(57)【要約】【課題】変流器の数を減らせ、かつ、三要素保護継電器において過負荷および短絡の判別と欠相および断線の判別もすることができる保護継電システムを提供する。【解決手段】保護継電システムは、２次コイルを巻装した環状鉄心に三相電源線のＲ相およびＳ相を逆向きにかつ任意の角度でクロスさせて貫通させたクロス貫通変流器１１と、三相電源線のＲ相およびＴ相間に設けられた計器用変成器１２と、クロス貫通変流器１１から入力される合成電流ＩR-Sと計器用変成器１２から入力されるＴＲ相線間電圧ＶTRとに基づいて三相電源線における過負荷、短絡、反相、欠相および断線の発生を検出する３Ｅリレー２０とを具備する。【選択図】図１
2010148284.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
三相交流回路の第１および第２の相にそれぞれ流れる第１および第２の相電流（ＩR，ＩS）の差電流（ＩR-S）と、該三相交流回路の１つの線間電圧（ＶTR）または該三相交流回路の１つの線間電圧（ＶTR）および１つの相電圧（ＶT）または該三相交流回路の３つの線間電圧（ＶRS，ＶST，ＶTR）とに基づいて、該三相交流回路における過負荷、短絡、反相、欠相および断線の発生を検出する三要素保護継電器（２０，５０，７０）を具備することを特徴とする、保護継電システム。
【請求項２】
２次コイルを巻装した環状鉄心に前記三相交流回路の前記第１および第２の相を逆向きにかつ任意の角度でクロスさせて貫通させたクロス貫通変流器（１１）と、
前記三相交流回路の前記第１および第３の相間に設けられた計器用変成器（１２）とをさらに具備し、
前記三要素保護継電器（２０）が、
前記クロス貫通変流器から入力される合成電流（ＩR-S）の電流変化率（ＫR-S）および位相差（α）と前記計器用変成器から入力される１つの線間電圧（ＶTR）の電圧変化率（ＬTR）および位相変化角（ΔθTR）とに基づいて、前記三相交流回路における過負荷および短絡の発生を検出し、
前記クロス貫通変流器から入力される合成電流（ＩR-S）の電流変化率（ＫR-S）および位相差（α）と前記計器用変成器から入力される１つの線間電圧（ＶTR）の電圧変化率（ＬTR）とに基づいて、前記三相交流回路における反相、欠相および断線の発生を検出する、
ことを特徴とする、請求項１記載の保護継電システム。
【請求項３】
２次コイルを巻装した環状鉄心に前記三相交流回路の前記第１および第２の相を逆向きにかつ任意の角度でクロスさせて貫通させたクロス貫通変流器（４１）と、
前記三相交流回路の前記第１および第３の相間に設けられた計器用変成器（４２）とをさらに具備し、
前記三要素保護継電器（５０）が、
前記クロス貫通変流器から入力される合成電流（ＩR-S）の電流変化率（ＫR-S）と前記計器用変成器から入力される１つの線間電圧（ＶTR）の電圧変化率（ＬTR）および位相変化角（ΔθTR）と該計器用変成器から入力される１つの相電圧（ＶT）の電圧変化率（ＬT）および位相変化角（ΔθT）とに基づいて、前記三相交流回路における過負荷および短絡の発生を検出し、
前記合成電流の電流変化率と前記線間電圧の電圧変化率と前記相電圧の電圧変化率および位相差（β）とに基づいて、前記三相交流回路における反相の発生を検出し、
前記クロス貫通変流器から入力される合成電流（ＩR-S）の電流変化率（ＫR-S）および位相差（α）と前記計器用変成器から入力される１つの線間電圧（ＶTR）の電圧変化率（ＬTR）と該計器用変成器から入力される１つの相電圧（ＶT）の電圧変化率（ＬT）とに基づいて、前記三相交流回路における欠相および断線の発生を検出する、
ことを特徴とする、請求項１記載の保護継電システム。
【請求項４】
２次コイルを巻装した環状鉄心に前記三相交流回路の前記第１および第２の相を逆向きにかつ任意の角度でクロスさせて貫通させたクロス貫通変流器（６１）と、
前記三相交流回路に設けられた計器用変成器（６２）とをさらに具備し、
前記三要素保護継電器（７０）が、
前記クロス貫通変流器から入力される合成電流（ＩR-S）の電流変化率（ＫR-S）および２つの位相差（αST，αTR）と前記計器用変成器から入力される３つの線間電圧（ＶRS，ＶST，ＶTR）の電圧変化率（ＬRS，ＬST，ＬTR）とに基づいて、前記三相交流回路における過負荷および短絡の発生を検出し、
前記合成電流の電流変化率と前記３つの線間電圧の電圧変化率と該３つの線間電圧のうちの１つの線間電圧の位相差（βRS）とに基づいて、前記三相交流回路における反相の発生を検出し、
前記合成電流の電流変化率および１つの位相差（αTR）と前記３つの線間電圧（ＶRS，ＶST，ＶTR）の電圧変化率（ＬRS，ＬST，ＬTR）および位相差（βRS，βST，βTR）とに基づいて、前記三相交流回路における欠相および断線の発生を検出する、
ことを特徴とする、請求項１記載の保護継電システム。
【請求項５】
前記合成電流の２つの位相差が、前記三相交流回路の前記第２および第３の相間の第２の線間電圧（ＶST）の位相（θST）に対する該合成電流の位相差（αST）と、該三相交流回路の前記第３および第１の相間の第３の線間電圧（ＶTR）の位相（θTR）に対する該合成電流の位相差（αTR）とであり、
前記３つの線間電圧の位相差が、前記第３の線間電圧（ＶTR）の位相（θTR）に対する前記三相交流回路の前記第１および第２の相間の第１の線間電圧（ＶRS）の位相差（βRS）と、該第１の線間電圧（ＶRS）の位相（θRS）に対する前記第２の線間電圧（ＶST）の位相差（βST）と、該第２の線間電圧（ＶST）の位相（θST）に対する前記第３の線間電圧（ＶTR）の位相差（βTR）とである、
ことを特徴とする、請求項４記載の保護継電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、保護継電システムに関し、特に、三要素保護継電器を用いて三相交流回路における過負荷、短絡、反相、欠相および断線の発生を検出するのに好適な保護継電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、たとえば図４１に示すように、三要素保護継電器である三相誘導電動機用３Ｅリレー１１０（以下、「３Ｅリレー１１０」と称する。）は、三相電源線（三相交流回路）のＲ相、Ｓ相およびＴ相にそれぞれ設けられた第１乃至第３の変流器（ＣＴ）１1〜１3から入力されるＲ相、Ｓ相およびＴ相電流ＩR，ＩS，ＩTの値と三相電源線に設けられた計器用変成器（ＶＴ）２から入力されるＲ相、Ｓ相およびＴ相電圧ＶR，ＶS，ＶTの値とに基づいて以下に示すようにして過負荷、反相および欠相を検出すると、三相電源線のＲ相、Ｓ相およびＴ相にそれぞれ設けられた第１乃至第３の遮断器３1〜３3を遮断するための第１乃至第３のトリップ信号Ｔ1〜Ｔ3を第１乃至第３の遮断器３1〜３3にそれぞれ出力する。
（１）過負荷検出
Ｒ相、Ｓ相およびＴ相電流ＩR，ＩS，ＩTの最大値が設定値以上であるか否か。
（２）反相検出
（ａ）電流反相検出タイプ：Ｒ相、Ｓ相およびＴ相電流ＩR，ＩS，ＩTの値が設定値以下であるか否か。
（ｂ）電圧反相検出タイプ：Ｒ相、Ｓ相およびＴ相電圧ＶR，ＶS，ＶTの値が設定値以下であるか否か。
（３）欠相検出
Ｒ相、Ｓ相およびＴ相電流ＩR，ＩS，ＩTの最小値が設定値以上であるか否か。
【０００３】
なお、下記の特許文献１には、三相交流入力を直流変換する機能を有した検出部を備え、検出部の出力の三相の平均実効値と過電流レベル整定回路の整定値を比較器で比較して過電流を判定するとともに、検出部の出力の三相の平均実効値と各相の実効値を３個の比較器で各々比較して欠相を判定する三相誘導電動機用２Ｅリレーにおいて、交流回路に高調波が含有し、そのピーク値が変動しても不要動作および動作遅延が起こらず、安定して動作できるようにするために、検出部を、熱電対を有し、周波数に関係無く交流入力の実効値に比例した直流起電力を得る熱電形変換器で構成した三相誘導電動機用２Ｅリレーが開示されている。
【特許文献１】特開平９−２９８８３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の３Ｅリレー１１０は、Ｒ相、Ｓ相およびＴ相電流ＩR，ＩS，ＩTの値およびＲ相、Ｓ相およびＴ相電圧ＶR，ＶS，ＶTの値に基づいて過負荷、反相および欠相を検出しているので、変流器が３つ必要であるという問題と、過負荷および短絡を判別することができないとともに欠相および断線を判別することができないという問題とがあった。
【０００５】
本発明の目的は、変流器の数を減らすことができるとともに、三要素保護継電器において過負荷および短絡の判別と欠相および断線の判別もすることができる保護継電システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の保護継電システムは、三相交流回路の第１および第２の相にそれぞれ流れる第１および第２の相電流（ＩR，ＩS）の差電流（ＩR-S）と、該三相交流回路の１つの線間電圧（ＶTR）または該三相交流回路の１つの線間電圧（ＶTR）および１つの相電圧（ＶT）または該三相交流回路の３つの線間電圧（ＶRS，ＶST，ＶTR）とに基づいて、該三相交流回路における過負荷、短絡、反相、欠相および断線の発生を検出する三要素保護継電器（２０，５０，７０）を具備することを特徴とする。
ここで、２次コイルを巻装した環状鉄心に前記三相交流回路の前記第１および第２の相を逆向きにかつ任意の角度でクロスさせて貫通させたクロス貫通変流器（１１）と、
前記三相交流回路の前記第１および第３の相間に設けられた計器用変成器（１２）とをさらに具備し、前記三要素保護継電器（２０）が、前記クロス貫通変流器から入力される合成電流（ＩR-S）の電流変化率（ＫR-S）および位相差（α）と前記計器用変成器から入力される１つの線間電圧（ＶTR）の電圧変化率（ＬTR）および位相変化角（ΔθTR）とに基づいて、前記三相交流回路における過負荷および短絡の発生を検出し、前記クロス貫通変流器から入力される合成電流（ＩR-S）の電流変化率（ＫR-S）および位相差（α）と前記計器用変成器から入力される１つの線間電圧（ＶTR）の電圧変化率（ＬTR）とに基づいて、前記三相交流回路における反相、欠相および断線の発生を検出してもよい。
２次コイルを巻装した環状鉄心に前記三相交流回路の前記第１および第２の相を逆向きにかつ任意の角度でクロスさせて貫通させたクロス貫通変流器（４１）と、前記三相交流回路の前記第１および第３の相間に設けられた計器用変成器（４２）とをさらに具備し、前記三要素保護継電器（５０）が、前記クロス貫通変流器から入力される合成電流（ＩR-S）の電流変化率（ＫR-S）と前記計器用変成器から入力される１つの線間電圧（ＶTR）の電圧変化率（ＬTR）および位相変化角（ΔθTR）と該計器用変成器から入力される１つの相電圧（ＶT）の電圧変化率（ＬT）および位相変化角（ΔθT）とに基づいて、前記三相交流回路における過負荷および短絡の発生を検出し、前記合成電流の電流変化率と前記線間電圧の電圧変化率と前記相電圧の電圧変化率および位相差（β）とに基づいて、前記三相交流回路における反相の発生を検出し、前記クロス貫通変流器から入力される合成電流（ＩR-S）の電流変化率（ＫR-S）および位相差（α）と前記計器用変成器から入力される１つの線間電圧（ＶTR）の電圧変化率（ＬTR）と該計器用変成器から入力される１つの相電圧（ＶT）の電圧変化率（ＬT）とに基づいて、前記三相交流回路における欠相および断線の発生を検出してもよい。
２次コイルを巻装した環状鉄心に前記三相交流回路の前記第１および第２の相を逆向きにかつ任意の角度でクロスさせて貫通させたクロス貫通変流器（６１）と、前記三相交流回路に設けられた計器用変成器（６２）とをさらに具備し、前記三要素保護継電器（７０）が、前記クロス貫通変流器から入力される合成電流（ＩR-S）の電流変化率（ＫR-S）および２つの位相差（αST，αTR）と前記計器用変成器から入力される３つの線間電圧（ＶRS，ＶST，ＶTR）の電圧変化率（ＬRS，ＬST，ＬTR）とに基づいて、前記三相交流回路における過負荷および短絡の発生を検出し、前記合成電流の電流変化率と前記３つの線間電圧の電圧変化率と該３つの線間電圧のうちの１つの線間電圧の位相差（βRS）とに基づいて、前記三相交流回路における反相の発生を検出し、前記合成電流の電流変化率および１つの位相差（αTR）と前記３つの線間電圧（ＶRS，ＶST，ＶTR）の電圧変化率（ＬRS，ＬST，ＬTR）および位相差（βRS，βST，βTR）とに基づいて、前記三相交流回路における欠相および断線の発生を検出してもよい。
前記合成電流の２つの位相差が、前記三相交流回路の前記第２および第３の相間の第２の線間電圧（ＶST）の位相（θST）に対する該合成電流の位相差（αST）と、該三相交流回路の前記第３および第１の相間の第３の線間電圧（ＶTR）の位相（θTR）に対する該合成電流の位相差（αTR）とであり、前記３つの線間電圧の位相差が、前記第３の線間電圧（ＶTR）の位相（θTR）に対する前記三相交流回路の前記第１および第２の相間の第１の線間電圧（ＶRS）の位相差（βRS）と、該第１の線間電圧（ＶRS）の位相（θRS）に対する前記第２の線間電圧（ＶST）の位相差（βST）と、該第２の線間電圧（ＶST）の位相（θST）に対する前記第３の線間電圧（ＶTR）の位相差（βTR）とであってもよい。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の保護継電システムは、以下に示す効果を奏する。
（１）２次コイルを巻装した環状鉄心に三相交流回路の第１および第２の相を逆向きにかつ任意の角度でクロスさせて貫通させたクロス貫通変流器を用いることにより、三相交流回路に設ける変流器の数を１つに減らすことができる。
（２）合成電流の電流変化率および位相差と、線間電圧および相電圧の電圧変化率および位相差とに基づいて、三相交流回路における過負荷および短絡の発生を検出することにより、三要素保護継電器において過負荷および短絡の判別をすることができる。
（３）合成電流の電流変化率および位相差と、線間電圧および相電圧の電圧変化率および位相差とに基づいて、三相交流回路における欠相および断線の発生を検出することにより、三要素保護継電器において三相交流回路における欠相および断線の判別をすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
上記の目的を、三要素保護継電器が、２次コイルを巻装した環状鉄心に三相交流回路の第１および第２の相を逆向きにかつ任意の角度でクロスさせて貫通させたクロス貫通変流器から入力される合成電流の電流変化率および位相差と、三相交流回路の第１の相および第３の相間に設けられた計器用変成器から入力される１つの線間電圧の電圧変化率および位相変化角とに基づいて、三相交流回路における過負荷、短絡、反相、欠相および断線の発生を検出することにより実現した。
【実施例１】
【０００９】
以下、本発明の保護継電システムの実施例について図面を参照して説明する。
まず、本発明の第１の実施例による保護継電システムについて、図１乃至図１６を参照して説明する。
本実施例による保護継電システムは、図１に示すように、三相電源線のＲ相およびＳ相がクロスするように貫通されたクロス貫通変流器１１と、三相電源線のＲ相とＴ相との間に設けられた計器用変成器１２と、クロス貫通変流器１１から入力される合成電流ＩR-Sと計器用変成器１２から入力されるＴＲ相線間電圧ＶTR（Ｔ相とＲ相との間の線間電圧）とに基づいて三相電源線における過負荷、短絡、反相、欠相および断線を検出する三相誘導電動機用３Ｅリレー２０（以下、「３Ｅリレー２０」と称する。）とを具備する。
【００１０】
ここで、クロス貫通変流器１１は、２次コイルを巻装した環状鉄心に三相電源線のＲ相およびＳ相を逆向きにかつ任意の角度でクロスさせて貫通させた貫通形変流器である。
すなわち、三相電源線のＲ相はクロス貫通変流器１１の極性方向（環状鉄心の第１の開口面から環状鉄心の第２の開口面への方向）に貫通されているが、三相電源線のＳ相はクロス貫通変流器１１の反極性方向（環状鉄心の第２の開口面から環状鉄心の第１の開口面への方向）に貫通されている。
したがって、正常時におけるＲ相、Ｓ相およびＴ相電流ＩR，ＩS，ＩT並びに合成電流ＩR-SをＩR0，ＩS0，ＩT0およびＩ(R-S)0で表すと、Ｒ相電流ＩR0およびＳ相電流ＩS0は図２（ａ）に示すように１２０°の位相差でクロス貫通変流器１１の環状鉄心を逆向きに貫通して流れる（すなわち、Ｒ相電流ＩR0はクロス貫通変流器１１の環状鉄心を極性方向に貫通して流れ、Ｓ相電流ＩS0はクロス貫通変流器１１の環状鉄心を反極性方向に貫通して流れる）ため、クロス貫通変流器１１から３Ｅリレー２０に入力される合成電流Ｉ(R-S)0はＲ相電流ＩR0とＳ相電流ＩS0との差電流（ベクトル差）となり、合成電流Ｉ(R-S)0の値｜Ｉ(R-S)0｜はＲ相電流ＩR0の値｜ＩR0｜（Ｓ相電流ＩS0の値｜ＩS0｜）の３1/2倍となり、合成電流Ｉ(R-S)0の位相θ(R-S)0は２７０°となる。
Ｉ(R-S)0＝ＩR0−ＩS0
｜Ｉ(R-S)0｜＝｜ＩR0−ＩS0｜＝３1/2×｜ＩR0｜（＝３1/2×｜ＩS0｜）
θ(R-S)0＝２７０°
【００１１】
また、正常時におけるＲ相電圧ＶRおよびＴ相電圧ＶTをＶR0およびＶT0で表すと、Ｒ相電圧ＶR0およびＴ相電圧ＶT0は図２（ｂ）に示すように２４０°の位相差であるため、計器用変成器１２から３Ｅリレー２０に入力されるＴＲ相線間電圧ＶTR0の値｜ＶTR0｜はＴ相電圧ＶT0の値｜ＶT0｜（Ｒ相電圧ＶR0の値｜ＶR0｜）の３1/2倍となり、ＴＲ相線間電圧ＶTR0の位相θTR0は２１０°となる。
ＶTR0＝ＶT0−ＶR0
｜ＶTR0｜＝｜ＶT0−ＶR0｜＝３1/2×｜ＶT0｜＝３1/2×｜ＶR0｜
θTR0＝２１０°
【００１２】
３Ｅリレー２０は、クロス貫通変流器１１から入力される合成電流ＩR-Sの電流変化率ＫR-Sおよび位相差α（ＴＲ相線間電圧ＶTRの位相θTRに対する位相差であり、遅れ位相を正の値で進み位相を負の値で示す。以下同様）と計器用変成器１２から入力されるＴＲ相線間電圧ＶTRの電圧変化率ＬTRおよび位相変化角（ΔθTR）とに基づいて過負荷、Ｒ−Ｓ相短絡、Ｓ−Ｔ相短絡、Ｔ−Ｒ相短絡および三相短絡を検出する。
また、３Ｅリレー２０は、合成電流ＩR-Sの電流変化率ＫR-Sおよび位相差αとＴＲ相線間電圧ＶTRの電圧変化率ＬTRとに基づいてＲ−Ｓ相反相、Ｓ−Ｔ相反相およびＴ−Ｒ相反相を検出する。
さらに、３Ｅリレー２０は、合成電流ＩR-Sの電流変化率ＫR-Sおよび位相差αとＴＲ相線間電圧ＶTRの電圧変化率ＬTRとに基づいて、スター結線された三相電源線におけるＲ相欠相、Ｓ相欠相、Ｔ相欠相、Ｒ相断線、Ｓ相断線およびＴ相断線を検出するとともに、デルタ結線された三相電源線におけるＲ相欠相、Ｓ相欠相、Ｔ相欠相、ＲＳ相断線、ＳＴ相断線およびＴＲ相断線を検出する。
３Ｅリレー２０は、以上のようにして過負荷などを検出すると、第１乃至第３のトリップ信号Ｔ1〜Ｔ3を第１乃至第３の遮断器３1〜３3にそれぞれ出力する。
【００１３】
次に、３Ｅリレー２０における過負荷、Ｒ−Ｓ相短絡、Ｓ−Ｔ相短絡、Ｔ−Ｒ相短絡および三相短絡の検出方法について、図３乃至図５を参照して詳しく説明する。
なお、以下では、説明の簡単のために、Ｒ相、Ｓ相およびＴ相電流ＩR，ＩS，ＩTの定格電流値を“１”とし、Ｒ相、Ｓ相およびＴ相電圧ＶR，ＶS，ＶTの定格電圧値を“１”とする。また、正常時のＲ相、Ｓ相およびＴ相電流ＩR0，ＩS0，ＩT0の値をＲ相、Ｓ相およびＴ相電流ＩR，ＩS，ＩTの定格電流値（すなわち、｜ＩR0｜＝｜ＩS0｜＝｜ＩT0｜＝１）とし、正常時のＲ相、Ｓ相およびＴ相電圧ＶR0，ＶS0，ＶT0の値をＲ相、Ｓ相およびＴ相電圧ＶR，ＶS，ＶTの定格電圧値（すなわち、｜ＶR0｜＝｜ＶS0｜＝｜ＶT0｜＝１）とし、正常時のＲ相電流ＩR0の位相θR0を０°とする。さらに、過負荷、Ｒ−Ｓ相短絡、Ｓ−Ｔ相短絡、Ｔ−Ｒ相短絡および三相短絡の検出値を定格電流の１１５％以上とする。
【００１４】
（１）正常時の合成電流Ｉ(R-S)0およびＴＲ相線間電圧ＶTR0
正常時の合成電流Ｉ(R-S)0の値｜Ｉ(R-S)0｜および位相θ(R-S)0と正常時のＴＲ相線間電圧ＶTR0の値｜ＶTR0｜および位相θTR0と正常時の合成電流Ｉ(R-S)0の位相差α0とは（１−１）式から（１−５）式でそれぞれ表される（図２（ａ），（ｂ）参照）。
｜Ｉ(R-S)0｜＝｜ＩR0−ＩS0｜＝３1/2×｜ＩR0｜＝３1/2×１＝３1/2      （１−１）
θ(R-S)0＝３３０°      （１−２）
｜ＶTR0｜＝｜ＶT0−ＶR0｜＝３1/2×｜ＶT0｜＝３1/2×１＝３1/2      （１−３）
θTR0＝２１０°      （１−４）
α0＝θ(R-S)0−θTR0＝３３０°−２１０°＝１２０°      （１−５）
【００１５】
（２）過負荷時の合成電流ＩR-SおよびＴＲ相線間電圧ＶTR
過負荷が発生して定格電流値（この例では、正常時のＲ相、Ｓ相およびＴ相電流ＩR0，ＩS0，ＩT0）の１．１５倍のＲ相、Ｓ相およびＴ相電流ＩR，ＩS，ＩTが三相電源線のＲ相、Ｓ相およびＴ相にそれぞれ流れたとすると、過負荷時の合成電流ＩR-Sの値｜ＩR-S｜、電流変化率ＫR-Sおよび位相θR-SとＴＲ相線間電圧ＶTRの値｜ＶTR｜、電圧変化率ＬTR、位相θTRおよび位相変化角ΔθTRとは（２−１）式から（２−７）式でそれぞれ表される（図３（ａ），（ｂ）参照）。
｜ＩR-S｜＝｜ＩR−ＩS｜＝３1/2×｜ＩR｜＝３1/2×（１．１５×｜ＩR0｜）
＝３1/2×（１．１５×１）＝３1/2×１．１５      （２−１）
ＫR-S＝｜ＩR-S｜／｜Ｉ(R-S)0｜＝（３1/2×１．１５）／３1/2
＝１．１５      （２−２）
θR-S＝３３０°      （２−３）
｜ＶTR｜＝｜ＶT−ＶR｜＝３1/2×｜ＶT｜＝３1/2×｜ＶT0｜＝３1/2×１
＝３1/2      （２−４）
ＬTR＝｜ＶTR｜／｜ＶTR0｜＝３1/2／３1/2＝１      （２−５）
θTR＝２１０°      （２−６）
ΔθTR＝θTR−θTR0＝２１０°−２１０°＝０°      （２−７）
【００１６】
（３）Ｒ−Ｓ相短絡時の合成電流ＩR-SおよびＴＲ相線間電圧ＶTR
Ｒ相−Ｓ相間の短絡事故（Ｒ−Ｓ相短絡）が発生すると、三相電源線のＲ相およびＳ相にＲ相事故電流ＩFRおよびＳ相事故電流ＩFSが逆方向に流れるが、三相電源線のＴ相には正常時のＴ相電流ＩT0が流れたままとなる。
したがって、定格電流値（この例では、正常時のＲ相、Ｓ相およびＴ相電流ＩR0，ＩS0，ＩT0）の１．１５倍のＲ相およびＳ相事故電流ＩFR，ＩFSが流れたとすると、Ｒ−Ｓ相短絡時の合成電流ＩR-Sの値｜ＩR-S｜、電流変化率ＫR-Sおよび位相θR-SとＴＲ相線間電圧ＶTRの値｜ＶTR｜、電圧変化率ＬTR、位相θTRおよび位相変化角ΔθTRと合成電流ＩR-Sの位相差αとは（３−１）式から（３−８）式でそれぞれ表される（図４（ａ−１），（ａ−２）参照）。なお、Ｒ相、Ｓ相およびＴ相事故電流ＩFR，ＩFS，ＩFTのインピーダンス角θ＝７５°とする。
｜ＩR-S｜＝｜ＩFR−ＩFS｜＝２×｜ＩFR｜＝２×（１．１５×｜ＩR0｜）
＝２×（１．１５×１）＝２．３      （３−１）
ＫR-S＝｜ＩR-S｜／｜Ｉ(R-S)0｜＝（２．３）／３1/2（＝１．３２８）      （３−２）
θR-S＝４５°      （３−３）
｜ＶTR｜＝｛１．５2＋（０．８×３1/2／２）2｝1/2      （３−４）
ＬTR＝｜ＶTR｜／｜ＶTR0｜＝｛１．５2＋（０．８×３1/2／２）2｝1/2／３1/2
（＝０．９５４）      （３−５）
θTR＝２１５．２°      （３−６）
ΔθTR＝θTR−θTR0＝２１５．２°−２１０°＝５．２°      （３−７）
α＝θR-S−θTR＝４５°−２１５．２°＝−１７０．２°      （３−８）
【００１７】
（４）Ｓ−Ｔ相短絡時の合成電流ＩR-SおよびＴＲ相線間電圧ＶTR
Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故（Ｓ−Ｔ相短絡）が発生すると、三相電源線のＳ相およびＴ相にＳ相事故電流ＩFSおよびＴ相事故電流ＩFTが逆方向に流れるが、三相電源線のＲ相には正常時のＲ相電流ＩR0が流れたままとなる。
したがって、定格電流値（この例では、正常時のＲ相、Ｓ相およびＴ相電流ＩR0，ＩS0，ＩT0）の１．１５倍のＳ相およびＴ相事故電流ＩFS，ＩFTが流れたとすると、Ｓ−Ｔ相短絡時の合成電流ＩR-Sの値｜ＩR-S｜、電流変化率ＫR-Sおよび位相θR-SとＴＲ相線間電圧ＶTRの値｜ＶTR｜、電圧変化率ＬTR、位相θTRおよび位相変化角ΔθTRと合成電流ＩR-Sの位相差αとは（４−１）式から（４−８）式でそれぞれ表される（図４（ｂ−１），（ｂ−２）参照）。
