因數運算裝置，其根據所述有效功率、所述無效功率、所述手動切斷對象電容器的電容器容量，對所述手動切斷對象電容器被切斷的情況下的手動切斷預測功率因數進行運算；手動操作判斷裝置，其對利用所述當前功率因數運算裝置運算出的當前功率因數的絕對值、和由所述預測功率因數運算裝置運算出的手動切斷預測功率因數的絕對值進行比較，然後，判斷是否在某個恆定時間內利用所述手動操作裝置再次進行了切斷操作，根據其結果，輸出對所述手動切斷對象電容器的手動切斷信號；
控制狀態存儲裝置，其根據所述接通信號和切斷信號、以及所述手動切斷信號，存儲所述多個功率因數調整用電容器的當前的接通切斷狀態，向所述下次控制電容器選擇裝置輸出所述多個功率因數調整用電容器的當前的接通切斷狀態；報警裝置，其根據利用所述手動操作判斷裝置輸出的報警信號，產生報警輸出；以及預測值顯示裝置，其顯示利用所述預測功率因數運算裝置運算出的手動切斷預測功率因數。
此外，由本發明的第4個觀點得到的功率因數自動調整裝置，其使用多個功率因數調整用電容器，自動地調整電路的功率因數，其特徵在於，具有有效功率運算裝置，其對所述電路的有效功率進行運算；無效功率運算裝置，其對所述電路的無效功率進行運算；當前功率因數運算裝置，其根據所述有效功率和所述無效功率，對當前功率因數進行運算；設定裝置，其設定目標功率因數、所述多個功率因數調整用電容器的功率因數電容器容量、包括所述多個功率因數調整用電容器的接通順序和切斷順序的控制模式；假想電容器容量設定裝置，其假想在所述電路中設置具有與所述多個功率因數調整用電容器的電容器容量不同的電容器容量的多個假想電容器，取代所述多個功率因數調整用電容器，並設定所述多個假想電容器的電容器容量；下次控制電容器選擇裝置，其根據所述多個功率因數調整用電容器的電容器容量和所述控制模式，在所述多個功率因數調整用電容器中，選擇下次接通的接通對象電容器和下次切斷的切斷對象電容器，此外，選擇所述切斷對象電容器的電容器容量，並且，根據所述多個假想電容器的電容器容量和所述控制模式，在所述多個假想電容器中，選擇下次接通的假想接通對象電容器和下次切斷的假想切斷對象電容器，此外，選擇所述假想切斷對象電容器的電容器容量；接通切斷水平運算裝置，其根據所述有效功率和所述目標功率因數，運算針對所述接通對象電容器的接通水平和針對所述假想接通對象電容器的假想接通水平，此外，根據所述有效功率、所述目標功率、所述切斷對象電容器的電容器容量，運算針對所述切斷對象電容器的切斷水平，並且，根據所述有效功率、所述目標功率因數、所述假想切斷對象電容器的電容器容量，運算針對所述假想切斷對象電容器的假想切斷水平；預測無效功率運算裝置，其根據所述無效功率、所述多個功率因數調整用電容器的電容器容量、所述多個假想電容器的電容器容量，對在所述電路中設置所述假想電容器的情況下的假想容量預測無效功率進行運算；接通切斷判斷裝置，其具有以下功能判斷所述無效功率處於在所述接通水平和所述切斷水平之間劃分的中間區域、比該中間區域小的接通區域、比所述中間區域大的切斷區域中的哪一個內，在所述無效功率處於所述接通區域的情況下，產生對所述接通對象電容器的接通信號，在所述無效功率處於所述切斷區域的情況下，產生對所述切斷對象電容器的切斷信號，此外，所述無效功率處於所述中間區域的情況下，既不產生所述接通信號也不產生所述切斷信號；以及判斷所述假想容量無效功率處於在所述假想接通水平和所述假想切斷水平之間劃分的假想中間區域、比該假想中間區域小的假想接通區域、比所述假想中間區域大的假想切斷區域中的哪一個內，在所述假想容量無效功率處於所述假想接通區域的情況下，產生對所述假想接通對象電容器的假想接通信號，在所述假想容量無效功率處於所述假想切斷區域的情況下，產生對所述假想切斷對象電容器的假想切斷信號，此外在所述假想容量無效功率處於所述假想中間區域的情況下，既不產生所述假想接通信號也不產生所述假想切斷信號；控制狀態存儲裝置，其根據所述接通信號和切斷信號，存儲所述多個功率因數調整用電容器的當前的接通切斷狀態，向所述下次控制電容器選擇裝置輸出所述多個功率因數調整用電容器當前的接通切斷狀態，並且，根據所述假想接通信號和假想切斷信號，存儲所述多個假想電容器當前的假想接通切斷狀態，向所述下次控制電容器選擇裝置輸出所述多個假想電容器當前的假想接通切斷狀態；預測功率因數運算裝置，其根據所述有效功率和所述假想容量預測無效功率，對在所述電路中設置所述多個假想電容器取代所述多個功率因數調整用電容器的情況下的假想容量預測功率因數進行運算；以及預測值顯示裝置，其顯示所述假想容量預測功率因數。
發明的效果在由本發明的第1個觀點得到的功率因數自動調整裝置中，所述預測功率因數運算裝置，對所述切斷對象電容器被切斷的情況下的切斷預測功率因數進行運算，此外所述預測值顯示裝置顯示所述切斷預測功率因數。因此，在無效功率低於切斷對象電容器的切斷水平Lc，且處於超前功率因數側的情況下，功率因數自動調整裝置不進行切斷對象電容器的切斷，是因為在切斷了該切斷對象電容器的情況下，會低於目標功率因數，但由於可以利用切斷預測功率因數進行確認，所以不判斷功率因數自動調整裝置的異常。此外，由於不由手動操作進行電容器的切斷，就可以確定切斷對象電容器的切斷後的切斷預測功率因數，所以也可以避免由於由手動操作切斷電容器，使電路的功率因數惡化的情況。
此外，在由本發明的第2個觀點得到的功率因數自動調整裝置中，所述預測功率因數運算裝置，對所述多個功率因數調整用電容器成為所述假想接通切斷狀態的情況下的假想控制預測功率因數進行運算，所述預測值顯示裝置顯示所述假想控制預測功率因數。因此，在無效功率低於切斷對象電容器的切斷水平Lc，且處於超前功率因數側的情況下，功率因數自動調整裝置不進行切斷對象電容器的切斷，是因為在切斷了該切斷對象電容器的情況下，會低於目標功率因數，但由於可以利用切斷預測功率因數進行確認，所以不判斷功率因數自動調整裝置產生異常。此外，由於不由手動操作進行電容器的切斷，就可以確定所述功率因數調整電容器成為假想接通切斷狀態的情況下的假想控制預測功率因數，所以也可以避免由於由手動操作切斷電容器，使電路的功率因數惡化的情況。
此外，在由本發明的第3個觀點得到的功率因數自動調整裝置中，所述預測功率因數運算裝置，對所述手動切斷對象電容器被切斷情況下的手動切斷預測功率因數進行運算，所述預測值顯示裝置顯示所述手動切斷預測功率因數。因此，在假想功率因數自動調整裝置產生異常的情況下，由於在實際切斷手動切斷對象電容器之前，可以確認在手動切斷該對象電容器的情況下的手動切斷預測功率因數，所以可以避免由於不需要的手動操作切斷電容器，造成電路功率因數惡化的情況，同時可以消除錯誤判斷功率因數自動調整裝置異常的情況。
此外，在由本發明的第4個觀點得到的功率因數自動調整裝置中，所述預測功率因數運算裝置，對取代所述多個功率因數調整用電容，設置所述多個假想電容器的情況下的假想容量預測功率因數進行運算，所述預測值顯示裝置顯示所述假想容量預測功率因數。因此，在假想功率因數自動調整裝置異常的情況下，由於不由手動操作進行電容器的切斷，就可以確認設置多個假想電容器的情況下的假想容量預測功率，所以可以避免由於不需要的手動操作切斷電容器，造成電路功率因數惡化的情況，同時可以消除錯誤判斷功率因數自動調整裝置異常的情況。
圖1是表示本發明的功率因數自動調整裝置的實施方式1的電路框圖。
圖2A是表示實施方式1的功率因數自動調整裝置的處理動作的一部分的流程圖。
圖2B是表示實施方式1的功率因數自動調整裝置的處理動作的其餘部分的流程圖。
圖3是表示本發明的功率因數自動調整裝置的實施方式2的電路框圖。
圖4A是表示實施方式2的功率因數自動調整裝置的處理動作的一部分的流程圖。
圖4B是表示實施方式2的功率因數自動調整裝置的處理動作的其餘部分的流程圖。
圖5是表示本發明的功率因數自動調整裝置的實施方式3的電路框圖。
圖6A是表示實施方式3的功率因數自動調整裝置的處理動作的一部分的流程圖。
圖6B是表示實施方式3的功率因數自動調整裝置的另一部分處理動作的流程圖。
圖6C是表示實施方式3的功率因數自動調整裝置的處理動作的其餘部分的流程圖。
圖7是表示本發明的功率因數自動調整裝置的實施方式4的電路框圖。
圖8A是表示實施方式4的功率因數自動調整裝置的處理動作的一部分的流程圖。
圖8B是表示實施方式4的功率因數自動調整裝置的處理動作的其餘部分的流程圖。
圖9是表示本發明的功率因數自動調整裝置的實施方式5的電路框圖。
圖10A是表示實施方式5的功率因數自動調整裝置的處理動作的一部分的流程圖。
圖10B是表示實施方式5的功率因數自動調整裝置的處理動作的其餘部分的流程圖。
具體實施例方式
實施方式1.
