(57)【要約】【課題】通信に負荷をかけることなく配電系統の電圧の位相を判別できるシステムを提供する。【解決手段】相判別システムは、三相配電線２１の各所に接続されている配電用子装置４を備え、配電用子装置４は、三相配電線２１の電圧と位相とを用いて零相電圧を算出する零相電圧算出部と、三相配電線２１のうち１つの相の電圧の位相と、零相電圧の位相との位相差を求める位相差算出部と、位相差の基準となる基準値の情報を格納するメモリと、位相差と基準値とを比較して、三相配電線２１のうち位相の不明な箇所の１つの配電線である検査相の電圧の位相を判別する位相判別部と、を備えている。【選択図】図１
2020176950.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
三相配電線の各所に接続されている配電用子装置を備え、
前記配電用子装置は、
前記三相配電線の電圧と位相とを用いて零相電圧を算出する零相電圧算出部と、
前記三相配電線のうち１つの相の電圧の位相と、前記零相電圧の位相との位相差を求める位相差算出部と、
前記位相差の基準となる基準値の情報を格納するメモリと、
前記位相差と前記基準値とを比較して、前記三相配電線のうち位相の不明な箇所の１つの配電線である検査相の電圧の位相を判別する位相判別部と、
を備えていることを特徴とする相判別システム。
【請求項２】
前記三相配電線の位相が明らかな箇所に接続されている前記配電用子装置を基準子装置とするとき、
前記基準値は、前記基準子装置の前記位相差算出部が算出した前記位相差であることを特徴とする請求項１に記載の相判別システム。
【請求項３】
前記位相差算出部は、前記基準値を、以下の式（１）から求めることを特徴とする請求項２に記載の相判別システム。
（数１）
θB＝θo−θr1      ・・・（１）
ただし、θBは前記基準値、θoは前記零相電圧の位相、θr1は前記三相配電線のうち位相が明らかな箇所の１つの配電線である代表相の電圧の位相である。
【請求項４】
前記三相配電線の位相の不明な箇所に接続されている前記配電用子装置を判別子装置とするとき、
前記判別子装置の前記位相判別部は、以下の式（２）が成り立ち、かつ式（３）が成り立たないとき、前記検査相が、前記代表相であると判別することを特徴とする請求項３に記載の配電用子装置。
（数２）
θB−α＜θo−θa2＜θB＋α      …（２）
（数３）
θB−α＜θo−θb2＜θB＋α、かつθB−α＜θo−θc2＜θB＋α  …（３）
ただし、θa2、θb2およびθc2は前記三相配電線の位相の不明な箇所における位相であり、θa2は前記検査相の電圧の位相、θb2およびθc2はそれぞれ前記三相配電線のうち前記検査相以外の配電線の電圧の位相であり、かつαは定数である。
【請求項５】
前記基準値は、前記三相配電線の各所に接続されている前記配電用子装置に転送されることを特徴とする請求項１に記載の相判別システム。
【請求項６】
前記基準値をデータとして、前記三相配電線のうち一相の配電線に注入するための高圧結合器を更に備えていることを特徴とする請求項１に記載の相判別システム。
【請求項７】
前記三相配電線は前記配電用子装置の設置箇所に電圧センサを備え、前記配電用子装置は、前記電圧センサから、前記三相配電線の電圧と位相の情報を取得することを特徴とする請求項１に記載の相判別システム。
【請求項８】
前記電圧センサは前記三相配電線の各配電線にそれぞれ設置されており、
前記零相電圧算出部は、各配電線に設置されているそれぞれの前記電圧センサにより出力される３つの電圧のベクトルの和から、前記零相電圧を算出することを特徴とする請求項７に記載の相判別システム。
【請求項９】
三相配電線の電圧と位相とを用いて零相電圧を算出する零相電圧算出部と、
前記三相配電線のうち１つの相の電圧の位相と、前記零相電圧の位相との位相差を求める位相差算出部と、
前記位相差の基準となる基準値の情報を格納するメモリと、
前記位相差と前記基準値とを比較して、前記三相配電線のうち位相の不明な箇所の１つの配電線である検査相の電圧の位相を判別する位相判別部と、
