(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力系統から入力される電圧および電流を用いて事故点までの距離演算および前記事故点の方向演算を行い、これら距離演算および方向演算による各演算結果に基づいて保護が求められる事故であるか否かを判定し、保護が求められる事故である場合、所定の動作遅延時間の経過後に遮断器トリップ信号を出力する距離継電器であって、
前記距離演算および前記方向演算に基づき演算された距離インピーダンスがインピーダンス平面上の第１の動作領域に含まれるか否かを判定する第１の判定部と、
前記電力系統に生じた事故が自相であるか否かを判定する事故相判定部と、
前記演算された距離インピーダンスが前記第１の動作領域よりも前記インピーダンス平面上における実数軸の正方向が狭く整定された第２の動作領域に含まれるか否かを判定する第２の判定部と、
を備え、
前記事故相判定部を前記第１の判定部のみと組合せ、前記第１の判定部の出力と前記事故相判定部の出力との論理積出力を生成すると共に、前記論理積出力と前記第２の判定部の出力との論理和出力を動作出力とすることを特徴とする距離継電器。
【請求項２】
電力系統から入力される電圧および電流を用いて事故点までの距離演算および当該事故点の方向演算を行い、これら距離演算および方向演算による各演算結果に基づいて保護が求められる事故であるか否かを判定し、保護が求められる事故である場合、所定の動作遅延時間の経過後に遮断器トリップ信号を出力する距離継電器であって、
前記距離演算および前記方向演算に基づき演算された距離インピーダンスがインピーダンス平面上の第１の動作領域に含まれるか否かを判定する第１の判定部と、前記電力系統に生じた事故が自相であるか否かを判定する事故相判定部と、を有し、前記事故が前記第１の動作領域に含まれ、且つ、自相である場合に保護区間内の事故を検出する第１の検出部と、
前記演算された距離インピーダンスが前記第１の動作領域よりも前記インピーダンス平面上における実数軸の正方向が狭く整定された第２の動作領域に含まれるか否かを判定し、この第２の動作領域に含まれる場合に前記保護区間内の事故を検出する第２の検出部と、
を備え、
前記第１の検出部および前記第２の検出部の少なくとも一方が事故を検出した場合に、前記遮断器トリップ信号を生成することを特徴とする距離継電器。
【請求項３】
電力系統から入力される電圧および電流を用いて事故点までの距離演算および前記事故点の方向演算を行い、これら距離演算および方向演算による各演算結果に基づいて保護が求められる事故であるか否かを判定し、保護が求められる事故である場合、所定の動作遅延時間の経過後に遮断器トリップ信号を出力する距離継電器であって、
前記距離演算および前記方向演算に基づき演算された距離インピーダンスがインピーダンス平面上の第１の動作領域に含まれるか否かを判定する第１の判定部と、
前記電力系統に生じた事故が自相であるか否かを判定する事故相判定部と、
前記演算された距離インピーダンスが前記第１の動作領域よりも前記インピーダンス平面上における実数軸の正方向が狭く整定された第２の動作領域に含まれるか否かを判定する第２の判定部と、
を備え、
前記距離インピーダンスが前記第１の動作領域に含まれ且つ前記電力系統に生じた事故が自相である場合、または、前記距離インピーダンスが前記第２の動作領域に含まれる場合に、保護区間内の事故と判定し前記遮断器トリップ信号を生成することを特徴とする距離継電器。
【請求項４】
送電線の保護区間の両端に設置され、電力系統から入力される電圧および電流を用いて事故点までの距離演算および前記事故点の方向演算を行い、これら距離演算および方向演算による各演算結果に基づいて、キャリア保護機能の停止を指示するＢＬＯＣＫキャリア信号を相互に伝送しあうと共に、保護が求められる事故であるか否かを判定し、保護が求められる事故である場合、所定の動作遅延時間の経過後に遮断器トリップ信号を出力する距離継電器であって、
前記距離演算および前記方向演算に基づき演算された距離インピーダンスが自端から相手端を見た前方の所定区間内の事故を検出するためのインピーダンス平面上における第１の動作領域に含まれるか否かを判定する第１の判定部と、
前記電力系統に生じた事故が自相であるか否かを判定する事故相判定部と、
前記演算された距離インピーダンスが前記第１の動作領域よりも前記インピーダンス平面上における実数軸の正方向が狭く整定された前記所定区間内の事故を検出するための第２の動作領域に含まれるか否かを判定する第２の判定部と、
前記演算された距離インピーダンスが自端から相手端を見た後方の所定区間内の事故を検出するための第３の動作領域に含まれるか否かを判定する第３の判定部と、
を備え、
前記事故相判定部を前記第１の判定部のみと組合せ、前記第１の判定部の出力と前記事故相判定部の出力との論理積出力を生成し、前記論理積出力と前記第２の判定部の出力との論理和出力を生成し、前記第３の判定部の出力と前記論理和出力の反転出力との論理積出力を相手端に送信する前記ＢＬＯＣＫキャリア信号とすると共に、前記論理和出力と相手端から受信した前記ＢＬＯＣＫキャリア信号の反転出力との論理積出力を動作出力とすることを特徴とする距離継電器。
【請求項５】
送電線の保護区間の両端に設置され、電力系統から入力される電圧および電流を用いて事故点までの距離演算および前記事故点の方向演算を行い、これら距離演算および方向演算による各演算結果に基づいて、キャリア保護機能の停止を指示するＢＬＯＣＫキャリア信号を相互に伝送しあうと共に、保護が求められる事故であるか否かを判定し、保護が求められる事故である場合、所定の動作遅延時間の経過後に遮断器トリップ信号を出力する距離継電器であって、
