(57)【要約】【課題】配電系統の１線地絡事故の際に、太陽光発電装置が発電状態を継続するように配電系統を制御することを目的とする。【解決手段】本発明による配電線の１線地絡事故の検出除去装置１００a、１００ｂは、配電線１２に１線地絡事故が発生した際に地絡事故の相を検出し、検出された１線地絡相を遮断するように単相型開閉器５を開放する１線開放指令を生成する検出部９４と、開閉器５が開放された後に、地絡相の開閉器５を投入する投入指令を出す投入処理部９５とを備えた。検出部９４は、配電線１２の１線地絡事故の地絡相を検出する地絡相検出部７２と、地絡相検出部７２が地絡相を検出した場合に、地絡相の開閉器５が開放するように開放指令を出す事故除去部２８とを備えたことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
相ごとに開閉が可能な開閉器が設けられた３相の配電線の１線地絡事故を検出して除去する配電線の１線地絡事故の検出除去装置であって、
前記配電線の１線地絡事故の地絡相を検出する地絡相検出部と、
前記地絡相検出部が前記地絡相を検出した場合に、前記地絡相の前記開閉器が開放するように開放指令を出す事故除去部と、
前記開閉器が開放された後に、前記地絡相の前記開閉器を投入する投入指令を出す投入処理部とを備えた配電線の１線地絡事故の検出除去装置。
【請求項２】
前記配電線が存在する地域の日照有無を判定する日照判定部を備え、
前記地絡相検出部は、前記地絡相の地絡程度を検出し、前記日照判定部が日照有と判定し、かつ前記地絡程度が第１閾値より大きい場合に前記開放指令を出すことを特徴とする請求項１に記載の配電線の１線地絡事故の検出除去装置。
【請求項３】
前記地絡相検出部は、前記日照判定部が日照無と判定し、かつ前記地絡程度が第１閾値より大きい第２閾値より大きい場合に前記開放指令を出すことを特徴とする請求項２に記載の配電線の１線地絡事故の検出除去装置。
【請求項４】
前記地絡相検出部が、前記配電線の各相の電圧から１線地絡事故の地絡相を検出することを特徴とする請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載の配電線の１線地絡事故の検出除去装置。
【請求項５】
前記配電線の各相の電流から事故が当該検出除去装置よりも下流にあるかどうか検出する事故位置検出部と、
隣接する検出除去装置との間で通信する通信部とを備え、
前記事故位置検出部が下流に事故有と検出し、かつ下流側で隣接する前記検出除去装置の前記事故位置検出部が下流に事故無と検出し、かつ当該検出除去装置および下流側で隣接する前記検出除去装置の前記地絡相検出部が同じ相を地絡相とする場合、または、前記事故位置検出部が下流に事故無と検出し、かつ上流側で隣接する前記検出除去装置の前記事故位置検出部が下流に事故有と検出し、かつ当該検出除去装置および上流側で隣接する前記検出除去装置の前記地絡相検出部が同じ相を地絡相とする場合に、前記事故除去部が前記開放指令を出すことを特徴とする請求項４に記載の配電線の１線地絡事故の検出除去装置。
【請求項６】
前記開閉器が変電所の遮断器であることを特徴とする請求項４に記載の配電線の１線地絡事故の検出除去装置。
【請求項７】
前記開閉器が前記配電線の区分開閉器であることを特徴とする請求項５に記載の配電線の１線地絡事故の検出除去装置。
【請求項８】
前記投入処理部が、前記配電線の零相電圧が所定値より小さくなってから所定時間が経過した時に前記投入指令を出すことを特徴とする請求項１ないし請求項７の何れか１項に記載の配電線の１線地絡事故の検出除去装置。
【請求項９】
前記投入処理部が、前記配電線の零相電流が所定値より小さくなってから所定時間が経過した時に前記投入指令を出すことを特徴とする請求項１ないし請求項７の何れか１項に記載の配電線の１線地絡事故の検出除去装置。
【請求項１０】
前記投入処理部が、前記開閉器が開放されてから所定時間が経過した時に前記投入指令を出すことを特徴とする請求項１ないし請求項７の何れか１項に記載の配電線の１線地絡事故の検出除去装置。
【請求項１１】
前記投入処理部は、前記開閉器が開放されてから前記配電線に接続する太陽光発電装置のＦＲＴ継続時間までに、前記開閉器を投入することを特徴とする請求項８ないし請求項１０の何れか１項に記載の配電線の１線地絡事故の検出除去装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配電線の１線地絡事故の検出除去装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
配電系統は従来、負荷だけが接続されていた。近年、家庭用の太陽光発電装置などが普及し始め、太陽光発電装置が配電線に接続されるようになっている。太陽光発電装置は炭酸ガスを発生させないで発電できるので、地球環境負荷低減意識(炭酸ガス排出量抑制)の高まりに伴い、普及が進んでいる。しかし、太陽光発電装置が配電線に接続されることに伴い、配電線の電圧上昇、電圧三相不平衡、上位系と分離した際の単独運転の発生、天候に依存した発電量の大きな変動などの、諸課題が発生している。
【０００３】
太陽光発電装置が接続された配電系統では、事故遮断や工事などのために開閉器が操作されて開放することなどにより、配電線が上位系統と分離した際に、配電線に接続された負荷と発電装置の発電量がほぼ同じ場合に配電線だけの単独系統が発生する可能性がある。このため、現状では事故遮断や工事による開閉器の開放による区間停電などの場合に、太陽光発電装置は配電系統から解列、すなわち離脱させるようになっている。これらの機能は太陽光発電装置側が持っている。
【０００４】
特許文献１には、太陽光発電などの分散電源が接続された配電系統が、事故時に単独運転であるかどうかを検出する判定方法と、検出された単独運転状態を簡便に解消する方法が記載されている。特許文献１の分散電源の単独運転の判定方法は、遮断器が遮断状態（開放状態）となった場合において、複数の開閉器のうち第１、第２の開閉器がオフ状態であり、第１の開閉器の第２の開閉器に近接する側の配電線電圧が有電圧であり、第２の開閉器の第１の開閉器に近接する側の配電線電圧が有電圧である場合に、第１、第２の開閉器の間に１または複数の分散電源が単独運転する単独運転区間が存在すると判定するものである。この分散電源の単独運転の判定方法は、既存の配電自動化システムを利用して、開閉器の開閉状態および開閉器の両側の配電線電圧を検出することによって、低コストで簡単に分散電源の単独運転区間を判定していた。
【０００５】
また、特許文献１の配電系統の故障復旧方法は、複数の区間のうち、互いに隣接する第１、第２の区間のいずれか一方の区間が単独運転区間であり、他方の区間の配電線電圧が無電圧である場合に、第１、第２の区間を区分する開閉器を投入するものであり、また、複数の区間のうち、互いに隣接する第３、第４の区間の両方が単独運転区間である場合に、第３、第４の区間を区分する開閉器を開放するものである。この配電系統の故障復旧方法は、単独運転区間と隣接する区間との間の開閉器を開放または投入して、分散電源の発電量と負荷の消費量とのバランスを崩すことよって、分散電源ごとに個別に設けられた単独運転防止装置を正常に機能させ、簡便に単独運転状態を停止させようとしていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−６５７９９号公報（００１１段〜００２０段、図３、図６、図９）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
配電系統では、高圧需要家構内事故と配電系統内の事故を識別するため、１線地絡事故の遮断時間に時限協調が取られており、１線地絡事故の遮断時間は時限遮断となる。すなわち、事故に対して、変電所の遮断器を遮断させる保護リレーは、需要家の受電遮断器を遮断する保護リレーよりも長い時限を待っている。変電所の遮断器を遮断させる保護リレーは、需要家が配電線に接続したまま所定の時間が経過すると、保護リレーが動作して変電所の遮断器が遮断する。変電所の遮断器が事故遮断をすると、一旦、配電系統は全停となる。
