(57)【要約】【課題】抵抗接地系の平衡２回線送電線における地絡事故除去時間を大幅に短縮することができる地絡距離継電装置を提供する。【解決手段】第１の電源端地絡距離継電装置１０1が備えるトリップ信号発生回路２０は、母線電圧Ｖaを第１の線路電流Ｉ1で割って算出した第１のインピーダンスＺ1が第１の閾値以下になると出力信号を出力する自回線Ｚ比較回路２２と、母線電圧Ｖaを第１および第２の線路電流Ｉ1，Ｉ2の和で割って算出した両回線インピーダンスＺaが第２の閾値以下になると出力信号を出力する両回線Ｚ比較回路２３と、自回線Ｚ比較回路２２の出力信号の極性を反転するインバータ回路２６と、両回線Ｚ比較回路２３の出力信号とインバータ回路２６の出力信号との論理積をとる第４の論理積回路２４4と、第４の論理積回路２４4の出力信号の時間軸を引延し時間ＤＬだけ引き延ばす引延し回路２７とを備える。【選択図】図２
2010166769.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源端側の母線と対向端側の対向端母線との間に敷設された自回線（１Ｌ）および他回線（２Ｌ）からなる平衡２回線送電線の該自回線の電源端側に設置される地絡距離継電装置（１０1）であって、
前記自回線における地絡事故発生を検出すると、該自回線の電源端側に設けられた自回線遮断器（４1）を遮断するためのトリップ信号（Ｓ1）を発生するトリップ信号発生回路（２０）を具備し、
該トリップ信号発生回路が、自回線インピーダンスおよび両回線インピーダンスの変化に基づいて前記自回線の対向端側に設置された対向端遮断器（４3）が遮断されたことを検出すると、前記トリップ信号を瞬時に発生するトリップ信号発生手段を備える、
ことを特徴とする、地絡距離継電装置。
【請求項２】
前記トリップ信号発生手段が、
母線電圧（Ｖa）を前記自回線の電源端側を流れる自回線線路電流（Ｉ1）で割って算出した自回線インピーダンス（Ｚ1）が第１の閾値（Ｔｈ1a）以下になると出力信号を出力する自回線インピーダンス比較回路（２２）と、
前記母線電圧を前記自回線線路電流と前記他回線の電源端側を流れる他回線線路電流（Ｉ2）との和で割って算出した両回線インピーダンス（Ｚa）が第２の閾値（Ｔｈ2a）以下になると出力信号を出力する両回線インピーダンス比較回路（２３）と、
前記自回線インピーダンス比較回路の出力信号の極性を反転するインバータ回路（２６）と、
前記両回線インピーダンス比較回路の出力信号と前記インバータ回路の出力信号との論理積をとる第１の論理積回路（２４4）と、
該第１の論理積回路の出力信号の時間軸を引延し時間（ＤＬ）だけ引き延ばす引延し回路（２７）と、
前記自回線インピーダンス比較回路の出力信号と前記引延し回路の出力信号との論理積をとる第２の論理積回路（２４5）と、
を備えることを特徴とする、請求項１記載の地絡距離継電装置。
【請求項３】
前記引延し時間が、前記地絡距離継電装置のリレー判定時間（ＴRY）および前記自回線遮断器の遮断器遮断時間（ＴCB）の合計時間よりも長いことを特徴とする、請求項２記載の地絡距離継電装置。
【請求項４】
前記トリップ信号発生手段が、前記他回線の電源端側に設置された隣回線遮断器（４2）が遮断されていないことを条件に、自回線インピーダンスおよび両回線インピーダンスの変化に基づいて前記対向端遮断器が遮断されたことを検出すると、前記トリップ信号を瞬時に発生することを特徴とする、請求項１乃至３いずれかに記載の地絡距離継電装置。
【請求項５】
前記他回線の電源端側に設置される他の地絡距離継電装置（１０2）が、前記地絡距離継電装置と同じ構成を有しかつ一体に構成されていることを特徴とする、請求項１乃至４いずれかに記載の地絡距離継電装置。
【請求項６】
電源端側の母線と対向端側の対向端母線との間に敷設された自回線（１Ｌ）および他回線（２Ｌ）からなる平衡２回線送電線の該自回線の対向端側に設置される地絡距離継電装置（３０1）であって、
前記自回線における地絡事故発生を検出すると、該自回線の対向端側に設けられた自回線遮断器（４3）を遮断するためのトリップ信号（Ｓ3）を発生するトリップ信号発生回路（４０；４０ａ）を具備し、
該トリップ信号発生回路が、自回線インピーダンスの変化に基づいて前記自回線の電源端側に設置された電源端遮断器（４1）が遮断されたことを検出すると、前記トリップ信号を瞬時に発生するトリップ信号発生手段を備える、
ことを特徴とする、地絡距離継電装置。
【請求項７】
前記トリップ信号発生手段が、
対向端母線電圧（Ｖb）を前記自回線の対向端側を流れる自回線線路電流（Ｉ3）で割って算出した自回線インピーダンス（Ｚ3）が第１の閾値（Ｔｈ1b）以下になると出力信号を出力する自回線インピーダンス比較回路（４２）と、
前記対向端母線電圧を前記自回線線路電流と前記他回線の対向端側を流れる他回線線路電流（Ｉ4）との和で割って算出した両回線インピーダンス（Ｚb）が第２の閾値（Ｔｈ2b）以下になると出力信号を出力する両回線インピーダンス比較回路（４３）と、
前記自回線インピーダンス比較回路の出力信号と前記両回線インピーダンス比較回路の出力信号との論理積をとる論理積回路（４４4）と、
を備えることを特徴とする、請求項６記載の地絡距離継電装置。
【請求項８】
前記トリップ信号発生手段が、
対向端母線電圧（Ｖb）を前記自回線の対向端側を流れる自回線線路電流（Ｉ3）で割って算出した自回線インピーダンス（Ｚ3）が第１の閾値（Ｔｈ1b）以下になると出力信号を出力する自回線インピーダンス比較回路（４２）と、
該自回線インピーダンス比較回路の出力信号の極性を反転するインバータ回路（５１）と、
前記対向端母線に設置された地絡過電圧継電装置の出力信号（ＳOVG）または前記自回線の対向端側に設置された地絡過電流継電装置の出力信号と前記インバータ回路の出力信号との論理積をとる第１の論理積回路（５２）と、
該第１の論理積回路の出力信号の時間軸を引延し時間（ＤＬ）だけ引き延ばす引延し回路（５３）と、
前記自回線インピーダンス比較回路の出力信号と前記引延し回路の出力信号との論理積をとる第２の論理積回路（４４4）と、
を備えることを特徴とする、請求項６記載の地絡距離継電装置。
【請求項９】
前記引延し時間が、前記地絡距離継電装置のリレー判定時間（ＴRY）および前記自回線遮断器の遮断器遮断時間（ＴCB）の合計時間よりも長いことを特徴とする、請求項８記載の地絡距離継電装置。
【請求項１０】
前記トリップ信号発生手段が、前記他回線の対向端側に設置された隣回線遮断器（４4）が遮断されていないことを条件に、自回線インピーダンスの変化に基づいて前記電源端遮断器が遮断されたことを検出すると、前記トリップ信号を瞬時に発生することを特徴とする、請求項６乃至９いずれかに記載の地絡距離継電装置。
【請求項１１】
前記他回線の対向端側に設置される他の地絡距離継電装置（３０2）が、前記地絡距離継電装置と同じ構成を有しかつ一体に構成されていることを特徴とする、請求項６乃至１０いずれかに記載の地絡距離継電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地絡距離継電装置に関し、特に、平衡２回線送電線の電源端側および対向端側に設置するのに好適な地絡距離継電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電力系統における地絡事故時の保護に用いられている地絡方向継電装置（ＤＧ）は、自回線（地絡方向継電装置が設置された送電線）の電気量（零相電圧Ｖ0および零相電流Ｉ0）の大きさおよび方向に基づいて地絡事故発生を判定するものであり、事故区間を判定させるために、対向端（非電源端）背後の送電線に設置された他の地絡方向継電装置と時限協調（０．４ｓ〜０．５ｓの積上げ）をとっている。