前記距離演算および前記方向演算に基づき演算された距離インピーダンスがインピーダンス平面上の第１の動作領域に含まれるか否かを判定する第１の判定部と、前記電力系統に生じた事故が自相であるか否かを判定する事故相判定部と、を有し、前記事故が前記第１の動作領域に含まれ、且つ、自相である場合に自端から相手端を見た前方の所定区間内の事故を検出する第１の検出部と、
前記演算された距離インピーダンスが前記第１の動作領域よりも前記インピーダンス平面上における実数軸の正方向が狭く整定された第２の動作領域に含まれるか否かを判定し、この第２の動作領域に含まれる場合に前記所定区間内の事故を検出する第２の検出部と、
前記演算された距離インピーダンスが第３の動作領域に含まれるか否かを判定し、この前記第３の動作領域に含まれる場合に自端から相手端を見た後方の所定区間内の事故を検出する第３の検出部と、
を備え、
前記第１の検出部および前記第２の検出部の両方が事故を検出せず、且つ、前記第３の検出部が事故を検出した場合に、相手端に前記ＢＬＯＣＫキャリア信号を送信し、前記第１の検出部および前記第２の検出部の少なくとも一方が事故を検出し、且つ、相手端から前記ＢＬＯＣＫキャリア信号を受信していない場合に、前記遮断器トリップ信号を生成することを特徴とする距離継電器。
【請求項６】
送電線の保護区間の両端に設置され、電力系統から入力される電圧および電流を用いて事故点までの距離演算および前記事故点の方向演算を行い、これら距離演算および方向演算による各演算結果に基づいて、キャリア保護機能の停止を指示するＢＬＯＣＫキャリア信号を相互に伝送しあうと共に、保護が求められる事故であるか否かを判定し、保護が求められる事故である場合、所定の動作遅延時間の経過後に遮断器トリップ信号を出力する距離継電器であって、
前記距離演算および前記方向演算に基づき演算された距離インピーダンスが自端から相手端を見た前方の所定区間内の事故を検出するためのインピーダンス平面上における第１の動作領域に含まれるか否かを判定する第１の判定部と、
前記電力系統に生じた事故が自相であるか否かを判定する事故相判定部と、
前記演算された距離インピーダンスが前記第１の動作領域よりも前記インピーダンス平面上における実数軸の正方向が狭く整定された前記所定区間内の事故を検出するための第２の動作領域に含まれるか否かを判定する第２の判定部と、
前記演算された距離インピーダンスが自端から相手端を見た後方の所定区間内の事故を検出するための第３の動作領域に含まれるか否かを判定する第３の判定部と、
を備え、
前記距離インピーダンスが前記第１の動作領域に含まれないか、あるいは前記電力系統に生じた事故が自相ではなく、且つ、前記距離インピーダンスが前記第２の動作領域に含まれない場合であり、且つ、前記距離インピーダンスが前記第３の動作領域に含まれる場合に、相手端に前記ＢＬＯＣＫキャリア信号を送信し、前記距離インピーダンスが前記第１の動作領域に含まれ且つ前記電力系統に生じた事故が自相であるか、または、前記距離インピーダンスが前記第２の動作領域に含まれる場合であり、且つ、相手端から前記ＢＬＯＣＫキャリア信号を受信していない場合に、前記保護区間内の事故と判定し前記遮断器トリップ信号を生成することを特徴とする距離継電器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力系統の短絡事故、地絡事故等を検出し、事故を電力系統から除去して電力系統を保護する距離継電器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の距離継電器においては、電力系統から入力した電圧、電流を用いて距離継電器の設置点から見た事故点の方向を演算（以下「方向演算」という）すると共に、事故点までの距離を演算（以下「距離演算」という）し、これら距離演算および方向演算による各演算結果に基づいて保護が求められる事故であるか否かを判定し、保護が求められる事故である場合に保護装置を動作させるように構成されている。
【０００３】
距離継電器に対する要求性能の一つとして、例えば送電線が断線して絶縁皮層などを介して大地に接地した地絡事故のような高抵抗事故に対する検出能力がある。ここで、高抵抗事故の検出能力を高めるためには、Ｒ軸方向の動作領域を広くすればよい。しかしながら、Ｒ軸方向の動作領域を広くした場合、事故相以外の健全相が、保護区間外の事故の発生を保護区間内の事故が発生したと誤判断して不要動作する可能性があることが指摘されている（例えば、下記非特許文献１）。なお、健全相の不要動作対策としては、最小電圧相を判定すると共に、逆相電流と零相電流とベクトル位相差が最も少ない逆相電流相を判定し、それらの判定結果に基づいて事故相を判定する技術が開示されている（例えば、下記特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３９５００８３号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】保護継電工学  社団法人電気学会  １９８１年７月