圖1是表示本發明的功率因數自動調整裝置的實施方式1的電路框圖。圖2A、圖2B是表示實施方式1的處理動作的流程圖。
實施方式1的功率因數自動調整裝置，包括電路100、功率因數調整單元1、功率因數調整用電容器的接通切斷裝置50。電路100是交流電路。該電路100的交流電壓例如為6600[V]的級別，其交流電流例如為200[A]的級別。在電路100中設置測量用變壓器101和測量用變流器102。測量用變壓器101將電路100的交流電壓降壓到例如110[V]的級別進行檢測，輸出交流電壓V。測量用變流器102將電路100的交流電流I減流到例如5[A]的級別進行檢測，輸出交流電流I。交流電壓V和交流電流I被提供給功率因數調整單元1。
功率因數調整用電容器的接通切斷裝置50設置於電路100中，調整電路100的功率因數。功率因數調整用電容器的接通切斷裝置50具有多個功率因數調整用電容器52a、52b、52c、…、多個串聯扼流圈51a、51b、51c、…、多個電磁接觸器50a、50b、50c、…。功率因數調整用電容器52a、52b、52c、…分別通過串聯扼流圈51a、51b、51c、…和電磁接觸器50a、50b、50c、…與電路100連接。電磁接觸器50a、50b、50c、…利用功率因數調整單元1接通或切斷。
功率因數調整用電容器52a、52b、52c、…，以它們都具有相同的電容器容量的方式構成，或者以各自的電容器容量不同的方式構成。在功率因數調整用電容器52a、52b、52c、…的電容器容量都相同的情況下，這些功率因數調整用電容器52a、52b、52c、…例如以排列的順序，利用電磁接觸器50a、50b、50c、…切斷，或以該切斷的順序接通。在功率因數調整用電容器52a、52b、52c、…各自的電容器容量不同的情況下，功率因數調整用電容器52a、52b、52c、…以從電容器容量小的電容器開始的順序進行控制。
功率因數調整單元1包括設定裝置2、有效功率運算裝置3、無效功率運算裝置4、當前功率因數運算裝置5、下次控制電容器選擇裝置6、接通切斷水平運算裝置7、接通切斷判斷裝置8、控制狀態存儲裝置9、電容器接通切斷裝置10、預測功率因數運算裝置11、當前值顯示裝置12、預測值顯示裝置13。這些裝置例如由計算機構成。設定裝置2使用計算機的寄存器或存儲器構成，控制狀態存儲裝置9使用計算機的存儲器構成，電容器接通切斷裝置10使用計算機的輸出電路構成。有效功率運算裝置3、無效功率運算裝置4、當前功率因數運算裝置5、下次控制電容器選擇裝置6、接通切斷水平運算裝置7、接通切斷判斷裝置8、預測功率因數運算裝置11是使用計算機的CPU執行的裝置。當前值顯示裝置12、預測值顯示裝置13使用計算機的顯示器構成。
在設定裝置2中設定測量用變壓器101的變壓比VTr、變流器102的變流比CTr、功率因數調整用電容器52a、52b、52c、…的電容器編號、分別對應於該電容器編號的功率因數調整用電容器52a、52b、52c、…的各自的電容器容量、目標功率因數cosΦT、包括功率因數調整用電容器52a、52b、52c、…的接通順序和切斷順序的控制模式。在這些設定值有變更的情況下，隨時更新設定值。
有效功率運算裝置3根據從測量用變壓器101輸出的交流電壓V、從測量用變流器102輸出的交流電流I、由設定裝置2設定的變壓比VTr、變流比CTr，按照下面的(式1)對有效功率W進行運算。
W＝V×VTr×I×CTr×cosθ…(式1)其中，θ是交流電壓V和交流電流I之間的相位角。
無效功率運算裝置4，按照下面(式2)對無效功率VAR進行運算。
VAR＝V×VTr×I×CTr×sinθ…(式2)當前功率因數運算裝置5，根據由有效功率運算裝置3運算出的有效功率W、和由無效功率運算裝置4運算出的無效功率VAR，按照下面(式3)對當前的功率因數即當前功率因數cosΦ進行運算。該當前功率因數cosΦ被提供給當前值顯示裝置12，進行顯示。
cosΦ＝cos{tan-1(VAR/W)}…(式3)下次控制電容器選擇裝置6在實施方式1的功率因數自動調整裝置的啟動開始時，根據由設定裝置2設定的功率因數調整用電容器52a、52b、52c、…的各自的電容器容量、以及包含它們的接通順序和切斷順序的控制模式，從功率因數調整用電容器52a、52b、52c、…中，選擇下次要接通的接通對象電容器52n1和下次要切斷的切斷對象電容器52n2，此外，選擇接通對象電容器52n1的電容器容量Cn1和切斷對象電容器52n2的電容器容量Cn2。
下次控制電容器選擇裝置6在實施方式1的功率因數自動調整裝置啟動完成後，根據由設定裝置2設定的功率因數調整用電容器52a、52b、52c、…的各自的電容器容量、所述控制模式、以及存儲於控制狀態存儲裝置9中的當前的功率因數調整用電容器52a、52b、52c、…的接通切斷狀態，選擇下次要接通的接通對象電容器52n1和切斷對象電容器52n2，此外，選擇接通對象電容器52n1的電容器容量Cn1和切斷對象電容器52n2的電容器容量Cn2。
接通切斷水平運算裝置7根據由設定裝置2設定的目標功率因數cosΦT、由有效功率運算裝置3運算出的有效功率W，按照下面的(式4)，運算針對接通對象電容器52n1的接通水平Lj。
Lj＝-[tan{cos-1(cosΦT)}×W]…(式4)此外，該接通水平Li的單位與無效功率VAR的單位相同，是[var]。
此外，接通切斷水平運算裝置7根據目標功率因數cosΦT、有效功率W、由下次控制電容器選擇裝置6選擇出的切斷對象電容器52n2的電容器容量Cn2，按照下面的(式5)，運算針對切斷對象電容器52n2的切斷水平Lc。
Lc＝-[tan{cos-1(cosΦT)}×W]+(Cn2×a)…(式5)但是，在Lc的運算結果是0或比0小時，使Lc＝0。
此外，在(式5)中，a是常數。切斷水平Lc的單位也與無效功率VAR的單位相同，是[var]。
接通切斷判斷裝置8接收來自於接通切斷水平運算裝置7的接通水平Lj和切斷水平Lc，設定兩端由接通水平Lj和切斷水平Lc劃分的中間區域MDZ、比該中間區域MDZ小的接通區域ONZ、以及比中間區域MDZ大的切斷區域OFZ這3個區域，判斷由無效功率運算裝置4運算出的無效功率VAR處於這些區域MDZ、ONZ、OFZ中的哪一個內，根據其判斷結果，產生接通信號Son、切斷信號Sof。具體地說，中間區域MDZ設定在接通水平Lj和切斷水平Lc之間的區域中，例如是滿足Lj＜VAR＜Lc的區域。接通區域是無效功率VAR比該中間區域MDZ小的區域，例如是滿足VAR≤Lj的區域。切斷區域OFZ是無效功率VAR比該中間區域MDZ大的區域，例如是滿足Lc≤VAR的區域。
如果無效功率VAR處於接通區域ONZ，則接通切斷判斷裝置8產生對接通對象電容器52n1的接通信號Son，如果無效功率VAR處於切斷區域OFZ，則產生對切斷對象電容器52n2的切斷信號Sof。但是，如果無效功率VAR處於中間區域MDZ，則既不產生接通信號Son也不產生切斷信號Sof。
具體地說，接通切斷判斷裝置8首先比較來自於無效功率運算裝置4的無效功率VAR和來自於接通切斷水平運算裝置7的接通水平Lj，在其比較結果為VAR≤Lj的情況下，即如果是無效功率VAR處於接通區域ONZ的比較結果，則將該比較結果向預測功率因數運算裝置11輸出，此外，輸出對接通對象電容器52n1的接通信號Son。另一方面，在無效功率VAR與接通水平Lj比較結果為VAR＞Lj的情況下，將該比較結果向預測功率因數運算裝置11輸出，然後比較無效功率VAR和由接通切斷水平運算裝置7運算出的切斷水平Lc，如果其比較結果是VAR≥Lc，即如果是無效功率VAR處於切斷區域OFZ的比較結果，則輸出對切斷對象電容器52n2的切斷信號Sof。但是，如果VAR＜Lc，則由於無效功率VAR處於中間區域MDZ，所以既不輸出接通信號Son也不輸出切斷信號Sof。
控制狀態存儲裝置9根據從接通切斷判斷裝置8輸出的對接通對象電容器52n1的接通信號Son和對切斷對象電容器52n2的切斷信號Sof，更新、存儲接通對象電容器52n1和切斷對象電容器52n2的接通切斷狀態，由此，存儲所有的功率因數調整用電容器52a、52b、52c、…的當前的接通切斷狀態。控制狀態存儲裝置9再次向下次控制電容器選擇裝置6輸出這所有的功率因數調整用電容器52a、52b、52c、…的當前的接通切斷狀態。例如，在接通對象電容器52n1是功率因數調整用電容器52a的情況下，在由接通切斷判斷裝置8向功率因數調整用電容器52a輸出了接通信號Son時，控制狀態存儲裝置9從所存儲的功率因數調整用電容器52a、52b、52c、…的接通切斷狀態中，僅將功率因數調整用電容器52a的接通切斷狀態更新並存儲為接通狀態，將其向下次控制電容器選擇裝置6輸出。
電容器接通切斷裝置10從接通切斷判斷裝置8接收對接通對象電容器52n1的接通信號Son和對切斷對象電容器52n2的切斷信號Sof，接通電磁接觸器50a、50b、50c、…中與接通對象電容器52n1連接的電磁接觸器，此外切斷與切斷對象電容器52n2連接的電磁接觸器。
預測功率因數運算裝置11根據接通切斷判斷裝置8的判斷結果，在無效功率VAR處於接通區域，滿足VAR≤Lj的情況下，根據來自於有效功率運算裝置3的有效功率W、來自於無效功率運算裝置4的無效功率VAR、由下次控制電容器選擇裝置6選擇出的接通對象電容器52n1的電容器容量Cn1，按照下面的(式6)，對假設該接通對象電容器52n1接通的情況下的接通預測功率因數(cosΦf1)進行運算。
cosΦf1＝cos{tan-1[(VAR+Cn1)/W]}…(式6)此外，預測功率因數運算裝置11根據接通切斷判斷裝置8的判斷結果，在無效功率VAR處於切斷區域OFZ或中間區域MDZ，滿足VAR＞Lj的情況下，根據有效功率W、無效功率VAR、切斷對象電容器52n2的電容器容量Cn2，按照下面的(式7)對假設切斷對象電容器52n2被切斷的情況下的切斷預測功率因數(cosΦf2)進行運算。
cosΦf2＝cos{tan-1[(VAR-Cn2)/W]}…(式7)利用預測功率因數運算裝置11，按照(式6)和(式7)運算出的接通預測功率因數cosΦf1和切斷預測功率因數cosΦf2，被提供給預測值顯示裝置13，利用該預測值顯示裝置13進行顯示。
在實施方式1的功率因數自動調整裝置中，預測功率因數運算裝置11對切斷預測功率因數cosΦf2進行運算，預測值顯示裝置13顯示該切斷預測功率因數cosΦf2是重要的。實施方式1的功率因數自動調整裝置的操作者，可以由預測值顯示裝置13，識別在功率因數調整用電容器52a、52b、52c、…中，切斷了下次要切斷的切斷對象電容器53n2情況下的切斷預測功率因數cosΦf2。特別是，實施方式1的功率因數自動調整裝置，具有接通對象電容器52n1不接通、切斷對象電容器52n2不切斷的中間區域MDZ，在無效功率VAR低於切斷水平Lc，且處於超前功率因數側的中間區域MDZ的情況下，功率因數自動調整裝置不進行切斷對象電容器53n2的切斷。該情況下，預測功率因數運算裝置11按照(式7)對切斷對象電容器53n2被切斷的情況下的切斷預測功率因數cosΦf2進行運算，因為該切斷預測功率因數cosΦf2在預測值顯示裝置13上顯示，所以操作者由該切斷預測功率因數cosΦf2識別功率因數自動調整裝置不進行切斷對象電容器53n2的切斷，是因為如果進行則功率因數會下降到小於或等於目標功率因數(目標功率因數等於對接通對象電容器52n1的接通水平Lj)，由此，可以防止錯誤判斷功率因數自動調整裝置的異常。
下面根據圖2A、圖2B，對以上方式構成的實施方式1中的功率因數自動調整裝置的處理動作進行說明。圖2A、圖2B是表示實施方式1的處理動作的流程圖。該圖2A、圖2B的流程圖包括開始之後的步驟ST101～ST128。圖2A、圖2B中的點P1、P2分別表示相同的點。
首先在圖2A中，步驟ST101經過點P1接在開始之後。在該步驟ST101中，判斷利用設定裝置2設定的設定值是否有變更。如果設定裝置2的設定值有變更，步驟ST101的判斷結果是YES，則進入步驟ST102，更新設定裝置2的設定值，進入步驟ST104。另一方面，如果設定裝置2的設定值沒有變更，步驟ST101的判斷結果是NO，則進入步驟ST103，保持設定裝置2當前的設定值，進入步驟ST104。