を備えていることを特徴とする配電用子装置。
【請求項１０】
前記基準値は、以下の式（１）から求められることを特徴とする請求項９に記載の配電用子装置。
（数１）
θB＝θo−θr1      ・・・（１）
ただし、θBは前記基準値、θoは前記零相電圧の位相、θr1は前記三相配電線のうち位相が明らかな箇所の１つの配電線である代表相の電圧の位相である。
【請求項１１】
前記位相判別部は、以下の式（２）が成り立ち、かつ式（３）が成り立たないとき、前記検査相が、前記代表相であると判別することを特徴とする請求項１０に記載の配電用子装置。
（数２）
θB−α＜θo−θa2＜θB＋α      …（２）
（数３）
θB−α＜θo−θb2＜θB＋α、かつθB−α＜θo−θc2＜θB＋α  …（３）
ただし、θa2、θb2およびθc2は前記三相配電線の位相の不明な箇所における位相であり、θa2は前記検査相の電圧の位相、θb2およびθc2はそれぞれ前記三相配電線のうち前記検査相以外の配電線の位相であり、かつθoは前記零相電圧の位相、αは定数である。
【請求項１２】
前記零相電圧算出部は、前記三相配電線の各配電線に設置された電圧センサからそれぞれ出力される電圧のベクトルの和から、前記零相電圧を算出することを特徴とする請求項９に記載の配電用子装置。
【請求項１３】
コンピュータに、
三相配電線の電圧と位相とを用いて零相電圧を算出するステップ（Ａ）と、
前記三相配電線のうち１つの相の電圧の位相と、前記零相電圧の位相との位相差を求めるステップ（Ｂ）と、
前記位相差の基準となる基準値と、前記位相差とを比較して、前記三相配電線のうち位相の不明な箇所の１つの配電線である検査相の電圧の位相を判別するステップ（Ｃ）と、
を実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配電自動化システムにおける配電系統の相判別システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、分散電源の連系量増加に伴い、配電系統の連系状態を把握して電力品質を維持することが必須となっており、配電線に配置された電圧センサを内蔵する開閉器と、開閉器の制御機能及び三相電気量の計測機能を持つ端末（配電用子装置）との、各所への装柱が進められている。
【０００３】
配電系統の同一バンクの電線内において、同一配電線内の電圧の位相は同じであり、変電所の近くに敷設されている配電線の相接続の順番は明らかである。しかしながら、配電線の捻架状態や、開閉器の装柱されている向きなどによっては、配電線の物理的な位置（順番）が入れ替わり、変電所から離れた箇所において相接続の順番が分からなくなることがある。
【０００４】
従来、配電用子装置を設置する際に、設置箇所（現地）でどの配電線にどの相の電気が流れているかといった相接続の順番を調べた上で、配電用子装置を設置していた。そのため配電線の相接続の順番が分からないと、配電線の電源端である変電所から順を追って相接続を再確認する必要があり、確認に時間を要したり設定を誤ったりする可能性があった。また相接続の順番がわからないと、電気量の正しい計測ができないという問題や、送電中に何らかの理由で事故が起きたときに、事故様相の正しい検出ができないという問題があった。
【０００５】
このような問題を解決するために配電線の電圧の位相を判別する方法として、電源電圧のゼロクロス点のタイミングを検出して、検出したゼロクロス点のタイミング情報を位相の判別に用いる方法が知られている（例えば特許文献１、２）。
【０００６】
例えば特許文献１に開示されている方法では、複数の子装置から任意に指定された基準子装置と、位相を判別すべき判定子装置とのそれぞれが、電源電圧のゼロクロス点を連続して検出して、それぞれが検出したゼロクロス点のタイミング情報を、複数の子装置の総括を行う親装置に送信する。親装置は、受信したゼロクロス点のタイミング情報を用いて配電系統の系統周波数の周期を算出することにより、相判別を行う。
【０００７】