そのため、電源端側に設置された地絡方向継電装置では、以下に説明するように、事故除去時間が長くなるので、地絡方向継電装置は平衡２回線送電線においては後備保護として用いられ、保護区間内の地絡事故によって瞬時に動作する別方式の主保護継電装置を別に設置することにより、事故除去時間の短縮を図っている。
【０００３】
図７に示すように、電源１から電力を供給される母線から分岐された第１の送電線１Ｌ（以下、「自回線１Ｌ」と称する。）および第２の送電線２Ｌ（以下、「他回線２Ｌ」と称する。）の電源端側（母線側）に地絡方向継電装置（以下、「第１および第２の電源端地絡方向継電装置１１０1，１１０2」と称する。）がそれぞれ設置されており、自回線１Ｌおよび他回線２Ｌの対向端側（母線と反対側）にも地絡方向継電装置（以下、「第１および第２の対向端地絡方向継電装置１２０1，１２０2」と称する。）がそれぞれ設置されているとする。
【０００４】
第１の電源端地絡方向継電装置１１０1は、母線に設けられた第１の接地形計器用変圧器（ＥＶＴ）１０２1から入力される電源端零相電圧Ｖ0aと自回線１Ｌの電源端側に設置された第１の零相変流器（ＺＣＴ）１０３1から入力される第１の零相電流Ｉ01とに基づいて自回線１Ｌにおける地絡事故発生を検出すると、自回線１Ｌの電源端側に設置された第１の遮断器４1を遮断するための第１のトリップ信号Ｓ1を発生する。
第２の電源端地絡方向継電装置１１０2は、第１の接地形計器用変圧器１０２1から入力される電源端零相電圧Ｖ0aと他回線２Ｌに設置された第２の零相変流器１０３2から入力される第２の零相電流Ｉ02とに基づいて他回線２Ｌにおける地絡事故発生を検出すると、他回線２Ｌの電源端側に設置された第２の遮断器４2を遮断するための第２のトリップ信号Ｓ2を発生する。
【０００５】
第１の対向端地絡方向継電装置１２０1は、対向端側の母線（以下、「対向端母線」と称する。）に設けられた第２の接地形計器用変圧器１０２2から入力される対向端零相電圧Ｖ0bと自回線１Ｌの対向端側に設置された第３の零相変流器１０３3から入力される第３の零相電流Ｉ03とに基づいて自回線１Ｌにおける地絡事故発生を検出すると、自回線１Ｌの対向端側に設置された第３の遮断器４3を遮断するための第３のトリップ信号Ｓ3を発生する。
第２の対向端地絡方向継電装置１２０2は、第２の接地形計器用変圧器１０２2から入力される対向端零相電圧Ｖ0bと他回線２Ｌの対向端側に設置された第４の零相変流器１０３4から入力される第４の零相電流Ｉ04とに基づいて他回線２Ｌにおける地絡事故発生を検出すると、他回線２Ｌの対向端側に設置された第４の遮断器４4を遮断するための第４のトリップ信号Ｓ4を発生する。
【０００６】
第１の電源端地絡方向継電装置１１０1は、第１のトリップ信号Ｓ1を発生するために、図８に示すようなトリップ信号発生回路１３０を具備する。
ここで、トリップ信号発生回路１３０は、リレー判定回路１３１と、第１乃至第３の遅延回路（タイマー）１３２1〜１３２3と、論理積回路１３３と、論理和回路１３４とを備える。
【０００７】
リレー判定回路１３１は、第１の零相電流Ｉ01の大きさと電源端零相電圧Ｖ0aおよび第１の零相電流Ｉ01の位相関係とに基づいて自回線１Ｌに発生した地絡事故を検出すると、ハイレベルの出力信号を出力する。
第１の遅延回路１３２1は、第１の地絡過電圧継電装置（ＯＶＧ）５1から入力される第１のＯＶＧ出力信号ＳOVG1を第１の時限協調時間Ｔ１1だけ遅延する。ここで、第１の地絡過電圧継電装置５1は、第１の接地形計器用変圧器２1から入力される電源端零相電圧Ｖ0aの大きさが整定値以上になるとハイレベルの第１のＯＶＧ出力信号ＳOVG1を出力する。
論理積回路１３３は、リレー判定回路１３１の出力信号と第１の遅延回路１３２1によって第１の時限協調時間Ｔ１1だけ遅延された第１のＯＶＧ出力信号ＳOVG1との論理積をとる。
第２の遅延回路１３２2は、論理積回路１３３の出力信号を第２の時限協調時間Ｔ２1だけ遅延する。ここで、第２の時限協調時間Ｔ２1は、自回線１Ｌの対向端背後の送電線に設置された他の地絡方向継電装置（不図示）との時限協調のために設定される。また、第１の電源端地絡方向継電装置１１０1の動作時限ＴDG1は第１の時限協調時間Ｔ１1と第２の時限協調時間Ｔ２1との合計時間（ＴDG1＝Ｔ１1＋Ｔ２1）となる。
第３の遅延回路１３２3は、第１の地絡過電圧継電装置５1から入力される第１のＯＶＧ出力信号ＳOVG1を第３の時限協調時間Ｔ３1だけ遅延する。ここで、第３の時限協調時間Ｔ３1は、第１の電源端地絡方向継電装置１１０1の後備保護のために設定される。
論理和回路１３４は、第２の遅延回路１３２2の出力信号と第３の遅延回路１３２3の出力信号との論理和をとる。
【０００８】
第２の電源端地絡方向継電装置１１０2は、上述したトリップ信号発生回路１３０と同様の構成のトリップ信号発生回路（不図示）を具備する。
【０００９】
第１の対向端地絡方向継電装置１２０1は、第３のトリップ信号Ｓ3を発生するために、図９に示すようなトリップ信号発生回路１４０を具備する。
ここで、トリップ信号発生回路１４０は、リレー判定回路１４１と、第１乃至第３の遅延回路（タイマー）１４２1〜１４２3と、論理積回路１４３と、論理和回路１４４とを備える。
【００１０】
リレー判定回路１４１は、第３の零相電流Ｉ03の大きさと対向端零相電圧Ｖ0bおよび第３の零相電流Ｉ03の位相関係とに基づいて自回線１Ｌに発生した地絡事故を検出すると、ハイレベルの出力信号を出力する。
第１の遅延回路１４２1は、第２の地絡過電圧継電装置５2から入力される第２のＯＶＧ出力信号ＳOVG2を第１の時限協調時間Ｔ１3だけ遅延する。ここで、第２の地絡過電圧継電装置５2は、第２の接地形計器用変圧器１０２2から入力される対向端零相電圧Ｖ0bの大きさが整定値以上になるとハイレベルの第２のＯＶＧ出力信号ＳOVG2を出力する。
論理積回路１４３は、リレー判定回路１４１の出力信号と第１の遅延回路１４２1によって第１の時限協調時間Ｔ１3だけ遅延された第２のＯＶＧ出力信号ＳOVG2との論理積をとる。
第２の遅延回路１４２2は、論理積回路１４３の出力信号を第２の時限協調時間Ｔ２3だけ遅延する。ここで、第２の時限協調時間Ｔ２3は、第１の電源端地絡方向継電装置１１０1との時限協調のために設定され、図８に示した第２の遅延回路１３２2において設定された第２の時限協調時間Ｔ２1よりも小さくされる（Ｔ２3＜Ｔ２1）。また、第１の対向端地絡方向継電装置１２０1の動作時限ＴDG3は第１の時限協調時間Ｔ１3と第２の時限協調時間Ｔ２3との合計時間（ＴDG3＝Ｔ１3＋Ｔ２3）となる。
第３の遅延回路１４２3は、第２の地絡過電圧継電装置５2から入力される第２のＯＶＧ出力信号ＳOVG2を第３の時限協調時間Ｔ３3だけ遅延する。ここで、第３の時限協調時間Ｔ３3は、第１の対向端地絡方向継電装置１２０1の後備保護のために設定される。
論理和回路１４４は、第２の遅延回路１４２2の出力信号と第３の遅延回路１４２3の出力信号との論理和をとる。