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、例えば保護区間外でｃ相地絡事故が発生した後、保護区間内でａｂ二相地絡事故に進展し、その後、保護区間外のｃ相地絡事故が隣接する他の距離継電器によって除去された場合を考える。この場合、事故相は、ｃ相→ａｂｃ相→ａｂ相の順に変化し、ｃ相地絡事故が除去された時点で電力系統の状態が変動するため、事故相判定部の判定動作が不安定となる。事故相判定部の判定動作が不安定となる場合、特許文献１に示された技術では、ａｂ二相地絡事故の判定後に動作する動作タイマーが一旦リセットされ、再度動作タイマーのカウントが開始されるので、動作時間に遅延が生じる、という課題があった。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、高抵抗事故の検出能力を維持しつつ、動作時間の遅延を防止することができる距離継電器を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、電力系統から入力される電圧および電流を用いて事故点までの距離演算および当該事故点の方向演算を行い、これら距離演算および方向演算による各演算結果に基づいて保護が求められる事故であるか否かを判定し、保護が求められる事故である場合、所定の動作遅延時間の経過後に遮断器トリップ信号を出力する距離継電器であって、前記距離演算および前記方向演算に基づき演算された距離インピーダンスがインピーダンス平面上の第１の動作領域に含まれるか否かを判定する第１の判定部と、前記電力系統に生じた事故が自相であるか否かを判定する事故相判定部と、を有し、前記事故が前記第１の動作領域に含まれ、且つ、自相である場合に保護区間内の事故を検出する第１の検出部と、前記演算された距離インピーダンスが前記第１の動作領域よりも前記インピーダンス平面上における実数軸の正方向が狭く整定された第２の動作領域に含まれるか否かを判定し、この第２の動作領域に含まれる場合に前記保護区間内の事故を検出する第２の検出部と、を備え、前記第１の検出部および前記第２の検出部の少なくとも一方が事故を検出した場合に前記遮断器トリップ信号を生成することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、高抵抗事故の検出能力を維持しつつ、動作時間の遅延を防止することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、実施の形態１にかかる距離継電器のインピーダンス平面上における動作領域を示す図である。
【図２】図２は、実施の形態１にかかる距離継電器の一構成例を示す図である。
【図３】図３は、第２段保護区間においてｂｃ二相短絡事故が発生した例を示す図である。
【図４】図４は、電圧および電流の位相関係を示す図である。
【図５】図５は、図４に示した電圧および電流の位相関係から求められるインピーダンスをインピーダンス平面上で示した図である。
【図６】図６は、第２の判定部を備えていない場合の距離継電器の構成図である。
【図７】図７は、第１段保護区間外から第１段保護区間内への進展故障の典型的な一例を示す図である。
【図８】図８は、図６に示した構成の距離継電器の動作を説明するためのタイムチャートである。
【図９】図９は、実施の形態１にかかる距離継電器の動作を説明するためのタイムチャートである。
【図１０】図１０は、実施の形態２にかかる距離継電器におけるＢＬＯＣＫＩＮＧキャリア方式による第２段保護区間と第４段保護区間の関係を説明する図である。
【図１１】図１１は、実施の形態２にかかる距離継電器のインピーダンス平面上における第４段保護区間の動作領域を示す図である。
【図１２】図１２は、自端の第４段保護区間内、且つ、相手端の第２段保護区間内において事故が発生した例を示す図である。
【図１３】図１３は、自端の第２段保護区間内、且つ、相手端の第２段保護区間内において事故が発生した例を示す図である。
【図１４】図１４は、実施の形態２にかかる距離継電器の一構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、添付図面を参照して、本発明の実施の形態にかかる距離継電器を詳細に説明する。なお、以下の実施の形態により本発明が限定されるものではない。
【００１２】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１にかかる距離継電器のインピーダンス平面上における動作領域を示す図である。図１において、横軸は抵抗値、縦軸はリアクタンス値をそれぞれ示している。
【００１３】
図１に示すように、実施の形態１にかかる距離継電器では、インピーダンス平面上に整定される各動作領域として、第１段保護区間における動作領域Ｚ１、第２段保護区間における動作領域Ｚ２および、第３段保護区間における動作領域Ｚ３に区分されている。なお、第２段保護区間と第３段保護区間との差異は、保護を行う距離継電器からの距離の違いによるものであり、図１の例では、第２段保護区間よりも第３段保護区間の方が距離継電器から見て遠方にある場合を示している。
【００１４】
第１段保護区間における動作領域Ｚ１は、Ｚ１１とＺ１２とに区分されている。従来の保護継電器では、各段の保護区間における動作領域は一つしか定義されていないのに対し、実施の形態１の保護継電器では、２つの動作領域が定義されている。ここで、従来の動作領域を仮にＺ１’（図示は省略）とすると、実施の形態１による動作領域Ｚ１１は、従来の動作領域Ｚ１’よりも狭く（より詳細にはＲ軸の正方向が狭く）整定され、その一方で、Ｚ１１とＺ１２とを合わせた動作領域Ｚ１（＝Ｚ１１＋Ｚ１２）は、従来の動作領域Ｚ１’と同等またはＺ１’よりも広く（より詳細にはＲ軸の正方向が広く）整定されている。
【００１５】
