(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被保護装置の各端子電流から抑制電流を導出する抑制電流導出手段、上記各端子電流から差動電流を導出する差動電流導出手段、抑制電流と差動電流が所定の関係のとき出力する比率差動手段、差動電流中の基本波成分と第２高調波成分を抽出し、基本波成分に対する第２高調波成分の比率が所定値以下のとき出力する非インラッシュ検出手段、差動電流中の直流分が所定値以上のとき出力する直流分検出手段、および上記比率差動手段と非インラッシュ検出手段から共に出力ありのとき、被保護装置を系統から遮断する信号を出す論理積回路を備え、上記直流分検出手段を、差動電流中の直流成分を導出する直流分導出手段と、この直流分導出手段の出力を積分し、積分量が所定値以上のとき出力する直流分積分手段とで構成すると共に、上記直流分検出手段の出力により上記非インラッシュ検出手段における第２高調波の比率感度を下げて上記非インラッシュ検出手段から上記論理積回路への非ロック信号を出さないようにしたことを特徴とする比率差動継電装置。
【請求項２】
被保護装置の各端子電流から抑制電流を導出する抑制電流導出手段、上記各端子電流から差動電流を導出する差動電流導出手段、抑制電流と差動電流が所定の関係のとき出力する比率差動手段、差動電流中の基本波成分と第２高調波成分を抽出し、基本波成分に対する第２高調波成分の比率が所定値以下のとき出力する非インラッシュ検出手段、差動電流中の直流分が所定値以上のとき出力する直流分検出手段、および上記比率差動手段と非インラッシュ検出手段から共に出力ありのとき、被保護装置を系統から遮断する信号を出す論理積回路を備え、上記直流分検出手段を、差動電流中の直流成分を導出する直流分導出手段と、直流分の大きさが所定値以上のとき出力する直流分レベル検出手段と、直流分レベル検出手段の出力が所定時間継続したとき出力するタイマ手段とで構成すると共に、上記直流分検出手段の出力により上記非インラッシュ検出手段における第２高調波の比率感度を下げて上記非インラッシュ検出手段から上記論理積回路への非ロック信号を出さないようにしたことを特徴とする比率差動継電装置。
【請求項３】
被保護装置の各端子電流から抑制電流を導出する抑制電流導出手段、上記各端子電流から差動電流を導出する差動電流導出手段、抑制電流と差動電流が所定の関係のとき出力する比率差動手段、差動電流中の基本波成分と第２高調波成分を抽出し、基本波成分に対する第２高調波成分の比率が所定値以下のとき出力する非インラッシュ検出手段、差動電流中の直流分が所定値以上のとき出力する直流分検出手段、および上記比率差動手段と非インラッシュ検出手段から共に出力ありのとき、被保護装置を系統から遮断する信号を出す論理積回路を備え、上記直流分検出手段を、差動電流中の直流成分を導出する直流分導出手段と、差動電流中の基本波に対する直流分の大きさ比率が所定値以上のとき出力する直流分含有率検出手段と、直流分含有率検出手段の出力が所定時間継続したとき出力するタイマ手段とで構成すると共に、上記直流分検出手段の出力により上記非インラッシュ検出手段における第２高調波の比率感度を下げて上記非インラッシュ検出手段から上記論理積回路への非ロック信号を出さないようにしたことを特徴とする比率差動継電装置。
【請求項４】
被保護装置の各端子電流から抑制電流を導出する抑制電流導出手段、上記各端子電流から差動電流を導出する差動電流導出手段、抑制電流と差動電流が所定の関係のとき出力する比率差動手段、差動電流中の基本波成分と第２高調波成分を抽出し、基本波成分に対する第２高調波成分の比率が所定値以下のとき出力する非インラッシュ検出手段、差動電流中の基本波成分と第２高調波成分との割合に応じて出力する第２高調波検出手段、および上記比率差動手段と非インラッシュ検出手段から共に出力ありのとき、被保護装置を系統から遮断する信号を出す論理積回路を備え、上記第２高調波検出手段の出力により上記非インラッシュ検出手段における第２高調波の比率感度を下げて上記非インラッシュ検出手段から上記論理積回路への非ロック信号を出さないようにしたことを特徴とする比率差動継電装置。