【００１１】
第２の対向端地絡方向継電装置１２０2は、上述したトリップ信号発生回路１４０と同様の構成のトリップ信号発生回路（不図示）を具備する。
【００１２】
第１の電源端地絡方向継電装置１１０1の保護区間である自回線１Ｌの対向端側において図１０に示す時刻ｔ0に地絡事故が発生したとすると、第１乃至第３の零相電流Ｉ01〜Ｉ03の向きが動作方向（内部方向）と同じである第１の電源端地絡方向継電装置１１０1、第２の電源端地絡方向継電装置１１０2および第１の対向端地絡方向継電装置１２０1が動作する。
【００１３】
第１の対向端地絡方向継電装置１２０1の動作時限ＴDG3は第１および第２の電源端地絡方向継電装置１１０1，１１０2の動作時限ＴDG1，ＴDG2よりも短いため、まず、第１の対向端地絡方向継電装置１２０1が動作して、自回線１Ｌの対向端側に設置された第３の遮断器４3を遮断する。このとき、第３の遮断器４3は、図１０（ｂ）に示すように、事故発生時刻ｔ0から第１の対向端地絡方向継電装置１２０1のリレー判定時間ＴRYおよび動作時限ＴDG3だけ経過した時刻ｔ2に第１の対向端地絡方向継電装置１２０1から出力される第３のトリップ信号Ｓ3によって遮断されるが、第３の遮断器４3が完全に遮断されるのは、時刻ｔ2から遮断器遮断時間ＴCBだけ経過した時刻ｔ3となる。
【００１４】
時刻ｔ3に第３の遮断器４3が完全に遮断されると、事故電流は自回線１Ｌの電源端から事故点に向かってのみ流れるため（すなわち、第１の零相電流Ｉ01のみが流れるため）、第１の電源端地絡方向継電装置１１０1のみが動作を続けて、自回線１Ｌの電源端側に設置された第１の遮断器４1を遮断する。このとき、第１の遮断器４1は、図１０（ａ）に示すように、事故発生時刻ｔ0から第１の電源端地絡方向継電装置１１０1のリレー判定時間ＴRYおよび動作時限ＴDG1だけ経過した時刻ｔ5に第１の電源端地絡方向継電装置１１０1から出力される第１のトリップ信号Ｓ1によって遮断されるが、第１の遮断器４1が完全に遮断されるのは、時刻ｔ5から遮断器遮断時間ＴCBだけ経過した時刻ｔ6となる。
【００１５】
また、第１の電源端地絡方向継電装置１１０1の保護区間である自回線１Ｌの電源端側において図１１に示す時刻ｔ0に地絡事故が発生したとすると、第１の零相電流Ｉ01の向きが動作方向（内部方向）と同じである第１の電源端地絡方向継電装置１１０1が動作する。
【００１６】
その結果、第１の電源端地絡方向継電装置１１０1は、自回線１Ｌの電源端側に設置された第１の遮断器４1を遮断する。このとき、第１の遮断器４1は、図１１（ａ）に示すように、事故発生時刻ｔ0から第１の電源端地絡方向継電装置１１０1のリレー判定時間ＴRYおよび動作時限ＴDG1だけ経過した時刻ｔ5に第１の電源端地絡方向継電装置１１０1から出力される第１のトリップ信号Ｓ1によって遮断されるが、第１の遮断器４1が完全に遮断されるのは、時刻ｔ5から遮断器遮断時間ＴCBだけ経過した時刻ｔ6となる。
また、この地絡事故により対向端零相電圧Ｖ0bの大きさが整定値以上になると、第２の地絡過電圧継電装置５2はハイレベルの第２のＯＶＧ出力信号ＳOVG2を出力するため、第１の対向端地絡方向継電装置１２０1が具備するトリップ信号発生回路１４０（図９参照）の第１の遅延回路１４２1の出力信号は事故発生時刻ｔ0から第１の時限強調時間Ｔ１3だけ経過した時刻ｔ2にロウレベルからハイレベルになる。その後、第１の対向端地絡方向継電装置１２０1はリレー判定回路１４１の出力待ちとなる。
同様に、この地絡事故により電源端零相電圧Ｖ0aの大きさが整定値以上になると、第１の地絡過電圧継電装置５1はハイレベルの第１のＯＶＧ出力信号ＳOVG1を出力するため、第２の電源端地絡方向継電装置１１０2が具備するトリップ信号発生回路１３０（図８参照）の第１の遅延回路１３２1の出力信号は事故発生時刻ｔ0から第１の時限強調時間Ｔ１2だけ経過した時刻ｔ4にロウレベルからハイレベルになる。その後、第２の電源端地絡方向継電装置１１０2はリレー判定回路１３１の出力待ちとなる。
【００１７】
時刻ｔ6に第１の遮断器４1が完全に遮断されると、第２および第３の零相電流Ｉ02，Ｉ03が大きくなるため、第２の電源端地絡方向継電器１１０2および第１の対向端地絡方向継電器１２０1がともに動作する。
その結果、第２の電源端地絡方向継電装置１１０2では、時刻ｔ6から第２の時限協調時間Ｔ２2だけ経過した時刻ｔ7に、第２のトリップ信号Ｓ2が第２の遮断器４2に出力される。また、第１の対向端地絡方向継電装置１２０1でも、時刻ｔ6から第２の時限協調時間Ｔ２3だけ経過した時刻ｔ7に、第３のトリップ信号Ｓ3が第３の遮断器４3に出力される。
その結果、第２および第３の遮断器４2，４3は、図１１（ｂ），（ｃ）に示すように、時刻ｔ7から遮断器遮断時間ＴCBだけ経過した時刻ｔ8に同時に完全に遮断される。
【００１８】
下記の特許文献１には、段階限時の距離継電方式により３端子系統送電線を保護する後備保護手段を備えた保護継電装置において事故遮断の選択性を確保し高速遮断ができるようにするために、対向母線を含み対向母線方向の事故を検出する第２段リレーの動作条件を伝送する手段と、対向端からの転送信号を受信する手段と、自端の保護リレーの動作を受信した転送信号が所定時間以上継続したことを条件に自端の遮断器に遮断指令を出力する手段とを備えた保護継電装置が開示されている。
【特許文献１】特開平５−７６１３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
しかしながら、上述した地絡方向継電装置と地絡過電圧継電装置とを組み合わせた地絡保護継電システムでは、以下に示すような問題がある。
（１）自回線１Ｌにおいて地絡事故が発生した場合に、第１の遮断器４1は事故発生時刻ｔ0から第１の電源端地絡方向継電装置１１０1のリレー判定時間ＴRY、動作時限ＴDG1および遮断器遮断時間ＴCBの合計時間だけ経過した時刻ｔ6に遮断されるため（図１０（ａ）および図１１（ａ）参照）、地絡事故を除去するのに時間を要し、設備に悪影響を与えるという問題がある。
（２）自回線１Ｌの電源端至近で地絡事故が発生した場合には、第２および第３の遮断器４2，４3は時刻ｔ8に同時に遮断されるため（図１１（ｂ），（ｃ）参照）、他回線２Ｌが不要遮断されるという問題がある。
【００２０】
上記特許文献１記載の保護継電装置では、自回線１Ｌの第２の保護区間における地絡事故発生時に事故除去時間を短縮することはできるが、対向端子からの転送信号を継続して受信することにより自端子の遮断器を遮断する方式であるので、この転送信号の伝送路が必要であるという問題がある。
【００２１】
本発明の目的は、抵抗接地系の平衡２回線送電線における地絡事故除去時間を大幅に短縮することができる地絡距離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】
【００２２】
本発明の地絡距離継電装置は、電源端側の母線と対向端側の対向端母線との間に敷設された自回線（１Ｌ）および他回線（２Ｌ）からなる平衡２回線送電線の該自回線の電源端側に設置される地絡距離継電装置（１０1）であって、前記自回線における地絡事故発生を検出すると、該自回線の電源端側に設けられた自回線遮断器（４1）を遮断するためのトリップ信号（Ｓ1）を発生するトリップ信号発生回路（２０）を具備し、該トリップ信号発生回路が、自回線インピーダンスおよび両回線インピーダンスの変化に基づいて前記自回線の対向端側に設置された対向端遮断器（４3）が遮断されたことを検出すると、前記トリップ信号を瞬時に発生するトリップ信号発生手段を備えることを特徴とする。