また特許文献２に開示されている方法では、三相配電線の所定区間の一端側の１つの配電線（検査相）において送信器が、電源電圧のゼロクロス点を検出し、検出したタイミングに基づく信号を、他端側に配置された受信器に送信する。受信器は、他端側の１つの配電線（代表相）でゼロクロス点のタイミングを検出して、検査相で検出されたゼロクロス点と代表相で検出されたゼロクロス点とのタイミングが一致した場合、検査相と代表相が同相であると判断している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−４７０２０号公報
【特許文献２】特開２００１−１３３４９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら特許文献１、２のようにゼロクロス点のタイミングを検出して電圧の位相を判別する従来の方法では、ゼロクロス点のタイミングを検出した子装置が、他の装置にゼロクロス点のタイミング情報を含むデータを連続して送信する必要があり、連続したデータの送信により通信に負荷がかかるという問題があった。
【００１０】
本発明は、通信に負荷をかけることなく配電系統の電圧の位相を判別できるシステム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】
【００１１】
本発明の相判別システムは、三相配電線の各所に接続されている配電用子装置を備えている。配電用子装置は、三相配電線の電圧と位相とを用いて零相電圧を算出する零相電圧算出部と、三相配電線のうち１つの相の電圧の位相と、零相電圧の位相との位相差を求める位相差算出部と、位相差の基準となる基準値の情報を格納するメモリと、位相差と基準値とを比較して、三相配電線のうち位相の不明な箇所の１つの配電線である検査相の電圧の位相を判別する位相判別部と、を備えている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、配電用子装置の内部処理により、通信に負荷をかけることなく、配電系統の電圧の位相を判別することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施形態の相判別システムの全体構成を示す説明図。
【図２】配電用子装置の構成を示すブロック図。
【図３】相判別システムの動作の流れを示すフローチャート。
【図４】相判別システムの構成を示す説明図。
【図５】基準値の設置時に、相判別システムが行う動作の流れを示すフローチャート。
【図６】三相電圧から零相電圧Voを算出する方法を示すベクトル図。
【図７】検査相の位相を判別する際に、相判別システムが行う動作の流れを示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態にかかる相判別システムについて説明する。
【００１５】
まず本実施形態の相判別システムが設けられる配電系統について説明する。この配電系統は、図１に示すように、配電系統における各種情報や動作を管理する電力会社の支店や営業所などに置かれた管理センター１と、変圧器２２を備えている複数の変電所２と、複数の変電所２の変圧器２２からそれぞれ敷設されている三相配電線２１と、三相配電線２１の各所に装柱され、各箇所における三相配電線２１の送電に異常がないかを監視する監視局１０とから構成されている。三相配電線２１には監視局１０毎に、過電流などの異常が生じた際に、電気の流れる区間を変更して停電区間の縮小を行う開閉器３が配置されている。
【００１６】
この配電系統は、不図示の上位系統の電圧を、変電所２の変圧器２２において管理センター１の管理によりこの配電系統の電圧に変換した後、三相配電線２１を経由して電力を不図示の負荷に供給するものである。
【００１７】
またこの配電系統は、各変電所２内においてリアクトル接地されている。リアクトル接地とは、制限抵抗RnおよびリアクトルLnにより構成される高インピーダンスにより、１次側中性点を接地する方式である。
【００１８】
監視局１０は、三相配電線２１の送電状態が正常であるか否か常時検知しており、異常を検知した場合に電気の流れる区間を変更する開閉制御部４Ａと、三相配電線２１のうち位相が不明な箇所の相を判別する相判別部４Ｂとを有している。