【０００８】
配電系統は一度事故遮断すると、当該遮断区間は約５分後に復旧するまで停電する。太陽光発電装置の接続された配電系統の電圧が復旧して、太陽光発電装置が配電系統にエネルギーを送り出すまでの時間は、３分程の時間が必要である。この結果、太陽光発電装置は、１０分弱の間、発電を停止することになる。また、電圧が復旧した直後には太陽光発電装置が運転していないので、事故前の発電量が大きいと、事故後に配電線に過負荷が発生する場合がある。このように、復旧及び再発電までの間、太陽光発電装置を１０分弱全停止するという問題点があった。
【０００９】
非接地系の配電系統における１線地絡事故では、基幹系統と異なり、線間電圧及び電流はあまり変化せず、また電圧と負荷電流の位相差も事故の前後であまり変わらない。このため３相のうちいずれか２相の線間に接続された太陽光発電装置などの分散電源は、１線地絡事故を感知出来ず、変電所の遮断器がトリップして配電線が停電することを条件に、この配電線に接続されていた太陽光発電装置が離脱することになる。すなわち、太陽光発電装置は配電系統から解列される。このとき配電系統の需給が一致して、単独系統が発生する可能性がある。
【００１０】
配電系統の配電線の事故で最も発生率の高いのは、１線地絡事故である。１線地絡事故で変電所の遮断器を３相遮断すると、配電系統内の需給の一致で、単独系統の発生確率も高くなる。単独系統が生じた場合は、停電と思っている作業員が感電したり、上位系との再接続がうまくできなかったりする可能性があるという問題があり、配電系統の１線地絡事故で単独系統を発生させないような抜本対策が望まれている。
【００１１】
特許文献１の分散電源の単独運転の判定方法や特許文献１の配電系統の故障復旧方法では、配電系統の事故の際に分散電源の単独運転を判定し、分散電源ごとに個別に設けられた単独運転防止装置を正常に機能させ、簡便に単独運転状態を停止させることはできるものの、配電系統の１線地絡事故の際に分散電源が単独運転になることなく発電状態を継続するように配電系統を制御していない。このため、特許文献１の技術において、配電系統の１線地絡事故の際に、太陽光発電装置からの電力供給が１０分程度途絶する。
【００１２】
本発明は、上記の点に鑑みなされたものであり、配電系統の事故で最も発生率の高い１線地絡事故の場合に、地絡相のみを開放し、地絡相以外の健全相の接続を維持することで、健全相に繋がる太陽光発電装置が配電系統に電力供給できることに注目し、太陽光発電装置の発電を継続させ、太陽光発電装置の出力を最大限に活用することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係る配電線の１線地絡事故の検出除去装置は、配電線の１線地絡事故の地絡相を検出する地絡相検出部と、地絡相検出部が地絡相を検出した場合に、地絡相の開閉器が開放するように開放指令を出す事故除去部と、開閉器が開放された後に、地絡相の開閉器を投入する投入指令を出す投入処理部とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、地絡相が検出しされた場合に、地絡相の開閉器が開放するように開放指令を出すので、配電線を全停させないで１線地絡事故を除去できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明による配電線の１線地絡事故の検出除去装置を含む配電系統の構成を示す図である。
【図２】本発明による配電線の１線地絡事故の検出除去装置が有する検出部の構成を示す図である。
【図３】本発明による配電線の１線地絡事故の検出除去装置が有する投入処理部の構成を示す図である。
【図４】本発明による配電線の１線地絡事故の検出除去装置が有する検出部の動作を説明するフロー図である。
【図５】本発明による配電線の１線地絡事故の検出除去装置が有する投入処理部の動作を説明するフロー図である。
【図６】１線地絡事故時の等価回路である。
【図７】Ａ相の１線地絡事故時のベクトル図である。
【図８】Ａ相の１線地絡事故の場合に地絡相を検出する原理を説明するベクトル図である。
【図９】本発明による配電線の１線地絡事故の検出除去装置が有する１線地絡相検出装置の構成を示す図である。
【図１０】１線地絡相検出原理を説明する波形図である。
【図１１】本発明による配電線の１線地絡事故の検出除去装置が有するアーク消滅確認回路を示す図である。
【図１２】１相欠相時の電圧と太陽光発電による電圧維持を説明する図である。
【図１３】本発明の実施の形態１による配電線の１線地絡事故の検出除去装置の制御手法を説明する図である。
【００１６】
実施の形態１．
図１は、本発明による配電線の１線地絡事故の検出除去装置を含む配電系統の構成を示す図である。図２は本発明による検出除去装置の検出部の構成を示す図であり、図３は本発明の実施の形態１による検出除去装置の投入処理部の構成を示す図である。３相交流により配電する配電系統１２０は、上位系統から受電して降圧する配電用変圧器の２次側に接続された母線２を有し、母線２には遮断器３を介して配電線１２が接続されている。図１には、複数の配電線１２が母線２に接続されている。３相の配電線１２を相ごとに認識する場合は、配電線１２ａ、１２ｂ、１２ｃと表記する。図１では、３相一括で開閉する２個の区分開閉器４ａ、４ｂと、相ごとに開閉できる単相型区分開閉器５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅ、５ｆを図示している。単相型区分開閉器５ａ、５ｄが配電線１２ａを区分し、単相型区分開閉器５ｂ、５ｅが配電線１２ｂを区分し、単相型区分開閉器５ｃ、５ｆが配電線１２ｃを区分する。
【００１７】
この実施の形態１での配電系統制御システム１１０は、相ごとに開閉可能な区分開閉器の３相の組（Ａ相、Ｂ相、Ｃ相）ごとに、１個の１線地絡事故の検出除去装置１００を備える。図１では、配電系統制御システム１１０が２つの検出除去装置１００ａ、１００ｂを備えた例を示した。検出除去装置１００ａ、１００ｂは、配電系統１２０から系統情報を取得し、その系統情報に基づいて配電系統１２０を制御する制御情報を機器に送出する。なお、検出除去装置の符号は、総括的に１００を用い、区別して説明する場合に１００ａ、１００ｂを用いる。
【００１８】
検出除去装置１００ａは、通信線８を介して、電源側の情報取集及び電源側の機器の制御を行う。検出除去装置１００ｂは、通信線８を介して、負荷側の情報取集及び負荷側の機器の制御を行う。上り情報は機器のＯＮ／ＯＦＦ情報や電圧及び電流（電流センサーについては図示せず）などの数値情報などであり、下り情報はポーリング信号や制御信号などである。
【００１９】
検出除去装置１００ａは、１端が配電線１２ａ、１２ｂ、１２ｃに接続されたコンデンサ型分圧変成器６ａ、６ｂ、６ｃと、コンデンサ型分圧変成器６ａ、６ｂ、６ｃのもう１端が接続する点と接地点の間に設けられた零相コンデンサ型分圧装置７、配電線１２ａ、１２ｂ、１２ｃに流れる電流を計測する変流器９ａ、９ｂ、９ｃを有するモニター部９１と、他の検出除去装置１００ｂ及び機器と通信する通信部である系統情報入出力部１３と、日照判定部９３と、検出部９４と、投入処理部９５を備える。
【００２０】
コンデンサ型分圧変成器６ａ、６ｂ、６ｃと零相コンデンサ型分圧装置７との接続点の情報は、信号線５２を介して系統情報入出力部１３に入力される。変流器９ａ、９ｂ、９ｃが計測した電流の情報は、それぞれ信号線５７ａ、５７ｂ、５７ｃを介して系統情報入出力部１３に入力される。コンデンサ型分圧変成器６ａ、６ｂ、６ｃの情報は、それぞれ信号線５０ａ、５０ｂ、５０ｃを介して系統情報入出力部１３に入力される。零相コンデンサ型分圧装置７の情報は、信号線５１を介して系統情報入出力部１３に入力される。図１において区間１１は、１線地絡事故を含む区間である。