上述のように、動作領域Ｚ１は、動作領域Ｚ１１よりもＲ軸の正方向、すなわち高抵抗側の動作領域が広く整定されているため、動作領域Ｚ１１よりも高抵抗事故の検出能力を高めることが可能となる。しかしながら、高抵抗側の動作領域を広く整定すると、事故相以外の健全相において事故が発生したと判断するオーバーリーチ現象を引き起こす可能性がある。そこで、実施の形態１の距離継電器では、従来の動作領域Ｚ１’と同等またはＺ１’よりも広く整定した動作領域Ｚ１を、２つの動作領域Ｚ１１，Ｚ１２に区分することにしたのである。なお、具体的な実現手段は後述するが、概略的には、まず、動作領域Ｚ１による第１の検出処理では、距離判定、方向判定および事故相判定を行い、それらの判定結果から事故の可能性を検出すると共に、動作領域Ｚ１１による第２の検出処理では、距離判定および方向判定のみで事故の可能性を検出し、これら第１、第２の検出処理に基づいて第１段保護区間における事故の有無を検出することになる。
【００１６】
なお、第２段および第３段保護区間における動作領域Ｚ２，Ｚ３についても同様な考えに基づき区分しており、図１に示すように、第２段保護区間における動作領域Ｚ２は、Ｚ２１とＺ２２とに区分し、第３段保護区間における動作領域Ｚ３は、Ｚ３１とＺ３２とに区分している。ただし、第２段および第３段保護区間については、必ずしもこのような区分で整定される必要はなく、従来の区分で整定されていても構わない。
【００１７】
図２は、実施の形態１にかかる距離継電器の一構成例を示す図である。図２では、第１段保護区間における事故を検出し、一定の動作遅延時間の経過後に遮断器（図示せず）をトリップさせる構成例を示している。図２に示すように、実施の形態１にかかる距離継電器は、ａ相、ｂ相、およびｃ相からなる３相の電力系統の各相および各相間毎に対応して設けられた事故検出部１００ａ，１００ｂ，１００ｃ，１００ａｂ，１００ｂｃ，１００ｃａと、第１の論理和（以下「ＯＲ」と表記）演算部５と、動作遅延タイマー７と、を備えている。
【００１８】
事故検出部１００ａは、第１段保護区間におけるａ相事故を検出する検出部である。以下同様に、事故検出部１００ｂは、第１段保護区間におけるｂ相事故を検出する検出部であり、事故検出部１００ｃは、第１段保護区間におけるｃ相事故を検出する検出部であり、事故検出部１００ａｂは、第１段保護区間におけるａｂ相間事故を検出する検出部であり、事故検出部１００ｂｃは、第１段保護区間におけるｂｃ相間事故を検出する検出部であり、事故検出部１００ｃａは、第１段保護区間におけるｃａ相間事故を検出する検出部である。
【００１９】
事故検出部１００ａ，１００ｂ，１００ｃ，１００ａｂ，１００ｂｃ，１００ｃａは、それぞれ第１の検出部２０、第２の検出部２１および、第２のＯＲ演算部６を備えている（事故検出部１００ｂ，１００ｃ，１００ａｂ，１００ｂｃ，１００ｃａについては、図示省略）。第１の検出部２０は、それぞれ第１の判定部１、事故相判定部３および、第１の論理積（以下「ＡＮＤ」と表記）演算部４を備え、第２の検出部２１は、第２の判定部２を備えて構成される。なお、第１の判定部１内に示す文字“Ｚ１ａ”における“ａ”は、ａ相に関する処理部であることを示している。第２の判定部２内の表記についても同様である。
【００２０】
第１の判定部１は、電力系統から入力した電圧および電流を用いて距離演算および方向演算を行い、それらの演算結果が動作領域Ｚ１内である場合に、ＯＮ信号を出力する。
【００２１】
事故相判定部３は、電力系統から入力した電圧および電流を用いて事故相判定を行い、自相が事故であると判定した場合に、ＯＮ信号を出力する。この事故相判定部３は、例えば、特許文献１に示された技術を用いて実現することができる。
【００２２】
第１のＡＮＤ演算部４は、第１の判定部１の出力と事故相判定部３の出力との論理積を演算して出力する。
【００２３】
第２の判定部２は、第１の判定部１と同様に、電力系統から入力した電圧および電流を用いて距離演算を行い、その演算結果が動作領域Ｚ１１内である場合に、ＯＮ信号を出力する。
【００２４】
第２のＯＲ演算部６は、第１のＡＮＤ演算部４の出力（すなわち、第１の検出部２０の出力）と第２の判定部２の出力（すなわち、第２の検出部２１の出力）との論理和を演算して出力する。
【００２５】
第１のＯＲ演算部５は、事故検出部１００ａ，１００ｂ，１００ｃ，１００ａｂ，１００ｂｃ，１００ｃａの出力の論理和を演算して出力する。動作遅延タイマー７は、第１のＯＲ演算部５からＯＮ信号が出力された時点で、予め設定された動作遅延時間のカウントを開始し、動作遅延時間の経過後に、遮断器（図示せず）をトリップさせる動作信号を出力する。
【００２６】
つぎに、実施の形態１にかかる距離継電器の具体的な動作について説明する。まず、第１段保護区間において、高抵抗側の動作領域を広く整定したとしても事故の誤検出防止を可能とする機能について、図２〜図５を参照して説明する。
【００２７】
図３は、第２段保護区間においてｂｃ二相短絡事故が発生した例を示す図である。図３に示すように、電気所（例えば発電所または変電所）３０と電気所（例えば変電所）３１との間に敷設された電力用送電線３２の電気所３０側端に距離継電器が設置される。距離継電器の設置点からＰ点までの区間が第１段保護区間であり、第１段保護区間を含み距離継電器の設置点から見てＰ点を越えた所定区間が第２段保護区間である。図３に示す例では、Ｐ点と電気所３１との間でｂｃ二相短絡事故が発生した例を示している。
【００２８】
図４は、電圧および電流の位相関係を示す図である。図４（ａ）は、事故が発生していない場合における電圧および電流（潮流がない場合）の位相関係を示し、図４（ｂ）は、第１段保護区間外（ここでは、第２段保護区間内）においてｂｃ二相短絡事故が発生した場合における電圧および電流の位相関係を示している。図５は、図４に示した電圧および電流の位相関係から求められるインピーダンスをインピーダンス平面上で示した図である。図５において、Ｚａｂは、ａｂ相間のインピーダンスを示し、Ｚｂｃは、ｂｃ相間のインピーダンスを示し、Ｚｃａは、ｃａ相間のインピーダンスを示している。
