(57)【要約】【課題】短絡事故から三相交流回路を保護するための変流器および方向保護継電器の設置台数を更に削減することができる方向保護継電装置を提供する。【解決手段】２次コイルを巻装した環状鉄心に送配電線のＲ相およびＳ相を同じ向きにストレートに貫通させた第１のストレート貫通変流器１０1と、２次コイルを巻装した環状鉄心に送配電線のＳ相およびＴ相を同じ向きにストレートに貫通させたかつ第１のストレート貫通変流器１０1と差接続された第２のストレート貫通変流器１０2と、差接続された第１および第２のストレート貫通変流器１０1，１０2から入力される短絡電流ＩRyと送配電線の線間電圧ＶRS，ＶST，ＶTRとに基づいて短絡事故を検出すると、送配電線の各相に設置された遮断器２1〜２3を一括遮断する方向保護継電器４とを具備する。【選択図】図１
2010051123.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
短絡事故から三相交流回路を保護するための方向保護継電装置であって、
２次コイルを巻装した環状鉄心に前記三相交流回路の第１の相および第２の相を同じ向きにストレートに貫通させたストレート貫通変流器と、
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２の相および第３の相を同じ向きにストレートに貫通させた、かつ、前記ストレート貫通変流器と差接続された他のストレート貫通変流器と、
前記差接続されたストレート貫通変流器および他のストレート貫通変流器から入力される短絡電流と前記三相交流回路の線間電圧とに基づいて短絡事故を検出すると、該三相交流回路の各相に設置された遮断器を一括遮断する方向保護継電器と、
を具備することを特徴とする、方向保護継電装置。
【請求項２】
前記方向保護継電器が、前記短絡電流に所定の倍数を掛けて補正短絡電流を算出し、該算出した補正短絡電流と前記三相交流回路の線間電圧とに基づいて短絡事故を検出すると、該三相交流回路の各相に設置された遮断器を一括遮断することを特徴とする、請求項１記載の方向保護継電装置。
【請求項３】
前記ストレート貫通変流器が、送配電線に設置された、かつ、２次コイルを巻装した環状鉄心に該送配電線の第１の相および第２の相を同じ向きにストレートに貫通させた第１のストレート貫通変流器（１０1）であり、
前記他のストレート貫通変流器が、前記送配電線に設置された、かつ、２次コイルを巻装した環状鉄心に該送配電線の前記第２の相および第３の相を同じ向きにストレートに貫通させ第２のストレート貫通変流器（１０2）であり、
前記第１および第２のストレート貫通変流器が差接続されており、
前記方向保護継電器が、前記差接続された第１および第２のストレート貫通変流器から入力される短絡電流（ＩRy）と前記送配電線の線間電圧（ＶRS，ＶST，ＶTR）とに基づいて短絡事故を検出すると、前記送配電線の各相に設置された第１乃至第３の遮断器（２1〜２3）を一括遮断する短絡方向継電器（４）である、
ことを特徴とする、請求項１または２記載の方向保護継電装置。
【請求項４】
前記ストレート貫通変流器が、送配電線に設置された、かつ、２次コイルを巻装した環状鉄心に該送配電線の第１の相および第２の相を同じ向きにストレートに貫通させた第１のストレート貫通変流器（１０1）であり、
前記他のストレート貫通変流器が、前記送配電線に設置された、かつ、２次コイルを巻装した環状鉄心に該送配電線の前記第２の相および第３の相を同じ向きにストレートに貫通させ第２のストレート貫通変流器（１０2）であり、
前記第１および第２のストレート貫通変流器が差接続されており、
前記方向保護継電器が、前記差接続された第１および第２のストレート貫通変流器から入力される短絡電流（ＩRy）と前記送配電線の線間電圧（ＶRS，ＶST，ＶTR）とに基づいて短絡事故を検出すると、前記送配電線の各相に設置された第１乃至第３の遮断器（２1〜２3）を一括遮断する距離継電器（２０）である、
ことを特徴とする、請求項１または２記載の方向保護継電装置。
【請求項５】
前記ストレート貫通変流器が、第１の送配電線（１Ｌ）に設置された、かつ、２次コイルを巻装した環状鉄心に該第１の送配電線の第１の相および第２の相を同じ向きにストレートに貫通させた第１のストレート貫通変流器（１０1）と、送配電線（２Ｌ）に設置された、かつ、２次コイルを巻装した環状鉄心に該第２の送配電線の前記第１の相および前記第２の相を同じ向きにストレートに貫通させた第３のストレート貫通変流器（１０3）とであり、
前記他のストレート貫通変流器が、前記第１の送配電線に設置された、かつ、２次コイルを巻装した環状鉄心に該第１の送配電線の前記第２の相および第３の相を同じ向きにストレートに貫通させた第２のストレート貫通変流器（１０2）と、前記第２の送配電線に設置された、かつ、２次コイルを巻装した環状鉄心に該第２の送配電線の前記第２の相および前記第３の相を同じ向きにストレートに貫通させた第４のストレート貫通変流器（１０4）とであり、
前記第１および第２のストレート貫通変流器が差接続されており、
前記第３および第４のストレート貫通変流器が差接続されており、
前記方向保護継電器が、前記差接続された第１および第２のストレート貫通変流器から入力される短絡電流および前記差接続された第３および第４のストレート貫通変流器から入力される短絡電流の差電流である短絡電流（ＩRy）と前記送配電線の線間電圧（ＶRS，ＶST，ＶTR）とに基づいて前記第１の送配電線に短絡事故が発生したことを検出すると、該第１の送配電線の各相に設置された第１乃至第３の遮断器（２1〜２3）を一括遮断し、前記短絡電流と前記送配電線の３つの線間電圧とに基づいて前記第２の送配電線に短絡事故が発生したことを検出すると、該第２の送配電線の各相に設置された第４乃至第６の遮断器（２4〜２6）を一括遮断する回線選択継電器（３０）である、
ことを特徴とする、請求項１または２記載の方向保護継電装置。
【請求項６】
短絡事故から三相交流回路を保護するための方向保護継電装置であって、
２次コイルを巻装した環状鉄心に前記三相交流回路の第１の相および第２の相を同じ向きにストレートに貫通させたストレート貫通変流器と、
該ストレート貫通変流器から入力される短絡電流と前記三相交流回路の線間電圧および所定の２つの相の和電圧とに基づいて短絡事故を検出すると、該三相交流回路の各相に設置された第１乃至第３の遮断器を一括遮断させる方向保護継電器と、
該他のストレート貫通変流器から入力される他の短絡電流と前記三相交流回路の線間電圧および所定の２つの相の和電圧とに基づいて短絡事故を検出すると、前記第１乃至第３の遮断器を一括遮断させる他の方向保護継電器と、
を具備することを特徴とする、方向保護継電装置。
【請求項７】
前記ストレート貫通変流器が、送配電線に設置された、かつ、２次コイルを巻装した環状鉄心に該送配電線の第１の相および第２の相を同じ向きにストレートに貫通させた第１のストレート貫通変流器（１０1）であり、
前記他のストレート貫通変流器が、前記送配電線に設置された、かつ、２次コイルを巻装した環状鉄心に該送配電線の前記第２の相および第３の相を同じ向きにストレートに貫通させ第２のストレート貫通変流器（１０2）であり、
前記方向保護継電器が、前記第１のストレート貫通変流器から入力される第１の短絡電流（ＩRy1）と前記送配電線の線間電圧（ＶRS，ＶST，ＶTR）および和電圧（Ｖ(R+S)，Ｖ(S+T)，Ｖ(T+R)）とに基づいて短絡事故を検出すると、前記送配電線の各相に設置された第１乃至第３の遮断器（２1〜２3）を一括遮断する第１の短絡方向継電器（４1）であり、
前記他の方向保護継電器が、前記第２のストレート貫通変流器から入力される第２の短絡電流（ＩRy2）と前記送配電線の線間電圧および和電圧とに基づいて短絡事故を検出すると、前記第１乃至第３の遮断器（２1〜２3）を一括遮断する第２の短絡方向継電器（４2）である、
ことを特徴とする、請求項６記載の方向保護継電装置。
【請求項８】
前記ストレート貫通変流器が、送配電線に設置された、かつ、２次コイルを巻装した環状鉄心に該送配電線の第１の相および第２の相を同じ向きにストレートに貫通させた第１のストレート貫通変流器（１０1）であり、
前記他のストレート貫通変流器が、前記送配電線に設置された、かつ、２次コイルを巻装した環状鉄心に該送配電線の前記第２の相および第３の相を同じ向きにストレートに貫通させ第２のストレート貫通変流器（１０2）であり、
前記方向保護継電器が、前記第１のストレート貫通変流器から入力される第１の短絡電流（ＩRy1）と前記送配電線の線間電圧（ＶRS，ＶST，ＶTR）および和電圧（Ｖ(R+S)，Ｖ(S+T)，Ｖ(T+R)）とに基づいて短絡事故を検出すると、前記送配電線の各相に設置された第１乃至第３の遮断器（２1〜２3）を一括遮断する第１の距離継電器（２０1）であり、
前記他の方向保護継電器が、前記第２のストレート貫通変流器から入力される第２の短絡電流（ＩRy2）と前記送配電線の線間電圧および和電圧とに基づいて短絡事故を検出すると、前記第１乃至第３の遮断器（２1〜２3）を一括遮断する第２の距離継電器（２０2）である、
ことを特徴とする、請求項６記載の方向保護継電装置。
【請求項９】
前記ストレート貫通変流器が、第１の送配電線（１Ｌ）に設置された、かつ、２次コイルを巻装した環状鉄心に該第１の送配電線の第１の相および第２の相を同じ向きにストレートに貫通させた第１のストレート貫通変流器（１０1）と、第２の送配電線（２Ｌ）に設置された、かつ、２次コイルを巻装した環状鉄心に該第２の送配電線の前記第１の相および前記第２の相を同じ向きにストレートに貫通させた第３のストレート貫通変流器（１０3）とであり、
前記他のストレート貫通変流器が、前記第１の送配電線に設置された、かつ、２次コイルを巻装した環状鉄心に該第１の送配電線の前記第２の相および第３の相を同じ向きにストレートに貫通させた第２のストレート貫通変流器（１０2）と、前記第２の送配電線に設置された、かつ、２次コイルを巻装した環状鉄心に該第２の送配電線の前記第２の相および前記第３の相を同じ向きにストレートに貫通させた第４のストレート貫通変流器（１０4）とであり、
前記方向保護継電器が、前記第１のストレート貫通変流器から入力される短絡電流および前記第３のストレート貫通変流器から入力される短絡電流の差電流である第１の短絡電流（ＩRy1）と前記送配電線の線間電圧および和電圧とに基づいて前記第１の送配電線に短絡事故が発生したことを検出すると、該第１の送配電線の各相に設置された第１乃至第３の遮断器（２1〜２3）を一括遮断し、前記第１の短絡電流と前記送配電線の線間電圧および和電圧とに基づいて前記第２の送配電線に短絡事故が発生したことを検出すると、該第２の送配電線の各相に設置された第４乃至第６の遮断器（２4〜２6）を一括遮断する第１の回線選択継電器（３０1）であり、
前記他の方向保護継電器が、前記第２のストレート貫通変流器から入力される短絡電流および前記第４のストレート貫通変流器から入力される短絡電流の差電流である第２の短絡電流（ＩRy2）と前記送配電線の線間電圧および和電圧とに基づいて前記第１の送配電線に短絡事故が発生したことを検出すると前記第１乃至第３の遮断器（２1〜２3）を一括遮断し、前記第２の短絡電流と前記送配電線の線間電圧および和電圧とに基づいて前記第２の送配電線に短絡事故が発生したことを検出すると前記第４乃至第６の遮断器を一括遮断する第２の回線選択継電器（３０2）である、
ことを特徴とする、請求項６記載の方向保護継電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、方向保護継電装置に関し、特に、短絡事故から三相交流回路を保護するための方向保護継電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、三相交流回路では、短絡事故から三相交流回路を保護するために、短絡方向継電器（ＤＳ）を相ごとに設置している（下記の特許文献１など参照）。
【０００３】
たとえば、図１８に示すように、第１の短絡方向継電器４1には、送配電線のＲ相に設置された第１の変流器（ＣＴ）３1からＲ相の短絡電流を入力するとともに母線に設置された計器用変圧器（ＰＴ）６からＲ相の相電圧ＶRおよびＳ相の相電圧ＶSを入力し、また、第２の短絡方向継電器４2には、送配電線のＳ相に設置された第２の変流器３2からＳ相の短絡電流を入力するとともに計器用変圧器６からＳ相の相電圧ＶSおよびＴ相の相電圧ＶTを入力し、さらに、第３の短絡方向継電器４3には、送配電線のＴ相に設置された第３の変流器３3からＴ相の短絡電流を入力するとともに計器用変圧器６からＲ相の相電圧ＶRおよびＴ相の相電圧ＶTを入力して、送配電線において短絡事故が発生したときには、以下に示すように、その事故様相に応じて送配電線のＲ相、Ｓ相およびＴ相にそれぞれ設置された第１乃至第３の遮断器２1〜２3を第１乃至第３の短絡方向継電器４1〜４3で一括遮断している。
（１）Ｒ相−Ｓ相間の短絡事故の場合
送配電線のＲ相に内部方向（送配電線の末端に向う方向）の短絡電流が流れるとともに、送配電線のＳ相に外部方向の短絡電流が流れる。したがって、第１の短絡方向継電器４1が、Ｒ相の短絡電流およびＲ相−Ｓ相の線間電圧ＶRSに基づいて動作して、第１乃至第３の遮断器２1〜２3を一括遮断する。
（２）Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故の場合
送配電線のＳ相に内部方向の短絡電流が流れるとともに、送配電線のＴ相に外部方向の短絡電流が流れる。したがって、第２の短絡方向継電器４2が、Ｓ相の短絡電流およびＳ相−Ｔ相の線間電圧ＶSTに基づいて動作して、第１乃至第３の遮断器２1〜２3を一括遮断する。
（３）Ｔ相−Ｒ相間の短絡事故の場合
送配電線のＴ相に内部方向の短絡電流が流れるとともに、送配電線のＲ相に外部方向の短絡電流が流れる。したがって、第３の短絡方向継電器４3が、Ｔ相の短絡電流およびＴ相−Ｒ相の線間電圧ＶTRに基づいて動作して、第１乃至第３の遮断器２1〜２3を一括遮断する。
（４）Ｒ相−Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故の場合
送配電線のＲ相、Ｓ相およびＴ相に内部方向の短絡電流がそれぞれ流れる。したがって、第１乃至第３の短絡方向継電器４1〜４3が、Ｒ相、Ｓ相およびＴ相の短絡電流とＲ相−Ｓ相の線間電圧ＶRS、Ｓ相−Ｔ相の線間電圧ＶSTおよびＴ相−Ｒ相の線間電圧ＶTRとに基づいてそれぞれ動作して、第１乃至第３の遮断器２1〜２3を一括遮断する。
【０００４】
また、距離継電器（ＤＺ）についても、図１９に示すように、第１の距離継電器２０1には、送配電線のＲ相に設置された第１の変流器３1および送配電線のＴ相に設置された第３の変流器３3からＲ相およびＴ相の短絡電流をそれぞれ入力するとともに母線に設置された計器用変圧器６からＲ相およびＴ相の相電圧ＶR，ＶTを入力し、また、第２の距離継電器２０2には、第１の変流器３1および送配電線のＳ相に設置された第２の変流器３2からＲ相およびＳ相の短絡電流をそれぞれ入力するとともに計器用変圧器６からＲ相およびＳ相の相電圧ＶR，ＶSを入力し、さらに、第３の距離継電器２０3には、第２および第３の変流器３2，３3からＳ相およびＴ相の短絡電流をそれぞれ入力するとともに計器用変圧器６からＳ相の相電圧ＶSおよびＴ相の相電圧ＶTを入力して、送配電線において短絡事故が発生したときには、以下に示すように、その事故様相に応じて送配電線のＲ相、Ｓ相およびＴ相にそれぞれ設置された第１乃至第３の遮断器２1〜２3を第１乃至第３の距離継電器２０1〜２０3で一括遮断している。