【００１９】
開閉器３は、開閉制御部４Ａにより制御されており、三相配電線２１の各相の配電線に設置されて各配電線の電圧の大きさをそれぞれ検出する電圧センサ３Ａ〜３Ｃを備えている。
【００２０】
監視局１０の相判別部４Ｂは、監視局１０の装柱時の後述する据付調整試験において、三相配電線２１のうち位相が不明な箇所の相を判別する。各監視局１０の装柱箇所において三相配電線２１の各電線の位相が判別された状態で電力の供給が行われる。送電中に開閉制御部４Ａは、電圧センサ３Ａ〜３Ｃが検出した電圧に基づいて異常の発生を検知すると、異常の発生している相に基づき、開閉器３の開閉動作を制御して、電気の流れる区間を変更させる。
【００２１】
このような配電系統において、上述のように本実施形態の相判別システムは、送電に異常がある場合に電気の流れる区間を変更する機能と、三相配電線２１のうち位相が不明な相を判別する機能とを有している。以下、本実施形態の相判別システムについて、相を判別するための構成及び機能を詳しく説明する。
【００２２】
＜＜相判別システム＞＞
本実施形態の相判別システムは、各監視局１０から得られる配電線の状態の情報（データ）を集約する親装置６と、親装置６と監視局１０との間で各種データの通信を中継する中継装置７と、監視局１０とを備えている。親装置６と監視局１０との間で通信されるデータは、後で詳しく説明するが、デジタル信号として配電線に注入され、配電線の電圧に乗せられて搬送される。
【００２３】
親装置６は管理センター１に備えられており、中継装置７は、各変電所２にそれぞれ備えられている。管理センター１にはさらに、配電系統の運用と監視を行う配電自動化システム１１が備えられている。配電自動化システム１１は、相判別システムの動作を遠隔制御したり、親装置６が集約した配電線の状態の情報を受け取り、受け取った情報に基づいて事故復旧、設備保守、過負荷解消等の理由により配電網の切り替えを行ったりする。
【００２４】
監視局１０は、開閉制御部４Ａ及び相判別部４Ｂを有している配電用子装置４と、配電用子装置４や中継装置７に制御電源を供給する高圧結合器５とを備えている。
【００２５】
送電時、電圧センサ３Ａ〜３Ｃは、常に各配電線の電圧をアナログ的に検出し、電圧の位相情報を含む信号（以下、電圧信号という）を配電用子装置４に出力する。配電用子装置４は開閉器３の電圧センサ３Ａ〜３Ｃから各配電線の電圧信号を常時受信し、その電圧信号をデジタル変換して（以下、単に「電圧信号」という）相判別の処理を行う。配電用子装置４は、三相配電線２１の零相電圧を算出する処理、三相配電線２１のうち１つの相の電圧の位相と、零相電圧の位相との位相差を求める処理、及び算出した位相差を基準となる位相差（基準値）と比較して相判別する処理を行う。相判別の処理の詳細は後述する。基準値には、ある特定の配電用子装置４により算出された位相差を用いる。
【００２６】
高圧結合器５は、配電用子装置４により処理された情報を含むデジタル信号を、配電用子装置４から受け取って三相配電線２１のうち一相の配電線に注入し、配電線内の電圧に重畳させる。配電線に注入されたデジタル信号は、所定のタイミングの電圧に重畳されて搬送される。また高圧結合器５は、配電線内を搬送されているデジタル信号を取り出して、配電用子装置４や中継装置７に送信する。
【００２７】
＜＜配電用子装置＞＞
ここで、配電用子装置４の構成について具体的に説明する。
【００２８】
配電用子装置４は、開閉制御部４Ａおよび相判別部４Ｂに加えて、図２に示すように、開閉器３から電圧信号を受け取る受信部４２と、親装置６や他の配電用子装置４と通信を行う通信部４７と、各種情報を格納するメモリ４０Ｂと、を備えている。
【００２９】
相判別部４Ｂは、メモリ４０Ｂに予め格納されたプログラムを実行することにより、この相判別システムにおける各種演算を行う。具体的には相判別部４Ｂは、三相配電線２１の電圧と位相を用いて零相電圧を算出する零相電圧算出部４４と、零相電圧の位相および配電線２１のうち１つの相の電圧の位相の位相差を算出する位相差算出部４５と、配電線２１のうち位相の不明な箇所における１つの相（検査相）の電圧の位相を基準値を用いて判別する位相判別部４６とを備えている。