【００２９】
まず、事故が発生していない場合は、図４（ａ）に示すように、各相電圧のベクトルＶａ，Ｖｂ，Ｖｃは、それぞれ１２０°毎に位相がずれた同一の大きさのベクトルとなり、事故電流は流れない。一方、ｂｃ二相短絡事故が発生すると、図４（ｂ）に示すように、ｂ相電圧のベクトルＶｂおよびｃ相電圧のベクトルＶｃの大きさが小さくなるとともにｂ相電圧のベクトルＶｂとｃ相電圧のベクトルＶｃとの間の位相差が小さくなり、図４（ｂ）中に示した向きでｂ相事故電流ベクトルＩｂとｃ相事故電流ベクトルＩｃとが生じる。これらｂ相事故電流ベクトルＩｂとｃ相事故電流ベクトルＩｃとは、それぞれ逆向きで同一の大きさのベクトルとなる。このとき、ｂ相からａ相に流れるａｂ相間事故電流ベクトルＩａｂは、ｂ相事故電流ベクトルＩｂと逆向きで同一の大きさのベクトルとなる。このａｂ相間事故電流ベクトルＩａｂは、ａｂ相間電圧ベクトルＶａｂとほぼ同位相であり、また、絶縁皮層を有する送電線間に樹木が接するような短絡事故の場合には、ｂ相事故電流ベクトルＩｂの値が大きくならない場合もある。このような事故の場合、ａｂ相間のインピーダンスＺａｂは、図５に示すように、本実施の形態で拡張した動作領域Ｚ１２内に現れてしまう。
【００３０】
図２に戻り、このときの事故検出部１００ａｂの動作について説明する。第１の判定部１は、インピーダンスベクトルＺａｂが動作領域Ｚ１２内にあるため（図５参照）、実際には第１段保護区間外（ここでは、第２段保護区間内）におけるｂｃ二相短絡事故であるにもかかわらず、ＯＮ信号を出力する。
【００３１】
一方、事故相判定部３は、事故相の判定を行ってａｂ二相短絡事故ではないと判定し、ＯＦＦ信号を出力する。第１のＡＮＤ演算部４は、第１の判定部１から出力されたＯＮ信号と事故相判定部３から出力されたＯＦＦ信号との論理積を演算してＯＦＦ信号を出力する。したがって、第１の検出部２０は、第１段保護区間外（ここでは、第２段保護区間内）におけるｂｃ二相短絡事故を第１段保護区間におけるａｂ二相短絡事故として誤検出することはない。
【００３２】
このように、実施の形態１の距離継電器では、動作領域Ｚ１の高抵抗側の動作領域を動作領域Ｚ１１よりも広く整定したとしても、事故の誤検出防止が可能となる。
【００３３】
つぎに、動作時間の遅延防止機能について、図２および図６〜図９を参照して説明する。ここでは、まず、実施の形態１にかかる距離継電器との動作の比較対象として、第２の検出部２１（すなわち第２の判定部２）を備えていない距離継電器の動作について説明する。
【００３４】
図６は、第２の検出部２１を備えていない場合の距離継電器の構成図である。なお、図６では、各事故検出部のうち、ａ相事故を検出する事故検出部１０１ａのみ示している。図６に示すように、事故検出部１０１ａは、事故検出部１００ａの構成から、第２の検出部２１（第２の判定部２）および第２のＯＲ演算部６を削除した構成としている。なお、上記以外の構成部は、実施の形態１にかかる距離継電器と同一であり、同一符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００３５】
図７は、第１段保護区間外から第１段保護区間内への進展故障の典型的な一例を示す図である。より詳細に説明すると、まず第１段保護区間外（ここでは、第２段保護区間内）においてｃ相地絡事故が発生し（図７（ａ））、次に第１段保護区間におけるａｂ二相地絡事故に進展し（図７（ｂ））、その後上述したｃ相地絡事故が除去された（図７（ｃ））例を示している。
【００３６】
図８は、図６に示した構成の距離継電器の動作を説明するためのタイムチャートである。図８のＨ〜Ｌは、それぞれ図６に示したＨ〜Ｌ点での出力値（ＯＮまたはＯＦＦ）を示している。なお、ここでは、図７に示した進展故障時の動作を一例として説明する。
【００３７】
図８に示すように、第１段保護区間外（ここでは、第２段保護区間内）においてｃ相地絡事故が発生し（図７（ａ）参照）、第１段保護区間におけるａｂ相地絡事故に進展すると（図７（ｂ）参照）、第１の判定部１の出力Ｈ（図８（ａ））、事故相判定部３の出力Ｉ（図８（ｂ））、第１のＡＮＤ演算部４の出力Ｊ（図８（ｃ））および、第１のＯＲ演算部５の出力Ｋ（図８（ｄ））は、それぞれＯＮとなる。
【００３８】
動作遅延タイマー７は、第１のＯＲ演算部５の出力ＫがＯＮとなった時点で、動作遅延時間Ｔ１のカウントを開始する（図８（ｅ））。
【００３９】
上述したｃ相地絡事故が除去されると（図７（ｃ）参照）、事故相判定部３における事故相判定動作が不安定となり、事故相判定部３の出力Ｂが微小時間ｔの間ＯＦＦとなる場合がある（図８（ｂ））。このとき、同時に第１のＡＮＤ演算部４の出力ＪもＯＦＦとなり（図８（ｃ））、また同時に第１のＯＲ演算部５の出力ＫもＯＦＦとなる（図８（ｄ））。
【００４０】
第１のＯＲ演算部５の出力ＫがＯＦＦとなった時点で、動作遅延タイマー７の動作遅延時間Ｔ１のカウントがリセットされ、微小時間ｔの経過後に第１のＯＲ演算部５の出力ＫがＯＮに復帰した時点で、再び動作遅延時間Ｔ１のカウントを開始する（図８（ｅ））。したがって、動作遅延タイマー７の動作信号出力Ｌは、図８中に示した時間Ｔ２だけ遅れてＯＮとなる（図８（ｅ））。
【００４１】
つぎに、実施の形態１にかかる距離継電器における動作について説明する。図９は、実施の形態１にかかる距離継電器の動作を説明するためのタイムチャートである。図９のＡ〜Ｇは、それぞれ図２に示したＡ〜Ｇ点での出力値（ＯＮまたはＯＦＦ）を示している。なお、ここでは、図８において第２の検出部２１を備えていない場合の距離継電器の動作を説明した場合と同様に、図７に示した進展故障時の動作を一例として説明する。なお、以下の説明では、ａ相地絡事故を検出する事故検出部１００ａ（図２参照）における動作について説明する。