ここで、前記トリップ信号発生手段が、母線電圧（Ｖa）を前記自回線の電源端側を流れる自回線線路電流（Ｉ1）で割って算出した自回線インピーダンス（Ｚ1）が第１の閾値（Ｔｈ1a）以下になると出力信号を出力する自回線インピーダンス比較回路（２２）と、前記母線電圧を前記自回線線路電流と前記他回線の電源端側を流れる他回線線路電流（Ｉ2）との和で割って算出した両回線インピーダンス（Ｚa）が第２の閾値（Ｔｈ2a）以下になると出力信号を出力する両回線インピーダンス比較回路（２３）と、前記自回線インピーダンス比較回路の出力信号の極性を反転するインバータ回路（２６）と、前記両回線インピーダンス比較回路の出力信号と前記インバータ回路の出力信号との論理積をとる第１の論理積回路（２４4）と、該第１の論理積回路の出力信号の時間軸を引延し時間（ＤＬ）だけ引き延ばす引延し回路（２７）と、前記自回線インピーダンス比較回路の出力信号と前記引延し回路の出力信号との論理積をとる第２の論理積回路（２４5）とを備えてもよい。
前記引延し時間が、前記地絡距離継電装置のリレー判定時間（ＴRY）および前記自回線遮断器の遮断器遮断時間（ＴCB）の合計時間よりも長くてもよい。
前記トリップ信号発生手段が、前記他回線の電源端側に設置された隣回線遮断器（４2）が遮断されていないことを条件に、自回線インピーダンスおよび両回線インピーダンスの変化に基づいて前記対向端遮断器が遮断されたことを検出すると、前記トリップ信号を瞬時に発生してもよい。
前記他回線の電源端側に設置される他の地絡距離継電装置（１０2）が、前記地絡距離継電装置と同じ構成を有しかつ一体に構成されていてもよい。
また、本発明の地絡距離継電装置は、電源端側の母線と対向端側の対向端母線との間に敷設された自回線（１Ｌ）および他回線（２Ｌ）からなる平衡２回線送電線の該自回線の対向端側に設置される地絡距離継電装置（３０1）であって、前記自回線における地絡事故発生を検出すると、該自回線の対向端側に設けられた自回線遮断器（４3）を遮断するためのトリップ信号（Ｓ3）を発生するトリップ信号発生回路（４０；４０ａ）を具備し、該トリップ信号発生回路が、自回線インピーダンスの変化に基づいて前記自回線の電源端側に設置された電源端遮断器（４1）が遮断されたことを検出すると、前記トリップ信号を瞬時に発生するトリップ信号発生手段を備えることを特徴とする。
ここで、前記トリップ信号発生手段が、対向端母線電圧（Ｖb）を前記自回線の対向端側を流れる自回線線路電流（Ｉ3）で割って算出した自回線インピーダンス（Ｚ3）が第１の閾値（Ｔｈ1b）以下になると出力信号を出力する自回線インピーダンス比較回路（４２）と、前記対向端母線電圧を前記自回線線路電流と前記他回線の対向端側を流れる他回線線路電流（Ｉ4）との和で割って算出した両回線インピーダンス（Ｚb）が第２の閾値（Ｔｈ2b）以下になると出力信号を出力する両回線インピーダンス比較回路（４３）と、前記自回線インピーダンス比較回路の出力信号と前記両回線インピーダンス比較回路の出力信号との論理積をとる論理積回路（４４4）とを備えてもよい。
前記トリップ信号発生手段が、対向端母線電圧（Ｖb）を前記自回線の対向端側を流れる自回線線路電流（Ｉ3）で割って算出した自回線インピーダンス（Ｚ3）が第１の閾値（Ｔｈ1b）以下になると出力信号を出力する自回線インピーダンス比較回路（４２）と、該自回線インピーダンス比較回路の出力信号の極性を反転するインバータ回路（５１）と、前記対向端母線に設置された地絡過電圧継電装置の出力信号（ＳOVG）または前記自回線の対向端側に設置された地絡過電流継電装置の出力信号と前記インバータ回路の出力信号との論理積をとる第１の論理積回路（５２）と、該第１の論理積回路の出力信号の時間軸を引延し時間（ＤＬ）だけ引き延ばす引延し回路（５３）と、前記自回線インピーダンス比較回路の出力信号と前記引延し回路の出力信号との論理積をとる第２の論理積回路（４４4）とを備えてもよい。
前記引延し時間が、前記地絡距離継電装置のリレー判定時間（ＴRY）および前記自回線遮断器の遮断器遮断時間（ＴCB）の合計時間よりも長くてもよい。
前記トリップ信号発生手段が、前記他回線の対向端側に設置された隣回線遮断器（４4）が遮断されていないことを条件に、自回線インピーダンスの変化に基づいて前記電源端遮断器が遮断されたことを検出すると、前記トリップ信号を瞬時に発生してもよい。
前記他回線の対向端側に設置される他の地絡距離継電装置（３０2）が、前記地絡距離継電装置と同じ構成を有しかつ一体に構成されていてもよい。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の地絡距離継電装置は、以下に示す効果を奏する。
（１）自回線の対向の遮断器が遮断されるとトリップ信号を瞬時に発生させることができるので、抵抗接地系の平衡２回線の電源端至近および対向端至近で発生した地絡事故の除去時間を大幅に短縮することができる。
（２）自回線インピーダンスおよび／または両回線インピーダンスの変化により対向の遮断器が遮断されたことを検出するとトリップ信号を瞬時に発生させるので、対向端からの転送信号の伝送路を設ける必要がない。
（３）地絡事故継続時間も大幅に短縮するので、事故時の設備への悪影響を低減することができる。
（４）主保護継電装置を省略することも可能であるため、設備への投資コストの低減も図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
上記の目的を、自回線インピーダンスおよび／または両回線インピーダンスの変化に基づいて自回線の対向に設置された遮断器が遮断されたことを検出するとトリップ信号を瞬時に発生することにより実現した。
【実施例１】
【００２５】
以下、本発明の地絡距離継電装置の実施例について、図面を参照して説明する。
本発明の一実施例による地絡距離継電装置である第１および第２の電源端地絡距離継電装置１０1，１０2は、図１に示すように、自回線１Ｌおよび他回線２Ｌの電源端側にそれぞれ設置される。また、本発明の一実施例による地絡距離継電装置である第１および第２の対向端地絡距離継電装置３０1，３０2は、自回線１Ｌおよび他回線２Ｌの対向端側にそれぞれ設置される。
【００２６】
第１の電源端地絡距離継電装置１０1は、母線に設けられた第１の変成器２1から入力される母線電圧Ｖaと自回線１Ｌの電源端側に設けられた第１の変流器３1から入力される第１の線路電流Ｉ1に基づいて自回線１Ｌの第１のインピーダンスＺ1（Ｚ1＝Ｖa／Ｉ1）を算出し、算出した第１のインピーダンスＺ1に基づいて自回線１Ｌにおける地絡事故発生を検出すると、自回線１Ｌの電源端側に設けられた第１の遮断器４1を遮断するための第１のトリップ信号Ｓ1を発生する。ここで、第１の電源端地絡距離継電装置１０1は、第１のインピーダンスＺ1に基づいて自回線１Ｌの第１の保護区間（第１の電源端地絡距離継電装置１０1の１段動作域Ａ１であり、自回線１Ｌの電源端から対向端までの７０％の区間である。）における地絡事故発生を検出すると、第１のトリップ信号Ｓ1を瞬時（第１の時限協調時間ＧＴ１1＝０）に発生し、第１のインピーダンスＺ1に基づいて自回線１Ｌの第２の保護区間（第１の電源端地絡距離継電装置１０1の２段動作域Ａ２であり、自回線１Ｌの電源端から対向端までの１４０％の区間である。）における地絡事故発生を検出すると、第１のトリップ信号Ｓ1を第２の時限協調時間ＧＴ２1の時限協調をもって発生する。