【請求項５】
第２高調波検出手段は、差動電流中の基本波分に対する第２高調波分の比率が所定値以上のとき出力する第２高調波含有率検出手段と、この第２高調波含有率検出手段の出力が所定時間継続したとき出力するタイマ手段とを備えたことを特徴とする請求項４記載の比率差動継電装置。
【請求項６】
第２高調波検出手段は、差動電流中の基本波分に対する第２高調波分の比率が所定値以上減少傾向にあるとき出力する第２高調波減少検出手段を備えたことを特徴とする請求項４記載の比率差動継電装置。
【請求項７】
被保護装置の各端子電流から抑制電流を導出する抑制電流導出手段、各端子電流から差動電流を導出する差動電流導出手段、抑制電流と差動電流が所定の関係のとき出力する比率差動手段、差動電流中の基本波成分に対する第２高調波成分の比率が所定値以下のとき出力する非インラッシュ検出手段、および高圧側端子の各相電流および零相電流の加算値または低圧側端子の各相電流および零相電流の加算値のいずれかに応じて出力する直流分検出手段、および上記比率差動手段と非インラッシュ検出手段から共に出力ありのとき、被保護装置を系統から遮断する信号を出す論理積回路を備え、上記直流分検出手段の出力により上記非インラッシュ検出手段における第２高調波の比率感度を下げて上記非インラッシュ検出手段から上記論理積回路への非ロック信号を出さないようにしたことを特徴とする比率差動継電装置。
【請求項８】
直流分検出手段は、高圧側端子の各相電流および零相電流の加算手段と、この加算手段の出力が所定値以上のとき出力する出力レベル検出手段と、低圧側端子の各相電流および零相電流の加算手段と、この加算手段の出力が所定値以上のとき出力する出力レベル検出手段と、上記両出力レベル検出手段の出力の論理和を出力する論理和回路とを備えたことを特徴とする請求項７記載の比率差動継電装置。
【請求項９】
直流分検出手段は、高圧側端子の各相電流および零相電流の加算手段と、この加算手段の出力中の基本波に対する直流分の比率が所定値以上のとき出力する直流分合有率検出手段と、低圧側端子の各相電流および零相電流の加算手段と、この加算手段の出力中の基本波に対する直流分の比率が所定値以上のとき出力する直流分含有率検出手段と、上記両直流分含有率検出手段の出力の論理和を出力する論理和手段とを備えたことを特徴とする請求項７記載の比率差動継電装置。
【請求項１０】
被保護装置の各端子電流から抑制電流を導出する抑制電流導出手段、上記各端子電流から差動電流を導出する差動電流導出手段、抑制電流と差動電流が所定の関係のとき出力する比率差動手段、差動電流中の基本波成分と第２高調波成分を抽出し、基本波成分に対する第２高調波成分の比率が所定値以下のとき出力する非インラッシュ検出手段、差動電流中の直流成分を導出する直流分導出手段、この直流分導出手段の出力を積分し、積分量が一定値以上のとき出力する直流分積分手段、この直流分積分手段から一度出力があると所定時間幅のパルスを出力するワンショットタイマ、上記比率差動手段と非インラッシュ検出手段から共に出力ありのとき被保護装置を系統から遮断する信号を出す論理積回路、および上記ワンショトタイマの出力により上記論理積回路の出力をロックするインヒビット回路を備えたことを特徴とする比率差動継電装置。
【請求項１１】