在步驟ST104中，利用有效功率運算裝置3，按照(式1)對有效功率W進行運算。在接下來的步驟ST105中，利用無效功率運算裝置4，按照(式2)對無效功率VAR進行運算。
在接下來的步驟ST106中，使用由有效功率運算裝置3運算出的有效功率W和由無效功率運算裝置4運算出的無效功率VAR，利用當前功率因數運算裝置5，按照(式3)對當前功率因數cosΦ進行運算。在接下來的步驟ST107中，利用當前值顯示裝置12，顯示利用當前功率因數運算裝置5運算出的當前功率因數cosΦ。
在接下來的步驟ST108中，在功率因數自動調整裝置的啟動開始時，利用下次控制電容器選擇裝置6，根據由設定裝置2設定的功率因數調整用電容器52a、52b、52c、…的電容器容量、以及包含這些功率因數調整用電容器52a、52b、52c、…的接通順序和切斷順序的控制模式，選擇下次要接通的接通對象電容器52n1和其電容器容量Cn1，此外，選擇下次要切斷的切斷對象電容器52n2和其電容器容量Cn2。此外，在功率因數自動調整裝置啟動後，根據功率因數調整用電容器52a、52b、52c、…的電容器容量、所述控制模式、由控制狀態存儲裝置9存儲的當前的接通切斷狀態，選擇下次要接通的接通對象電容器52n1和其電容器容量Cn1，此外，選擇下次要切斷的切斷對象電容器52n2和其電容器容量Cn2。
在接下來的步驟ST109中，利用接通切斷水平運算裝置7，根據由設定裝置2設定的目標功率因數cosΦT、由有效功率運算裝置3運算出的有效功率W，按照(式4)對接通水平Lj進行運算，使接通水平Lj＝接通水平運算結果，確定接通水平Lj。
在接下來的步驟ST110中，利用接通切斷水平運算裝置7，根據由設定裝置2設定的目標功率因數cosΦT、由下次控制電容器選擇裝置6選擇出的切斷對象電容器52n2的電容器容量Cn2，按照(式5)對下次要切斷的切斷對象電容器52n2的切斷水平Lc進行運算。在接下來的步驟ST111中，判斷在步驟ST110中運算出的切斷水平Lc的運算結果，是否為切斷水平Lc的運算結果＞0。
在切斷水平Lc的運算結果＞0的情況下，步驟ST111的判斷結果成為YES，進入步驟ST112，在該步驟ST112中，使切斷水平Lc＝切斷水平的運算結果，確定切斷水平Lc，進入點P2。另一方面，在切斷水平Lc的運算結果≤0的情況下，步驟ST111的判斷結果為NO，進入步驟ST113，在該步驟ST113中，使切斷水平Lc＝0，確定切斷水平Lc，進入點P2。
轉到圖2B，從點P2進入步驟ST114。在步驟ST114中，利用接通切斷判斷裝置8，比較由無效功率運算裝置4運算出的無效功率VAR、由接通切斷水平運算裝置7運算出的接通水平Lj，判斷是否為無效功率VAR≤接通水平Lj。
在無效功率VAR≤接通水平Lj的情況下，因為無效功率VAR處於接通區域ONZ，步驟ST114的判斷結果為YES，所以進入步驟ST115，在該步驟ST115中，從接通切斷判斷裝置8向預測功率因數運算裝置11輸出步驟ST114的判斷結果，進入接下來的步驟ST116。在步驟ST116中，利用預測功率因數運算裝置11，對應於接通切斷判斷裝置8的判斷結果，根據由有效功率運算裝置3運算出的有效功率W、由無效功率運算裝置4運算出的無效功率VAR、由下次控制電容器選擇裝置6選擇出的接通對象電容器52n1的電容器容量Cn1，按照(式6)對接通預測功率因數cosΦf1進行運算。
在接下來的步驟ST117中，利用預測值顯示裝置13，顯示在步驟ST116中利用預測功率因數運算裝置11運算出的接通預測功率因數cosΦf1。在接下來的步驟ST118中，利用接通切斷判斷裝置8，輸出對下次要接通的接通對象電容器52n1的接通信號Son。在接下來的步驟ST119中，利用電容器接通切斷裝置10，根據在步驟ST118中輸出的接通信號Son，使與接通對象電容器52n1連接的電磁接觸器動作，將接通對象電容器52n1與電路100接通。
在接下來的步驟ST120中，利用控制狀態存儲裝置9，根據從接通切斷判斷裝置8輸出的接通信號Son，僅將進行接通的接通對象電容器52n1的接通切斷狀態更新成接通狀態並存儲，更新所有的功率因數調整用電容器52a、52b、52c、…的接通切斷狀態。並且，將利用控制狀態存儲裝置9更新並存儲的功率因數調整用電容器52a、52b、52c、…的接通切斷狀態向下次控制電容器選擇裝置6輸出。步驟ST120與點P1相接，在步驟ST120以後，經過圖2A的點P1，返回步驟ST101，重複ST101以後的處理。
另一方面，在步驟ST114中，無效功率VAR＞接通水平Lj的情況下，步驟ST114的判斷結果為NO，進入步驟ST121，在該步驟ST121中，從接通切斷判斷裝置8向預測功率因數運算裝置11輸出ST114的判斷結果，進入接下來的步驟ST122。在步驟ST122中，利用預測功率因數運算裝置11，對應於接通切斷判斷裝置8的判斷結果，根據由有效功率運算裝置3運算出的有效功率W、由無效功率運算裝置4運算出的無效功率VAR、由下次控制電容器選擇裝置6選擇出的切斷對象電容器52n2的電容器容量Cn2，按照(式7)對切斷預測功率因數cosΦf2進行運算。
在接下來的步驟ST123中，利用預測值顯示裝置13顯示在步驟ST122中運算出的切斷預測功率因數cosΦf2。在接下來的步驟ST124中，利用接通切斷判斷裝置8，比較由無效功率運算裝置4運算出的無效功率VAR和步驟ST112或ST113中確定的切斷水平Lc，判斷是否為無效功率VAR＜切斷水平Lc。
在無效功率VAR＜切斷水平Lc的情況下，因為無效功率VAR處於中間區域MDZ，步驟ST124的判斷結果為YES，所以進入步驟ST125。在該步驟ST125中，為了保持當前的接通切斷狀態，接通切斷判斷裝置8既不輸出接通信號Son也不輸出切斷信號Sof。步驟ST125與點P1相接，步驟ST125以後經過圖2A的點P1，返回步驟ST101，重複步驟ST101以後的處理。
另一方面，在步驟ST124中，無效功率VAR≥切斷水平Lc的情況下，因為無效功率VAR處於切斷區域OFZ，步驟ST124的判斷結果為ON，所以進入步驟ST126。在該步驟ST126中，利用接通切斷判斷裝置8，輸出對下次要切斷的切斷對象電容器52n2的切斷信號Sof。在接下來的步驟ST127中，利用電容器接通切斷裝置10，根據在步驟ST126中輸出的切斷信號Sof，切斷與切斷對象電容器52n2連接電磁接觸器，將切斷對象電容器52n2從電路100切斷。
在接下來的步驟ST128中，利用控制狀態存儲裝置9，根據從接通切斷判斷裝置8輸出的切斷信號Sof，僅將進行了切斷的切斷對象電容器52n2的接通切斷狀態更新為切斷狀態，更新所有的功率因數調整用電容器52a、52b、52c、…的接通切斷狀態。並且，將利用控制狀態存儲裝置9更新、存儲的功率因數調整用電容器52a、52b、52c、…的接通切斷狀態，向下次控制電容器選擇裝置6輸出。步驟ST128與點P1相接，在步驟ST128以後，經過圖2A的點P1，返回步驟ST101，重複ST101以後的處理。
在如上所述的實施方式1的功率因數自動調整裝置中，因為對切斷下次要切斷的切斷對象電容器52n2的情況下的切斷預測功率因數cosΦf2進行運算，顯示該切斷預測功率因數cosΦf2，所以在當前功率因數低於切斷電容器52n2的切斷水平Lc，且處於超前功率因數側的情況下，不進行切斷對象電容器52n2的切斷，是因為如果切斷該切斷對象電容器52n2則低於目標功率因數(目標功率因數＝接通水平Lj)，這可以利用切斷預測功率因數cosΦf2進行確認，而不判斷功率因數自動調整裝置產生異常。此外，因為不用手動操作進行電容器切斷，就可以確認切斷對象電容器52n2的切斷後的切斷預測功率因數cosΦf2，所以可以避免因用手動操作造成電路的功率因數的惡化的情況。
實施方式2圖3是表示本發明的功率因數自動調整裝置的實施方式2的電路框圖，圖4A、圖4B是表示實施方式2的功率因數自動調整裝置的處理動作的流程圖。
本實施方式2的功率因數自動調整裝置，使用功率因數調整單元1A取代實施方式1的功率因數調整單元1。該功率因數調整單元1A相對於實施方式1中使用的功率因數調整單元1，增加了假想控制狀態設定裝置14和預測無效功率運算裝置15，並且分別將功率因數調整單元1的預測功率因數運算裝置11和預測值顯示裝置13替換成預測功率因數運算裝置11A和預測值顯示裝置13A。預測無效功率運算裝置15對假想控制無效功率VARfctL進行運算，將該假想無效功率VARfctL提供給預測功率因數運算裝置11A。假想控制狀態設定裝置14使用計算機的寄存器或存儲器構成，預測功率因數運算裝置11A和預測無效功率運算裝置15是利用計算機的CPU執行的裝置。預測值顯示裝置13A利用計算機的顯示器構成。其他以與實施方式1相同的方式構成。
實施方式2的功率因數調整單元1A中的假想控制狀態設定裝置14，對於功率因數調整用電容器52a、52b、52c、…，設定與當前的接通切斷狀態不同的假想的接通切斷狀態。預測無效功率運算裝置15根據由設定裝置2設定的功率因數調整用電容器52a、52b、52c、…的電容器容量、由無效功率運算裝置4運算出的無效功率VAR、由控制狀態存儲裝置9存儲的功率因數調整用電容器52a、52b、52c、…的當前的接通切斷狀態、由假想控制設定裝置14設定的功率因數調整用電容器52a、52b、52c、…的假想的接通切斷狀態，對功率因數調整用電容器52a、52b、52c、…成為所述假想的接通切斷狀態的情況下的預測無效功率、即假想控制預測無效功率VARfctL進行運算。
實施方式2的功率因數調整單元1A中的預測功率因數運算裝置11A，根據由有效功率運算裝置3運算出的有效功率W、由預測無效功率運算裝置15運算出的假想控制預測無效功率VARfctL，對功率因數調整用電容器52a、52b、52c、…成為所述假想的接通切斷狀態的情況下的功率因數、即假想控制預測功率因數cosΦfctL進行運算。預測值顯示裝置13，顯示由預測功率因數運算裝置11A運算出的假想控制預測功率因數cosΦfctL。
具體地說，假想控制狀態設定裝置14利用功率因數調整單元1A實際進行控制，以與功率因數調整用電容器52a、52b、52c、…的當前的接通切斷狀態無關的方式，對於功率因數調整用電容器52a、52b、52c、…，設定假想的接通切斷狀態。例如，在使用3個功率因數調整用電容器52a、52b、52c的裝置中，在所述當前的接通切斷狀態下，如果利用功率因數調整單元1A，將功率因數調整用電容器52a、52b控制為接通狀態、將功率因數調整用電容器52c控制為切斷狀態，則在假想控制狀態設定裝置14中以與此無關的方式，將所述假想的接通切斷狀態、例如功率因數調整用電容器52a、52c設定為接通狀態、將功率因數調整用電容器52b設定為切斷狀態。
預測無效功率運算裝置15根據由設定裝置2設定的功率因數調整用電容器52a、52b、52c、…的電容器容量、由控制狀態存儲裝置9存儲的功率因數調整用電容器52a、52b、52c、…的當前的接通切斷狀態，求出當前接通的所有功率因數調整用電容器的電容器容量的總容量∑C。此外，預測無效功率運算裝置15根據由設定裝置2設定的功率因數調整用電容器52a、52b、52c、…的電容器容量、以及由假想控制設定裝置14設定的功率因數調整用電容器52a、52b、52c、…的假想接通切斷狀態，求出在所述假想的接通切斷狀態下，被接通的所有功率因數調整用電容器的電容器容量的假想控制總容量∑CctL。並且，預測無效功率運算裝置15根據總容量∑C、假想控制總容量∑CctL、以及由無效功率運算裝置4運算出的無效功率VAR，按照下面的(式8)，對功率因數調整用電容器52a、52b、52c、…成為利用假想控制狀態設定裝置14設定的假想的接通切斷狀態的情況下的預測無效功率、即假想控制預測無效功率VARfctL進行運算。