また、第１の電源端地絡距離継電装置１０1は、自回線インピーダンス（第１のインピーダンスＺ1）および後述する両回線インピーダンスＺaの変化に基づいて自回線１Ｌの対向端側に設置された第３の遮断器４3が遮断されたことを検出すると、第１のトリップ信号Ｓ1を瞬時に発生する。
【００２７】
そのため、第１の電源端地絡距離継電装置１０1は、図２に示すトリップ信号発生回路２０を具備する。
【００２８】
トリップ信号発生回路２０は、図２に示すように、動作域判定回路２１と、自回線インピーダンス比較回路２２（以下、「自回線Ｚ比較回路２２」と称する。）と、両回線インピーダンス比較回路２３（以下、「両回線Ｚ比較回路２３」と称する。）と、第１乃至第６の論理積回路２４1〜２４6と、遅延回路（タイマー）２５と、インバータ回路２６と、引延し回路２７と、論理和回路２８とを備える。
【００２９】
動作域判定回路２１は、母線電圧Ｖaを第１の線路電流Ｉ1で割って第１のインピーダンスＺ1（Ｚ1＝Ｖa／Ｉ1）を算出したのち、算出した第１のインピーダンスＺ1に基づいて第１の電源端地絡距離継電装置１０1の動作域を判定する。
すなわち、動作域判定回路２１は、算出した第１のインピーダンスＺ1が第１の電源端地絡距離継電装置１０1の１段動作域Ａ１の最大インピーダンス（以下、「第１の最大インピーダンスＺ1max」と称する。）以下であると、「第１の電源端地絡距離継電装置１０1の動作域が１段動作域Ａ１である」と判定して、ハイレベルの第１および第２の判定結果出力信号ＶＤ1，ＶＤ2を出力する。また、動作域判定回路２１は、算出した第１のインピーダンスＺ1が第１の最大インピーダンスＺ1maxよりも大きく第１の電源端地絡距離継電装置１０1の２段動作域Ａ２の最大インピーダンス（以下、「第２の最大インピーダンスＺ2max」と称する。）以下であると、「第１の電源端地絡距離継電装置１０1の動作域が２段動作域Ａ２である」と判定して、ハイレベルの第２の判定結果出力信号ＶＤ2を出力する。
【００３０】
第１の論理積回路２４1は、動作域判定回路２１から入力される第１および第２の判定結果出力信号ＶＤ1，ＶＤ2の論理積をとる。
第２の論理積回路２４2は、フェールセーフ用の継電装置（不図示）からのＦＤリレー出力信号ＳFDと第１の論理積回路２４1の出力信号との論理積をとる。
第３の論理積回路２４3は、動作域判定回路２１から入力される第２の判定結果出力信号ＶＤ2とＦＤリレー出力信号ＳFDとの論理積をとる。
遅延回路２５は、第３の論理積回路２４3の出力信号を第２の時限協調時間ＧＴ２1だけ遅延する。
【００３１】
自回線Ｚ比較回路２２は、母線電圧Ｖaを第１の線路電流Ｉ1で割って第１のインピーダンスＺ1（Ｚ1＝Ｖa／Ｉ1）を算出したのち、算出した第１のインピーダンスＺ1が第１の閾値Ｔｈ1a（自回線１Ｌの電源端から中央部までのインピーダンス）以下になるとハイレベルの出力信号を出力する。
両回線Ｚ比較回路２３は、母線電圧Ｖaを第１および第２の線路電流Ｉ1，Ｉ2の和で割って両回線インピーダンスＺa（Ｚa＝Ｖa／（Ｉ1＋Ｉ2））を算出したのち、算出した両回線インピーダンスＺaが第２の閾値Ｔｈ2a以下になるとハイレベルの出力信号を出力する。
インバータ回路２６は、自回線Ｚ比較回路２２の出力信号の極性を反転する。
第４の論理積回路２４4は、インバータ回路２６の出力信号と両回線Ｚ比較回路２３の出力信号との論理積をとる。
引延し回路２７は、第４の論理積回路２４4の出力信号の時間軸を引延し時間ＤＬだけ伸張する。ここで、引延し時間ＤＬは、第１の電源端地絡距離継電装置１０1のリレー判定時間ＴRYおよび第１の遮断器４1の遮断器遮断時間ＴCBの合計時間よりも長い値に設定される（ＤＬ＞ＴRY＋ＴCB）。
第５の論理積回路２４5は、引延し回路２７によって時間軸が伸張された第４の論理積回路２４4の出力信号と自回線Ｚ比較回路２２の出力信号との論理積をとる。
第６の論理積回路２４6は、第２の遮断器４2から入力される第２の接点信号ＳC2と第５の論理積回路２４5の出力信号との論理積をとる。
論理和回路２８は、第２の論理積回路２４2の出力信号と遅延回路２５の出力信号と第６の論理積回路２４6の出力信号との論理和をとる。
【００３２】
第２の電源端地絡距離継電装置１０2は、上述した第１の電源端地絡距離継電装置１０1と同様に構成されている。
【００３３】
第１の対向端地絡距離継電装置３０1は、対向端母線に設けられた第２の変成器２2から入力される対向端母線電圧Ｖbと自回線１Ｌの対向端側に設けられた第３の変流器３3から入力される第３の線路電流Ｉ3に基づいて自回線１Ｌの第３のインピーダンスＺ3（Ｚ3＝Ｖb／Ｉ3）を算出し、算出した第３のインピーダンスＺ3に基づいて自回線１Ｌにおける地絡事故発生を検出すると、自回線１Ｌの対向端側に設けられた第３の遮断器４3を遮断するための第３のトリップ信号Ｓ3を発生する。ここで、第１の対向端地絡距離継電装置３０1は、第３のインピーダンスＺ3に基づいて自回線１Ｌの第３の保護区間（第１の対向端地絡距離継電装置３０1の１段動作域Ａ１であり、自回線１Ｌの対向端から電源端までの７０％の区間である。）における地絡事故発生を検出すると、第３のトリップ信号Ｓ3を瞬時（第１の時限協調時間ＧＴ１3＝０）に発生し、第３のインピーダンスＺ3に基づいて自回線１Ｌの第４の保護区間（第１の対向端地絡距離継電装置３０1の２段動作域Ａ２であり、自回線１Ｌの対向端から電源端までの１４０％の区間である。）における地絡事故発生を検出すると、第３のトリップ信号Ｓ3を第２の時限協調時間ＧＴ２3の時限協調をもって発生する。ここで、第２の時限協調時間ＧＴ２3は、上述した第１の電源端地絡距離継電装置１０1の第２の時限協調時間ＧＴ２1よりも小さい値に設定される（ＧＴ２3＜ＧＴ２1）。
また、第１の対向端地絡距離継電装置３０1は、第３のインピーダンスＺ3（自回線インピーダンス）の変化に基づいて自回線１Ｌの電源端側に設置された第１の遮断器４1が遮断されたことを検出すると、第３のトリップ信号Ｓ3を瞬時に発生する。
【００３４】
そのため、第１の対向端地絡距離継電装置３０1は、図３に示すトリップ信号発生回路４０を具備する。
【００３５】
トリップ信号発生回路４０は、図３に示すように、動作域判定回路４１と、自回線インピーダンス比較回路４２（以下、「自回線Ｚ比較回路４２」と称する。）と、両回線インピーダンス比較回路４３（以下、「両回線Ｚ比較回路４３」と称する。）と、第１乃至第５の論理積回路４４1〜４４5と、遅延回路（タイマー）４５と、論理和回路４８とを備える。
【００３６】
動作域判定回路４１は、対向端母線電圧Ｖbを第３の線路電流Ｉ3で割って第３のインピーダンスＺ3（Ｚ3＝Ｖb／Ｉ3）を算出したのち、算出した第３のインピーダンスＺ3に基づいて第１の対向端地絡距離継電装置３０1の動作域を判定する。