【００２１】
検出除去装置１００ｂは、検出除去装置１００ａと同じ構成であるが、配電線１２ａ、１２ｂ、１２ｃに流れる電流を計測する３つの変流器が変流器９ｄ、９ｅ、９ｆである。以下の説明では基本的に検出除去装置１００ａの動作を説明するが、検出除去装置１００ｂの動作は、変流器９ａ、９ｂ、９ｃを変流器９ｄ、９ｅ、９ｆと読み替えればよい。
【００２２】
検出部９４は、事故発生確認部１４と、短絡優先判定部１８と、地絡事故発生検出部１９と、Ａ相事故確認部２０と、Ｂ相事故確認部２１と、Ｃ相事故確認部２２と、地絡相確定部２３と、事故位置検出部４５と、検出地絡情報伝達指令部２４と、相手端情報受信部２５と、一致判定部２７と、開放指令送出部２８を備える。短絡優先判定部１８は、短絡事故確認部１５と、地絡事故確認部１６と、事故の進展の有無を確認するための時間待ち部４４と、２線以上の事故検出部１７を備える。地絡事故発生検出部１９、Ａ相事故確認部２０、Ｂ相事故確認部２１、Ｃ相事故確認部２２、地絡相確定部２３は、接地相検出部７２を構成する。
【００２３】
投入処理部９５は、開放指令確認部２９と、機器不良表示部３０と、地絡解消確認部３３と、投入指令部３４と、同期投入信号送出部３５と、同期投入信号受信部３６と、投入確認部３７と、地絡事故確認部４３を備える。
【００２４】
日照判定部９３について説明する。日照がなく太陽光発電装置が発電していない場合には、太陽光発電装置を停止させることのデメリットが少なく、地絡相だけを開放すると、正相電圧と同じだけの逆相電圧が発生し、逆相電圧が電動機などに悪影響を与える。十分な日照があり、かつ太陽光発電装置が動作している場合には、配電系統の１線地絡事故の際に地絡相だけを開放して太陽光発電装置が発電を継続できるメリットが大きく、地絡相と地絡相でない相との間に接続された太陽光発電装置により逆相電圧は小さくなり、逆相電圧による電動機などへの悪影響も小さくなる。そこで、日照判定部９３にて日照の有無を判定し、その判定に応じて検出部９４及び投入処理部９５の処理を変更する。
【００２５】
日照判定部９３にて日照の有無を判定する方法は複数ある。例えば、３つの方法を示す。第１の方法は、タイマーを用いて所定の時間範囲を日照有とし、それ以外を日照無とするものである。例えば、日照有の判定条件を午前９時間から午後５時にする。この日照有の判定条件は、緯度や季節によって調整してもよい。緯度や季節によって調整することで、日照判定部９３の精度を上げることができる。第２の方法は、日照センサーを用いて所定の日照量以上であれば日照有とし、所定の日照量より少なければ日照無とするものである。第３の方法は、気象データを用いて、例えば天気が晴れや薄曇りであれば日照有とし
、晴れや薄曇り以外の天気であれば日照無とするものである。第２の方法は、最も高精度に効果的な制御を行うことができる。第１の方法は、最も簡便であり、配電系統制御システム１１０の構成をシンプルにすることができる。
【００２６】
実施の形態１では、日照判定結果が日照有の場合は１線地絡事故の程度が９０％地絡以上で１相遮断を行い、日照判定結果が日照無の場合は１線地絡事故の程度が９８％地絡以上で１相遮断を行うようにする。１線地絡事故の程度については、後述する。１線地絡事故の程度を地絡程度と略する。
【００２７】
検出部９４の動作を説明する。図４は、検出部の動作を説明するフロー図である。区分開閉器４ａ、４ｂや単相型区分開閉器５は、負荷電流は切れても短絡電流のような大きな電流は切れないので、短絡事故の存在する時は開放しないようにする必要がある。ステップＳ００１にて、事故発生確認部１４は系統情報入出力部１３から取得した系統情報に基づいて事故発生の確認を行う。ステップＳ００２にて、短絡事故確認部１５は、短絡事故の有無を確認して、短絡事故が存在する場合はこのシーケンスを終了する。短絡事故確認部１５は、短絡事故が存在しない場合はステップＳ００３の処理へ進める。ステップＳ００３にて、地絡事故確認部１６は、地絡事故が存在しない場合は終了する。地絡事故確認部１６は、地絡事故が存在する場合はステップＳ００４の処理へ進める。また、地絡事故であっても２線地絡の場合もあり、短絡電流並みの電流が流れるのでるので、地絡事故確認部１６は、この場合もこのシーケンスを終了する。
【００２８】
１線地絡事故から２線地絡事故、３線地絡事故に進展することもあるので、ステップＳ００４にて、この確認のために、時間待ち部４４で短時間待ち、すなわち時限処理を行い、ステップＳ００５の処理へ進める。ステップＳ００５にて、２線以上の事故検出部１７は、地絡相の数が２相以上あるか否かを確認する。２線以上の事故検出部１７は、地絡相の数が２相以上になっていれば、すなわち進展事故(１線から２線以上の事故)になっていれば、このシーケンスを終了する。２線以上の事故検出部１７は、地絡相の数が２相以上でない、すなわち１相である場合はステップＳ００６の処理へ進める。このステップＳ００２からステップＳ００５までの一連の処理は、短絡優先判定部１８が行う。
【００２９】
ステップＳ００６にて、地絡事故発生検出部１９は地絡事故が発生しているかを再度確認し、地絡事故が発生している場合はステップＳ００７の処理へ進める。地絡事故発生検出部１９は、地絡事故が存在しない場合は終了する。ステップＳ００７にて、Ａ相事故確認部２０は、Ａ相事故か否かを確認する。Ａ相事故確認部２０は、Ａ相事故の場合はステップＳ０１０の処理へ進め、Ａ相事故でない場合はステップＳ００８の処理へ進める。ステップＳ００８にて、Ｂ相事故確認部２１は、Ｂ相事故か否かを確認する。Ｂ相事故確認部２１は、Ｂ相事故の場合はステップＳ０１０の処理へ進め、Ｂ相事故でない場合はステップＳ００９の処理へ進める。ステップＳ００９にて、Ｃ相事故確認部２２は、Ｃ相事故か否かを確認する。Ｃ相事故確認部２２は、Ｃ相事故の場合はステップＳ０１０の処理へ進め、Ｃ相事故でない場合は終了する。
【００３０】
ステップＳ０１０にて、地絡相確定部２３は、Ａ相事故確認部２０、Ｂ相事故確認部２１、Ｃ相事故確認部２２の判定結果に基づいて、接地された状態になった接地相、すなわち地絡の発生した地絡相を確定する。ステップＳ００７、Ｓ００８、Ｓ００９、Ｓ０１０は、地絡相検出手順である。地絡相確定部２３は、地絡相の１線地絡事故の程度を調べる。また、地絡相確定部２３は、日照判定部９３の日照判定結果を取得して、日照判定結果が日照有で、かつ１線地絡事故の程度が９０％地絡以上の場合（条件１）はステップＳ０１１の処理へ進める。また、地絡相確定部２３は、日照判定結果が日照無で、かつ１線地絡事故の程度が９８％地絡以上の場合（条件２）はステップＳ０１１の処理へ進める。地絡相確定部２３は、上記条件１または条件２に該当しない場合は、このシーケンスを終了する。上記条件１または条件２は、日照判定結果と１線地絡事故の程度とに基づいた条件である。９０％が第１閾値であり、９８％が第１閾値よりも大きく設定された第２閾値である。
【００３１】
ステップＳ０１１では、変流器９ａ、９ｂ、９ｃが計測した電流の和をとって零相電流を検出し、零相電流の方向から事故点が当該検出除去装置１００よりも下流にあるかどうかを、事故位置検出部４５が判断する。
【００３２】
ステップＳ０１２にて、検出地絡情報伝達指令部２４は、事故相と事故点が下流かどうかという自端の判断結果を相手端に送る。自端が検出除去装置１００ａの場合、検出除去装置１００ａが相手端である検出除去装置１００ｂおよび図示しない上流側の検出除去装置に判断結果を送る。ステップＳ０１３にて、相手端情報受信部２５は、相手端の判断結果を入手する。自端が検出除去装置１００ａの場合、検出除去装置１００ａが相手端である検出除去装置１００ｂおよび図示しない上流側の検出除去装置から判断結果を入手する。ここで、配電線上のある地点における上流と下流を、以下のように定義する。上流とは、配電線が接続された変電所の母線がある側であり、下流とは変電所の母線がない側である。