VARfctL＝VAR-∑C+∑CctL…(式8)預測功率因數運算裝置11A根據利用有效功率運算裝置3運算出的有效功率W、以及利用預測無效功率運算裝置15運算出的假想控制預測無效功率VARfctL，按照下面的(式9)，對功率因數調整用電容器52a、52b、52c、…成為利用假想控制狀態設定裝置14設定的假想的接通切斷狀態的情況下的預測功率因數、即假想控制預測功率因數cosΦfctL進行運算。
cosΦfctL＝cos{tan-1[VARfctL/W]}…(式9)預測值顯示裝置13顯示由預測功率因數運算裝置11A運算出的假想控制預測功率因數cosΦfctL。
下面根據圖4A、圖4B對以上述方式構成的實施方式2的功率因數自動調整裝置的處理動作進行說明。圖4A、圖4B的流程圖包括接在圖4A的開始之後的步驟ST101～ST114、步驟ST118～ST120、步驟ST124～ST128、步驟ST201～ST206。圖4A、圖4B中的點P1、P3分別是相同的點。
在圖4A中，從開始經過點P1，執行步驟ST101～ST103。該步驟ST101～ST103與圖2A所示的實施方式1的步驟ST101～ST103相同，從步驟ST102或步驟ST103進入步驟ST201。在步驟ST201中，判斷由假想控制狀態設定裝置14設定的假想控制狀態設定值是否存在變更。如果由假想控制狀態設定裝置14設定的假想控制狀態設定值有變更，則步驟ST201的判斷結果為YES，進入接下來的步驟ST202，在該步驟ST202中變更假想控制狀態設定值。另一方面，如果所述假想控制狀態設定值沒有變更，則步驟ST201的判斷結果為NO，進入接下來的步驟ST203，在該步驟ST203中，保持當前的假想控制狀態設定值不變。
在步驟ST202或步驟ST203之後，執行步驟ST104～ST107。這些步驟ST104～ST107與圖2A所示的實施方式1的步驟ST104～ST107相同。從步驟ST107進入步驟ST204。
在步驟ST204中，利用預測無效功率運算裝置15，根據總容量∑C、假想控制總容量∑CctL、以及無效功率VAR，按照(式8)對假想控制預測無效功率VARfctL進行運算，所述總容量∑C根據由設定裝置2設定的功率因數調整用電容器52a、52b、52c、…的電容器容量、和由控制狀態存儲裝置9存儲的功率因數調整用電容器52a、52b、52c、…的當前的接通切斷狀態求出，所述假想控制總容量∑CctL根據由設定裝置2設定的功率因數調整用電容器52a、52b、52c、…的電容器容量、和由假想控制狀態設定裝置14設定的功率因數調整用電容器52a、52b、52c、…的假想的接通切斷狀態求出，所述無效功率VAR由無效功率運算裝置4運算出。
在接下來的步驟ST205中，利用預測功率因數運算裝置11A，根據由有效功率運算裝置3運算出的有效功率W、以及由預測無效功率運算裝置15運算出的假想控制預測無效功率VARfctL，按照(式9)對假想控制預測功率因數cosΦfctL進行運算。在接下來的步驟ST206中，利用預測值顯示裝置13A，顯示由預測功率因數運算裝置11A運算出的假想控制預測功率因數cosΦfctL。從步驟ST206到達點P3。
轉到圖4B，從點P3執行步驟ST108～步驟ST114。這些步驟ST108～ST114與圖2A的實施方式1的步驟ST108～ST114相同。
在步驟ST114的判斷結果是YES，無效功率VAR≤接通水平Lj的情況下，因為無效功率VAR處於接通區域ONZ，所以執行步驟ST118～ST120。這些步驟ST118～ST120與圖2B所示實施方式1的步驟ST118～ST120相同。在步驟ST119中，進行接通對象電容器52n1的接通。
另一方面，在步驟ST114的判斷結果是NO，無效功率VAR＞接通水平Lj的情況下，執行步驟ST124～ST128。步驟ST124～ST128與圖2B所示的實施方式1的步驟ST124～ST128相同。在步驟ST125中，由於無效功率VAR處於中間區域MDZ，所以既不進行接通對象電容器52n1的接通，也不進行切斷對象電容器52n2的切斷，保持當前的功率因數調整用電容器52a、52b、52c、…的狀態。在步驟ST127中，由於無效功率VAR處於切斷區域OFZ，所以進行切斷對象電容器52n2的切斷。
在上述實施方式2的功率因數自動調整裝置中，在實際進行接通對象電容器52n1的接通或切斷對象電容器52n2的切斷之前，在步驟ST205中，對所述假想的接通切斷狀態下的假想控制預測功率因數cosΦfctL進行運算，在步驟ST206中對其進行顯示。如果使假想的接通切斷狀態為例如切斷了切斷對象電容器52n2的狀態，則可以在將切斷對象電容器52n2切斷之前，利用假想控制預測功率因數cosΦfctL確認將其切斷了的情況下的預測功率因數。因此，不進行手動操作的電容器的切斷，就可以確定假想的接通裝置狀態下的假想控制預測功率因數cosΦfctL，不會因手動操作造成電路的功率因數惡化，可以防止錯誤判斷功率因數自動調整裝置產生異常。
實施方式3圖5是表示本發明的功率因數自動調整裝置的實施方式3的電路框圖，圖6A、圖6B是表示實施方式3的功率因數自動調整裝置的處理動作的流程圖。
該圖5的實施方式3，使用功率因數控制調整單元1B取代實施方式1中的功率因數控制調整單元1。該功率因數調整單元1B，是在圖1所示的功率因數調整單元1中，增加了手動操作裝置16、手動操作電容器選擇裝置17、手動操作判斷裝置18、以及報警裝置19，此外，將功率因數調整單元1中的下次控制電容器選擇裝置6、控制狀態存儲裝置9、電容器接通切斷裝置10、預測功率因數運算裝置11、預測值顯示裝置13，分別替換成下次控制電容器選擇裝置6B、控制狀態存儲裝置9B、電容器接通切斷裝置10B、預測功率因數運算裝置11B、預測值顯示裝置13B。下次控制電容器選擇裝置6B、預測功率因數運算裝置11B、手動操作電容器選擇裝置17、以及手動操作判斷裝置18是利用計算機的CPU執行的裝置。電容器接通切斷裝置10B由計算機的輸出電路構成。控制狀態存儲裝置9B使用計算機的存儲器構成，預測值顯示裝置13B利用計算機的顯示器構成。手動操作裝置16設置於計算機的外部，與計算機的輸入電路連接。報警裝置19設置於計算機的外部，與計算機的輸出電路連接。除此之外，與實施方式1同樣地構成。
實施方式3中的功率因數調整單元1B的手動操作裝置16，可以利用手動切斷功率因數調整用電容器52a、52b、52c、…中，處於接通狀態的任一個電容器52m。此外，在利用手動操作裝置16進行對手動切斷對象電容器52m的切斷操作的情況下，手動操作裝置16輸出對該手動切斷對象電容器52m的手動操作信號。手動操作電容器選擇裝置17根據來自於手動操作裝置16的手動操作信號，從由設定裝置2設定的功率因數調整用電容器52a、52b、52c、…中選擇手動切斷對象電容器52m，並選擇其電容器容量Cm。
預測功率因數運算裝置11B，根據由有效功率運算裝置3運算出的有效功率W、由無效功率運算裝置4運算出的無效功率VAR、以及手動切斷對象電容器52m的電容器容量Cm，按照下面的(式10)，對在利用手動操作裝置16切斷了手動切斷對象電容器52m的情況下的預測功率因數、即手動切斷預測功率因數cosΦfm進行運算。
cosΦfm＝cos{tan-1[(VAR-Cm)/W]}…(式10)功率因數調整單元1B中的手動操作判斷裝置18，比較由當前功率因數運算裝置5運算出的當前功率因數cosΦ的絕對值和由預測功率因數運算裝置11B運算出的手動切斷預測功率因數cosΦfm的絕對值，在比較結果是|cosΦ|≤|cosΦfm|的情況下，輸出對手動切斷對象電容器52m的切斷信號、即手動切斷信號Msof，在比較結果是|cosΦ|＞|cosΦfm|的情況下，輸出報警信號，此外，判斷在某個恆定的時間T、例如10秒內，是否利用手動操作裝置16再次進行了切斷操作。在恆定時間T內利用手動操作裝置16再次進行了切斷操作的情況下，輸出手動切斷信號Msof，此外，在恆定時間內未利用手動操作裝置16進行切斷操作的情況下，取消由手動操作裝置16進行的切斷操作。
功率因數調整單元1B中的下次控制電容器選擇裝置6B，在功率因數自動調整裝置的啟動開始時，根據由設定裝置2設定的功率因數調整用電容器52a、52b、52c、…的各自的電容器容量、以及包括它們的電容器接通順序和切斷順序的控制模式，選擇下次要接通的接通對象電容器52n1和其電容器容量Cn1，此外選擇下次要切斷的切斷對象電容器52n2和其電容器容量Cn2。此外在功率因數自動調整裝置的啟動完成後，如果利用手動操作判斷裝置18輸出手動切斷信號Msof，則利用功率因數自動調整，將利用手動操作裝置16進行了切斷操作的手動切斷對象電容器52m，從下次要接通的接通對象電容器52n1和下次要切斷的切斷對象電容器52n2的選擇對象電容器中去除，根據由設定裝置2設定的功率因數調整用電容器52a、52b、52c、…的電容器容量、包括它們的電容器接通順序和切斷順序的控制模式、以及由控制狀態存儲裝置9B存儲的當前的功率因數調整用電容器52a、52b、52c、…的接通切斷狀態，選擇下次要接通的接通對象電容器52n1和其電容器容量Cn1，此外選擇下次要切斷的切斷對象電容器52n2和其電容器容量Cn2。
例如，如果利用手動操作判斷裝置18，輸出對功率因數調整用電容器52a的手動切斷信號Msof，則下次控制電容器選擇裝置6B將該電容器52a排除在選擇的對象之外，根據由設定裝置2設定的功率因數調整用電容器52a、52b、52c、…的電容器容量、包括它們的電容器接通順序和切斷順序的控制模式、以及由控制狀態存儲裝置9B存儲的當前的功率因數調整用電容器52a、52b、52c、…的接通切斷狀態，從電容器52b、52c、…中，選擇接通對象電容器52n1和其電容器容量Cn1，以及切斷對象電容器52n2和其電容器容量Cn2。即，該情況下，功率因數調整用電容器52a被排除在由功率因數調整單元1B進行自動控制的對象之外。
控制狀態存儲裝置9B根據從接通切斷判斷裝置8輸出的對接通對象電容器52n1的接通信號Son、對切斷對象電容器52n2的切斷信號Sof、以及從手動操作判斷裝置18輸出的對手動切斷對象電容器52m的手動切斷信號MSof，更新、存儲功率因數調整用電容器52a、52b、52c、…的接通切斷狀態，由此，存儲功率因數調整用電容器52a、52b、52c、…的當前的接通切斷狀態。此外，將該更新並存儲的接通切斷狀態向下次控制電容器選擇裝置6B輸出。
例如，在利用接通切斷判斷裝置8對功率因數調整用電容器52a輸出接通信號Son的情況下，控制狀態存儲裝置9B在當前存儲的功率因數調整用電容器52a、52b、52c、…的接通切斷狀態中，僅將功率因數調整用電容器52a的接通切斷狀態更新並存儲為接通狀態。然後，將該更新並存儲的接通切斷狀態向下次控制電容器選擇裝置6B輸出。此外在由手動操作裝置16進行功率因數調整用電容器52a的切斷操作，從手動操作判斷裝置18對該功率因數調整用電容器52a輸出了手動切斷信號Msof的情況下，控制狀態存儲裝置9B在當前存儲的功率因數調整用電容器52a、52b、52c、…的接通切斷狀態中，僅將功率因數調整用電容器52a的接通切斷狀態更新並存儲為切斷狀態。然後，將該更新並存儲的接通切斷狀態向下次控制電容器選擇裝置6B輸出。
電容器接通切斷裝置10B，根據從接通切斷判斷裝置8輸出的接通信號Son和切斷信號Sof、以及從手動操作判斷裝置18輸出的手動切斷信號MSof，進行功率因數調整用電容器52a、52b、52c、…的接通或切斷。報警裝置19根據從手動操作判斷裝置18輸出的報警信號，產生報警輸出。預測值顯示裝置13B顯示利用預測功率因數運算裝置11B運算出的手動切斷預測功率因數cosΦfm。
接下來，根據圖6A、圖6B、圖6C，對上述方式構成的實施方式3的功率因數自動調整裝置的處理動作進行說明。圖6A、圖6B、圖6C的流程圖包括接在圖6A的開始之後的步驟ST101～ST114、步驟ST118～ST120、步驟ST124～ST128、步驟ST301～ST314。這些圖6A、圖6B、圖6C中的點P1、P4、P5分別是相同的點。