（１）Ｒ相−Ｓ相間の短絡事故の場合
送配電線のＲ相に内部方向の短絡電流が流れるとともに、送配電線のＳ相に外部方向の短絡電流が流れる。したがって、第２の距離継電器２０2が、Ｒ相の短絡電流およびＳ相の短絡電流の差電流とＲ相−Ｓ相の線間電圧ＶRSとに基づいて動作して、第１乃至第３の遮断器２1〜２3を一括遮断する。
（２）Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故の場合
送配電線のＳ相に内部方向の短絡電流が流れるとともに、送配電線のＴ相に外部方向の短絡電流が流れる。したがって、第３の距離継電器２０3が、Ｓ相の短絡電流およびＴ相の短絡電流の差電流とＳ相−Ｔ相の線間電圧ＶSTとに基づいて動作して、第１乃至第３の遮断器２1〜２3を一括遮断する。
（３）Ｔ相−Ｒ相間の短絡事故の場合
送配電線のＴ相に内部方向の短絡電流が流れるとともに、送配電線のＲ相に外部方向の短絡電流が流れる。したがって、第１の距離継電器２０1が、Ｔ相の短絡電流およびＲ相の短絡電流の差電流とＴ相−Ｒ相の線間電圧ＶTRとに基づいて動作して、第１乃至第３の遮断器２1〜２3を一括遮断する。
（４）Ｒ相−Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故の場合
送配電線のＲ相、Ｓ相およびＴ相に内部方向の短絡電流がそれぞれ流れる。したがって、第１乃至第３の距離継電器２０1〜２０3がそれぞれ動作して、第１乃至第３の遮断器２1〜２3を一括遮断する。
【０００５】
回線選択継電器（ＳＳ）についても、図２０に示すように、第１の回線選択継電器３０1には、平衡２回線送配電線の第１および第２の送配電線１Ｌ，２ＬのＲ相にそれぞれ設置された第１および第４の変流器３1，３4から第１および第２の送配電線１Ｌ，２ＬのＲ相の短絡電流を入力するとともに母線に設置された計器用変圧器６からＲ相の相電圧ＶRを入力し、また、第２の回線選択継電器３０2には、第１および第２の送配電線１Ｌ，２ＬのＳ相にそれぞれ設置された第２および第５の変流器３2，３5から第１および第２の送配電線１Ｌ，２ＬのＳ相の短絡電流を入力するとともに計器用変圧器６からＳ相の相電圧ＶSを入力し、さらに、第３の回線選択継電器３０3には、第１および第２の送配電線１Ｌ，２ＬのＴ相にそれぞれ設置された第３および第６の変流器３3，３6から第１および第２の送配電線１Ｌ，２ＬのＴ相の短絡電流を入力するとともに計器用変圧器６からＴ相の相電圧ＶTを入力して、第１または第２の送配電線１Ｌ，２Ｌにおいて短絡事故が発生したときには、以下に示すように、その事故様相に応じて、第１の送配電線１Ｌに短絡事故が発生したと判定すると第１乃至第３の遮断器２1〜２3を一括遮断し、また、第２の送配電線２Ｌに短絡事故が発生したと判定すると第４乃至第６の遮断器２1〜２6を第１乃至第３の回線選択継電器３０1〜３０3で一括遮断している。
（１）Ｒ相−Ｓ相間の短絡事故の場合
たとえば第１の送配電線１ＬのＲ相−Ｓ相間において短絡事故が発生した場合には、第１および第２の送配電線１Ｌ，２ＬのＲ相に内部方向の短絡電流が流れるとともに、第１および第２の送配電線１Ｌ，２ＬのＳ相に外部方向の短絡電流が流れる。したがって、第１の回線選択継電器３０1が、第１および第２の送電線１Ｌ，２ＬのＲ相の短絡電流の差電流とＲ相の相電圧ＶRとに基づいて動作して、第１乃至第３の遮断器２1〜２3を一括遮断する。
（２）Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故の場合
たとえば第１の送配電線１ＬのＳ相−Ｔ相間において短絡事故が発生した場合には、第１および第２の送配電線１Ｌ，２ＬのＳ相に内部方向の短絡電流が流れるとともに、第１および第２の送配電線１Ｌ，２のＴ相に外部方向の短絡電流が流れる。したがって、第２の回線選択継電器３０2が、第１および第２の送電線１Ｌ，２ＬのＳ相の短絡電流の差電流とＳ相の相電圧ＶSとに基づいて動作して、第１乃至第３の遮断器２1〜２3を一括遮断する。
（３）Ｔ相−Ｒ相間の短絡事故の場合
たとえば第１の送配電線１ＬのＴ相−Ｒ相間において短絡事故が発生した場合には、第１および第２の送配電線１Ｌ，２のＴ相に内部方向の短絡電流が流れるとともに、第１および第２の送配電線１Ｌ，２のＲ相に外部方向の短絡電流が流れる。したがって、第３の回線選択継電器３０3が、第１および第２の送配電線１Ｌ，２のＴ相の短絡電流の差電流とＴ相の相電圧ＶRとに基づいて動作して、第１乃至第３の遮断器２1〜２3を一括遮断する。
（４）Ｒ相−Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故の場合
たとえば第１の送配電線１ＬのＴ相−Ｒ相間において短絡事故が発生した場合には、第１および第２の送配電線１Ｌ，２のＲ相、Ｓ相およびＴ相に内部方向の短絡電流がそれぞれ流れる。したがって、第１乃至第３の回線選択継電器３０1〜３０3がそれぞれ動作して、第１乃至第３の遮断器２1〜２3を一括遮断する。
【特許文献１】特開２００１−１６７６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、送配電線につき変流器および方向保護継電器（短絡方向継電器、距離継電器および回線選択継電器）を３台ずつ設置しているため、変流器および方向保護継電器の設置台数を少なくして設備コストの削減を図りたいという要請がある。
【０００７】
本発明の目的は、短絡事故から三相交流回路を保護するための変流器および方向保護継電器の設置台数を更に削減することができる方向保護継電装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の方向保護継電装置は、短絡事故から三相交流回路を保護するための方向保護継電装置であって、２次コイルを巻装した環状鉄心に前記三相交流回路の第１の相および第２の相を同じ向きにストレートに貫通させたストレート貫通変流器と、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２の相および第３の相を同じ向きにストレートに貫通させた、かつ、前記ストレート貫通変流器と差接続された他のストレート貫通変流器と、前記差接続されたストレート貫通変流器および他のストレート貫通変流器から入力される短絡電流と前記三相交流回路の線間電圧とに基づいて短絡事故を検出すると、該三相交流回路の各相に設置された遮断器を一括遮断する方向保護継電器とを具備することを特徴とする。
ここで、前記方向保護継電器が、前記短絡電流に所定の倍数を掛けて補正短絡電流を算出し、該算出した補正短絡電流と前記三相交流回路の線間電圧とに基づいて短絡事故を検出すると、該三相交流回路の各相に設置された遮断器を一括遮断してもよい。
前記ストレート貫通変流器が、送配電線に設置された、かつ、２次コイルを巻装した環状鉄心に該送配電線の第１の相および第２の相を同じ向きにストレートに貫通させた第１のストレート貫通変流器（１０1）であり、前記他のストレート貫通変流器が、前記送配電線に設置された、かつ、２次コイルを巻装した環状鉄心に該送配電線の前記第２の相および第３の相を同じ向きにストレートに貫通させ第２のストレート貫通変流器（１０2）であり、前記第１および第２のストレート貫通変流器が差接続されており、前記方向保護継電器が、前記差接続された第１および第２のストレート貫通変流器から入力される短絡電流（ＩRy）と前記送配電線の線間電圧（ＶRS，ＶST，ＶTR）とに基づいて短絡事故を検出すると、前記送配電線の各相に設置された第１乃至第３の遮断器（２1〜２3）を一括遮断する短絡方向継電器（４）であってもよい。
前記ストレート貫通変流器が、送配電線に設置された、かつ、２次コイルを巻装した環状鉄心に該送配電線の第１の相および第２の相を同じ向きにストレートに貫通させた第１のストレート貫通変流器（１０1）であり、前記他のストレート貫通変流器が、前記送配電線に設置された、かつ、２次コイルを巻装した環状鉄心に該送配電線の前記第２の相および第３の相を同じ向きにストレートに貫通させ第２のストレート貫通変流器（１０2）であり、前記第１および第２のストレート貫通変流器が差接続されており、前記方向保護継電器が、前記差接続された第１および第２のストレート貫通変流器から入力される短絡電流（ＩRy）と前記送配電線の線間電圧（ＶRS，ＶST，ＶTR）とに基づいて短絡事故を検出すると、前記送配電線の各相に設置された第１乃至第３の遮断器（２1〜２3）を一括遮断する距離継電器（２０）であってもよい。
前記ストレート貫通変流器が、第１の送配電線（１Ｌ）に設置された、かつ、２次コイルを巻装した環状鉄心に該第１の送配電線の第１の相および第２の相を同じ向きにストレートに貫通させた第１のストレート貫通変流器（１０1）と、第２の送配電線（２Ｌ）に設置された、かつ、２次コイルを巻装した環状鉄心に該第２の送配電線の前記第１の相および前記第２の相を同じ向きにストレートに貫通させた第３のストレート貫通変流器（１０3）とであり、前記他のストレート貫通変流器が、前記第１の送配電線に設置された、かつ、２次コイルを巻装した環状鉄心に該第１の送配電線の前記第２の相および第３の相を同じ向きにストレートに貫通させた第２のストレート貫通変流器（１０2）と、前記第２の送配電線に設置された、かつ、２次コイルを巻装した環状鉄心に該第２の送配電線の前記第２の相および前記第３の相を同じ向きにストレートに貫通させた第４のストレート貫通変流器（１０4）とであり、前記第１および第２のストレート貫通変流器が差接続されており、前記第３および第４のストレート貫通変流器が差接続されており、前記方向保護継電器が、前記差接続された第１および第２のストレート貫通変流器から入力される短絡電流および前記差接続された第３および第４のストレート貫通変流器から入力される短絡電流の差電流である短絡電流（ＩRy）と前記送配電線の線間電圧（ＶRS，ＶST，ＶTR）とに基づいて前記第１の送配電線に短絡事故が発生したことを検出すると、該第１の送配電線の各相に設置された第１乃至第３の遮断器（２1〜２3）を一括遮断し、前記短絡電流と前記送配電線の３つの線間電圧とに基づいて前記第２の送配電線に短絡事故が発生したことを検出すると、該第２の送配電線の各相に設置された第４乃至第６の遮断器（２4〜２6）を一括遮断する回線選択継電器（３０）であってもよい。
また、本発明の方向保護継電装置は、短絡事故から三相交流回路を保護するための方向保護継電装置であって、２次コイルを巻装した環状鉄心に前記三相交流回路の第１の相および第２の相を同じ向きにストレートに貫通させたストレート貫通変流器と、該ストレート貫通変流器から入力される短絡電流と前記三相交流回路の線間電圧および所定の２つの相の和電圧とに基づいて短絡事故を検出すると、該三相交流回路の各相に設置された第１乃至第３の遮断器を一括遮断させる方向保護継電器と、該他のストレート貫通変流器から入力される他の短絡電流と前記三相交流回路の線間電圧および所定の２つの相の和電圧とに基づいて短絡事故を検出すると、前記第１乃至第３の遮断器を一括遮断させる他の方向保護継電器とを具備することを特徴とする。
ここで、前記ストレート貫通変流器が、送配電線に設置された、かつ、２次コイルを巻装した環状鉄心に該送配電線の第１の相および第２の相を同じ向きにストレートに貫通させた第１のストレート貫通変流器（１０1）であり、前記他のストレート貫通変流器が、前記送配電線に設置された、かつ、２次コイルを巻装した環状鉄心に該送配電線の前記第２の相および第３の相を同じ向きにストレートに貫通させ第２のストレート貫通変流器（１０2）であり、前記方向保護継電器が、前記第１のストレート貫通変流器から入力される第１の短絡電流（ＩRy1）と前記送配電線の線間電圧（ＶRS，ＶST，ＶTR）および和電圧（Ｖ(R+S)，Ｖ(S+T)，Ｖ(T+R)）とに基づいて短絡事故を検出すると、前記送配電線の各相に設置された第１乃至第３の遮断器（２1〜２3）を一括遮断する第１の短絡方向継電器（４1）であり、前記他の方向保護継電器が、前記第２のストレート貫通変流器から入力される第２の短絡電流（ＩRy2）と前記送配電線の線間電圧および和電圧とに基づいて短絡事故を検出すると、前記第１乃至第３の遮断器（２1〜２3）を一括遮断する第２の短絡方向継電器（４2）であってもよい。
前記ストレート貫通変流器が、送配電線に設置された、かつ、２次コイルを巻装した環状鉄心に該送配電線の第１の相および第２の相を同じ向きにストレートに貫通させた第１のストレート貫通変流器（１０1）であり、前記他のストレート貫通変流器が、前記送配電線に設置された、かつ、２次コイルを巻装した環状鉄心に該送配電線の前記第２の相および第３の相を同じ向きにストレートに貫通させ第２のストレート貫通変流器（１０2）であり、前記方向保護継電器が、前記第１のストレート貫通変流器から入力される第１の短絡電流（ＩRy1）と前記送配電線の線間電圧（ＶRS，ＶST，ＶTR）および和電圧（Ｖ(R+S)，Ｖ(S+T)，Ｖ(T+R)）とに基づいて短絡事故を検出すると、前記送配電線の各相に設置された第１乃至第３の遮断器（２1〜２3）を一括遮断する第１の距離継電器（２０1）であり、前記他の方向保護継電器が、前記第２のストレート貫通変流器から入力される第２の短絡電流（ＩRy2）と前記送配電線の線間電圧および和電圧とに基づいて短絡事故を検出すると、前記第１乃至第３の遮断器（２1〜２3）を一括遮断する第２の距離継電器（２０2）であってもよい。
前記ストレート貫通変流器が、第１の送配電線（１Ｌ）に設置された、かつ、２次コイルを巻装した環状鉄心に該第１の送配電線の第１の相および第２の相を同じ向きにストレートに貫通させた第１のストレート貫通変流器（１０1）と、第２の送配電線（２Ｌ）に設置された、かつ、２次コイルを巻装した環状鉄心に該第２の送配電線の前記第１の相および前記第２の相を同じ向きにストレートに貫通させた第３のストレート貫通変流器（１０3）とであり、前記他のストレート貫通変流器が、前記第１の送配電線に設置された、かつ、２次コイルを巻装した環状鉄心に該第１の送配電線の前記第２の相および第３の相を同じ向きにストレートに貫通させた第２のストレート貫通変流器（１０2）と、前記第２の送配電線に設置された、かつ、２次コイルを巻装した環状鉄心に該第２の送配電線の前記第２の相および前記第３の相を同じ向きにストレートに貫通させた第４のストレート貫通変流器（１０4）とであり、前記方向保護継電器が、前記第１のストレート貫通変流器から入力される短絡電流および前記第３のストレート貫通変流器から入力される短絡電流の差電流である第１の短絡電流（ＩRy1）と前記送配電線の線間電圧および和電圧とに基づいて前記第１の送配電線に短絡事故が発生したことを検出すると、該第１の送配電線の各相に設置された第１乃至第３の遮断器（２1〜２3）を一括遮断し、前記第１の短絡電流と前記送配電線の線間電圧および和電圧とに基づいて前記第２の送配電線に短絡事故が発生したことを検出すると、該第２の送配電線の各相に設置された第４乃至第６の遮断器（２4〜２6）を一括遮断する第１の回線選択継電器（３０1）であり、前記他の方向保護継電器が、前記第２のストレート貫通変流器から入力される短絡電流および前記第４のストレート貫通変流器から入力される短絡電流の差電流である第２の短絡電流（ＩRy2）と前記送配電線の線間電圧および和電圧とに基づいて前記第１の送配電線に短絡事故が発生したことを検出すると前記第１乃至第３の遮断器（２1〜２3）を一括遮断し、前記第２の短絡電流と前記送配電線の線間電圧および和電圧とに基づいて前記第２の送配電線に短絡事故が発生したことを検出すると前記第４乃至第６の遮断器を一括遮断する第２の回線選択継電器（３０2）であってもよい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の方向保護継電装置は、以下に示す効果を奏する。