【００４２】
図９に示すように、第１段保護区間外（ここでは、第２段保護区間内）においてｃ相地絡事故が発生し（図７（ａ）参照）、第１段保護区間におけるａｂ相地絡事故に進展すると（図７（ｂ）参照）、第１の判定部１の出力Ａ（図９（ａ））、事故相判定部３の出力Ｂ（図９（ｂ））、第２の判定部２の出力Ｃ（図９（ｃ））、第１のＡＮＤ演算部４の出力Ｄ（図９（ｄ））、第２のＯＲ演算部６の出力Ｅ（図９（ｅ））および、第１のＯＲ演算部５の出力Ｆ（図９（ｆ））は、それぞれＯＮとなる。
【００４３】
動作遅延タイマー７は、第１のＯＲ演算部５の出力ＦがＯＮとなった時点で、動作遅延時間Ｔ１のカウントを開始する（図９（ｇ））。
【００４４】
上述したｃ相地絡事故が除去されると（図７（ｃ）参照）、事故相判定部３における事故相判定動作が不安定となり、事故相判定部３の出力Ｂが微小時間ｔの間ＯＦＦとなり（図９（ｂ））、同時に第１のＡＮＤ演算部４の出力ＤもＯＦＦとなる（図９（ｄ））。
【００４５】
一方、第２の判定部２の出力Ｃは、ＯＮのまま維持されているため（図９（ｃ））、第２のＯＲ演算部６の出力Ｅ（図９（ｅ））および第１のＯＲ演算部５の出力Ｆ（図９（ｆ））は、ＯＮのまま維持される。
【００４６】
したがって、動作遅延タイマー７の動作信号出力Ｇは、第１のＯＲ演算部５の出力ＦがＯＮとなってから動作遅延時間Ｔ１の経過後にＯＮとなる（図９（ｇ））。
【００４７】
以上のように、本発明の実施の形態１にかかる距離継電器によれば、Ｒ軸の正方向側を従来よりも狭く整定した動作領域Ｚ１１と、Ｒ軸の正方向側を従来と同様または従来よりも広く整定した動作領域Ｚ１（＝Ｚ１１＋Ｚ１２）とに区分し、動作領域Ｚ１に基づく判定処理のみを故障相判定処理と組合せるようにしたので、動作領域Ｚ１に基づく判定処理では高抵抗事故の検出能力が維持できると共に、動作領域Ｚ１１に基づく判定処理では保護区間外の他相の事故で健全相が不要動作することが抑制されるので、動作遅延タイマーのカウントがリセットされる現象を防止することができ、高抵抗事故の検出能力を維持しつつ、動作時間の遅延を防止することができるという効果が得られる。
【００４８】
なお、実施の形態１では、第１段保護区間における事故を検出して動作信号を出力する構成を例示したが、第２段保護区間における事故を検出して動作信号を出力する構成に適用することも可能であり、本効果と同様の効果が得られる。
【００４９】
実施の形態２．
実施の形態２では、電力線搬送やマイクロ波搬送などの伝送路を使用し、送電線の保護区間の両端に設置された距離継電器間でＢＬＯＣＫキャリア信号を送受信することにより、保護区間内における事故を除去するＢＬＯＣＫＩＮＧキャリア方式での実施例について説明する。図１０は、実施の形態２にかかる距離継電器におけるＢＬＯＣＫＩＮＧキャリア方式による第２段保護区間と第４段保護区間の関係を説明する図である。図１１は、実施の形態２にかかる距離継電器のインピーダンス平面上における第４段保護区間の動作領域を示す図である。
【００５０】
図１０に示すように、実施の形態２にかかる距離継電器では、自端の距離継電器の設置点から相手端の距離継電器の設置点を超えた所定区間が第２段保護区間であり、自端の距離継電器から相手端の距離継電器を見た後方の所定区間が第４段保護区間である。また、実施の形態２にかかる距離継電器では、図１１に示すように、インピーダンス平面上において、第４段保護区間における動作領域Ｚ４が整定されている。なお、実施の形態２にかかる距離継電器における第４段保護区間は、自端の距離継電器から相手端の距離継電器を見た後方の所定区間であり、第２段保護区間とは自端の距離継電器から見た方向が逆となるため、インピーダンス平面上における第４段保護区間の動作領域Ｚ４は、図１１に示すように、実施の形態１において説明した第１段保護区間、第２段保護区間、および第３段保護区間における動作領域とは異なり、Ｒ軸、Ｘ軸ともに負方向に広くなっている。
【００５１】
ＢＬＯＣＫＩＮＧキャリア方式では、自端の距離継電器において第４段保護区間での事故を検出し、且つ、第２段保護区間での事故を検出していない場合に、相手端の距離継電器にＢＬＯＣＫキャリア信号を送信する。一方、自端の距離継電器において第２段保護区間での事故を検出し、相手端の距離継電器からＢＬＯＣＫキャリア信号を受信していない場合には、伝送遅延時間にマージンを加えた一定の動作遅延の後に、自端側の遮断器をトリップさせる動作信号を出力する。図１２は、自端の第４段保護区間内、且つ、相手端の第２段保護区間内において事故が発生した例を示す図であり、図１３は、自端の第２段保護区間内、且つ、相手端の第２段保護区間内において事故が発生した例を示す図である。
【００５２】
例えば、図１２に示すように、自端の第４段保護区間内、且つ、相手端の第２段保護区間内において事故が発生した場合には、自端の距離継電器は、相手端の距離継電器にＢＬＯＣＫキャリア信号を送信し、相手端の距離継電器は、ＢＬＯＣＫキャリア信号を送信しない。この相手端の距離継電器にＢＬＯＣＫキャリア信号を送信した場合には、相手端の距離継電器は、自身の第２段保護区間内の事故であってもキャリア保護機能を停止する。つまり、図１２に示す事故例では、自端の距離継電器および相手端の距離継電器は、双方ともに保護を行わない。
【００５３】