｜ＩR-S｜＝｜ＩR0−ＩFS｜＝｜ＩR0−１．１５ＩS0｜
＝（｜ＩR0｜2＋｜１．１５ＩS0｜2−２×｜ＩR0｜×｜１．１５ＩS0｜×ｃｏｓ１６５°）1/2
＝（１2＋１．１５2−２×１×１．１５×ｃｏｓ１６５°）1/2
＝２．１３２      （４−１）
ＫR-S＝｜ＩR-S｜／｜Ｉ(R-S)0｜＝２．１３２／３1/2＝１．２３１      （４−２）
θR-S＝３５３°      （４−３）
｜ＶTR｜＝｛１．５2＋（０．８×３1/2／２）2｝1/2      （４−４）
ＬTR＝｜ＶTR｜／｜ＶTR0｜＝｛１．５2＋（０．８×３1/2／２）2｝1/2／３1/2
（＝０．９５４）      （４−５）
θTR＝２０４．８°      （４−６）
ΔθTR＝θTR−θTR0＝２０４．８°−２１０°＝−５．２°      （４−７）
α＝θR-S−θTR＝３５３°−２０４．８°＝１４８．２°      （４−８）
また、定格電流値よりも過大なＳ相およびＴ相事故電流ＩFS，ＩFTが流れたとすると、Ｓ−Ｔ相短絡時の合成電流ＩR-Sの値｜ＩR-S｜、電流変化率ＫR-Sおよび位相θR-Sと合成電流ＩR-Sの位相差αとは（４−９）式から（４−１２）式でそれぞれ表される（図４（ｂ）の一点鎖線参照）。
｜ＩR-S｜＝｜−ＩFS｜≫｜１．１５ＩS0｜≫１．１５      （４−９）
ＫR-S＝｜ＩR-S｜／｜Ｉ(R-S)0｜≫１．１５／３1/2（＝０．６６４）      （４−１０）
θR-S＝３４５°      （４−１１）
α＝θR-S−θTR＝３４５°−２０４．８°＝１４０．２°      （４−１２）
【００１８】
（５）Ｔ−Ｒ相短絡時の合成電流ＩR-SおよびＴＲ相線間電圧ＶTR
Ｔ相−Ｒ相間の短絡事故（Ｔ−Ｒ相短絡）が発生すると、三相電源線のＴ相およびＲ相にＴ相事故電流ＩFTおよびＲ相事故電流ＩFRが逆方向に流れるが、三相電源線のＳ相には正常時のＳ相電流ＩS0が流れたままとなる。
したがって、定格電流値（この例では、正常時のＲ相、Ｓ相およびＴ相電流ＩR0，ＩS0，ＩT0）の１．１５倍のＴ相およびＲ相事故電流ＩFT，ＩFRが流れたとすると、Ｔ−Ｒ相短絡時の合成電流ＩR-Sの値｜ＩR-S｜、電流変化率ＫR-Sおよび位相θR-SとＴＲ相線間電圧ＶTRの値｜ＶTR｜、電圧変化率ＬTR、位相θTRおよび位相変化角ΔθTRと合成電流ＩR-Sの位相差αとは（５−１）式から（５−８）式でそれぞれ表される（図５（ａ−１），（ａ−２）参照）。
｜ＩR-S｜＝｜ＩFR−ＩS0｜＝｜１．１５ＩR0−ＩS0｜
＝（｜１．１５ＩR0｜2＋｜ＩS0｜2−２×｜１．１５ＩR0｜×｜ＩS0｜×ｃｏｓ１５°）1/2
＝（１．１５2＋１2−２×１．１５×１×ｃｏｓ１５°）1/2
＝０．３１８      （５−１）
ＫR-S＝｜ＩR-S｜／｜Ｉ(R-S)0｜＝０．３１８／３1/2＝０．１８３      （５−２）
θR-S＝５０．４°      （５−３）
｜ＶTR｜＝０．８×３1/2      （５−４）
ＬTR＝｜ＶTR｜／｜ＶTR0｜＝（０．８×３1/2）／３1/2＝０．８      （５−５）
θTR＝２１０°      （５−６）
ΔθTR＝θTR−θTR0＝２１０°−２１０°＝０°      （５−７）
α＝θR-S−θTR＝５０．４°−２１０°＝−１５９．６°      （５−８）
また、定格電流値よりも過大なＴ相およびＲ相事故電流ＩFT，ＩFRが流れたとすると、Ｔ−Ｒ相短絡時の合成電流ＩR-Sの値｜ＩR-S｜、電流変化率ＫR-Sおよび位相θR-Sと合成電流ＩR-Sの位相差αとは（５−９）式から（５−１２）式でそれぞれ表される（図４（ｃ）の一点鎖線参照）。
｜ＩR-S｜＝｜ＩFR｜≫１．１５×｜ＩR0｜≫１．１５      （５−９）
ＫR-S＝｜ＩR-S｜／｜Ｉ(R-S)0｜≫１．１５／３1/2（＝０．６６４）      （５−１０）
θR-S＝１０５°      （５−１１）
α＝θR-S−θTR＝１０５°−２１０°＝−１０５°      （５−１２）
【００１９】
（６）三相短絡時の合成電流ＩR-SおよびＴＲ相線間電圧ＶTR
三相短絡事故（三相短絡）が発生すると、三相電源線のＲ相、Ｓ相およびＴ相にＲ相事故電流ＩFR、Ｓ相事故電流ＩFSおよびＴ相事故電流ＩFTが位相差１２０°でそれぞれ流れる。
したがって、定格電流値（この例では、正常時のＲ相、Ｓ相およびＴ相電流ＩR0，ＩS0，ＩT0）の１．１５倍のＲ相、Ｓ相およびＴ相事故電流ＩFR，ＩFS，ＩFTが流れたとすると、三相短絡時の合成電流ＩR-Sの値｜ＩR-S｜、電流変化率ＫR-Sおよび位相θR-SとＴＲ相線間電圧ＶTRの値｜ＶTR｜、電圧変化率ＬTR、位相θTRおよび位相変化角ΔθTRと合成電流ＩR-Sの位相差αとは（６−１）式から（６−８）式でそれぞれ表される（図５（ｂ−１），（ｂ−２）参照）。
｜ＩR-S｜＝｜ＩFR−ＩFS｜＝３1/2×｜ＩFR｜＝３1/2×（｜１．１５ＩR0｜）
＝３1/2×（１．１５×１）＝３1/2×１．１５
（＝１．９９２）      （６−１）
ＫR-S＝｜ＩR-S｜／｜Ｉ(R-S)0｜＝（３1/2×１．１５）／３1/2
＝１．１５      （６−２）
θR-S＝４５°      （６−３）
｜ＶTR｜＝０．８×３1/2      （６−４）
ＬTR＝｜ＶTR｜／｜ＶTR0｜＝（０．８×３1/2）／３1/2＝０．８      （６−５）
θTR＝２１０°      （６−６）
ΔθTR＝θTR−θTR0＝２１０°−２１０°＝０°      （６−７）
α＝θR-S−θTR＝４５°−２１０°＝−１６５°      （６−８）
【００２０】
（７）過負荷、Ｒ−Ｓ相短絡、Ｓ−Ｔ相短絡、Ｔ−Ｒ相短絡および三相短絡の検出
合成電流ＩR-Sの位相θR-Sがアーク抵抗の影響により−４５°〜１５°の範囲で変動することを考慮する。
（ａ）過負荷の検出
３Ｅリレー２０は、合成電流ＩR-Sの電流変化率ＫR-S（＝１．１５）が所定の過負荷・短絡検出電流変化率値（たとえば、１．１５）以上であり、かつ、ＴＲ相線間電圧ＶTRの電圧変化率ＬTR（＝１）が所定の第１の過負荷・短絡検出電圧変化率値（たとえば、０．９６）よりも大きいと、「過負荷が発生した」と判定する。
（ｂ）Ｒ−Ｓ相短絡の検出
３Ｅリレー２０は、合成電流ＩR-Sの電流変化率ＫR-S（＝１．３２８）が過負荷・短絡検出電流変化率値（たとえば、１．１５）以上であり、かつ、ＴＲ相線間電圧ＶTRの電圧変化率ＬTR（＝０．９５４）が第１の過負荷・短絡検出電圧変化率値（たとえば、０．９６）以下で所定の第２の過負荷・短絡検出電圧変化率値（たとえば、０．８）よりも大きく、かつ、ＴＲ相線間電圧ＶTRの位相変化角ΔθTR（＝５．２°）が第１の過負荷・短絡検出位相変化角範囲（たとえば、５．２°〜３０°（短絡点までのインピーダンスを考慮））内の値であると、「Ｒ−Ｓ相短絡が発生した」と判定する。
（ｃ）Ｓ−Ｔ相短絡の検出
３Ｅリレー２０は、合成電流ＩR-Sの電流変化率ＫR-S（＝１．２３１）が過負荷・短絡検出電流変化率値（たとえば、１．１５）以上であり、かつ、ＴＲ相線間電圧ＶTRの電圧変化率ＬTR（＝０．９５４）が第１の過負荷・短絡検出電圧変化率値（たとえば、０．９６）以下で第２の過負荷・短絡検出電圧変化率値（たとえば、０．８）よりも大きく、かつ、ＴＲ相線間電圧ＶTRの位相変化角ΔθTR（＝−５．２°）が第２の過負荷・短絡検出位相変化角範囲（たとえば、−５．２°〜−３０°（短絡点までのインピーダンスを考慮））内の値であると、「Ｓ−Ｔ相短絡が発生した」と判定する。
また、３Ｅリレー２０は、定格電流値よりも過大なＳ相およびＴ相事故電流ＩFS，ＩFTが流れたときのために、合成電流ＩR-Sの電流変化率ＫR-S（≫０．６６４）が過負荷・短絡検出電流変化率値（たとえば、１．１５）未満であっても、ＴＲ相線間電圧ＶTRの電圧変化率ＬTR（＝０．９５４）が第２の過負荷・短絡検出電圧変化率値（たとえば、０．８）よりも大きく第１の過負荷・短絡検出電圧変化率値（たとえば、０．９６）以下であり、かつ、ＴＲ相線間電圧ＶTRの位相変化角ΔθTR（＝−５．２°）が第２の過負荷・短絡検出位相変化角範囲（たとえば、−５．２°〜−３０°）内の値であると、「Ｓ−Ｔ相短絡が発生した」と判定する。
（ｄ）Ｔ−Ｒ相短絡の検出
３Ｅリレー２０は、合成電流ＩR-Sの電流変化率ＫR-S（＝０．１８３）が過負荷・短絡検出電流変化率値（たとえば、１．１５）未満であり、かつ、ＴＲ相線間電圧ＶTRの電圧変化率ＬTR（＝０．８）が第２の過負荷・短絡検出電圧変化率値（たとえば、０．８）以下であり、かつ、合成電流ＩR-Sの位相差α（＝−１５９．６°）が所定の第１の過負荷・短絡検出位相差範囲（たとえば、−２０３°〜−９０°）内の値であると、「Ｔ−Ｒ相短絡が発生した」と判定する。
また、３Ｅリレー２０は、定格電流値よりも過大なＴ相およびＲ相事故電流ＩFT，ＩFRが流れたときのために、合成電流ＩR-Sの電流変化率ＫR-S（≫０．６６４）が過負荷・短絡検出電流変化率値（たとえば、１．１５）以上であっても、ＴＲ相線間電圧ＶTRの電圧変化率ＬTR（＝０．８）が第２の過負荷・短絡検出電圧変化率値（たとえば、０．８）以下であり、かつ、合成電流ＩR-Sの位相差（＝−１０５°）が第２の過負荷・短絡検出位相差範囲（たとえば、−２１０°〜−１５０°）内の値でないと、「Ｔ−Ｒ相短絡が発生した」と判定する。
（ｅ）三相短絡の検出
３Ｅリレー２０は、合成電流ＩR-Sの電流変化率ＫR-S（＝１．１５）が過負荷・短絡検出電流変化率値（たとえば、１．１５）以上であり、かつ、ＴＲ相線間電圧ＶTRの電圧変化率ＬTR（＝０．８）が第２の過負荷・短絡検出電圧変化率値（たとえば、０．８）以下であり、かつ、合成電流ＩR-Sの位相差（＝−１６５°）が第２の過負荷・短絡検出位相差範囲（たとえば、−２１０°〜−１５０°）内の値であると、「三相短絡が発生した」と判定する。
【００２１】
次に、３Ｅリレー２０におけるＲ−Ｓ相反相、Ｓ−Ｔ相反相およびＴ−Ｒ相反相の検出方法について、図６および図７を参照して詳しく説明する。
【００２２】
（１）正常時の合成電流Ｉ(R-S)0およびＴＲ相線間電圧ＶTR0
正常時の合成電流Ｉ(R-S)0の値｜Ｉ(R-S)0｜および位相θ(R-S)0と正常時のＴＲ相線間電圧ＶTR0の値｜ＶTR0｜および位相θTR0と正常時の合成電流Ｉ(R-S)0の位相差α0とは上記（１−１）式から（１−５）式でそれぞれ表される（図６（ａ），（ｂ）参照）。
【００２３】
（２）Ｒ−Ｓ相反相時の合成電流ＩR-SおよびＴＲ相線間電圧ＶTR
三相電源線のＲ相およびＳ相が逆になる（Ｒ−Ｓ相反相）と、合成電流ＩR-Sの値｜ＩR-S｜、電流変化率ＫR-Sおよび位相θR-SとＴＲ相線間電圧ＶTRの値｜ＶTR｜、電圧変化率ＬTRおよび位相θTRと合成電流ＩR-Sの位相差αとは（７−１）式から（７−７）式でそれぞれ表される（図６（ｂ−１），（ｂ−２）参照）。
｜ＩR-S｜＝｜ＩR−ＩS｜＝３1/2×｜ＩR｜＝３1/2×｜ＩR0｜＝３1/2×１
＝３1/2      （７−１）
ＫR-S＝｜ＩR-S｜／｜Ｉ(R-S)0｜＝３1/2／３1/2＝１      （７−２）
θR-S＝１５０°      （７−３）
｜ＶTR｜＝｜ＶT−ＶR｜＝３1/2×｜ＶT｜＝３1/2×｜ＶT0｜＝３1/2×１
＝３1/2      （７−４）
ＬTR＝｜ＶTR｜／｜ＶTR0｜＝３1/2／３1/2＝１      （７−５）
θTR＝２７０°      （７−６）
α＝θR-S−θTR＝１５０°−２７０°＝−１２０°      （７−７）
【００２４】
（３）Ｓ−Ｔ相反相時の合成電流ＩR-SおよびＴＲ相線間電圧ＶTR
三相電源線のＳ相およびＴ相が逆になる（Ｓ−Ｔ相反相）と、合成電流ＩR-Sの値｜ＩR-S｜、電流変化率ＫR-Sおよび位相θR-SとＴＲ相線間電圧ＶTRの値｜ＶTR｜、電圧変化率ＬTRおよび位相θTRと合成電流ＩR-Sの位相差αとは（８−１）式から（８−７）式でそれぞれ表される（図７（ａ−１），（ａ−２）参照）。
｜ＩR-S｜＝｜ＩR−ＩS｜＝３1/2×｜ＩR｜＝３1/2×｜ＩR0｜＝３1/2×１
＝３1/2      （８−１）
ＫR-S＝｜ＩR-S｜／｜Ｉ(R-S)0｜＝３1/2／３1/2＝１      （８−２）
θR-S＝３０°      （８−３）
｜ＶTR｜＝｜ＶT−ＶR｜＝３1/2×｜ＶT｜＝３1/2×｜ＶT0｜＝３1/2×１
＝３1/2      （８−４）
ＬTR＝｜ＶTR｜／｜ＶTR0｜＝３1/2／３1/2＝１      （８−５）
θTR＝１５０°      （８−６）
α＝θR-S−θTR＝３０°−１５０°＝−１２０°      （８−７）
【００２５】
（４）Ｔ−Ｒ相反相時の合成電流ＩR-SおよびＴＲ相線間電圧ＶTR
三相電源線のＴ相およびＲ相が逆になる（Ｔ−Ｒ相反相）と、合成電流ＩR-Sの値｜ＩR-S｜、電流変化率ＫR-Sおよび位相θR-SとＴＲ相線間電圧ＶTRの値｜ＶTR｜、電圧変化率ＬTRおよび位相θTRと合成電流ＩR-Sの位相差αとは（９−１）式から（９−７）式でそれぞれ表される（図７（ｂ−１），（ｂ−２）参照）。
｜ＩR-S｜＝｜ＩR−ＩS｜＝３1/2×｜ＩR｜＝３1/2×｜ＩR0｜＝３1/2×１
＝３1/2      （９−１）
ＫR-S＝｜ＩR-S｜／｜Ｉ(R-S)0｜＝３1/2／３1/2＝１      （９−２）
θR-S＝２７０°      （９−３）
｜ＶTR｜＝｜ＶT−ＶR｜＝３1/2×｜ＶT｜＝３1/2×｜ＶT0｜＝３1/2×１
＝３1/2      （９−４）
ＬTR＝｜ＶTR｜／｜ＶTR0｜＝３1/2／３1/2＝１      （９−５）
θTR＝３０°      （９−６）
α＝θR-S−θTR＝２７０°−３０°＝２４０°＝−１２０°      （９−７）
【００２６】
（５）反相の検出
３Ｅリレー２０は、合成電流ＩR-Sの電流変化率ＫR-S（＝１）が所定の反相検出電流変化率範囲（たとえば、０．９〜１．１）内の値であり、かつ、ＴＲ相線間電圧ＶTRの電圧変化率ＬTR（＝１）が所定の反相検出電圧変化率範囲（たとえば、０．９〜１．１）内の値であり、かつ、合成電流ＩR-Sの位相差α（＝−１２０°）が所定の反相検出位相差範囲（たとえば、−１５０°〜−９０°）内の値であると、「反相が発生した」と判定する。
【００２７】
次に、３Ｅリレー２０におけるスター結線された三相電源線のＲ相欠相、Ｓ相欠相、Ｔ相欠相、Ｒ相断線、Ｓ相断線およびＴ相断線の検出方法について、図８および図９を参照して詳しく説明する。
【００２８】
（１）正常時の合成電流Ｉ(R-S)0およびＴＲ相線間電圧ＶTR0
正常時の合成電流Ｉ(R-S)0の値｜Ｉ(R-S)0｜および位相θ(R-S)0と正常時のＴＲ相線間電圧ＶTR0の値｜ＶTR0｜および位相θTR0と正常時の合成電流Ｉ(R-S)0の位相差α0とは上記（１−１）式から（１−５）式でそれぞれ表される（図８（ａ−１），（ａ−２）参照）。
【００２９】
（２）Ｒ相欠相時の合成電流ＩR-SおよびＴＲ相線間電圧ＶTR
三相電源線のＲ相の欠相（Ｒ相欠相）が発生すると、合成電流ＩR-Sの値｜ＩR-S｜、電流変化率ＫR-Sおよび位相θR-SとＴＲ相線間電圧ＶTRの値｜ＶTR｜、電圧変化率ＬTRおよび位相θTRと合成電流ＩR-Sの位相差αとは（１０−１）式から（１０−７）式でそれぞれ表される（図８（ｂ−１），（ｂ−２）参照）。
｜ＩR-S｜＝｜ＩR−ＩS｜＝｜ＩS｜＝｜ＩS0｜×ｃｏｓ３０°＝１×（３1/2／２）
＝３1/2／２      （１０−１）
ＫR-S＝｜ＩR-S｜／｜Ｉ(R-S)0｜＝（３1/2／２）／３1/2＝０．５      （１０−２）
θR-S＝２７０°      （１０−３）
｜ＶTR｜＝｜ＶT−ＶR｜＝｜ＶT｜＝｜ＶT0｜×ｃｏｓ３０°＝１×（３1/2／２）
＝３1/2／２      （１０−４）
ＬTR＝｜ＶTR｜／｜ＶTR0｜＝（３1/2／２）／３1/2＝０．５      （１０−５）
θTR＝２７０°      （１０−６）
α＝θR-S−θTR＝２７０°−１７０°＝０°      （１０−７）
【００３０】
（３）Ｓ相欠相時の合成電流ＩR-SおよびＴＲ相線間電圧ＶTR
三相電源線のＳ相の欠相（Ｓ相欠相）が発生すると、合成電流ＩR-Sの値｜ＩR-S｜、電流変化率ＫR-Sおよび位相θR-SとＴＲ相線間電圧ＶTRの値｜ＶTR｜、電圧変化率ＬTRおよび位相θTRと合成電流ＩR-Sの位相差αとは（１１−１）式から（１１−７）式でそれぞれ表される（図９（ａ−１），（ａ−２）参照）。
｜ＩR-S｜＝｜ＩR−ＩS｜＝｜ＩR｜＝｜ＩR0｜×ｃｏｓ３０°＝１×（３1/2／２）
＝３1/2／２      （１１−１）
ＫR-S＝｜ＩR-S｜／｜Ｉ(R-S)0｜＝（３1/2／２）／３1/2＝０．５      （１１−２）
θR-S＝３０°      （１１−３）
｜ＶTR｜＝｜ＶT−ＶR｜＝｜ＶT｜＋｜ＶR｜
＝（｜ＶT0｜×ｃｏｓ３０°）＋（｜ＶR0｜×ｃｏｓ３０°）
＝｛１×（３1/2／２）｝＋｛１×（３1/2／２）｝
＝２×｛１×（３1/2／２）｝＝３1/2      （１１−４）
ＬTR＝｜ＶTR｜／｜ＶTR0｜＝３1/2／３1/2＝１      （１１−５）
θTR＝２１０°      （１１−６）
α＝θR-S−θTR＝３０°−２１０°＝−１８０°＝１８０°      （１１−７）
【００３１】
（４）Ｔ相欠相時の合成電流ＩR-SおよびＴＲ相線間電圧ＶTR
三相電源線のＴ相の欠相（Ｔ相欠相）が発生すると、合成電流ＩR-Sの値｜ＩR-S｜、電流変化率ＫR-Sおよび位相θR-SとＴＲ相線間電圧ＶTRの値｜ＶTR｜、電圧変化率ＬTRおよび位相θTRと合成電流ＩR-Sの位相差αとは（１２−１）式から（１２−７）式でそれぞれ表される（図９（ｂ−１），（ｂ−２）参照）。
｜ＩR-S｜＝｜ＩR−ＩS｜＝｜ＩR｜＋｜ＩS｜
＝｜ＩR0｜×ｃｏｓ３０°＋｜ＩS0｜×ｃｏｓ３０°
＝｛１×（３1/2／２）｝＋｛１×（３1/2／２）｝
＝２×｛１×（３1/2／２）｝＝３1/2      （１２−１）
ＫR-S＝｜ＩR-S｜／｜Ｉ(R-S)0｜＝３1/2／３1/2＝１      （１２−２）
θR-S＝３３０°      （１２−３）
｜ＶTR｜＝｜ＶT−ＶR｜＝｜ＶR｜＝｜ＶR0｜×ｃｏｓ３０°＝１×（３1/2／２）
＝３1/2／２      （１２−４）
ＬTR＝｜ＶTR｜／｜ＶTR0｜＝（３1/2／２）／３1/2＝０．５      （１２−５）
θTR＝１５０°      （１２−６）
α＝θR-S−θTR＝３３０°−１５０°＝１８０°      （１２−７）
【００３２】
（５）Ｒ相断線時の合成電流ＩR-SおよびＴＲ相線間電圧ＶTR
三相電源線のＲ相の断線（Ｒ相断線）が発生すると、合成電流ＩR-Sの値｜ＩR-S｜、電流変化率ＫR-Sおよび位相θR-Sは上記（１０−１）式から（１０−３）式でそれぞれ表され、ＴＲ相線間電圧ＶTRの値｜ＶTR｜、電圧変化率ＬTRおよび位相θTRは上記（２−４）式から（２−６）式でそれぞれ表される。また、合成電流ＩR-Sの位相差αは（１３−１）式で表される。
α＝θR-S−θTR＝２７０°−２１０°＝６０°      （１３−１）
【００３３】
（６）Ｓ相断線時の合成電流ＩR-SおよびＴＲ相線間電圧ＶTR
三相電源線のＳ相の断線（Ｓ相断線）が発生すると、合成電流ＩR-Sの値｜ＩR-S｜、電流変化率ＫR-Sおよび位相θR-Sは上記（１１−１）式から（１１−３）式でそれぞれ表され、ＴＲ相線間電圧ＶTRの値｜ＶTR｜、電圧変化率ＬTRおよび位相θTRは上記（２−４）式から（２−６）式でそれぞれ表される。また、合成電流ＩR-Sの位相差αは（１３−２）式で表される。
α＝θR-S−θTR＝２１０°−３０°＝１８０°      （１３−２）
【００３４】
（７）Ｔ相断線時の合成電流ＩR-SおよびＴＲ相線間電圧ＶTR
三相電源線のＴ相の断線（Ｔ相断線）が発生すると、合成電流ＩR-Sの値｜ＩR-S｜、電流変化率ＫR-Sおよび位相θR-Sは上記（１２−１）式から（１２−３）式でそれぞれ表され、ＴＲ相線間電圧ＶTRの値｜ＶTR｜、電圧変化率ＬTRおよび位相θTRは上記（２−４）式から（２−６）式でそれぞれ表される。また、合成電流ＩR-Sの位相差αは（１３−３）式で表される。
α＝θR-S−θTR＝３３０°−２１０°＝１２０°      （１３−３）
（８）Ｒ相欠相、Ｓ相欠相、Ｔ相欠相、Ｒ相断線、Ｓ相断線およびＴ相断線の検出
（ａ）Ｒ相欠相の検出
３Ｅリレー２０は、合成電流ＩR-Sの電流変化率ＫR-S（＝０．５）が所定の欠相・断線検出電流変化率範囲（たとえば、０．４〜０．６）内の値であり、かつ、ＴＲ相線間電圧ＶTRの電圧変化率ＬTR（＝０．５）が所定の欠相・断線検出電圧変化率範囲（たとえば、０．４〜０．６）内の値であり、かつ、合成電流ＩR-Sの位相差α（＝０°）が所定の第１の欠相・断線検出位相差範囲（たとえば、−３０°〜３０°）内の値であると、「Ｒ相欠相が発生した」と判定する。
（ｂ）Ｓ相欠相またはＳ相断線の検出
３Ｅリレー２０は、合成電流ＩR-Sの電流変化率ＫR-S（＝０．５）が欠相・断線検出電流変化率範囲（たとえば、０．４〜０．６）内の値であり、かつ、ＴＲ相線間電圧ＶTRの電圧変化率ＬTR（＝１）が欠相・断線検出電圧変化率範囲（たとえば、０．４〜０．６）内の値でなく、かつ、合成電流ＩR-Sの位相差α（＝１８０°）が所定の第２の欠相・断線検出位相差範囲（たとえば、１５０°〜２１０°）内の値であると、「Ｓ相欠相またはＳ相断線が発生した」と判定する。
（ｃ）Ｔ相欠相の検出
３Ｅリレー２０は、合成電流ＩR-Sの電流変化率ＫR-S（＝１）が欠相・断線検出電流変化率範囲（たとえば、０．４〜０．６）内の値でなく、かつ、ＴＲ相線間電圧ＶTRの電圧変化率ＬTR（＝０．５）が欠相・断線検出電圧変化率範囲（たとえば、０．４〜０．６）内の値であり、かつ、合成電流ＩR-Sの位相差α（＝１８０°）が第２の欠相・断線検出位相差範囲（たとえば、１５０°〜２１０°）内の値であると、「Ｔ相欠相が発生した」と判定する。
（ｄ）Ｒ相断線の検出
３Ｅリレー２０は、合成電流ＩR-Sの電流変化率ＫR-S（＝０．５）が欠相・断線検出電流変化率範囲（たとえば、０．４〜０．６）内の値であり、かつ、ＴＲ相線間電圧ＶTRの電圧変化率ＬTR（＝１）が欠相・断線検出電圧変化率範囲（たとえば、０．４〜０．６）内の値でなく、かつ、合成電流ＩR-Sの位相差α（＝６０°）が所定の第３の欠相・断線検出位相差範囲（たとえば、３０°〜９０°）内の値であると、「Ｒ相断線が発生した」と判定する。
（ｅ）Ｔ相断線の検出
３Ｅリレー２０は、合成電流ＩR-Sの電流変化率ＫR-S（＝１）が欠相・断線検出電流変化率範囲（たとえば、０．４〜０．６）内の値でなく、かつ、ＴＲ相線間電圧ＶTRの電圧変化率ＬTR（＝１）が欠相・断線検出電圧変化率範囲（たとえば、０．４〜０．６）内の値でなく、かつ、合成電流ＩR-Sの位相差α（＝１２０°）が所定の第４の断線検出位相差範囲（たとえば、９０°〜１５０°）内の値であると、「Ｔ相断線が発生した」と判定する。
【００３５】
次に、３Ｅリレー２０におけるデルタ結線された三相電源線のＲ相欠相、Ｓ相欠相、Ｔ相欠相、ＲＳ相断線、ＳＴ相断線およびＴＲ相断線の検出方法について、図１０を参照して詳しく説明する。
【００３６】
（１）正常時の合成電流Ｉ(R-S)0およびＴＲ相線間電圧ＶTR0
正常時の合成電流Ｉ(R-S)0の値｜Ｉ(R-S)0｜および位相θ(R-S)0と正常時のＴＲ相線間電圧ＶTR0の値｜ＶTR0｜および位相θTR0と正常時の合成電流Ｉ(R-S)0の位相差α0とは上記（１−１）式から（１−５）式でそれぞれ表される。
【００３７】
（２）Ｒ相欠相、Ｓ相欠相およびＴ相欠相の検出
３Ｅリレー２０は、上述したスター結線された三相電源線のＲ相欠相、Ｓ相欠相およびＴ相欠相の検出と同様にして、デルタ結線された三相電源線のＲ相欠相、Ｓ相欠相およびＴ相欠相を検出する。
【００３８】
（３）ＲＳ相断線時の合成電流ＩR-SおよびＴＲ相線間電圧ＶTR
三相電源線のＲＳ相断線が発生すると、合成電流ＩR-Sの値｜ＩR-S｜、電流変化率ＫR-Sおよび位相θR-Sは（１４−１）式から（１４−３）式でそれぞれ表される（図１０（ａ）参照）。また、ＴＲ相線間電圧ＶTRの値｜ＶTR｜、電圧変化率ＬTRおよび位相θTRは上記（２−４）式から（２−６）式でそれぞれ表される。さらに、合成電流ＩR-Sの位相差αは（１４−４）式で表される。
｜ＩR-S｜＝｜ＩR−ＩS｜
＝（｜ＩR｜2＋｜ＩS｜2−２×｜ＩR｜×｜ＩS｜×ｃｏｓ６０°）1/2
＝｛（｜ＩR0｜／３1/2）2＋（｜ＩS0｜／３1/2）2−２×（｜ＩR0｜／３1/2）×（｜ＩS0｜／３1/2）×ｃｏｓ６０°｝1/2
＝｛（１／３1/2）2＋（１／３1/2）2−２×（１／３1/2）×（１／３1/2）×ｃｏｓ６０°｝1/2
＝（１／３＋１／３−１／３）1/2＝１／３1/2      （１４−１）
ＫR-S＝｜ＩR-S｜／｜Ｉ(R-S)0｜＝（１／３1/2）／３1/2
＝１／３（＝０．３３３）      （１４−２）
θR-S＝３３０°      （１４−３）