（１）ストレート貫通変流器を使用することにより、短絡事故から三相交流回路を保護するための変流器および方向保護継電器の設置台数を削減して、設備コストの削減を図ることができる。
（２）送配電線につきストレート貫通変流器および方向保護継電器を２組使用することにより、自回路および他回路にまたがる短絡事故であっても確実に検出して停電の範囲の拡大を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
上記の目的を、２次コイルを巻装した環状鉄心に三相交流回路の第１の相および第２の相を同じ向きにストレートに貫通させたストレート貫通変流器と、２次コイルを巻装した環状鉄心に三相交流回路の第２の相および第３の相を同じ向きにストレートに貫通させた他のストレート貫通変流器とを差接続し、方向保護継電器が、差接続されたストレート貫通変流器および他のストレート貫通変流器から入力される短絡電流と三相交流回路の線間電圧とに基づいて短絡事故を検出すると、三相交流回路の各相に設置された遮断器を一括遮断することにより実現した。
【実施例１】
【００１１】
以下、本発明の方向保護継電装置の実施例について図面を参照して説明する。
本発明の第１の実施例による方向保護継電装置は、図１に示すように、送配電線に設置された第１のストレート貫通変流器１０1と、送配電線に設置された、かつ、第１のストレート貫通変流器１０1と差接続された第２のストレート貫通変流器１０2と、母線に設置された計器用変圧器６と、差接続された第１および第２のストレート貫通変流器１０1，１０2から入力される短絡電流ＩRyと計器用変圧器６から入力されるＲ相、Ｓ相およびＴ相の相電圧ＶR，ＶS，ＶTより求めたＲ相−Ｓ相の線間電圧ＶRS、Ｓ相−Ｔ相の線間電圧ＶSTおよびＴ相−Ｒ相の線間電圧ＶTRとに基づいて送配電線の短絡事故を検出すると、送配電線のＲ相、Ｓ相およびＴ相にそれぞれ設置された第１乃至第３の遮断器２1〜２3を一括遮断する短絡方向継電器４とを具備する。
【００１２】
ここで、第１のストレート貫通変流器１０1は、２次コイルを巻装した環状鉄心に送配電線のＲ相およびＳ相を同じ向きにストレートに貫通させた貫通形変流器であり、第２のストレート貫通変流器１０2は、２次コイルを巻装した環状鉄心に送配電線のＳ相およびＴ相を同じ向きにストレートに貫通させた貫通形変流器である。
すなわち、送配電線のＲ相およびＳ相はともに第１のストレート貫通変流器１０1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）に貫通されており、送配電線のＳ相およびＴ相はともに第２のストレート貫通変流器１０2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。
また、第２のストレート貫通変流器１０2は、第２のストレート貫通変流器１０2から短絡方向継電器４に出力される短絡電流の極性が第１のストレート貫通変流器１０1から短絡方向継電器４に入力される短絡電流の極性の逆となるように、短絡方向継電器４と接続されている。
【００１３】
したがって、短絡事故が発生していないときに送配電線のＲ相、Ｓ相およびＴ相に流れる負荷電流をＩR，ＩS，ＩTで表すと、図２に示すようにＲ相の負荷電流ＩRとＳ相の負荷電流ＩSとは１２０°の位相差で第１のストレート貫通変流器１０1の環状鉄心を極性方向に貫通して流れ、Ｓ相の負荷電流ＩSとＴ相の負荷電流ＩTとは１２０°の位相差で第２のストレート貫通変流器１０2の環状鉄心を極性方向に貫通して流れるため、差接続された第１および第２のストレート貫通変流器１０1，１０2から短絡方向継電器４に入力される負荷電流Ｉは、Ｒ相の負荷電流ＩRとＴ相の負荷電流ＩTとのベクトル差となり、負荷電流Ｉの振幅はＲ相の負荷電流ＩR（Ｔ相の負荷電流ＩT）の振幅の３1/2倍となる。
Ｉ＝（ＩR＋ＩS）−（ＩS＋ＩT）＝ＩR−ＩT
｜Ｉ｜＝｜ＩR−ＩT｜＝３1/2×｜ＩR｜＝３1/2×｜ＩT｜
そこで、短絡方向継電器４は、図１８に示した従来の第１乃至第３の短絡方向継電器４1〜４3に入力される負荷電流の振幅と同じにするために、次式で示すように負荷電流Ｉを１／３1/2倍して補正負荷電流Ｉ’を算出する。
Ｉ’＝Ｉ×１／３1/2
｜Ｉ’｜＝｜Ｉ｜×１／３1/2-＝｜ＩR｜＝｜ＩT｜
【００１４】
また、送配電線に短絡事故が発生したときに送配電線のＲ相、Ｓ相およびＴ相に流れる短絡電流をＩFR，ＩFS，ＩFT（インピーダンス角をθとする。）で表すと、短絡方向継電器４は、事故様相に応じて以下のように動作する。
（１）Ｒ相−Ｓ相間の短絡事故の場合
Ｒ相−Ｓ相間の短絡事故が発生すると、図１に破線の矢印で示すように、送配電線のＲ相にＲ相の短絡電流ＩFRが内部方向に流れ、送配電線のＳ相にＳ相の短絡電流ＩFSが外部方向に流れるが、送配電線のＴ相にはＴ相の短絡電流ＩFTが流れない。
したがって、第１のストレート貫通変流器１０1から短絡方向継器４に出力される短絡電流ｉF1はＲ相の短絡電流ＩFRとＳ相の短絡電流ＩFSとのベクトル和となり、短絡電流ｉ1の振幅は“０”となる（図３（ａ）参照。なお、図３においては、送配電線の内部方向に流れる短絡電流ＩFR，ＩFS，ＩFTは実線の矢印で、送配電線の外部方向に流れる短絡電流ＩFR，ＩFS，ＩFTは一点鎖線の矢印で示している。）。
ｉF1＝ＩFR＋ＩFS＝０
｜ｉF1｜＝｜ＩFR＋ＩFS｜＝０
また、第２のストレート貫通変流器１０2から短絡方向継器４に出力される短絡電流ｉF2は、極性が反転されたＳ相の短絡電流−ＩFSとなり、短絡電流ｉF2の振幅はＳ相の短絡電流ＩFSの振幅となる（図３（ａ）参照）。
ｉF2＝−ＩFS
｜ｉF2｜＝｜ＩFS｜
その結果、差接続された第１および第２のストレート貫通変流器１０1，１０2から短絡方向継電器４に入力される短絡電流ＩRyは、図３（ａ）に示すように極性が負のＳ相の短絡電流−ＩFSとなり、短絡電流ＩRyの振幅はＳ相の短絡電流ＩFSの振幅となる。
ＩRy＝ｉF1＋ｉF2＝−ＩFS
｜ＩRy｜＝｜ＩFS｜
そこで、短絡方向継電器４は、図１８に示した従来の第１乃至第３の短絡方向継電器４1〜４3に入力される短絡電流の振幅と同じにするために、次式で示すように短絡電流ＩRyを１倍して補正短絡電流ＩRy’を算出する。
ＩRy’＝ＩRy×１
｜ＩRy’｜＝｜ＩRy｜×１-＝｜ＩFS｜
短絡方向継電器４は、算出した補正短絡電流ＩRy’とＲ相−Ｓ相の線間電圧ＶRS、Ｓ相−Ｔ相の線間電圧ＶSTおよびＴ相−Ｒ相の線間電圧ＶTRとに基づいて短絡電流ＩRyの大きさおよび方向を判別する。なお、送配電線のＲ相−Ｓ相間の短絡事故の場合には、図３（ａ）に示すように、算出した補正短絡電流ＩRy’とＲ相−Ｓ相の線間電圧ＶRSとに基づいて短絡電流ＩRyの大きさおよび方向が判別される。
短絡方向継電器４は、送配電線に短絡事故が発生したと判定すると第１乃至第３の遮断器２1〜２3を一括遮断する。
（２）Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故の場合
Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故が発生すると、図４に破線の矢印で示すように、送配電線のＳ相にＳ相の短絡電流ＩFSが内部方向に流れ、送配電線のＴ相にＴ相の短絡電流ＩFTが外部方向に流れるが、送配電線のＲ相にはＲ相の短絡電流ＩFRが流れない。
したがって、第１のストレート貫通変流器１０1から短絡方向継器４に出力される短絡電流ｉF1は、Ｓ相の短絡電流ＩFSとなり、短絡電流ｉF1の振幅はＳ相の短絡電流ＩFSの振幅となる（図３（ｂ）参照）。
ｉF1＝ＩFS
｜ｉF1｜＝｜ＩFS｜
また、第２のストレート貫通変流器１０2から短絡方向継器４に出力される短絡電流ｉF2は、Ｓ相の短絡電流ＩFSとＴ相の短絡電流ＩFTとのベクトル和の極性が反転されたものとなり、短絡電流ｉF2の振幅は“０”となる（図３（ｂ）参照）。
ｉF2＝−（ＩFS＋ＩFT）＝０
｜ｉF2｜＝｜ＩFS＋ＩFT｜＝０
その結果、差接続された第１および第２のストレート貫通変流器１０1，１０2から短絡方向継電器４に入力される短絡電流ＩRyは、図３（ｂ）に示すようにＳ相の短絡電流ＩFSとなり、短絡電流ＩRyの振幅はＳ相の短絡電流ＩFSの振幅となる。
ＩRy＝ｉF1＋ｉF2＝ＩFS
｜ＩRy｜＝｜ＩFS｜
そこで、短絡方向継電器４は、図１８に示した従来の第１乃至第３の短絡方向継電器４1〜４3に入力される短絡電流の振幅と同じにするために、次式で示すように短絡電流ＩRyを１倍して補正短絡電流ＩRy’を算出する。
ＩRy’＝ＩRy×１
｜ＩRy’｜＝｜ＩRy｜×１＝｜ＩFS｜
短絡方向継電器４は、算出した補正短絡電流ＩRy’とＲ相−Ｓ相の線間電圧ＶRS、Ｓ相−Ｔ相の線間電圧ＶSTおよびＴ相−Ｒ相の線間電圧ＶTRとに基づいて短絡電流ＩRyの大きさおよび方向を判別する。なお、送配電線のＳ相−Ｔ相間の短絡事故の場合には、図３（ｂ）に示すように、算出した補正短絡電流ＩRy’とＳ相−Ｔ相の線間電圧ＶSTとに基づいて短絡電流ＩRyの大きさおよび方向が判別される。
短絡方向継電器４は、送配電線に短絡事故が発生したと判定すると第１乃至第３の遮断器２1〜２3を一括遮断する。
（３）Ｔ相−Ｒ相間の短絡事故の場合
Ｔ相−Ｒ相間の短絡事故が発生すると、図５に破線の矢印で示すように、送配電線のＴ相にＴ相の短絡電流ＩFTが内部方向に流れ、送配電線のＲ相にＲ相の短絡電流ＩFRが外部方向に流れるが、送配電線のＳ相にはＳ相の短絡電流ＩFSが流れない。
したがって、第１のストレート貫通変流器１０1から短絡方向継器４に出力される短絡電流ｉF1は、Ｒ相の短絡電流ＩFRとなり、短絡電流ｉF1の振幅はＲ相の短絡電流ＩFRの振幅となる（図３（ｃ）参照）。
ｉF1＝ＩFR
｜ｉF1｜＝｜ＩFR｜
また、第２のストレート貫通変流器１０2から短絡方向継器４に出力される短絡電流ｉF2は、極性が反転されたＴ相の短絡電流−ＩFTとなり、短絡電流ｉF2の振幅はＴ相の短絡電流ＩFTの振幅となる（図３（ｃ）参照）。
ｉF2＝−ＩFT
｜ｉF2｜＝｜ＩFT｜
その結果、差接続された第１および第２のストレート貫通変流器１０1，１０2から短絡方向継電器４に入力される短絡電流ＩRyは、次式で示すようにＲ相の短絡電流ＩFRとＴ相の短絡電流ＩFTとのベクトル差となり、短絡電流ＩRyの振幅はＲ相の短絡電流ＩFR（Ｔ相の短絡電流ＩFT）の振幅の２倍となる（図３（ｃ）参照）。
ＩRy＝ｉF1＋ｉF2＝ＩFR−ＩFT
｜ＩRy｜＝｜ＩFR−ＩFT｜＝２×｜ＩFR｜＝２×｜ＩFT｜
そこで、短絡方向継電器４は、図１８に示した従来の第１乃至第３の短絡方向継電器４1〜４3に入力される短絡電流の振幅と同じにするために、次式で示すように短絡電流ＩRyを１／２倍して補正短絡電流ＩRy’を算出する。
ＩRy’＝ＩRy×１／２
｜ＩRy’｜＝｜ＩRy｜×１／２＝｜ＩFR｜＝｜ＩFT｜
短絡方向継電器４は、算出した補正短絡電流ＩRy’とＲ相−Ｓ相の線間電圧ＶRS、Ｓ相−Ｔ相の線間電圧ＶSTおよびＴ相−Ｒ相の線間電圧ＶTRとに基づいて短絡電流ＩRyの大きさおよび方向を判別する。なお、送配電線のＴ相−Ｒ相間の短絡事故の場合には、図３（ｃ）に示すように、算出した補正短絡電流ＩRy’とＴ相−Ｒ相の線間電圧ＶTR（極性が負）とに基づいて短絡電流ＩRyの大きさおよび方向が判別される。
短絡方向継電器４は、送配電線に短絡事故が発生したと判定すると第１乃至第３の遮断器２1〜２3を一括遮断する。
（４）Ｒ相−Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故の場合
Ｒ相−Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故が発生すると、図６に破線の矢印で示すように、送配電線のＲ相、Ｓ相およびＴ相にＲ相の短絡電流ＩFR、Ｓ相の短絡電流ＩFSおよびＴ相の短絡電流ＩFTが位相差１２０°で内部方向にそれぞれ流れる。
したがって、第１のストレート貫通変流器１０1から短絡方向継器４に出力される短絡電流ｉF1は、Ｒ相の短絡電流ＩFRとＳ相の短絡電流ＩFSとのベクトル和となり、短絡電流ｉF1の振幅はＲ相の短絡電流ＩFR（Ｓ相の短絡電流ＩFS）の振幅となる（図３（ｄ）参照）。
ｉF1＝ＩFR＋ＩFS
｜ｉF1｜＝｜ＩFR＋ＩFS｜＝｜ＩFR｜＝｜ＩFS｜
また、第２のストレート貫通変流器１０2から短絡方向継器４に出力される短絡電流ｉF2は、Ｓ相の短絡電流ＩFSとＴ相の短絡電流ＩFTとのベクトル和の極性が反転されたものとなり、短絡電流ｉF2の振幅はＳ相の短絡電流ＩFS（Ｔ相の短絡電流ＩFT）の振幅となる（図３（ｄ）参照）。
ｉF2＝−（ＩFS＋ＩFT）
｜ｉF2｜＝｜ＩFS＋ＩFT｜＝｜ＩFS｜＝｜ＩFT｜
その結果、差接続された第１および第２のストレート貫通変流器１０1，１０2から短絡方向継電器４に入力される短絡電流ＩRyは、次式で示すようにＲ相の短絡電流ＩFRとＴ相の短絡電流ＩFTとのベクトル差となり、短絡電流ＩRyの振幅はＲ相の短絡電流ＩFR（Ｔ相の短絡電流ＩFT）の振幅の３1/2倍となる（図３（ｄ）参照）。
ＩRy＝ｉF1＋ｉF2＝（ＩFR＋ＩFS）＋｛−（ＩFS＋ＩFT）｝＝ＩFR−ＩFT
｜ＩRy｜＝｜ＩFR−ＩFT｜＝３1/2×｜ＩFR｜＝３1/2×｜ＩFT｜
そこで、短絡方向継電器４は、図１８に示した従来の第１乃至第３の短絡方向継電器４1〜４3に入力される短絡電流の振幅と同じにするために、次式で示すように短絡電流ＩRyを１／３1/2倍して補正短絡電流ＩRy’を算出する。
ＩRy’＝ＩRy×１／３1/2
｜ＩRy’｜＝｜ＩRy｜×１／３1/2-＝｜ＩFR｜＝｜ＩFT｜
短絡方向継電器４は、算出した補正短絡電流ＩRy’とＲ相−Ｓ相の線間電圧ＶRS、Ｓ相−Ｔ相の線間電圧ＶSTおよびＴ相−Ｒ相の線間電圧ＶTRとに基づいて短絡電流ＩRyの大きさおよび方向を判別する。なお、送配電線のＲ相−Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故の場合には、図３（ｄ）に示すように、算出した補正短絡電流ＩRy’とＴ相−Ｒ相の線間電圧ＶTR（極性が負）とに基づいて短絡電流ＩRyの大きさおよび方向が判別される。
短絡方向継電器４は、送配電線に短絡事故が発生したと判定すると第１乃至第３の遮断器２1〜２3を一括遮断する。
【００１５】
なお、送配電線のＲ相およびＳ相がストレートに貫通された第１のストレート貫通変流器１０1と送配電線のＳ相およびＴ相がストレートに貫通された第２のストレート貫通変流器１０2とを差接続したが、送配電線のＳ相およびＴ相がストレートに貫通された第１のストレート貫通変流器１０1と送配電線のＴ相およびＲ相がストレートに貫通された第２のストレート貫通変流器１０2とを差接続してもよいし、送配電線のＴ相およびＲ相がストレートに貫通された第１のストレート貫通変流器１０1と送配電線のＲ相およびＳ相がストレートに貫通された第２のストレート貫通変流器１０2とを差接続してもよい。
【００１６】
ただし、ストレートに貫通させる送配電線の相の組合せによって、短絡方向継電器４は、事故様相に応じて、表１に示す倍率で補正短絡電流ＩRy’を算出するとともに、算出した補正短絡電流ＩRy’と表２に示す線間電圧とに基づいて送配電線に短絡事故が発生したか否かを判定する。