被保護装置の各端子電流から抑制電流を導出する抑制電流導出手段、上記各端子電流から差動電流を導出する差動電流導出手段、抑制電流と差動電流が所定の関係のとき出力する比率差動手段、差動電流中の基本波成分と第２高調波成分を抽出し、基本波成分に対する第２高調波成分の比率が所定値以下のとき出力する非インラッシュ検出手段、差動電流中の直流分が所定値以上のとき出力する直流分検出手段、および上記比率差動手段と非インラッシュ検出手段から共に出力ありのとき、被保護装置を系統から遮断する信号を出す論理積回路を備え、上記直流分検出手段を、差動電流中の直流成分を導出する直流分導出手段と、この直流分導出手段の出力を積分し、積分量が第１の所定値以上のとき出力する第１の直流分積分手段と、上記直流分導出手段の出力を積分し、積分量が第２の所定値以上のとき出力する第２の直流分積分手段とで構成すると共に、上記直流分検出手段の出力により上記非インラッシュ検出手段における第２高調波の比率感度を下げて上記非インラッシュ検出手段から上記論理回路への非ロック信号を出さないようにしたことを特徴とする比率差動継電装置。
【請求項１２】
被保護装置の各端子電流から抑制電流を導出する抑制電流導出手段、上記各端子電流から差動電流を導出する差動電流導出手段、上記抑制電流と差動電流が所定の関係のとき出力する比率差動手段、差動電流中の基本波電流に対する第２高調波電流の比率が所定値以下のとき出力する非インラッシュ検出手段、高圧側端子電流中の直流成分を導出する直流分導出手段、この直流分導出手段の出力を積分し、積分量が所定値以上のとき出力する直流分積分手段、低圧側端子電流中の直流成分を導出する直流分導出手段、この直流分導出手段の出力を積分し、積分量が所定値以上のとき出力する直流分積分手段、上記両直流分積分手段の出力の論理和を出力する論理和回路、および上記比率差動手段と非インラッシュ検出手段から共に出力ありのとき、被保護装置を系統から遮断する信号を出す論理積回路を備え、上記論理和回路の出力により上記非インラッシュ検出手段における第２高調波の比率感度を下げて上記非インラッシュ検出手段から上記論理回路への非ロック信号を出さないようにしたことを特徴とする比率差動継電装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電力系統の変圧器の保護を行う比率差動継電装置、特にインラッシュ電流中の直流分でＣＴが飽和しても不要に動作しない信頼度の高い比率差動継電装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１７は従来の比率差動継電装置が適用される電力系統を示す図であり、図において、１は被保護変圧器、２は変圧器１の一次側に設置された遮断器、３は変圧器１の二次側に設置された遮断器、４は変圧器１の一次側電流１１（高圧側電流）を計測する変流器（以下、ＣＴという）、５は変圧器１の二次電流Ｉ２（低圧側電流）を計測する変流器（以下、ＣＴという）、６は保護範囲内に故障が発生したとき、遮断器２および遮断器３をトリップして変圧器１を電力系統から遮断する比率差動継電装置である。
【０００３】
図１８は例えば特開昭５３−１１１４５１号公報に記載された従来の比率差動継電装置を示す構成図であり、図において、１１は図１７のＣＴ４から計測された一次電流Ｉ１とＣＴ５から計測された二次電流Ｉ２を比較し、電流値が大きい方の電流を抑制電流Ｉｒとして導出する抑制電流導出器、１２は一次電流Ｉ１と二次電流Ｉ２の差動電流導出器、１３は抑制電流Ｉｒに対する差動電流Ｉｄの比率が所定値以上であるときトリップ信号を出力する比率差動器である。２０は電力系統がインラッシュ状態にないと判定したときに非ロック信号を出す非インラッシュ検出手段、１７は比率差動器１３からトリップ信号が出力され、かつ、非インラッシュ検出手段２０から非ロック信号が出力されると、遮断器のトリップ信号を出力して変圧器１を電力系統から遮断する論理積回路である。
【０００４】