【００３０】
開閉制御部４Ａ及び相判別部４Ｂは、ＣＰＵ或いはＧＰＵに搭載されるソフトウェアとしてその機能が実現される。また開閉制御部４Ａ及び相判別部４Ｂの、一部または全部の機能は、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）やＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）などのハードウェアで実現することも可能である。
【００３１】
＜＜相判別システムの動作＞＞
ここで相判別システムの動作の概要について、図３を参照して説明する。
作業者が三相配電線２１の各所に監視局１０を装柱する際に、据付調整試験が行われる。この試験は、作業者が相判別システムを起動して系統電圧が開閉器３の電圧センサ３Ａ〜３Ｃに印加された状態で行われ、相判別システムは、配電系統内の同一の変圧器２２（バンク）に繋がれている三相配電線２１毎に、位相が不明な箇所で位相を判別する処理を行う。
【００３２】
バンク数がＭ（Ｍは自然数）である配電系統の場合、ｍ番目（ｍ＝１、２、・・・Ｍ）のバンクについて、位相が明らかな箇所に配置されている特定の配電用子装置４が、位相判別の基準値を算出する（ステップｓ１００）。次に、算出された基準値がｍ番目のバンク内の各配電用子装置４に送信され、各配電用子装置４は、受信した基準値の情報を格納する（ステップｓ２００）。ｍ番目のバンク内で位相の不明な箇所に配置されている配電用子装置は、保持している基準値に基づき位相の判別を行う。（ステップｓ３００）。相判別システムは、この処理を最初のバンク（ｍ＝１）から最後のバンク（ｍ＝M）まで繰り返す。以下、相判別システムの動作を、基準値の算出および送信時に行われる動作と、相判別時の動作とに分けて具体的に説明する。
【００３３】
三相配電線２１の各所に配置されている監視局１０（開閉器３、配電用子装置４、および高圧結合器５）は、配置されている箇所が異なっていてもそれぞれ同じ構成であるが、以下説明のために、配置箇所に合わせて異なる符号を付けて説明する。
【００３４】
具体的には、変電所２の近くで配電線の相接続の順番が明らかな箇所に配置されている開閉器３、配電用子装置４、高圧結合器５をそれぞれ図４に示すように、開閉器３０、基準子装置４０、高圧結合器５０とする。また開閉器３０に備えられている電圧センサ３Ａ〜３Ｃをそれぞれ電圧センサ３Ａ１〜３Ｃ１とする。三相配電線２１のうち、電圧センサ３Ａ１が配置されている配電線の電圧の位相はＲ相であり、電圧センサ３Ｂ１が配置されている配電線の電圧の位相はＳ相であり、電圧センサ３Ｃ１が配置されている配電線の電圧の位相はＴ相であるものとする。
【００３５】
一方、変電所２から離れた場所で配電線の相接続の順番が不明な箇所に配置されている開閉器３、配電用子装置４、高圧結合器５をそれぞれ、開閉器３ｎ、判別子装置４ｎ、高圧結合器５ｎとする。（ｎは自然数）また開閉器３ｎに備えられている電圧センサ３Ａ〜３Ｃをそれぞれ電圧センサ３Ａｎ〜３Ｃｎとする。さらに三相配電線２１のうち、電圧センサ３Ａｎが配置されている配電線をａ相、電圧センサ３Ｂｎが配置されている配電線をｂ相、電圧センサ３Ｃｎが配置されている配電線をｃ相とする。
【００３６】
＜基準値算出・送信時の動作＞
以下、基準値の算出および送信時に相判別システムが行う動作の流れを、図５を参照して説明する。バンク毎の、位相の明らかな箇所に接続されている基準子装置４０は、配電自動化システム１１の指示に基づいて動作し、相判別の基準値をそれぞれバンク毎に設定する。
【００３７】
具体的には、まず異なるバンク毎にそれぞれ配置されている電圧センサ３Ａ１〜３Ｃ１がそれぞれの配電線（Ｒ相、Ｓ相、およびＴ相）の電圧を検出し、検出された電圧に基づく電圧信号が生成される。各電圧センサ３Ａ１〜３Ｃ１に接続されている各基準子装置４０の受信部４２が、各開閉器３０から電圧信号を受信する。受信部４２が受信した電圧信号には、電圧センサ３Ａ１〜３Ｃ１によりそれぞれ検出された電圧の大きさと位相の情報が含まれている（ステップｓ１）。