【表１】
2010051123.tif 000003
【表２】
2010051123.tif 000004
【実施例２】
【００１７】
次に、本発明の第２の実施例による方向保護継電装置について、図７を参照して説明する。
本実施例による方向保護継電装置は、図７に示すように、送配電線に設置された第１のストレート貫通変流器１０1と、送配電線に設置された、かつ、第１のストレート貫通変流器１０1と差接続された第２のストレート貫通変流器１０2と、母線に設置された計器用変圧器６と、差接続された第１および第２のストレート貫通変流器１０1，１０2から入力される短絡電流ＩRyと計器用変圧器６から入力されるＲ相、Ｓ相およびＴ相の相電圧ＶR，ＶS，ＶTより求めたＲ相−Ｓ相の線間電圧ＶRS、Ｓ相−Ｔ相の線間電圧ＶSTおよびＴ相−Ｒ相の線間電圧ＶTRとに基づいて送配電線の短絡事故を検出すると、送配電線のＲ相、Ｓ相およびＴ相にそれぞれ設置された第１乃至第３の遮断器２1〜２3を一括遮断する距離継電器２０とを具備する。
【００１８】
ここで、第１のストレート貫通変流器１０1は、２次コイルを巻装した環状鉄心に送配電線のＲ相およびＳ相を同じ向きにストレートに貫通させた貫通形変流器であり、第２のストレート貫通変流器１０2は、２次コイルを巻装した環状鉄心に送配電線のＳ相およびＴ相を同じ向きにストレートに貫通させた貫通形変流器である。
すなわち、送配電線のＲ相およびＳ相はともに第１のストレート貫通変流器１０1の極性方向に貫通されており、送配電線のＳ相およびＴ相はともに第２のストレート貫通変流器１０2の極性方向に貫通されている。
また、第２のストレート貫通変流器１０2は、第２のストレート貫通変流器１０2から距離継電器２０に出力される短絡電流の極性が第１のストレート貫通変流器１０1から距離継電器２０に入力される短絡電流の極性の逆となるように、距離継電器２０と接続されている。
【００１９】
したがって、短絡事故が発生していないときに送配電線のＲ相、Ｓ相およびＴ相に流れる負荷電流をＩR，ＩS，ＩTで表すと、差接続された第１および第２のストレート貫通変流器１０1，１０2から距離継電器２０に入力される負荷電流Ｉは、上述した第１の実施例における短絡方向継電器４の場合と同様にして、Ｒ相の負荷電流ＩRとＳ相の負荷電流ＩSとのベクトル差となり、負荷電流Ｉの振幅はＲ相の負荷電流ＩR（Ｓ相の負荷電流ＩS）の振幅の３1/2倍となる。
Ｉ＝ＩR−ＩS
｜Ｉ｜＝｜ＩR−ＩS｜＝３1/2×｜ＩR｜＝３1/2×｜ＩS｜
そこで、距離継電器２０は、図１９に示した従来の第１乃至第３の距離継電器２０1〜２０3に入力される負荷電流の振幅と同じにするために、次式で示すように負荷電流Ｉを２／３1/2倍して補正負荷電流Ｉ’を算出する。
Ｉ’＝Ｉ×２／３1/2
｜Ｉ’｜＝｜Ｉ｜×２／３1/2-＝２×｜ＩR｜＝２×｜ＩS｜
【００２０】
また、送配電線に短絡事故が発生したときに送配電線のＲ相、Ｓ相およびＴ相に流れる短絡電流をＩFR，ＩFS，ＩFT（インピーダンス角をθとする。）で表すと、距離継電器２０は、事故様相に応じて以下のように動作する。
（１）Ｒ相−Ｓ相間の短絡事故の場合
Ｒ相−Ｓ相間の短絡事故が発生すると、図７に破線の矢印で示すように、送配電線のＲ相にＲ相の短絡電流ＩFRが内部方向に流れ、送配電線のＳ相にＳ相の短絡電流ＩFSが外部方向に流れるが、送配電線のＴ相にはＴ相の短絡電流ＩFTが流れない。
したがって、差接続された第１および第２のストレート貫通変流器１０1，１０2から距離継電器２０に入力される短絡電流ＩRyは、上述した第１の実施例における短絡方向継電器４の場合と同様にして、極性が反転されたＳ相の短絡電流−ＩFSとなり、短絡電流ＩRyの振幅はＳ相の短絡電流ＩFSの振幅となる（図３（ａ）参照）。
ＩRy＝−ＩFS
｜ＩRy｜＝｜ＩFS｜
そこで、距離継電器２０は、図１９に示した従来の第１乃至第３の距離継電器２０1〜２０3に入力される短絡電流の振幅と同じにするために、次式で示すように短絡電流ＩRyを２倍して補正短絡電流ＩRy’を算出する。
ＩRy’＝ＩRy×２
｜ＩRy’｜＝｜ＩRy｜×２-＝２×｜ＩFS｜
距離継電器２０は、算出した補正短絡電流ＩRy’とＲ相−Ｓ相の線間電圧ＶRS、Ｓ相−Ｔ相の線間電圧ＶSTおよびＴ相−Ｒ相の線間電圧ＶTRとに基づいて事故点の距離および短絡電流ＩRyの方向を判別する。なお、送配電線のＲ相−Ｓ相間の短絡事故の場合には、算出した補正短絡電流ＩRy’とＲ相−Ｓ相の線間電圧ＶRSとに基づいて事故点の距離および短絡電流ＩRyの方向が判別される（図３（ａ）参照）。
距離継電器２０は、送配電線に短絡事故が発生したと判定すると第１乃至第３の遮断器２1〜２3を一括遮断する。
（２）Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故の場合
Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故が発生すると、送配電線のＳ相にＳ相の短絡電流ＩFSが内部方向に流れ、送配電線のＴ相にＴ相の短絡電流ＩFTが外部方向に流れるが、送配電線のＲ相にはＲ相の短絡電流ＩFRが流れない（図４参照）。
したがって、差接続された第１および第２のストレート貫通変流器１０1，１０2から距離継電器２０に入力される短絡電流ＩRyは、上述した第１の実施例における短絡方向継電器４の場合と同様にして、Ｓ相の短絡電流ＩFSとなり、短絡電流ＩRyの振幅はＳ相の短絡電流ＩFSの振幅となる（図３（ｂ）参照）。
ＩRy＝ＩFS
｜ＩRy｜＝｜ＩFS｜
そこで、距離継電器２０は、図１９に示した従来の第１乃至第３の距離継電器２０1〜２０3に入力される短絡電流の振幅と同じにするために、次式で示すように短絡電流ＩRyを２倍して補正短絡電流ＩRy’を算出する。
ＩRy’＝ＩRy×２
｜ＩRy’｜＝｜ＩRy｜×２＝２×｜ＩFS｜
距離継電器２０は、算出した補正短絡電流ＩRy’とＲ相−Ｓ相の線間電圧ＶRS、Ｓ相−Ｔ相の線間電圧ＶSTおよびＴ相−Ｒ相の線間電圧ＶTRとに基づいて事故点の距離および短絡電流ＩRyの方向を判別する。なお、送配電線のＳ相−Ｔ相間の短絡事故の場合には、算出した補正短絡電流ＩRy’とＳ相−Ｔ相の線間電圧ＶSTとに基づいて事故点の距離および短絡電流ＩRyの方向が判別される（図３（ｂ）参照）。
距離継電器２０は、送配電線に短絡事故が発生したと判定すると第１乃至第３の遮断器２1〜２3を一括遮断する。
（３）Ｔ相−Ｒ相間の短絡事故の場合
Ｔ相−Ｒ相間の短絡事故が発生すると、送配電線のＴ相にＴ相の短絡電流ＩFTが内部方向に流れ、送配電線のＲ相にＲ相の短絡電流ＩFRが外部方向に流れるが、送配電線のＳ相にはＳ相の短絡電流ＩFSが流れない（図５参照）。
したがって、差接続された第１および第２のストレート貫通変流器１０1，１０2から距離継電器２０に入力される短絡電流ＩRYは、上述した第１の実施例における短絡方向継電器４の場合と同様にして、Ｒ相の短絡電流ＩFRとＴ相の短絡電流ＩFTとのベクトル差となり、短絡電流ＩRyの振幅はＲ相の短絡電流ＩFR（Ｔ相の短絡電流ＩFT）の振幅の２倍となる（図３（ｃ）参照）。
ＩRy＝ＩFR−ＩFT
｜ＩRy｜＝｜ＩFR−ＩFT｜＝２×｜ＩFR｜＝２×｜ＩFT｜
そこで、距離継電器２０は、図１９に示した従来の第１乃至第３の距離継電器２０1〜２０3に入力される短絡電流の振幅と同じにするために、次式で示すように短絡電流ＩRyを１倍して補正短絡電流ＩRy’を算出する。
ＩRy’＝ＩRy×１
｜ＩRy’｜＝｜ＩRy｜×１＝２×｜ＩFR｜
距離継電器２０は、算出した補正短絡電流ＩRy’とＲ相−Ｓ相の線間電圧ＶRS、Ｓ相−Ｔ相の線間電圧ＶSTおよびＴ相−Ｒ相の線間電圧ＶTRとに基づいて事故点の距離および短絡電流ＩRyの方向を判別する。なお、送配電線のＴ相−Ｒ相間の短絡事故の場合には、算出した補正短絡電流ＩRy’とＴ相−Ｒ相の線間電圧ＶTR（極性が負）とに基づいて事故点の距離および短絡電流ＩRyの方向が判別される（図３（ｃ）参照）。
距離継電器２０は、送配電線に短絡事故が発生したと判定すると第１乃至第３の遮断器２1〜２3を一括遮断する。
（４）Ｒ相−Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故の場合
Ｒ相−Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故が発生すると、送配電線のＲ相，Ｓ相およびＴ相にＲ相の短絡電流ＩFR、Ｓ相の短絡電流ＩFSおよびＴ相の短絡電流ＩFTが位相差１２０度で内部方向にそれぞれ流れる（図６参照）。
したがって、差接続された第１および第２のストレート貫通変流器１０1，１０2から距離継電器２０に入力される短絡電流ＩRyは、上述した第１の実施例における短絡方向継電器４の場合と同様にして、Ｒ相の短絡電流ＩFRとＴ相の短絡電流ＩFTとのベクトル差となり、短絡電流ＩRyの振幅はＲ相の短絡電流ＩFR（Ｔ相の短絡電流ＩFT）の振幅の３1/2倍となる（図３（ｄ）参照）。
ＩRy＝ＩFR−ＩFT
｜ＩRy｜＝｜ＩFR−ＩFT｜＝３1/2×｜ＩFR｜＝３1/2×｜ＩFT｜
そこで、距離継電器２０は、図１９に示した従来の第１乃至第３の距離継電器２０1〜２０3に入力される短絡電流の振幅と同じにするために、次式で示すように短絡電流ＩRyを２／３1/2倍して補正短絡電流ＩRy’を算出する。
ＩRy’＝ＩRy×２／３1/2
｜ＩRy’｜＝｜ＩRy｜×２／３1/2-＝２×｜ＩFR｜＝２×｜ＩFS｜
距離継電器２０は、算出した補正短絡電流ＩRy’とＲ相−Ｓ相の線間電圧ＶRS、Ｓ相−Ｔ相の線間電圧ＶSTおよびＴ相−Ｒ相の線間電圧ＶTRとに基づいて事故点の距離および短絡電流ＩRyの方向を判別する。なお、送配電線のＲ相−Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故の場合には、算出した補正短絡電流ＩRy’とＴ相−Ｒ相の線間電圧ＶTR（極性が負）とに基づいて事故点の距離および短絡電流ＩRyの方向が判別される（図３（ｄ）参照）。
距離継電器２０は、送配電線に短絡事故が発生したと判定すると第１乃至第３の遮断器２1〜２3を一括遮断する。
【００２１】
なお、送配電線のＲ相およびＳ相がストレートに貫通された第１のストレート貫通変流器１０1と送配電線のＳ相およびＴ相がストレートに貫通された第２のストレート貫通変流器１０2とを差接続したが、送配電線のＳ相およびＴ相がストレートに貫通された第１のストレート貫通変流器１０1と送配電線のＴ相およびＲ相がストレートに貫通された第２のストレート貫通変流器１０2とを差接続してもよいし、送配電線のＴ相およびＲ相がストレートに貫通された第１のストレート貫通変流器１０1と送配電線のＲ相およびＳ相がストレートに貫通された第２のストレート貫通変流器１０2とを差接続してもよい。
【００２２】
ただし、ストレートに貫通させる送配電線の相の組合せによって、距離継電器２０は、事故様相に応じて、表３に示す倍率で補正短絡電流ＩRy’を算出するとともに、算出した補正短絡電流ＩRy’と表２に示した線間電圧とに基づいて送配電線に短絡事故が発生したか否かを判定する。
【表３】
2010051123.tif 000005
【実施例３】
【００２３】
次に、本発明の第３の実施例による方向保護継電装置について、図８を参照して説明する。
本実施例による方向保護継電装置は、図８に示すように、平衡２回線送配電線の第１の送配電線１Ｌに設置された第１のストレート貫通変流器１０1と、第１の送配電線１Ｌに設置された、かつ、第１のストレート貫通変流器１０1と差接続された第２のストレート貫通変流器１０2と、平衡２回線送配電線の第２の送配電線２Ｌに設置された第３のストレート貫通変流器１０3と、第２の送配電線２Ｌに設置された、かつ、第３のストレート貫通変流器１０3と差接続された第４のストレート貫通変流器１０4と、母線に設置された計器用変圧器６と、差接続された第１および第２のストレート貫通変流器１０1，１０2と差接続された第３および第４のストレート貫通変流器１０3，１０4との差電流（以下、「短絡電流ＩRy」と称する。）と計器用変圧器６から入力されるＲ相、Ｓ相およびＴ相の相電圧ＶR，ＶS，ＶTより求めたＲ相−Ｓ相の線間電圧ＶRS、Ｓ相−Ｔ相の線間電圧ＶSTおよびＴ相−Ｒ相の線間電圧ＶTRとに基づいて第１または第２の送配電線１Ｌ，２Ｌの短絡事故を検出すると、第１および第２の送配電線１Ｌ，２Ｌのうち短絡事故が発生した方（以下、「事故回線」と称する。）のＲ相、Ｓ相およびＴ相にそれぞれ設置された遮断器（第１の送配電線１ＬのＲ相、Ｓ相およびＴ相にそれぞれ設置された第１乃至第３の遮断器２1〜２3、または第２の送配電線２ＬのＲ相、Ｓ相およびＴ相にそれぞれ設置された第４乃至第６の遮断器２4〜２6）を一括遮断する回線選択継電器３０とを具備する。
【００２４】
ここで、第１のストレート貫通変流器１０1は、２次コイルを巻装した環状鉄心に第１の送配電線１ＬのＲ相およびＳ相を同じ向きにストレートに貫通させた貫通形変流器であり、第２のストレート貫通変流器１０2は、２次コイルを巻装した環状鉄心に第１の送配電線１ＬのＳ相およびＴ相を同じ向きにストレートに貫通させた貫通形変流器である。
すなわち、第１の送配電線１ＬのＲ相およびＳ相はともに第１のストレート貫通変流器１０1の極性方向に貫通されており、第１の送配電線１ＬのＳ相およびＴ相はともに第２のストレート貫通変流器１０2の極性方向に貫通されている。
また、第２のストレート貫通変流器１０2は、第２のストレート貫通変流器１０2から回線選択継電器３０に出力される短絡電流の極性が第１のストレート貫通変流器１０1から回線選択継電器３０に入力される短絡電流の極性の逆となるように、回線選択継電器３０と接続されている。
同様に、第３のストレート貫通変流器１０3は、２次コイルを巻装した環状鉄心に第２の送配電線２ＬのＲ相およびＳ相を同じ向きにストレートに貫通させた貫通形変流器であり、第４のストレート貫通変流器１０4は、２次コイルを巻装した環状鉄心に第２の送配電線２ＬのＳ相およびＴ相を同じ向きにストレートに貫通させた貫通形変流器である。
すなわち、第２の送配電線２ＬのＲ相およびＳ相はともに第３のストレート貫通変流器１０3の極性方向に貫通されており、第２の送配電線２ＬのＳ相およびＴ相はともに第４のストレート貫通変流器１０4の極性方向に貫通されている。
また、第４のストレート貫通変流器１０4は、第４のストレート貫通変流器１０4から回線選択継電器３０に出力される短絡電流の極性が第３のストレート貫通変流器１０3から回線選択継電器３０に入力される短絡電流の極性の逆となるように、回線選択継電器３０と接続されている。
さらに、第３のストレート貫通変流器１０3は、第３のストレート貫通変流器１０3から回線選択継電器３０に出力される短絡電流の極性が第１のストレート貫通変流器１０1から回線選択継電器３０に入力される短絡電流の極性の逆となるように、回線選択継電器３０と接続されており、また、第４のストレート貫通変流器１０4は、第４のストレート貫通変流器１０4から回線選択継電器３０に出力される短絡電流の極性が第２のストレート貫通変流器１０2から回線選択継電器３０に入力される短絡電流の極性の逆となるように、回線選択継電器３０と接続されている。
【００２５】
したがって、短絡事故が発生していないときに第１の送配電線１ＬのＲ相、Ｓ相およびＴ相に流れる負荷電流をＩR1，ＩS1，ＩT1で表すとともに第２の送配電線２ＬのＲ相、Ｓ相およびＴ相に流れる負荷電流をＩR2，ＩS2，ＩT2で表すと、差接続された第１および第２のストレート貫通変流器１０1，１０2から回線選択継電器３０に入力される負荷電流ｉ1は、上述した第１の実施例における短絡方向継電器４の場合と同様にして、Ｒ相の負荷電流ＩR1とＴ相の負荷電流ＩT1とのベクトル差となり、負荷電流ｉ1の振幅はＲ相の負荷電流ＩR1（Ｔ相の負荷電流ＩT1）の振幅の３1/2倍となる。