最開始，在圖6A中，從開始經過點P1到達步驟ST101，執行步驟ST101～ST107。這些步驟ST101～ST107與圖1A所示的實施方式1的步驟ST101～ST107相同，執行與它們相同的處理。在步驟ST107中，在當前值顯示裝置12上顯示當前功率因數cosΦ。
在接下來的步驟ST301中，利用手動操作電容器選擇裝置17，檢測來自於手動操作裝置16的手動操作信號，判斷是否有由手動進行的切斷操作。在有由手動進行的切斷操作的情況下，步驟ST301的判斷結果為YES，進入點P4。該點P4以後的處理流程示於圖6B中。在沒有由手動進行的切斷操作的情況下，步驟ST301的判斷結果為NO，進入點P5。該點P5以後的處理流程示於圖6C中。
轉到圖6B，從點P4進入步驟ST302。在該步驟ST302中，利用手動電容器選擇裝置17，選擇在手動操作裝置16中成為切斷對象的手動切斷對象電容器52m和其電容器容量Cm。在接下來的步驟ST303中，利用預測功率因數運算裝置11B，根據由有效功率運算裝置3運算出的有效功率W、由無效功率運算裝置4運算出的無效功率VAR、以及電容器容量Cm，按照(式10)對手動切斷預測功率因數cosΦfm進行運算。
在接下來的步驟ST304中，利用預測值顯示裝置13B，顯示在步驟ST303中運算出的手動切斷預測功率因數cosΦfm。在接下來的步驟ST305中，利用手動操作判斷裝置18，對在步驟ST106中運算出的當前功率因數cosΦ的絕對值和在步驟ST303中運算出的手動切斷預測功率因數cosΦfm的絕對值進行比較，判斷是否為|cosΦ|≤|cosΦfm|。
如果步驟ST305的判斷結果是YES，則進入步驟ST306，在該步驟ST306中，利用手動操作判斷裝置18，輸出對在手動操作裝置16中成為切斷對象的手動切斷對象電容器52m的手動切斷信號Msof。在接下來的步驟ST307中，利用電容器接通切斷裝置10B，根據在步驟ST306中輸出的手動切斷信號Msof，使與手動切斷對象電容器52m連接的電磁接觸器動作，切斷手動切斷對象電容器52m。
在接下來的步驟ST308中，利用控制狀態存儲裝置9B，根據在步驟ST306中輸出的手動切斷信號Msof，僅將手動切斷對象電容器52m的接通切斷狀態變更為切斷狀態並存儲。然後，將該更新並存儲的接通切斷狀態輸出。在接下來的步驟ST309中，利用下次控制電容器選擇裝置6B，通過功率因數自動調整，將手動切斷對象電容器52m從接下來要接通的接通對象電容器52n1以及接下來要切斷的切斷對象電容器52n2的對象電容器中去除。步驟ST309以後直至點P1，經過圖6A的點P1，返回到步驟ST101，重複步驟ST101以後的處理。
另一方面，在步驟ST305的判斷結果是NO的情況下，即|cosΦ|＞|cosΦfm|的情況下，進入步驟ST310，在該步驟ST310中，利用手動操作判斷裝置18輸出報警信號。在接下來的步驟ST311中，利用報警裝置19產生報警輸出。
在接下來的步驟ST312中，利用手動操作判斷裝置18，判斷在某個恆定的時間T內是否利用手動操作裝置16再次進行了切斷操作。在步驟ST312的判斷結果是YES的情況下，即恆定時間T內利用手動操作裝置16再次進行了切斷操作的情況下，進入步驟ST313。在該步驟ST313中，利用手動操作判斷裝置18，輸出對手動切斷對象電容器52m的手動切斷信號Msof，進行步驟ST307～ST309的處理。
另一方面，在步驟ST312的判斷結果是NO的情況下，即在恆定時間T內未利用手動操作裝置16再次進行了切斷操作的情況下，進入步驟ST314。在該步驟ST314中，取消由手動操作裝置16進行的切斷操作。步驟ST314以後直至點P1，經過圖6A的點P1，返回到步驟ST101，重複步驟ST101以後的處理。
然後轉到圖6C，從點P5到ST108，執行步驟ST108～ST114的處理。該步驟ST108～ST114與圖2B所示的實施方式1的步驟ST108～ST114相同，執行與該實施方式1的步驟ST108～ST114的處理相同的處理。在步驟ST114中，判斷是否為無效功率VAR≤接通水平Li。
在步驟ST114的判斷結果是YES、即無效功率VAR≤接通水平Lj，無效功率VAR處於接通區域ONZ的情況下，執行步驟ST118～ST120的處理。該步驟ST118～ST120與圖2B所示實施方式1的步驟ST118～ST120相同，執行與該實施方式1的步驟ST118～ST120的處理相同的處理。步驟ST120以後直至P1，經過圖6A的點P1，返回到步驟ST101，重複步驟ST101以後的處理。
在步驟ST114的判斷結果是NO的情況下、即無效功率VAR＞接通水平Lj的情況下，執行步驟ST124～ST128的處理。該步驟ST124～ST128與圖2B所示實施方式1的步驟ST124～ST128相同，執行與該實施方式1的步驟ST124～ST128的處理相同的處理。在步驟ST125中，由於無效功率VAR處於中間區域MDZ，所以既不進行接通對象電容器52n1的接通，也不進行切斷對象電容器52n2的切斷，保持當前的功率因數調整用電容器52a、52b、52c、…的狀態。在步驟ST127中，由於無效功率VAR處於切斷區域OFZ，所以進行切斷對象電容器52n2的切斷。步驟ST125、步驟ST128以後直至P1，經過圖6A的點P1，返回到步驟ST101，重複步驟ST101以後的處理。
在上述實施方式3的功率因數自動調整裝置中，在實際進行由手動操作進行的手動切斷對象電容器52m的切斷之前，對進行該手動切斷對象電容器52m的切斷的情況下的手動切斷預測功率因數cosΦfm進行運算並顯示。該手動切斷對象電容器52m是在假想功率因數自動調整裝置異常的情況下，為了確認該功率因數調整的動作而選擇的電容器。在本實施方式3中，在假想功率因數自動調整裝置異常時，在實際切斷要進行切斷操作的手動切斷對象電容器52m之前，預先確認將其切斷的情況下的手動控制預測功率因數cosΦfm，可以防止錯誤判斷功率因數自動調整裝置產生異常。此外，因為在手動控制預測功率因數cosΦfm惡化的情況下，利用當前功率因數cosΦ進行報警輸出，確認是否確實進行手動切斷對象電容器52m的切斷，所以可以防止因誤操作對電路的功率因數造成影響，此外，由於在利用手動操作裝置進行了對手動切斷對象電容器52m的切斷操作的情況下，僅限於在進行了該手動操作後的某個恆定時間T內再次進行了手動操作的情況下，實際切斷手動切斷對象電容器52m，所以可以防止因錯誤的手動操作造成手動切斷對象電容器52m的切斷。
實施方式4圖7是表示本發明的功率因數自動調整裝置的實施方式4的電路框圖，圖8A、圖8B是表示實施方式4的功率因數自動調整裝置的處理動作的流程圖。
本實施方式4的功率因數自動調整裝置中，使用功率因數控制調整單元1C，取代實施方式1的功率因數調整單元1。該功率因數調整單元1C是在圖1所示的功率因數調整單元1中，增加了假想電容器容量設定裝置20和預測無效功率運算裝置15C，此外，將功率因數調整單元1中的下次控制電容器選擇裝置6、接通切斷水平運算裝置7、接通切斷判斷裝置8、控制狀態存儲裝置9、電容器接通切斷裝置10、預測功率因數運算裝置11、預測值顯示裝置13，分別替換為下次控制電容器選擇裝置6C、接通切斷水平運算裝置7C、接通切斷判斷裝置8C、控制狀態存儲裝置9C、電容器接通切斷裝置10C、預測功率因數運算裝置11C、預測值顯示裝置13C。下次控制電容器選擇裝置6C、接通切斷水平運算裝置7C、接通切斷判斷裝置8C、預測功率因數運算裝置11C、以及預測無效功率運算裝置15C是由計算機的CPU執行的裝置。控制狀態存儲裝置9C由計算機的存儲器構成，假想電容器容量設定裝置20由計算機的寄存器或存儲器構成，此外，預測值顯示裝置13C由計算機的顯示器構成。其他以與實施方式1相同的方式構成。
本實施方式4的功率因數調整單元1C中的假想電容器容量設定裝置20，是假想在電路100中設置具有與功率因數調整用電容器52a、52b、52c、…的電容器容量不同的電容器容量Cva、Cvb、Cvc、…的多個假想電容器VCa、VCb、VCc、…，取代功率因數調整用電容器52a、52b、52c、…的狀態，設定這些假想電容器VCa、VCb、VCc、…的電容器編號和電容器容量Cva、Cvb、Cvc、…。例如，如果設實際的功率因數調整用電容器52a、52b、52c為100[kvar]、150[kvar]、200[kvar]，則假想電容器VCa、VCb、VCc的假想電容器容量Cva、Cvb、Cvc，設定成與功率因數調整用電容器52a、52b、52c的電容器容量不同的50[kvar]、75[kvar]、100[kvar]。
功率因數調整單元1C的下次控制電容器選擇裝置6C在功率因數自動調整裝置啟動時，根據設定裝置2設定的實際的功率因數調整用電容器52a、52b、52c、…的電容器容量、以及包括實際的功率因數調整用電容器52a、52b、52c、…的接通順序和切斷順序的控制模式，從實際的功率因數調整用電容器52a、52b、52c、…中選擇下次要接通的接通對象電容器52n1和其電容器容量Cn1、以及選擇下次要切斷的切斷對象電容器52n2和其電容器容量Cn2。此外，下次控制電容器選擇裝置6C在功率因數自動調整裝置啟動時，同時根據設定裝置2設定的所述控制模式、在假想電容器設定裝置20中設定的設定值，在假想功率因數調整用電容器VCa、VCb、VCc、…中，選擇下次要接通的假想接通對象電容器VCn1和此電容器容量Cvn1、以及下次要切斷的假想切斷對象電容器VCn2和此電容器容量Cvn2。
此外，下次控制電容器選擇裝置6C在功率因數自動調整裝置的啟動後，根據由設定裝置2設定的實際功率因數調整用電容器52a、52b、52c、…的電容器容量、所述控制模式、由控制狀態存儲裝置9C存儲的實際的功率因數調整用電容器52a、52b、52c、…的當前的控制狀態，從實際的功率因數調整用電容器52a、52b、52c、…中，選擇下次要接通的假想接通對象電容器52n1和其電容器容量Cn1。此外，選擇下次要切斷的假想切斷對象電容器52n2和其電容器容量Cn2。此外，下次控制電容器選擇裝置6C，在功率因數自動調整裝置啟動後，根據由設定裝置2設定的所述控制模式、由假想電容器容量設定裝置20設定的假想的功率因數調整用電容器VCa、VCb、VCc、…的電容器容量Cva、Cvb、Cvc、…、以及由控制狀態存儲裝置9C存儲的假想的功率因數調整用電容器VCa、VCb、VCc、…的當前的控制狀態，從假想的功率因數調整用電容器VCa、VCb、VCc、…中，選擇下次要接通的假想接通對象電容器VCn1和其電容器容量Cvn1，此外，選擇下次要切斷的假想切斷對象電容器VCn2和其電容器容量Cvn2。
功率因數調整單元1C的接通切斷水平運算裝置7C，根據由設定裝置2設定的目標功率因數cosΦT、由有效功率運算裝置3運算出的有效功率W，按照(式4)，運算針對從實際的功率因數調整用電容器52a、52b、52c、…中選擇出的接通對象電容器52n1的接通水平Li，此外，根據目標功率因數cosΦT、有效功率W、以及利用下次控制電容器選擇裝置6C選擇出的切斷對象電容器52n2的電容器容量Cn2，按照(式5)，運算針對切斷對象電容器52n2的切斷水平Lc。
接通切斷水平運算裝置7C同時根據由設定裝置2設定的目標功率因數cosΦT、由有效功率運算裝置3運算出的有效功率W，按照下面的(式11)，運算針對從假想的功率因數調整用電容器VCa、VCb、VCc、…中選擇出的假想接通對象電容器VCn1的接通水平Ljv。
Ljv＝-[tan{cos-1(cosΦT)}×W]…(式11)此外，假想接通水平Ljv的單位與無效功率VAR的單位相同，是[var]。
此外，接通切斷水平運算裝置7C根據目標功率因數cosΦT、有效功率W、以及利用下次控制電容器選擇裝置6C選擇出的假想切斷對象電容器VCn2的電容器容量Cvn2，按照下面的(式12)，運算針對假想切斷對象電容器VCn2的切斷水平Lcv。