α＝θR-S−θTR＝３３０°−２１０°＝１２０°      （１４−４）
【００３９】
（４）ＳＴ相断線時の合成電流ＩR-SおよびＴＲ相線間電圧ＶTR
三相電源線のＳＴ相断線が発生すると、合成電流ＩR-Sの値｜ＩR-S｜、電流変化率ＫR-Sおよび位相θR-Sは（１５−１）式から（１５−３）式でそれぞれ表される（図１０（ｂ）参照）。また、ＴＲ相線間電圧ＶTRの値｜ＶTR｜、電圧変化率ＬTRおよび位相θTRは上記（２−４）式から（２−６）式でそれぞれ表される。さらに、合成電流ＩR-Sの位相差αは（１５−４）式で表される。
｜ＩR-S｜＝｜ＩR−ＩS｜
＝｛｜ＩR｜2＋｜ＩS｜2−２×｜ＩR｜×｜ＩS｜×ｃｏｓ１５０°｝1/2
＝｛｜ＩR0｜2＋（｜ＩS0｜／３1/2）2−２×｜ＩR0｜×（｜ＩS0｜／３1/2）×ｃｏｓ１５０°｝1/2
＝｛１2＋（１／３1/2）2−２×１×（１／３1/2）×ｃｏｓ１５０°｝1/2
＝（１＋１／３＋１）1/2＝（７／３）1/2      （１５−１）
ＫR-S＝｜ＩR-S｜／｜Ｉ(R-S)0｜＝（７／３）1/2／３1/2＝７1/2／３
（＝０．８８２）      （１５−２）
θR-S＝３４９．１°      （１５−３）
α＝θR-S−θTR＝３４９．１°−２１０°＝１３９．１°      （１５−４）
【００４０】
（４）ＴＲ相断線時の合成電流ＩR-SおよびＴＲ相線間電圧ＶTR
三相電源線のＴＲ相断線が発生すると、合成電流ＩR-Sの値｜ＩR-S｜、電流変化率ＫR-Sおよび位相θR-Sは（１６−１）式から（１６−３）式でそれぞれ表される（図１０（ｃ）参照）。また、ＴＲ相線間電圧ＶTRの値｜ＶTR｜、電圧変化率ＬTRおよび位相θTRは上記（２−４）式から（２−６）式でそれぞれ表される（図３（ｂ）参照）。さらに、合成電流ＩR-Sの位相差αは（１６−４）式で表される。
｜ＩR-S｜＝｜ＩR−ＩS｜
＝｛｜ＩR｜2＋｜ＩS｜2−２×｜ＩR｜×｜ＩS｜×ｃｏｓ１５０°｝1/2
＝｛（｜ＩR0｜／３1/2）2＋｜ＩS0｜2−２×（｜ＩR0｜／３1/2）×｜ＩS0｜×ｃｏｓ１５０°｝1/2
＝｛（１／３1/2）2＋１2−２×（１／３1/2）×１×ｃｏｓ１５０°｝1/2
＝（１／３＋１＋１）1/2＝（７／３）1/2      （１６−１）
ＫR-S＝｜ＩR-S｜／｜Ｉ(R-S)0｜＝（７／３）1/2／３1/2＝７1/2／３
（＝０．８８２）      （１６−２）
θR-S＝３１０．９°      （１６−３）
α＝θR-S−θTR＝３１０．９°−２１０°＝１００．９°      （１６−４）
【００４１】
（５）ＲＳ相断線、ＳＴ相断線およびＴＲ相断線の検出
（ａ）ＲＳ相断線の検出
３Ｅリレー２０は、合成電流ＩR-Sの電流変化率ＫR-S（＝０．３３３）が所定の第１の断線検出電流変化率範囲（たとえば、０．２〜０．４）内の値であり、かつ、ＴＲ相線間電圧ＶTRの電圧変化率ＬTR（＝１）が欠相・断線検出電圧変化率範囲（たとえば、０．４〜０．６）内の値でないと、「ＲＳ相断線が発生した」と判定する。
（ｂ）ＳＴ相断線の検出
３Ｅリレー２０は、合成電流ＩR-Sの電流変化率ＫR-S（＝０．８８２）が所定の第２の断線検出電流変化率範囲（たとえば、０．８〜０．９）内の値であり、かつ、ＴＲ相線間電圧ＶTRの電圧変化率ＬTR（＝１）が欠相・断線検出電圧変化率範囲（たとえば、０．４〜０．６）内の値でなく、かつ、合成電流ＩR-Sの位相差α（＝１３９．１°）が所定の第１の断線検出位相差範囲（たとえば、１３０°〜１５０°）内の値であると、「ＳＴ相断線が発生した」と判定する。
（ｃ）ＴＲ相断線の検出
３Ｅリレー２０は、合成電流ＩR-Sの電流変化率ＫR-S（＝０．８８２）が第２の断線検出電流変化率範囲（たとえば、０．８〜０．９）内の値であり、かつ、ＴＲ相線間電圧ＶTRの電圧変化率ＬTR（＝１）が欠相・断線検出電圧変化率範囲（たとえば、０．４〜０．６）内の値でなく、かつ、合成電流ＩR-Sの位相差α（＝１００．９°）が所定の第２の断線検出位相差範囲（たとえば、９０°〜１１０°）内の値であると、「ＴＲ相断線が発生した」と判定する。
【００４２】
次に、３Ｅリレー２０の構成について、図１１を参照して説明する。
３Ｅリレー２０は、図１１に示すように、入力変換器２１と、アナログ入力部２２と、メモリ２３と、電流変化率算出部２４と、電圧変化率算出部２５と、位相変化角算出部２６と、位相差算出部２７と、リレー演算処理部２８と、整定・表示部２９と、入出部３０と、外部機器Ｉ／Ｆ部３１とを備える。
【００４３】
ここで、入力変換器２１は、クロス貫通変流器１１から入力される合成電流ＩR-Sおよび計器用変成器１２から入力されるＴＲ相線間電圧ＶTRのレベルをアナログ入力部２２の処理に適したレベルに変換する。
アナログ入力部２２は、バンドパスフィルタとサンプリングホールド回路とマルチプレクサ回路とアナログ／ディジタル変換器とを備え、入力変換器２１から入力されるアナログの合成電流ＩR-SおよびＴＲ相線間電圧ＶTRをディジタルの合成電流ＩR-SおよびＴＲ相線間電圧ＶTRに変換する。
メモリ２３は、アナログ入力部２２によってディジタルデータに変換された合成電流ＩR-SおよびＴＲ相線間電圧ＶTRを格納するためのものである。
【００４４】
電流変化率算出部２４は、メモリ２３に格納されているＲ相、Ｓ相およびＴ相電流ＩR，ＩS，ＩTの定格電流値に基づいて、アナログ入力部２２から入力される合成電流ＩR-Sの電流変化率ＫR-Sを算出する。
【００４５】
電圧変化率算出部２５は、メモリ２３に格納されているＲ相、Ｓ相およびＴ相電圧ＶR，ＶS，ＶTの定格電圧値に基づいて、アナログ入力部２２から入力されるＴＲ相線間電圧ＶTRの電圧変化率ＬTRを算出する。
【００４６】
位相変化角算出部２６と、アナログ入力部２２から入力されるＴＲ相線間電圧ＶTRの位相θTRからメモリ２３に格納されている正常時のＴＲ相線間電圧ＶTRの位相θTR0を引くことにより、ＴＲ相線間電圧ＶTRの位相変化角ΔθTRを算出する。
【００４７】
位相差算出部２７は、アナログ入力部２２から入力される合成電流ＩR-Sの位相θR-Sからアナログ入力部２２から入力されるＴＲ相線間電圧ＶTRの位相θTRを引くことにより、合成電流ＩR-Sの位相差αを算出する。
【００４８】
リレー演算処理部２８は、電流変化率算出部２４によって算出された合成電流ＩR-Sの電流変化率ＫR-Sと電圧変化率算出部２５によって算出されたＴＲ相線間電圧ＶTRの電圧変化率ＬTRと位相変化角算出部２６によって算出されたＴＲ相線間電圧ＶTRの位相変化角ΔθTRと位相差算出部２７によって算出された合成電流ＩR-Sの位相差αと基づいて、過負荷、Ｒ−Ｓ相短絡、Ｓ−Ｔ相短絡、Ｔ−Ｒ相短絡、三相短絡、Ｒ−Ｓ相反相、Ｓ−Ｔ相反相、Ｔ−Ｒ相反相、スター結線された三相電源線におけるＲ相欠相、Ｓ相欠相、Ｔ相欠相、Ｒ相断線、Ｓ相断線、Ｔ相断線、デルタ結線された三相電源線におけるＲ相欠相、Ｓ相欠相、Ｔ相欠相、ＲＳ相断線、ＳＴ相断線およびＴＲ相断線を検出すると、第１乃至第３の遮断器３1〜３3（図１参照）をそれぞれ遮断するための第１乃至第３のトリップ信号Ｔ1〜Ｔ3を生成し、生成した第１乃至第３のトリップ信号Ｔ1〜Ｔ3を入出力部３０および外部機器インターフェース部３１を介して第１乃至第３の遮断器３1〜３3にそれぞれ出力する。
【００４９】
整定・表示部２９は、過負荷・短絡検出電流変化率値、第１および第２の過負荷・短絡検出電圧変化率値、第１および第２の過負荷・短絡検出位相変化角範囲、第１および第２の過負荷・短絡検出位相差範囲、反相検出電流変化率範囲、反相検出電圧変化率範囲、反相検出位相差範囲、欠相・断線検出電流変化率範囲、第１および第２の断線検出電流変化率範囲、欠相・断線検出電圧変化率範囲、第１乃至第４の欠相・断線検出位相差範囲並びに第１および第２の断線検出位相差範囲に基づいてリレー整定処理を行うとともに、整定値などを外部に表示する。
【００５０】
次に、以下に示す条件下におけるリレー演算処理部２８の動作について説明する。
（１）過負荷・短絡検出電流変化率値＝１．１５、第１の過負荷・短絡検出電圧変化率値＝０．９６、第２の過負荷・短絡検出電圧変化率値＝０．８、第１の過負荷・短絡検出位相変化角範囲＝５．２°〜３０°、第２の過負荷・短絡検出位相変化角範囲＝−５．２°〜−３０°、第１の過負荷・短絡検出位相差範囲＝−２０３°〜−９０°、第２の過負荷・短絡検出位相差範囲＝−２１０°〜−１５０°
（２）反相検出電流変化率範囲＝０．９〜１．１、反相検出電圧変化率範囲＝０．９〜１．１、反相検出位相差範囲＝−１５０°〜−９０°
（３）欠相・断線検出電流変化率範囲＝０．４〜０．６、第１の断線検出電流変化率範囲＝０．２〜０．４、第２の断線検出電流変化率範囲＝０．８〜０．９、欠相・断線検出電圧変化率範囲＝０．４〜０．６、第１の欠相・断線検出位相差範囲＝−３０°〜３０°、第２の欠相・断線検出位相差範囲＝１５０°〜２１０°、第３の欠相・断線検出位相差範囲＝３０°〜９０°、第４の欠相・断線検出位相差範囲＝９０°〜１５０°、第１の断線検出位相差範囲＝１３０°〜１５０°、第２の断線検出位相差範囲＝９０°〜１１０°
【００５１】
まず、過負荷または短絡事故発生時のリレー演算処理部２８の動作について、図１２に示すフローチャートを参照して説明する。
リレー演算処理部２８は、合成電流ＩR-Sの電流変化率ＫR-Sが過負荷・短絡検出電流変化率値（＝１．１５）以上であるか否かを調べ（ステップＳ１０）、電流変化率ＫR-Sが過負荷・短絡検出電流変化率値以上であると、ＴＲ相線間電圧ＶTRの電圧変化率ＬTRが第１の過負荷・短絡検出電圧変化率値（＝０．９６）以下であるか否かを調べる（ステップＳ１１）。
リレー演算処理部２８は、電圧変化率ＬTRが第１の過負荷・短絡検出電圧変化率値以下でないと、「過負荷が発生した」と判定する（ステップＳ１９ａ）。
【００５２】
ステップＳ１１において電圧変化率ＬTRが第１の過負荷・短絡検出電圧変化率値以下であると、リレー演算処理部２８は、電圧変化率ＬTRが第２の過負荷・短絡検出電圧変化率値（＝０．８）以下であるか否かを調べる（ステップＳ１２）。
リレー演算処理部２８は、電圧変化率ＬTRが第２の過負荷・短絡検出電圧変化率値以下でないと、ＴＲ相線間電圧ＶTRの位相変化角ΔθTRが第１の過負荷・短絡検出位相変化角範囲（＝５．２°〜３０°）内の値であるか否かを調べ（ステップＳ１３）、位相変化角ΔθTRが第１の過負荷・短絡検出位相変化角範囲内の値であると、「Ｒ−Ｓ相短絡が発生した」と判定し（ステップＳ１９ｂ）、一方、位相変化角ΔθTRが第１の過負荷・短絡検出位相変化角範囲内の値でないと、位相変化角ΔθTRが第２の過負荷・短絡検出位相変化角範囲（＝−５．２°〜−３０°）内の値であるか否かを調べ（ステップＳ１６）、位相変化角ΔθTRが第２の過負荷・短絡検出位相変化角範囲内の値であると、「Ｓ−Ｔ相短絡が発生した」と判定する（ステップＳ１９ｃ）。
【００５３】
ステップＳ１２において電圧変化率ＬTRが第２の短絡検出電圧変化率値以下であると、リレー演算処理部２８は、合成電流ＩR-Sの位相差αが第２の過負荷・短絡検出位相差範囲（＝−２１０°〜−１５０°）内の値であるか否かを調べ（ステップＳ１８）、位相差αが第２の過負荷・短絡検出位相差範囲内の値であると、「三相短絡が発生した」と判定し（ステップＳ１９ｅ）、一方、位相差αが第２の過負荷・短絡検出位相差範囲内の値でないと、「Ｔ−Ｒ相短絡が発生した」と判定し（ステップＳ１９ｄ）。
【００５４】
ステップＳ１０において電流変化率ＫR-Sが過負荷・短絡検出電流変化率値（＝１．１５）未満であると、リレー演算処理部２８は、電圧変化率ＬTRが第２の過負荷・短絡検出電圧変化率値（＝０．８）以下であるか否かを調べ（ステップＳ１４）、電圧変化率ＬTRが第２の過負荷・短絡検出電圧変化率値以下でないと、電圧変化率ＬTRが第１の過負荷・短絡検出電圧変化率値（＝０．９６）以下であるか否かを調べ（ステップＳ１５）、電圧変化率ＬTRが第１の過負荷・短絡検出電圧変化率値以下であると、位相変化角ΔθTRが第２の過負荷・短絡検出位相変化角範囲（＝−５．２°〜−３０°）内の値であるか否かを調べる（ステップＳ１６）。
リレー演算処理部２８は、位相変化角ΔθTRが第２の過負荷・短絡検出位相変化角範囲内の値であると、「Ｓ−Ｔ相短絡が発生した」と判定する（ステップＳ１９ｃ）。
【００５５】
ステップＳ１４において電圧変化率ＬTRが第２の過負荷・短絡検出電圧変化率値（＝０．８）以下であると、リレー演算処理部２８は、位相差αが第１の過負荷・短絡検出位相差範囲（＝−２０３°〜−９０°）内の値であるか否かを調べる（ステップＳ１７）。
リレー演算処理部２８は、位相差αが第１の過負荷・短絡検出位相差範囲内の値であると、「Ｔ−Ｒ相短絡が発生した」と判定する（ステップＳ１９ｄ）。
【００５６】
リレー演算処理部２８は、以上のようにして過負荷、Ｒ−Ｓ相短絡、Ｓ−Ｔ相短絡、Ｔ−Ｒ相短絡または三相短絡の発生を検出すると、第１乃至第３のトリップ信号Ｔ1〜Ｔ3を出力する（ステップＳ２０）。
【００５７】
次に、反相発生時のリレー演算処理部２８の動作について、図１３に示すフローチャートを参照して説明する。
リレー演算処理部２８は、合成電流ＩR-Sの電流変化率ＫR-Sが反相検出電流変化率範囲（＝０．９〜１．１）内の値であるか否かを調べ（ステップＳ２１）、電流変化率ＫR-Sが反相検出電流変化率範囲内の値であると、ＴＲ相線間電圧ＶTRの電圧変化率ＬTRが反相検出電圧変化率範囲（＝０．９〜１．１）内の値であるか否かを調べ（ステップＳ２２）、電圧変化率ＬTRが反相検出電圧変化率範囲内の値であると、合成電流ＩR-Sの位相差αが反相検出位相差範囲（＝−１５０°〜−９０°）内の値であるか否かを調べる（ステップＳ２３）。
リレー演算処理部２８は、位相差αが反相検出位相差範囲内の値であると、「反相が発生した」と判定して（ステップＳ２４）、第１乃至第３のトリップ信号Ｔ1〜Ｔ3を出力する（ステップＳ２５）。
【００５８】
次に、スター結線された三相電源線における欠相または断線発生時のリレー演算処理部２８の動作について、図１４に示すフローチャートを参照して説明する。
リレー演算処理部２８は、ＴＲ相線間電圧ＶTRの電圧変化率ＬTRが欠相・断線検出電圧変化率範囲（＝０．４〜０．６）内の値であるか否かを調べ（ステップＳ３１）、電圧変化率ＬTRが欠相・断線検出電圧変化率範囲内の値であると、合成電流ＩR-Sの電流変化率ＫR-Sが欠相・断線検出電流変化率範囲（＝０．４〜０．６）内の値であるか否かを調べ（ステップＳ３２）、電流変化率ＫR-Sが欠相・断線検出電流変化率範囲内の値であると、合成電流ＩR-Sの位相差αが第１の欠相・断線検出位相差範囲（＝−３０°〜３０°）内の値であるか否かを調べる（ステップＳ３３）。
リレー演算処理部２８は、位相差αが第１の欠相・断線検出位相差範囲内の値であると、「Ｒ相欠相が発生した」と判定する（ステップＳ３９ａ）。
【００５９】
ステップＳ３１において電圧変化率ＬTRが欠相・断線検出電圧変化率範囲内の値でないと、リレー演算処理部２８は、電流変化率ＫR-Sが欠相・断線検出電流変化率範囲（＝０．４〜０．６）内の値であるか否かを調べ（ステップＳ３４）、電流変化率ＫR-Sが欠相・断線検出電流変化率範囲内の値であると、位相差αが第２の欠相・断線検出位相差範囲（＝１５０°〜２１０°）内の値であるか否かを調べる（ステップＳ３５）。
リレー演算処理部２８は、位相差αが第２の欠相・断線検出位相差範囲内の値であると、「Ｓ相欠相またはＳ相断線が発生した」と判定する（ステップＳ３９ｄ）。
【００６０】
ステップＳ３２において電流変化率ＫR-Sが欠相・断線検出電流変化率範囲内の値でないと、リレー演算処理部２８は、位相差αが第２の欠相・断線検出位相差範囲（＝１５０°〜２１０°）内の値であるか否かを調べる（ステップＳ３６）。
リレー演算処理部２８は、位相差αが第２の欠相・断線検出位相差範囲内の値であると、「Ｔ相欠相が発生した」と判定する（ステップＳ３９ｃ）。
【００６１】
ステップＳ３５において位相差αが第２の欠相・断線検出位相差範囲内の値でないと、リレー演算処理部２８は、位相差αが第３の欠相・断線検出位相差範囲（＝３０°〜９０°）内の値であるか否かを調べる（ステップＳ３７）。
リレー演算処理部２８は、位相差αが第３の欠相・断線検出位相差範囲内の値であると、「Ｒ相断線が発生した」と判定する（ステップＳ３９ｄ）。
【００６２】
ステップＳ３４において電流変化率ＫR-Sが欠相・断線検出電流変化率範囲内の値でないと、リレー演算処理部２８は、位相差αが第４の欠相・断線検出位相差範囲（＝９０°〜１５０°）内の値であるか否かを調べる（ステップＳ３８）。
リレー演算処理部２８は、位相差αが第４の欠相・断線検出位相差範囲内の値であると、「Ｔ相断線が発生した」と判定する（ステップＳ３９ｅ）。
【００６３】
リレー演算処理部２８は、以上のようにしてＲ相欠相、Ｓ相欠相、Ｔ相欠相、Ｒ相断線、Ｓ相断線またはＴ相断線の発生を検出すると、第１乃至第３のトリップ信号Ｔ1〜Ｔ3を出力する（ステップＳ４０）。
【００６４】
次に、デルタ結線された三相電源線における欠相または断線発生時のリレー演算処理部２８の動作について、図１５および図１６に示すフローチャートを参照して説明する。
リレー演算処理部２８は、ＴＲ相線間電圧ＶTRの電圧変化率ＬTRが欠相・断線検出電圧変化率範囲（＝０．４〜０．６）内の値であるか否かを調べ（ステップＳ４１）、電圧変化率ＬTRが欠相・断線検出電圧変化率範囲内の値であると、合成電流ＩR-Sの電流変化率ＫR-Sが欠相・断線検出電流変化率範囲（＝０．４〜０．６）内の値であるか否かを調べ（ステップＳ４２）、電流変化率ＫR-Sが欠相・断線検出電流変化率範囲内の値であると、合成電流ＩR-Sの位相差αが第１の欠相・断線検出位相差範囲（＝−３０°〜３０°）内の値であるか否かを調べる（ステップＳ４３）。
リレー演算処理部２８は、位相差αが第１の欠相・断線検出位相差範囲内の値であると、「Ｒ相欠相が発生した」と判定する（ステップＳ５１ａ）。
【００６５】
ステップＳ４１において電圧変化率ＬTRが欠相・断線検出電圧変化率範囲内の値でないと、リレー演算処理部２８は、電流変化率ＫR-Sが欠相・断線検出電流変化率範囲（＝０．４〜０．６）内の値であるか否かを調べ（ステップＳ４４）、電流変化率ＫR-Sが欠相・断線検出電流変化率範囲内の値であると、位相差αが第２の欠相・断線検出位相差範囲（＝１５０°〜２１０°）内の値であるか否かを調べる（ステップＳ４５）。
リレー演算処理部２８は、位相差αが第２の欠相・断線検出位相差範囲内の値であると、「Ｓ相欠相が発生した」と判定する（ステップＳ５１ｂ）。
【００６６】
ステップＳ４２において電流変化率ＫR-Sが欠相・断線検出電流変化率範囲内の値でないと、リレー演算処理部２８は、位相差αが第２の欠相・断線検出位相差範囲（＝１５０°〜２１０°）内の値であるか否かを調べる（ステップＳ４６）。
リレー演算処理部２８は、位相差αが第２の欠相・断線検出位相差範囲内の値であると、「Ｔ相欠相が発生した」と判定する（ステップＳ５１ｃ）。
【００６７】
ステップＳ４４において電流変化率ＫR-Sが欠相・断線検出電流変化率範囲内の値でないと、リレー演算処理部２８は、電流変化率ＫR-Sが第１の断線検出電流変化率範囲（＝０．２〜０．４）内の値であるか否かを調べる（図１６のステップＳ４７）。
リレー演算処理部２８は、電流変化率ＫR-Sが第１の断線検出電流変化率範囲内の値であると、「Ｒ相断線が発生した」と判定する（ステップＳ５１ｄ）。
【００６８】
一方、ステップＳ４７において電流変化率ＫR-Sが第１の断線検出電流変化率範囲内の値でないと、リレー演算処理部２８は、電流変化率ＫR-Sが第２の断線検出電流変化率範囲（＝０．８〜０．９）内の値であるか否かを調べ（ステップＳ４８）、電流変化率ＫR-Sが第２の断線検出電流変化率範囲内の値であると、位相差αが第１の断線検出位相差範囲（＝１３０°〜１５０°）内の値であるか否かを調べる（ステップＳ４９）。
リレー演算処理部２８は、位相差αが第１の断線検出位相差範囲内の値であると、ＳＴ相断線が発生した」と判定する（ステップＳ５１ｅ）。
【００６９】
一方、ステップＳ４９において位相差αが第１の断線検出位相差範囲内の値でないと、リレー演算処理部２８は、位相差αが第２の断線検出位相差範囲（＝９０°〜１１０°）内の値であるか否かを調べる（ステップＳ５０）。
リレー演算処理部２８は、位相差αが第２の断線検出位相差範囲内の値であると、「ＴＲ相断線が発生した」と判定する（ステップＳ５１ｆ）。
【００７０】
リレー演算処理部２８は、以上のようにしてＲ相欠相、Ｓ相欠相、Ｔ相欠相、ＲＳ相断線、ＳＴ相断線またはＴＲ相断線の発生を検出すると、第１乃至第３のトリップ信号Ｔ1〜Ｔ3を出力する（ステップＳ５２）。
【実施例２】
【００７１】
次に、本発明の第２の実施例による保護継電システムについて、図１７乃至図２７を参照して説明する。
本実施例による保護継電システムは、図１７に示すように、三相電源線のＲ相およびＳ相がクロスするように貫通されたクロス貫通変流器４１と、三相電源線のＲ相とＴ相との間に設けられた計器用変成器４２と、クロス貫通変流器４１から入力される合成電流ＩR-Sと計器用変成器４２から入力されるＴＲ相線間電圧ＶTRおよびＴ相電圧ＶTとに基づいて三相電源線における過負荷、短絡、反相、欠相および断線を検出する三相誘導電動機用３Ｅリレー５０（以下、「３Ｅリレー５０」と称する。）とを具備する。
【００７２】
ここで、クロス貫通変流器４１は、図１に示したクロス貫通変流器１１と同じものである。
計器用変成器４２は、ＴＲ相線間電圧ＶTRおよびＴ相電圧ＶTを３Ｅリレー５０に出力する。
【００７３】
３Ｅリレー５０は、クロス貫通変流器４１から入力される合成電流ＩR-Sの電流変化率ＫR-Sと計器用変成器４２から入力されるＴＲ相線間電圧ＶTRの電圧変化率ＬTRおよび位相変化角ΔθTRと計器用変成器４２から入力されるＴ相電圧ＶTの電圧変化率ＬTおよび位相変化角ΔθTとに基づいて、過負荷、Ｒ−Ｓ相短絡、Ｓ−Ｔ相短絡、Ｔ−Ｒ相短絡および三相短絡を検出する。
また、３Ｅリレー５０は、合成電流ＩR-Sの電流変化率ＫR-SとＴＲ相線間電圧ＶTRの電圧変化率ＬTRとＴ相電圧ＶTの電圧変化率ＬTおよび位相差β（ＴＲ相線間電圧ＶTRの位相θTRに対する位相差であり、遅れ位相を正の値で進み位相を負の値で示す。以下同様）とに基づいて、Ｒ−Ｓ相反相、Ｓ−Ｔ相反相およびＴ−Ｒ相反相を検出する。
さらに、３Ｅリレー５０は、合成電流ＩR-Sの電流変化率ＫR-Sおよび位相差α（ＴＲ相線間電圧ＶTRの位相θTRに対する位相差であり、遅れ位相を正の値で進み位相を負の値で示す。）とＴＲ相線間電圧ＶTRの電圧変化率ＬTRとＴ相電圧ＶTの電圧変化率ＬTとに基づいて、スター結線された三相電源線におけるＲ相欠相、Ｓ相欠相、Ｔ相欠相、Ｒ相断線、Ｓ相断線およびＴ相断線を検出するとともに、デルタ結線された三相電源線におけるＲ相欠相、Ｓ相欠相、Ｔ相欠相、ＲＳ相断線、ＳＴ相断線およびＴＲ相断線を検出する。
３Ｅリレー５０は、以上のようにして過負荷などを検出すると、第１乃至第３のトリップ信号Ｔ1〜Ｔ3を第１乃至第３の遮断器３1〜３3にそれぞれ出力する。
【００７４】
次に、３Ｅリレー５０における過負荷、Ｒ−Ｓ相短絡、Ｓ−Ｔ相短絡、Ｔ−Ｒ相短絡および三相短絡の検出方法について、図１８を参照して詳しく説明する。
なお、以下の説明では、Ｒ相、Ｓ相およびＴ相電流ＩR，ＩS，ＩTの定格電流値を“１”とし、Ｒ相、Ｓ相およびＴ相電圧ＶR，ＶS，ＶTの定格電圧値を“１”とし、正常時のＲ相電流ＩR0の位相θR0を０°として説明する。
【００７５】
（１）正常時の合成電流Ｉ(R-S)0、ＴＲ相線間電圧ＶTR0およびＴ相電圧ＶT0
正常時の合成電流Ｉ(R-S)0の値｜Ｉ(R-S)0｜および位相θ(R-S)0と正常時のＴＲ相線間電圧ＶTR0の値｜ＶTR0｜および位相θTR0と正常時の合成電流Ｉ(R-S)0の位相差α0とは上記（１−１）式から（１−５）式でそれぞれ表される。
また、正常時のＴ相電圧ＶT0の値｜ＶT0｜、位相θT0および位相差β0は（２１−１）式から（２１−３）式でそれぞれ表される（図１９（ａ）参照）。
｜ＶT0｜＝１      （２１−１）
θT0＝２４０°      （２１−２）
β0＝θT0−θTR0＝２４０°−２１０°＝３０°      （２１−３）
【００７６】
（２）過負荷時の合成電流ＩR-S、ＴＲ相線間電圧ＶTRおよびＴ相電圧ＶT
過負荷が発生して定格電流値（この例では、正常時のＲ相、Ｓ相およびＴ相電流ＩR0，ＩS0，ＩT0）の１．１５倍のＲ相、Ｓ相およびＴ相電流ＩR，ＩS，ＩTが三相電源線のＲ相、Ｓ相およびＴ相にそれぞれ流れたとすると、過負荷時の合成電流ＩR-Sの値｜ＩR-S｜、電流変化率ＫR-Sおよび位相θR-SとＴＲ相線間電圧ＶTRの値｜ＶTR｜、電圧変化率ＬTR、位相θTRおよび位相変化角ΔθTRとは上記（２−１）式から（２−７）式でそれぞれ表される。