【００３８】
次に零相電圧算出部４４は、電圧信号に基づいて零相電圧Voを算出する。具体的には、零相電圧算出部４４は図６に示すように、Ｒ相の電圧Vr、Ｓ相の電圧Vs、およびＴ相の電圧Vtのベクトルの和を求めることにより零相電圧Voを算出する。同一のバンクに繋がれている三相配電線２１（以下、同一バンクの電線内という）において、零相電圧Voの大きさとその位相θoは、全体で同じ値である。（ステップｓ２）。
【００３９】
位相差算出部４５は、三相配電線２１のうち位相の明らかな任意の配電線である代表相（例えばＲ相）を選択して、代表相の電圧の位相θr1と、零相電圧の位相θoを用いる以下の式（１）から、基準値θBを算出する。求められた基準値θBの情報を含むデータ（以下、基準値データという）は、メモリ４０Ｂに格納される（ステップｓ３）。
【００４０】
（数１）
θB＝θo−θr1      ・・・（１）
【００４１】
各バンクで算出された基準値データは、親装置６に送られて集約され、さらに配電自動化システム１１に送信される。バンク毎に算出された基準値は、配電自由化システム１１により、同一バンクの電線内全ての配電用子装置４に転送される。具体的には、通信部４７が基準値データを基準子装置４０に接続されている高圧結合器５０に出力する。高圧結合器５０は、基準値データをデジタル信号として、三相配電線２１の特定の一相に注入する。注入された基準値データの信号は、一相の配電線の電圧に所定のタイミングで重畳されて、搬送される。変電所２の高圧結合器５は、配電線に注入された基準値データの信号を、取り出して中継装置７に送信する。中継装置７は、受信した基準値データの信号を管理センター１の親装置６に送信する。親装置６は、受信した基準値データの信号を配電自動化システム１１に送信する。配電自動化システム１１は、親装置６を介して変電所２の中継装置７に返送する。中継装置７は、受信した基準値データの信号を、変電所２の高圧結合器５を介して三相配電線２１に注入させる。三相配電線２１に注入された基準値データの信号は、その基準値を算出した基準子装置４０が配置されているのと同一バンクの電線内の各所に配置された監視局１０の高圧結合器５を介して、各配電用子装置４の通信部４７により受け取られる。通信部４７が受け取った基準値データはそれぞれのメモリ４０Ｂに格納される（ステップｓ４）。
【００４２】
以上により、本実施形態の相判別システムの各所に設けられている配電用子装置４それぞれが、同一バンク毎に同じ基準値の情報を保持した状態となる。このように配電用子装置４それぞれが、基準値の情報を保持した状態で、不図示の負荷に対して電力の供給が行われる。
【００４３】
＜相判別時の動作＞
以下、三相配電線２１の位相が不明な箇所において、相判別システムが電圧の位相の判別を行う動作の流れを、図７を参照して説明する。このフローでは、代表相がＲ相である場合の動作を例にあげて説明する。判別子装置４ｎは、配電自動化システム１１の指示に基づいて動作し、位相の判別対象となる三相配電線２１のａ相、ｂ相、およびｃ相のいずれの配電線がＲ相と同じ相であるかを判別し、Ｒ相である配電線が判別されたら、三相交流回路の相回転に応じて残りの二相の位相を判別する。
【００４４】
［ステップｓ１１］
まず判別子装置４ｎの位相差算出部４５は、三相配電線２１から位相の不明な任意の１つの配電線（検査相）を選択する。以下、ステップｓ１１で位相差算出部４５が選択した検査相がａ相である場合のフローについて説明する。
【００４５】
［ステップｓ１２］
次に判別子装置４ｎは、検査相（a相）が代表相（R相）であるか否かを判別する。具体的には、零相電圧算出部４４は、基準子装置４０が零相電圧を算出したのと同様の方法で、ａ相の電圧Va、ｂ相の電圧Vb、およびｃ相の電圧Vcの和から零相電圧Voを算出する。位相差算出部４５は、a相の電圧の位相θa2と、零相電圧の位相θoとの差を算出する。位相判別部４６は、メモリ２０Ｂに格納されていた基準値θBを読み出し、位相差算出部４５の算出した位相差と基準値とを比較してａ相の判別を行う。位相判別部４６は、以下の式（２）が成り立ち、かつ式（３）が成り立たないときは、ａ相がＲ相であると判別する。