【００３３】
ステップＳ０１４にて、一致判定部２７は、自端の結果と相手端の結果を比較し、一致している場合はステップＳ０１５の処理へ進める。一致とは、地絡相が同じで、かつ、自端で下流に事故点があると判断し、下流の相手端では下流にないと判断している場合、または、自端で下流に事故点がないと判断し、上流の相手端では下流にあると判断している場合のことである。これ以外の場合は、一致していないと判断する。例えば、一致判定部２７で両端ともＡ相地絡を検出し、検出除去装置１００ａが下流に事故点があり、検出除去装置１００ｂが下流に事故点がない場合には、一致と判断する。一致判定部２７は、自端の結果と相手端の結果とが不一致の場合にはこのシーケンスを終了する。ステップＳ０１５にて、開放指令送出部２８から地絡相の単相型区分開閉器５に開放信号が出される。例えば、Ａ相が地絡相の場合、開放指令送出部２８は、Ａ相の単相型区分開閉器５ａに開放信号（１線開放指令）が出される。ステップＳ０１５は、地絡相検出手順で検出された１線地絡相を遮断するように単相型区分開閉器５を開放するように単相型区分開閉器５に１線開放指令を送信する１線開放指令手順である。
【００３４】
投入処理部９５の動作を説明する。図５は、投入処理部の動作を説明するフロー図である。ステップＳ１０１にて、開放指令確認部２９は、単相型区分開閉器５の応答を取得する。ステップＳ１０２にて、開放指令確認部２９は、単相型区分開閉器５の応答を確認する。開放指令確認部２９は、開放が確認されればステップＳ１０６の処理へ進める。開放指令確認部２９は、開放指令が出ても開放が確認されない場合はステップＳ１０３の処理へ進める。ステップＳ１０３にて、機器不良表示部３０は警報表示などを行い、その後、処理を終了する。この場合、区分開閉器を地絡相だけ開放して１線地絡事故が除去できないことになるので、変電所の遮断器をトリップさせる地絡保護リレーの動作により事故除去される。
【００３５】
ステップＳ１０６にて、地絡解消確認部３３は、これを確認する。地絡解消確認部３３は、絶縁が回復していればステップＳ１０７の処理へ進め、絶縁が回復していなければステップＳ１０６の処理を繰り返す。ステップＳ１０７にて、投入指令部３４は、投入指令を出す準備が行われる。投入指令部３４は、準備が完了したらステップＳ１０８の処理へ進める。ステップＳ１０８にて、同期投入信号送出部３５は、自端で地絡相開閉器を投入することを相手端に知らせるために、同期投入信号を相手端に送出する。相手端、例えば検出除去装置１００ｂでは、同期投入信号受信部３６で相手端（検出除去装置１００ａ）がＡ相開閉器の投入準備をしていることを知る。ステップＳ１０９にて、同期投入信号受
信部３６は、相手端から同期投入信号が送信されていれば、同期投入信号を受信する。
【００３６】
ステップＳ１０８にて投入指令を出す準備が完了しているので、ステップＳ１１０にて、投入確認部３７は、開放対象の単相型区分開閉器５、例えばＡ相の単相型区分開閉器５ａに投入指令を出し、開放対象の単相型区分開閉器５が投入したか否かを確認する。投入確認部３７は、投入されない場合にはステップＳ１１１の処理へ進める。投入確認部３７は、投入されたことを確認した場合はステップＳ１１２の処理へ進める。ステップＳ１１１にて、機器不良表示部３０は、警報表示を出し、処理を終了する。
【００３７】
ステップＳ１０６、Ｓ１０７、Ｓ１０８、Ｓ１０９、Ｓ１１０は、１線開放指令により遮断された１線地絡相の絶縁回復が確認された場合に、単相型区分開閉器５を投入するように単相型区分開閉器５に投入指令を送信する開閉器投入指令手順である。
【００３８】
開放対象の単相型区分開閉器５、例えばＡ相の単相型区分開閉器５ａ、５ｄが投入された際に地絡事故が残っていればこれは永久事故なので、ステップＳ１１２にて、地絡事故確認部４３は、地絡事故が有るか否かを確認する。地絡事故確認部４３は、地絡事故有りを確認すると、処理を終了する。その後、変電所の遮断器をトリップさせる地絡保護リレーの動作により事故除去される。地絡事故確認部４３は、地絡事故なしを確認すると、処理を終了する。
【００３９】
検出部９４及び投入処理部９５の動作説明において、両端（自端と相手端）で情報を交換するのは信頼度向上と出来るだけ地絡相の開閉の同期を取るためである。これは、電源側のみの判断で、相手端との情報交換を省略することがあってもよい。
【００４０】
次に１線地絡事故について図６から図１０を用いて説明する。図６は１線地絡事故時の等価回路である。図７はＡ相の１線地絡事故時のベクトル図である。図８は、Ａ相の１線地絡事故の場合に地絡相を検出する原理を説明するベクトル図である。図９は、本発明による配電線の１線地絡事故の検出除去装置が有するＡ相の１線地絡相検出装置の構成を示す図である。図１０は、１線地絡相検出原理を説明する波形図である。
【００４１】
図６は１線地絡発生時の等価回路としてよく技術書などに引用される図である。漏れインピーダンス２０２、２０３、２０４は、Ａ相、Ｂ相、Ｃ相分の対地静電容量と線路の漏れ抵抗である。正相回路の電源２００の発生電圧がＥ、故障点抵抗２０１の値はＲｇ、漏れインピーダンスの対地静電容量の値と線路の漏れ抵抗の値がＡ相、Ｂ相、Ｃ相順に３Ｃａ、ｒａ／３、３Ｃｂ、ｒｂ／３、３Ｃｃ、ｒｃ／３、接地変圧器（ＧＰＴ）制限抵抗２０５の値がＲｎ、Ｒｎ両端の電圧が零相電圧Ｖ０である。１相分の対地静電容量の値はＣａ、Ｃｂ、Ｃｃであり、１相分の線路の漏れ抵抗の値はｒａ、ｒｂ、ｒｃである。
【００４２】
線路の漏れ抵抗ｒａ／３、ｒｂ／３、ｒｃ／３は極めて大きいので、図には記載するが、計算を簡便にするために、これを無視して零相電圧Ｖ０、零相電流Ｉ０を求める。Ａ相、Ｂ相、Ｃ相、故障点抵抗Ｒｇから大地（接地）に向かう電流を、それぞれＩａ、Ｉｂ、Ｉｃ、Ｉｇとし、正相電圧分の基準となる仮想中性点の電位をＶｎとして式（１）〜式（４）を得る。
【００４３】
Ｉａ＝ｊ・ω・Ｃａ・（Ｖｎ＋Ｅａ）  ・・・（１）
Ｉｂ＝ｊ・ω・Ｃｂ・（Ｖｎ＋Ｅｂ）  ・・・（２）
Ｉｃ＝ｊ・ω・Ｃｃ・（Ｖｎ＋Ｅｃ）  ・・・（３）
Ｉｇ＝（Ｖｎ＋Ｅａ）／Ｒｇ          ・・・（４）
【００４４】
キルヒホッフの電流則より下式を得る。
Ｉａ＋Ｉｂ＋Ｉｃ＋Ｉｇ＝０  ・・・（５）
【００４５】
式（５）に式（１）〜（４）を代入して下式を得る。
ｊω｛Ｃａ＋Ｃｂ＋Ｃｃ＋（１／Ｒｇ）｝Ｖｎ＋（Ｃａ・Ｅａ＋Ｃｂ・Ｅｂ＋Ｃｃ・Ｅｃ）｝＋（１／Ｒｇ）Ｅａ＝０  ・・・（６）
【００４６】
Ｅが正相分の起電力なので、式（７）が成り立つ。
Ｅａ＋Ｅｂ＋Ｅｃ＝０  ・・・（７）
Ｃａ＝Ｃｂ＝Ｃｃ＝Ｃを仮定すると、式（６）に式（７）を代入して、式（８）を得る。
Ｖｎ＝−（Ｅａ／Ｒｇ）／｛ｊ３ωＣ＋（１／Ｒｇ）｝
＝−Ｅａ／（１＋ｊ・ω・３・Ｃ・Ｒｇ）  ・・・（８）
【００４７】
各相の電圧をＶａ、Ｖｂ、Ｖｃとし、３相の電圧の平均である零相電圧をＶ０とすると、自明ではあるが、下式を得る。
Ｖ０＝（Ｖａ＋Ｖｂ＋Ｖｃ）／３
＝（Ｖｎ＋Ｅａ＋Ｖｎ＋Ｅｂ＋Ｖｎ＋Ｅｃ）／３
＝（３Ｖｎ＋Ｅａ＋Ｅｂ＋Ｅｃ）／３＝Ｖｎ  ・・・（９）
【００４８】
１線地絡電流は、下記として求まる。
Ｉｇ＝（Ｖｎ＋Ｅａ）／Ｒｇ
＝ｊ・３・ω・Ｃ・Ｅａ／（１＋ｊ３ωＣ）  ・・・（１０）
【００４９】
式（８）から、Ａ相の一線地絡事故の時は仮想中性点の電圧Ｖｎは、図７に示したＡＮを直径とする円周上に有る。
【００５０】
１線地絡事故検出用として、Ａ相の１線地絡事故の時は、Ｂ相電圧とＣ相電圧の差である電圧Ｖｂｃが事故の前後で変化量が小さいので、電圧Ｖｂｃを１線地絡事故を判断する時の基準ベクトルとする。
【００５１】