すなわち、動作域判定回路４１は、算出した第３のインピーダンスＺ3が第１の対向端地絡距離継電装置３０1の１段動作域Ａ１の最大インピーダンス（以下、「第３の最大インピーダンスＺ3max」と称する。）以下であると、「第１の対向端地絡距離継電装置３０1の動作域が１段動作域Ａ１である」と判定して、ハイレベルの第１および第２の判定結果出力信号ＶＤ1，ＶＤ2を出力する。また、動作域判定回路４１は、算出した第３のインピーダンスＺ3が第３の最大インピーダンスＺ3maxよりも大きく第１の対向端地絡距離継電装置３０1の２段動作域Ａ２の最大インピーダンス（以下、「第４の最大インピーダンスＺ4max」と称する。）以下であると、「第１の対向端地絡距離継電装置３０1の動作域が２段動作域Ａ２である」と判定して、ハイレベルの第２の判定結果出力信号ＶＤ2を出力する。
【００３７】
第１の論理積回路４４1は、動作域判定回路４１から入力される第１および第２の判定結果出力信号ＶＤ1，ＶＤ2の論理積をとる。
第２の論理積回路４４2は、フェールセーフ用の他の継電装置（不図示）からのＦＤリレー出力信号ＳFD’と第１の論理積回路４４1の出力信号との論理積をとる。
第３の論理積回路４４3は、動作域判定回路４１から入力される第２の判定結果出力信号ＶＤ2とＦＤリレー出力信号ＳFD’との論理積をとる。
遅延回路４２は、第３の論理積回路４４3の出力信号を第２の時限協調時間ＧＴ２3だけ遅延する。
【００３８】
自回線Ｚ比較回路４２は、対向端母線電圧Ｖbを第３の線路電流Ｉ3で割って第３のインピーダンスＺ3（Ｚ3＝Ｖb／Ｉ3）を算出したのち、算出した第３のインピーダンスＺ3が第１の閾値Ｔｈ1b（自回線１Ｌの対向端から中央部までのインピーダンス）以下になるとハイレベルの出力信号を出力する。
両回線Ｚ比較回路４３は、対向端母線電圧Ｖbを第３および第４の線路電流Ｉ3，Ｉ4の和で割って両回線インピーダンスＺb（Ｚb＝Ｖb／（Ｉ3＋Ｉ4））を算出したのち、算出した両回線インピーダンスＺbが第２の閾値Ｔｈ2b以下になるとハイレベルの出力信号を出力する。
第４の論理積回路４４4は、自回線Ｚ比較回路４２の出力信号と両回線Ｚ比較回路４３の出力信号との論理積をとる。
第５の論理積回路４４5は、第４の遮断器４4から入力される第４の接点信号ＳC4と第４の論理積回路４４4の出力信号との論理積をとる。
論理和回路４８は、第２の論理積回路４４2の出力信号と遅延回路４５の出力信号と第５の論理積回路４４5の出力信号との論理和をとる。
【００３９】
第２の対向端地絡距離継電装置３０2は、上述した第１の対向端地絡距離継電装置３０1と同様に構成されている。
【００４０】
次に、自回線１Ｌの対向端至近において地絡事故が発生した場合の第１の電源端地絡距離継電装置１０1および第１の対向端地絡距離継電装置３０1の動作について、図４を参照して説明する。
【００４１】
自回線１Ｌの対向端至近において時刻ｔ0に地絡事故が発生すると、第１乃至第３の線路電流Ｉ1〜Ｉ3の向きが動作方向（内部方向）と同じである第１の電源端地絡距離継電装置１０1、第２の電源端地絡距離継電装置１０2および第１の対向端地絡距離継電装置３０1が動作する。
【００４２】
第１の対向端地絡距離継電装置３０1が具備するトリップ信号発生回路４０（図３参照）の動作域判定回路４１は、対向端母線電圧Ｖbを第３の線路電流Ｉ3で割って第３のインピーダンスＺ3（Ｚ3＝Ｖb／Ｉ3）を算出したのち、算出した第３のインピーダンスＺ3に基づいて「第１の対向端地絡距離継電装置３０1の動作域が１段動作域Ａ１である」と判定して、ハイレベルの第１および第２の判定結果出力信号ＶＤ1，ＶＤ2を出力する。
これにより、第１の論理積回路４４1の出力信号がロウレベルからハイレベルになるため、ＦＤリレー出力信号ＳFD’がハイレベルであると、第２の論理積回路４４2の出力信号がロウレベルからハイレベルとなる。その結果、論理和回路４８の出力信号がロウレベルからハイレベルになるため、第３のトリップ信号Ｓ3がトリップ信号発生回路４０から第３の遮断器４3に出力される。
なお、第３のトリップ信号Ｓ3は、図４（ｂ）に示すように、事故発生時刻ｔ0から第１の対向端地絡距離継電装置３０1におけるリレー判定時間ＴRYだけ経過した時刻ｔ1にトリップ信号発生回路４０から出力される。
これにより、第３の遮断器４3は、図４（ｂ）に実線で示すように、事故発生時刻ｔ0からリレー判定時間ＴRYおよび遮断器遮断時間ＴCBの合計時間（たとえば、５０ｍｓ）だけ経過した時刻ｔ1aに完全に遮断される。その結果、図４（ｂ）に破線で示した従来の場合（図１０（ｂ）参照）に比べて、第３の遮断器４3を第２の対向端地絡方向継電装置１２０1の動作時限ＴDG3（＝５００ｍｓ）だけ早く遮断することができる。
【００４３】
第１の電源端地絡距離継電装置１０1では、トリップ信号発生回路２０（図２参照）の動作域判定回路２１は、母線電圧Ｖaを第１の線路電流Ｉ1で割って第１のインピーダンスＺ1（Ｚ1＝Ｖa／Ｉ1）を算出したのち、算出した第１のインピーダンスＺ1に基づいて「第１の電源端地絡距離継電装置１０1の動作域が２段動作域Ａ２である」と判定して、ハイレベルの第２の判定結果出力信号ＶＤ2を出力する。これにより、ＦＤリレー出力信号ＳFDがハイレベルであると、第３の論理積回路２４3の出力信号がロウレベルからハイレベルになるが、第３の論理積回路２４3の出力信号は遅延回路２５によって第２の時限協調時間ＧＴ２1だけ遅延されるため、時刻ｔ1aでは遅延回路２５の出力信号はロウレベルのままとなる。
また、地絡事故発生後は自回線１Ｌの電源端から見たインピーダンス（すなわち、第１のインピーダンスＺ1）は第１の閾値Ｔｈ1aよりも大きいため、自回線Ｚ比較回路４２の出力信号はロウレベルのままとなるので、第５の論理積回路２４5の出力信号はロウレベルのままとなる。
その結果、トリップ信号発生回路２０から出力される第１のトリップ信号Ｓ1はロウレベルのままである。
なお、地絡事故発生後は自回線１Ｌの電源端から見た両回線インピーダンス（すなわち、両回線インピーダンスＺa）は第２の閾値Ｔｈ2a以下となるため、両回線Ｚ比較回路４３の出力信号はロウレベルからハイレベルとなる。その結果、第４の論理積回路２４4にはインバータ回路２６によって極性がハイレベルに反転された自回線Ｚ比較回路４２の出力信号と両回線Ｚ比較回路４３のハイレベルの出力信号が入力されるため、第４の論理積回路２４4の出力信号はロウレベルからハイレベルとなる。第４の論理積回路２４4のハイレベルの出力信号は、引延し回路２７によって時間軸が引延し時間ＤＬだけ引き延ばされる。
【００４４】
第２の電源端地絡距離継電装置１０2は、上述した第１の電源端地絡距離継電装置１０1と同様に動作する。
【００４５】
時刻ｔ1aに第３の遮断器４3が完全に遮断されると、事故電流は自回線１Ｌの電源端から事故点に向かってのみ流れるため（すなわち、第１の線路電流Ｉ1が大きくなるため）、自回線１Ｌの電源端から見たインピーダンス（すなわち、第１のインピーダンスＺ1）は第１の閾値Ｔｈ1a以下になるので、第１の電源端地絡距離継電装置１０1が具備するトリップ信号発生回路２０の自回線Ｚ比較回路２２の出力信号がロウレベルからハイレベルになる。その結果、引延し回路２７の出力信号はハイレベルのままとなっているため、第５の論理積回路２４5の出力信号がロウレベルからハイレベルになる。
このとき、第２の接点信号ＳC2がハイレベルである（第２の遮断器４2が遮断されていないことを示す。）と、第６の論理積回路２４6の出力信号がロウレベルからハイレベルになる。その結果、論理和回路２８の出力信号がロウレベルからハイレベルになるため、第１のトリップ信号Ｓ1がトリップ信号発生回路２０から第１の遮断器４1に出力される。