Lcv＝-[tan{cos-1(cosΦT)}×W]+(Cvn2×a)…(式12)此外，在(式12)中，假想切斷水平Lcv的單位與無效功率VAR的單位相同，是[var]，a是常數。
但是，在Lcv的計算結果為0或小於0時，使Lcv＝0。
功率因數調整單元1C的接通切斷判斷裝置8C，對由無效功率運算裝置4運算出的無效功率VAR和接通水平Lj進行比較，判斷是否進行從實際的功率因數調整用電容器52a、52b、52c、…中選擇出的接通對象電容器52n1的接通、以及切斷對象電容器52n2的切斷，根據其判斷結果，輸出接通信號Son和切斷信號Sof。接通切斷判斷裝置8C同時對由預測無效功率運算裝置15C運算出的假想容量預測無效功率VARfc和假想接通水平Ljv或假想切斷水平Lcv進行比較，判斷是否進行從電容器VCa、VCb、VCc、…中選擇出的假想接通對象電容器VCn1的接通、以及假想切斷對象電容器VCn2的切斷，根據其判斷結果，輸出對假想接通對象電容器VCn1的接通信號、即假想接通信號Vson，以及對假想切斷對象電容器VCn2的切斷信號、即假想切斷信號Vsof。
接通切斷判斷裝置8C對由無效功率運算裝置4運算出的無效功率VAR和由接通切斷水平運算裝置7C運算出的接通水平Lj進行比較，在比較結果為無效功率VAR≤接通水平Lj的情況下，由於無效功率VAR處於接通區域ONZ，所以輸出對實際的功率因數調整用電容器52a、52b、52c、…中的接通對象電容器52n1的接通信號Son。另一方面，在比較結果為無效功率VAR＞接通水平Lj的情況下，接著對無效功率VAR和由接通切斷水平運算裝置7C運算出的切斷水平Lc進行比較，如果無效功率VAR≥切斷水平Lc，則因為無效功率VAR處於切斷區域OFZ，所以輸出對實際的功率因數調整用電容器52a、52b、52c、…中的切斷對象電容器52n2的切斷信號Sof。如果無效功率VAR和切斷水平Lc比較結果是無效功率VAR＜切斷水平Lc，則由於無效功率VAR處於中間區域MDZ，所以既不輸出接通信號Son也不輸出切斷信號Sof。
此外，接通切斷判斷裝置8C對由預測無效功率運算裝置15C運算出的假想容量預測無效功率VARfc、和由接通切斷水平運算裝置7C運算出的假想接通水平Ljv進行比較，在其比較結果為假想容量預測無效功率VARfc≤假想接通水平Ljv的情況下，輸出對假想電容器VCa、VCb、VCc、…中的假想接通對象電容器VCn1的接通信號、即假想接通信號Vson。另一方面，在假想容量預測無效功率VARfc和假想接通水平Ljv的比較結果，為假想容量預測無效功率VARfc＞假想接通水平Ljv的情況下，接著對假想容量預測無效功率VARfc、和由接通切斷水平運算裝置7C運算出的假想切斷水平Lcv進行比較，如果其比較結果為假想容量預測無效功率VARfc≥假想接通水平Lcv，則輸出對假想切斷對象電容器Cn2的切斷信號、即假想切斷信號Vsof，如果假想容量預測無效功率VARfc＜假想接通水平Lcv，則既不輸出假想接通信號Vson也不輸出假想切斷信號Vsof。電容器接通切斷裝置10C接收接通信號Son、切斷信號Sof、假想接通信號Vson、以及假想切斷信號Vsof，與電容器接通切斷裝置10相同地，利用接通信號Son、切斷信號Sof，對接通對象電容器52n1進行接通，對切斷對象電容器52n2進行切斷。假想接通信號Vson和假想切斷信號Vsof不對實際的功率因數調整用電容器52a、52b、…進行控制。
功率因數調整單元1C的控制狀態存儲裝置9C，根據從接通切斷判斷裝置8C輸出的接通信號Son和切斷信號Sof，對實際的功率因數調整用電容器52a、52b、52c、…的當前的接通切斷狀態進行更新、存儲，同時根據從接通切斷判斷裝置8C輸出的假想接通信號Vson以及假想切斷信號Vsof，對假想電容器VCa、VCb、VCc、…的當前的假想接通切斷狀態進行更新、存儲，然後，將這些更新後的實際的功率因數調整用電容器52a、52b、52c、…的當前的接通切斷狀態和更新後的假想電容器VCa、VCb、VCc、…的當前的接通切斷狀態，向下次控制電容器選擇裝置6C和預測無效功率運算裝置15C輸出。
功率因數調整單元1C的預測無效功率運算裝置15C，根據由設定裝置2設定的設定值、由無效功率運算裝置4運算出的無效功率VAR、以及由假想電容器容量設定裝置20設定的設定值，在電路100中設置假想電容器VCa、VCb、VCc、…，對進行功率因數調整的情況下的當前的無效功率、即假想容量預測無效功率VARfc進行運算。
具體地說，預測無效功率運算裝置15C根據由設定裝置2設定的實際的功率因數調整用電容器52a、52b、52c、…的電容器容量、以及由控制狀態存儲裝置9C存儲的實際的功率因數調整用電容器52a、52b、52c、…的當前的接通切斷狀態，求出當前接通的實際的功率因數調整用電容器52a、52b、52c、…的電容器容量的總容量∑C。同時，根據由假想電容器容量設定裝置20設定的多個假想電容器VCa、VCb、VCc、…、以及由控制狀態存儲裝置9C存儲的各假想電容器Ca、VCb、VCc、…的當前的假想接通切斷狀態，求出當前接通的假想電容器的電容器容量的總容量∑Cc。然後，根據電容器總容量∑C和假想電容器的總容量∑Cc、以及由無效功率運算裝置4運算出的無效功率VAR，按照下面的(式13)，對將假想電容器VCa、VCb、VCc、…與電路100連接，成為由控制狀態存儲裝置9C存儲的假想控制狀態情況下的當前的無效功率、即假想容量預測無效功率VARfc進行運算。
VARfc＝VAR-∑C+∑Cc…(式13)預測功率因數運算裝置11C，根據由有效功率運算裝置3運算出的有效功率W、以及利用預測無效功率運算裝置15C運算出的假想容量預測無效功率VARfc，按照下面的(式14)，對在電路100中設置假想電容器VCa、VCb、VCc、…，成為由控制狀態存儲裝置9C存儲的假想控制狀態的情況下的當前的功率因數、即假想容量預測功率因數cosΦfc進行運算。
cosΦfc＝cos{tan-1[VARfc/W]}…(式14)預測值顯示裝置13C顯示由預測功率因數運算裝置11C運算出的假想容量預測功率因數cosΦfc。
下面，根據圖8A、圖8B對以上方式構成的實施方式4的功率因數自動調整裝置的動作進行說明。圖8A、圖8B是說明實施方式4手動操作執行時的動作流程的流程圖。圖8A、圖8B的流程圖包括接在圖8A開始之後的步驟ST101～ST107、ST110～ST114、ST118～ST120、ST124～ST128、以及步驟ST401～ST409。圖8A、圖8B中的點P1、P6分別表示相同的點。
首先，在圖8A中，從開始經過點P1直至步驟ST101，執行步驟ST101～步驟ST103的處理。該步驟ST101～ST103與圖2A所示的實施方式1的步驟ST101～ST103相同，執行與該實施方式1的步驟ST101～ST103相同的處理。
從步驟ST102或ST103進入接下來的步驟ST401。在該步驟ST401中，判斷用假想電容器容量設定裝置20設定的假想電容器容量Cva、Cvb、Cvc、…的設定值是否有變更。在由步驟ST401判斷的結果是假想電容器容量有變更的情況下，在接下來的步驟ST402中，更新假想電容器容量。另一方面，在由步驟ST401判斷的結果是假想電容器容量沒有變更的情況下，保持當前的假想電容器設定值。
從步驟ST402或ST403進入接下來的步驟ST104，執行步驟ST104～步驟ST107的處理。該步驟ST104～ST107與圖2A所示的實施方式1的步驟ST104～ST107相同，執行與該實施方式1的步驟ST104～ST107相同的處理，在步驟ST107中，顯示當前功率因數(cosΦ)，進入步驟ST404。
在步驟ST404中，利用假想容量預測無效功率運算裝置15C，根據由無效功率運算裝置4運算出的無效功率VAR和電容器總容量∑C、以及假想電容器總容量∑Cc，按照(式13)，對假想容量預測無效功率VARfc進行運算。在接下來的步驟ST405中，利用預測功率因數運算裝置11C，根據由有效功率運算裝置3運算出的有效功率W以及由預測無效功率運算裝置15C運算出的假想容量預測無效功率VARfc，按照(式14)對假想容量預測功率因數cosΦfc進行運算。
在接下來的步驟ST406中，利用預測值顯示裝置13C，顯示由預測功率因數運算裝置11C運算出的假想容量預測功率因數cosΦfc。在接下來的步驟ST407中，利用下次控制電容器選擇裝置6C，從實際的功率因數調整用電容器52a、52b、52c、…中，選擇下次要接通的接通對象電容器52n1和其電容器容量Cn1，以及下次要切斷的切斷對象電容器52n2和其電容器容量Cn2。此外，在步驟ST407中，從由假想電容器容量設定裝置20設定的假想電容器VCa、VCb、VCc、…的電容器容量Cva、Cvb、Cvc、…中，選擇下次要接通的假想接通對象電容器VCn1和其電容器容量Cvn1，以及下次要切斷的假想切斷對象電容器VCn2和其電容器容量Cvn2。
在接下來的步驟ST408中，利用接通切斷水平運算裝置7C，按照(式5)對從實際的功率因數調整用電容器52a、52b、52c、…中選擇出的接通對象電容器52n1的接通水平Lj進行運算，使接通水平Lj＝接通水平運算結果，確定接通水平Lj。此外，在步驟ST408中，按照(式11)對從假想電容器VCa、VCb、VCc、…中選擇出的假想接通對象電容器VCn1的假想接通水平Ljv進行運算，使假想接通水平Ljv＝假想接通水平運算結果，確定假想接通水平Ljv。從步驟ST408進入點P6。
然後轉到圖8B，從點P6直至步驟ST110，執行步驟ST110～ST113的處理。該步驟ST110～ST113與圖2A所示的實施方式1的步驟ST110～ST113相同，執行與該實施方式1的步驟ST110～ST113相同的處理，在步驟ST112中，使切斷水平Lc＝切斷水平運算結果，確定確定水平Lc，在步驟ST113中，使切斷水平Lc＝0。從步驟ST112或步驟ST113進入接下來的步驟ST409。
在步驟ST409中，利用接通切斷水平運算裝置7C，按照(式12)對從假想電容器VCa、VCb、VCc、…中選擇出的假想接通對象電容器VCn1的假想切斷水平Lcv進行運算。在接下來的步驟ST410中，判斷在步驟ST409中運算出的假想切斷水平Lcv的運算結果，是否為假想切斷水平Lcv的運算結果＞0。在假想切斷水平Lcv的運算結果＞0，步驟ST410的判斷結果為YES的情況下，進入步驟ST411，在該步驟ST411中，使假想切斷水平Lcv＝假想切斷水平Lcv的運算結果，確定假想切斷水平Lcv。另一方面，在假想切斷水平Lcv的運算結果≤0，步驟ST410的判斷結果為NO的情況下，進入步驟ST412，在該步驟ST412中，使假想切斷水平Lcv＝0，確定假想切斷水平Lcv。
然後執行步驟ST114。步驟ST114與圖2A所示的實施方式1的步驟ST114相同，執行與實施方式1的步驟ST114相同的處理，比較無效功率VAR和接通水平Lj，判斷是否為無效功率VAR≤接通水平Lj。
在無效功率VAR≤接通水平Lj的情況下，步驟ST114的判斷結果為YES，由於無效功率VAR處於接通區域ONZ，所以執行步驟ST118～ST120的處理。步驟ST118～ST120與圖2A所示的實施方式1的步驟ST118～ST120相同，進行與實施方式1的步驟ST118～ST120相同的處理。在步驟ST119中，利用電容器接通切斷裝置10C，進行接通對象電容器52n1的接通，在步驟ST120中，進行控制狀態存儲裝置9C的更新。
在無效功率VAR＞接通水平Lj的情況下，步驟ST114的判斷結果為NO，進入步驟ST124，執行步驟ST124～ST128的處理。步驟ST124～ST128與圖2A所示的實施方式1的步驟ST124～ST128相同，執行與實施方式1的步驟ST124～ST128相同的處理。在步驟ST125中，無效功率VAR處於中間區域MDZ，既不輸出對接通對象電容器52n1的接通信號Son，也不輸出對切斷對象電容器52n2的切斷信號Sof。在步驟ST127中，無效功率VAR處於切斷區域OFZ，利用電容器接通切斷裝置10C，輸出對切斷對象電容器52n2的切斷信號Sof，在步驟ST128中，進行控制狀態存儲裝置9C的更新。