ここで、Ｖａ−ｋ・３Ｖ０（ｋは整定値）を、演算ベクトルとする。事故が発生していない健全時には、Ｖ０又は零相電流Ｉ０は、対地静電容量の不平衡から発生する量だけであり、微弱である。小さい地絡事故点抵抗で地絡すると、Ｖ０とＩ０は次第に大きさを増し位相も変化する。他方Ｖａは、地絡点抵抗が小さくなるに従って、小さくなり、位相変化も伴う。この両ベクトルの組み合わせを、演算ベクトルとする。演算ベクトルは、健全時と事故時で大きさと位相が違うことになる。基準ベクトルが実部だけのベクトルで表現される場合に、すなわち基準ベクトルの位相をゼロとする場合に、演算ベクトルの虚部が負になる場合を、動作すべき１線地絡事故の地絡抵抗の大きさの範囲とする。整定値ｋは、演算ベクトルの虚部がゼロになる時の地絡点抵抗の大きさが適切になるように決める。
【００５２】
１線地絡事故の大きさは、地絡点抵抗Ｒｇ＝０で地絡相の電圧がゼロになる場合を１００％地絡とし、地絡点抵抗Ｒｇが無限大で地絡電流がゼロになる場合を０％とする。Ｘ％の地絡とは、１００％地絡の時の零相電圧をＶ０maxとして、零相電圧Ｖ０が下記の式で
計算できるような地絡事故である。
Ｖ０＝Ｖ０max×Ｘ／１００  ・・・（１１）
逆に言うと発生する零相電圧Ｖ０の大きさと、１００％地絡の時の零相電圧をＶ０maxの比から地絡の程度Ｘ（％）が以下のように決まる。
Ｘ＝１００×Ｖ０／Ｖ０max  ・・・（１２）
【００５３】
図７は、１線地絡事故時のベクトル図である。図７は、Ａ相基準で示した、Ａ相の１線地絡時のベクトル図である。電圧三角形の相がそれぞれＡ、Ｂ、Ｃであり、中性点がＮである。Ｖａ＋Ｖｂ＋Ｖｃ＝３Ｖ０を示すベクトルは、健全時の中性点Ｎから１相地絡事故時の中性点Ｎ２へ向かい、線分Ｎ−Ｎ２の３倍の大きさのベクトルであるである。図７に示す演算ベクトルは、Ｖａ−ｋ・３Ｖ０（ｋは整定値）である。この演算ベクトルは、地絡点抵抗の値がかなり小さい場合のものであり、演算ベクトルの虚部が負になっている。
【００５４】
Ａ相事故確認部２０でＡ相が１線地絡相であるかを判定する場合は、ベクトルＶａを想定地絡相ベクトルとする。Ａ相事故確認部２０は、演算ベクトルＶａ−ｋ・３・Ｖ０の虚部が負の場合にＡ相が１線地絡相であると判定する。同様に、Ｂ相事故確認部２１でＢ相が１線地絡相であるかを判定する場合は、ベクトルＶｂを想定地絡相ベクトルとする。Ｂ相事故確認部２１は、演算ベクトルＶｂ−ｋ・３・Ｖ０の虚部が負の場合にＢ相が１線地絡相であると判定する。Ｃ相事故確認部２２でＣ相が１線地絡相であるかを判定する場合は、ベクトルＶｃを想定地絡相ベクトルとする。Ｃ相事故確認部２２は、演算ベクトルＶｃ−ｋ・３・Ｖ０の虚部が負の場合にＣ相が１線地絡相であると判定する。
【００５５】
演算ベクトルの虚部が負になるかどうかを、演算回路やマイクロプロセッサーなどを使って処理しようとする時、いくつかの手法がある。その一つが、電圧ベクトルで表現される正弦波が正の値を取る期間を正の値をとる矩形波に変換し、正弦波がゼロ以下の値をとる期間をゼロの値をとる矩形波に変換して、複数の電圧ベクトから生成した矩形波のどれかが正の値の場合に正の値を取る矩形波に途切れが発生するかどうかで、複数の電圧ベクトルが所定の関係を満たすかどうかを判断するものである。
【００５６】
複数のベクトルとしては、演算ベクトルと、基準ベクトルＶｂｃと、Ｖｂｃの位相を９０＋α°遅れさせた、第２基準ベクトルとを使用する。αは５〜１０°の間の値である。
【００５７】
第２基準ベクトルの位相を９０＋α°として、αを持たせた意味を説明する。即ちαが無いと動作状態にあるベクトル関係でも、矩形波どうしが重ならず、端面が接触あるいは微小な間隔で離れるような状態になって、不動作状態に見える可能性がある。しかし、αがあると、これを避けることができる。
【００５８】
図８は、Ａ相の場合に、１線地絡相検出原理を説明するベクトル図であり、位相関係を主体に見た図である。図８において、ベクトル４１５は健全時の演算ベクトルであり、ベクトル４１６は基準ベクトルであり、ベクトル４１７は第２基準ベクトルである。詳細は後で説明するが、図に示した斜線域の中に演算ベクトルが存在する場合に、矩形波に途切れがなくなる。
【００５９】
図９は、本発明による配電線の１線地絡事故の検出除去装置が有するＡ相の１線地絡相検出装置の構成を示す図である。Ａ相、Ｂ相、Ｃ相の１線地絡相検出装置は、それぞれ検出部９４におけるＡ相事故確認部２０、Ｂ相事故確認部２１、Ｃ相事故確認部２２に相当する。１線地絡相検出装置は、入力端子５０１、５０２、５０３と、入力変換回路５０４、５０５、５０６と、フェーズシフタ５０７と、タップ付き演算ベクトル合成回路５０８と、矩形波変換回路５０９、５１０、５１１と、演算回路５１２と、出力端子５１３を備える。
【００６０】
Ａ相の場合には、入力端子５０１〜５０３から、順にＶｂｃ、Ｖａ、３・Ｖ０が印加される。出力端子５１３は、開放指令送出部２８の端子である。出力端子５１３から、それぞれ対応する相の単相型区分開閉器５に系統情報入出力部１３を介して開放指令が送出される。図１の検出除去装置１００ａでは、出力端子５１３から、系統情報入出力部１３を介してＡ相の単相型区分開閉器５ａに開放指令が送出される。図１の検出除去装置１００ｂでは、出力端子５１３から、系統情報入出力部１３を介してＡ相の単相型区分開閉器５
ｄに開放指令が送出される。
【００６１】
入力変換回路５０４〜５０６は、入力信号の大きさを半導体回路にとって処理し易い大きさに変換している回路である。フェーズシフタ５０７は、基準波形１より９０°＋αの遅れ位相の波形を作っている。演算ベクトル合成回路５０８は、Ｖａ−３ｋＶ０を合成している。矩形波変換回路５０９〜５１１は、それぞれ入力された正弦波が正の値を取る期間に正の値を取り、正弦波がゼロ以下の値の期間にゼロの値をとる矩形波を出力する。演算回路５１２は、入力された３個の矩形波のどれかが正の値を取る状態が所定周期以上続いた場合に、出力端子５１３に開放指令を出力する。
【００６２】
図１０は１線地絡相検出原理を説明する波形図である。横軸は時間であり、縦軸は振幅である。図１０の（ａ）〜（ｄ）は正弦波の波形であり、（ｅ）〜（ｈ）は（ａ）〜（ｄ）は正弦波を矩形波に変換した矩形波列であり、（ｉ）、（ｊ）は、複数の矩形波列を論理和“ＯＲ”的な捉え方をした矩形波列である。
【００６３】
基準ベクトルＶｂｃに対応する基準波形１は、波形４０１で示され、大きさ（振幅）が｜Ｖｂｃ｜（対象座標法のＡ相基準で示す）である。第２基準ベクトルに対応する基準波形２は、波形４０２で示され基準波形１より位相が９５°〜１００°遅れている。健全時の演算波形は波形４０３で示され、１線地絡であると判断する場合の演算波形は、波形４０５で示される。基準波形１は、図１０（ｅ）に示すように矩形波列４０６に変換される。基準波形２は、図１０（ｆ）に示すように矩形波列４０７に変換される。健全時の演算波形は、図１０（ｇ）に示すように矩形波列４０８に変換される。１線地絡であると判断する場合の演算波形は、図１０（ｈ）に示すように矩形波列４１０で示される。１線地絡事故であると判断する場合のことを、１線地絡事故時と呼ぶ。
【００６４】
健全時の断連続矩形波列は、矩形波列４１１で示される。Ａ相の１線地絡時の断連続矩形波列は、矩形波列４１２で示される。矩形波列４１１は、１周期に１回途切れ目があり、不連続動作になっている。矩形波列４１２は、１周期において途切れ目がなく、連続動作になっている。矩形波列４１１はＡ相の１線地絡なしの場合であり、矩形波列４１２はＡ相の１線地絡ありの場合である。
【００６５】
図１０では基準ベクトルを基準にとった波形として示した。波形４０１より９０°＋α遅れた波形４０２が第２基準ベクトルである。健全時は、演算ベクトルの位相遅れは１８０°未満であり、波形図では４０３となる。Ａ相の１線地絡事故時は、位相遅れ１８０°を越えて、波形図では４０５となる。
【００６６】
これらの波形４０１〜４０５を矩形波に直す。正の半波の時に“１”を、負の半波の時に“０”となるように変換する。基準波形１の波形４０１は矩形波列４０６に変換され、基準波形２の波形４０２は矩形波列４０７に変換される。健全時の演算波形４０３は４０８の矩形波列に変換され、１線地絡事故時の演算波形４０５は矩形波列４１０に変換される。