一方、例えば、図１３に示すように、自端の第２段保護区間内、且つ、相手端の第２段保護区間内において事故が発生した場合には、自端の距離継電器および相手端の距離継電器は、双方ともにＢＬＯＣＫキャリア信号を送信しない。つまり、図１３に示す事故例では、自端の距離継電器および相手端の距離継電器は、双方ともに遮断器（図示せず）をトリップさせる。このように、ＢＬＯＣＫＩＮＧキャリア方式は、互いの第２段保護区間が重なる自端の距離継電器の設置点と相手端の距離継電器の設置点との間において発生した事故除去を行う場合に用いられる。
【００５４】
図１４は、実施の形態２にかかる距離継電器の一構成例を示す図である。なお、実施の形態１と同一または同等の構成部には同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。
【００５５】
図１４に示すように、実施の形態２にかかる距離継電器は、ａ相、ｂ相、およびｃ相からなる３相の電力系統の各相および各相間毎に対応して設けられた第２段保護区間における事故を検出する事故検出部２００ａ，２００ｂ，２００ｃ，２００ａｂ，２００ｂｃ，２００ｃａ、第４段保護区間における事故を検出する後方事故検出部４００ａ，４００ｂ，４００ｃ，４００ａｂ，４００ｂｃ，４００ｃａ、第１の反転回路９、第２のＡＮＤ演算部１０、第３のＯＲ演算部１１、第２の反転回路１２、および第３のＡＮＤ演算部１３を備えて構成される。
【００５６】
事故検出部２００ａ，２００ｂ，２００ｃ，２００ａｂ，２００ｂｃ，２００ｃａは、それぞれ第１の検出部２０ａ、第２の検出部２１ａおよび、第２のＯＲ演算部６を備えている（事故検出部２００ｂ，２００ｃ，２００ａｂ，２００ｂｃ，２００ｃａについては、図示省略）。第１の検出部２０ａは、それぞれ第１の判定部１ａ、事故相判定部３および、第１のＡＮＤ演算部４を備え、第２の検出部２１ａは、第２の判定部２ａを備えて構成される。なお、第１の判定部１ａ内に示す文字“Ｚ２ａ”における“ａ”は、実施の形態１と同様に、ａ相に関する処理部であることを示している。第２の判定部２ａ内の表記についても同様である。
【００５７】
事故検出部２００ａは、第２段保護区間におけるａ相事故を検出する検出部である。以下同様に、事故検出部２００ｂは、第２段保護区間におけるｂ相事故を検出する検出部であり、事故検出部２００ｃは、第２段保護区間におけるｃ相事故を検出する検出部であり、事故検出部２００ａｂは、第２段保護区間におけるａｂ相間事故を検出する検出部であり、事故検出部２００ｂｃは、第２段保護区間におけるｂｃ相間事故を検出する検出部であり、事故検出部２００ｃａは、第２段保護区間におけるｃａ相間事故を検出する検出部である。これら各事故検出部の出力は、第１のＯＲ演算部５に入力され、論理和演算の後に動作遅延タイマー７および第２の反転回路１２に出力される。一方、相手端の距離継電器からのＢＬＯＣＫキャリア受信信号１５は、第１の反転回路９に入力される。動作遅延タイマー７の出力は、第１の反転回路９の出力と共に第２のＡＮＤ演算部１０に入力され、第２のＡＮＤ演算部１０の出力が遮断器（図示せず）をトリップさせる動作信号となる。
【００５８】
事故検出部２００ａ，２００ｂ，２００ｃ，２００ａｂ，２００ｂｃ，２００ｃａの機能については、判定基準が異なる点を除き、実施の形態１の各事故検出部と同等である。例えば、第１の判定部１ａは、電力系統から入力した電圧および電流を用いて距離演算を行い、その結果が動作領域Ｚ２内である場合にＯＮ信号を出力し、第２の判定部２ａは、電力系統から入力した電圧および電流を用いて距離演算を行い、その結果が動作領域Ｚ２１内である場合にＯＮ信号を出力する。
【００５９】
第１の反転回路９は、相手端の距離継電器から入力されたＢＬＯＣＫキャリア受信信号１５を反転させる。図１４に示す例では、第１の反転回路９の出力は、ＢＬＯＣＫキャリア受信信号１５を受信していない場合はＯＮとなり、ＢＬＯＣＫキャリア受信信号１５を受信している場合はＯＦＦとなる。ここで、相手端の距離継電器からのＢＬＯＣＫキャリア受信信号１５を受信している場合には、自端の距離継電器によるキャリア保護機能の停止を指示されていることを示している。第２のＡＮＤ演算部１０は、動作遅延タイマー７の出力と第１の反転回路９の出力との論理積を演算する。
【００６０】
各後方事故検出部４００ａ，４００ｂ，４００ｃ，４００ａｂ，４００ｂｃ，４００ｃａは、それぞれ第３の検出部４０を備えている（後方事故検出部４００ｂ，４００ｃ，４００ａｂ，４００ｂｃ，４００ｃａについては、図示省略）。第３の検出部４０は、第３の判定部８を備えて構成される。なお、第３の判定部８内に示す文字“Ｚ４ａ”における“ａ”は、第１の判定部１ａおよび第２の判定部２ａと同様に、ａ相に関する処理部であることを示している。
【００６１】
後方事故検出部４００ａは、第４段保護区間におけるａ相事故を検出する検出部である。以下同様に、後方事故検出部４００ｂは、第４段保護区間におけるｂ相事故を検出する検出部であり、後方事故検出部４００ｃは、第４段保護区間におけるｃ相事故を検出する検出部であり、後方事故検出部４００ａｂは、第４段保護区間におけるａｂ相間事故を検出する検出部であり、後方事故検出部４００ｂｃは、第４段保護区間におけるｂｃ相間事故を検出する検出部であり、後方事故検出部４００ｃａは、第４段保護区間におけるｃａ相間事故を検出する検出部である。これら各後方事故検出部の出力は、第３のＯＲ演算部１１に入力され、第２の反転回路１２の出力と共に第３のＡＮＤ演算部１３に入力され、第３のＡＮＤ演算部１３の出力が相手端の距離継電器に出力される。
【００６２】
第３の判定部８の機能については、判定基準が異なる点を除き、第２の判定部２ａと同等である。つまり、第３の判定部８は、電力系統から入力した電圧および電流を用いて距離演算を行い、その結果が図１１に示す動作領域Ｚ４内である場合にＯＮ信号を出力する。
【００６３】