また、過負荷時のＴ相電圧ＶTの値｜ＶT｜、電圧変化率ＬT、位相θTおよび位相変化角ΔθTは（２２−１）式から（２２−４）式でそれぞれ表される。
｜ＶT｜＝｜ＶT0｜＝１      （２２−１）
ＬT＝｜ＶT｜／｜ＶT0｜＝１／１＝１      （２２−２）
θT＝２４０°      （２２−３）
ΔθT＝θT−θT0＝２４０°−２４０°＝０°      （２２−４）
【００７７】
（３）Ｒ−Ｓ相短絡時の合成電流ＩR-S、ＴＲ相線間電圧ＶTRおよびＴ相電圧ＶT
Ｒ相−Ｓ相間の短絡事故（Ｒ−Ｓ相短絡）が発生して定格電流値（この例では、正常時のＲ相およびＳ相電流ＩR0，ＩS0）の１．１５倍のＲ相およびＳ相事故電流ＩFR，ＩFSが流れたとすると、Ｒ−Ｓ相短絡時の合成電流ＩR-Sの値｜ＩR-S｜、電流変化率ＫR-Sおよび位相θR-SとＴＲ相線間電圧ＶTRの値｜ＶTR｜、電圧変化率ＬTR、位相θTRおよび位相変化角ΔθTRと合成電流ＩR-Sの位相差α（＝θR-S−θTR）とは上記（３−１）式から（３−８）式でそれぞれ表される）。
また、Ｒ−Ｓ相短絡時のＴ相電圧ＶTの値｜ＶT｜、電圧変化率ＬT、位相θTおよび位相変化角ΔθTは（２３−１）式から（２３−４）式でそれぞれ表される（図１８（ａ）参照）。
｜ＶT｜＝｜ＶT0｜＝１      （２３−１）
ＬT＝｜ＶT｜／｜ＶT0｜＝１／１＝１      （２３−２）
θT＝２４０°      （２３−３）
ΔθT＝θT−θT0＝２４０°−２４０°＝０°      （２３−４）
【００７８】
（４）Ｓ−Ｔ相短絡時の合成電流ＩR-S、ＴＲ相線間電圧ＶTRおよびＴ相電圧ＶT
Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故（Ｓ−Ｔ相短絡）が発生して定格電流値（この例では、正常時のＲ相およびＳ相電流ＩR0，ＩS0）の１．１５倍のＳ相およびＴ相事故電流ＩFS，ＩFTが流れたとすると、Ｓ−Ｔ相短絡時の合成電流ＩR-Sの値｜ＩR-S｜、電流変化率ＫR-Sおよび位相θR-SとＴＲ相線間電圧ＶTRの値｜ＶTR｜、電圧変化率ＬTR、位相θTRおよび位相変化角ΔθTRと合成電流ＩR-Sの位相差αとは上記（４−１）式から（４−８）式でそれぞれ表される。
また、定格電流値よりも過大なＳ相およびＴ相事故電流ＩFS，ＩFTが流れたとすると、Ｓ−Ｔ相短絡時の合成電流ＩR-Sの値｜ＩR-S｜、電流変化率ＫR-Sおよび位相θR-Sと合成電流ＩR-Sの位相差αとは上記（４−９）式から（４−１２）式でそれぞれ表される。
さらに、Ｓ−Ｔ相短絡時のＴ相電圧ＶTの値｜ＶT｜、電圧変化率ＬT、位相θTおよび位相変化角ΔθTは（２４−１）式から（２４−４）式でそれぞれ表される（図１８（ｂ）参照）。
｜ＶT｜＝｛０．５2＋（０．８×３1/2／２）2｝1/2      （２４−１）
ＬT＝｜ＶT｜／｜ＶT0｜＝｛０．５2＋（０．８×３1/2／２）2｝1/2／１
（＝０．８５４）      （２４−２）
θT＝２３４．２°      （２４−３）
ΔθT＝θT−θT0＝２３４．２°−２４０°＝−５．８°      （２４−４）
【００７９】
（５）Ｔ−Ｒ相短絡時の合成電流ＩR-S、ＴＲ相線間電圧ＶTRおよびＴ相電圧ＶT
Ｔ相−Ｒ相間の短絡事故（Ｔ−Ｒ相短絡）が発生して定格電流値（この例では、正常時のＲ相およびＳ相電流ＩR0，ＩS0）の１．１５倍のＴ相およびＲ相事故電流ＩFT，ＩFRが流れたとすると、Ｔ−Ｒ相短絡時の合成電流ＩR-Sの値｜ＩR-S｜、電流変化率ＫR-Sおよび位相θR-SとＴＲ相線間電圧ＶTRの値｜ＶTR｜、電圧変化率ＬTR、位相θTRおよび位相変化角ΔθTRと合成電流ＩR-Sの位相差αとは上記（５−１）式から（５−８）式でそれぞれ表される。
また、定格電流値よりも過大なＴ相およびＲ相事故電流ＩFT，ＩFRが流れたとすると、Ｔ−Ｒ相短絡時の合成電流ＩR-Sの値｜ＩR-S｜、電流変化率ＫR-Sおよび位相θR-Sと合成電流ＩR-Sの位相差αとは上記（５−９）式から（５−１２）式でそれぞれ表される。
さらに、Ｔ−Ｒ相短絡時のＴ相電圧ＶTの値｜ＶT｜、電圧変化率ＬT、位相θTおよび位相変化角ΔθTは（２５−１）式から（２５−４）式でそれぞれ表される（図１８（ｃ）参照）。
｜ＶT｜＝｛０．５2＋（０．８×３1/2／２）2｝1/2      （２５−１）
ＬT＝｜ＶT｜／｜ＶT0｜＝｛０．５2＋（０．８×３1/2／２）2｝1/2／１
（＝０．８５４）      （２５−２）
θT＝２４５．８°      （２５−３）
ΔθT＝θT−θT0＝２４５．８°−２４０°＝５．８°      （２５−４）
【００８０】
（６）三相短絡時の合成電流ＩR-S、ＴＲ相線間電圧ＶTRおよびＴ相電圧ＶT
三相短絡事故（三相短絡）が発生して定格電流値（この例では、正常時のＲ相、Ｓ相およびＴ相電流ＩR0，ＩS0，ＩT0）の１．１５倍のＲ相、Ｓ相およびＴ相事故電流ＩFR，ＩFS，ＩFTが流れたとすると、三相短絡時の合成電流ＩR-Sの値｜ＩR-S｜、電流変化率ＫR-Sおよび位相θR-SとＴＲ相線間電圧ＶTRの値｜ＶTR｜、電圧変化率ＬTR、位相θTRおよび位相変化角ΔθTRと合成電流ＩR-Sの位相差αとは上記（６−１）式から（６−８）式でそれぞれ表される。
また、三相短絡時のＴ相電圧ＶTの値｜ＶT｜、電圧変化率ＬT、位相θTおよび位相変化角ΔθTは（２６−１）式から（２６−４）式でそれぞれ表される（図１８（ｄ）参照）。
｜ＶT｜＝０．８×｜ＶT0｜＝０．８×１＝０．８      （２６−１）
ＬT＝｜ＶT｜／｜ＶT0｜＝０．８／１＝０．８      （２６−２）
θT＝２４０°      （２６−３）
ΔθT＝θT−θT0＝２４０°−２４０°＝０°      （２６−４）
【００８１】
（７）過負荷、Ｒ−Ｓ相短絡、Ｓ−Ｔ相短絡、Ｔ−Ｒ相短絡および三相短絡の検出
合成電流ＩR-Sの位相θR-Sがアーク抵抗の影響により−４５°〜１５°の範囲で変動することを考慮する。
（ａ）過負荷の検出
３Ｅリレー５０は、合成電流ＩR-Sの電流変化率ＫR-S（＝１．１５）が所定の過負荷・短絡検出電流変化率値（たとえば、１．１５）以上であり、かつ、ＴＲ相線間電圧ＶTRの電圧変化率ＬTR（＝１）が所定の第１の過負荷・短絡検出電圧変化率値（たとえば、０．９６）よりも大きいと、「過負荷が発生した」と判定する。
（ｂ）Ｒ−Ｓ相短絡の検出
３Ｅリレー５０は、合成電流ＩR-Sの電流変化率ＫR-S（＝１．３２８）が過負荷・短絡検出電流変化率値（たとえば、１．１５）以上であり、かつ、ＴＲ相線間電圧ＶTRの電圧変化率ＬTR（＝０．９５４）が第１の過負荷・短絡検出電圧変化率値（たとえば、０．９６）以下で所定の第２の過負荷・短絡検出電圧変化率値（たとえば、０．８）よりも大きく、かつ、ＴＲ相線間電圧ＶTRの位相変化角ΔθTR（＝５．２°）が第１の過負荷・短絡検出位相変化角範囲（たとえば、５．２°〜３０°（短絡点までのインピーダンスを考慮））内の値であると、「Ｒ−Ｓ相短絡が発生した」と判定する。
（ｃ）Ｓ−Ｔ相短絡の検出
３Ｅリレー５０は、合成電流ＩR-Sの電流変化率ＫR-S（＝１．２３１）が過負荷・短絡検出電流変化率値（たとえば、１．１５）以上であり、かつ、Ｔ相電圧ＶTの電圧変化率ＬT（＝０．９５４）が第１の過負荷・短絡検出電圧変化率値（たとえば、０．９６）以下で第２の過負荷・短絡検出電圧変化率値（たとえば、０．８）よりも大きく、かつ、ＴＲ相線間電圧ＶTRの位相変化角ΔθTR（＝−５．２°）が第２の過負荷・短絡検出位相変化角範囲（たとえば、−５．２°〜−３０°）内の値であると、「Ｓ−Ｔ相短絡が発生した」と判定する。
また、３Ｅリレー５０は、定格電流値よりも過大なＳ相およびＴ相事故電流ＩFS，ＩFTが流れたときのために、合成電流ＩR-Sの電流変化率ＫR-S（≫０．６６４）が過負荷・短絡検出電流変化率値（たとえば、１．１５）未満であっても、Ｔ相電圧ＶTの電圧変化率ＬT（＝０．８５４）が第３の過負荷・短絡検出電圧変化率値（たとえば、０．８６）以下であり、ＴＲ相線間電圧ＶTRの電圧変化率ＬTR（＝０．９５４）が第２の過負荷・短絡検出電圧変化率値（たとえば、０．８）よりも大きく、かつ、ＴＲ相線間電圧ＶTRの位相変化角ΔθTR（＝−５．２°）が第２の過負荷・短絡検出位相変化角範囲（たとえば、−５．２°〜−３０°）内の値であると、「Ｓ−Ｔ相短絡が発生した」と判定する。
（ｄ）Ｔ−Ｒ相短絡の検出
３Ｅリレー５０は、合成電流ＩR-Sの電流変化率ＫR-S（＝０．１８３）が過負荷・短絡検出電流変化率値（たとえば、１．１５）未満であり、かつ、Ｔ相電圧ＶTの電圧変化率ＬT（＝０．８５４）が第３の過負荷・短絡検出電圧変化率値（たとえば、０．８６）以下であり、かつ、ＴＲ相線間電圧ＶTRの電圧変化率ＬTR（＝０．８）が第２の過負荷・短絡検出電圧変化率値（たとえば、０．８）以下であり、Ｔ相電圧ＶTの位相変化角ΔθT（＝５．８°）が第３の過負荷・短絡検出位相変化角範囲（たとえば、５．８°〜６０°）内の値であると、「Ｔ−Ｒ相短絡が発生した」と判定する。
また、３Ｅリレー５０は、定格電流値よりも過大なＴ相およびＲ相事故電流ＩFT，ＩFRが流れたときのために、合成電流ＩR-Sの電流変化率ＫR-S（≫０．６６４）が過負荷・短絡検出電流変化率値（たとえば、１．１５）以上であっても、ＴＲ相線間電圧ＶTRの電圧変化率ＬTR（＝０．８）が第２の過負荷・短絡検出電圧変化率値（たとえば、０．８）以下であり、かつ、Ｔ相電圧ＶTの位相変化率ΔθT（＝５．８°）が第３の過負荷・短絡検出位相変化角範囲（たとえば、５．８〜６０°）内の値であると、「Ｔ−Ｒ相短絡が発生した」と判定する。
（ｅ）三相短絡の検出
３Ｅリレー５０は、合成電流ＩR-Sの電流変化率ＫR-S（＝１．１５）が過負荷・短絡検出電流変化率値（たとえば、１．１５）以上であり、かつ、ＴＲ相線間電圧ＶTRの電圧変化率ＬTR（＝０．８）が第２の過負荷・短絡検出電圧変化率値（たとえば、０．８）以下であり、かつ、Ｔ相電圧ＶTの位相変化率ΔθT（＝０°）が第３の過負荷・短絡検出位相変化角範囲（たとえば、５．８〜６０°）内の値でないと、「三相短絡が発生した」と判定する。
【００８２】
次に、３Ｅリレー５０におけるＲ−Ｓ相反相、Ｓ−Ｔ相反相およびＴ−Ｒ相反相の検出方法について、図１９を参照して詳しく説明する。
【００８３】
（１）正常時の合成電流Ｉ(R-S)0、ＴＲ相線間電圧ＶTR0およびＴ相電圧ＶT0
正常時の合成電流Ｉ(R-S)0の値｜Ｉ(R-S)0｜および位相θ(R-S)0と正常時のＴＲ相線間電圧ＶTR0の値｜ＶTR0｜および位相θTR0と正常時の合成電流Ｉ(R-S)0の位相差α0とは上記（１−１）式から（１−５）式でそれぞれ表される。
また、正常時のＴ相電圧ＶT0の値｜ＶT0｜、位相θT0および位相差β0は上記（２１−１）式から上記（２１−３）式でそれぞれ表される（図１９（ａ）参照）。
【００８４】
（２）Ｒ−Ｓ相反相時の合成電流ＩR-S、ＴＲ相線間電圧ＶTRおよびＴ相電圧ＶT
三相電源線のＲ相およびＳ相が逆になる（Ｒ−Ｓ相反相）と、合成電流ＩR-Sの値｜ＩR-S｜、電流変化率ＫR-Sおよび位相θR-SとＴＲ相線間電圧ＶTRの値｜ＶTR｜、電圧変化率ＬTRおよび位相θTRとは上記（７−１）式から（７−６）式でそれぞれ表される。
また、Ｔ相電圧ＶTの値｜ＶT｜、電圧変化率ＬT、位相θTおよび位相差βは（２７−１）式から（２７−４）式でそれぞれ表される（図１９（ｂ）参照）。
｜ＶT｜＝｜ＶT0｜＝１      （２７−１）
ＬT＝｜ＶT｜／｜ＶT0｜＝１／１＝１      （２７−２）
θT＝２４０°      （２７−３）
β＝θT−θTR＝２４０°−２７０°＝−３０°      （２７−４）
【００８５】
（３）Ｓ−Ｔ相反相時の合成電流ＩR-S、ＴＲ相線間電圧ＶTRおよびＴ相電圧ＶT
三相電源線のＳ相およびＴ相が逆になる（Ｓ−Ｔ相反相）と、合成電流ＩR-Sの値｜ＩR-S｜、電流変化率ＫR-Sおよび位相θR-SとＴＲ相線間電圧ＶTRの値｜ＶTR｜、電圧変化率ＬTRおよび位相θTRとは上記（８−１）式から（８−６）式でそれぞれ表される。
また、Ｔ相電圧ＶTの値｜ＶT｜、電圧変化率ＬT、位相θTおよび位相差βは（２８−１）式から（２８−４）式でそれぞれ表される（図１９（ｃ）参照）。
｜ＶT｜＝｜ＶT0｜＝１      （２８−１）
ＬT＝｜ＶT｜／｜ＶT0｜＝１／１＝１      （２８−２）
θT＝１２０°      （２８−３）
β＝θT−θTR＝１２０°−１５０°＝−３０°      （２８−４）
【００８６】
（４）Ｔ−Ｒ相反相時の合成電流ＩR-S、ＴＲ相線間電圧ＶTRおよびＴ相電圧ＶT
三相電源線のＴ相およびＲ相が逆になる（Ｔ−Ｒ相反相）と、合成電流ＩR-Sの値｜ＩR-S｜、電流変化率ＫR-Sおよび位相θR-SとＴＲ相線間電圧ＶTRの値｜ＶTR｜、電圧変化率ＬTRおよび位相θTRとは（１０−１）式から（１０−６）式でそれぞれ表される。
また、Ｔ相電圧ＶTの値｜ＶT｜、電圧変化率ＬT、位相θTおよび位相差βは（２９−１）式から（２９−４）式でそれぞれ表される（図１９（ｄ）参照）。
｜ＶT｜＝｜ＶT0｜＝１      （２９−１）
ＬT＝｜ＶT｜／｜ＶT0｜＝１／１＝１      （２９−２）
θT＝０°      （２９−３）
β＝θT−θTR＝０°−３０°＝−３０°      （２９−４）
【００８７】
（５）反相の検出
３Ｅリレー５０は、合成電流ＩR-Sの電流変化率ＫR-S（＝１）が所定の反相検出電流変化率範囲（たとえば、０．９〜１．１）内の値であり、かつ、ＴＲ相線間電圧ＶTRの電圧変化率ＬTR（＝１）が所定の反相検出電圧変化率範囲（たとえば、０．９〜１．１）内の値であり、かつ、Ｔ相電圧ＶTの電圧変化率ＬT（＝１）が反相検出電圧変化率範囲内の値であり、かつ、Ｔ相電圧ＶTの位相差β（＝−３０°）が所定の反相検出位相差範囲（たとえば、−６０°〜０°）内の値であると、「反相が発生した」と判定する。
【００８８】
次に、３Ｅリレー５０におけるスター結線された三相電源線のＲ相欠相、Ｓ相欠相、Ｔ相欠相、Ｒ相断線、Ｓ相断線およびＴ相断線の検出方法について、図２０を参照して詳しく説明する。
【００８９】
（１）正常時の合成電流Ｉ(R-S)0、ＴＲ相線間電圧ＶTR0およびＴ相電流ＩT0
正常時の合成電流Ｉ(R-S)0の値｜Ｉ(R-S)0｜および位相θ(R-S)0とＴＲ相線間電圧ＶTR0の値｜ＶTR0｜および位相θTR0とは上記（１−１）式から（１−４）式でそれぞれ表される。
また、正常時のＴ相電圧ＶT0の値｜ＶT0｜および位相θT0とは上記（２１−１）式および（２１−２）式でそれぞれ表される。
【００９０】
（２）Ｒ相欠相時の合成電流ＩR-S、ＴＲ相線間電圧ＶTRおよびＴ相電流ＩT
三相電源線のＲ相の欠相（Ｒ相欠相）が発生すると、合成電流ＩR-Sの値｜ＩR-S｜、電流変化率ＫR-Sおよび位相θR-SとＴＲ相線間電圧ＶTRの値｜ＶTR｜、電圧変化率ＬTRおよび位相θTRと合成電流ＩR-Sの位相差αとは上記（１０−１）式から（１０−７）式でそれぞれ表される。
また、Ｔ相電圧ＶTの値｜ＶT｜、電圧変化率ＬTおよび位相θTRは（３０−１）式から（３０−３）式でそれぞれ表される（図２０（ａ）参照）。
｜ＶT｜＝｜ＶT0｜×ｃｏｓ３０°＝１×（３1/2／２）＝３1/2／２      （３０−１）
ＬT＝｜ＶT｜／｜ＶT0｜＝（３1/2／２）／１＝３1/2／２
（＝０．８６６）      （３０−２）
θT＝２７０°      （３０−３）
【００９１】
（３）Ｓ相欠相時の合成電流ＩR-S、ＴＲ相線間電圧ＶTRおよびＴ相電流ＩT
三相電源線のＳ相の欠相（Ｓ相欠相）が発生すると、合成電流ＩR-Sの値｜ＩR-S｜、電流変化率ＫR-Sおよび位相θR-SとＴＲ相線間電圧ＶTRの値｜ＶTR｜、電圧変化率ＬTRおよび位相θTRと合成電流ＩR-Sの位相差αとは上記（１１−１）式から（１１−７）式でそれぞれ表される。
また、Ｔ相電圧ＶTの値｜ＶT｜、電圧変化率ＬTおよび位相θTRは（３１−１）式から（３１−３）式でそれぞれ表される（図２０（ｂ）参照）。
｜ＶT｜＝｜ＶT0｜×ｃｏｓ３０°＝１×（３1/2／２）＝３1/2／２      （３１−１）
ＬT＝｜ＶT｜／｜ＶT0｜＝（３1/2／２）／１＝３1/2／２
（＝０．８６６）      （３１−２）
θT＝２１０°      （３０−３）
【００９２】
（４）Ｔ相欠相時の合成電流ＩR-S、ＴＲ相線間電圧ＶTRおよびＴ相電流ＩT
三相電源線のＴ相の欠相（Ｔ相欠相）が発生すると、合成電流ＩR-Sの値｜ＩR-S｜、電流変化率ＫR-Sおよび位相θR-SとＴＲ相線間電圧ＶTRの値｜ＶTR｜、電圧変化率ＬTRおよび位相θTRと合成電流ＩR-Sの位相差αとは上記（１２−１）式から（１２−７）式でそれぞれ表される。
また、Ｔ相電圧ＶTの値｜ＶT｜、電圧変化率ＬTおよび位相θTRは（３２−１）式から（３２−３）式でそれぞれ表される（図２０（ｃ）参照）。
｜ＶT｜＝０      （３２−１）
ＬT＝｜ＶT｜／｜ＶT0｜＝０／１＝０      （３２−２）
θT＝２４０°      （３２−３）
【００９３】
（５）Ｒ相断線時の合成電流ＩR-S、ＴＲ相線間電圧ＶTRおよびＴ相電流ＩT
三相電源線のＲ相の断線（Ｒ相断線）が発生すると、合成電流ＩR-Sの値｜ＩR-S｜、電流変化率ＫR-Sおよび位相θR-Sは上記（１０−１）式から（１０−３）式でそれぞれ表され、ＴＲ相線間電圧ＶTRの値｜ＶTR｜、電圧変化率ＬTRおよび位相θTRは上記（２−４）式から（２−６）式でそれぞれ表され、合成電流ＩR-Sの位相差αは上記（１３−１）式で表される。
また、Ｔ相電圧ＶTの値｜ＶT｜、電圧変化率ＬTおよび位相θTRは（３３−１）式から（３３−３）式でそれぞれ表される。
｜ＶT｜＝｜ＶT0｜＝１      （３３−１）
ＬT＝｜ＶT｜／｜ＶT0｜＝１／１＝１      （３３−２）
θT＝２４０°      （３３−３）
【００９４】
（６）Ｓ相断線時の合成電流ＩR-S、ＴＲ相線間電圧ＶTRおよびＴ相電流ＩT
三相電源線のＳ相の断線（Ｓ相断線）が発生すると、合成電流ＩR-Sの値｜ＩR-S｜、電流変化率ＫR-Sおよび位相θR-Sは上記（１１−１）式から（１１−３）式でそれぞれ表され、ＴＲ相線間電圧ＶTRの値｜ＶTR｜、電圧変化率ＬTRおよび位相θTRは上記（２−４）式から（２−６）式でそれぞれ表され、合成電流ＩR-Sの位相差αは上記（１３−２）式で表される。
また、Ｔ相電圧ＶTの値｜ＶT｜、電圧変化率ＬTおよび位相θTRは上記（３３−１）式から（３３−３）式でそれぞれ表される。
【００９５】
（７）Ｔ相断線時の合成電流ＩR-S、ＴＲ相線間電圧ＶTRおよびＴ相電流ＩT
三相電源線のＴ相の断線（Ｔ相断線）が発生すると、合成電流ＩR-Sの値｜ＩR-S｜、電流変化率ＫR-Sおよび位相θR-Sは上記（１２−１）式から（１２−３）式でそれぞれ表され、ＴＲ相線間電圧ＶTRの値｜ＶTR｜、電圧変化率ＬTRおよび位相θTRは上記（２−４）式から（２−６）式でそれぞれ表され、合成電流ＩR-Sの位相差αは上記（１３−３）式で表される。
また、Ｔ相電圧ＶTの値｜ＶT｜、電圧変化率ＬTおよび位相θTRは上記（３３−１）式から（３３−３）式でそれぞれ表される。
【００９６】
（８）Ｒ相欠相、Ｓ相欠相、Ｔ相欠相、Ｒ相断線、Ｓ相断線およびＴ相断線の検出
（ａ）Ｒ相欠相の検出
３Ｅリレー５０は、合成電流ＩR-Sの電流変化率ＫR-S（＝０．５）が所定の欠相・断線検出電流変化率範囲（たとえば、０．４〜０．６）内の値であり、かつ、ＴＲ相線間電圧ＶTRの電圧変化率ＬTR（＝０．５）が所定の第１の欠相・断線検出電圧変化率範囲（たとえば、０．４〜０．６）内の値であり、かつ、合成電流ＩR-Sの位相差α（＝０°）が所定の第１の欠相検出位相差範囲（たとえば、−３０°〜３０°）内の値であると、「Ｒ相欠相が発生した」と判定する。
（ｂ）Ｓ相欠相の検出
３Ｅリレー５０は、合成電流ＩR-Sの電流変化率ＫR-S（＝０．５）が欠相・断線検出電流変化率範囲（たとえば、０．４〜０．６）内の値であり、かつ、ＴＲ相線間電圧ＶTRの電圧変化率ＬTR（＝１）が第１の欠相・断線検出電圧変化率範囲（たとえば、０．４〜０．６）内の値でなく、かつ、Ｔ相電圧ＶTの電圧変化率ＬT（＝０．８６６）が第２の欠相・断線検出電圧変化率範囲（たとえば、０．８〜０．９）内の値であり、かつ、合成電流ＩR-Sの位相差α（＝１８０°）が所定の第２の欠相検出位相差範囲（たとえば、１５０°〜２１０°）内の値であると、「Ｓ相欠相が発生した」と判定する。
（ｃ）Ｔ相欠相の検出
３Ｅリレー５０は、合成電流ＩR-Sの電流変化率ＫR-S（＝１）が欠相・断線検出電流変化率範囲（たとえば、０．４〜０．６）内の値でなく、かつ、ＴＲ相線間電圧ＶTRの電圧変化率ＬTR（＝０．５）が第１の欠相・断線検出電圧変化率範囲（たとえば、０．４〜０．６）内の値であり、かつ、Ｔ相電圧ＶTの電圧変化率ＬT（＝０）が所定の欠相検出電圧変化率値（たとえば、０．１）以下であり、かつ、合成電流ＩR-Sの位相差α（＝１８０°）が第２の欠相検出位相差範囲（たとえば、１５０°〜２１０°）内の値であると、「Ｔ相欠相が発生した」と判定する。
（ｄ）Ｒ相断線の検出
３Ｅリレー５０は、合成電流ＩR-Sの電流変化率ＫR-S（＝０．５）が欠相・断線検出電流変化率範囲（たとえば、０．４〜０．６）内の値であり、かつ、ＴＲ相線間電圧ＶTRの電圧変化率ＬTR（＝１）が第１の欠相・断線検出電圧変化率範囲（たとえば、０．４〜０．６）内の値でなく、かつ、ＴＲ相電圧ＶTの電圧変化率ＬT（＝１）が第２の欠相・断線検出電圧変化率範囲（たとえば、０．８〜０．９）内の値でなく、かつ、合成電流ＩR-Sの位相差α（＝６０°）が所定の第１の断線検出位相差範囲（たとえば、３０°〜９０°）内の値であると、「Ｒ相断線が発生した」と判定する。
（ｅ）Ｓ相断線の検出
３Ｅリレー５０は、合成電流ＩR-Sの電流変化率ＫR-S（＝０．５）が欠相・断線検出電流変化率範囲（たとえば、０．４〜０．６）内の値であり、かつ、ＴＲ相線間電圧ＶTRの電圧変化率ＬTR（＝１）が第１の欠相・断線検出電圧変化率範囲（たとえば、０．４〜０．６）内の値でなく、かつ、Ｔ相電圧ＶTの電圧変化率ＬT（＝１）が第２の欠相・断線検出電圧変化率範囲（たとえば、０．８〜０．９）内の値でなく、かつ、合成電流ＩR-Sの位相差α（＝１８０°）が所定の第２の断線検出位相差範囲（たとえば、１５０°〜２１０°）内の値であると、「Ｓ相断線が発生した」と判定する。
（ｆ）Ｔ相断線の検出
３Ｅリレー５０は、合成電流ＩR-Sの電流変化率ＫR-S（＝１）が欠相・断線検出電流変化率範囲（たとえば、０．４〜０．６）内の値でなく、かつ、ＴＲ相線間電圧ＶTRの電圧変化率ＬTR（＝１）が第１の欠相・断線検出電圧変化率範囲（たとえば、０．４〜０．６）内の値でなく、かつ、合成電流ＩR-Sの位相差α（＝１２０°）が所定の第３断線検出位相差範囲（たとえば、９０°〜１５０°）内の値であると、「Ｔ相断線が発生した」と判定する。
【００９７】
次に、３Ｅリレー２０におけるデルタ結線された三相電源線のＲ相欠相、Ｓ相欠相、Ｔ相欠相、ＲＳ相断線、ＳＴ相断線およびＴＲ相断線の検出方法について詳しく説明する。
【００９８】
（１）正常時の合成電流Ｉ(R-S)0、ＴＲ相線間電圧ＶTR0およびＴ相電流ＩT0
正常時の合成電流Ｉ(R-S)0の値｜Ｉ(R-S)0｜および位相θ(R-S)0とＴＲ相線間電圧ＶTR0の値｜ＶTR0｜および位相θTR0とは上記（１−１）式から（１−４）式でそれぞれ表される。
【００９９】
（２）Ｒ相欠相、Ｓ相欠相およびＴ相欠相の検出
３Ｅリレー５０は、上述したスター結線された三相電源線のＲ相欠相、Ｓ相欠相およびＴ相欠相の検出と同様にして、三相電源線のＲ相欠相、Ｓ相欠相およびＴ相欠相を検出する。
【０１００】
（３）ＲＳ相断線時の合成電流ＩR-S、ＴＲ相線間電圧ＶTRおよびＴ相電流ＩT
三相電源線のＲＳ相断線が発生すると、合成電流ＩR-Sの値｜ＩR-S｜、電流変化率ＫR-Sおよび位相θR-Sは上記（１４−１）式から（１４−３）式でそれぞれ表され、ＴＲ相線間電圧ＶTRの値｜ＶTR｜、電圧変化率ＬTRおよび位相θTRは上記（２−４）式から（２−６）式でそれぞれ表され、合成電流ＩR-Sの位相差αは上記（１４−４）式で表される。
また、Ｔ相電圧ＶTの値｜ＶT｜、電圧変化率ＬTおよび位相θTRは上記（３３−１）式から（３３−３）式でそれぞれ表される。
【０１０１】
（４）ＳＴ相断線時の合成電流ＩR-S、ＴＲ相線間電圧ＶTRおよびＴ相電流ＩT
三相電源線のＳＴ相断線が発生すると、合成電流ＩR-Sの値｜ＩR-S｜、電流変化率ＫR-Sおよび位相θR-Sは上記（１５−１）式から（１５−３）式でそれぞれ表され、ＴＲ相線間電圧ＶTRの値｜ＶTR｜、電圧変化率ＬTRおよび位相θTRは上記（２−４）式から（２−６）式でそれぞれ表され、合成電流ＩR-Sの位相差αは上記（１５−４）式で表される。
また、Ｔ相電圧ＶTの値｜ＶT｜、電圧変化率ＬTおよび位相θTRは上記（３３−１）式から（３３−３）式でそれぞれ表される。
【０１０２】
（４）ＴＲ相断線時の合成電流ＩR-S、ＴＲ相線間電圧ＶTRおよびＴ相電流ＩT