ｉ1＝ＩR1−ＩT1
｜ｉ1｜＝｜ＩR1−ＩT1｜＝３1/2×｜ＩR1｜＝３1/2×｜ＩT1｜
同様に、差接続された第３および第４のストレート貫通変流器１０3，１０4から回線選択継電器３０に入力される負荷電流ｉ2はＲ相の負荷電流ＩR2とＴ相の負荷電流ＩT2とのベクトル差の極性を反転したものとなり、負荷電流ｉ2の振幅はＲ相の負荷電流ＩR2（Ｔ相の負荷電流ＩT2）の振幅の３1/2倍となる。
ｉ2＝ＩR2−ＩT2
｜ｉ2｜＝｜ＩR2−ＩT2｜＝３1/2×｜ＩR2｜＝３1/2×｜ＩT2｜
その結果、回線選択継電器３０に入力される負荷電流Ｉは負荷電流ｉ1と負荷電流ｉ2とのベクトル和となり、負荷電流Ｉの振幅は“０”となる（Ｉ＝ｉ1＋ｉ2＝０）。
なお、回線選択継電器３０は、図２０に示した従来の第１乃至第３の回線選択継電器３０1〜３０3に入力される負荷電流の振幅と同じにするために、次式で示すように負荷電流Ｉを１／３1/2倍して補正負荷電流Ｉ’を算出する。
Ｉ’＝Ｉ×１／３1/2
｜Ｉ’｜＝｜Ｉ｜×１／３1/2-
【００２６】
また、第１または第２の送配電線１Ｌ，２Ｌに短絡事故が発生したときに第１および第２の送配電線１Ｌ，２ＬのＲ相、Ｓ相およびＴ相に流れる短絡電流をＩFR，ＩFS，ＩFT（インピーダンス角をθとする。）で表すと、回線選択継電器３０は、事故様相に応じて以下のように動作する。
（１）Ｒ相−Ｓ相間の短絡事故の場合
Ｒ相−Ｓ相間の短絡事故が発生すると、図８に破線の矢印で示すように、第１および第２の送配電線１Ｌ，２ＬのＲ相にＲ相の短絡電流ＩFRが内部方向に流れ、第１および第２の送配電線１Ｌ，２ＬのＳ相にＳ相の短絡電流ＩFSが外部方向に流れるが、第１および第２の送配電線１Ｌ，２ＬのＴ相にはＴ相の短絡電流ＩFTが流れない。
したがって、回線選択継電器３０に入力される短絡電流ＩRyは、上述した第１の実施例における短絡方向継電器４の場合と同様にして、極性が反転されたＳ相の短絡電流−ＩFS（第１の送配電線１ＬのＳ相に流れる短絡電流と第２の送配電線２ＬのＳ相に流れる短絡電流との差電流の極性を反転したもの）となり、短絡電流ＩRyの振幅はＳ相の短絡電流ＩFSの振幅となる（図３（ａ）参照）。
ＩRy＝−ＩFS
｜ＩRy｜＝｜ＩFS｜
そこで、回線選択継電器３０は、図２０に示した従来の第１乃至第３の回線選択継電器３０1〜３０3に入力される短絡電流の振幅と同じにするために、次式で示すように短絡電流ＩRyを１倍して補正短絡電流ＩRy’を算出する。
ＩRy’＝ＩRy×１
｜ＩRy’｜＝｜ＩRy｜×１-＝｜ＩFS｜
回線選択継電器３０は、算出した補正短絡電流ＩRy’とＲ相−Ｓ相の線間電圧ＶRS、Ｓ相−Ｔ相の線間電圧ＶSTおよびＴ相−Ｒ相の線間電圧ＶTRとに基づいて事故回線を判別する。なお、第１または第２の送配電線１Ｌ，２ＬのＲ相−Ｓ相間の短絡事故の場合には、算出した補正短絡電流ＩRy’とＲ相−Ｓ相の線間電圧ＶRSとに基づいて事故回線が判別される（図３（ａ）参照）。
回線選択継電器３０は、第１の送配電線１Ｌに短絡事故が発生したと判定すると第１乃至第３の遮断器２1〜２3を一括遮断し、また、第２の送配電線２Ｌに短絡事故が発生したと判定すると第４乃至第６の遮断器２4〜２6を一括遮断する。
（２）Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故の場合
Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故が発生すると、第１および第２の送配電線１Ｌ，２ＬのＳ相にＳ相の短絡電流ＩFSが内部方向に流れ、第１および第２の送配電線１Ｌ，２ＬのＴ相にＴ相の短絡電流ＩFTが外部方向に流れるが、第１および第２の送配電線１Ｌ，２ＬのＲ相にはＲ相の短絡電流ＩFRが流れない（図４参照）。
したがって、回線選択継電器３０に入力される短絡電流ＩRyは、上述した第１の実施例における短絡方向継電器４の場合と同様にして、Ｓ相の短絡電流ＩFS（第１の送配電線１ＬのＳ相に流れる短絡電流と第２の送配電線２ＬのＳ相に流れる短絡電流との差電流）となり、短絡電流ＩRyの振幅はＳ相の短絡電流ＩFSの振幅となる（図３（ｂ）参照）。
ＩRy＝ＩFS
｜ＩRy｜＝｜ＩFS｜
そこで、回線選択継電器３０は、図２０に示した従来の第１乃至第３の回線選択継電器３０1〜３０3に入力される短絡電流の振幅と同じにするために、次式で示すように短絡電流ＩRyを１倍して補正短絡電流ＩRy’を算出する。
ＩRy’＝ＩRy×１
｜ＩRy’｜＝｜ＩRy｜×１＝｜ＩFS｜
回線選択継電器３０は、算出した補正短絡電流ＩRy’とＲ相−Ｓ相の線間電圧ＶRS、Ｓ相−Ｔ相の線間電圧ＶSTおよびＴ相−Ｒ相の線間電圧ＶTRとに基づいて事故回線を判別する。なお、第１または第２の送配電線１Ｌ，２ＬのＳ相−Ｔ相間の短絡事故の場合には、算出した補正短絡電流ＩRy’とＳ相−Ｔ相の線間電圧ＶSTとに基づいて事故回線が判別される（図３（ｂ）参照）。
回線選択継電器３０は、第１の送配電線１Ｌに短絡事故が発生したと判定すると第１乃至第３の遮断器２1〜２3を一括遮断し、また、第２の送配電線２Ｌに短絡事故が発生したと判定すると第４乃至第６の遮断器２4〜２6を一括遮断する。
（３）Ｔ相−Ｒ相間の短絡事故の場合
Ｔ相−Ｒ相間の短絡事故が発生すると、第１および第２の送配電線１Ｌ，２ＬのＴ相にＴ相の短絡電流ＩFTが内部方向に流れ、第１および第２の送配電線１Ｌ，２ＬのＲ相にＲ相の短絡電流ＩFRが外部方向に流れるが、第１および第２の送配電線１Ｌ，２ＬのＳ相にはＳ相の短絡電流ＩFSが流れない（図５参照）。
したがって、回線選択継電器３０に入力される短絡電流ＩRyは、上述した第１の実施例における短絡方向継電器４の場合と同様にして、Ｒ相の短絡電流ＩFR（第１の送配電線１ＬのＲ相に流れる短絡電流と第２の送配電線２ＬのＲ相に流れる短絡電流との差電流）とＴ相の短絡電流ＩFT（第１の送配電線１ＬのＴ相に流れる短絡電流と第２の送配電線２ＬのＴ相に流れる短絡電流との差電流）とのベクトル差となり、短絡電流ＩRyの振幅はＲ相の短絡電流ＩFR（Ｔ相の短絡電流ＩFT）の振幅の２倍となる（図３（ｃ）参照）。
ＩRy＝ＩFR−ＩFT
｜ＩRy｜＝｜ＩFR−ＩFT｜＝２×｜ＩFR｜＝２×｜ＩFT｜
そこで、回線選択継電器３０は、図２０に示した従来の第１乃至第３の回線選択継電器３０1〜３０3に入力される短絡電流の振幅と同じにするために、次式で示すように短絡電流ＩRyを１／２倍して補正短絡電流ＩRy’を算出する。
ＩRy’＝ＩRy×１／２
｜ＩRy’｜＝｜ＩRy｜×１／２＝｜ＩFR｜＝｜ＩFT｜
回線選択継電器３０は、算出した補正短絡電流ＩRy’とＲ相−Ｓ相の線間電圧ＶRS、Ｓ相−Ｔ相の線間電圧ＶSTおよびＴ相−Ｒ相の線間電圧ＶTRとに基づいて事故回線を判別する。なお、第１または第２の送配電線１Ｌ，２ＬのＴ相−Ｒ相間の短絡事故の場合には、算出した補正短絡電流ＩRy’とＴ相−Ｒ相の線間電圧ＶTR（極性が負）とに基づいて事故回線が判別される（図３（ｃ）参照）。
回線選択継電器３０は、第１の送配電線１Ｌに短絡事故が発生したと判定すると第１乃至第３の遮断器２1〜２3を一括遮断し、また、第２の送配電線２Ｌに短絡事故が発生したと判定すると第４乃至第６の遮断器２4〜２6を一括遮断する。
（４）Ｒ相−Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故の場合
Ｒ相−Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故が発生すると、第１および第２の送配電線１Ｌ，２ＬのＲ相，Ｓ相およびＴ相にＲ相の短絡電流ＩFR、Ｓ相の短絡電流ＩFSおよびＴ相の短絡電流ＩFTが位相差１２０°で内部方向にそれぞれ流れる（図６参照）。
したがって、回線選択継電器３０に入力される短絡電流ＩRyは、上述した第１の実施例における短絡方向継電器４の場合と同様にして、Ｒ相の短絡電流ＩFR（第１の送配電線１ＬのＲ相に流れる短絡電流と第２の送配電線２ＬのＲ相に流れる短絡電流との差電流）とＴ相の短絡電流ＩFT（第１の送配電線１ＬのＴ相に流れる短絡電流と第２の送配電線２ＬのＴ相に流れる短絡電流との差電流）とのベクトル差となり、短絡電流ＩRyの振幅はＲ相の短絡電流ＩFR（Ｔ相の短絡電流ＩFT）の振幅の３1/2倍となる（図３（ｄ）参照）。
ＩRy＝ＩFR−ＩFT
｜ＩRy｜＝｜ＩFR−ＩFT｜＝３1/2×｜ＩFR｜＝３1/2×｜ＩFT｜
そこで、回線選択継電器３０は、図２０に示した従来の第１乃至第３の回線選択継電器３０1〜３０3に入力される短絡電流の振幅と同じにするために、次式で示すように短絡電流ＩRyを１／３1/2倍して補正短絡電流ＩRy’を算出する。
ＩRy’＝ＩRy×１／３1/2
｜ＩRy’｜＝｜ＩRy｜×１／３1/2-＝｜ＩFR｜＝｜ＩFT｜
回線選択継電器３０は、算出した補正短絡電流ＩRy’とＲ相−Ｓ相の線間電圧ＶRS、Ｓ相−Ｔ相の線間電圧ＶSTおよびＴ相−Ｒ相の線間電圧ＶTRとに基づいて事故回線を判別する。なお、第１または第２の送配電線１Ｌ，２ＬのＴ相−Ｒ相間の短絡事故の場合には、算出した補正短絡電流ＩRy’とＴ相−Ｒ相の線間電圧ＶTR（極性が負）とに基づいて事故回線が判別される（図３（ｄ）参照）。
回線選択継電器３０は、第１の送配電線１Ｌに短絡事故が発生したと判定すると第１乃至第３の遮断器２1〜２3を一括遮断し、また、第２の送配電線２Ｌに短絡事故が発生したと判定すると第４乃至第６の遮断器２4〜２6を一括遮断する。
【００２７】
なお、第１の送配電線１ＬのＲ相およびＳ相がストレートに貫通された第１のストレート貫通変流器１０1と第１の送配電線１ＬのＳ相およびＴ相がストレートに貫通された第２のストレート貫通変流器１０2とを差接続したが、第１の送配電線１ＬのＳ相およびＴ相がストレートに貫通された第１のストレート貫通変流器１０1と第１の送配電線１ＬのＴ相およびＲ相がストレートに貫通された第２のストレート貫通変流器１０2とを差接続してもよいし、第１の送配電線１ＬのＴ相およびＲ相がストレートに貫通された第１のストレート貫通変流器１０1と第１の送配電線１ＬのＲ相およびＳ相がストレートに貫通された第２のストレート貫通変流器１０2とを差接続してもよい。
第３および第４のストレート貫通変流器１０3，１０4についても同様である。
【００２８】
ただし、ストレートに貫通させる送配電線の相の組合せによって、回線選択継電器３０は、事故様相に応じて、表１に示した倍率で補正短絡電流ＩRy’を算出するとともに、算出した補正短絡電流ＩRy’と表２に示した線間電圧とに基づいて事故回線を判別して、第１または第２の送配電線１Ｌ，２Ｌに短絡事故が発生したか否かを判定する。
【実施例４】
【００２９】
次に、本発明の第４の実施例による方向保護継電装置について、図９乃至図１５を参照して説明する。
本実施例による方向保護継電装置は、図９に示すように、送配電線に設置された第１のストレート貫通変流器１０1と、送配電線に設置された第２のストレート貫通変流器１０2と、母線に設置された計器用変圧器６と、第１のストレート貫通変流器１０1から入力される第１の短絡電流ＩRy1と計器用変圧器６から入力されるＲ相、Ｓ相およびＴ相の相電圧ＶR，ＶS，ＶTより求めたＲ相−Ｓ相の線間電圧ＶRS、Ｓ相−Ｔ相の線間電圧ＶST、Ｔ相−Ｒ相の線間電圧ＶTR、Ｒ相−Ｓ相の和電圧Ｖ(R+S)（Ｒ相の相電圧ＶRとＳ相の相電圧ＶSとのベクトル和）、Ｓ相−Ｔ相の和電圧Ｖ(S+T)（Ｓ相の相電圧ＶSとＴ相の相電圧ＶTとのベクトル和）およびＴ相−Ｒ相の和電圧Ｖ(T+R)（Ｔ相の相電圧ＶTとＲ相の相電圧ＶRとのベクトル和）とに基づいて送配電線の短絡事故を検出すると、送配電線のＲ相、Ｓ相およびＴ相にそれぞれ設置された第１乃至第３の遮断器２1〜２3を一括遮断する第１の短絡方向継電器４1と、第２のストレート貫通変流器１０2から入力される第２の短絡電流ＩRy2と計器用変圧器６から入力されるＲ相、Ｓ相およびＴ相の相電圧ＶR，ＶS，ＶTより求めたＲ相−Ｓ相の線間電圧ＶRS、Ｓ相−Ｔ相の線間電圧ＶST、Ｔ相−Ｒ相の線間電圧ＶTR、Ｒ相−Ｓ相の和電圧Ｖ(R+S)、Ｓ相−Ｔ相の和電圧Ｖ(S+T)およびＴ相−Ｒ相の和電圧Ｖ(T+R)とに基づいて送配電線の短絡事故を検出すると、第１乃至第３の遮断器２1〜２3を一括遮断する第２の短絡方向継電器４1とを具備する。
【００３０】
ここで、第１のストレート貫通変流器１０1は、２次コイルを巻装した環状鉄心に送配電線のＲ相およびＳ相を同じ向きにストレートに貫通させた貫通形変流器であり、第２のストレート貫通変流器１０2は、２次コイルを巻装した環状鉄心に送配電線のＳ相およびＴ相を同じ向きにストレートに貫通させた貫通形変流器である。
すなわち、送配電線のＲ相およびＳ相はともに第１のストレート貫通変流器１０1の極性方向に貫通されており、送配電線のＳ相およびＴ相はともに第２のストレート貫通変流器１０2の極性方向に貫通されている。
【００３１】
したがって、短絡事故が発生していないときに送配電線のＲ相、Ｓ相およびＴ相に流れる負荷電流をＩR，ＩS，ＩTで表すと、図１０に示すようにＲ相の負荷電流ＩRとＳ相の負荷電流ＩSとが１２０°の位相差で第１のストレート貫通変流器１０1の環状鉄心を極性方向に貫通して流れるため、第１のストレート貫通変流器１０1から第１の短絡方向継電器４1に入力される第１の負荷電流Ｉ1はＲ相の負荷電流ＩRとＳ相の負荷電流ＩSとのベクトル和となり、第１の負荷電流Ｉ1の振幅はＲ相の負荷電流ＩR（Ｓ相の負荷電流ＩS）の振幅の１倍となる。
Ｉ1＝ＩR＋ＩS
｜Ｉ1｜＝｜ＩR＋ＩS｜＝｜ＩR｜＝｜ＩS｜
同様に、図１０に示すようにＳ相の負荷電流ＩSとＴ相の負荷電流ＩTとが１２０°の位相差で第２のストレート貫通変流器１０2の環状鉄心を極性方向に貫通して流れるため、第２のストレート貫通変流器１０2から第２の短絡方向継電器４2に入力される第２の負荷電流Ｉ2はＳ相の負荷電流ＩSとＴ相の負荷電流ＩTとのベクトル和となり、第２の負荷電流Ｉ2の振幅はＳ相の負荷電流ＩS（Ｔ相の負荷電流ＩT）の振幅となる。
Ｉ2＝ＩS＋ＩT
｜Ｉ2｜＝｜ＩS＋ＩT｜＝｜ＩS｜＝｜ＩT｜
【００３２】
また、送配電線において短絡事故が発生したときに送配電線のＲ相、Ｓ相およびＴ相に流れる短絡電流をＩFR，ＩFS，ＩFT（インピーダンス角をθとする。）で表すと、第１および第２の短絡方向継電器４1，４2は、事故様相に応じて以下のように動作する。
（１）Ｒ相−Ｓ相間の短絡事故の場合
Ｒ相−Ｓ相間の短絡事故が発生すると、図９に破線の矢印で示すように、送配電線のＲ相にＲ相の短絡電流ＩFRが内部方向に流れ、送配電線のＳ相にＳ相の短絡電流ＩFSが外部方向に流れるが、送配電線のＴ相にはＴ相の短絡電流ＩFTが流れない。
したがって、第１のストレート貫通変流器１０1から第１の短絡方向継電器４1に入力される第１の短絡電流ＩRy1はＲ相の短絡電流ＩFRとＳ相の短絡電流ＩFSとのベクトル和となり、第１の短絡電流ＩRy1の振幅は“０”となる（図１１（ａ−１）参照）。
ＩRy1＝ＩFR＋ＩFS＝０
｜ＩRy1｜＝｜ＩFR＋ＩFS｜＝０
その結果、第１の短絡方向継電器４1は動作しない。
また、第２のストレート貫通変流器１０2から第２の短絡方向継電器４2に入力される第２の短絡電流ＩRy2はＳ相の短絡電流ＩFSとなり、第２の短絡電流ＩRy2の振幅はＳ相の短絡電流ＩFSの振幅となる（図１１（ａ−２）参照）。