【００４６】
（数２）
θB−α＜θo−θa2＜θB＋α      ・・・（２）
【００４７】
（数３）
θB−α＜θo−θb2＜θB＋α、かつθB−α＜θo−θc2＜θB＋α  ・・・（３）
【００４８】
ただし、θb2はｂ相の電圧の位相、θc2はｃ相の電圧の位相であり、αは配電用子装置４の性能に応じて予め定められた定数である。
【００４９】
ａ相がＲ相であると判別された場合、相判別システムのフローは次のステップｓ１３に進む。式（２）が成り立たない場合、位相判別部４６は、ａ相がＲ相ではないと判別し、相判別システムのフローはステップｓ１５に進む。
【００５０】
［ステップｓ１３］
ａ相がＲ相であることが判別されると、位相判別部４６は、三相交流回路の相回転に応じて残りの二相の位相を判別する。具体的には、位相判別部４６は、ｂ相とｃ相の電圧の位相のうち、ａ相の電圧の位相から位相が１２０度遅れている相がＳ相であり、ａ相の電圧の位相から位相が２４０度遅れている相がＴ相であると判別する。
【００５１】
［ステップｓ１４］
通信部４７は、位相判別部４６が判別した位相の結果を配電自動化システム１１に送信する。
【００５２】
［ステップｓ１５］
位相差算出部４５は、残りの二相（ｂ相とｃ相）から、次に位相を判別する検査相を選択する。以下、ステップｓ１６で位相差算出部４５が選択した検査相がｂ相である場合のフローについて説明する。
【００５３】
［ステップｓ１６］
次に判別子装置４ｎは、ｂ相がR相であるか否かを、ステップｓ１３の手法と同様の手法により判別する。具体的には、位相差算出部４５は、ｂ相の電圧の位相θb2と、零相電圧の位相θoとの差を算出する。位相判別部４６は、位相差算出部４５の算出結果に基づいて、以下の式（４）が成り立ち、かつ式（５）が成り立たないときは、ｂ相がＲ相であると判別する。
【００５４】
（数４）
θB−α＜θo−θb2＜θB＋α      ・・・（４）
【００５５】
（数５）
θB−α＜θo−θc2＜θB＋α      ・・・（５）
【００５６】
ｂ相がＲ相であると判別されると、相判別システムのフローは次のステップｓ１７に進む。式（４）が成り立たない場合、位相判別部４６は、ｂ相がＲ相ではないと判別し、相判別システムのフローはステップｓ１８に進む。
【００５７】
［ステップｓ１７］
位相判別部４６は、ステップｓ１４の手法と同様の手法により、三相交流回路の相回転に応じて残りの二相のうち、どちらがＳ相でどちらがＴ相であるかを判別する。Ｓ相とＴ相が判別されたら、相判別システムのフローはステップＳ１４に進む。
【００５８】
［ステップｓ１８］
次に判別子装置４ｎは、残りのｃ相がR相であるか否かを、ステップｓ１３の手法と同様の手法により判別する。具体的には、位相差算出部４５が、ｃ相の電圧の位相θc2と、零相電圧の位相θoとの差を算出する。位相判別部４６は、位相差算出部４５の算出結果に基づいて、以下の式（６）が成り立つとき、ｃ相がＲ相であると判別する。
【００５９】
（数６）
θB−α＜θo−θc2＜θB＋α      ・・・（６）
【００６０】
ｃ相がＲ相であると判別された場合、相判別システムのフローは次のステップｓ１９に進む。式（６）が成り立たない場合、相判別システムのフローはステップｓ２０に進む。
【００６１】
［ステップｓ１９］
位相判別部４６は、ステップｓ１４の手法と同様の手法により三相交流回路の相回転に応じて残りの二相のうち、どちらがＳ相でどちらがＴ相であるかを判別する。Ｓ相とＴ相が判別されたら、相判別システムのフローはステップＳ１４に進む。
【００６２】
［ステップｓ２０］
Ｒ相と同じ位相の配電線が判別できなかったため、位相判別部４６が「相順不明」と判断し、通信部４７は、配電自動化システム１１へ相順不明であることを通知する。ステップＳ２３で相順不明と判断されたら、相判別システムはステップＳ１４に進む。
【００６３】
以上の工程により、本実施形態の相判別システムによる位相判別のフローが実施される。