なお、第１のトリップ信号Ｓ1は、図４（ａ）に示すように、時刻ｔ1aから第１の電源端地絡距離継電装置１０1におけるリレー判定時間ＴRYだけ経過した時刻ｔ1bにトリップ信号発生回路２０から出力される。
これにより、第１の遮断器４1は、図４（ａ）に実線で示すように、時刻ｔ1aからリレー判定時間ＴRYおよび遮断器遮断時間ＴCBの合計時間だけ経過した時刻ｔ1cに完全に遮断される。その結果、図４（ａ）に破線で示した従来の場合（図１０（ａ）参照）に比べて、第１の遮断器４1を第１の電源端地絡方向継電装置１１０1の動作時限ＴDG1（＝９００ｍｓ）からリレー判定時間ＴRYおよび遮断器遮断時間ＴCBの合計時間（＝５０ｍｓ）を引いた時間（＝８５０ｍｓ）だけ早く遮断することができる。
【００４６】
次に、自回線１Ｌの電源端至近において地絡事故が発生した場合の第１の電源端地絡距離継電装置１０1および第１の対向端地絡距離継電装置３０1の動作について、図５を参照して説明する。
【００４７】
自回線１Ｌの電源端至近において時刻ｔ0に地絡事故が発生すると、第１乃至第３の線路電流Ｉ1〜Ｉ3の向きが動作方向（内部方向）と同じである第１の電源端地絡距離継電装置１０1、第２の電源端地絡距離継電装置１０2および第１の対向端地絡距離継電装置３０1が動作する。
【００４８】
第１の電源端地絡距離継電装置１０1が具備するトリップ信号発生回路２０（図２参照）の動作域判定回路２１は、母線電圧Ｖaを第１の線路電流Ｉ1で割って第１のインピーダンスＺ1（Ｚ1＝Ｖa／Ｉ1）を算出したのち、算出した第１のインピーダンスＺ1に基づいて「第１の電源端地絡距離継電装置１０1の動作域が１段動作域Ａ１である」と判定して、ハイレベルの第１および第２の判定結果出力信号ＶＤ1，ＶＤ2を出力する。
これにより、第１の論理積回路２４1の出力信号がロウレベルからハイレベルになるため、ＦＤリレー出力信号ＳFDがハイレベルであると、第２の論理積回路２４2の出力信号がロウレベルからハイレベルとなる。その結果、論理和回路２８の出力信号がロウレベルからハイレベルになるため、第１のトリップ信号Ｓ1がトリップ信号発生回路２０から第１の遮断器４1に出力される。
なお、第１のトリップ信号Ｓ1は、図５（ａ）に示すように、事故発生時刻ｔ0から第１の電源端地絡距離継電装置１０1におけるリレー判定時間ＴRYだけ経過した時刻ｔ1にトリップ信号発生回路２０から出力される。
これにより、第１の遮断器４1は、図５（ａ）に実線で示すように、事故発生時刻ｔ0からリレー判定時間ＴRYおよび遮断器遮断時間ＴCBの合計時間だけ経過した時刻ｔ1aに完全に遮断される。その結果、図５（ａ）に破線で示した従来の場合（図１０（ａ）参照）に比べて、第１の遮断器４1を第１の電源端地絡方向継電装置１１０1の動作時限ＴDG1（＝９００ｍｓ）だけ早く遮断することができる。
【００４９】
第１の対向端地絡距離継電装置３０1では、トリップ信号発生回路４０（図３参照）の動作域判定回路４１が、対向端母線電圧Ｖbを第３の線路電流Ｉ3で割って第３のインピーダンスＺ3（Ｚ3＝Ｖb／Ｉ3）を算出したのち、算出した第３のインピーダンスＺ3に基づいて「第１の対向端地絡距離継電装置３０1の動作域が２段動作域Ａ２である」と判定して、ハイレベルの第２の判定結果出力信号ＶＤ2を出力する。これにより、ＦＤリレー出力信号ＳFD’がハイレベルであると、第３の論理積回路４４3の出力信号がロウレベルからハイレベルになるが、第３の論理積回路４４3の出力信号は遅延回路４５によって第２の時限協調時間ＧＴ２3だけ遅延されるため、時刻ｔ1aでは遅延回路４５の出力信号はロウレベルのままとなる。
また、地絡事故発生後に自回線１Ｌの対向端から見た両回線インピーダンス（すなわち、両回線インピーダンスＺb）は第２の閾値Ｔｈ2b以下となるため、両回線Ｚ比較回路４３の出力信号はロウレベルからハイレベルとなるが、地絡事故発生後に自回線１Ｌの対向端から見たインピーダンス（すなわち、第３のインピーダンスＺ3）は第１の閾値Ｔｈ1bよりも大きいため、自回線Ｚ比較回路４２の出力信号はロウレベルのままである。その結果、第１の論理積回路４４2の出力信号はロウレベルのままとなるため、トリップ信号発生回路４０から出力される第３のトリップ信号Ｓ3はロウレベルのままである。
【００５０】
時刻ｔ1aに第１の遮断器４1が完全に遮断されると、事故電流は自回線１Ｌの対向端から事故点に向かってのみ流れるため（すなわち、第３の線路電流Ｉ3が大きくなるため）、自回線１Ｌの対向端からインピーダンス（すなわち、第３のインピーダンスＺ3）は第１の閾値Ｔｈ1a以下となるため、自回線Ｚ比較回路４２の出力信号がロウレベルからハイレベルになるので、第４の論理積回路４４4の出力信号がロウレベルからハイレベルになる。
このとき、第４の接点信号ＳC4がハイレベルである（第４の遮断器４4が遮断されていないことを示す。）と、第５の論理積回路４４5の出力信号がロウレベルからハイレベルになる。その結果、論理和回路４８の出力信号がロウレベルからハイレベルになるため、第３のトリップ信号Ｓ3がトリップ信号発生回路４０から第３の遮断器４3に出力される。
なお、第３のトリップ信号Ｓ3は、図５（ｂ）に示すように、時刻ｔ1aから第１の対向端地絡距離継電装置３０1におけるリレー判定時間ＴRYだけ経過した時刻ｔ1bにトリップ信号発生回路４０から出力される。
これにより、第３の遮断器４3は、図５（ｂ）に実線で示すように、時刻ｔ1aからリレー判定時間ＴRYおよび遮断器遮断時間ＴCBの合計時間（＝５０ｍｓ）だけ経過した時刻ｔ1cに完全に遮断される。その結果、図５（ｂ）に破線で示した従来の場合（図１０（ｂ）参照）に比べて、第３の遮断器４3を第１の電源端地絡方向継電装置１１０1の動作時限ＴDG1（＝９００ｍｓ）および第１の対向端地絡方向継電装置１２０1の第２の時限協調時間Ｔ２3の合計時間からリレー判定時間ＴRYを引いた時間だけ早く遮断することができる。
【００５１】
なお、第１の対向端地絡距離継電装置３０1は、図３に示したトリップ信号発生回路４０の代わりに、図６に示すトリップ信号発生回路４０ａを具備してもよい。
トリップ信号発生回路４０ａは、図６に示すように、両回線Ｚ比較回路４３の代わりに、自回線Ｚ比較回路４２の出力信号の極性を反転するインバータ回路５１と、インバータ回路５１の出力信号と対向端母線に設置された地絡過電圧継電装置（図７に示した第２の地絡過電圧継電装置５2参照）から入力されるＯＶＧ出力信号ＳOVGとの論理積をとる論理積回路５２と、論理積回路５２の出力信号の時間軸を引延し時間ＤＬだけ引き延ばす引延し回路５３とを備える点で、図３に示したトリップ信号発生回路４０と異なる。
【００５２】
自回線１Ｌの対向端至近において地絡事故が発生した場合には、トリップ信号発生回路４０ａは、上述したトリップ信号発生回路４０と同様に動作する。
【００５３】
自回線１Ｌの電源端至近において地絡事故が発生して対向端零相電圧Ｖ0bの大きさが整定値以上になると、地絡過電圧継電装置からハイレベルのＯＶＧ出力信号ＳOVGがトリップ信号発生回路４０ａに入力される。また、上述したように地絡事故発生時には自回線１Ｌの対向端から見たインピーダンス（すなわち、第３のインピーダンスＺ3）は第１の閾値Ｔｈ1bよりも大きいため、自回線Ｚ比較回路４２の出力信号はロウレベルのままである。自回線Ｚ比較回路４２の出力信号は、インバータ回路５１によって極性が反転されてロウレベルからハイレベルになる。その結果、論理積回路５２の出力信号はロウレベルからハイレベルとなる。