從步驟ST120、ST125或ST128進入步驟ST413，在該步驟ST413中，利用接通切斷判斷裝置8C，對由預測無效功率運算裝置15C運算出的假想容量預測無效功率VARfc和由接通切斷水平運算裝置7C運算出的假想接通水平Ljv進行比較，判斷是否為假想容量預測無效功率VARfc≤假想接通水平Ljv。在假想容量預測無效功率VARfc≤假想接通水平Ljv的情況下，ST413的判斷結果為YES，進入步驟ST414，在該步驟ST414中，利用接通切斷判斷裝置8C，輸出對從假想電容器VCa、VCb、VCc、…中選擇出的假想接通對象電容器VCn1的假想接通信號Vson。
在接下來的步驟ST415中，利用控制狀態存儲裝置9C，根據從接通切斷判斷裝置8C輸出的假想接通信號Vson，僅將假想電容器中輸出了假想接通信號Vson的假想電容器VCn1的假想接通切斷狀態更新為假想接通狀態，並進行存儲。此外，將在該控制狀態存儲裝置9C中更新並存儲的功率因數調整用電容器52a、52b、52c、…的接通切斷狀態、以及假想電容器VCa、VCb、VCc、…的接通切斷狀態，向下次控制電容器選擇裝置6C和預測無效功率運算裝置15C輸出。步驟ST415以後直至點P1，經過圖8A的點P1，返回到步驟ST101，重複步驟ST101以後的處理。
另一方面，在假想容量預測無效功率VARfc＞假想接通水平Ljv的情況下，ST413的判斷結果為NO，進入步驟ST416。在該步驟ST416中，利用接通切斷判斷裝置8C，對由預測無效功率運算裝置15C運算出的假想容量預測無效功率VARfc、以及由接通切斷水平運算裝置7C運算出的假想切斷水平Lcv進行比較，判斷是否為假想容量預測無效功率VARfc＜假想切斷水平Lcv。
在假想容量預測無效功率VARfc＜假想切斷水平Lcv的情況下，步驟ST416的判斷結果為YES，進入步驟ST417。在該步驟ST417中，為了保持當前的假想接通切斷狀態，接通切斷判斷裝置8C既不輸出假想接通信號VSon，也不輸出假想切斷信號VSof。步驟ST417以後直至點P1，經過圖8A的點P1，返回到步驟ST101，重複步驟ST101以後的處理。
另一方面，在假想容量預測無效功率VARfc≥假想切斷水平Lcv的情況下，步驟ST416的判斷結果為NO，進入步驟ST418。在該步驟ST418中，利用接通切斷判斷裝置8C，輸出對從假想電容器中選擇出的假想切斷對象電容器VCn2的假想切斷信號VSof。
在接下來的步驟ST419中，利用控制狀態存儲裝置9C，根據從接通切斷判斷裝置8C輸出的假想切斷信號VSof，僅對輸出了假想切斷信號VSof的假想切斷對象電容器VCn2的假想接通切斷狀態進行更新並存儲。此外，將由該控制狀態存儲裝置9C更新並存儲的功率因數調整用電容器52a、52b、52c、…的接通切斷狀態、以及假想電容器VCa、VCb、VCc、…的接通切斷狀態，向下次控制電容器選擇裝置6C以及預測無效功率運算裝置15C輸出。步驟ST419以後直至點P1，經過圖8A的點P1，返回到步驟ST101，重複步驟ST101以後的處理。
在以上的實施方式4的功率因數自動調整裝置中，通過在假想電容器容量設定裝置20中，設定具有與實際的功率因數調整用電容器52a、52b、52c、…的電容器容量不同的電容器容量的多個假想電容器VCa、VCb、VCc、…的假想電容器容量Cva、Cvb、Cvc、…，替代實際設置在電路100中的功率因數調整用電容器，設置假想電容器容量的假想電容器，可以不變更實際設置的功率因數調整用電容器52a、52b、52c、…，而確認進行了功率因數改善的情況下的功率因數，在假想功率因數自動調整裝置的異常時，不進行由手動操作進行電容器的切斷，此外，可以避免因此而造成的功率因數惡化的情況，同時可以防止錯誤判斷功率因數自動調整裝置產生異常。
實施方式5圖9是表示由本發明的功率因數自動調整裝置的實施方式5的電路框圖，圖10A、圖10B是表示實施方式5的功率因數自動調整裝置的處理動作的流程圖。
該實施方式5，使用功率因數調整單元1D，取代實施方式4中使用的功率因數調整單元1C。該功率因數調整單元1D在實施方式4中的功率因數調整單元1C中，增加了有效功率量運算裝置21、無效功率量運算裝置22、預測無效功率量運算裝置23、平均功率因數運算裝置24、以及預測平均功率因數運算裝置25，此外，將實施方式4中使用的功率因數調整單元1C中的當前值顯示裝置12和預測值顯示裝置13C，分別替換為當前值顯示裝置12D和預測值顯示裝置13D。有效功率量運算裝置21、無效功率量運算裝置22、預測無效功率量運算裝置23、平均功率因數運算裝置24、以及預測平均功率因數運算裝置25，是由計算機的CPU執行的裝置。當前值顯示裝置12D和預測值顯示裝置13D由計算機的顯示器構成。其他以與實施方式4相同的方式構成。
實施方式5的功率因數調整單元1D中的有效功率量運算裝置21，根據由有效功率運算裝置3運算出的有效功率W，對在規定期間M、例如為1個月中的有效功率W的累計值即有效功率量Wh進行運算。無效功率量運算裝置22根據由無效功率運算裝置4運算出的無效功率VAR，對在規定期間M中的無效功率BAR的累計值即無效功率量VARh進行運算。預測無效功率量運算裝置23，根據由預測無效功率運算裝置15C運算出的假想容量預測無效功率VARfc，對規定期間M中的假想容量預測無效功率VARfc的累計值即假想容量預測無效功率量VARhfc進行運算。平均功率因數運算裝置24，根據由有效功率量運算裝置21運算出的有效功率量Wh、以及由無效功率量運算裝置22運算出的無效功率量VARh，對當前功率因數cosΦ在規定期間內的平均值即平均功率因數cosΦavg進行運算。預測平均功率因數運算裝置25，根據由有效功率量運算裝置21運算出的有效功率量Wh、以及由預測無效功率量運算裝置23運算出的假想容量預測無效功率量VARhfc，使用在假想電容器容量設定裝置20中設定的假想電容器Vca、VCb、VCc、…的假想電容器容量Cva、Cvb、Cvc、…，替代在電路100中實際的功率因數調整用電容器52a、52b、52c、…，對進行功率因數改善的情況下的假想容量預測功率因數cosΦfc的某個規定期間M的平均值即假想容量預測平均功率因數cosΦfcavg進行運算。當前值顯示裝置12D，顯示由當前功率因數運算裝置5運算出的當前功率因數cosΦ、以及由平均功率因數運算裝置24運算出的平均功率因數cosΦavg。預測值顯示裝置13D，顯示由預測功率因數運算裝置11C運算出的假想容量預測功率因數cosΦfc、以及由預測平均功率因數運算裝置25運算出的假想容量預測平均功率因數cosΦfcavg。
平均功率因數運算裝置24，根據由有效功率量運算裝置21運算出的有效功率量Wh、以及由無效功率量運算裝置22運算出的無效功率量VARh，按照下面的(式15)，對當前功率因數cosΦ在規定期間內的平均值即平均功率因數cosΦavg進行運算。
cosΦavg＝cos{tan-1(VARh/Wh)}…(式15)預測平均功率因數運算裝置25，根據由有效功率量運算裝置21運算出的有效功率量Wh、以及由預測無效功率量運算裝置22運算出的假想容量預測無效功率量VARhrfc，按照(式16)對假想容量預測功率因數cosΦfc在規定期間內的平均值即假想容量預測平均功率因數(cosΦfcavg)進行運算。
cosΦfcavg＝cos{tan-1(VARhfc/Wh)}…(式16)當前值顯示裝置12D顯示由當前功率因數運算裝置5運算出的當前功率因數cosΦ、以及由平均功率因數運算裝置24運算出的平均功率因數cosΦavg。預測值顯示裝置13D顯示由預測功率因數運算裝置11C運算出的假想容量預測功率因數cosΦfc、以及由預測平均功率因數運算裝置25運算出的假想容量預測平均功率因數cosΦfcavg。
下面根據圖10A、圖10B，對以上方式構成的實施方式5的功率因數自動調整裝置的處理動作進行說明。圖10A、圖10B是表示實施方式5的功率因數自動調整裝置中的手動操作執行時的處理動作的流程圖。該圖10A、圖10B的流程圖，包括接在圖10A開始之後的步驟ST101～ST103、ST401～ST403、ST104～ST107、ST404～ST406、ST501～ST504、ST407～ST408、ST110～ST113、ST409～ST412、ST114、ST118～ST120、ST124～ST128、以及ST413～ST419。圖10A、圖10B的點P1、P7分別表示相同的點。
首先在圖10A中，執行從開始直至步驟ST101、步驟ST101～步驟ST103、然後步驟ST401～步驟ST403、然後步驟ST104～步驟ST107、然後步驟ST404～步驟ST406的處理。這些步驟與圖8A所示的實施方式4的步驟ST101～步驟ST103、步驟ST401～步驟ST403、步驟ST104～步驟ST107、步驟ST404～步驟ST406相同，執行與它們相同的處理。在步驟ST406中，顯示假想容量預測功率因數cosΦfc。
在接下來的步驟ST501中，利用平均功率因數運算裝置24，根據由有效功率量運算裝置21運算出的有效功率量Wh、以及由無效功率量運算裝置22運算出的無效功率量VARh，按照(式15)對當前功率因數cosΦ在規定期間內的平均值即平均功率因數cosΦavg進行運算。在接下來的步驟ST502中，利用當前值顯示裝置12D，顯示由平均功率因數運算裝置24運算出的平均功率因數cosΦavg。
在接下來的步驟ST503中，利用預測平均功率因數運算裝置25，根據由有效功率量運算裝置21運算出的有效功率量Wh、以及由預測無效功率量運算裝置23運算出的假想容量預測無效功率量VARhfc，按照(式16)對假想容量預測功率因數cosΦfc在規定期間內的平均值即假想容量預測平均功率因數cosΦfcavg進行運算。在接下來的步驟ST504中，利用預測值顯示裝置13D，顯示由預測平均功率因數運算裝置25運算出的假想容量預測平均功率因數cosΦfcavg。
步驟ST504以後執行步驟ST407～ST408，直至點P7。步驟ST407、ST408與圖8A所示的實施方式4的步驟ST407、步驟ST408相同，執行與實施方式4的步驟ST407、ST408相同的處理。
點P7以後，轉到圖10B，執行步驟ST110～ST113，然後執行步驟ST409～ST412，然後執行步驟ST414和步驟ST118～ST120、步驟ST124～ST128，然後執行步驟ST413～ST419。這些步驟與圖8B所示實施方式4的步驟相同，執行與實施方式4相同的處理。步驟ST415、417、419以後，經過點P1，返回到圖10A的步驟ST101，反覆進行該步驟ST101以後的處理。
在上述的實施方式5的功率因數自動調整裝置中，在假想電容器容量設定裝置20中設定具有與實際的功率因數調整用電容器52a、52b、52c、…的電容器容量不同的電容器容量的多個假想電容器VCa、VCb、VCc、…的假想電容器容量Cva、Cvb、Cvc、…，由此，取代實際在電路100中設置的功率因數調整用電容器，設置假想電容器容量的假想電容器，不變更實際設置的功率因數調整用電容器52a、52b、52c、…，就可以確認進行了功率因數調整的情況下的功率因數，在假想功率因數自動調整裝置異常時，不進行由手動操作進行的電容器切斷，此外可以避免因此而造成的功率因數惡化的情況，同時可以防止錯誤判斷功率因數自動調整裝置產生異常，並且可以確認規定期間M的平均功率因數。
工業實用性本發明的功率因數自動調整裝置，可以應用於在交流電路中改善功率因數的用途。
權利要求