三相電源線のＴＲ相断線が発生すると、合成電流ＩR-Sの値｜ＩR-S｜、電流変化率ＫR-Sおよび位相θR-Sは上記（１６−１）式から（１６−３）式でそれぞれ表され、ＴＲ相線間電圧ＶTRの値｜ＶTR｜、電圧変化率ＬTRおよび位相θTRは上記（２−４）式から（２−６）式でそれぞれ表され、合成電流ＩR-Sの位相差αは上記（１６−４）式で表される。
また、Ｔ相電圧ＶTの値｜ＶT｜、電圧変化率ＬTおよび位相θTRは上記（３３−１）式から（３３−３）式でそれぞれ表される。
【０１０３】
（５）ＲＳ相断線、ＳＴ相断線およびＴＲ相断線の検出
（ａ）ＲＳ相断線の検出
３Ｅリレー５０は、合成電流ＩR-Sの電流変化率ＫR-S（＝０．３３３）が所定の第１の断線検出電流変化率範囲（たとえば、０．２〜０．４）内の値であり、かつ、ＴＲ相線間電圧ＶTRの電圧変化率ＬTR（＝１）が第１の欠相・断線検出電圧変化率範囲（たとえば、０．４〜０．６）内の値でないと、「ＲＳ相断線が発生した」と判定する。
（ｂ）ＳＴ相断線の検出
３Ｅリレー５０は、合成電流ＩR-Sの電流変化率ＫR-S（＝０．８８２）が所定の第２の断線検出電流変化率範囲（たとえば、０．８〜０．９）内の値であり、かつ、ＴＲ相線間電圧ＶTRの電圧変化率ＬTR（＝１）が第１の欠相・断線検出電圧変化率範囲（たとえば、０．４〜０．６）内の値でなく、かつ、合成電流ＩR-Sの位相差α（＝１３９．１°）が所定の第４の断線検出位相差範囲（たとえば、１３０°〜１５０°）内の値であると、「ＳＴ相断線が発生した」と判定する。
（ｃ）ＴＲ相断線の検出
３Ｅリレー５０は、合成電流ＩR-Sの電流変化率ＫR-S（＝０．８８２）が第２の断線検出電流変化率範囲（たとえば、０．８〜０．９）内の値であり、かつ、ＴＲ相線間電圧ＶTRの電圧変化率ＬTR（＝１）が第１の欠相・断線検出電圧変化率範囲（たとえば、０．４〜０．６）内の値でなく、かつ、合成電流ＩR-Sの位相差α（＝１００．９°）が所定の第５の断線検出位相差範囲（たとえば、９０°〜１１０°）内の値であると、「ＴＲ相断線が発生した」と判定する。
【０１０４】
次に、３Ｅリレー５０の構成について、図２１を参照して説明する。
３Ｅリレー５０は、図２１に示すように、入力変換器５１と、アナログ入力部５２と、メモリ５３と、電流変化率算出部５４と、電圧変化率算出部５５と、位相角算出部５６と、位相差算出部５７と、リレー演算処理部５８と、整定・表示部５９と、入出力部６０と、外部機器Ｉ／Ｆ部６１とを備える。
【０１０５】
ここで、入力変換器５１は、クロス貫通変流器４１から入力される合成電流ＩR-Sおよび計器用変成器４２から入力されるＴＲ相線間電圧ＶTRおよびＴ相電圧ＶTのレベルをアナログ入力部５２の処理に適したレベルに変換する。
アナログ入力部５２は、バンドパスフィルタとサンプリングホールド回路とマルチプレクサ回路とアナログ／ディジタル変換器とを備え、入力変換器５１から入力されるアナログの合成電流ＩR-S、ＴＲ相線間電圧ＶTRおよびＴ相電圧ＶTをディジタルの合成電流ＩR-S、ＴＲ相線間電圧ＶTRおよびＴ相電圧ＶTに変換する。
メモリ５３は、アナログ入力部５２によってディジタルデータに変換された合成電流ＩR-S、ＴＲ相線間電圧ＶTRおよびＴ相電圧ＶTを格納するためのものである。
【０１０６】
電流変化率算出部５４は、メモリ５３に格納されているＲ相、Ｓ相およびＴ相電流ＩR，ＩS，ＩTの定格電流値に基づいて、アナログ入力部５２から入力される合成電流ＩR-Sの電流変化率ＫR-Sを算出する。
【０１０７】
電圧変化率算出部５５は、メモリ５３に格納されているＲ相、Ｓ相およびＴ相電圧ＶR，ＶS，ＶTの定格電圧値に基づいて、アナログ入力部５２から入力されるＴＲ相線間電圧ＶTRおよびＴ相電圧ＶTの電圧変化率ＬTR，ＬTを算出する。
【０１０８】
位相変化角算出部５６と、アナログ入力部５２から入力されるＴＲ相線間電圧ＶTRの位相θTRからメモリ５３に格納されている正常時のＴＲ相線間電圧ＶTRの位相θTR0を引くことによりＴＲ相線間電圧ＶTRの位相変化角ΔθTRを算出するとともに、アナログ入力部５２から入力されるＴ相電圧ＶTの位相θTからメモリ５３に格納されている正常時のＴ相電圧ＶTの位相θT0を引くことによりＴ相電圧ＶTの位相変化角ΔθTを算出する。
【０１０９】
位相差算出部５７は、アナログ入力部５２から入力される合成電流ＩR-Sの位相θR-Sからアナログ入力部５２から入力されるＴＲ相線間電圧ＶTRの位相θTRを引くことにより、合成電流ＩR-Sの位相差αを算出するとともに、アナログ入力部５２から入力されるＴ相電圧ＶTの位相θTからＴＲ相線間電圧ＶTRの位相θTRを引くことにより、Ｔ相電圧ＶTの位相差βを算出する。
【０１１０】
リレー演算処理部５８は、電流変化率算出部５４によって算出された合成電流ＩR-Sの電流変化率ＫR-Sと電圧変化率算出部５５によって算出されたＴＲ相線間電圧ＶTRおよびＴ相電圧ＶTの電圧変化率ＬTR，ＬTと位相変化角算出部５６によって算出されたＴＲ相線間電圧ＶTRおよびＴ相電圧ＶTの位相変化角ΔθTR，ΔθTと位相差算出部５７によって算出された合成電流ＩR-SおよびＴ相電圧ＶTの位相差α，βと基づいて、過負荷、Ｒ−Ｓ相短絡、Ｓ−Ｔ相短絡、Ｔ−Ｒ相短絡、三相短絡、Ｒ−Ｓ相反相、Ｓ−Ｔ相反相、Ｔ−Ｒ相反相、スター結線された三相電源線におけるＲ相欠相、Ｓ相欠相、Ｔ相欠相、Ｒ相断線、Ｓ相断線、Ｔ相断線、デルタ結線された三相電源線におけるＲ相欠相、Ｓ相欠相、Ｔ相欠相、ＲＳ相断線、ＳＴ相断線およびＴＲ相断線を検出すると、第１乃至第３の遮断器３1〜３3（図１７参照）をそれぞれ遮断するための第１乃至第３のトリップ信号Ｔ1〜Ｔ3を生成し、生成した第１乃至第３のトリップ信号Ｔ1〜Ｔ3を入出力部６０および外部機器インターフェース部６１を介して第１乃至第３の遮断器３1〜３3にそれぞれ出力する。
【０１１１】
整定・表示部５９は、過負荷・短絡検出電流変化率値、第１乃至第３の過負荷・短絡検出電圧変化率値、第１乃至第３の過負荷・短絡検出位相変化角範囲、第１および第２の過負荷・短絡検出位相差範囲、反相検出電流変化率範囲、反相検出電圧変化率範囲、反相検出位相差範囲、欠相・断線検出電流変化率範囲、第１および第２の断線検出電流変化率範囲、第１および第２の欠相・断線検出電圧変化率範囲、欠相検出電圧変化率値、第１および第２の欠相検出位相差範囲並びに第１乃至第５の断線検出位相差範囲に基づいてリレー整定処理を行うとともに、整定値などを外部に表示する。
【０１１２】
次に、以下に示す条件下におけるリレー演算処理部５８の動作について説明する。
（１）過負荷・短絡検出電流変化率値＝１．１５、第１の過負荷・短絡検出電圧変化率値＝０．９６、第２の過負荷・短絡検出電圧変化率値＝０．８、第３の過負荷・短絡検出電圧変化率値＝０．８６、第１の過負荷・短絡検出位相変化角範囲＝５．２°〜３０°、第２の過負荷・短絡検出位相変化角範囲＝−５．２°〜−３０°、第３の過負荷・短絡検出位相変化角範囲＝５．８°〜６０°、第１の過負荷・短絡検出位相差範囲＝９５．２°〜１８０°、第２の過負荷・短絡検出位相差範囲＝−１５０°〜−９０°
（２）反相検出電流変化率範囲＝０．９〜１．１、反相検出電圧変化率範囲＝０．９〜１．１、反相検出位相差範囲＝−６０°〜０°
（３）欠相・断線検出電流変化率範囲＝０．４〜０．６、第１の断線検出電流変化率範囲＝０．２〜０．４、第２の断線検出電流変化率範囲＝０．８〜０．９、第１の欠相・断線検出電圧変化率範囲＝０．４〜０．６、第２の欠相・断線検出電圧変化率範囲＝０．８〜０．９、欠相検出電圧変化率値＝０．１、第１の欠相検出位相差範囲＝−３０°〜３０°、第２の欠相検出位相差範囲＝１５０°〜２１０°、第１の断線検出位相差範囲＝３０°〜９０°、第２の断線検出位相差範囲＝１５０°〜２１０°、第３断線検出位相差範囲＝９０°〜１５０°、第４の断線検出位相差範囲＝１３０°〜１５０°、第５の断線検出位相差範囲＝９０°〜１１０°
【０１１３】
まず、過負荷または短絡事故発生時のリレー演算処理部５８の動作について、図２２に示すフローチャートを参照して説明する。
リレー演算処理部５８は、合成電流ＩR-Sの電流変化率ＫR-Sが過負荷・短絡検出電流変化率値（＝１．１５）以上であるか否かを調べ（ステップＳ６０）、電流変化率ＫR-Sが過負荷・短絡検出電流変化率値以上であると、ＴＲ相線間電圧ＶTRの電圧変化率ＬTRが第１の過負荷・短絡検出電圧変化率値（＝０．９６）以下であるか否かを調べる（ステップＳ６１）。
リレー演算処理部５８は、電圧変化率ＬTRが第１の過負荷・短絡検出電圧変化率値以下でないと、「過負荷が発生した」と判定する（ステップＳ６９ａ）。
【０１１４】
ステップＳ６１において電圧変化率ＬTRが第１の過負荷・短絡検出電圧変化率値以下であると、リレー演算処理部５８は、電圧変化率ＬTRが第２の過負荷・短絡検出電圧変化率値（＝０．８）以下であるか否かを調べ（ステップＳ６２）、電圧変化率ＬTRが第２の過負荷・短絡検出電圧変化率値以下であると、Ｔ相電圧ＶTの位相変化角ΔθTが第３の過負荷・短絡検出位相変化角範囲（＝５．８°〜６０°）内の値であるか否かを調べる（ステップＳ６８）。
リレー演算処理部５８は、位相変化角ΔθTが第３の過負荷・短絡検出位相変化角範囲内の値であると、「Ｔ−Ｒ相短絡が発生した」と判定し（ステップＳ６９ｄ）、一方、位相変化角ΔθTが第３の過負荷・短絡検出位相変化角範囲内の値でないと、「三相短絡が発生した」と判定する（ステップＳ６９ｅ）。
【０１１５】
一方、電圧変化率ＬTRが第２の過負荷・短絡検出電圧変化率値以下でないと、リレー演算処理部５８は、ＴＲ相線間電圧ＶTRの位相変化角ΔθTRが第１の過負荷・短絡検出位相変化角範囲（＝５．２°〜３０°）内の値であるか否かを調べる（ステップＳ６３）。
リレー演算処理部５８は、位相変化角ΔθTRが第１の過負荷・短絡検出位相変化角範囲内の値であると、「Ｒ−Ｓ相短絡が発生した」と判定する（ステップＳ６９ｂ）。
【０１１６】
一方、位相変化角ΔθTRが第１の過負荷・短絡検出位相変化角範囲内の値でないと、リレー演算処理部５８は、位相変化角ΔθTRが第２の過負荷・短絡検出位相変化角範囲（＝−５．２°〜−３０°）内の値であるか否かを調べる（ステップＳ６６）。
リレー演算処理部５８は、位相変化角ΔθTRが第２の過負荷・短絡検出位相変化角範囲内の値であると、「Ｓ−Ｔ相短絡が発生した」と判定する（ステップＳ６９ｃ）。
【０１１７】
ステップＳ６０において電流変化率ＫR-Sが過負荷・短絡検出電流変化率値（＝１．１５）未満であると、リレー演算処理部５８は、Ｔ相電圧ＶTの電圧変化率ＬTが第３の過負荷・短絡検出電圧変化率値（＝０．８６）以下であるか否かを調べ（ステップＳ６４）、電圧変化率ＬTが第３の過負荷・短絡検出電圧変化率値以下であると、電圧変化率ＬTRが第２の過負荷・短絡検出電圧変化率値（＝０．８）以下であるか否かを調べ（ステップＳ６５）、電圧変化率ＬTRが第２の過負荷・短絡検出電圧変化率値以下でないと、ＴＲ相線間電圧ＶTRの位相変化角ΔθTRが第２の過負荷・短絡検出位相変化角範囲（＝−５．２°〜−３０°）内の値であるか否かを調べる（ステップＳ６６）。
リレー演算処理部５８は、位相変化角ΔθTRが第２の過負荷・短絡検出位相変化角範囲内の値であると、「Ｓ−Ｔ相短絡が発生した」と判定する（ステップＳ６９ｃ）。
【０１１８】
ステップＳ６５において電圧変化率ＬTRが第２の過負荷・短絡検出電圧変化率値以下であると、リレー演算処理部５８は、Ｔ相電圧ＶTの位相変化角ΔθTが第３の過負荷・短絡検出位相変化角範囲（＝５．８°〜６０°）内の値であるか否かを調べる（ステップＳ６７）。
リレー演算処理部５８は、位相変化角ΔθTが第３の過負荷・短絡検出位相変化角範囲内の値であると、「Ｔ−Ｒ相短絡が発生した」と判定する（ステップＳ６９ｄ）。
【０１１９】
リレー演算処理部５８は、以上のようにして過負荷、Ｒ−Ｓ相短絡、Ｓ−Ｔ相短絡、Ｔ−Ｒ相短絡または三相短絡の発生を検出すると、第１乃至第３のトリップ信号Ｔ1〜Ｔ3を出力する（ステップＳ７０）。
【０１２０】
次に、反相発生時のリレー演算処理部５８の動作について、図２３に示すフローチャートを参照して説明する。
リレー演算処理部５８は、合成電流ＩR-Sの電流変化率ＫR-Sが反相検出電流変化率範囲（＝０．９〜１．１）内の値であるか否かを調べ（ステップＳ７１）、電流変化率ＫR-Sが反相検出電流変化率範囲内の値であると、ＴＲ相線間電圧ＶTRの電圧変化率ＬTRが反相検出電圧変化率範囲（＝０．９〜１．１）内の値であるか否かを調べ（ステップＳ７２）、電圧変化率ＬTRが反相検出電圧変化率範囲内の値であると、Ｔ相電圧ＶRの電圧変化率ＬTが反相検出電圧変化率範囲（＝０．９〜１．１）内の値であるか否かを調べ（ステップＳ７３）、電圧変化率ＬTが反相検出電圧変化率範囲内の値であると、Ｔ相電圧ＶRの位相差βが反相検出位相差範囲（＝−６０°〜０°）内の値であるか否かを調べる（ステップＳ７４）。
リレー演算処理部５８は、位相差βが反相検出位相差範囲内の値であると、「反相が発生した」と判定して（ステップＳ７５）、第１乃至第３のトリップ信号Ｔ1〜Ｔ3を出力する（ステップＳ７６）。
【０１２１】
次に、スター結線された三相電源線における欠相または断線発生時のリレー演算処理部５８の動作について、図２４および図２５に示すフローチャートを参照して説明する。
リレー演算処理部５８は、ＴＲ相線間電圧ＶTRの電圧変化率ＬTRが第１の欠相・断線検出電圧変化率範囲（＝０．４〜０．６）内の値であるか否かを調べ（ステップＳ８１）、電圧変化率ＬTRが第１の欠相・断線検出電圧変化率範囲内の値であると、合成電流ＩR-Sの電流変化率ＫR-Sが欠相・断線検出電流変化率範囲（＝０．４〜０．６）内の値であるか否かを調べ（ステップＳ８２）、電流変化率ＫR-Sが欠相・断線検出電流変化率範囲内の値であると、合成電流ＩR-Sの位相差αが第１の欠相検出位相差範囲（＝−３０°〜３０°）内の値であるか否かを調べる（ステップＳ８３）。
リレー演算処理部５８は、位相差αが第１の欠相検出位相差範囲内の値であると、「Ｒ相欠相が発生した」と判定する（ステップＳ９２ａ）。
【０１２２】
ステップＳ８１において電圧変化率ＬTRが第１の相・断線検出電圧変化率範囲内の値でないと、リレー演算処理部５８は、電流変化率ＫR-Sが欠相・断線検出電流変化率範囲（＝０．４〜０．６）内の値であるか否かを調べ（ステップＳ８４）、電流変化率ＫR-Sが欠相・断線検出電流変化率範囲内の値であると、Ｔ相電圧ＶTの電圧変化率ＬTが第２の欠相・断線検出電圧変化率範囲（＝０．８〜０．９）内の値であるか否かを調べ（ステップＳ８５）、電圧変化率ＬTが第２の欠相・断線検出電圧変化率範囲内の値であると、位相差αが第２の欠相検出位相差範囲（＝１５０°〜２１０°）内の値であるか否かを調べる（ステップＳ８６）。
リレー演算処理部５８は、位相差αが第２の欠相検出位相差範囲内の値であると、「Ｓ相欠相が発生した」と判定する（ステップＳ９２ｄ）。
【０１２３】
ステップＳ８２において電流変化率ＫR-Sが欠相・断線検出電流変化率範囲内の値でないと、リレー演算処理部５８は、電圧変化率ＬTが欠相検出電圧変化率値（＝０．１）以下であるか否かを調べ（ステップＳ８７）、電圧変化率ＬTが欠相検出電圧変化率値以下であると、位相差αが第２の欠相検出位相差範囲（＝１５０°〜２１０°）内の値であるか否かを調べる（ステップＳ８８）。
リレー演算処理部５８は、位相差αが第２の欠相検出位相差範囲内の値であると、「Ｔ相欠相が発生した」と判定する（ステップＳ９２ｃ）。
【０１２４】
ステップＳ８５において電圧変化率ＬTが第２の欠相・断線検出電圧変化率範囲内の値でないと、リレー演算処理部５８は、位相差αが第１の断線検出位相差範囲（＝３０°〜９０°）内の値であるか否かを調べる（図２５のステップＳ８９）。
リレー演算処理部５８は、位相差αが第１の断線検出位相差範囲内の値であると、「Ｒ相断線が発生した」と判定する（ステップＳ９２ｄ）。
【０１２５】
ステップＳ８９において位相差αが第１の断線検出位相差範囲内の値でないと、リレー演算処理部５８は、位相差αが第２の断線検出位相差範囲（＝１５０°〜２１０°）内の値であるか否かを調べる（ステップＳ９０）。
リレー演算処理部５８は、位相差αが第２の断線検出位相差範囲内の値であると、「Ｓ相断線が発生した」と判定する（ステップＳ９２ｅ）。
【０１２６】
ステップＳ８４において電流変化率ＫR-Sが欠相・断線検出電流変化率範囲内の値でないと、リレー演算処理部５８は、位相差αが第３の断線検出位相差範囲（＝９０°〜１５０°）内の値であるか否かを調べる（ステップＳ９１）。
リレー演算処理部５８は、位相差αが第３の断線検出位相差範囲内の値であると、「Ｔ相断線が発生した」と判定する（ステップＳ９２ｆ）。
【０１２７】
リレー演算処理部５８は、以上のようにしてＲ相欠相、Ｓ相欠相、Ｔ相欠相、Ｒ相断線、Ｓ相断線またはＴ相断線の発生を検出すると、第１乃至第３のトリップ信号Ｔ1〜Ｔ3を出力する（ステップＳ９３）。
【０１２８】
次に、デルタ結線された三相電源線における欠相または断線発生時のリレー演算処理部５８の動作について、図２６および図２７に示すフローチャートを参照して説明する。
リレー演算処理部５８は、ＴＲ相線間電圧ＶTRの電圧変化率ＬTRが第１の欠相・断線検出電圧変化率範囲（＝０．４〜０．６）内の値であるか否かを調べ（ステップＳ１０１）、電圧変化率ＬTRが第１の欠相・断線検出電圧変化率範囲内の値であると、合成電流ＩR-Sの電流変化率ＫR-Sが欠相・断線検出電流変化率範囲（＝０．４〜０．６）内の値であるか否かを調べ（ステップＳ１０２）、電流変化率ＫR-Sが欠相・断線検出電流変化率範囲内の値であると、合成電流ＩR-Sの位相差αが第１の欠相検出位相差範囲（＝−３０°〜３０°）内の値であるか否かを調べる（ステップＳ１０３）。
リレー演算処理部５８は、位相差αが第１の欠相検出位相差範囲内の値であると、「Ｒ相欠相が発生した」と判定する（ステップＳ１１３ａ）。
【０１２９】
ステップＳ１０１において電圧変化率ＬTRが第１の欠相・断線検出電圧変化率範囲内の値でないと、リレー演算処理部５８は、電流変化率ＫR-Sが欠相・断線検出電流変化率範囲（＝０．４〜０．６）内の値であるか否かを調べ（ステップＳ１０４）、電流変化率ＫR-Sが欠相・断線検出電流変化率範囲内の値であると、Ｔ相電圧ＶTの電圧変化率ＬTが第２の欠相・断線検出電圧変化率範囲（＝０．８〜０．９）内の値であるか否かを調べ（ステップＳ１０５）、電圧変化率ＬTが第２の欠相・断線検出電圧変化率範囲内の値であると、位相差αが第２の欠相検出位相差範囲（＝１５０°〜２１０°）内の値であるか否かを調べる（ステップＳ１０６）。
リレー演算処理部５８は、位相差αが第２の欠相検出位相差範囲内の値であると、「Ｓ相欠相が発生した」と判定する（ステップＳ１１３ｂ）。
【０１３０】
ステップＳ１０２において電流変化率ＫR-Sが欠相・断線検出電流変化率範囲内の値でないと、リレー演算処理部５８は、電圧変化率ＬTが欠相検出電圧変化率値（＝０．１）以下であるか否かを調べ（ステップＳ１０７）、電圧変化率ＬTが欠相検出電圧変化率値（＝０．１）以下であると、位相差αが第２の欠相検出位相差範囲（＝１５０°〜２１０°）内の値であるか否かを調べる（ステップＳ１０８）。
リレー演算処理部５８は、位相差αが第２の欠相検出位相差範囲内の値であると、「Ｔ相欠相が発生した」と判定する（ステップＳ１１３ｃ）。
【０１３１】
ステップＳ１０４において電流変化率ＫR-Sが欠相・断線検出電流変化率範囲内の値でないと、リレー演算処理部５８は、電流変化率ＫR-Sが第１の断線検出電流変化率範囲（＝０．２〜０．４）内の値であるか否かを調べる（図２７のステップＳ１０９）。
リレー演算処理部５８は、電流変化率ＫR-Sが第１の断線検出電流変化率範囲内の値であると、「Ｒ相断線が発生した」と判定する（ステップＳ１１３ｄ）。
【０１３２】
一方、ステップＳ１０９において電流変化率ＫR-Sが第１の断線検出電流変化率範囲内の値でないと、リレー演算処理部５８は、電流変化率ＫR-Sが第２の断線検出電流変化率範囲（＝０．８〜０．９）内の値であるか否かを調べ（ステップＳ１１０）、電流変化率ＫR-Sが第２の断線検出電流変化率範囲内の値であると、位相差αが第４の断線検出位相差範囲（＝１３０°〜１５０°）内の値であるか否かを調べる（ステップＳ１１１）。
リレー演算処理部５８は、位相差αが第４の断線検出位相差範囲内の値であると、ＳＴ相断線が発生した」と判定する（ステップＳ１１３ｅ）。
【０１３３】
一方、ステップＳ１１１において位相差αが第４の断線検出位相差範囲内の値でないと、リレー演算処理部５８は、位相差αが第５の断線検出位相差範囲（＝９０°〜１１０°）内の値であるか否かを調べる（ステップＳ１１２）。
リレー演算処理部５８は、位相差αが第５の断線検出位相差範囲内の値であると、「ＴＲ相断線が発生した」と判定する（ステップＳ１１３ｆ）。
【０１３４】
リレー演算処理部５８は、以上のようにしてＲ相欠相、Ｓ相欠相、Ｔ相欠相、ＲＳ相断線、ＳＴ相断線またはＴＲ相断線の発生を検出すると、第１乃至第３のトリップ信号Ｔ1〜Ｔ3を出力する（ステップＳ１１４）。
【実施例３】
【０１３５】
次に、本発明の第３の実施例による保護継電システムについて、図２８乃至図４０を参照して説明する。
本実施例による保護継電システムは、図２８に示すように、三相電源線のＲ相およびＳ相がクロスするように貫通されたクロス貫通変流器６１と、三相電源線に設けられた計器用変成器６２と、クロス貫通変流器６１から入力される合成電流ＩR-Sと計器用変成器６２から入力されるＲＳ相線間電圧ＶRS、ＳＴ相線間電圧ＶSTおよびＴＲ相線間電圧ＶTRとに基づいて三相電源線における過負荷、短絡、反相、欠相および断線を検出する三相誘導電動機用３Ｅリレー７０（以下、「３Ｅリレー７０」と称する。）とを具備する。
【０１３６】
ここで、クロス貫通変流器６１は、図１に示したクロス貫通変流器１１および図１７に示したクロス貫通変流器４１と同じものである。
計器用変成器６２は、ＲＳ相線間電圧ＶRS、ＳＴ相線間電圧ＶSTおよびＴＲ相線間電圧ＶTRを３Ｅリレー７０に出力する。
【０１３７】
３Ｅリレー７０は、クロス貫通変流器６１から入力される合成電流ＩR-Sの電流変化率ＫR-S、ＳＴ基準位相差αST（ＳＴ相線間電圧ＶSTの位相θSTに対する位相差であり、遅れ位相を正の値で進み位相を負の値で示す。以下同様）およびＴＲ基準位相差αTR（ＴＲ相線間電圧ＶTRの位相θTRに対する位相差であり、遅れ位相を正の値で進み位相を負の値で示す。以下同様）と計器用変成器６２から入力されるＲＳ相線間電圧ＶRS、ＳＴ相線間電圧ＶSTおよびＴＲ相線間電圧ＶTRの電圧変化率ＬRS，ＬST，ＬTRとに基づいて、過負荷、Ｒ−Ｓ相短絡、Ｓ−Ｔ相短絡、Ｔ−Ｒ相短絡および三相短絡を検出する。
また、３Ｅリレー７０は、合成電流ＩR-Sの電流変化率ＫR-SとＲＳ相線間電圧ＶRS、ＳＴ相線間電圧ＶSTおよびＴＲ相線間電圧ＶTRの電圧変化率ＬRS，ＬST，ＬTRとＲＳ相線間電圧ＶRSのＴＲ基準位相差βRS（ＴＲ相線間電圧ＶTRの位相θTRに対する位相差であり、遅れ位相を正の値で進み位相を負の値で示す。以下同様）とに基づいて、Ｒ−Ｓ相反相、Ｓ−Ｔ相反相およびＴ−Ｒ相反相を検出する。
さらに、３Ｅリレー７０は、合成電流ＩR-Sの電流変化率ＫR-SおよびＴＲ基準位相差αTRとＲＳ相線間電圧ＶRS、ＳＴ相線間電圧ＶSTおよびＴＲ相線間電圧ＶTRの電圧変化率ＬRS，ＬST，ＬTRとＲＳ相線間電圧ＶRSのＴＲ基準位相差βRSとＳＴ相線間電圧ＶSTのＲＳ基準位相差βST（ＲＳ相線間電圧ＶRSの位相θRSに対する位相差であり、遅れ位相を正の値で進み位相を負の値で示す。以下同様）とＴＲ相線間電圧ＶTRのＳＴ基準位相差βTR（ＳＴ相線間電圧ＶSTの位相θSTに対する位相差であり、遅れ位相を正の値で進み位相を負の値で示す。以下同様）とに基づいて、スター結線された三相電源線におけるＲ相欠相、Ｓ相欠相、Ｔ相欠相、Ｒ相断線、Ｓ相断線およびＴ相断線を検出するとともに、デルタ結線された三相電源線におけるＲ相欠相、Ｓ相欠相、Ｔ相欠相、ＲＳ相断線、ＳＴ相断線およびＴＲ相断線を検出する。
３Ｅリレー７０は、以上のようにして過負荷などを検出すると、第１乃至第３のトリップ信号Ｔ1〜Ｔ3を第１乃至第３の遮断器３1〜３3にそれぞれ出力する。
【０１３８】
次に、３Ｅリレー７０における過負荷、Ｒ−Ｓ相短絡、Ｓ−Ｔ相短絡、Ｔ−Ｒ相短絡および三相短絡の検出方法について、図２９乃至図３１を参照して詳しく説明する。
【０１３９】
（１）正常時の合成電流Ｉ(R-S)0、ＲＳ相線間電圧ＶRS0、ＳＴ相線間電圧ＶST0およびＴＲ相線間電圧ＶTR0
正常時の合成電流Ｉ(R-S)0の値｜Ｉ(R-S)0｜および位相θ(R-S)0と正常時のＲＳ相線間電圧ＶRS0の値｜ＶRS0｜および位相θRS0と正常時のＳＴ相線間電圧ＶST0の値｜ＶST0｜および位相θST0と正常時のＴＲ相線間電圧ＶTR0の値｜ＶTR0｜および位相θTR0とは（４１−１）式から（４１−８）式でそれぞれ表される（図２９（ａ），（ｂ）参照）。