【００６７】
基準波形１、２の矩形波列４０６、４０７と健全時の矩形波列４０８の３つを論理和“ＯＲ”的な捉え方をしたものが矩形波列４１１であり、１周期に１回途切れ目が生じている。同様に基準波形１、２の矩形波列４０６、４０７と１線地絡事故時の矩形波列４１０の３つを論理和“ＯＲ”的な捉え方をしたものが矩形波列４１２であり、途切れ目が存在していない。この二つ、すなわち矩形波列４１１、４１２を識別するのは容易で、充電回路を適用すればよい。つまり１周期に１回ずつ途切れ目がある場合は１周期に１回この充電回路がリセットされるが、途切れ目がない場合は充電が継続して出力の電位は上昇する。例えば１．５周期充電したときの電位で出力信号が出るように構成すればよい。
【００６８】
なお、ここでは正の半波を基準に説明したが、負の半波も矩形波列に直して使えば、不１線地絡事故時の途切れは１周期に２度出来ることになる。
【００６９】
図１１は、本発明による配電線の１線地絡事故の検出除去装置が有するアーク消滅確認回路を示す図である。配電系統１２０の高圧三相配電線６１Ａ、６１Ｂ、６１Ｃに太陽光発電装置６６１、６６２が接続されている。太陽光発電装置６６１はＡＢ相間に接続され、太陽光発電装置６６２はＣＡ相間に接続されている。この図１１は、Ａ相の１線地絡事故区間が、単相型区分開閉器６２Ｐ、６２Ｌにより電源側、負荷側が開放された後を表している。符号６２Ｐを付したものは電源側に配置された単相型区分開閉器であり、図１の単相型区分開閉器５ａに相当する。符号６２Ｌを付したものは負荷側に配置された単相型区分開閉器であり、図１の単相型区分開閉器５ｄに相当する。符号６３Ａ、６３Ｂ、６３Ｃを付したものは各相対地間仮想線であり、符号６４Ａ、６４Ｂ、６４Ｃを付したものは各相の対地充電容量である。符号６５を付したものは、事故点抵抗とアーク抵抗を表現する仮想的な抵抗である。図１１には、検出除去装置１００のモニター部９１を配置している。
【００７０】
零相コンデンサ型分圧装置７が検出する零相電圧が所定値以下になった時が、地絡のアークが消滅したと判断する。零相電圧が所定値以下になってから所定時間経過後に、単相型区分開閉器５に投入指令を出す。零相電流が所定値以下になった時をアーク消滅と判断するようにしてもよい。
【００７１】
図１２は、１相欠相時の電圧と太陽光発電による電圧維持を説明する図である。接地相を区間の両端で開放した後の電圧三角形ＡＢＣ（頂点がＡ、Ｂ、Ｃ）を示している。線間電圧Ｖｂｃは変電所と繋がっているので正規電圧になっており、夫々線間に負荷を持っているＡＢ相、ＣＡ相は、頂点Ａが線分ＢＣの方に移動する。ＡＢ相、ＣＡ相の負荷がほぼ同じ場合は頂点Ａが線分ＢＣの中間に有る。低電圧であっても所定時間は運転を継続できる機能であるＦＲＴ（Ｆａｕｌｔ  Ｒｉｄｅ  Ｔｈｒｏｕｇｈ）機能付きの太陽光発電６６１、６６２が存在すると夫々の有効電力がＡＢ相、ＣＡ相に供給されるので、頂点Ａはその分持ち上がり、三角形を形成する。
【００７２】
図１３は、本発明の実施の形態１による配電線の１線地絡事故の検出除去装置の制御手法を説明する図であり、本発明の実施の形態１の主要部をまとめて説明するための図である。図１３には、検出除去装置１００の主要部と、単相型区分開閉器８３が示されている。検出除去装置１００の主要部は、事故検出部７０、短絡優先部７１、接地相検出部７２、地絡位置検出部７８、一致確認部７３、単相型区分開閉器８３に開放指令を出す開閉器開放指令部７４、転送信号送出部７５、相手端へ送信する情報送信部７６、相手端よりの情報を受信する情報受信部７７、アーク消滅確認部７９、単相型区分開閉器８３へ投入指令を出す開閉器投入指令部８０である。
【００７３】
事故検出部７０は、図２の事故発生確認部１４に相当する。短絡優先部７１は、図２の短絡事故確認部１５、地絡事故確認部１６、時間待ち部４４、２線以上の事故検出部１７に相当し、すなわち短絡優先判定部１８に相当する。接地相検出部７２は、図２の地絡事故発生検出部１９、Ａ相事故確認部２０、Ｂ相事故確認部２１、Ｃ相事故確認部２２、地絡相確定部２３に相当する。地絡位置検出部７８は、図２の事故位置検出部４５に相当する。転送信号送出部７５及び情報送信部７６は、図２の検出地絡情報伝達指令部２４に相当する。一致確認部７３は、図２の一致判定部２７に相当する。開閉器開放指令部７４は、図２の開放指令送出部２８に相当する。情報受信部７７は、図２の相手端情報受信部２５に相当する。
【００７４】
アーク消滅確認部７９は、図３の地絡解消確認部３３に相当する。開閉器投入指令部８０は、図３の投入指令部３４に相当する。接地相検出部７２は、配電線の１線地絡事故の地絡相を検出する地絡相検出部である。また、開閉器開放指令部７４は、地絡相検出部が地絡相を検出した場合に、地絡相の開閉器（単相型区分開閉器８３）が開放するように開放指令を出す事故除去部である。つまり、事故除去部は、図２の構成要素では、開放指令送出部２８である。情報送信部７６と、情報受信部７７は、隣接する検出除去装置との間で通信する通信部である。この通信部は、図２の構成要素では、検出地絡情報伝達指令部２４、相手端情報受信部２５に相当する。
【００７５】
Ａ相の１線地絡事故の発生を想定して、説明する。事故検出部７０は、整定値を持ち、零相電圧発生を確認して整定値を超えていれば地絡事故発生を認識する。短絡優先部７１は、短絡事故の存在する場合や進展事故で２線以上にわたる事故に進展した時はこのシーケンスを停止する。１線地絡で且つ何相の地絡事故であるのかを接地相検出部７２で峻別する。また、接地相検出部７２は、地絡相の１線地絡事故の程度を調べ、前述した日照判定部９３の日照判定結果と１線地絡事故の程度とに基づいて、最終的な接地相（地絡相）を決定する。日照判定結果と１線地絡事故の程度とに基づいた条件が成立しない場合は、このシーケンスを終了する。日照判定結果と１線地絡事故の程度とに基づいた条件が成立した場合、地絡位置検出部７８が、地絡が当該位置よりも下流にあるかどうかを判定する。そして、１線地絡を検出した端（検出除去装置１００）から相手端（他の検出除去装置１００）に向けて、「何相の１線接地であるか」の検出地絡相情報と「地絡位置が当該位置よりも下流かどうか」という地絡位置情報を、転送信号送出部７５を介して、情報送信部７６から送る。
【００７６】
相手端からの同様の信号、すなわち検出地絡相情報と地絡位置情報を情報受信部７７で受け、一致確認部７３で確認する。相手端と自端で相互に一致確認を取り、接地相検出の信頼度を挙げる。不一致の時には制御シーケンスはこれを条件に止まって、変電所の地絡保護リレーが動作して通常の地絡事故遮断となる。両端で検出相の一致しており、相手端との間に地絡位置があることの確認が取れると、進展事故や、１線地絡事故から２線地絡事故又は、短絡を含んだ事故に進展する場合を想定して、線間電圧が整定値以下になったこと、あるいは大きな電流が流れていることを検出すると、短絡優先部７１が作動して区分開閉器で短絡電流を開放しないように、このシーケンスをとめる。
【００７７】
１線地絡事故が継続していれば、単相型区分開閉器８３の接地相に開放指令を開閉器開放指令部７４から出す。単相型区分開閉器８３はこの指令を受けて、当該相を開放する。電流がこのとき流れていても、負荷電流程度までは問題なく開放できる。区間の両端で接地相Ａが解放されると、この区間よりも負荷側の健全区間も含めてＡ相欠相状態になる。しかし、Ｂ相及びＣ相の２相が繋がっているので、健全区間と欠相区間以降の位相の同期は確保されている。
【００７８】
３相による電力供給が２相になると、送れる電力は０．５７７倍になる。ここで基幹系統の送電線と配電系統の配電線では大きな違いが有る。基幹系統では対向端の間では中間介在の負荷は基本的に存在しない。これに比べて配電線では無負荷の場合でも複数台の柱上変圧器の１次巻き線は相間で繋がっている。従って欠相に絡む２相（ＡＢ相、ＣＡ相）は最小でもＶｂｃの半電圧（１／２）Ｖｂｃになっている。「最小でも」の意味は、図１２に示すように太陽光発電装置により半電圧よりも大きな電圧が発生できる場合があることを意味する。