非インラッシュ検出手段２０において、１４は差動電流導出器１２により導出された差動電流Ｉｄに含まれている基本波成分Ｉｄ０を抽出する基本波フィルタ、１５は差動電流導出器１２により導出された差動電流Ｉｄに含まれる第２高調波成分Ｉｄ２を抽出する第２高調波フィルタ、１６は差動電流Ｉｄが所定値以上であって、基本波成分Ｉｄ０に対する第２高調波成分Ｉｄ２の比率が所定値以下のとき電力系統がインラッシュ状態にないと判定し、非ロック信号を出力するインラッシュ判定器である。
【０００５】
次に動作を説明する。比率差動継電装置６の一般的な機能は、図１７に示すように、電力系統に外部故障ＦＯが発生しても、変圧器１を電力系統から遮断しないが、電力系統に内部故障ＦＩが発生した場合には、変圧器１を保護するために変圧器１を電力系統から遮断するものである。具体的には、まず、抑制電流導出器１１が、ＣＴ４により計測された一次電流Ｉ１とＣＴ５により計測された二次電流Ｉ２を比較し、電流値が大きい方の電流を抑制電流Ｉｒとして導出する。また、差動電流導出器１２が、ＣＴ４により計測された一次電流Ｉ１とＣＴ５により計測された二次電流Ｉ２のベクトル差を差動電流Ｉｄとして導出する。そして、比率差動器１３は、一般的に、抑制電流Ｉｒに対する差動電流Ｉｄの比率が所定値以上であるとき、電力系統において内部故障ＦＩが発生した可能性が高いので、以下の条件を具備する場合には、トリップ信号を出力する。
Ｉｄ＞ＫＦ１×Ｉｒ＋ＫＭ
但し、ＫＦ１、ＫＭは所定の定数
【０００６】
一方、フィルタ１４およびフィルタ１５は、差動電流導出器１２により導出された差動電流Ｉｄに含まれている基本波成分Ｉｄ０および第２高調波成分Ｉｄ２をそれぞれ抽出する。そして、インラッシュ判定器１６は上記両成分から電力系統がインラッシュ状態にあるか否かを判定する。このインラッシュ判定器１６を含む非インラッシュ検出手段２０の設置は、電力系統がインラッシュ状態にある場合（一般に、遮断器３が開状態のとき、遮断器２を開状態から閉状態にするとインラッシュ状態になる）には、インラッシュ電流が変圧器１に流入するため、電力系統において内部故障ＦＩが発生した場合と近似した現象が発生する関係上、比率差動器１３がトリップ信号を出力する場合があるが、この場合、電力系統に内部故障ＦＩが発生しているわけではないので、変圧器１が電力系統から遮断されないようにする必要があるためである。
【０００７】
即ち、非インラッシュ検出手段２０は、電力系統がインラッシュ状態にない場合に限り非ロック信号を出力して、比率差動器１３が出力するトリップ信号を有効にするため、差動電流Ｉｄが所定値以上であって、基本波成分Ｉｄ０に対する第２高調波成分Ｉｄ２の比率が次式に示す所定値以下のとき電力系統がインラッシュ状態にないと判定し、非ロック信号を出力する。
Ｉｄ２＜ＫＦ２×Ｉｄ０
但し、ＫＦ２は所定の定数
ここで、基本波成分Ｉｄ０に対する第２高調波成分Ｉｄ２の比率を判定に使用するのは、インラッシュ電流は、故障電流に比べて第２高調波電流成分Ｉｄ２を多く含んでいるからである。論理積回路１７は、比率差動器１３からトリップ信号が出力され、かつ、非インラッシュ検出手段２０から非ロック信号が出力されると、電力系統に内部故障ＦＩが発生したものと判断して、変圧器１を電力系統から遮断し、一連の動作が終了する。
【０００８】
次に、インラッシュ電流に対する動作を図１９、図２０の波形図により説明する。なお、図１９、図２０の（ａ）はインラッシュ発生時のＣＴ４の一次側電流、（ｂ）はインラッシュ発生時のＣＴ４の二次側電流を示している。図１９において、比率差動器１３は、差動電流Ｉｄが上記所定値以上でインラッシュ発生から時間ｔＯＰ１３（例えば２サイクル、５０Ｈｚベースで４０ｍｓ）後に出力するが（ｃ）、インラッシュ電流には第２高調波成分Ｉｄ２が多く含まれるのでインラッシュ判定器１６は出力しない（ｄ）。従って論理積回路１７は出力しない（ｅ）。