1.一種功率因數自動調整裝置，其使用多個功率因數調整用電容器，自動地調整電路的功率因數，其特徵在於，具有有效功率運算裝置，其對所述電路的有效功率進行運算；無效功率運算裝置，其對所述電路的無效功率進行運算；當前功率因數運算裝置，其根據所述有效功率和所述無效功率，對當前功率因數進行運算；設定裝置，其設定目標功率因數、所述多個功率因數調整用電容器的電容器容量、以及包括所述多個功率因數調整用電容器的接通順序和切斷順序的控制模式；下次控制電容器選擇裝置，其根據所述多個功率因數調整用電容器的電容器容量和所述控制模式，在所述多個功率因數調整用電容器中，選擇下次接通的接通對象電容器和下次切斷的切斷對象電容器，並且選擇所述切斷對象電容器的電容器容量；接通切斷水平運算裝置，其根據所述有效功率、所述目標功率因數，運算針對所述接通對象電容器的接通水平，並且，根據所述有效功率、所述目標功率因數、所述切斷對象電容器的電容器容量，運算針對所述切斷對象電容器的切斷水平；接通切斷判斷裝置，其判斷所述無效功率處於在所述接通水平和所述切斷水平之間劃分的中間區域、比該中間區域小的接通區域、比所述中間區域大的切斷區域中的哪一個內，在所述無效功率處於所述接通區域的情況下，產生對所述接通對象電容器的接通信號，在所述無效功率處於所述切斷區域的情況下，產生對所述切斷對象電容器的切斷信號，此外，在所述無效功率處於所述中間區域的情況下，既不產生所述接通信號，也不產生所述切斷信號；控制狀態存儲裝置，其根據所述接通信號和切斷信號，存儲所述多個功率因數調整用電容器的當前的接通切斷狀態，向所述下次控制電容器選擇裝置輸出所述多個功率因數調整用電容器的當前的接通切斷狀態；預測功率因數運算裝置，其對應於所述接通切斷判斷裝置的判斷結果，根據所述有效功率、所述無效功率、所述切斷對象電容器的電容器容量，對所述切斷對象電容器被切斷的情況下的切斷預測功率因數進行運算；以及預測值顯示裝置，其顯示所述切斷預測功率因數。
2.根據權利要求1所述的功率因數自動調整裝置，其特徵在於，所述下次控制電容器選擇裝置，還選擇所述接通對象電容器的電容器容量，所述預測功率因數運算裝置，還對應於所述接通切斷判斷裝置的判斷結果，根據所述有效功率、所述無效功率、所述接通對象電容器容量，對所述接通對象電容器被接通的情況下的接通預測功率因數進行運算，所述預測值顯示裝置還顯示所述接通預測功率因數。
3.一種功率因數自動調整裝置，其使用多個功率因數調整用電容器，自動地調整電路的功率因數，其特徵在於，具有有效功率運算裝置，其對所述電路的有效功率進行運算；無效功率運算裝置，其對所述電路的無效功率進行運算；當前功率因數運算裝置，其根據所述有效功率和所述無效功率，對當前功率因數進行運算；設定裝置，其設定目標功率因數、所述各個功率因數調整用電容器的電容器容量、以及包括所述多個功率因數調整用電容器的接通順序和切斷順序的控制模式；下次控制電容器選擇裝置，其根據所述多個功率因數調整用電容器的電容器容量和所述控制模式，在所述多個功率因數調整用電容器中，選擇下次接通的接通對象電容器和下次切斷的切斷對象電容器，並且選擇所述切斷對象電容器的電容器容量；接通切斷水平運算裝置，其根據所述有效功率、所述目標功率因數，運算針對所述接通電容器的接通水平，並且，根據所述有效功率、所述目標功率因數、所述切斷對象電容器的電容器容量，運算針對所述切斷對象電容器的切斷水平；接通切斷判斷裝置，其判斷所述無效功率處於在所述接通水平和所述切斷水平之間劃分的中間區域、比該中間區域小的接通區域、比所述中間區域大的切斷區域中的哪一個內，在所述無效功率處於所述接通區域的情況下，產生對所述接通對象電容器的接通信號，在所述無效功率處於所述切斷區域的情況下，產生對所述切斷對象電容器的切斷信號，此外，在所述無效功率處於所述中間區域的情況下，既不產生所述接通信號，也不產生所述切斷信號；控制狀態存儲裝置，其根據所述接通信號和切斷信號，存儲所述多個功率因數調整用電容器的當前的接通切斷狀態，向所述下次控制電容器選擇裝置輸出所述多個功率因數調整用電容器的當前的接通切斷狀態；假想控制狀態設定裝置，其對於所述多個功率因數調整用電容器，設定與當前的接通切斷狀態不同的假想接通切斷狀態；預測無效功率運算裝置，其根據所述無效功率、由所述控制狀態存儲裝置存儲的所述多個功率因數調整用電容器的當前的接通切斷狀態、由所述假想控制設定裝置設定的假想接通切斷狀態，對所述多個功率因數調整用電容器成為所述假想接通切斷狀態的情況下的假想控制預測無效功率進行運算；預測功率因數運算裝置，其根據所述有效功率和所述假想控制預測無效功率，對所述多個功率因數調整用電容器成為所述假想接通切斷狀態的情況下的假想控制預測功率因數進行運算；以及預測值顯示裝置，其顯示由所述預測功率因數運算裝置運算出的假想控制預測功率因數。
4.一種功率因數自動調整裝置，其使用多個功率因數調整用電容器，自動地調整電路的功率因數，其特徵在於，具有有效功率運算裝置，其對所述電路的有效功率進行運算；無效功率運算裝置，其對所述電路的無效功率進行運算；當前功率因數運算裝置，其根據所述有效功率和所述無效功率，對當前功率因數進行運算；設定裝置，其設定目標功率因數、所述多個功率因數調整用電容器的電容器容量、以及包括所述多個功率因數調整用電容器的接通順序和切斷順序的控制模式；下次控制電容器選擇裝置，其根據所述多個功率因數調整用電容器的電容器容量和所述控制模式，在所述多個功率因數調整用電容器中，選擇下次接通的接通對象電容器和下次切斷的切斷電容器，並且選擇所述切斷對象電容器的電容器容量；接通切斷水平運算裝置，其根據所述有效功率、所述目標功率因數，運算針對所述接通對象電容器的接通水平，並且，根據所述有效功率、所述目標功率因數、所述切斷對象電容器的電容器容量，運算針對所述切斷對象電容器的切斷水平；接通切斷判斷裝置，其判斷所述無效功率處於在所述接通水平和所述切斷水平之間劃分的中間區域、比該中間區域小的接通區域、比所述中間區域大的切斷區域中的哪一個內，在所述無效功率處於所述接通區域的情況下，產生對所述接通對象電容器的接通信號，在所述無效功率處於所述切斷區域的情況下，產生對所述切斷對象電容器的切斷信號，此外，在所述無效功率處於所述中間區域的情況下，既不產生所述接通信號，也不產生所述切斷信號；手動操作裝置，其對所述多個功率因數調整用電容器中處於接通狀態的功率因數調整用電容器的1個手動切斷對象電容器進行切斷操作；手動操作電容器容量選擇裝置，其根據由所述手動操作裝置進行的切斷操作，選擇所述手動切斷對象電容器的電容器容量；預測功率因數運算裝置，其根據所述有效功率、所述無效功率、所述手動切斷對象電容器的電容器容量，對所述手動切斷對象電容器被切斷的情況下的手動切斷預測功率因數進行運算；手動操作判斷裝置，其對利用所述當前功率因數運算裝置運算出的當前功率因數的絕對值、和由所述預測功率因數運算裝置運算出的手動切斷預測功率因數的絕對值進行比較，然後，判斷是否在某個恆定時間內利用所述手動操作裝置再次進行了切斷操作，根據其結果，輸出對所述手動切斷對象電容器的手動切斷信號；控制狀態存儲裝置，其根據所述接通信號和切斷信號、以及所述手動切斷信號，存儲所述多個功率因數調整用電容器的當前的接通切斷狀態，向所述下次控制電容器選擇裝置輸出所述多個功率因數調整用電容器的當前的接通切斷狀態；報警裝置，其根據利用所述手動操作判斷裝置輸出的報警信號，產生報警輸出；以及預測值顯示裝置，其顯示利用所述預測功率因數運算裝置運算出的手動切斷預測功率因數。
5.一種功率因數自動調整裝置，其使用多個功率因數調整用電容器，自動地調整電路的功率因數，其特徵在於，具有有效功率運算裝置，其對所述電路的有效功率進行運算；無效功率運算裝置，其對所述電路的無效功率進行運算；當前功率因數運算裝置，其根據所述有效功率和所述無效功率，對當前功率因數進行運算；設定裝置，其設定目標功率因數、所述多個功率因數調整用電容器的功率因數電容器容量、包括所述多個功率因數調整用電容器的接通順序和切斷順序的控制模式；假想電容器容量設定裝置，其假想在所述電路中設置具有與所述多個功率因數調整用電容器的電容器容量不同的電容器容量的多個假想電容器，取代所述多個功率因數調整用電容器，並設定所述多個假想電容器的電容器容量；下次控制電容器選擇裝置，其根據所述多個功率因數調整用電容器的電容器容量和所述控制模式，在所述多個功率因數調整用電容器中，選擇下次接通的接通對象電容器和下次切斷的切斷對象電容器，此外，選擇所述切斷對象電容器的電容器容量，並且，根據所述多個假想電容器的電容器容量和所述控制模式，在所述多個假想電容器中，選擇下次接通的假想接通對象電容器和下次切斷的假想切斷對象電容器，此外，選擇所述假想切斷對象電容器的電容器容量；接通切斷水平運算裝置，其根據所述有效功率和所述目標功率因數，運算針對所述接通對象電容器的接通水平和針對所述假想接通對象電容器的假想接通水平，此外，根據所述有效功率、所述目標功率、所述切斷對象電容器的電容器容量，運算針對所述切斷對象電容器的切斷水平，並且，根據所述有效功率、所述目標功率因數、所述假想切斷對象電容器的電容器容量，運算針對所述假想切斷對象電容器的假想切斷水平；預測無效功率運算裝置，其根據所述無效功率、所述多個功率因數調整用電容器的電容器容量、所述多個假想電容器的電容器容量，對在所述電路中設置所述假想電容器的情況下的假想容量預測無效功率進行運算；接通切斷判斷裝置，其具有以下功能判斷所述無效功率處於在所述接通水平和所述切斷水平之間劃分的中間區域、比該中間區域小的接通區域、比所述中間區域大的切斷區域中的哪一個內，在所述無效功率處於所述接通區域的情況下，產生對所述接通對象電容器的接通信號，在所述無效功率處於所述切斷區域的情況下，產生對所述切斷對象電容器的切斷信號，此外，所述無效功率處於所述中間區域的情況下，既不產生所述接通信號也不產生所述切斷信號；以及判斷所述假想容量無效功率處於在所述假想接通水平和所述假想切斷水平之間劃分的假想中間區域、比該假想中間區域小的假想接通區域、比所述假想中間區域大的假想切斷區域中的哪一個內，在所述假想容量無效功率處於所述假想接通區域的情況下，產生對所述假想接通對象電容器的假想接通信號，在所述假想容量無效功率處於所述假想切斷區域的情況下，產生對所述假想切斷對象電容器的假想切斷信號，此外在所述假想容量無效功率處於所述假想中間區域的情況下，既不產生所述假想接通信號也不產生所述假想切斷信號；控制狀態存儲裝置，其根據所述接通信號和切斷信號，存儲所述多個功率因數調整用電容器的當前的接通切斷狀態，向所述下次控制電容器選擇裝置輸出所述多個功率因數調整用電容器當前的接通切斷狀態，並且，根據所述假想接通信號和假想切斷信號，存儲所述多個假想電容器當前的假想接通切斷狀態，向所述下次控制電容器選擇裝置輸出所述多個假想電容器當前的假想接通切斷狀態；預測功率因數運算裝置，其根據所述有效功率和所述假想容量預測無效功率，對在所述電路中設置所述多個假想電容器取代所述多個功率因數調整用電容器的情況下的假想容量預測功率因數進行運算；以及預測值顯示裝置，其顯示所述假想容量預測功率因數。
6.根據權利要求5所述的功率因數自動調整裝置，其特徵在於，還具有平均功率因數運算裝置，其根據所述有效功率和所述無效功率，對所述當前功率因數在規定期間內的平均功率因數進行運算；以及預測平均功率因數運算裝置，其根據所述有效功率和所述假想容量無效功率，對所述假想容量預測功率因數在規定期間內的假想容量預測平均功率因數進行運算。
全文摘要
本發明提出一種功率因數自動調整裝置，其在假定裝置異常的情況下，可以不利用手動操作實際切斷功率因數調整用電容器，或在利用手動操作實際切斷功率因數調整用電容器之前，顯示進行某控制情況下的預測功率因數。預測功率因數運算裝置對多個功率因數自動調整用電容器中的切斷對象電容器被切斷的情況下的切斷預測功率因數、假想接通切斷狀態中的假想控制預測功率因數、手動切斷對象電容器被切斷的情況下的手動切斷預測功率因數、或設置多個假想電容器的情況下的假想容量預測功率因數進行運算，此外，所述預測值顯示裝置顯示所述切斷預測功率因數、假想控制預測功率因數、手動切斷預測功率因數、或者假想容量預測功率因數。
文檔編號H02J3/18GK1987712SQ20061007658
公開日2007年6月27日 申請日期2006年5月8日 優先權日2005年12月23日
發明者龜裕二, 藤原央登 申請人:三菱電機株式會社