【００７９】
将来的に太陽光発電装置の配電系統への接続容量が増え、且つＦＲＴ機能付きのものが増えてくると、１／２電圧程度でも十分に低出力発電を行うことになる。従って、ＦＲＴ機能が継続している短時間は、（１／２）Ｖｂｃ以上になっていることが期待される。こ
のＦＲＴ機能で発電機が運転を継続できる時間の長さであるＦＲＴ継続時間の間にアーク消滅を確認して、接地相の単相型区分開閉器８３を投入すればＡ相とＣ相間（ＡＣ相）に接続された太陽光発電装置（図１１の太陽光発電装置６６２）や、Ａ相とＣ相間（ＢＣ相）に接続された太陽光発電装置は、配電系統から離脱せず、単相型区分開閉器８３が投入された時点で全出力状態に近づく。
【００８０】
地絡事故で絶縁破壊したＡ相のアークも６ｋＶ系なので、１００ｍｓ以下で絶縁が回復する。従来、一般的な１線地絡事故の対処では、変電所の３相遮断で配電線は全停になる。しかし、本発明では、Ａ相１線地絡の場合にＶｂｃは正規電圧のまま残るので、ＢＣ相に接続された太陽光発電装置は配電系統から離脱しないで接続状態を継続する。
【００８１】
図１３を用いて、Ａ相１線地絡事故の発生を想定した説明をしたが、図１〜図３の機器を用いて以下に説明する。図１において、Ａ相の１線地絡事故発生区間１１の両端に設置された検出除去装置１００ａ、１００ｂは、それぞれのモニター部９１から配電系統１２０に関する数値情報及び単相型区分開閉器５などのＯＮ／ＯＦＦ情報を系統情報入出力部１３に取り込む。系統情報入出力部１３では、系統の電圧及び電流情報（電流センサーは図示せず）を受けてデータの妥当性を確認し、単相型区分開閉器５が３相とも開状態か閉状態のいずれにあるかを確認している。事故発生確認部１４は、系統情報入出力部１３から数値情報を受ける。具体的には、図２において点線枠で囲った短絡優先判定部１８で、短絡か否かが短絡事故確認部１５で判断される。線間電圧の低下がないかどうか、短絡電流がないかどうか（電流センサーは図示せず）を判定することになる。短絡事故の場合には、制御シーケンスは終了となる。
【００８２】
短絡事故がない場合は、地絡事故があるかどうかが地絡事故確認部１６で判断される。これは３・Ｖ０が所定の整定値を超えているか否かで判断する。地絡事故と判断しない場合は、制御シーケンスは終了となる。
【００８３】
地絡事故である場合には、時間待ち部４４で時間待ちをする。これは進展事故対策であり、１線の絶縁破壊から２線の絶縁破壊に至るか否かを見ることで判断する。短絡優先判定部１８は、若干の時間経過を含めた短絡事故優先を考慮したもので、単相型区分開閉器５の遮断部は小さい電流は切れても短絡電流のように大きな電流は遮断容量不足で遮断出来ないので、これに対する配慮をしたものである。
【００８４】
地絡事故発生検出部１９で地絡事故を確認する。地絡事故でない場合は系統情報入出力部へ戻る。地絡事故の場合は、何相の１線地絡かをＡ相事故確認部２０、Ｂ相事故確認部２１、Ｃ相事故確認部２２で確認する。瞬間的に地絡事故が復帰したような場合も、系統情報入出力部１３に戻る。
【００８５】
１線地絡相が地絡相確定部２３で確定する。また、地絡相確定部２３は、地絡相の１線地絡事故の程度を調べ、前述した日照判定部９３の日照判定結果と１線地絡事故の程度とに基づいて、最終的な地絡相を決定する。日照判定結果と１線地絡事故の程度とに基づいた条件が成立しない場合は、このシーケンスを終了する。事故位置検出部４５は、事故点が当該検出除去装置１００よりも下流にあるかどうかを判断する。その後、相手端に有線や無線等の通信手段を使って、自端では何相の１線地絡相を検出したか、事故点が下流にあるかどうかを、検出地絡情報伝達指令部２４で伝達する。同様に相手端からは何相の１線地絡であったか、事故点が下流にあるかどうかを相手端情報受信部２５で受け取り、検出地絡相が一致しており、かつ相手との間に事故点があることの確認を一致判定部２７で行う。不一致であればこの制御シーケンスを終わる。検出地絡相の一致が一致判定部２７で確認されると、該当する相の単相型区分開閉器５に開放指令が開放指令送出部２８から送出される。
【００８６】
当該相が開放されたかどうかが開放指令確認部２９で確認され、開放されていないときは、機器不良を出して変電所の遮断器のトリップを待つことになる。
【００８７】
絶縁回復を地絡解消確認部３３で確認すると、該当する相の単相型区分開閉器５に投入指令を投入指令部３４で与える。投入されたかどうかを投入確認部３７で確認して、投入されない場合は、機器不良を出して、処理を終了する。単相型区分開閉器５が投入されると、事故前の状態に復したことになる。このとき事故が永久事故であったものとすると、地絡事故確認部４３で零相電圧が確認され、地絡事故が残っていることが知れる。この場合には、変電所に設置された配電線の地絡保護リレーが動作して、変電所の遮断器をトリップさせて地絡事故を除去する。なお、単相型区分開閉器５が投入されない場合には欠相状態が継続するが、変電所に設置されたリレーが欠相状態の配電線を検知して変電所の遮断器をトリップさせて欠相状態を解消する。
【００８８】
次に実施の形態１の配電系統制御システム１１０について、図１３の用語及び符号を用いてまとめる。まず、このシステムの事故検出部７０が地絡事故を検出すると、単相型区分開閉器８３には電流を切る時に容量的な限界があるため１線故障か、２線以上の故障かを短絡優先部７１で識別し、このとき若干の時間待ちをして１線事故から２線以上の事故になったかどうかの確認をする。その後、接地相検出部７２が接地相検出要素を用いて何相の事故であるのかを識別する。この接地相検出はＡ相検出の装置ではＢＣ相の線間電圧Ｖｂｃを基準ベクトルとし、相電圧Ａ相と零相電圧ｋ・３・Ｖ０（ｋは整定値）から演算ベクトルとしてＶａ−ｋ３Ｖ０を作り出している。
【００８９】
接地相検出部７２は、地絡相の１線地絡事故の程度を調べ、前述した日照判定部９３の日照判定結果と１線地絡事故の程度とに基づいて、最終的な接地相（地絡相）を決定する。
【００９０】
次いで区間の両端（電源側と負荷側）が地絡相および事故位置を伝送しあって、お互いに同じ相を事故と判断すればほぼ同時に単相型区分開閉器８３を開く。図１においては、電源側の検出除去装置１００ａと負荷側の検出除去装置１００ｂが地絡相を伝送しあって、お互いに同じ相を事故と判断すればほぼ同時に単相型区分開閉器５ａと単相型区分開閉器５ｄを開くことになる。このとき機器不良などで単相型区分開閉器８３が開かない時は、変電所の地絡保護リレーが動作して変電所の遮断器が３相遮断される。単相遮断（１相遮断）できなくて、変電所で３相遮断してしまうと全停となって、貴重な太陽光発電の出力は途絶してしまう。地絡相のＡ相だけを取り除けば電圧Ｖｂｃは正規電圧を維持しているのでこれに接続されている太陽光発電は出力を継続することができる。
【００９１】
ＡＢ相、ＣＡ相は柱上変圧器と負荷の存在で大きさは共に（１／２）Ｖｂｃ以上になっている。ＦＲＴ機能付きの太陽光発電装置は電圧低下の場合でも２〜３００ｍｓ間は出力低減状態を続ける。このため３相配電が２相配電になったことで伝達出来る電力は０．５７７倍に落ち込んでいるが、太陽光発電装置の正規出力及び低減出力分が不足電力を補い、出力量に応じて電圧は上がることになる。なお、単相型区分開閉器８３で地絡相を開放しているが、変電所側で遮断器を各相型に変えて１線地絡地絡相を遮断することも本発明の趣旨と同じである。その場合には、相手端と情報を送受することは、不要である。
【００９２】
零相電圧が事故前の残留零相電圧に戻っていれば、アークが消滅して、事故点の絶縁が回復したことになる。両端と連絡を取り合ってほぼ同時にＡ相の単相型区分開閉器８３を投入する。図１においては、電源側の検出除去装置１００ａと負荷側の検出除去装置１００ｂ連絡を取り合ってほぼ同時にＡ相の単相型区分開閉器５ａと単相型区分開閉器５ｄを投入する。このとき零相電圧Ｖ０が検出されれば、永久事故である。変電所に設置された