第３のＯＲ演算部１１は、後方事故検出部４００ａ，４００ｂ，４００ｃ，４００ａｂ，４００ｂｃ，４００ｃａの出力の論理和を演算して出力する。第２の反転回路１２は、第１のＯＲ演算部５の出力を反転させる。第３のＡＮＤ演算部１３は、第３のＯＲ演算部１１の出力と第２の反転回路１２の出力との論理積を演算する。
【００６４】
第３のＡＮＤ演算部１３の出力がＯＮである場合は、電力線搬送やマイクロ波搬送などの伝送路を使用して相手端の距離継電器にＢＬＯＣＫキャリア送信信号１４が送信される。ここで、相手端の距離継電器にＢＬＯＣＫキャリア送信信号１４が送信された場合には、相手端の距離継電器によるキャリア保護機能の停止を指示していることを示している。
【００６５】
つぎに、実施の形態２にかかる距離継電器の動作について説明する。後方事故検出部４００ａ，４００ｂ，４００ｃ，４００ａｂ，４００ｂｃ，４００ｃａが第４段保護区間における事故を検出し（第３のＯＲ演算部１１の出力がＯＮ）、且つ、事故検出部２００ａ，２００ｂ，２００ｃ，２００ａｂ，２００ｂｃ，２００ｃａが第２段保護区間における事故を検出していない（第１のＯＲ演算部５の出力がＯＦＦ）場合、第２の反転回路１２の出力がＯＮ、第３のＡＮＤ演算部１３の出力がＯＮとなる。すなわち、相手端の距離継電器にＢＬＯＣＫキャリア送信信号１４が送信される。つまり、この場合は、相手端の距離継電器によるキャリア保護機能の停止を指示している。
【００６６】
一方、事故検出部２００ａ，２００ｂ，２００ｃ，２００ａｂ，２００ｂｃ，２００ｃａが第２段保護区間における事故を検出すると（第１のＯＲ演算部５の出力がＯＮ）、第２の反転回路の出力がＯＦＦ、第３のＡＮＤ演算部１３の出力がＯＦＦとなる。すなわち、相手端の距離継電器にＢＬＯＣＫキャリア送信信号１４が送信されない。
【００６７】
また、動作遅延タイマー７は、自端の距離継電器において遮断器（図示せず）をトリップさせるまでの動作遅延時間のカウントを開始する。この動作遅延時間のカウント中に、進展事故が発生して事故相が変化すると、実施の形態１の場合と同様に、事故相判定部３における事故相判定動作が不安定となり、事故相判定部３の出力が微小時間の間ＯＦＦとなり、同時に第１のＡＮＤ演算部４の出力もＯＦＦとなる。
【００６８】
ここで、第２の判定部２ａの出力は、ＯＮのまま維持されているため、第２のＯＲ演算部６の出力、および第１のＯＲ演算部５の出力は、ＯＮのまま維持される。このため、動作遅延タイマー７の出力は、不要にリセットされることはなく、第１のＯＲ演算部５の出力がＯＮとなってから動作遅延時間の経過後にＯＮとなる。
【００６９】
したがって、動作遅延タイマー７の出力がＯＮとなった時点で、相手端の距離継電器からＢＬＯＣＫキャリア受信信号１５を受信していない場合、すなわち第１の反転回路９の出力がＯＮである場合に、第２のＡＮＤ演算部１０は、動作時間が遅延することなく、遮断器（図示せず）をトリップさせることが可能となる。
【００７０】
以上のように、本発明の実施の形態２にかかる距離継電器によれば、電力線搬送やマイクロ波搬送などの伝送路を使用し、送電線の保護区間の両端に設置された距離継電器間でＢＬＯＣＫキャリア信号を送受信することにより、保護区間内における事故を除去するＢＬＯＣＫＩＮＧキャリア方式においても、実施の形態１と同様に、高抵抗事故の検出能力を維持しつつ、動作時間の遅延を防止することができるという効果が得られる。
【００７１】
なお、以上の実施の形態に示した構成は、本発明の構成の一例であり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、一部を省略する等、変更して構成することも可能であることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
以上のように、本発明にかかる距離継電器は、高抵抗事故の検出能力を維持しつつ、動作時間の遅れを防止することができる発明として有用である。
【符号の説明】
【００７３】
１，１ａ  第１の判定部
２，２ａ  第２の判定部
３  事故相判定部
４  第１のＡＮＤ演算部
５  第１のＯＲ演算部
６  第２のＯＲ演算部
７  動作遅延タイマー
８  第３の判定部
９  （第１の）反転回路
１０  第２のＡＮＤ演算部
１１  第３のＯＲ演算部
１２  第２の反転回路
１３  第３のＡＮＤ演算部
１４  ＢＬＯＣＫキャリア送信信号
１５  ＢＬＯＣＫキャリア受信信号
２０，２０ａ  第１の検出部
２１，２１ａ  第２の検出部
３０，３１  電気所
３２  電力用送電線
４０  第３の検出部
１００ａ，１００ｂ，１００ｃ，１００ａｂ，１００ｂｃ，１００ｃａ，１０１ａ，２００ａ，２００ｂ，２００ｃ，２００ａｂ，２００ｂｃ，２００ｃａ  事故検出部
４００ａ，４００ｂ，４００ｃ，４００ａｂ，４００ｂｃ，４００ｃａ  後方事故検出部
【図１】
0005489875.tif 000002
【図２】
0005489875.tif 000003
【図３】
0005489875.tif 000004
【図４】
0005489875.tif 000005
【図５】
0005489875.tif 000006
【図６】
0005489875.tif 000007
【図７】
0005489875.tif 000008
【図８】
0005489875.tif 000009
【図９】
0005489875.tif 000010
【図１０】
0005489875.tif 000011
【図１１】
0005489875.tif 000012
【図１２】
0005489875.tif 000013
【図１３】
0005489875.tif 000014
【図１４】
0005489875.tif 000015