ＩRy2＝ＩFS
｜ＩRy2｜＝｜ＩFS｜
第２の短絡方向継電器４2は、第２の短絡電流ＩRy2とＲ相−Ｓ相の線間電圧ＶRS、Ｓ相−Ｔ相の線間電圧ＶSTおよびＴ相−Ｒ相の線間電圧ＶTRとに基づいて第２の短絡電流ＩRy2の大きさおよび方向を判別する。なお、送配電線のＲ相−Ｓ相間の短絡事故の場合には、図１１（ａ−２）に示すように、第２の短絡電流ＩRy2とＲ相−Ｓ相の線間電圧ＶRS（極性が負）とに基づいて第２の短絡電流ＩRy2の大きさおよび方向が判別される。
第２の短絡方向継電器４2は、送配電線に短絡事故が発生したと判定すると第１乃至第３の遮断器２1〜２3を一括遮断する。
（２）Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故の場合
Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故が発生すると、図１３に破線の矢印で示すように、送配電線のＳ相にＳ相の短絡電流ＩFSが内部方向に流れ、送配電線のＴ相にＴ相の短絡電流ＩFTが外部方向に流れるが、送配電線のＲ相にはＲ相の短絡電流ＩFRが流れない。
したがって、第１のストレート貫通変流器１０1から第１の短絡方向継電器４1に入力される第１の短絡電流ＩRy1はＳ相の短絡電流ＩFSとなり、第１の短絡電流ＩRy1の振幅はＳ相の短絡電流ＩFSの振幅となる（図１１（ｂ−１）参照）。
ＩRy1＝ＩFS
｜ＩRy1｜＝｜ＩFS｜
第１の短絡方向継電器４1は、第１の短絡電流ＩRy1とＲ相−Ｓ相の線間電圧ＶRS、Ｓ相−Ｔ相の線間電圧ＶSTおよびＴ相−Ｒ相の線間電圧ＶTRとに基づいて第１の短絡電流ＩRy1の大きさおよび方向を判別する。なお、送配電線のＳ相−Ｔ相間の短絡事故の場合には、図１１（ｂ−１）に示すように、第１の短絡電流ＩRy1とＳ相−Ｔ相の線間電圧ＶSTとに基づいて第１の短絡電流ＩRy1の大きさおよび方向が判別される。
第１の短絡方向継電器４1は、送配電線に短絡事故が発生したと判定すると第１乃至第３の遮断器２1〜２3を一括遮断する。
また、第２のストレート貫通変流器１０2から第２の短絡方向継電器４2に入力される第２の短絡電流ＩRy2はＳ相の短絡電流ＩFSとＴ相の短絡電流ＩFTとのベクトル和となり、第２の短絡電流ＩRy2の振幅は“０”となる（図１１（ｂ−２）参照）。
ＩRy2＝ＩFS＋ＩFT＝０
｜ＩRy2｜＝｜ＩFS＋ＩFT｜＝０
その結果、第２の短絡方向継電器４2は動作しない。
（３）Ｔ相−Ｒ相間の短絡事故の場合
Ｔ相−Ｒ相間の短絡事故が発生すると、図１４に破線の矢印で示すように送配電線のＴ相にＴ相の短絡電流ＩFTが内部方向に流れ、送配電線のＲ相にＲ相の短絡電流ＩFRが外部方向に流れるが、送配電線のＳ相にはＳ相の短絡電流ＩFSが流れない。
したがって、第１のストレート貫通変流器１０1から第１の短絡方向継電器４1に入力される第１の短絡電流ＩRy1はＲ相の短絡電流ＩFRとなり、第１の短絡電流ＩRy1の振幅はＲ相の短絡電流ＩFRの振幅となる（図１２（ａ−１）参照）。
ＩRy1＝ＩFR
｜ＩRy1｜＝｜ＩFR｜
第１の短絡方向継電器４1は、第１の短絡電流ＩRy1とＲ相−Ｓ相の線間電圧ＶRS、Ｓ相−Ｔ相の線間電圧ＶSTおよびＴ相−Ｒ相の線間電圧ＶTRとに基づいて第１の短絡電流ＩRy1の大きさおよび方向を判別する。なお、送配電線のＴ相−Ｒ相間の短絡事故の場合には、図１２（ａ−１）に示すように、第１の短絡電流ＩRy1とＴ相−Ｒ相の線間電圧ＶTR（極性が負）とに基づいて第１の短絡電流ＩRy1の大きさおよび方向が判別される。
第１の短絡方向継電器４1は、送配電線に短絡事故が発生したと判定すると第１乃至第３の遮断器２1〜２3を一括遮断する。
また、第２のストレート貫通変流器１０2から第２の短絡方向継電器４2に入力される第２の短絡電流ＩRy2はＴ相の短絡電流ＩFTとなり、第２の短絡電流ＩRy2の振幅はＴ相の短絡電流ＩFTの振幅となる（図１２（ａ−２）参照）。
ＩRy2＝ＩFT
｜ＩRy2｜＝｜ＩFT｜
第２の短絡方向継電器４2は、第２の短絡電流ＩRy2とＲ相−Ｓ相の線間電圧ＶRS、Ｓ相−Ｔ相の線間電圧ＶSTおよびＴ相−Ｒ相の線間電圧ＶTRとに基づいて第２の短絡電流ＩRy2の大きさおよび方向を判別する。なお、送配電線のＴ相−Ｒ相間の短絡事故の場合には、図１２（ａ−２）に示すように、第２の短絡電流ＩRy2とＴ相−Ｒ相の線間電圧ＶTRとに基づいて第２の短絡電流ＩRy2の大きさおよび方向が判別される。
第２の短絡方向継電器４2は、送配電線に短絡事故が発生したと判定すると第１乃至第３の遮断器２1〜２3を一括遮断する。
（４）Ｒ相−Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故の場合
Ｒ相−Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故が発生すると、図１５に破線の矢印で示すように、送配電線のＲ相，Ｓ相およびＴ相にＲ相の短絡電流ＩFR、Ｓ相の短絡電流ＩFSおよびＴ相の短絡電流ＩFTが位相差１２０°で内部方向にそれぞれ流れる。
したがって、第１のストレート貫通変流器１０1から第１の短絡方向継電器４1に入力される第１の短絡電流ＩRy1はＲ相の短絡電流ＩFRとＳ相の短絡電流ＩFSとのベクトル和となり、第１の短絡電流ＩRy1の振幅はＲ相の短絡電流ＩFR（Ｓ相の短絡電流ＩFS）の振幅となる（図１２（ｂ−１）参照）。
ＩRy1＝ＩFR＋ＩFS
｜ＩRy1｜＝｜ＩFR＋ＩFS｜＝｜ＩFR｜＝｜ＩFS｜
第１の短絡方向継電器４1は、第１の短絡電流ＩRy1とＲ相−Ｓ相の和電圧Ｖ(R+S)、Ｓ相−Ｔ相の和電圧Ｖ(S+T)およびＴ相−Ｒ相の和電圧Ｖ(T+R)とに基づいて第１の短絡電流ＩRy1の大きさおよび方向を判別する。なお、送配電線のＲ相−Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故の場合には、図１２（ｂ−１）に示すように、第１の短絡電流ＩRy1とＲ−Ｓ相の和電圧Ｖ(R+S)とに基づいて第１の短絡電流ＩRy1の大きさおよび方向が判別される。
第１の短絡方向継電器４1は、送配電線に短絡事故が発生したと判定すると第１乃至第３の遮断器２1〜２3を一括遮断する。
また、第２のストレート貫通変流器１０2から第２の短絡方向継電器４2に入力される第２の短絡電流ＩRy2はＳ相の短絡電流ＩFSとＴ相の短絡電流ＩFTとのベクトル和となり、第２の短絡電流ＩRy2の振幅はＳ相の短絡電流ＩFS（Ｔ相の短絡電流ＩFT）の振幅となる（図１２（ｂ−２）参照）。
ＩRy2＝ＩFS＋ＩFT
｜ＩRy2｜＝｜ＩFS＋ＩFT｜＝｜ＩFS｜＝｜ＩFT｜
第２の短絡方向継電器４2は、第２の短絡電流ＩRy2とＲ相−Ｓ相の和電圧Ｖ(R+S)、Ｓ相−Ｔ相の和電圧Ｖ(S+T)およびＴ相−Ｒ相の和電圧Ｖ(T+R)とに基づいて第２の短絡電流ＩRy2の大きさおよび方向を判別する。なお、送配電線のＲ相−Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故の場合には、図４（ｂ−２）に示すように、第２の短絡電流ＩRy2とＳ相−Ｔ相の和電圧Ｖ(S+T)とに基づいて第２の短絡電流ＩRy2の大きさおよび方向が判別される。
第２の短絡方向継電器４2は、送配電線に短絡事故が発生したと判定すると第１乃至第３の遮断器２1〜２3を一括遮断する。
【００３３】
なお、送配電線のＲ相およびＳ相がストレートに貫通された第１のストレート貫通変流器１０1と送配電線のＳ相およびＴ相がストレートに貫通された第２のストレート貫通変流器１０2とを用いたが、送配電線のＳ相およびＴ相がストレートに貫通された第１のストレート貫通変流器１０1と送配電線のＴ相およびＲ相がストレートに貫通された第２のストレート貫通変流器１０2とを用いてもよいし、送配電線のＴ相およびＲ相がストレートに貫通された第１のストレート貫通変流器１０1と送配電線のＲ相およびＳ相がストレートに貫通された第２のストレート貫通変流器１０2とを用いてもよい。
【００３４】
ただし、ストレートに貫通させる送配電線の相の組合せによって、第１および第２の短絡方向継電器４1，４2は、事故様相に応じて、表４に示す線間電圧および和電圧に基づいて第１および第２の短絡電流ＩRy1，ＩRy2の大きさおよび方向を判別して、送配電線に短絡事故が発生したか否かを判定する。
【表４】
2010051123.tif 000006
【実施例５】
【００３５】
次に、本発明の第５の実施例による方向保護継電装置について、図１６を参照して説明する。
本実施例による方向保護継電装置は、図１６に示すように、送配電線に設置された第１のストレート貫通変流器１０1と、送配電線に設置された第２のストレート貫通変流器１０2と、母線に設置された計器用変圧器６と、第１のストレート貫通変流器１０1から入力される第１の短絡電流ＩRy1と計器用変圧器６から入力されるＲ相、Ｓ相およびＴ相の相電圧ＶR，ＶS，ＶTより求めたＲ相−Ｓ相の線間電圧ＶRS、Ｓ相−Ｔ相の線間電圧ＶST、Ｔ相−Ｒ相の線間電圧ＶTR、Ｒ相−Ｓ相の和電圧Ｖ(R+S)、Ｓ相−Ｔ相の和電圧Ｖ(S+T)およびＴ相−Ｒ相の和電圧Ｖ(T+R)とに基づいて送配電線の短絡事故を検出すると、送配電線のＲ相、Ｓ相およびＴ相にそれぞれ設置された第１乃至第３の遮断器２1〜２3を一括遮断する第１の距離継電器２０1と、第２のストレート貫通変流器１０2から入力される第２の短絡電流ＩRy2と計器用変圧器６から入力されるＲ相、Ｓ相およびＴ相の相電圧ＶR，ＶS，ＶTより求めたＲ相−Ｓ相の線間電圧ＶRS、Ｓ相−Ｔ相の線間電圧ＶST、Ｔ相−Ｒ相の線間電圧ＶTR、Ｒ相−Ｓ相の和電圧Ｖ(R+S)、Ｓ相−Ｔ相の和電圧Ｖ(S+T)およびＴ相−Ｒ相の和電圧Ｖ(T+R)とに基づいて送配電線の短絡事故を検出すると、送配電線のＲ相、Ｓ相およびＴ相にそれぞれ設置された第１乃至第３の遮断器２1〜２3を一括遮断する第２の距離継電器２０1とを具備する。
【００３６】
ここで、第１のストレート貫通変流器１０1は、２次コイルを巻装した環状鉄心に送配電線のＲ相およびＳ相を同じ向きにストレートに貫通させた貫通形変流器であり、第２のストレート貫通変流器１０2は、２次コイルを巻装した環状鉄心に送配電線のＳ相およびＴ相を同じ向きにストレートに貫通させた貫通形変流器である。
すなわち、送配電線のＲ相およびＳ相はともに第１のストレート貫通変流器１０1の極性方向に貫通されており、送配電線のＳ相およびＴ相はともに第２のストレート貫通変流器１０2の極性方向に貫通されている。
【００３７】
したがって、短絡事故が発生していないときに送配電線のＲ相、Ｓ相およびＴ相に流れる負荷電流をＩR，ＩS，ＩTで表すと、第１のストレート貫通変流器１０1から第１の距離継電器２０1に入力される第１の負荷電流Ｉ1は、上述した第４の実施例における第１の短絡方向継電器４1の場合と同様にして、Ｒ相の負荷電流ＩRとＳ相の負荷電流ＩSとのベクトル和となり、第１の負荷電流Ｉ1の振幅はＲ相の負荷電流ＩR（Ｓ相の負荷電流ＩS）の振幅となる。
Ｉ1＝ＩR＋ＩS
｜Ｉ1｜＝｜ＩR＋ＩS｜＝｜ＩR｜＝｜ＩS｜
同様に、第２のストレート貫通変流器１０2から第２の距離継電器２０2に入力される第２の負荷電流Ｉ2は、上述した第４の実施例における第２の短絡方向継電器４2の場合と同様にして、Ｓ相の負荷電流ＩSとＴ相の負荷電流ＩTとのベクトル和となり、第２の負荷電流Ｉ2の振幅はＳ相の負荷電流ＩS（Ｔ相の負荷電流ＩT）の振幅となる。
Ｉ2＝ＩS＋ＩT
｜Ｉ2｜＝｜ＩS＋ＩT｜＝｜ＩS｜＝｜ＩT｜
【００３８】
また、送配電線において短絡事故が発生したときに送配電線のＲ相、Ｓ相およびＴ相に流れる短絡電流をＩFR，ＩFS，ＩFT（インピーダンス角をθとする。）で表すと、第１および第２の距離継電器２０1，２０2は、事故様相に応じて以下のように動作する。
（１）Ｒ相−Ｓ相間の短絡事故の場合
Ｒ相−Ｓ相間の短絡事故が発生すると、図１６に破線の矢印で示すように送配電線のＲ相にＲ相の短絡電流ＩFRが内部方向に流れ、送配電線のＳ相にＳ相の短絡電流ＩFSが外部方向に流れるが、送配電線のＴ相にはＴ相の短絡電流ＩFTが流れない。
したがって、第１のストレート貫通変流器１０1から第１の距離継電器２０1に入力される第１の短絡電流ＩRy1は、上述した第４の実施例における第１の短絡方向継電器４1の場合と同様にして、Ｒ相の短絡電流ＩFRとＳ相の短絡電流ＩFSとのベクトル和となり、第１の短絡電流ＩRy1の振幅は“０”となる（図１１（ａ−１）参照）。
ＩRy1＝ＩFR＋ＩFS＝０
｜ＩRy1｜＝｜ＩFR＋ＩFS｜＝０
その結果、第１の距離継電器２０1は動作しない。
また、第２のストレート貫通変流器１０2から第２の距離継電器２０2に入力される第２の短絡電流ＩRy2は、上述した第４の実施例における第２の短絡方向継電器４2の場合と同様にして、Ｓ相の短絡電流ＩFSとなり、第２の短絡電流ＩRy2の振幅はＳ相の短絡電流ＩFSの振幅となる（図１１（ａ−２）参照）。
ＩRy2＝ＩFS
｜ＩRy2｜＝｜ＩFS｜
第２の距離継電器２０2は、第２の短絡電流ＩRy2とＲ相−Ｓ相の線間電圧ＶRS、Ｓ相−Ｔ相の線間電圧ＶSTおよびＴ相−Ｒ相の線間電圧ＶTRとに基づいて事故点の距離および第２の短絡電流ＩRy2の方向を判別する。なお、送配電線のＲ相−Ｓ相間の短絡事故の場合には、第２の短絡電流ＩRy2とＲ相−Ｓ相の線間電圧ＶRS（極性が負）とに基づいて事故点の距離および第２の短絡電流ＩRy2の方向が判別される（図１１（ａ−２）参照）。
第２の距離継電器２０2は、送配電線に短絡事故が発生したと判定すると第１乃至第３の遮断器２1〜２3を一括遮断する。
（２）Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故の場合
Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故が発生すると、送配電線のＳ相にＳ相の短絡電流ＩFSが内部方向に流れ、送配電線のＴ相にＴ相の短絡電流ＩFTが外部方向に流れるが、送配電線のＲ相にはＲ相の短絡電流ＩFRが流れない（図１３参照）。
したがって、第１のストレート貫通変流器１０1から第１の距離継電器２０1に入力される第１の短絡電流ＩRy1は、上述した第４の実施例における第１の短絡方向継電器４1の場合と同様にして、Ｓ相の短絡電流ＩFSとなり、第１の短絡電流ＩRy1の振幅はＳ相の短絡電流ＩFSの振幅となる（図１１（ｂ−１）参照）。
ＩRy1＝ＩFS
｜ＩRy1｜＝｜ＩFS｜
第１の距離継電器２０1は、第１の短絡電流ＩRy1とＲ相−Ｓ相の線間電圧ＶRS、Ｓ相−Ｔ相の線間電圧ＶSTおよびＴ相−Ｒ相の線間電圧ＶTRとに基づいて事故点の距離および第１の短絡電流ＩRy1の方向を判別する。なお、送配電線のＳ相−Ｔ相間の短絡事故の場合には、第１の短絡電流ＩRy1とＳ相−Ｔ相の線間電圧ＶSTとに基づいて事故点の距離および第１の短絡電流ＩRy1の方向が判別される（図１１（ｂ−１）参照）。
第１の距離継電器２０1は、送配電線に短絡事故が発生したと判定すると第１乃至第３の遮断器２1〜２3を一括遮断する。
また、第２のストレート貫通変流器１０2から第２の距離継電器２０2に入力される第２の短絡電流ＩRy2は、上述した第４の実施例における第２の短絡方向継電器４2の場合と同様にして、Ｓ相の短絡電流ＩFSとＴ相の短絡電流ＩFTとのベクトル和となり、第２の短絡電流ＩRy2の振幅は“０”となる（図１１（ｂ−２）参照）。
ＩRy2＝ＩFS＋ＩFT＝０
｜ＩRy2｜＝｜ＩFS＋ＩFT｜＝０
その結果、第２の距離継電器２０2は動作しない。
（３）Ｔ相−Ｒ相間の短絡事故の場合