地絡保護リレーが事故を検出して、事故が起きた配電線の遮断器を３相開放する。
【００９３】
このように、実施の形態１の配電系統制御システム１１０は、地絡事故の時に積極的に健全相を残すようにし、健全相に繋がる太陽光発電装置が配電系統から脱落することを防止するようにした。実施の形態１の配電系統制御システム１１０においては、地絡が発生した当該１線地絡相のみを区間の両端で引き外すので、１相の健全相が残り、すなわちＡ相に地絡事故が発生した場合のＢＣ相が健全相として残り、この健全相（ＢＣ相）に接続されている太陽光発電装置は発電を続けるとともに、地絡相を含む２相（ＡＢ相、ＣＡ相）の太陽光発電装置のＦＲＴ機能を活用して、１線地絡相の絶縁が回復するまでの間、太陽光発電装置の離脱を防ぐようにした。さらに、実施の形態１の配電系統制御システム１１０においては、３相配電が２相配電になったことによる有効電力不足の一部を、太陽光発電装置の出力を活用して負荷側の電圧低減分を補うようにした。したがって、１線地絡事故遮断で太陽光発電装置が発電を継続でき、エネルギーの途絶を防止できるほか逆相電流を軽減できる。このとき１線地絡事故の開放は時限協調が取られているので、下記の通りとする。
【００９４】
需要家構内事故の場合は、需要家の保護リレーの動作時限よりも遅く整定されている、配電系統制御システム１１０は０．６秒以内に事故遮断し、変電所側は０．９秒遮断に制定されている。ＦＲＴ機能が継続している間が肝心なので、配電系統制御システム１１０による事故遮断の開始は早いほうが良い。したがって、本発明は変電所の遮断器がトリップする前に配電系統内の１線地絡事故に対処する必要があるので、配電系統制御システム１１０は、変電所の遮断器がトリップする前に配電系統内の１線地絡事故に対処している。
【００９５】
実施の形態１の検出除去装置１００は、日照判定部９３を備えたので、日照判定部９３の日照判定結果に基づいて、太陽光発電装置の出力を十分に活用することができる。実施の形態１の検出除去装置１００は、日照判定結果が日照有で、かつ１線地絡事故の程度が９０％地絡以上の場合（条件１）、または日照判定結果が日照無で、かつ１線地絡事故の程度が９８％地絡以上の場合（条件２）に、最終的な接地相（地絡相）を決定する。そして、実施の形態１の検出除去装置１００は、地絡が発生した限定した区間における１線地絡相のみを開放するようにした。検出除去装置１００は、十分な日照があり、かつ太陽光発電装置が動作している場合には、配電系統の１線地絡事故の際に太陽光発電装置が発電状態を継続することができる。
【００９６】
十分な日照がない場合には、太陽光発電装置を停止させることのデメリットが少なく、地絡相だけを開放すると、正相電圧と同じだけの逆相電圧が発生し、逆相電圧が電動機などに悪影響を与える。地絡の程度が小さい場合には、地絡事故が自然に消滅する場合があり、自然消滅する場合には、１相開放することは不要動作になる。したがって、日照が無い場合には、１相開放する地絡の程度を大きくする。
日照がある場合は、配電系統の１線地絡事故の際に地絡相だけを開放して太陽光発電装置が発電を継続できるメリットが大きく、地絡相と地絡相でない相との間に接続された太陽光発電装置により逆相電圧は小さくなり、逆相電圧による電動機などへの悪影響も小さくなる。事故が自然消滅する場合でもデメリットが少ないので、日照が無い場合よりも程度が小さい地絡でも１相動作させる。
【００９７】
したがって、複数の検出除去装置１００を備えた配電系統制御システム１１０は、日照判定結果によって１相遮断を実施する閾値を変更することで、十分な日照がある場合には、地絡事故の際に積極的に健全相を残すようにし、健全相に繋がる太陽光発電装置が配電系統から脱落することを防止でき、十分な日照がない場合には、結果的に不要であるような１相だけの配電線の開放を少なくすることができる。このように、実施の形態１の配電
系統制御システム１１０は、太陽光発電装置が繋がった配電系統１２０を日照判定結果によって適切に制御することができ、十分な日照がある場合に太陽光発電装置の出力を十分に活用することができる。
【００９８】
以上のように、実施の形態１の配電系統制御システム１１０によれば、配電系統１２０に地絡事故が発生した際に地絡事故の相を検出し、検出された１線地絡相を遮断するように相ごとに開閉が可能な単相型開閉器（単相型区分開閉器５）を開放する１線開放指令を生成する検出部９４と、１線開放指令により遮断された１線地絡相の絶縁回復が確認された場合に、単相型開閉器（単相型区分開閉器５）を投入する投入指令を生成する投入処理部９５を有する検出除去装置１００を備えたので、３相型電系統の１線地絡事故の際に、地絡相のみを開放し、積極的に健全相を残すことができ、配電系統１２０の１線地絡事故の際に太陽光発電装置が発電状態を継続することができる。
【００９９】
実施の形態１の検出除去装置１００は、配電線１２の１線地絡事故の地絡相を検出する地絡相検出部（接地相検出部７２）と、地絡相検出部（接地相検出部７２）が地絡相を検出した場合に、地絡相の開閉器（単相型区分開閉器５）が開放するように開放指令を出す事故除去部（開放指令送出部２８、開閉器開放指令部７４）と、開閉器（単相型区分開閉器５）が開放された後に、地絡相の開閉器（単相型区分開閉器５）を投入する投入指令を出す投入処理部９５とを備えたので、配電線１２を全停させないで１線地絡事故を除去できる。
【０１００】
実施の形態２．
実施の形態１では日照判定結果によって１相遮断を実施する地絡事故の程度の閾値を変更したが、実施の形態２では日照が十分でない場合に、変電所の地絡保護リレーにより変電所の遮断器が３相遮断する。
【０１０１】
実施の形態２における日照判定結果と１線地絡事故の程度とに基づいた条件を、説明する。上記１相遮断条件は、日照判定結果が日照有で、かつ１線地絡事故の程度が９０％地絡以上となる場合（条件１）である。その他の場合は、変電所の地絡保護リレーにより変電所の遮断器が３相遮断する。実施の形態２の配電系統制御システム１１０は、日照有で配電系統の１線地絡事故の際に太陽光発電装置が発電状態を継続することができる。
【０１０２】
この実施の形態２では、日照が無い場合には、結果的に不要であるような１相だけの配電線の開放をなくすることができる。日照がある場合に、太陽光発電装置の出力を十分に活用することができることは、実施の形態１の場合と同じである。
【０１０３】
なお、実施の形態１および２では、単相型区分開閉器５で地絡相を開放するようにしたが、単相型区分開閉器５の変わりに変電所の遮断器を各相型にして、１線地絡相だけを遮断するようにしてもよい。この場合も、太陽光発電装置が発電を継続できる。また、１相遮断や３相遮断を行う１線地絡事故の程度は、実施の形態１および２に記載した例でなくてもよい。また、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略したりすることが可能である。
【符号の説明】
【０１０４】
５、５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅ、５ｆ…単相型区分開閉器、１２、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ…配電線、２４…検出地絡情報伝達指令部、２５…相手端情報受信部、２８…開放指令送出部、７４…開閉器開放指令部、７６…情報送信部、７７…情報受信部、８３…単相型区分開閉器、９３…日照判定部、９５…投入処理部、１００、１００ａ、１００ｂ…検出除去装置、６６１、６６２…太陽光発電装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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