【０００９】
次に、インラッシュ電流によりＣＴが飽和した場合の動作を図２０の波形図により説明する。比率差動器１３は、ＣＴ飽和がないときと同様に、時間ｔＯＰ１３後に出力する（ｃ）。インラッシュ電流の第３波目まではＣＴ飽和がなくいわゆる半波状に典型的なインラッシュ電流波形であるが、第４波目からインラッシュ電流中の直流分が積分されたことによりＣＴ鉄心が飽和し（ｂ）、ＣＴ二次電流の波形はやや正負にも振れる形となり、調波分析すると第３高調波が増加し、第２高調波成分の比率が低下したものとなる。このため、インラッシュ判定器１６は第４波の立ち上がり時点から時間ｔＯＰ１６後に、インラッシュ時であるにも関わらず誤って非ロック信号を出力し（ｄ）、従って論理積回路１７が不要に出力し（ｅ）、変圧器１が電力系統から遮断されてしまう。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、上記のような問題を解決するためになされたもので、比率差動器の出力である遮断器のトリップ信号が、インラッシュ時には遮断器の動作を引き起こさないようにする信頼度の高い比率差動継電装置を得ることを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る比率差動継電装置は、被保護装置の各端子電流から抑制電流を導出する抑制電流導出手段、上記各端子電流から差動電流を導出する差動電流導出手段、抑制電流と差動電流が所定の関係のとき出力する比率差動手段、差動電流中の基本波成分と第２高調波成分を抽出し、基本波成分に対する第２高調波成分の比率が所定値以下のとき出力する非インラッシュ検出手段、差動電流中の直流分が所定値以上のとき出力する直流分検出手段、および上記比率差動手段と非インラッシュ検出手段から共に出力ありのとき、被保護装置を系統から遮断する信号を出す論理積回路を備え、上記直流分検出手段を、差動電流中の直流成分を導出する直流分導出手段と、この直流分導出手段の出力を積分し、積分量が所定値以上のとき出力する直流分積分手段とで構成すると共に、上記直流分検出手段の出力により上記非インラッシュ検出手段における第２高調波の比率感度を下げて上記非インラッシュ検出手段から上記論理積回路への非ロック信号を出さないようにしたものである。
【００１２】
また、被保護装置の各端子電流から抑制電流を導出する抑制電流導出手段、上記各端子電流から差動電流を導出する差動電流導出手段、抑制電流と差動電流が所定の関係のとき出力する比率差動手段、差動電流中の基本波成分と第２高調波成分を抽出し、基本波成分に対する第２高調波成分の比率が所定値以下のとき出力する非インラッシュ検出手段、差動電流中の直流分が所定値以上のとき出力する直流分検出手段、および上記比率差動手段と非インラッシュ検出手段から共に出力ありのとき、被保護装置を系統から遮断する信号を出す論理積回路を備え、上記直流分検出手段を、差動電流中の直流成分を導出する直流分導出手段と、直流分の大きさが所定値以上のとき出力する直流分レベル検出手段と、直流分レベル検出手段の出力が所定時間継続したとき出力するタイマ手段とで構成すると共に、上記直流分検出手段の出力により上記非インラッシュ検出手段における第２高調波の比率感度を下げて上記非インラッシュ検出手段から上記論理積回路への非ロック信号を出さないようにしたものである。
【００１３】