｜Ｉ(R-S)0｜＝｜ＩR0−ＩS0｜＝３1/2×｜ＩR0｜＝３1/2×１＝３1/2      （４１−１）
θ(R-S)0＝３３０°      （４１−２）
｜ＶRS0｜＝｜ＶR0−ＶS0｜＝３1/2×｜ＶR0｜＝３1/2×１＝３1/2      （４１−３）
θRS0＝３３０°      （４１−４）
｜ＶST0｜＝｜ＶS0−ＶT0｜＝３1/2×｜ＶS0｜＝３1/2×１＝３1/2      （４１−５）
θST0＝９０°      （４１−６）
｜ＶTR0｜＝｜ＶT0−ＶR0｜＝３1/2×｜ＶT0｜＝３1/2×１＝３1/2      （４１−７）
θTR0＝２１０°      （４１−８）
【０１４０】
（２）過負荷時の合成電流ＩR-S、ＲＳ相線間電圧ＶRS、ＳＴ相線間電圧ＶSTおよびＴＲ相線間電圧ＶTR
過負荷が発生して定格電流値（この例では、正常時のＲ相、Ｓ相およびＴ相電流ＩR0，ＩS0，ＩT0）の１．１５倍のＲ相、Ｓ相およびＴ相電流ＩR，ＩS，ＩTが三相電源線のＲ相、Ｓ相およびＴ相にそれぞれ流れたとすると、過負荷時の合成電流ＩR-Sの値｜ＩR-S｜、電流変化率ＫR-Sおよび位相θR-SとＲＳ相線間電圧ＶRSの値｜ＶRS｜、電圧変化率ＬRSおよび位相θRSとＳＴ相線間電圧ＶSTの値｜ＶST｜、電圧変化率ＬSTおよび位相θSTとＴＲ相線間電圧ＶTRの値｜ＶTR｜、電圧変化率ＬTRおよび位相θTRと合成電流ＩR-SのＳＴ基準位相差αSTおよびＴＲ基準位相差αTRとは（４２−１）式から（４２−１４）式でそれぞれ表される（図３０（ａ），（ｂ）参照）。
｜ＩR-S｜＝｜ＩR−ＩS｜＝３1/2×｜ＩR｜＝＝３1/2×（１．１５×｜ＩR0｜）
＝３1/2×（１．１５×１）＝３1/2×１．１５      （４２−１）
ＫR-S＝｜ＩR-S｜／｜Ｉ(R-S)0｜＝（３1/2×１．１５）／３1/2
＝１．１５      （４２−２）
θR-S＝３３０°      （４２−３）
｜ＶRS｜＝｜ＶR−ＶS｜＝３1/2×｜ＶR｜＝３1/2×｜ＶR0｜＝３1/2×１
＝３1/2      （４２−４）
ＬRS＝｜ＶRS｜／｜ＶRS0｜＝３1/2／３1/2＝１      （４２−５）
θRS＝３３０°      （４２−６）
｜ＶST｜＝｜ＶS−ＶT｜＝３1/2×｜ＶS｜＝３1/2×｜ＶS0｜＝３1/2×１
＝３1/2      （４２−７）
ＬST＝｜ＶST｜／｜ＶST0｜＝３1/2／３1/2＝１      （４２−８）
θST＝９０°      （４２−９）
｜ＶTR｜＝｜ＶT−ＶR｜＝３1/2×｜ＶT｜＝３1/2×｜ＶT0｜＝３1/2×１
＝３1/2      （４２−１０）
ＬTR＝｜ＶTR｜／｜ＶTR0｜＝３1/2／３1/2＝１      （４２−１１）
θTR＝２１０°      （４２−１２）
αST＝θR-S−θST＝３３０°−９０°＝２７０°＝−１２０°      （４２−１３）
αTR＝θR-S−θTR＝３３０°−２１０°＝１２０°      （４２−１４）
【０１４１】
（３）Ｒ−Ｓ相短絡時の合成電流ＩR-S、ＲＳ相線間電圧ＶRS、ＳＴ相線間電圧ＶSTおよびＴＲ相線間電圧ＶTR
Ｒ相−Ｓ相間の短絡事故（Ｒ−Ｓ相短絡）が発生して定格電流値（この例では、正常時のＲ相およびＳ相電流ＩR0，ＩS0）の１．１５倍のＲ相およびＳ相事故電流ＩFR，ＩFSが流れたとすると、Ｒ−Ｓ相短絡時の合成電流ＩR-Sの値｜ＩR-S｜、電流変化率ＫR-Sおよび位相θR-SとＲＳ相線間電圧ＶRSの値｜ＶRS｜、電圧変化率ＬRSおよび位相θRSとＳＴ相線間電圧ＶSTの値｜ＶST｜、電圧変化率ＬSTおよび位相θSTとＴＲ相線間電圧ＶTRの値｜ＶTR｜、電圧変化率ＬTRおよび位相θTRと合成電流ＩR-SのＳＴ基準位相差αSTおよびＴＲ基準位相差αTRとは（４３−１）式から（４３−１４）式でそれぞれ表される（図４（ａ−１），図３０（ｂ）参照）。
｜ＩR-S｜＝｜ＩFR−ＩFS｜＝２×｜ＩFR｜＝２×（１．１５×｜ＩR0｜）
＝２×（１．１５×１）＝２×１．１５＝２．３      （４３−１）
ＫR-S＝｜ＩR-S｜／｜Ｉ(R-S)0｜＝２．３／３1/2（＝１．３２８）      （４３−２）
θR-S＝４５°      （４３−３）
｜ＶRS｜＝｜ＶR−ＶS｜＝０．８×３1/2      （４３−４）
ＬRS＝｜ＶRS｜／｜ＶRS0｜＝（０．８×３1/2）／３1/2＝０．８      （４３−５）
θRS＝３３０°      （４３−６）
｜ＶST｜＝｜ＶS−ＶT｜＝｛１．５2＋（０．８×３1/2／２）2｝1/2      （４３−７）
ＬST＝｜ＶST｜／｜ＶST0｜＝｛１．５2＋（０．８×３1/2／２）2｝1/2／３1/2
（＝０．９５４）      （４３−８）
θST＝８４．８°      （４３−９）
｜ＶTR｜＝｛１．５2＋（０．８×３1/2／２）2｝1/2      （４３−１０）
ＬTR＝｜ＶTR｜／｜ＶTR0｜＝｛１．５2＋（０．８×３1/2／２）2｝1/2／３1/2
（＝０．９５４）      （４３−１１）
θTR＝２１５．２°      （４３−１２）
αST＝θR-S−θST＝４５°−８４．８°＝−３９．８°      （４３−１３）
αTR＝θR-S−θTR＝４５°−２１５．２°＝−１７０．２°      （４３−１４）
【０１４２】
（４）Ｓ−Ｔ相短絡時の合成電流ＩR-S、ＲＳ相線間電圧ＶRS、ＳＴ相線間電圧ＶSTおよびＴＲ相線間電圧ＶTR
Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故（Ｓ−Ｔ相短絡）が発生して定格電流値（この例では、正常時のＲ相およびＳ相電流ＩR0，ＩS0）の１．１５倍のＳ相およびＴ相事故電流ＩFS，ＩFTが流れたとすると、Ｓ−Ｔ相短絡時の合成電流ＩR-Sの値｜ＩR-S｜、電流変化率ＫR-Sおよび位相θR-SとＲＳ相線間電圧ＶRSの値｜ＶRS｜、電圧変化率ＬRSおよび位相θRSとＳＴ相線間電圧ＶSTの値｜ＶST｜、電圧変化率ＬSTおよび位相θSTとＴＲ相線間電圧ＶTRの値｜ＶTR｜、電圧変化率ＬTRおよび位相θTRと合成電流ＩR-SのＳＴ基準位相差αSTおよびＴＲ基準位相差αTRとは（４４−１）式から（４４−１４）式でそれぞれ表される（図４（ｂ−１），図３１（ａ）参照）。
｜ＩR-S｜＝｜ＩR0−ＩFS｜＝｜ＩR0−１．１５ＩS0｜
＝（｜ＩR0｜2＋｜１．１５ＩS0｜2−２×｜ＩR0｜×｜１．１５ＩS0｜×ｃｏｓ１６５°）1/2
＝（１2＋１．１５2−２×１×１．１５×ｃｏｓ１６５°）1/2
＝２．１３２      （４４−１）
ＫR-S＝｜ＩR-S｜／｜Ｉ(R-S)0｜＝２．１３２／３1/2＝１．２３１      （４４−２）
θR-S＝３５３°      （４４−３）
｜ＶRS｜＝｜ＶR−ＶS｜＝｛１．５2＋（０．８×３1/2／２）2｝1/2      （４４−４）
ＬRS＝｜ＶRS｜／｜ＶRS0｜＝｛１．５2＋（０．８×３1/2／２）2｝1/2／３1/2
（＝０．９５４）      （４４−５）
θRS＝３３５．２°      （４４−６）
｜ＶST｜＝｜ＶS−ＶT｜＝０．８×３1/2      （４４−７）
ＬST＝｜ＶST｜／｜ＶST0｜＝（０．８×３1/2）／３1/2＝０．８      （４４−８）
θST＝９０°      （４４−９）
｜ＶTR｜＝｛１．５2＋（０．８×３1/2／２）2｝1/2      （４４−１０）
ＬTR＝｜ＶTR｜／｜ＶTR0｜＝｛１．５2＋（０．８×３1/2／２）2｝1/2／３1/2
（＝０．９５４）      （４４−１１）
θTR＝２０４．８°      （４４−１２）
αST＝θR-S−θST＝３５３°−９０°＝２６３°＝−９７°      （４４−１３）
αTR＝θR-S−θTR＝３５３°−２０４．８°＝１４８．２°      （４４−１４）
また、定格電流値よりも過大なＳ相およびＴ相事故電流ＩFS，ＩFTが流れたとすると、Ｓ−Ｔ相短絡時の合成電流ＩR-Sの値｜ＩR-S｜、電流変化率ＫR-Sおよび位相θR-Sと合成電流ＩR-SのＳＴ基準位相差αSTおよびＴＲ基準位相差αTRとは（４４−１５）式から（４４−１９）式でそれぞれ表される（図４（ｂ）の一点鎖線参照）。
｜ＩR-S｜＝｜−ＩFS｜≫｜１．１５ＩS0｜≫１．１５      （４４−１５）
ＫR-S＝｜ＩR-S｜／｜Ｉ(R-S)0｜≫１．１５／３1/2（＝０．６６４）    （４４−１６）
θR-S＝３４５°      （４４−１７）
αST＝θR-S−θST＝３４５°−９０°＝２５５°＝−１０５°      （４４−１８）
αTR＝θR-S−θTR＝３４５°−２０４．８°＝１４０．２°      （４４−１９）
【０１４３】
（５）Ｔ−Ｒ相短絡時の合成電流ＩR-S、ＲＳ相線間電圧ＶRS、ＳＴ相線間電圧ＶSTおよびＴＲ相線間電圧ＶTR
Ｔ相−Ｒ相間の短絡事故（Ｔ−Ｒ相短絡）が発生して定格電流値（この例では、正常時のＲ相およびＳ相電流ＩR0，ＩS0）の１．１５倍のＴ相およびＲ相事故電流ＩFT，ＩFRが流れたとすると、Ｔ−Ｒ相短絡時の合成電流ＩR-Sの値｜ＩR-S｜、電流変化率ＫR-Sおよび位相θR-SとＲＳ相線間電圧ＶRSの値｜ＶRS｜、電圧変化率ＬRSおよび位相θRSとＳＴ相線間電圧ＶSTの値｜ＶST｜、電圧変化率ＬSTおよび位相θSTとＴＲ相線間電圧ＶTRの値｜ＶTR｜、電圧変化率ＬTRおよび位相θTRと合成電流ＩR-SのＳＴ基準位相差αSTおよびＴＲ基準位相差αTRとは（４５−１）式から（４５−１４）式でそれぞれ表される（図５（ａ−１），図３１（ｂ）参照）。
｜ＩR-S｜＝｜ＩFR−ＩS0｜＝｜１．１５ＩR0−ＩS0｜
＝（｜１．１５ＩR0｜2＋｜ＩS0｜2−２×｜１．１５ＩR0｜×｜ＩS0｜×ｃｏｓ１５°）1/2
＝（１．１５2＋１2−２×１．１５×１×ｃｏｓ１５°）1/2
＝０．３１８      （４５−１）
ＫR-S＝｜ＩR-S｜／｜Ｉ(R-S)0｜＝０．３１８／３1/2＝０．１８３      （４５−２）
θR-S＝５０．４°      （４５−３）
｜ＶRS｜＝｜ＶR−ＶS｜＝｛１．５2＋（０．８×３1/2／２）2｝1/2      （４５−４）
ＬRS＝｜ＶRS｜／｜ＶRS0｜＝｛１．５2＋（０．８×３1/2／２）2｝1/2／３1/2
（＝０．９５４）      （４５−５）
θRS＝３２４．８°      （４５−６）
｜ＶST｜＝｜ＶS−ＶT｜＝｛１．５2＋（０．８×３1/2／２）2｝1/2      （４５−７）
ＬST＝｜ＶST｜／｜ＶST0｜＝｛１．５2＋（０．８×３1/2／２）2｝1/2／３1/2
（＝０．９５４）      （４５−８）
θST＝９５．２°      （４５−９）
｜ＶTR｜＝０．８×３1/2      （４５−１０）
ＬTR＝｜ＶTR｜／｜ＶTR0｜＝（０．８×３1/2）／３1/2＝０．８      （４５−１１）
θTR＝２１０°      （４５−１２）
αST＝θR-S−θST＝５０．４°−９５．２°＝−４４．８°      （４５−１３）
αTR＝θR-S−θTR＝５０．４°−２１０°＝−１５９．６°      （４５−１４）
また、定格電流値よりも過大なＴ相およびＲ相事故電流ＩFT，ＩFRが流れたとすると、Ｔ−Ｒ相短絡時の合成電流ＩR-Sの値｜ＩR-S｜、電流変化率ＫR-Sおよび位相θR-Sと合成電流ＩR-SのＳＴ基準位相差αSTおよびＴＲ基準位相差αTRとは（４５−１５）式から（４５−１９）式でそれぞれ表される（図４（ｃ）の一点鎖線参照）。
｜ＩR-S｜＝｜ＩFR｜≫１．１５×｜ＩR0｜≫１．１５      （４５−１５）
ＫR-S＝｜ＩR-S｜／｜Ｉ(R-S)0｜≫１．１５／３1/2（＝０．６６４）    （４５−１６）
θR-S＝１０５°      （４５−１７）
αST＝θR-S−θST＝１０５°−９５．２＝９．８°      （４５−１８）
αTR＝θR-S−θTR＝１０５°−２１０°＝−１０５°      （４５−１９）
【０１４４】
（６）三相短絡時の合成電流ＩR-S、ＲＳ相線間電圧ＶRS、ＳＴ相線間電圧ＶSTおよびＴＲ相線間電圧ＶTR
三相短絡事故（三相短絡）が発生して定格電流値（この例では、正常時のＲ相、Ｓ相およびＴ相電流ＩR0，ＩS0，ＩT0）の１．１５倍のＲ相、Ｓ相およびＴ相事故電流ＩFR，ＩFS，ＩFTが流れたとすると、三相短絡時の合成電流ＩR-Sの値｜ＩR-S｜、電流変化率ＫR-Sおよび位相θR-SとＲＳ相線間電圧ＶRSの値｜ＶRS｜、電圧変化率ＬRSおよび位相θRSとＳＴ相線間電圧ＶSTの値｜ＶST｜、電圧変化率ＬSTおよび位相θSTとＴＲ相線間電圧ＶTRの値｜ＶTR｜、電圧変化率ＬTRおよび位相θTRと合成電流ＩR-SのＳＴ基準位相差αSTおよびＴＲ基準位相差αTRとは（４６−１）式から（４６−１４）式でそれぞれ表される（図５（ｂ−１），図３１（ｃ）参照）。
｜ＩR-S｜＝｜ＩFR−ＩFS｜＝３1/2×｜ＩFR｜＝３1/2×（｜１．１５ＩR0｜）
＝３1/2×（１．１５×１）＝３1/2×１．１５
（＝１．９９２）      （４６−１）
ＫR-S＝｜ＩR-S｜／｜Ｉ(R-S)0｜＝（３1/2×１．１５）／３1/2
＝１．１５      （４６−２）
θR-S＝４５°      （４６−３）
｜ＶRS｜＝｜ＶR−ＶS｜＝０．８×３1/2      （４６−４）
ＬRS＝｜ＶRS｜／｜ＶRS0｜＝（０．８×３1/2）／３1/2＝０．８      （４６−５）
θRS＝３３０°      （４６−６）
｜ＶST｜＝｜ＶS−ＶT｜＝０．８×３1/2      （４６−７）
ＬST＝｜ＶST｜／｜ＶST0｜＝（０．８×３1/2）／３1/2＝０．８      （４６−８）
θST＝９０°      （４６−９）
｜ＶTR｜＝０．８×３1/2      （４６−１０）
ＬTR＝｜ＶTR｜／｜ＶTR0｜＝（０．８×３1/2）／３1/2＝０．８      （４６−１１）
θTR＝２１０°      （４６−１２）
αST＝θR-S−θST＝４５°−９０°＝−４５°      （４６−１３）
αTR＝θR-S−θTR＝４５°−２１０°＝−１６５°      （４６−１４）
【０１４５】
（７）過負荷、Ｒ−Ｓ相短絡、Ｓ−Ｔ相短絡、Ｔ−Ｒ相短絡および三相短絡の検出
合成電流ＩR-Sの位相θR-Sがアーク抵抗の影響により−４５°〜１５°の範囲で変動することを考慮する。
（ａ）過負荷の検出
３Ｅリレー７０は、合成電流ＩR-Sの電流変化率ＫR-S（＝１．１５）が所定の過負荷・短絡検出電流変化率値（たとえば、１．１５）以上であり、かつ、ＲＳ相線間電圧ＶRSの電圧変化率ＬRS（＝１）が所定の第１の過負荷・短絡検出電圧変化率値（たとえば、０．９６）よりも大きいと、「過負荷が発生した」と判定する。
（ｂ）Ｒ−Ｓ相短絡の検出
３Ｅリレー７０は、合成電流ＩR-Sの電流変化率ＫR-S（＝１．３２８）が過負荷・短絡検出電流変化率値（たとえば、１．１５）以上であり、かつ、ＲＳ相線間電圧ＶRSの電圧変化率ＬRS（＝０．８）が所定の第２の過負荷・短絡検出電圧変化率値（たとえば、０．８）以下であり、かつ、ＳＴ相線間電圧ＶSTの電圧変化率ＬST（＝０．９５４）が第２の過負荷・短絡検出電圧変化率値よりも大きいと、「Ｒ−Ｓ相短絡が発生した」と判定する。
（ｃ）Ｓ−Ｔ相短絡の検出
３Ｅリレー７０は、合成電流ＩR-Sの電流変化率ＫR-S（＝１，２３１）が過負荷・短絡検出電流変化率値（たとえば、１．１５）以上であり、かつ、ＲＳ相線間電圧ＶRSの電圧変化率ＬRS（＝０．９５４）が第１の過負荷・短絡検出電圧変化率値（たとえば、０．９６）以下で第２の過負荷・短絡検出電圧変化率値（たとえば、０．８）よりも大きく、かつ、ＳＴ相線間電圧ＶSTの電圧変化率ＬST（＝０．８）が第２の過負荷・短絡検出電圧変化率値（たとえば、０．８）以下であり、かつ、合成電流ＩR-SのＳＴ基準位相差αST（＝−９７°）が所定の第１の過負荷・短絡検出位相差範囲（たとえば、−１５０°〜−９０°）内の値であると、「Ｓ−Ｔ相短絡が発生した」と判定する。
また、３Ｅリレー７０は、定格電流値よりも過大なＳ相およびＴ相事故電流ＩFS，ＩFTが流れたときのために、合成電流ＩR-Sの電流変化率ＫR-S（≫０．６６４）が過負荷・短絡検出電流変化率値（たとえば、１．１５）未満であっても、ＳＴ相線間電圧ＶSTの電圧変化率ＬST（＝０．８）が第２の過負荷・短絡検出電圧変化率値（たとえば、０．８）以下であり、かつ、合成電流ＩR-SのＳＴ基準位相差αST（＝−１０５°）が第１の過負荷・短絡検出位相差範囲（たとえば、−１５０°〜−９０°）内の値であると、「Ｓ−Ｔ相短絡が発生した」と判定する。
（ｄ）Ｔ−Ｒ相短絡の検出
３Ｅリレー７０は、合成電流ＩR-Sの電流変化率ＫR-S（＝０．１８３）が過負荷・短絡検出電流変化率値（たとえば、１．１５）未満であり、かつ、ＳＴ相線間電圧ＶSTの電圧変化率ＬST（＝０．９５４）が第２の過負荷・短絡検出電圧変化率値（たとえば、０．８）よりも大きく、かつ、ＴＲ相線間電圧ＶTRの電圧変化率ＬTR（＝０．８）が第２の過負荷・短絡検出電圧変化率値（たとえば、０．８）以下であり、かつ、合成電流ＩR-SのＴＲ基準位相差αTR（＝−１５９．６°）が所定の第２の過負荷・短絡検出位相差範囲（たとえば、−２０３．１°〜−９０°）内の値であると、「Ｔ−Ｒ相短絡が発生した」と判定する。
また、３Ｅリレー２０は、定格電流値よりも過大なＴ相およびＲ相事故電流ＩFT，ＩFRが流れたときのために、合成電流ＩR-Sの電流変化率ＫR-S（≫０．６６４）が過負荷・短絡検出電流変化率値（たとえば、１．１５）以上であっても、ＲＳ相線間電圧ＶRSの電圧変化率ＬRS（＝０．９５４）が第１の過負荷・短絡検出電圧変化率値（たとえば、０．９６）以下で第２の過負荷・短絡検出電圧変化率値（たとえば、０．８）よりも大きく、かつ、ＳＴ相線間電圧ＶSTの電圧変化率ＬST（＝０．９５４）が第２の過負荷・短絡検出電圧変化率値（たとえば、０．８）よりも大きく、かつ、ＴＲ相線間電圧ＶTRの電圧変化率ＬTR（＝０．８）が第２の過負荷・短絡検出電圧変化率値（たとえば、０．８）以下であり、かつ、合成電流ＩR-SのＴＲ基準位相差αTR（＝−１４０．２°）が第２の過負荷・短絡検出位相差範囲（たとえば、−２０３．１°〜−９０°）内の値であると、「Ｔ−Ｒ相短絡が発生した」と判定する。
（ｅ）三相短絡の検出
３Ｅリレー７０は、合成電流ＩR-Sの電流変化率ＫR-S（＝１．１５）が過負荷・短絡検出電流変化率値（たとえば、１．１５）以上であり、かつ、ＲＳ相線間電圧ＶRSの電圧変化率ＬRS（＝０．８）が第２の過負荷・短絡検出電圧変化率値（たとえば、０．８）以下であり、かつ、ＳＴ相線間電圧ＶSTの電圧変化率ＬST（＝０．８）が第２の過負荷・短絡検出電圧変化率値以下であると、「三相短絡が発生した」と判定する。
【０１４６】
次に、３Ｅリレー７０におけるＲ−Ｓ相反相、Ｓ−Ｔ相反相およびＴ−Ｒ相反相の検出方法について、図３２を参照して詳しく説明する。
【０１４７】
（１）正常時の正常時の合成電流Ｉ(R-S)0、ＲＳ相線間電圧ＶRS0、ＳＴ相線間電圧ＶST0およびＴＲ相線間電圧ＶTR0
正常時の合成電流Ｉ(R-S)0の値｜Ｉ(R-S)0｜および位相θ(R-S)0と正常時のＲＳ相線間電圧ＶRS0の値｜ＶRS0｜および位相θRS0と正常時のＳＴ相線間電圧ＶST0の値｜ＶST0｜および位相θST0と正常時のＴＲ相線間電圧ＶTR0の値｜ＶTR0｜および位相θTR0とは上記（４１−１）式から（４１−８）式でそれぞれ表される。
また、正常時のＲＳ相線間電圧ＶRS0のＴＲ基準位相差βRS0は（４７−１）式で表される。
βRS0＝θRS0−θTR0＝３３０°−２１０°＝１２０°      （４７−１）
【０１４８】
（２）Ｒ−Ｓ相反相時の合成電流ＩR-S、ＲＳ相線間電圧ＶRS、ＳＴ相線間電圧ＶSTおよびＴＲ相線間電圧ＶTR
三相電源線のＲ相およびＳ相が逆になる（Ｒ−Ｓ相反相）と、合成電流ＩR-Sの値｜ＩR-S｜、電流変化率ＫR-Sおよび位相θR-SとＲＳ相線間電圧ＶRSの値｜ＶRS｜、電圧変化率ＬRSおよび位相θRSとＳＴ相線間電圧ＶSTの値｜ＶST｜、電圧変化率ＬSTおよび位相θSTとＴＲ相線間電圧ＶTRの値｜ＶTR｜、電圧変化率ＬTRおよび位相θTRとＲＳ相線間電圧ＶRSのＴＲ基準位相差βRSとは（４８−１）式から（４８−１３）式でそれぞれ表される（図６（ｂ−１），図３２（ａ）参照）。
｜ＩR-S｜＝｜ＩR−ＩS｜＝３1/2×｜ＩR｜＝３1/2×｜ＩR0｜＝３1/2×１
＝３1/2      （４８−１）
ＫR-S＝｜ＩR-S｜／｜Ｉ(R-S)0｜＝３1/2／３1/2＝１      （４８−２）
θR-S＝１５０°      （４８−３）
｜ＶRS｜＝｜ＶR−ＶS｜＝３1/2×｜ＶR｜＝３1/2×｜ＶR0｜＝３1/2×１
＝３1/2      （４８−４）
ＬRS＝｜ＶRS｜／｜ＶRS0｜＝３1/2／３1/2＝１      （４８−５）
θRS＝１５０°      （４８−６）
｜ＶST｜＝｜ＶS−ＶT｜＝３1/2×｜ＶS｜＝３1/2×｜ＶS0｜＝３1/2×１
＝３1/2      （４８−７）
ＬST＝｜ＶST｜／｜ＶST0｜＝３1/2／３1/2＝１      （４８−８）
θST＝３０°      （４８−９）
｜ＶTR｜＝｜ＶT−ＶR｜＝３1/2×｜ＶT｜＝３1/2×｜ＶT0｜＝３1/2×１
＝３1/2      （４８−１０）
ＬTR＝｜ＶTR｜／｜ＶTR0｜＝３1/2／３1/2＝１      （４８−１１）
θTR＝２７０°      （４８−１２）
βRS＝θRS−θTR＝１５０°−２７０°＝−１２０°      （４８−１３）
【０１４９】
（３）Ｓ−Ｔ相反相時の合成電流ＩR-S、ＲＳ相線間電圧ＶRS、ＳＴ相線間電圧ＶSTおよびＴＲ相線間電圧ＶTR
三相電源線のＳ相およびＴ相が逆になる（Ｓ−Ｔ相反相）と、合成電流ＩR-Sの値｜ＩR-S｜、電流変化率ＫR-Sおよび位相θR-SとＲＳ相線間電圧ＶRSの値｜ＶRS｜、電圧変化率ＬRSおよび位相θRSとＳＴ相線間電圧ＶSTの値｜ＶST｜、電圧変化率ＬSTおよび位相θSTとＴＲ相線間電圧ＶTRの値｜ＶTR｜、電圧変化率ＬTRおよび位相θTRとＲＳ相線間電圧ＶRSのＴＲ基準位相差βRSとは（４９−１）式から（４９−１３）式でそれぞれ表される（図７（ａ−１），図３２（ｂ）参照）。
｜ＩR-S｜＝｜ＩR−ＩS｜＝３1/2×｜ＩR｜＝３1/2×｜ＩR0｜＝３1/2×１
＝３1/2      （４９−１）
ＫR-S＝｜ＩR-S｜／｜Ｉ(R-S)0｜＝３1/2／３1/2＝１      （４９−２）
θR-S＝３０°      （４９−３）
｜ＶRS｜＝｜ＶR−ＶS｜＝３1/2×｜ＶR｜＝３1/2×｜ＶR0｜＝３1/2×１
＝３1/2      （４９−４）
ＬRS＝｜ＶRS｜／｜ＶRS0｜＝３1/2／３1/2＝１      （４９−５）
θRS＝３０°      （４９−６）
｜ＶST｜＝｜ＶS−ＶT｜＝３1/2×｜ＶS｜＝３1/2×｜ＶS0｜＝３1/2×１
＝３1/2      （４９−７）
ＬST＝｜ＶST｜／｜ＶST0｜＝３1/2／３1/2＝１      （４９−８）
θST＝２７０°      （４９−９）
｜ＶTR｜＝｜ＶT−ＶR｜＝３1/2×｜ＶT｜＝３1/2×｜ＶT0｜＝３1/2×１
＝３1/2      （４９−１０）
ＬTR＝｜ＶTR｜／｜ＶTR0｜＝３1/2／３1/2＝１      （４９−１１）
θTR＝１５０°      （４９−１２）
βRS＝θRS−θTR＝３０°−１５０°＝−１２０°      （４９−１３）
【０１５０】
（４）Ｔ−Ｒ相反相時の合成電流ＩR-S、ＲＳ相線間電圧ＶRS、ＳＴ相線間電圧ＶSTおよびＴＲ相線間電圧ＶTR
三相電源線のＴ相およびＲ相が逆になる（Ｔ−Ｒ相反相）と、合成電流ＩR-Sの値｜ＩR-S｜、電流変化率ＫR-Sおよび位相θR-SとＲＳ相線間電圧ＶRSの値｜ＶRS｜、電圧変化率ＬRSおよび位相θRSとＳＴ相線間電圧ＶSTの値｜ＶST｜、電圧変化率ＬSTおよび位相θSTとＴＲ相線間電圧ＶTRの値｜ＶTR｜、電圧変化率ＬTRおよび位相θTRとＲＳ相線間電圧ＶRSのＴＲ基準位相差βRSとは（５０−１）式から（５０−１３）式でそれぞれ表される（図７（ｂ−１），図３２（ｃ）参照）。
｜ＩR-S｜＝｜ＩR−ＩS｜＝３1/2×｜ＩR｜＝３1/2×｜ＩR0｜＝３1/2×１
＝３1/2      （５０−１）
ＫR-S＝｜ＩR-S｜／｜Ｉ(R-S)0｜＝３1/2／３1/2＝１      （５０−２）
θR-S＝２７０°      （５０−３）
｜ＶRS｜＝｜ＶR−ＶS｜＝３1/2×｜ＶR｜＝３1/2×｜ＶR0｜＝３1/2×１
＝３1/2      （５０−４）
ＬRS＝｜ＶRS｜／｜ＶRS0｜＝３1/2／３1/2＝１      （５０−５）
θRS＝２７０°      （５０−６）
｜ＶST｜＝｜ＶS−ＶT｜＝３1/2×｜ＶS｜＝３1/2×｜ＶS0｜＝３1/2×１
＝３1/2      （５０−７）
ＬST＝｜ＶST｜／｜ＶST0｜＝３1/2／３1/2＝１      （５０−８）