【００６４】
以上のように、本実施形態の相判別システムでは、配電系統の位相が不明な箇所に配置されている配電用子装置が、検査相の位相と零相電圧の位相との位相差を、メモリ内に格納されている基準値と比較することにより、検査相の位相を判別する。そのため、配電用子装置の内部処理により、通信に負荷をかけることなく電圧の位相を判別することができる。
【００６５】
また本実施形態の相判別システムは、配電用子装置などの設置時に、配電系統の位相が明らかな箇所に配置されている配電用子装置により算出された基準値の情報のみを、親装置を介して、配電系統の各所に配置された配電用子装置に送信するので、通信負荷を小さくすることができる。
【００６６】
本実施形態の相判別システムでは、配電自動化システムの指示に基づいて配電用子装置が配電系統の電圧の位相を判別することができるため、相を判断するために作業者が現地に行く必要がない。また監視局の設置時に、配電線の電源端から順を追って相接続を確認する必要がないため、位相の確認に時間を要したり設定を誤ったりすることを防ぐことができる。
【００６７】
また、本実施形態の相判別システムにおいて、配電用子装置は、電圧センサ３Ａ〜３Ｃによりそれぞれ検出された、三相の配電線の電圧と位相とを用いて位相を判別する構成であるため、配電用子装置は三相のうち、どの相を検査相とした場合であっても、検査相の位相を判別することができる。
【００６８】
本実施形態において、検査相の位相が判別されれば、配電用子装置は、三相交流回路の相回転に応じて残りの二相の位相を容易に算出することができる。そのため、三相の位相全てを零相電圧の位相を用いた計算式に当てはめて算出する必要がなく、位相を判別する処理にかかる時間を短縮することができる。
【００６９】
なお本実施形態の相判別システムでは、Ｒ相を代表相としたがこれに限らず、Ｓ相またはＴ相を代表相として検査相の位相を判別してもよい。Ｓ相またはＴ相を代表相とした場合であっても、Ｒ相を代表相とした場合と同様に、配電用子装置は、一相の位相を判別した後に、三相交流回路の相回転に応じて残りの二相の位相を判別することにより、三相全ての位相を判別することができる。
【００７０】
なお、本実施形態では、配電用子装置は、設置時に相判別を行うことができるため、位相の判別結果に基づいて、３つの配電線の位相をそれぞれ正しい順番に並び替えて配電を行うことができる。
【００７１】
なお、本実施形態において、判別子装置が、電圧の位相を判別する際に零相電圧を算出する構成としたが、これに限られない。零相電圧の位相は配電系統の同一バンクの電線内において同じであるため、相判別システムは、基準子装置が位相の明らかな箇所において基準値の算出時に求めた零相電圧の位相情報を、基準値の情報と一緒に同一バンクの電線に配置された各配電用子装置に通知し、各配電用子装置がメモリ内に格納する構成としてもよい。その場合、判別子装置がメモリに格納されている零相電圧の位相情報を用いて位相を判別することができるため、相判別システムは、位相を判別する際に零相電圧の位相を算出する工程を省略することができる。
【００７２】
また本実施形態では、リアクトル接地系の配電系統に相判別システムが設けられているものとして説明したが、相判別システムが設けられている配電系統は、接地インピーダンスが制限抵抗Rnのみの非接地系の系統であってもよい。
【符号の説明】
【００７３】
１…管理センター、１１…配電自動化システム、２…変電所、２１…三相配電線、２２…変圧器、３…開閉器、４…配電用子装置、４Ａ…開閉制御部、４Ｂ…相判別部、４ｎ…判別子装置、４０…基準子装置、４０Ｂ…メモリ、４２…受信部、４４…零相電圧算出部、４５…位相差算出部、４６…位相判別部、４７…通信部、５…高圧結合器、６…親装置、７…中継装置、Vr…R相の電圧、Vs…S相の電圧、Vt…T相の電圧、Vo…零相電圧、θB…基準値
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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