また、被保護装置の各端子電流から抑制電流を導出する抑制電流導出手段、上記各端子電流から差動電流を導出する差動電流導出手段、抑制電流と差動電流が所定の関係のとき出力する比率差動手段、差動電流中の基本波成分と第２高調波成分を抽出し、基本波成分に対する第２高調波成分の比率が所定値以下のとき出力する非インラッシュ検出手段、差動電流中の直流分が所定値以上のとき出力する直流分検出手段、および上記比率差動手段と非インラッシュ検出手段から共に出力ありのとき、被保護装置を系統から遮断する信号を出す論理積回路を備え、上記直流分検出手段を、差動電流中の直流成分を導出する直流分導出手段と、差動電流中の基本波に対する直流分の大きさ比率が所定値以上のとき出力する直流分含有率検出手段と、直流分含有率検出手段の出力が所定時間継続したとき出力するタイマ手段とで構成すると共に、上記直流分検出手段の出力により上記非インラッシュ検出手段における第２高調波の比率感度を下げて上記非インラッシュ検出手段から上記論理積回路への非ロック信号を出さないようにしたものである。
【００１４】
また、被保護装置の各端子電流から抑制電流を導出する抑制電流導出手段、上記各端子電流から差動電流を導出する差動電流導出手段、抑制電流と差動電流が所定の関係のとき出力する比率差動手段、差動電流中の基本波成分と第２高調波成分を抽出し、基本波成分に対する第２高調波成分の比率が所定値以下のとき出力する非インラッシュ検出手段、差動電流中の基本波成分と第２高調波成分との割合に応じて出力する第２高調波検出手段、および上記比率差動手段と非インラッシュ検出手段から共に出力ありのとき、被保護装置を系統から遮断する信号を出す論理積回路を備え、上記第２高調波検出手段の出力により上記非インラッシュ検出手段における第２高調波の比率感度を下げて上記非インラッシュ検出手段から上記論理積回路への非ロック信号を出さないようにしたものである。
【００１５】
また、第２高調波検出手段は、差動電流中の基本波分に対する第２高調波分の比率が所定値以上のとき出力する第２高調波含有率検出手段と、この第２高調波含有率検出手段の出力が所定時間継続したとき出力するタイマ手段とを備えたものである。
【００１６】
また、第２高調波検出手段は、差動電流中の基本波分に対する第２高調波分の比率が所定値以上減少傾向にあるとき出力する第２高調波減少検出手段を備えたものである。
【００１７】
また、被保護装置の各端子電流から抑制電流を導出する抑制電流導出手段、各端子電流から差動電流を導出する差動電流導出手段、抑制電流と差動電流が所定の関係のとき出力する比率差動手段、差動電流中の基本波成分に対する第２高調波成分の比率が所定値以下のとき出力する非インラッシュ検出手段、および高圧側端子の各相電流および零相電流の加算値または低圧側端子の各相電流および零相電流の加算値のいずれかに応じて出力する直流分検出手段、および上記比率差動手段と非インラッシュ検出手段から共に出力ありのとき、被保護装置を系統から遮断する信号を出す論理積回路を備え、上記直流分検出手段の出力により上記非インラッシュ検出手段における第２高調波の比率感度を下げて上記非インラッシュ検出手段から上記論理積回路への非ロック信号を出さないようにしたものである。
【００１８】
また、直流分検出手段は、高圧側端子の各相電流および零相電流の加算手段と、この加算手段の出力が所定値以上のとき出力する出力レベル検出手段と、低圧側端子の各相電流および零相電流の加算手段と、この加算手段の出力が所定値以上のとき出力する出力レベル検出手段と、上記両出力レベル検出手段の出力の論理和を出力する論理和回路とを備えたものである。
【００１９】
また、直流分検出手段は、高圧側端子の各相電流および零相電流の加算手段と、この加算手段の出力中の基本波に対する直流分の比率が所定値以上のとき出力する直流分合有率検出手段と、低圧側端子の各相電流および零相電流の加算手段と、この加算手段の出力中の基本波に対する直流分の比率が所定値以上のとき出力する直流分含有率検出手段と、上記両直流分含有率検出手段の出力の論理和を出力する論理和手段とを備えたものである。
【００２０】