θST＝１５０°      （５０−９）
｜ＶTR｜＝｜ＶT−ＶR｜＝３1/2×｜ＶT｜＝３1/2×｜ＶT0｜＝３1/2×１
＝３1/2      （５０−１０）
ＬTR＝｜ＶTR｜／｜ＶTR0｜＝３1/2／３1/2＝１      （５０−１１）
θTR＝３０°      （５０−１２）
βRS＝θRS−θTR＝２７０°−３０°＝２４０°＝−１２０°      （５０−１３）
【０１５１】
（５）反相の検出
３Ｅリレー７０は、合成電流ＩR-Sの電流変化率ＫR-S（＝１）が所定の反相検出電流変化率範囲（たとえば、０．９〜１．１）内の値であり、かつ、ＲＳ相線間電圧ＶRSの電圧変化率ＬRS（＝１）、ＳＴ相線間電圧ＶSTの電圧変化率ＬST（＝１）およびＴＲ相線間電圧ＶTRの電圧変化率ＬTR（＝１）がすべて所定の反相検出電圧変化率範囲（たとえば、０．９〜１．１）内の値であり、かつ、ＲＳ相線間電圧ＶRSのＴＲ基準位相差βRS（＝−１２０°）が所定の反相検出位相差範囲（たとえば、−９０°〜−１５０°）内の値であると、「反相が発生した」と判定する。
【０１５２】
次に、３Ｅリレー７０におけるスター結線された三相電源線のＲ相欠相、Ｓ相欠相、Ｔ相欠相、Ｒ相断線、Ｓ相断線およびＴ相断線の検出方法について、図３３を参照して詳しく説明する。
【０１５３】
（１）正常時の正常時の合成電流Ｉ(R-S)0、ＲＳ相線間電圧ＶRS0、ＳＴ相線間電圧ＶST0およびＴＲ相線間電圧ＶTR0
正常時の合成電流Ｉ(R-S)0の値｜Ｉ(R-S)0｜および位相θ(R-S)0と正常時のＲＳ相線間電圧ＶRS0の値｜ＶRS0｜および位相θRS0と正常時のＳＴ相線間電圧ＶST0の値｜ＶST0｜および位相θST0と正常時のＴＲ相線間電圧ＶTR0の値｜ＶTR0｜および位相θTR0とは上記（４１−１）式から（４１−８）式でそれぞれ表される。
また、正常時のＲＳ相線間電圧ＶRS0のＴＲ基準位相差βRS0と正常時のＳＴ相線間電圧ＶST0のＲＳ基準位相差βST0と正常時のＴＲ相線間電圧ＶTR0のＳＴ基準位相差βTR0とは（５１−１）式から（５１−３）式で表される。
βRS0＝θRS0−θTR0＝３３０°−２１０°＝１２０°      （５１−１）
βST0＝θST0−θRS0＝９０°−３３０°＝−２４０°＝１２０°      （５１−２）
βTR0＝θTR0−θST0＝２１０°−９０°＝１２０°      （５１−３）
【０１５４】
（２）Ｒ相欠相時の合成電流ＩR-S、、ＲＳ相線間電圧ＶRS、ＳＴ相線間電圧ＶSTおよびＴＲ相線間電圧ＶTR
三相電源線のＲ相の欠相（Ｒ相欠相）が発生すると、合成電流ＩR-Sの値｜ＩR-S｜、電流変化率ＫR-Sおよび位相θR-SとＲＳ相線間電圧ＶRSの値｜ＶRS｜、電圧変化率ＬRSおよび位相θRSとＳＴ相線間電圧ＶSTの値｜ＶST｜、電圧変化率ＬSTおよび位相θSTとＴＲ相線間電圧ＶTRの値｜ＶTR｜、電圧変化率ＬTRおよび位相θTRとＲＳ相線間電圧ＶRSのＴＲ基準位相差βRSとＳＴ相線間電圧ＶSTのＲＳ基準位相差βSTとＴＲ相線間電圧ＶTRのＳＴ基準位相差βTRとは（５２−１）式から（５２−１５）式でそれぞれ表される（図８（ｂ−１），図３３（ａ）参照）。
｜ＩR-S｜＝｜ＩR−ＩS｜＝｜ＩS｜＝｜ＩS0｜×ｃｏｓ３０°＝１×（３1/2／２）
＝３1/2／２      （５２−１）
ＫR-S＝｜ＩR-S｜／｜Ｉ(R-S)0｜＝（３1/2／２）／３1/2＝０．５      （５２−２）
θR-S＝２７０°      （５２−３）
｜ＶRS｜＝｜ＶR−ＶS｜＝｜ＶS｜＝｜ＶS0｜×ｃｏｓ３０°＝１×（３1/2／２）
＝３1/2／２      （５２−４）
ＬRS＝｜ＶRS｜／｜ＶRS0｜＝（３1/2／２）／３1/2＝０．５      （５２−５）
θRS＝２７０°      （５２−６）
｜ＶST｜＝｜ＶS−ＶT｜＝｜ＶS｜＋｜ＶT｜
＝（｜ＶS0｜×ｃｏｓ３０°）＋（｜ＶT0｜×ｃｏｓ３０°）
＝｛１×（３1/2／２）｝＋｛１×（３1/2／２）｝
＝２×｛１×（３1/2／２）｝＝３1/2      （５２−７）
ＬST＝｜ＶST｜／｜ＶST0｜＝３1/2／３1/2＝１      （５２−８）
θST＝９０°      （５２−９）
｜ＶTR｜＝｜ＶT−ＶR｜＝｜ＶT｜＝｜ＶT0｜×ｃｏｓ３０°
＝１×（３1/2／２）＝３1/2／２      （５２−１０）
ＬTR＝｜ＶTR｜／｜ＶTR0｜＝（３1/2／２）／３1/2＝０．５      （５２−１１）
θTR＝２７０°      （５２−１２）
βRS＝θRS−θTR＝２７０°−２７０°＝０°      （５２−１３）
βST＝θST−θRS＝９０°−２７０°＝−１８０°＝１８０°      （５２−１４）
βTR＝θTR−θST＝２７０°−９０°＝１８０°      （５２−１５）
【０１５５】
（３）Ｓ相欠相時の合成電流ＩR-S、ＲＳ相線間電圧ＶRS、ＳＴ相線間電圧ＶSTおよびＴＲ相線間電圧ＶTR
三相電源線のＳ相の欠相（Ｓ相欠相）が発生すると、合成電流ＩR-Sの値｜ＩR-S｜、電流変化率ＫR-Sおよび位相θR-SとＲＳ相線間電圧ＶRSの値｜ＶRS｜、電圧変化率ＬRSおよび位相θRSとＳＴ相線間電圧ＶSTの値｜ＶST｜、電圧変化率ＬSTおよび位相θSTとＴＲ相線間電圧ＶTRの値｜ＶTR｜、電圧変化率ＬTRおよび位相θTRとＲＳ相線間電圧ＶRSのＴＲ基準位相差βRSとＳＴ相線間電圧ＶSTのＲＳ基準位相差βSTとＴＲ相線間電圧ＶTRのＳＴ基準位相差βTRとは（５３−１）式から（５３−１５）式でそれぞれ表される（図９（ａ−１），図３３（ｂ）参照）。
｜ＩR-S｜＝｜ＩR−ＩS｜＝｜ＩR｜＝｜ＩR0｜×ｃｏｓ３０°＝１×（３1/2／２）
＝３1/2／２      （５３−１）
ＫR-S＝｜ＩR-S｜／｜Ｉ(R-S)0｜＝（３1/2／２）／３1/2＝０．５      （５３−２）
θR-S＝３０°      （５３−３）
｜ＶRS｜＝｜ＶR−ＶS｜＝｜ＶR｜＝｜ＶR0｜×ｃｏｓ３０°＝１×（３1/2／２）
＝３1/2／２      （５３−４）
ＬRS＝｜ＶRS｜／｜ＶRS0｜＝（３1/2／２）／３1/2＝０．５      （５３−５）
θRS＝３０°      （５３−６）
｜ＶST｜＝｜ＶS−ＶT｜＝｜ＶT｜＝｜ＶT0｜×ｃｏｓ３０°
＝１×（３1/2／２）＝３1/2／２      （５３−７）
ＬST＝｜ＶST｜／｜ＶST0｜＝（３1/2／２）／３1/2＝０．５      （５３−８）
θST＝３０°      （５３−９）
｜ＶTR｜＝｜ＶT−ＶR｜＝｜ＶT｜＋｜ＶR｜
＝（｜ＶT0｜×ｃｏｓ３０°）＋（｜ＶR0｜×ｃｏｓ３０°）
＝｛１×（３1/2／２）｝＋｛１×（３1/2／２）｝
＝２×｛１×（３1/2／２）｝＝３1/2      （５３−１０）
ＬTR＝｜ＶTR｜／｜ＶTR0｜＝３1/2／３1/2＝１      （５３−１１）
θTR＝２１０°      （５３−１２）
βRS＝θRS−θTR＝３０°−２１０°＝−１８０°＝１８０°    （５３−１３）
βST＝θST−θRS＝３０°−３０°＝０°      （５３−１４）
βTR＝θTR−θST＝２１０°−３０°＝１８０°      （５３−１５）
【０１５６】
（４）Ｔ相欠相時の合成電流ＩR-S、ＲＳ相線間電圧ＶRS、ＳＴ相線間電圧ＶSTおよびＴＲ相線間電圧ＶTR
三相電源線のＴ相の欠相（Ｔ相欠相）が発生すると、合成電流ＩR-Sの値｜ＩR-S｜、電流変化率ＫR-Sおよび位相θR-SとＲＳ相線間電圧ＶRSの値｜ＶRS｜、電圧変化率ＬRSおよび位相θRSとＳＴ相線間電圧ＶSTの値｜ＶST｜、電圧変化率ＬSTおよび位相θSTとＴＲ相線間電圧ＶTRの値｜ＶTR｜、電圧変化率ＬTRおよび位相θTRとＲＳ相線間電圧ＶRSのＴＲ基準位相差βRSとＳＴ相線間電圧ＶSTのＲＳ基準位相差βSTとＴＲ相線間電圧ＶTRのＳＴ基準位相差βTRとは（５４−１）式から（５４−１５）式でそれぞれ表される（図９（ｂ−１），図３３（ｃ）参照）。
｜ＩR-S｜＝｜ＩR−ＩS｜＝｜ＩR｜＋｜ＩS｜
＝｜ＩR0｜×ｃｏｓ３０°＋｜ＩS0｜×ｃｏｓ３０°
＝｛１×（３1/2／２）｝＋｛１×（３1/2／２）｝
＝２×｛１×（３1/2／２）｝＝３1/2      （５４−１）
ＫR-S＝｜ＩR-S｜／｜Ｉ(R-S)0｜＝３1/2／３1/2＝１      （５４−２）
θR-S＝３３０°      （５４−３）
｜ＶRS｜＝｜ＶR−ＶT｜＝｜ＶR｜＋｜ＶT｜
＝（｜ＶR0｜×ｃｏｓ３０°）＋（｜ＶT0｜×ｃｏｓ３０°）
＝｛１×（３1/2／２）｝＋｛１×（３1/2／２）｝
＝２×｛１×（３1/2／２）｝＝３1/2      （５４−４）
ＬRS＝｜ＶRS｜／｜ＶRS0｜＝３1/2／３1/2＝１      （５４−５）
θRS＝３３０°      （５４−６）
｜ＶST｜＝｜ＶS−ＶT｜＝｜ＶS｜＝｜ＶS0｜×ｃｏｓ３０°
＝１×（３1/2／２）＝３1/2／２      （５４−７）
ＬST＝｜ＶST｜／｜ＶST0｜＝（３1/2／２）／３1/2＝０．５      （５４−８）
θST＝１５０°      （５４−９）
｜ＶTR｜＝｜ＶT−ＶR｜＝｜ＶR｜＝｜ＶR0｜×ｃｏｓ３０°
＝１×（３1/2／２）＝３1/2／２      （５４−１０）
ＬTR＝｜ＶTR｜／｜ＶTR0｜＝（３1/2／２）／３1/2＝０．５      （５４−１１）
θTR＝１５０°      （５４−１２）
βRS＝θRS−θTR＝３３０°−１５０°＝１８０°    （５４−１３）
βST＝θST−θRS＝１５０°−３３０°＝−１８０°＝１８０°    （５４−１４）
βTR＝θTR−θST＝１５０°−１５０°＝０°      （５４−１５）
【０１５７】
（５）Ｒ相断線時の合成電流ＩR-S、ＲＳ相線間電圧ＶRS、ＳＴ相線間電圧ＶSTおよびＴＲ相線間電圧ＶTR
三相電源線のＲ相の断線（Ｒ相断線）が発生すると、合成電流ＩR-Sの値｜ＩR-S｜、電流変化率ＫR-Sおよび位相θR-Sは上記（５２−１）式から（５２−３）式でそれぞれ表され、ＲＳ相線間電圧ＶRSの値｜ＶRS｜、電圧変化率ＬRSおよび位相θRSとＳＴ相線間電圧ＶSTの値｜ＶST｜、電圧変化率ＬSTおよび位相θSTとＴＲ相線間電圧ＶTRの値｜ＶTR｜、電圧変化率ＬTRおよび位相θTRとは上記（４２−４）式から（４２−１２）式でそれぞれ表される。
また、合成電流ＩR-SのＴＲ基準位相差αTRは（５５−１）式で表される。
αTR＝θR-S−θTR＝２７０°−２１０°＝６０°      （５５−１）
【０１５８】
（６）Ｓ相断線時の合成電流ＩR-S、ＲＳ相線間電圧ＶRS、ＳＴ相線間電圧ＶSTおよびＴＲ相線間電圧ＶTR
三相電源線のＳ相の断線（Ｓ相断線）が発生すると、合成電流ＩR-Sの値｜ＩR-S｜、電流変化率ＫR-Sおよび位相θR-Sは上記（５３−１）式から（５３−３）式でそれぞれ表され、ＲＳ相線間電圧ＶRSの値｜ＶRS｜、電圧変化率ＬRSおよび位相θRSとＳＴ相線間電圧ＶSTの値｜ＶST｜、電圧変化率ＬSTおよび位相θSTとＴＲ相線間電圧ＶTRの値｜ＶTR｜、電圧変化率ＬTRおよび位相θTRとは上記（４２−４）式から（４２−１２）式でそれぞれ表される。
また、合成電流ＩR-SのＴＲ基準位相差αTRは（５５−２）式で表される。
αTR＝θR-S−θTR＝３０°−２１０°＝−１８０°＝１８０°      （５５−２）
【０１５９】
（７）Ｔ相断線時の合成電流ＩR-S、ＲＳ相線間電圧ＶRS、ＳＴ相線間電圧ＶSTおよびＴＲ相線間電圧ＶTR
三相電源線のＴ相の断線（Ｔ相断線）が発生すると、合成電流ＩR-Sの値｜ＩR-S｜、電流変化率ＫR-Sおよび位相θR-Sは上記（５４−１）式から（５４−３）式でそれぞれ表され
とＲＳ相線間電圧ＶRSの値｜ＶRS｜、電圧変化率ＬRSおよび位相θRSとＳＴ相線間電圧ＶSTの値｜ＶST｜、電圧変化率ＬSTおよび位相θSTとＴＲ相線間電圧ＶTRの値｜ＶTR｜、電圧変化率ＬTRおよび位相θTRとは上記（４２−４）式から（４２−１２）式でそれぞれ表される。
また、合成電流ＩR-SのＴＲ基準位相差αTRは（５５−３）式で表される。
αTR＝θR-S−θTR＝３３０°−２１０°＝１２０°      （５５−３）
【０１６０】
（８）Ｒ相欠相、Ｓ相欠相、Ｔ相欠相、Ｒ相断線、Ｓ相断線およびＴ相断線の検出
（ａ）Ｒ相欠相の検出
３Ｅリレー７０は、ＲＳ相線間電圧ＶRSの電圧変化率ＬRS（＝０．５）およびＴＲ相線間電圧ＶTRの電圧変化率ＬTR（＝０．５）が共に所定の欠相・断線検出電圧変化率範囲（たとえば、０．４〜０．６）内の値であり、かつ、ＳＴ相線間電圧ＶSTの電圧変化率ＬST（＝１）が欠相・断線検出電圧変化率範囲内の値でなく、かつ、ＲＳ相線間電圧ＶRSのＴＲ基準位相差βRS（＝０°）が所定の欠相検出位相差範囲（たとえば、−３０°〜３０°）内の値であると、「Ｒ相欠相が発生した」と判定する。
（ｂ）Ｓ相欠相の検出
３Ｅリレー７０は、ＲＳ相線間電圧ＶRSの電圧変化率ＬRS（＝０．５）およびＳＴ相線間電圧ＶSTの電圧変化率ＬST（＝０．５）が共に欠相・断線検出電圧変化率範囲（たとえば、０．４〜０．６）内の値であり、かつ、ＳＴ相線間電圧ＶSTのＲＳ基準位相差βST（＝０°）が欠相検出位相差範囲（たとえば、−３０°〜３０°）内の値であると、「Ｓ相欠相が発生した」と判定する。
（ｃ）Ｔ相欠相の検出
３Ｅリレー７０は、ＲＳ相線間電圧ＶRSの電圧変化率ＬRS（＝１）が欠相・断線検出電圧変化率範囲内の値でなく、かつ、ＳＴ相線間電圧ＶSTの電圧変化率ＬST（＝０．５）およびＴＲ相線間電圧ＶTRの電圧変化率ＬTR（＝０．５）が共に欠相・断線検出電圧変化率範囲（たとえば、０．４〜０．６）内の値であり、かつ、Ｒ相線間電圧ＶTRのＴＲ基準位相差βTR（＝０°）が欠相検出位相差範囲（たとえば、−３０°〜３０°）内の値であると、「Ｔ相欠相が発生した」と判定する。
（ｄ）Ｒ相断線の検出
３Ｅリレー７０は、ＲＳ相線間電圧ＶRSの電圧変化率ＬRS（＝１）およびＳＴ相線間電圧ＶSTの電圧変化率ＬST（＝１）が共に欠相・断線検出電圧変化率範囲（たとえば、０．４〜０．６）内の値でなく、かつ、合成電流ＩR-Sの電流変化率ＫR-S（＝０．５）が所定の断線検出電流変化率範囲（たとえば、０．４〜０．６）内の値であり、かつ、合成電流ＩR-SのＴＲ基準位相差αTR（＝６０°）が所定の第１の断線検出位相差範囲（たとえば、３０°〜９０°）内の値であると、「Ｒ相断線が発生した」と判定する。
（ｅ）Ｓ相断線の検出
３Ｅリレー７０は、ＲＳ相線間電圧ＶRSの電圧変化率ＬRS（＝１）およびＳＴ相線間電圧ＶSTの電圧変化率ＬST（＝１）が共に欠相・断線検出電圧変化率範囲（たとえば、０．４〜０．６）内の値でなく、かつ、合成電流ＩR-Sの電流変化率ＫR-S（＝０．５）が断線検出電流変化率範囲（たとえば、０．４〜０．６）内の値であり、かつ、合成電流ＩR-SのＴＲ基準位相差αTR（＝１８０°）が所定の第２の断線検出位相差範囲（たとえば、１５０°〜２１０°）内の値であると、「Ｓ相断線が発生した」と判定する。
（ｆ）Ｔ相断線の検出
３Ｅリレー７０は、ＲＳ相線間電圧ＶRSの電圧変化率ＬRS（＝１）およびＳＴ相線間電圧ＶSTの電圧変化率ＬST（＝１）が共に欠相・断線検出電圧変化率範囲（たとえば、０．４〜０．６）内の値でなく、かつ、合成電流ＩR-Sの電流変化率ＫR-S（＝１）が断線検出電流変化率範囲（たとえば、０．４〜０．６）内の値でなく、かつ、合成電流ＩR-SのＴＲ基準位相差αTR（＝１２０°）が所定の第３の断線検出位相差範囲（たとえば、９０°〜１５０°）内の値であると、「Ｔ相断線が発生した」と判定する。
【０１６１】
次に、３Ｅリレー７０におけるデルタ結線された三相電源線のＲ相欠相、Ｓ相欠相、Ｔ相欠相、ＲＳ相断線、ＳＴ相断線およびＴＲ相断線の検出方法について詳しく説明する。
【０１６２】
（１）正常時の合成電流Ｉ(R-S)0、ＲＳ相線間電圧ＶRS0、ＳＴ相線間電圧ＶST0およびＴＲ相線間電圧ＶTR0
正常時の合成電流Ｉ(R-S)0の値｜Ｉ(R-S)0｜および位相θ(R-S)0と正常時のＲＳ相線間電圧ＶRS0の値｜ＶRS0｜および位相θRS0と正常時のＳＴ相線間電圧ＶST0の値｜ＶST0｜および位相θST0と正常時のＴＲ相線間電圧ＶTR0の値｜ＶTR0｜および位相θTR0とは上記（４１−１）式から（４１−８）式でそれぞれ表される。
また、正常時のＲＳ相線間電圧ＶRS0のＴＲ基準位相差βRS0とＳＴ相線間電圧ＶST0のＲＳ基準位相差βST0とＴＲ相線間電圧ＶTR0のＳＴ基準位相差βTR0とは上記（５１−１）式から（５１−３）式で表される。
【０１６３】
（２）Ｒ相欠相、Ｓ相欠相およびＴ相欠相の検出
３Ｅリレー７０は、上述したスター結線された三相電源線のＲ相欠相、Ｓ相欠相およびＴ相欠相の検出と同様にして、三相電源線のＲ相欠相、Ｓ相欠相およびＴ相欠相を検出する。
【０１６４】
（３）ＲＳ相断線時の合成電流ＩR-S、ＲＳ相線間電圧ＶRS、ＳＴ相線間電圧ＶSTおよびＴＲ相線間電圧ＶTR
三相電源線のＲＳ相断線が発生すると、合成電流ＩR-Sの値｜ＩR-S｜、電流変化率ＫR-Sおよび位相θR-Sは上記（１４−１）式から（１４−３）式でそれぞれ表され、ＴＲ相線間電圧ＶTRの値｜ＶTR｜、電圧変化率ＬTRおよび位相θTRは上記（２−４）式から（２−６）式でそれぞれ表される。
また、合成電流ＩR-SのＳＴ基準位相差αTRは（５６−１）式で表される。
αTR＝θR-S−θTR＝３３０°−２１０°＝１２０°      （５６−１）
【０１６５】
（４）ＳＴ相断線時の合成電流ＩR-S、ＲＳ相線間電圧ＶRS、ＳＴ相線間電圧ＶSTおよびＴＲ相線間電圧ＶTR
三相電源線のＳＴ相断線が発生すると、合成電流ＩR-Sの値｜ＩR-S｜、電流変化率ＫR-Sおよび位相θR-Sは上記（１５−１）式から（１５−３）式でそれぞれ表され、ＴＲ相線間電圧ＶTRの値｜ＶTR｜、電圧変化率ＬTRおよび位相θTRは上記（２−４）式から（２−６）式でそれぞれ表される。
また、合成電流ＩR-SのＳＴ基準位相差αTRは（５６−２）式で表される。
αTR＝θR-S−θTR＝３４９．１°−２１０°＝１３９．１°      （５６−２）
【０１６６】
（４）ＴＲ相断線時の合成電流ＩR-S、ＲＳ相線間電圧ＶRS、ＳＴ相線間電圧ＶSTおよびＴＲ相線間電圧ＶTR
三相電源線のＴＲ相断線が発生すると、合成電流ＩR-Sの値｜ＩR-S｜、電流変化率ＫR-Sおよび位相θR-Sは上記（１６−１）式から（１６−３）式でそれぞれ表され、ＴＲ相線間電圧ＶTRの値｜ＶTR｜、電圧変化率ＬTRおよび位相θTRは上記（２−４）式から（２−６）式でそれぞれ表される。
また、合成電流ＩR-SのＳＴ基準位相差αTRは（５６−３）式で表される。
αTR＝θR-S−θTR＝３１０．９°−２１０°＝１００．９°      （５６−３）
【０１６７】
（５）ＲＳ相断線、ＳＴ相断線およびＴＲ相断線の検出
（ａ）ＲＳ相断線の検出
３Ｅリレー７０は、合成電流ＩR-Sの電流変化率ＫR-S（＝０．３３３）が所定の第１の断線検出電流変化率範囲（たとえば、０．２〜０．４）内の値であり、かつ、ＲＳ相線間電圧ＶRSの電圧変化率ＬRS（＝１）およびＳＴ相線間電圧ＶSTの電圧変化率ＬST（＝１）が共に欠相・断線検出電圧変化率範囲（たとえば、０．４〜０．６）内の値でないと、「ＲＳ相断線が発生した」と判定する。
（ｂ）ＳＴ相断線の検出
３Ｅリレー７０は、合成電流ＩR-Sの電流変化率ＫR-S（＝０．８８２）が所定の第２の断線検出電流変化率範囲（たとえば、０．８〜０．９）内の値であり、かつ、ＲＳ相線間電圧ＶRSの電圧変化率ＬRS（＝１）およびＳＴ相線間電圧ＶSTの電圧変化率ＬST（＝１）が共に第１の欠相・断線検出電圧変化率範囲（たとえば、０．４〜０．６）内の値でなく、かつ、合成電流ＩR-SのＴＲ基準位相差αTR（＝１３９．１°）が所定の第４の断線検出位相差範囲（たとえば、１３０°〜１５０°）内の値であると、「ＳＴ相断線が発生した」と判定する。
（ｃ）ＴＲ相断線の検出
３Ｅリレー７０は、合成電流ＩR-Sの電流変化率ＫR-S（＝０．８８２）が第２の断線検出電流変化率範囲（たとえば、０．８〜０．９）内の値であり、かつ、ＲＳ相線間電圧ＶRSの電圧変化率ＬRS（＝１）およびＳＴ相線間電圧ＶSTの電圧変化率ＬST（＝１）が共に第１の欠相・断線検出電圧変化率範囲（たとえば、０．４〜０．６）内の値でなく、かつ、合成電流ＩR-SのＴＲ基準位相差αTR（＝１００．９°）が所定の第５の断線検出位相差範囲（たとえば、９０°〜１１０°）内の値であると、「ＴＲ相断線が発生した」と判定する。
【０１６８】
次に、３Ｅリレー７０の構成について、図３４を参照して説明する。
３Ｅリレー７０は、図３４に示すように、入力変換器７１と、アナログ入力部７２と、メモリ７３と、電流変化率算出部７４と、電圧変化率算出部７５と、位相差算出部７６と、リレー演算処理部７７と、整定・表示部７８と、入出部７９と、外部機器Ｉ／Ｆ部８０とを備える。
【０１６９】
ここで、入力変換器７１は、クロス貫通変流器６１から入力される合成電流ＩR-Sおよび計器用変成器６２から入力されるＲＳ相線間電圧ＶRS、ＳＴ相線間電圧ＶSTおよびＴＲ相線間電圧ＶTRのレベルをアナログ入力部７２の処理に適したレベルに変換する。
アナログ入力部７２は、バンドパスフィルタとサンプリングホールド回路とマルチプレクサ回路とアナログ／ディジタル変換器とを備え、入力変換器７１から入力されるアナログの合成電流ＩR-S、ＲＳ相線間電圧ＶRS、ＳＴ相線間電圧ＶSTおよびＴＲ相線間電圧ＶTRをディジタルの合成電流ＩR-S、ＲＳ相線間電圧ＶRS、ＳＴ相線間電圧ＶSTおよびＴＲ相線間電圧ＶTRに変換する。
メモリ７３は、アナログ入力部７２によってディジタルデータに変換されたＲＳ相線間電圧ＶRS、ＳＴ相線間電圧ＶSTおよびＴＲ相線間電圧ＶTRを格納するためのものである。
【０１７０】
電流変化率算出部７４は、メモリ７３に格納されているＲ相、Ｓ相およびＴ相電流ＩR，ＩS，ＩTの定格電流値に基づいて、アナログ入力部７２から入力される合成電流ＩR-Sの電流変化率ＫR-Sを算出する。
【０１７１】
電圧変化率算出部７５は、メモリ７３に格納されているＲ相、Ｓ相およびＴ相電圧ＶR，ＶS，ＶTの定格電圧値に基づいて、アナログ入力部７２から入力されるＲＳ相線間電圧ＶRS、ＳＴ相線間電圧ＶSTおよびＴＲ相線間電圧ＶTRの電圧変化率ＬRS，ＬST，ＬTRを算出する。
【０１７２】
位相差算出部７６は、アナログ入力部７２から入力される合成電流ＩR-Sの位相θR-Sからアナログ入力部７２から入力されるＳＴ相線間電圧ＶSTの位相θSTを引くことにより合成電流ＩR-SのＳＴ基準位相差αSTを算出するとともに、合成電流ＩR-Sの位相θR-Sからアナログ入力部７２から入力されるＴＲ相線間電圧ＶTRの位相θTRを引くことにより合成電流ＩR-SのＴＲ基準位相差αTRを算出する。
また、位相差算出部７６は、ＲＳ相線間電圧ＶRSの位相θRSからＴＲ相線間電圧ＶTRの位相θTRを引くことによりＲＳ相線間電圧ＶRSのＴＲ基準位相差βRSを算出し、ＳＴ相線間電圧ＶSTの位相θSTからＲＳ相線間電圧ＶRSの位相θRSを引くことによりＳＴ相線間電圧ＶSTのＲＳ基準位相差βSTを算出するとともに、ＴＲ相線間電圧ＶTRの位相θTRからＳＴ相線間電圧ＶSTの位相θSTを引くことによりＴＲ相線間電圧ＶTRのＳＴ基準位相差βTRを算出する。
【０１７３】
リレー演算処理部７７は、電流変化率算出部７４によって算出された合成電流ＩR-Sの電流変化率ＫR-Sと、電圧変化率算出部７５によって算出されたＲＳ相線間電圧ＶRS、ＳＴ相線間電圧ＶSTおよびＴＲ相線間電圧ＶTRの電圧変化率ＬRS，ＬST，ＬTRと、位相差算出部７６によって算出された合成電流ＩR-SのＳＴ基準位相差αSTおよびＴＲ基準位相差αTR、ＲＳ相線間電圧ＶRSのＴＲ基準位相差βRS、ＳＴ相線間電圧ＶSTのＲＳ基準位相差βST並びにＴＲ相線間電圧ＶTRのＳＴ基準位相差βTRと基づいて、過負荷、Ｒ−Ｓ相短絡、Ｓ−Ｔ相短絡、Ｔ−Ｒ相短絡、三相短絡、Ｒ−Ｓ相反相、Ｓ−Ｔ相反相、Ｔ−Ｒ相反相、スター結線された三相電源線におけるＲ相欠相、Ｓ相欠相、Ｔ相欠相、Ｒ相断線、Ｓ相断線、Ｔ相断線、デルタ結線された三相電源線におけるＲ相欠相、Ｓ相欠相、Ｔ相欠相、ＲＳ相断線、ＳＴ相断線およびＴＲ相断線を検出すると、第１乃至第３の遮断器３1〜３3（図２８参照）をそれぞれ遮断するための第１乃至第３のトリップ信号Ｔ1〜Ｔ3を生成し、生成した第１乃至第３のトリップ信号Ｔ1〜Ｔ3を入出力部７９および外部機器インターフェース部８０を介して第１乃至第３の遮断器３1〜３3にそれぞれ出力する。
【０１７４】
整定・表示部７８は、過負荷・短絡検出電流変化率値、第１および第２の過負荷・短絡検出電圧変化率値、第１および第２の過負荷・短絡検出位相差範囲、反相検出電流変化率範囲、反相検出電圧変化率範囲、反相検出位相差範囲、断線検出電流変化率範囲、第１および第２の断線検出電流変化率範囲、欠相・断線検出電圧変化率範囲、欠相検出位相差範囲並びに第１乃至第４の断線検出位相差範囲に基づいてリレー整定処理を行うとともに、整定値などを外部に表示する。