論理積回路５２のハイレベルの出力信号は、引延し回路５３によって時間軸が引延し時間ＤＬだけ引き延ばされる。
【００５４】
その後、上述したようにして第１の遮断器４1が第１の電源端地絡距離継電装置１０1によって完全に遮断されると、自回線１Ｌの対向端から見たインピーダンス（すなわち、第３のインピーダンスＺ3）は第１の閾値Ｔｈ1b以下となるため、自回線Ｚ比較回路４２の出力信号はロウレベルからハイレベルとなる。その結果、第４の論理積回路４４4には自回線Ｚ比較回路４２のハイレベルの出力信号と引延し回路５３のハイレベルの出力信号とが入力されるため、第４の論理積回路４４4の出力信号はロウレベルからハイレベルになる。
このとき、第４の接点信号ＳC4がハイレベルである（第４の遮断器４4が遮断されていないことを示す。）と、第５の論理積回路４４5の出力信号がロウレベルからハイレベルになる。その結果、論理和回路４８の出力信号がロウレベルからハイレベルになるため、第３のトリップ信号Ｓ3がトリップ信号発生回路４０から第３の遮断器４3に出力される。
【００５５】
したがって、トリップ信号発生回路４０ａを用いても、第３の遮断器４3を第１の電源端地絡方向継電装置１１０1の動作時限ＴDG1（＝９００ｍｓ）および第１の対向端地絡方向継電装置１２０1の第２の時限協調時間Ｔ２3の合計時間からリレー判定時間ＴRYを引いた時間だけ早く遮断することができる（図５（Ｂ）参照）。
【００５６】
なお、対向端母線に設置された地絡過電圧継電装置のＯＶＧ出力信号ＳOVGを論理積回路５２に入力したが、自回線１Ｌに対向端側に設置された地絡過電流継電装置の出力信号を論理積回路５２に入力してもよい。
【００５７】
以上説明したように、トリップ信号発生回路２０，４０，４０ａは、自回線インピーダンスおよび／または両回線インピーダンスの変化により対向の遮断器が遮断されたことを検出するとトリップ信号を瞬時に発生するので、上記特許文献１記載の保護継電装置のように「対向端の遮断器が遮断された」旨を示す転送信号を転送する必要はない。
【００５８】
また、第１および第２の電源端地絡距離継電装置１０1，１０2を個々に構成したが、一体に構成してもよい。第１および第２の対向端地絡距離継電装置３０1，３０2についても同様である。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の一実施例による距離継電装置である第１の電源端地絡距離継電装置１０1について説明するための図である。
【図２】図１に示した第１の電源端地絡距離継電装置１０1が具備するトリップ信号発生回路２０の構成を示すブロック図である。
【図３】図１に示した第１の対向端地絡距離継電装置３０1が具備するトリップ信号発生回路４０の構成を示すブロック図である。
【図４】図１に示した自回線１Ｌの対向端至近で地絡事故が発生した場合の第１の電源端地絡方向継電装置１０1および第１の対向端地絡方向継電装置３０1の動作を説明するための図である。
【図５】図１に示した自回線１Ｌの電源端至近で地絡事故が発生した場合の第１の電源端地絡方向継電装置１０1および第１の対向端地絡方向継電装置３０1の動作を説明するための図である。
【図６】図１に示した第１の対向端地絡距離継電装置３０1が具備する他のトリップ信号発生回路４０ａの構成を示すブロック図である。
【図７】電力系統における地絡保護に用いられている地絡方向継電装置の動作を説明するための図である。
【図８】図７に示した第１の電源端地絡方向継電装置１１０1が具備するトリップ信号発生回路１３０の構成を示すブロック図である。
【図９】図７に示した第１の対向端地絡方向継電装置１２０1が具備するトリップ信号発生回路１４０の構成を示すブロック図である。
【図１０】図７に示した自回線１Ｌの対向端側で地絡事故が発生した場合の第１の電源端地絡方向継電装置１１０1および第１の対向端地絡方向継電装置１２０1の動作を説明するための図である。
【図１１】図７に示した自回線１Ｌの電源端側で地絡事故が発生した場合の第１の電源端地絡方向継電装置１１０1および第１の対向端地絡方向継電装置１２０1の動作を説明するための図である。
【符号の説明】
【００６０】
１  電源
２1，２2  第１および第２の変成器
３1〜３4  第１乃至第４の変流器
４1〜４4  第１乃至第４の遮断器
５1，５2  第１および第２の地絡過電圧継電装置
１０1，１０2  第１および第２の電源端地絡距離継電装置
２０，４０，４０ａ，１３０，１４０  トリップ信号発生回路
２１，４１  動作域判定回路
２２，４２  自回線Ｚ比較回路
２３，４３  両回線Ｚ比較回路
２４1〜２４6  第１乃至第６の論理積回路
２５，４５  遅延回路
２６，５１  インバータ回路
２７，５３  引延し回路
２８，４８  論理和回路
３０1，３０2  第１および第２の対向端地絡距離継電装置
４４1〜４４5  第１乃至第５の論理積回路
５２  論理積回路
１０２1，１０２2  第１および第２の接地形計器用変圧器
１０３1〜１０３4  第１乃至第４の零相変流器
１１０1，１１０2  第１および第２の電源端地絡方向継電装置
１２０1，１２０2  第１および第２の対向端地絡方向継電装置
１３１，１４１  リレー判定回路
１３２1〜１３２3，１４２1〜１４２3  第１乃至第３の遅延回路
１３３，１４３  論理積回路
１３４，１４４  論理和回路
１Ｌ  自回線
２Ｌ  他回線
Ａ１，Ａ２  １段および２段動作域
Ｖa  母線電圧
Ｖb  対向端母線電圧
Ｖ0a  電源端零相電圧
Ｖ0b  対向端零相電圧
Ｉ01〜Ｉ04  第１乃至第４の零相電流
Ｉ1〜Ｉ4  第１乃至第４の線路電流
Ｚ1〜Ｚ4  第１および第４のインピーダンス
Ｚa，Ｚb  両回線インピーダンス
Ｚ1max〜Ｚ4max  第１乃至第４の最大インピーダンス
Ｔｈ1a，Ｔｈ2a，Ｔｈ1b，Ｔｈ2b  第１および第２の閾値
ＤＬ  引延し時間
ＶＤ1，ＶＤ2  第１および第２の判定結果出力信号
ＳFD，ＳFD’  ＦＤリレー出力信号
Ｓ1〜Ｓ4  第１乃至第４のトリップ信号
ＳC1〜ＳC4  第１乃至第４の接点信号
ＳOVG  ＯＶＧ出力信号
ＳOVG1，ＳOVG2  第１および第２のＯＶＧ出力信号
ｔ0〜ｔ8，ｔ1a〜ｔ1c  時刻
ＴRY  リレー判定時間
ＴCB  遮断器遮断時間
ＴDG1〜ＴDG4  動作時限
ＧＴ１1〜ＧＴ１4，ＧＴ２1〜ＧＴ２4  第１および第２の時限協調時間
Ｔ１1〜Ｔ１4，Ｔ２1〜Ｔ２4，Ｔ３1〜Ｔ３4  第１乃至第３の時限協調時間
【図１】
2010166769.tif 000003
【図２】
2010166769.tif 000004
【図３】
2010166769.tif 000005
【図４】
2010166769.tif 000006
【図５】
2010166769.tif 000007
【図６】
2010166769.tif 000008
【図７】
2010166769.tif 000009
【図８】
2010166769.tif 000010
【図９】
2010166769.tif 000011
【図１０】
2010166769.tif 000012
【図１１】
2010166769.tif 000013