Ｔ相−Ｒ相間の短絡事故が発生すると、送配電線のＴ相にＴ相の短絡電流ＩFTが内部方向に流れ、送配電線のＲ相にＲ相の短絡電流ＩFRが外部方向に流れるが、送配電線のＳ相にはＳ相の短絡電流ＩFSが流れない（図１４参照）。
したがって、第１のストレート貫通変流器１０1から第１の距離継電器２０1に入力される第１の短絡電流ＩRy1は、上述した第４の実施例における第１の短絡方向継電器４1の場合と同様にして、Ｒ相の短絡電流ＩFRとなり、第１の短絡電流ＩRy1の振幅はＲ相の短絡電流ＩFRの振幅となる（図１２（ａ−１）参照）。
ＩRy1＝ＩFR
｜ＩRy1｜＝｜ＩFR｜
第１の距離継電器２０1は、第１の短絡電流ＩRy1とＲ相−Ｓ相の線間電圧ＶRS、Ｓ相−Ｔ相の線間電圧ＶSTおよびＴ相−Ｒ相の線間電圧ＶTRとに基づいて事故点の距離および第１の短絡電流ＩRy1の方向を判別する。なお、送配電線のＴ相−Ｒ相間の短絡事故の場合には、第１の短絡電流ＩRy1とＴ相−Ｒ相の線間電圧ＶTR（極性が負）とに基づいて事故点の距離および第１の短絡電流ＩRy1の方向が判別される（図１２（ａ−１）参照）。
第１の距離継電器２０1は、送配電線に短絡事故が発生したと判定すると第１乃至第３の遮断器２1〜２3を一括遮断する。
また、第２のストレート貫通変流器１０2から第２の距離継電器２０2に入力される第２の短絡電流ＩRy2は、上述した第４の実施例における第２の短絡方向継電器４2の場合と同様にして、Ｔ相の短絡電流ＩFTとなり、第２の短絡電流ＩRy2の振幅はＴ相の短絡電流ＩFTの振幅となる（図１２（ａ−２）参照）。
ＩRy2＝ＩFT
｜ＩRy2｜＝｜ＩFT｜
第２の距離継電器２０2は、第２の短絡電流ＩRy2とＲ相−Ｓ相の線間電圧ＶRS、Ｓ相−Ｔ相の線間電圧ＶSTおよびＴ相−Ｒ相の線間電圧ＶTRとに基づいて事故点の距離および第２の短絡電流ＩRy2の方向を判別する。なお、送配電線のＴ相−Ｒ相間の短絡事故の場合には、第２の短絡電流ＩRy2とＴ相−Ｒ相の線間電圧ＶTRとに基づいて事故点の距離および第２の短絡電流ＩRy2の方向が判別される（図１２（ａ−２）参照）。
第２の距離継電器２０2は、送配電線に短絡事故が発生したと判定すると第１乃至第３の遮断器２1〜２3を一括遮断する。
（４）Ｒ相−Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故の場合
Ｒ相−Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故が発生すると、送配電線のＲ相、Ｓ相およびＴ相にＲ相の短絡電流ＩFR、Ｓ相の短絡電流ＩFSおよびＴ相の短絡電流ＩFTが位相差１２０°で内部方向にそれぞれ流れる（図１５参照）。
したがって、第１のストレート貫通変流器１０1から第１の距離継電器２０1に入力される第１の短絡電流ＩRy1は、上述した第４の実施例における第１の短絡方向継電器４1の場合と同様にして、Ｒ相の短絡電流ＩFRとＳ相の短絡電流ＩFSとのベクトル和となり、第１の短絡電流ＩRy1の振幅はＲ相の短絡電流ＩFR（Ｓ相の短絡電流ＩFS）の振幅となる（図１２（ｂ−１）参照）。
ＩRy1＝ＩFR＋ＩFS
｜ＩRy1｜＝｜ＩFR＋ＩFS｜＝｜ＩFR｜＝｜ＩFS｜
第１の距離継電器２０1は、第１の短絡電流ＩRy1とＲ相−Ｓ相の和電圧Ｖ(R+S)、Ｓ相−Ｔ相の和電圧Ｖ(S+T)およびＴ相−Ｒ相の和電圧Ｖ(T+R)とに基づいて事故点の距離および第１の短絡電流ＩRy1の方向を判別する。なお、送配電線のＲ相−Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故の場合には、第１の短絡電流ＩRy1とＲ−Ｓ相の和電圧Ｖ(R+S)とに基づいて事故点の距離および第１の短絡電流ＩRy1の方向が判別される（図１２（ｂ−１）参照）。
第１の距離継電器２０1は、送配電線に短絡事故が発生したと判定すると第１乃至第３の遮断器２1〜２3を一括遮断する。
また、第２のストレート貫通変流器１０2から第２の距離継電器２０2に入力される第２の短絡電流ＩRy2は、上述した第４の実施例における第２の短絡方向継電器４2の場合と同様にして、Ｓ相の短絡電流ＩFSとＴ相の短絡電流ＩFTとのベクトル和となり、第２の短絡電流ＩRy2の振幅はＳ相の短絡電流ＩFS（Ｔ相の短絡電流ＩFT）の振幅となる（図１２（ｂ−２）参照）。
ＩRy2＝ＩFS＋ＩFT
｜ＩRy2｜＝｜ＩFS＋ＩFT｜＝｜ＩFS｜＝｜ＩFT｜
第２の距離継電器２０2は、第２の短絡電流ＩRy2とＲ相−Ｓ相の和電圧Ｖ(R+S)、Ｓ相−Ｔ相の和電圧Ｖ(S+T)およびＴ相−Ｒ相の和電圧Ｖ(T+R)とに基づいて事故点の距離および第２の短絡電流ＩRy2の方向を判別する。なお、送配電線のＲ相−Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故の場合には、第２の短絡電流ＩRy2とＳ相−Ｔ相の和電圧Ｖ(S+T)とに基づいて事故点の距離および第２の短絡電流ＩRy2の方向が判別される（図１２（ｂ−２）参照）。
第２の距離継電器２０2は、送配電線に短絡事故が発生したと判定すると第１乃至第３の遮断器２1〜２3を一括遮断する。
【００３９】
なお、送配電線のＲ相およびＳ相がストレートに貫通された第１のストレート貫通変流器１０1と送配電線のＳ相およびＴ相がストレートに貫通された第２のストレート貫通変流器１０2とを用いたが、送配電線のＳ相およびＴ相がストレートに貫通された第１のストレート貫通変流器１０1と送配電線のＴ相およびＲ相がストレートに貫通された第２のストレート貫通変流器１０2とを用いてもよいし、送配電線のＴ相およびＲ相がストレートに貫通された第１のストレート貫通変流器１０1と送配電線のＲ相およびＳ相がストレートに貫通された第２のストレート貫通変流器１０2とを用いてもよい。
【００４０】
ただし、ストレートに貫通させる送配電線の相の組合せによって、第１および第２の短絡方向継電器４1，４2は、事故様相に応じて、表４に示した線間電圧および和電圧に基づいて事故点の距離および第１および第２の短絡電流ＩRy1，ＩRy2の方向を判別して、送配電線に短絡事故が発生したか否かを判定する。
【実施例６】
【００４１】
次に、本発明の第６の実施例による方向保護継電装置について、図１７を参照して説明する。
本実施例による方向保護継電装置は、図１７に示すように、平衡２回線送配電線の第１の送配電線１Ｌに設置された第１のストレート貫通変流器１０1と、第１の送配電線１Ｌに設置された第２のストレート貫通変流器１０2と、平衡２回線送配電線の第２の送配電線２Ｌに設置された第３のストレート貫通変流器１０3と、第２の送配電線２Ｌに設置された第４のストレート貫通変流器１０4と、母線に設置された計器用変圧器６と、第１のストレート貫通変流器１０1から入力される短絡電流および第３のストレート貫通変流器１０3から入力される短絡電流の差電流（以下、「第１の短絡電流ＩRy1」と称する。）と計器用変圧器６から入力されるＲ相、Ｓ相およびＴ相の相電圧ＶR，ＶS，ＶTより求めたＲ相−Ｓ相の線間電圧ＶRS、Ｓ相−Ｔ相の線間電圧ＶST、Ｔ相−Ｒ相の線間電圧ＶTR、Ｒ相−Ｓ相の和電圧Ｖ(R+S)、Ｓ相−Ｔ相の和電圧Ｖ(S+T)およびＴ相−Ｒ相の和電圧Ｖ(T+R)とに基づいて第１または第２の送配電線１Ｌ，２Ｌの短絡事故を検出すると、第１および第２の送配電線１Ｌ，２Ｌのうち短絡事故が発生した方（以下、「事故回線」と称する。）のＲ相、Ｓ相およびＴ相にそれぞれ設置された遮断器（第１の送電線１ＬのＲ相、Ｓ相およびＴ相にそれぞれ設置された第１乃至第３の遮断器２1〜２3、または第２の送電線２ＬのＲ相、Ｓ相およびＴ相にそれぞれ設置された第４乃至第６の遮断器２4〜２6）を一括遮断する第１の回線選択継電器３０1と、第２のストレート貫通変流器１０2から入力される短絡電流および第４のストレート貫通変流器１０4から入力される短絡電流の差電流（以下、「第２の短絡電流ＩRy2」と称する。）と計器用変圧器６から入力されるＲ相、Ｓ相およびＴ相の相電圧ＶR，ＶS，ＶTより求めたＲ相−Ｓ相の線間電圧ＶRS、Ｓ相−Ｔ相の線間電圧ＶST、Ｔ相−Ｒ相の線間電圧ＶTR、Ｒ相−Ｓ相の和電圧Ｖ(R+S)、Ｓ相−Ｔ相の和電圧Ｖ(S+T)およびＴ相−Ｒ相の和電圧Ｖ(T+R)とに基づいて第１または第２の送配電線１Ｌ，２Ｌの短絡事故を検出すると、事故回線のＲ相、Ｓ相およびＴ相にそれぞれ設置された遮断器（第１乃至第３の遮断器２1〜２3または第４乃至第６の遮断器２4〜２6）を一括遮断する第２の回線選択継電器３０2とを具備する。
【００４２】
ここで、第１のストレート貫通変流器１０1は、２次コイルを巻装した環状鉄心に第１の送配電線１ＬのＲ相およびＳ相を同じ向きにストレートに貫通させた貫通形変流器であり、第２のストレート貫通変流器１０2は、２次コイルを巻装した環状鉄心に第１の送配電線１ＬのＳ相およびＴ相を同じ向きにストレートに貫通させた貫通形変流器である。
すなわち、第１の送配電線１ＬのＲ相およびＳ相はともに第１のストレート貫通変流器１０1の極性方向に貫通されており、第１の送配電線１ＬのＳ相およびＴ相はともに第２のストレート貫通変流器１０2の極性方向に貫通されている。
また、第３のストレート貫通変流器１０3は、２次コイルを巻装した環状鉄心に第２の送配電線２ＬのＲ相およびＳ相を同じ向きにストレートに貫通させた貫通形変流器であり、第４のストレート貫通変流器１０4は、２次コイルを巻装した環状鉄心に第２の送配電線２ＬのＳ相およびＴ相を同じ向きにストレートに貫通させた貫通形変流器である。
すなわち、第２の送配電線２ＬのＲ相およびＳ相はともに第３のストレート貫通変流器１０3の極性方向に貫通されており、第２の送配電線２ＬのＳ相およびＴ相はともに第４のストレート貫通変流器１０4の極性方向に貫通されている。
また、第３のストレート貫通変流器１０3は、第３のストレート貫通変流器１０3から第１の回線選択継電器３０1に出力される短絡電流の極性が第１のストレート貫通変流器１０1から第１の回線選択継電器３０1に入力される短絡電流の極性の逆となるように、第１の回線選択継電器３０1と接続されており、また、第４のストレート貫通変流器１０4は、第４のストレート貫通変流器１０4から第２の回線選択継電器３０2に出力される短絡電流の極性が第２のストレート貫通変流器１０2から第２の回線選択継電器３０2に入力される短絡電流の極性の逆となるように、第２の回線選択継電器３０2と接続されている。
【００４３】
したがって、短絡事故が発生していないときに第１の送配電線１ＬのＲ相、Ｓ相およびＴ相に流れる負荷電流をＩR1，ＩS1，ＩT1で表すとともに第２の送配電線２ＬのＲ相、Ｓ相およびＴ相に流れる負荷電流をＩR2，ＩS2，ＩT2で表すと、第１のストレート貫通変流器１０1から第１の回線選択継電器３０1に入力される負荷電流ｉ11は、上述した第４の実施例における第１の短絡方向継電器４1の場合と同様にして、Ｒ相の負荷電流ＩR1とＳ相の負荷電流ＩS1とのベクトル和となり、負荷電流ｉ11の振幅はＲ相の負荷電流ＩR1（Ｓ相の負荷電流ＩS1）の振幅となる。
ｉ11＝ＩR1＋ＩS1
｜ｉ11｜＝｜ＩR1＋ＩS1｜＝｜ＩR1｜＝｜ＩS1｜
同様に、第３のストレート貫通変流器１０3から第１の回線選択継電器３０1に入力される負荷電流ｉ12はＲ相の負荷電流ＩR2とＳ相の負荷電流ＩS2とのベクトル和の極性を反転したものとなり、負荷電流ｉ12の振幅はＲ相の負荷電流ＩR2（Ｓ相の負荷電流ＩS2）の振幅となる。
ｉ12＝−（ＩR2＋ＩS2）
｜ｉ12｜＝｜ＩR2＋ＩS2｜＝｜ＩR2｜＝｜ＩS2｜
その結果、第１の回線選択継電器３０1に入力される第１の負荷電流Ｉ1は負荷電流ｉ11と負荷電流ｉ12とのベクトル和となり、第１の負荷電流Ｉ1の振幅は“０”となる（Ｉ1＝ｉ11＋ｉ12＝０）。
また、第２のストレート貫通変流器１０2から第２の回線選択継電器３０2に入力される負荷電流ｉ21は、上述した第４の実施例における第２の短絡方向継電器４2の場合と同様にして、Ｓ相の負荷電流ＩS1とＴ相の負荷電流ＩT1とのベクトル和となり、負荷電流ｉ21の振幅はＳ相の負荷電流ＩS1（Ｔ相の負荷電流ＩT1）の振幅となる。
ｉ21＝ＩS1＋ＩT1
｜ｉ21｜＝｜ＩS1＋ＩT1｜＝｜ＩS1｜＝｜ＩT1｜
同様に、第４のストレート貫通変流器１０4から第２の回線選択継電器３０2に入力される負荷電流ｉ22はＳ相の負荷電流ＩS2とＴ相の負荷電流ＩT2とのベクトル和の極性を反転したものとなり、負荷電流ｉ22の振幅はＳ相の負荷電流ＩS2（Ｔ相の負荷電流ＩT2）の振幅となる。
ｉ22＝−（ＩS2＋ＩT2）
｜ｉ22｜＝｜ＩS2＋ＩT2｜＝｜ＩS2｜＝｜ＩT2｜
その結果、第２の回線選択継電器３０2に入力される第２の負荷電流Ｉ2は負荷電流ｉ21と負荷電流ｉ22とのベクトル和となり、第２の負荷電流Ｉ2の振幅は“０”となる（Ｉ2＝ｉ21＋ｉ22＝０）。
【００４４】
また、第１または第２の送配電線１Ｌ，２Ｌにおいて短絡事故が発生したときに第１および第２の送配電線１Ｌ，２ＬのＲ相、Ｓ相およびＴ相に流れる短絡電流をＩFR，ＩFS，ＩFT（インピーダンス角をθとする。）で表すと、第１および第２の回線選択継電器３０1，３０2は、事故様相に応じて以下のように動作する。
（１）Ｒ相−Ｓ相間の短絡事故の場合
Ｒ相−Ｓ相間の短絡事故が発生すると、図１７に破線の矢印で示すように、第１および第２の送配電線１Ｌ，２ＬのＲ相にＲ相の短絡電流ＩFRが内部方向に流れ、第１および第２の送配電線１Ｌ，２ＬのＳ相にＳ相の短絡電流ＩFSが外部方向に流れるが、第１および第２の送配電線１Ｌ，２ＬのＴ相にはＴ相の短絡電流ＩFTが流れない。
したがって、第１の回線選択継電器３０1に入力される第１の短絡電流ＩRy1は、上述した第４の実施例における第１の短絡方向継電器４1の場合と同様にして、Ｒ相の短絡電流ＩFR（第１の送配電線１ＬのＲ相に流れる短絡電流と第２の送配電線２ＬのＲ相に流れる短絡電流との差電流）とＳ相の短絡電流ＩFS（第１の送配電線１ＬのＳ相に流れる短絡電流と第２の送配電線２ＬのＳ相に流れる短絡電流との差電流）とのベクトル和となり、第１の短絡電流ＩRy1の振幅は“０”となる（図１１（ａ−１）参照）。
ＩRy1＝ＩFR＋ＩFS＝０
｜ＩRy1｜＝｜ＩFR＋ＩFS｜＝０
その結果、第１の回線選択継電器２０1は動作しない。
また、第２の回線選択継電器３０2に入力される第２の短絡電流ＩRy2は、上述した第４の実施例における第２の短絡方向継電器４2の場合と同様にして、Ｓ相の短絡電流ＩFS（第１の送配電線１ＬのＳ相に流れる短絡電流と第２の送配電線２ＬのＳ相に流れる短絡電流との差電流）となり、第２の短絡電流ＩRy2の振幅はＳ相の短絡電流ＩFSの振幅となる（図１１（ａ−２）参照）。
ＩRy2＝ＩFS
｜ＩRy2｜＝｜ＩFS｜
第２の回線選択継電器３０2は、第２の短絡電流ＩRy2とＲ相−Ｓ相の線間電圧ＶRS、Ｓ相−Ｔ相の線間電圧ＶSTおよびＴ相−Ｒ相の線間電圧ＶTRとに基づいて事故回線を判別する。なお、第１または第２の送配電線１Ｌ，２ＬのＲ相−Ｓ相間の短絡事故の場合には、第２の短絡電流ＩRy2とＲ相−Ｓ相の線間電圧ＶRS（極性が負）とに基づいて事故回線が判別される（図１１（ａ−２）参照）。
第２の回線選択継電器３０2は、第１の送配電線１Ｌに短絡事故が発生したと判定すると第１乃至第３の遮断器２1〜２3を一括遮断し、また、第２の送配電線２Ｌに短絡事故が発生したと判定すると第４乃至第６の遮断器２1〜２6を一括遮断する。
（２）Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故の場合
Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故が発生すると、第１および第２の送配電線１Ｌ，２ＬのＳ相にＳ相の短絡電流ＩFSが内部方向に流れ、第１および第２の送配電線１Ｌ，２ＬのＴ相にＴ相の短絡電流ＩFTが外部方向に流れるが、第１および第２の送配電線１Ｌ，２ＬのＲ相にはＲ相の短絡電流ＩFRが流れない（図１３参照）。
したがって、第１の回線選択継電器３０1に入力される第１の短絡電流ＩRy1は、上述した第４の実施例における第１の短絡方向継電器４1の場合と同様にして、Ｓ相の短絡電流ＩFS（第１の送配電線１ＬのＳ相に流れる短絡電流と第２の送配電線２ＬのＳ相に流れる短絡電流との差電流）となり、第１の短絡電流ＩRy1の振幅はＳ相の短絡電流ＩFSの振幅となる（図１１（ｂ−１）参照）。
ＩRy1＝ＩFS
｜ＩRy1｜＝｜ＩFS｜
その結果、第１の回線選択継電器３０1は、第１の短絡電流ＩRy1とＲ相−Ｓ相の線間電圧ＶRS、Ｓ相−Ｔ相の線間電圧ＶSTおよびＴ相−Ｒ相の線間電圧ＶTRとに基づいて事故回線を判別する。なお、第１または第２の送配電線１Ｌ，２ＬのＳ相−Ｔ相間の短絡事故の場合には、第１の短絡電流ＩRy1とＳ相−Ｔ相の線間電圧ＶSTとに基づいて事故回線が判別される（図１１（ｂ−１）参照）。
第１の回線選択継電器３０1は、第１の送配電線１Ｌに短絡事故が発生したと判定すると第１乃至第３の遮断器２1〜２3を一括遮断し、また、第２の送配電線２Ｌに短絡事故が発生したと判定すると第４乃至第６の遮断器２1〜２6を一括遮断する。
また、第２の回線選択継電器３０2に入力される第２の短絡電流ＩRy2は、上述した第４の実施例における第２の短絡方向継電器４2の場合と同様にして、Ｓ相の短絡電流ＩFS（第１の送配電線１ＬのＳ相に流れる短絡電流と第２の送配電線２ＬのＳ相に流れる短絡電流との差電流）とＴ相の短絡電流ＩFT（第１の送配電線１ＬのＴ相に流れる短絡電流と第２の送配電線２ＬのＴ相に流れる短絡電流との差電流）とのベクトル和となり、第２の短絡電流ＩRy2の振幅は“０”となる（図１１（ｂ−２）参照）。
ＩRy2＝ＩFS＋ＩFT＝０
｜ＩRy2｜＝｜ＩFS＋ＩFT｜＝０
その結果、第２の回線選択継電器３０2は動作しない。
（３）Ｔ相−Ｒ相間の短絡事故の場合
Ｔ相−Ｒ相間の短絡事故が発生すると、第１および第２の送配電線１Ｌ，２ＬのＴ相にＴ相の短絡電流ＩFTが内部方向に流れ、第１および第２の送配電線１Ｌ，２ＬのＲ相にＲ相の短絡電流ＩFRが外部方向に流れるが、第１および第２の送配電線１Ｌ，２ＬのＳ相にはＳ相の短絡電流ＩFSが流れない（図１４参照）。
したがって、第１の回線選択継電器３０1に入力される第１の短絡電流ＩRy1は、上述した第４の実施例における第１の短絡方向継電器４1の場合と同様にして、Ｒ相の短絡電流ＩFR（第１の送配電線１ＬのＲ相に流れる短絡電流と第２の送配電線２ＬのＲ相に流れる短絡電流との差電流）となり、第１の短絡電流ＩRy1の振幅はＲ相の短絡電流ＩFRの振幅となる（図１２（ａ−１）参照）。
ＩRy1＝ＩFR
｜ＩRy1｜＝｜ＩFR｜
第１の回線選択継電器３０1は、第１の短絡電流ＩRy1とＲ相−Ｓ相の線間電圧ＶRS、Ｓ相−Ｔ相の線間電圧ＶSTおよびＴ相−Ｒ相の線間電圧ＶTRとに基づいて事故回線を判別する。なお、第１または第２の送配電線１Ｌ，２ＬのＴ相−Ｒ相間の短絡事故の場合には、第１の短絡電流ＩRy1とＴ相−Ｒ相の線間電圧ＶTR（極性が負）とに基づいて事故回線が判別される（図１２（ａ−１）参照）。
第１の回線選択継電器３０1は、第１の送配電線１Ｌに短絡事故が発生したと判定すると第１乃至第３の遮断器２1〜２3を一括遮断し、また、第２の送配電線２Ｌに短絡事故が発生したと判定すると第４乃至第６の遮断器２1〜２6を一括遮断する。
また、第２の回線選択継電器３０2に入力される第２の短絡電流ＩRy2は、上述した第４の実施例における第２の短絡方向継電器４2の場合と同様にして、Ｔ相の短絡電流ＩFT（第１の送配電線１ＬのＴ相に流れる短絡電流と第２の送配電線２ＬのＴ相に流れる短絡電流との差電流）となり、第２の短絡電流ＩRy2の振幅はＴ相の短絡電流ＩFTの振幅となる（図１２（ａ−２）参照）。
ＩRy2＝ＩFT
｜ＩRy2｜＝｜ＩFT｜
第２の回線選択継電器３０2は、第２の短絡電流ＩRy2とＲ相−Ｓ相の線間電圧ＶRS、Ｓ相−Ｔ相の線間電圧ＶSTおよびＴ相−Ｒ相の線間電圧ＶTRとに基づいて事故回線を判別する。なお、第１または第２の送配電線１Ｌ，２ＬのＴ相−Ｒ相間の短絡事故の場合には、第２の短絡電流ＩRy2とＴ相−Ｒ相の線間電圧ＶTRとに基づいて事故回線が判別される（図１２（ａ−２）参照）。
第２の回線選択継電器３０2は、第１の送配電線１Ｌに短絡事故が発生したと判定すると第１乃至第３の遮断器２1〜２3を一括遮断し、また、第２の送配電線２Ｌに短絡事故が発生したと判定すると第４乃至第６の遮断器２1〜２6を一括遮断する。
（４）Ｒ相−Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故の場合
Ｒ相−Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故が発生すると、第１および第２の送配電線１Ｌ，２ＬのＲ相，Ｓ相およびＴ相にＲ相の短絡電流ＩFR、Ｓ相の短絡電流ＩFSおよびＴ相の短絡電流ＩFTが位相差１２０°で内部方向にそれぞれ流れる（図１５参照）。
したがって、第１の回線選択継電器３０1に入力される第１の短絡電流ＩRy1は、上述した第４の実施例における第１の短絡方向継電器４1の場合と同様にして、Ｒ相の短絡電流ＩFR（第１の送配電線１ＬのＲ相に流れる短絡電流と第２の送配電線２ＬのＲ相に流れる短絡電流との差電流）とＳ相の短絡電流ＩFS（第１の送配電線１ＬのＳ相に流れる短絡電流と第２の送配電線２ＬのＳ相に流れる短絡電流との差電流）とのベクトル和となり、第１の短絡電流ＩRy1の振幅はＲ相の短絡電流ＩFR（Ｓ相の短絡電流ＩFS）の振幅となる（図１２（ｂ−１）参照）。
ＩRy1＝ＩFR＋ＩFS
｜ＩRy1｜＝｜ＩFR＋ＩFS｜＝｜ＩFR｜＝｜ＩFS｜
第１の回線選択継電器３０1は、第１の短絡電流ＩRy1とＲ相−Ｓ相の和電圧Ｖ(R+S)、Ｓ相−Ｔ相の和電圧Ｖ(S+T)およびＴ相−Ｒ相の和電圧Ｖ(T+R)とに基づいて事故回線を判別する。なお、送配電線のＲ相−Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故の場合には、第１の短絡電流ＩRy1とＲ−Ｓ相の和電圧Ｖ(R+S)とに基づいて事故回線が判別される（図１２（ｂ−１）参照）。
第１の回線選択継電器３０1は、第１の送配電線１Ｌに短絡事故が発生したと判定すると第１乃至第３の遮断器２1〜２3を一括遮断し、また、第２の送配電線２Ｌに短絡事故が発生したと判定すると第４乃至第６の遮断器２1〜２6を一括遮断する。
また、第２の回線選択継電器３０2に入力される第２の短絡電流ＩRy2は、上述した第４の実施例における第２の短絡方向継電器４2の場合と同様にして、Ｓ相の短絡電流ＩFS（第１の送配電線１ＬのＳ相に流れる短絡電流と第２の送配電線２ＬのＳ相に流れる短絡電流との差電流）とＴ相の短絡電流ＩFT（第１の送配電線１ＬのＴ相に流れる短絡電流と第２の送配電線２ＬのＴ相に流れる短絡電流との差電流）とのベクトル和となり、第２の短絡電流ＩRy2の振幅はＳ相の短絡電流ＩFS（Ｔ相の短絡電流ＩFT）の振幅となる（図１２（ｂ−２）参照）。
ＩRy2＝ＩFS＋ＩFT
｜ＩRy2｜＝｜ＩFS＋ＩFT｜＝｜ＩFS｜＝｜ＩFT｜
第２の回線選択継電器３０2は、第２の短絡電流ＩRy2とＲ相−Ｓ相の和電圧Ｖ(R+S)、Ｓ相−Ｔ相の和電圧Ｖ(S+T)およびＴ相−Ｒ相の和電圧Ｖ(T+R)とに基づいて事故回線を判別する。なお、送配電線のＲ相−Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故の場合には、第２の短絡電流ＩRy2とＳ相−Ｔ相の和電圧Ｖ(S+T)とに基づいて事故回線が判別される（図１２（ｂ−２）参照）。
第２の回線選択継電器３０2は、第１の送配電線１Ｌに短絡事故が発生したと判定すると第１乃至第３の遮断器２1〜２3を一括遮断し、また、第２の送配電線２Ｌに短絡事故が発生したと判定すると第４乃至第６の遮断器２1〜２6を一括遮断する。
【００４５】
なお、第１の送配電線１ＬのＲ相およびＳ相がストレートに貫通された第１のストレート貫通変流器１０1と第１の送配電線１ＬのＳ相およびＴ相がストレートに貫通された第２のストレート貫通変流器１０2とを差接続したが、第１の送配電線１ＬのＳ相およびＴ相がストレートに貫通された第１のストレート貫通変流器１０1と第１の送配電線１ＬのＴ相およびＲ相がストレートに貫通された第２のストレート貫通変流器１０2とを差接続してもよいし、第１の送配電線１ＬのＴ相およびＲ相がストレートに貫通された第１のストレート貫通変流器１０1と第１の送配電線１ＬのＲ相およびＳ相がストレートに貫通された第２のストレート貫通変流器１０2とを差接続してもよい。
第３および第４のストレート貫通変流器１０3，１０4についても同様である。
【００４６】
ただし、ストレートに貫通させる送配電線の相の組合せによって、第１および第２の回線選択継電器３０1，３０2は、Ｒ相−Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故を除いては、表４に示した線間電圧に基づいて事故回線を判別して、第１または第２の送配電線１Ｌ，２Ｌに短絡事故が発生したか否かを判定する。また、Ｒ相−Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故の場合には、ストレートに貫通させる送配電線の相の組合せによって、表５に示す和電圧に基づいて事故回線を判別して、第１または第２の送配電線１Ｌ，２Ｌに短絡事故が発生したか否かを判定する。
【表５】
2010051123.tif 000007
【００４７】
上述したように第４乃至第６の実施例では、送配電線につき方向保護継電器を２台使用することにより、自回路および他回路にまたがる短絡事故であっても確実に検出することができる。
【００４８】
以上では、送配電線において使用される方向保護継電器との組合せでストレート貫通変流器について説明したが、ストレート貫通変流器は、送配電線以外の三相交流回路において使用されている方向保護装置と組み合わせても、同様の効果を得ることができる。
また、ストレート貫通変流器の環状鉄心には三相交流回路の任意の２相を同じ向きに１回だけ貫通させたが、２回以上ストレート貫通変流器を貫通するように三相交流回路の任意の２相をストレート貫通変流器の環状鉄心に同じ回数または異なる回数だけ巻いてもよい。
【００４９】
事故様相については、たとえば、表６に示すように３つの線間電圧に基づいて判別することができる。なお、表６において、○印は、母線に設置された不足電圧継電器からの電圧情報に基づいて電圧低下が検出された線間電圧を示し、また、×印は、この不足電圧継電器からの電圧情報に基づいて電圧低下が検出されなかった線間電圧を示す（電圧低下の検出感度は定格電圧の７５〜８０％程度とする。）。
【表６】
2010051123.tif 000008
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の第１の実施例による方向保護継電装置について説明するための図である。
【図２】短絡事故が発生していないときに図１に示した短絡方向継電器４に入力される負荷電流について説明するための図である。
【図３】短絡事故が発生したときに図１に示した短絡方向継電器４に入力される短絡電流ＩRyについて説明するための図である。
【図４】図１に示した送配電線のＳ相−Ｔ相間に短絡事故が発生したときに短絡方向継電器４に入力される短絡電流ＩRyについて説明するための図である。
【図５】図１に示した送配電線のＴ相−Ｒ相間に短絡事故が発生したときに短絡方向継電器４に入力される短絡電流ＩRyについて説明するための図である。
【図６】図１に示した送配電線のＲ相−Ｓ相−Ｔ相間に短絡事故が発生したときに短絡方向継電器４に入力される短絡電流ＩRyについて説明するための図である。
【図７】本発明の第２の実施例による方向保護継電装置について説明するための図である。
【図８】本発明の第３の実施例による方向保護継電装置について説明するための図である。
【図９】本発明の第４の実施例による方向保護継電装置について説明するための図である。
【図１０】短絡事故が発生していないときに図９に示した第１および第２の短絡方向継電器４1，４2にそれぞれ入力される第１および第２の負荷電流Ｉ1，Ｉ2について説明するための図である。
【図１１】短絡事故が発生したときに図９に示した第１および第２の短絡方向継電器４1，４2にそれぞれ入力される第１および第２の短絡電流ＩRy1，ＩRy2について説明するための図である。
【図１２】短絡事故が発生したときに図９に示した第１および第２の短絡方向継電器４1，４2にそれぞれ入力される第１および第２の短絡電流ＩRy1，ＩRy2について説明するための図である。
【図１３】図９に示した送配電線のＳ相−Ｔ相間に短絡事故が発生したときに第１および第２の短絡方向継電器４1，４2にそれぞれ入力される第１および第２の短絡電流ＩRy1，ＩRy2について説明するための図である。
【図１４】図９に示した送配電線のＴ相−Ｒ相間に短絡事故が発生したときに第１および第２の短絡方向継電器４1，４2にそれぞれ入力される第１および第２の短絡電流ＩRy1，ＩRy2について説明するための図である。
【図１５】図９に示した送配電線のＲ相−Ｓ相−Ｔ相間に短絡事故が発生したときに第１および第２の短絡方向継電器４1，４2にそれぞれ入力される第１および第２の短絡電流ＩRy1，ＩRy2について説明するための図である。
【図１６】本発明の第５の実施例による方向保護継電装置について説明するための図である。
【図１７】本発明の第６の実施例による方向保護継電装置について説明するための図である。
【図１８】従来の短絡方向継電器について説明するための図である。
【図１９】従来の距離継電器について説明するための図である。
【図２０】従来の回線選択継電器について説明するための図である。
【符号の説明】
【００５１】
１  電源
２1〜２6  第１乃至第６の遮断器
３1〜３6  第１乃至第６の変流器
４  短絡方向継電器
４1〜４3  第１乃至第３の短絡方向継電器
６  計器用変圧器
１０1〜１０4  第１乃至第４のストレート貫通変流器
２０  距離継電器
２０1〜２０3  第１乃至第３の距離継電器
３０  回線選択継電器
３０1〜３０3  第１乃至第３の回線選択継電器
１Ｌ，２Ｌ  第１および第２の送配電線
Ｉ，ＩR，ＩS，ＩT，ＩR1，ＩS1，ＩT1，ＩR2，ＩS2，ＩT2，ｉ1，ｉ2，ｉ11，ｉ12，ｉ21，ｉ22  負荷電流
Ｉ’  補正負荷電流
Ｉ1，Ｉ2  第１および第２の負荷電流
Ｉ1’，Ｉ2’  第１および第２の補正負荷電流
ＩRy，ＩFR，ＩFS，ＩFT，ｉF1，ｉF2  短絡電流
ＩRy’  補正短絡電流
ＩRy1，ＩRy2  第１および第２の短絡電流
ＩRy1’，ＩRy2’  第１および第２の補正短絡電流
ＶR，ＶS，ＶT  相電圧
ＶRS，ＶST，ＶTR  線間電圧
Ｖ(R+S)，Ｖ(S+T)，Ｖ(T+R)  和電圧
θ  インピーダンス角
【図１】
2010051123.tif 000009
【図２】
2010051123.tif 000010
【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】
2010051123.tif 000028