【０１７５】
次に、以下に示す条件下におけるリレー演算処理部７７の動作について説明する。
（１）過負荷・短絡検出電流変化率＝１．１５、第１の過負荷・短絡検出電圧変化率値＝０．９６、第２の過負荷・短絡検出電圧変化率値＝０．８、第１の過負荷・短絡検出位相差範囲＝−１５０°〜−９０°、第２の過負荷・短絡検出位相差範囲＝−２０３．１°〜−９０°
（２）反相検出電流変化率範囲＝０．９〜１．１、反相検出電圧変化率範囲＝０．９〜１．１、反相検出位相差範囲＝−９０°〜−１５０°
（３）断線検出電流変化率範囲＝０．４〜０．６、第１の断線検出電流変化率範囲＝０．２〜０．４、第２の断線検出電流変化率範囲＝０．８〜０．９、欠相・断線検出電圧変化率範囲＝０．４〜０．６、欠相検出位相差範囲＝−３０°〜３０°、第１の断線検出位相差範囲＝３０°〜９０°、第２の断線検出位相差範囲＝１５０°〜２１０°、第３の断線検出位相差範囲＝９０°〜１５０°、第４の断線検出位相差範囲＝１３０°〜１５０°
【０１７６】
まず、過負荷または短絡事故発生時のリレー演算処理部７７の動作について、図３５に示すフローチャートを参照して説明する。
リレー演算処理部７７は、合成電流ＩR-Sの電流変化率ＫR-Sが過負荷・短絡検出電流変化率値（＝１．１５）以上であるか否かを調べ（ステップＳ１２１）、電流変化率ＫR-Sが過負荷・短絡検出電流変化率値以上であると、ＲＳ相線間電圧ＶRSの電圧変化率ＬRSが第１の過負荷・短絡検出電圧変化率値（＝０．９６）以下であるか否かを調べる（ステップＳ１２２）。
リレー演算処理部７７は、電圧変化率ＬRSが第１の過負荷・短絡検出電圧変化率値以下でないと、「過負荷が発生した」と判定する（ステップＳ１２９ａ）。
【０１７７】
一方、ステップＳ１２２において電圧変化率ＬRSが第１の過負荷・短絡検出電圧変化率値以下であると、リレー演算処理部７７は、電圧変化率ＬRSが第２の過負荷・短絡検出電圧変化率値（＝０．８）以下であるか否かを調べ（ステップＳ１２３）、電圧変化率ＬRSが第２の過負荷・短絡検出電圧変化率値以下であると、ＳＴ相線間電圧ＶSTの電圧変化率ＬSTが第２の過負荷・短絡検出電圧変化率値（＝０．８）以下であるか否かを調べる（ステップＳ１２４）。
リレー演算処理部７７は、電圧変化率ＬSTが第２の過負荷・短絡検出電圧変化率値以下でないと、「Ｒ−Ｓ相短絡が発生した」と判定し（ステップＳ１２９ｂ）、一方、電圧変化率ＬSTが第２の過負荷・短絡検出電圧変化率値以下であると、「三相短絡が発生した」と判定する（ステップＳ１２９ｅ）
【０１７８】
ステップＳ１２１において電流変化率ＫR-Sが過負荷・短絡検出電流変化率値（＝１．１５）未満であるかステップＳ１２３において電圧変化率ＬRSが第２の過負荷・短絡検出電圧変化率値よりも大きいと、リレー演算処理部７７は、電圧変化率ＬSTが第２の過負荷・短絡検出電圧変化率値（＝０．８）以下であるか否かを調べ（ステップＳ１２５）、電圧変化率ＬSTが第２の過負荷・短絡検出電圧変化率値以下であると、合成電流ＩR-SのＳＴ基準位相差αSTが第１の過負荷・短絡検出位相差範囲（＝−１５０°〜−９０°）内の値であるか否かを調べる（ステップＳ１２６）。
リレー演算処理部７７は、ＳＴ基準位相差αSTが第１の過負荷・短絡検出位相差範囲内の値であると、「Ｓ−Ｔ相短絡が発生した」と判定する（ステップＳ１２９ｃ）。
【０１７９】
ステップＳ１２５においてＳＴ相線間電圧ＶSTの電圧変化率ＬSTが第２の過負荷・短絡検出電圧変化率値よりも大きいと、リレー演算処理部７７は、ＴＲ相線間電圧ＶTRの電圧変化率ＬTRが第２の過負荷・短絡検出電圧変化率値以下であるか否かを調べ（ステップＳ１２７）、電圧変化率ＬTRが第２の過負荷・短絡検出電圧変化率値以下であると、合成電流ＩR-SのＴＲ基準位相差αTRが第２の過負荷・短絡検出位相差範囲（＝−２０３．１°〜−９０°）内の値であるか否かを調べる（ステップＳ１２８）。
リレー演算処理部７７は、ＴＲ基準位相差αTRが第２の過負荷・短絡検出位相差範囲内の値であると、「Ｔ−Ｒ相短絡が発生した」と判定する（ステップＳ１２９ｄ）。
【０１８０】
リレー演算処理部７７は、以上のようにして過負荷、Ｒ−Ｓ相短絡、Ｓ−Ｔ相短絡、Ｔ−Ｒ相短絡または三相短絡の発生を検出すると、第１乃至第３のトリップ信号Ｔ1〜Ｔ3を出力する（ステップＳ１３０）。
【０１８１】
次に、反相発生時のリレー演算処理部７７の動作について、図３６に示すフローチャートを参照して説明する。
リレー演算処理部７７は、合成電流ＩR-Sの電流変化率ＫR-Sが反相検出電流変化率範囲（＝０．９〜１．１）内の値であるか否かを調べ（ステップＳ１３１）、電流変化率ＫR-Sが反相検出電流変化率範囲内の値であると、ＲＳ相線間電圧ＶRS、ＳＴ相線間電圧ＶSTおよびＴＲ相線間電圧ＶTRの電圧変化率ＬRS，ＬST，ＬTRがすべて反相検出電圧変化率範囲（＝０．９〜１．１）内の値であるか否かを調べ（ステップＳ１３２）、電圧変化率ＬRS，ＬST，ＬTRがすべて反相検出電圧変化率範囲内の値であると、ＲＳ相線間電圧ＶRSのＴＲ基準位相差βRSが反相検出位相差範囲（＝−９０°〜−１５０°）内の値であるか否かを調べる（ステップＳ１３４）。
リレー演算処理部７７は、ＴＲ基準位相差βRSが反相検出位相差範囲内の値であると、「反相が発生した」と判定して（ステップＳ１３４）、第１乃至第３のトリップ信号Ｔ1〜Ｔ3を出力する（ステップＳ１３５）。
【０１８２】
次に、スター結線された三相電源線における欠相または断線発生時のリレー演算処理部７７の動作について、図３７および図３８に示すフローチャートを参照して説明する。
リレー演算処理部７７は、ＲＳ相線間電圧ＶRSの電圧変化率ＬRSが欠相・断線検出電圧変化率範囲（＝０．４〜０．６）内の値であるか否かを調べ（ステップＳ１４１）、電圧変化率ＬRSが欠相・断線検出電圧変化率範囲内の値であると、ＳＴ相線間電圧ＶSTの電圧変化率ＬSTが欠相・断線検出電圧変化率範囲（＝０．４〜０．６）内の値であるか否かを調べ（ステップＳ１４２）、電圧変化率ＬSTが欠相・断線検出電圧変化率範囲内の値でないと、ＴＲ相線間電圧ＶTRの電圧変化率ＬTRが欠相・断線検出電圧変化率範囲（＝０．４〜０．６）内の値であるか否かを調べ（ステップＳ１４３）、電圧変化率ＬTRが欠相・断線検出電圧変化率範囲内の値でないと、ＲＳ相線間電圧ＶRSのＴＲ基準位相差βRSが欠相検出位相差範囲（＝−３０°〜−３０°）内の値であるか否かを調べる（ステップＳ１４４）。
リレー演算処理部７７は、ＴＲ基準位相差βRSが欠相検出位相差範囲内の値であると、「Ｒ相欠相が発生した」と判定する（ステップＳ１５３ａ）。
【０１８３】
ステップＳ１４２において電圧変化率ＬSTが欠相・断線検出電圧変化率範囲内の値であると、リレー演算処理部７７は、ＳＴ相線間電圧ＶSTのＲＳ基準位相差βSTが欠相検出位相差範囲（＝−３０°〜−３０°）内の値であるか否かを調べる（ステップＳ１４５）。
リレー演算処理部７７は、ＲＳ基準位相差βSTが欠相検出位相差範囲内の値であると、「Ｓ相欠相が発生した」と判定する（ステップＳ１５３ｂ）。
【０１８４】
ステップＳ１４１において電圧変化率ＬRSが欠相・断線検出電圧変化率範囲内の値でないと、リレー演算処理部７７は、ＳＴ相線間電圧ＶSTの電圧変化率ＬSTが欠相・断線検出電圧変化率範囲（＝０．４〜０．６）内の値であるか否かを調べ（ステップＳ１４６）、電圧変化率ＬSTが欠相・断線検出電圧変化率範囲内の値であると、ＴＲ相線間電圧ＶTRの電圧変化率ＬTRが欠相・断線検出電圧変化率範囲（＝０．４〜０．６）内の値であるか否かを調べ（ステップＳ１４７）、電圧変化率ＬTRが欠相・断線検出電圧変化率範囲内の値であると、ＴＲ相線間電圧ＶTRのＳＴ基準位相差βTRが欠相検出位相差範囲（＝−３０°〜−３０°）内の値であるか否かを調べる（ステップＳ１４８）。
リレー演算処理部７７は、ＳＴ基準位相差βTRが欠相検出位相差範囲内の値であると、「Ｔ相欠相が発生した」と判定する（ステップＳ１５３ｃ）。
【０１８５】
ステップＳ１４６において電圧変化率ＬSTが欠相・断線検出電圧変化率範囲内の値でないと、リレー演算処理部７７は、合成電流ＩR-Sの電流変化率ＫR-Sが断線検出電流変化率範囲（＝０．４〜０．６）内の値であるか否かを調べ（図３８のステップＳ１４９）、電流変化率ＫR-Sが断線検出電流変化率範囲内の値であると、合成電流ＩR-SのＴＲ基準位相差αTRが第１の断線検出位相差範囲（３０°〜９０°）内の値であるか否かを調べる（ステップＳ１５０）。
リレー演算処理部７７は、ＴＲ基準位相差αTRが第１の断線検出位相差範囲内の値であると、「Ｒ相断線が発生した」と判定する（ステップＳ１５３ｄ）。
【０１８６】
一方、ステップＳ１５０においてＴＲ基準位相差αTRが第１の断線検出位相差範囲内の値でないと、リレー演算処理部７７は、合成電流ＩR-SのＴＲ基準位相差αTRが第２の断線検出位相差範囲（１５０°〜２１０°）内の値であるか否かを調べる（ステップＳ１５１）。
リレー演算処理部７７は、ＴＲ基準位相差αTRが第２の断線検出位相差範囲内の値であると、「Ｓ相断線が発生した」と判定する（ステップＳ１５３ｅ）。
【０１８７】
ステップＳ１４９において電流変化率ＫR-Sが断線検出電流変化率範囲内の値でないと、リレー演算処理部７７は、合成電流ＩR-SのＴＲ基準位相差αTRが第３の断線検出位相差範囲（＝９０°〜１５０°）内の値であるか否かを調べる（ステップＳ１５４）。
リレー演算処理部７７は、ＴＲ基準位相差αTRが第３の断線検出位相差範囲内の値であると、「Ｔ相断線が発生した」と判定する（ステップＳ１５３ｆ）。
【０１８８】
リレー演算処理部７７は、以上のようにしてＲ相欠相、Ｓ相欠相、Ｔ相欠相、Ｒ相断線、Ｓ相断線またはＴ相断線の発生を検出すると、第１乃至第３のトリップ信号Ｔ1〜Ｔ3を出力する（ステップＳ１５４）。
【０１８９】
次に、デルタ結線された三相電源線における欠相または断線発生時のリレー演算処理部７７の動作について、図３９および図４０に示すフローチャートを参照して説明する。
リレー演算処理部７７は、ＲＳ相線間電圧ＶRSの電圧変化率ＬRSが欠相・断線検出電圧変化率範囲（＝０．４〜０．６）内の値であるか否かを調べ（ステップＳ１６１）、電圧変化率ＬRSが欠相・断線検出電圧変化率範囲内の値であると、ＳＴ相線間電圧ＶSTの電圧変化率ＬSTが欠相・断線検出電圧変化率範囲（＝０．４〜０．６）内の値であるか否かを調べ（ステップＳ１５２）、電圧変化率ＬSTが欠相・断線検出電圧変化率範囲内の値でないと、Ｒ相線間電圧ＶTRの電圧変化率ＬTRが欠相・断線検出電圧変化率範囲（＝０．４〜０．６）内の値であるか否かを調べ（ステップＳ１６３）、電圧変化率ＬTRが欠相・断線検出電圧変化率範囲内の値でないと、ＲＳ相線間電圧ＶRSのＴＲ基準位相差βRSが欠相検出位相差範囲（＝−３０°〜−３０°）内の値であるか否かを調べる（ステップＳ１６４）。
リレー演算処理部７７は、ＴＲ基準位相差βRSが欠相検出位相差範囲内の値であると、「Ｒ相欠相が発生した」と判定する（ステップＳ１７３ａ）。
【０１９０】
ステップＳ１６２において電圧変化率ＬSTが欠相・断線検出電圧変化率範囲内の値であると、リレー演算処理部７７は、ＳＴ相線間電圧ＶSTのＲＳ基準位相差βSTが欠相検出位相差範囲（＝−３０°〜−３０°）内の値であるか否かを調べる（ステップＳ１６５）。
リレー演算処理部７７は、ＲＳ基準位相差βSTが欠相検出位相差範囲内の値であると、「Ｓ相欠相が発生した」と判定する（ステップＳ１７３ｂ）。
【０１９１】
ステップＳ１６１において電圧変化率ＬRSが欠相・断線検出電圧変化率範囲内の値でないと、リレー演算処理部７７は、ＳＴ相線間電圧ＶSTの電圧変化率ＬSTが欠相・断線検出電圧変化率範囲（＝０．４〜０．６）内の値であるか否かを調べ（ステップＳ１６６）、電圧変化率ＬSTが欠相・断線検出電圧変化率範囲内の値であると、ＴＲ相線間電圧ＶTRの電圧変化率ＬTRが欠相・断線検出電圧変化率範囲（＝０．４〜０．６）内の値であるか否かを調べ（ステップＳ１６７）、電圧変化率ＬTRが欠相・断線検出電圧変化率範囲内の値であると、ＴＲ相線間電圧ＶTRのＳＴ基準位相差βTRが欠相検出位相差範囲（＝−３０°〜−３０°）内の値であるか否かを調べる（ステップＳ１６８）。
リレー演算処理部７７は、ＳＴ基準位相差βTRが欠相検出位相差範囲内の値であると、「Ｔ相欠相が発生した」と判定する（ステップＳ１７３ｃ）。
【０１９２】
ステップＳ１６６において電圧変化率ＬSTが欠相・断線検出電圧変化率範囲内の値でないと、リレー演算処理部７７は、合成電流ＩR-Sの電流変化率ＫR-Sが第１の断線検出電流変化率範囲（＝０．２〜０．４）内の値であるか否かを調べる（図４０のステップＳ１６９）。
リレー演算処理部７７は、電流変化率ＫR-Sが断線検出電流変化率範囲内の値であると、「ＲＳ相断線が発生した」と判定する（ステップＳ１７３ｄ）。
【０１９３】
一方、ステップＳ１６９において電流変化率ＫR-Sが断線検出電流変化率範囲内の値でないと、リレー演算処理部７７は、電流変化率ＫR-Sが第２の断線検出電流変化率範囲（＝０．８〜０．９）内の値であるか否かを調べ（ステップＳ１７０）、電流変化率ＫR-Sが第２の断線検出電流変化率範囲内の値であると、合成電流ＩR-SのＴＲ基準位相差αTRが第４の断線検出位相差範囲（＝１３０°〜１５０°）内の値であるか否かを調べる（ステップＳ１７１）。
リレー演算処理部７７は、ＴＲ基準位相差αTRが第４の断線検出位相差範囲内の値であると、「ＳＴ相断線が発生した」と判定する（ステップＳ１７３ｅ）。
【０１９４】
一方、ステップＳ１７１においてＴＲ基準位相差αTRが第４の断線検出位相差範囲内の値でないと、リレー演算処理部７７は、ＴＲ基準位相差αTRが第４の断線検出位相差範囲（＝９０°〜１１０°）内の値であるか否かを調べる（ステップＳ１７２）。
リレー演算処理部７７は、ＴＲ基準位相差αTRが第４の断線検出位相差範囲内の値であると、「ＴＲ相断線が発生した」と判定する（ステップＳ１７３ｆ）。
【０１９５】
リレー演算処理部７７は、以上のようにしてＲ相欠相、Ｓ相欠相、Ｔ相欠相、Ｒ相断線、Ｓ相断線またはＴ相断線の発生を検出すると、第１乃至第３のトリップ信号Ｔ1〜Ｔ3を出力する（ステップＳ１７４）。
【０１９６】
以上の説明ではＲ相、Ｓ相およびＴ相電流ＩR，ＩS，ＩTの定格電流値を基準として合成電流ＩR-Sの電流変化率ＫR-Sを求めたが、負荷の変動が小さい場合などでは１サイクル前のＲ相、Ｓ相およびＴ相電流ＩR，ＩS，ＩTの値を基準として合成電流ＩR-Sの電流変化率ＫR-Sを求めてもよい。
【０１９７】
また、Ｒ相、Ｓ相およびＴ相電圧ＶR，ＶS，ＶTの定格電圧値を基準としてＲＳ相線間電圧ＶRSの電圧変化率ＬRS、ＳＴ相線間電圧ＶSTの電圧変化率ＬSTおよびＴＲ相線間電圧ＶTRの電圧変化率ＬTRを求めたが、１サイクル前のＲ相、Ｓ相およびＴ相電圧ＶR，ＶS，ＶTの値を基準としてＲＳ相線間電圧ＶRSの電圧変化率ＬRS、ＳＴ相線間電圧ＶSTの電圧変化率ＬSTおよびＴＲ相線間電圧ＶTRを求めてもよい。
【０１９８】
さらに、三相電源線のＲ相およびＳ相に設けたクロス貫通変流器１１，４１，６１から合成電流ＩR-Sを３Ｅリレー２０，５０，７０に入力するとともに三相電源線に設けた計器用変成器１２，４２，６２からＲＳ相線間電圧ＶRS，ＳＴ相線間電圧ＶST，ＴＲ相線間電圧ＶTRを３Ｅリレー２０，５０，７０に入力したが、低電圧の三相電源線の場合には変流比が１：１のクロス貫通変流器および変成比が１：１の計器用変成器を３Ｅリレー２０，５０，７０に内蔵させてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１９９】
【図１】本発明の第１の実施例による保護継電システムの構成を示す図である。
【図２】図１に示したクロス貫通変流器１１および計器用変成器１２から３Ｅリレー２０に正常時に入力される合成電流Ｉ(R-S)0およびＴＲ相線間電圧ＶTR0について説明するための図である。
【図３】図１に示した３Ｅリレー２０における過負荷、Ｒ−Ｓ相短絡、Ｓ−Ｔ相短絡、Ｔ−Ｒ相短絡および三相短絡の検出方法について説明するための図である。
【図４】図１に示した３Ｅリレー２０における過負荷、Ｒ−Ｓ相短絡、Ｓ−Ｔ相短絡、Ｔ−Ｒ相短絡および三相短絡の検出方法について説明するための図である。
【図５】図１に示した３Ｅリレー２０における過負荷、Ｒ−Ｓ相短絡、Ｓ−Ｔ相短絡、Ｔ−Ｒ相短絡および三相短絡の検出方法について説明するための図である。
【図６】図１に示した３Ｅリレー２０におけるＲ−Ｓ相反相、Ｓ−Ｔ相反相およびＴ−Ｒ相反相の検出方法について説明するための図である。
【図７】図１に示した３Ｅリレー２０におけるＲ−Ｓ相反相、Ｓ−Ｔ相反相およびＴ−Ｒ相反相の検出方法について説明するための図である。
【図８】図１に示した３Ｅリレー２０におけるスター結線された三相電源線のＲ相欠相、Ｓ相欠相、Ｔ相欠相、Ｒ相断線、Ｓ相断線およびＴ相断線の検出方法について説明するための図である。
【図９】図１に示した３Ｅリレー２０におけるスター結線された三相電源線のＲ相欠相、Ｓ相欠相、Ｔ相欠相、Ｒ相断線、Ｓ相断線およびＴ相断線の検出方法について説明するための図である。
【図１０】図１に示した３Ｅリレー２０におけるデルタ結線された三相電源線のＲ相欠相、Ｓ相欠相、Ｔ相欠相、ＲＳ相断線、ＳＴ相断線およびＴＲ相断線の検出方法について説明するための図である。
【図１１】図１に示した３Ｅリレー２０の構成を示すブロック図である。
【図１２】過負荷時または短絡事故発生時の図１１に示したリレー演算処理部２８の動作について説明するためのフローチャートである。
【図１３】反相発生時の図１１に示したリレー演算処理部２８の動作について説明するためのフローチャートである。
【図１４】スター結線された三相電源線における欠相または断線発生時の図１１に示したリレー演算処理部２８の動作について説明するためのフローチャートである。
【図１５】デルタ結線された三相電源線における欠相または断線発生時の図１１に示したリレー演算処理部２８の動作について説明するためのフローチャートである。
【図１６】デルタ結線された三相電源線における欠相または断線発生時の図１１に示したリレー演算処理部２８の動作について説明するためのフローチャートである。
【図１７】本発明の第２の実施例による保護継電システムの構成を示す図である。
【図１８】図１７に示した３Ｅリレー５０における過負荷、Ｒ−Ｓ相短絡、Ｓ−Ｔ相短絡、Ｔ−Ｒ相短絡および三相短絡の検出方法について説明するための図である。
【図１９】図１７に示した３Ｅリレー５０におけるＲ−Ｓ相反相、Ｓ−Ｔ相反相およびＴ−Ｒ相反相の検出方法について説明するための図である。
【図２０】図１７に示した３Ｅリレー５０におけるスター結線された三相電源線のＲ相欠相、Ｓ相欠相、Ｔ相欠相、Ｒ相断線、Ｓ相断線およびＴ相断線の検出方法について説明するための図である。
【図２１】図１７に示した３Ｅリレー５０の構成を示すブロック図である。
【図２２】過負荷または短絡事故発生時の図２１に示したリレー演算処理部５８の動作について説明するためのフローチャートである。
【図２３】反相発生時の図２１に示したリレー演算処理部５８の動作について説明するためのフローチャートである。
【図２４】スター結線された三相電源線における欠相または断線発生時の図２１に示したリレー演算処理部５８の動作について説明するためのフローチャートである。
【図２５】スター結線された三相電源線における欠相または断線発生時の図２１に示したリレー演算処理部５８の動作について説明するためのフローチャートである。
【図２６】デルタ結線された三相電源線における欠相または断線発生時の図２１に示したリレー演算処理部５８の動作について説明するためのフローチャートである。
【図２７】デルタ結線された三相電源線における欠相または断線発生時の図２１に示したリレー演算処理部５８の動作について説明するためのフローチャートである。
【図２８】本発明の第３の実施例による保護継電システムの構成を示す図である。
【図２９】図２８に示したクロス貫通変流器６１および計器用変成器６２から３Ｅリレー７０に正常時に入力される合成電流Ｉ(R-S)0、ＲＳ相線間電圧ＶRS0、ＳＴ相線間電圧ＶST0およびＴＲ相線間電圧ＶTR0について説明するための図である。
【図３０】図２８に示した３Ｅリレー７０における過負荷、Ｒ−Ｓ相短絡、Ｓ−Ｔ相短絡、Ｔ−Ｒ相短絡および三相短絡の検出方法について説明するための図である。
【図３１】図２８に示した３Ｅリレー７０における過負荷、Ｒ−Ｓ相短絡、Ｓ−Ｔ相短絡、Ｔ−Ｒ相短絡および三相短絡の検出方法について説明するための図である。
【図３２】図２８に示した３Ｅリレー７０におけるＲ−Ｓ相反相、Ｓ−Ｔ相反相およびＴ−Ｒ相反相の検出方法について説明するための図である。
【図３３】図２８に示した３Ｅリレー７０におけるスター結線された三相電源線のＲ相欠相、Ｓ相欠相、Ｔ相欠相、Ｒ相断線、Ｓ相断線およびＴ相断線の検出方法について説明するための図である。
【図３４】図２８に示した３Ｅリレー７０の構成を示すブロック図である。
【図３５】過負荷または短絡事故発生時の図３４に示したリレー演算処理部７７の動作について説明するためのフローチャートである。
【図３６】反相発生時の図３４に示したリレー演算処理部７７の動作について説明するためのフローチャートである。
【図３７】スター結線された三相電源線における欠相または断線発生時の図３４に示したリレー演算処理部７７の動作について説明するためのフローチャートである。
【図３８】スター結線された三相電源線における欠相または断線発生時の図２８に示したリレー演算処理部７７の動作について説明するためのフローチャートである。
【図３９】デルタ結線された三相電源線における欠相または断線発生時の図２８に示したリレー演算処理部７７の動作について説明するためのフローチャートである。
【図４０】デルタ結線された三相電源線における欠相または断線発生時の図２８に示したリレー演算処理部７７の動作について説明するためのフローチャートである。
【図４１】従来の三相誘導電動機用３Ｅリレー１１０について説明するための図である。
【符号の説明】
【０２００】
１1〜１3  第１乃至第３の変流器
２，１２，４２，６２  計器用変成器
３1〜３3  第１乃至第３の遮断器
１１，４１，６１  クロス貫通変流器
２０，５０，７０，１１０  ３Ｅリレー
２１，５１，７１  入力変換器
２２，５２，７２  アナログ入力部
２３，５３，７３  メモリ
２４，５４，７４  電流変化率算出部
２５，５５，７５  電圧変化率算出部
２６，５６  位相変化角算出部
２７，５７，７６  位相差算出部
２８，５８，７７  リレー演算処理部
２９，５９，７８  整定・表示部
３０，６０，７９  入出部
３１，６１，８０  外部機器Ｉ／Ｆ部
ＩR，ＩS，ＩT  Ｒ相、Ｓ相およびＴ相電流
ＩR0，ＩS0，ＩT0  正常時のＲ相、Ｓ相およびＴ相電流
ＩR-S  合成電流
Ｉ(R-S)0  正常時の合成電流
ＩFR，ＩFS，ＩFT  Ｒ相、Ｓ相およびＴ相事故電流
ＶR，ＶS，ＶT  Ｒ相、Ｓ相およびＴ相電圧
ＶR0，ＶS0，ＶT0  正常時のＲ相、Ｓ相およびＴ相電圧
ＶRS，ＶST，ＶTR  ＲＳ相、ＳＴ相およびＴＲ相線間電圧
ＶRS0，ＶST0，ＶTR0  正常時のＲＳ相、ＳＴ相およびＴＲ相線間電圧
Ｔ1〜Ｔ3  第１乃至第３のトリップ信号
θT，θRS，θST，θTR，θR-S  位相
θR0，θT0，θRS0，θST0，θTR0，θ(R-S) 0  正常時の位相
ΔθTR，ΔθT  位相変化角
θ  インピーダンス角
ＫR-S  電流変化率
ＬT，ＬRS，ＬST，ＬTR  電圧変化率
α，β  位相差
α0，β0  正常時の位相差
αST  合成電流ＩR-SのＳＴ基準位相差
αTR  合成電流ＩR-SのＴＲ基準位相差
βRS  ＲＳ相線間電圧ＶRSのＴＲ基準位相差
βRS0  正常時のＲＳ相線間電圧ＶRS0のＴＲ基準位相差
βST  ＳＴ相線間電圧ＶSTのＲＳ基準位相差
βST0  正常時のＳＴ相線間電圧ＶST0のＲＳ基準位相差
βTR  ＴＲ相線間電圧ＶTRのＳＴ基準位相差
βTR0  正常時のＴＲ相線間電圧ＶTR0のＳＴ基準位相差
Ｓ１０〜Ｓ１８，Ｓ１９ａ〜ｓ１９ｅ，Ｓ２０〜Ｓ２５，Ｓ３１〜Ｓ３８，Ｓ３９ａ〜Ｓ３９ｅ，Ｓ４０〜Ｓ５０，Ｓ５１ａ〜Ｓ５１ｆ，Ｓ５２，Ｓ６０〜Ｓ６８，Ｓ６９ａ〜Ｓ６９ｅ，Ｓ７０〜Ｓ７６，Ｓ８１〜Ｓ９６，Ｓ９２ａ〜Ｓ９２ｆ，Ｓ９３，Ｓ１０１〜Ｓ１１２，Ｓ１１３ａ〜Ｓ１１３ｆ，Ｓ１１４，Ｓ１２１〜Ｓ１２８，Ｓ１２９ａ〜ｓ１２９ｅ，Ｓ１３０〜Ｓ１３５，Ｓ１４１〜Ｓ１５２，Ｓ１５３ａ〜Ｓ１５３ｆ，Ｓ１５４，Ｓ１６１〜Ｓ１７２，Ｓ１７３ａ〜Ｓ１７３ｆ，Ｓ１７４  ステップ
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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