また、被保護装置の各端子電流から抑制電流を導出する抑制電流導出手段、上記各端子電流から差動電流を導出する差動電流導出手段、抑制電流と差動電流が所定の関係のとき出力する比率差動手段、差動電流中の基本波成分と第２高調波成分を抽出し、基本波成分に対する第２高調波成分の比率が所定値以下のとき出力する非インラッシュ検出手段、差動電流中の直流成分を導出する直流分導出手段、この直流分導出手段の出力を積分し、積分量が一定値以上のとき出力する直流分積分手段、この直流分積分手段から一度出力があると所定時間幅のパルスを出力するワンショットタイマ、上記比率差動手段と非インラッシュ検出手段から共に出力ありのとき被保護装置を系統から遮断する信号を出す論理積回路、および上記ワンショトタイマの出力により上記論理積回路の出力をロックするインヒビット回路を備えたものである。
【００２１】
また、被保護装置の各端子電流から抑制電流を導出する抑制電流導出手段、上記各端子電流から差動電流を導出する差動電流導出手段、抑制電流と差動電流が所定の関係のとき出力する比率差動手段、差動電流中の基本波成分と第２高調波成分を抽出し、基本波成分に対する第２高調波成分の比率が所定値以下のとき出力する非インラッシュ検出手段、差動電流中の直流分が所定値以上のとき出力する直流分検出手段、および上記比率差動手段と非インラッシュ検出手段から共に出力ありのとき、被保護装置を系統から遮断する信号を出す論理積回路を備え、上記直流分検出手段を、差動電流中の直流成分を導出する直流分導出手段と、この直流分導出手段の出力を積分し、積分量が第１の所定値以上のとき出力する第１の直流分積分手段と、上記直流分導出手段の出力を積分し、積分量が第２の所定値以上のとき出力する第２の直流分積分手段とで構成すると共に、上記直流分検出手段の出力により上記非インラッシュ検出手段における第２高調波の比率感度を下げて上記非インラッシュ検出手段から上記論理回路への非ロック信号を出さないようにしたものである。
【００２２】
また、被保護装置の各端子電流から抑制電流を導出する抑制電流導出手段、上記各端子電流から差動電流を導出する差動電流導出手段、上記抑制電流と差動電流が所定の関係のとき出力する比率差動手段、差動電流中の基本波電流に対する第２高調波電流の比率が所定値以下のとき出力する非インラッシュ検出手段、高圧側端子電流中の直流成分を導出する直流分導出手段、この直流分導出手段の出力を積分し、積分量が所定値以上のとき出力する直流分積分手段、低圧側端子電流中の直流成分を導出する直流分導出手段、この直流分導出手段の出力を積分し、積分量が所定値以上のとき出力する直流分積分手段、上記両直流分積分手段の出力の論理和を出力する論理和回路、および上記比率差動手段と非インラッシュ検出手段から共に出力ありのとき、被保護装置を系統から遮断する信号を出す論理積回路を備え、上記論理和回路の出力により上記非インラッシュ検出手段における第２高調波の比率感度を下げて上記非インラッシュ検出手段から上記論理回路への非ロック信号を出さないようにしたものである。
【００２３】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係る比率差動継電装置を示すブロック構成図であり、図において、１００は第２高調波成分Ｉｄ２の比率感度を制御できる可変比率インラッシュ判定器、１０１は差動電流Ｉｄ中の直流分を導出する直流分導出器、１０２は直流分導出器１０１の出力を積分して、積分量が所定値以上になったとき出力する直流分積分手段である。その他の構成は図１８に示すものと同様である。
【００２４】
次に、図２の波形図により動作を説明する。なお、図の（ａ）はインラッシュ発生時のＣＴ４の一次側電流、（ｂ）はインラッシュ発生時のＣＴ４の二次側電流を示している。インラッシュ電流が印加される差動電流導出器１２の出力差動電流Ｉｄ中の直流分が直流分導出器１０１で導出され（ｆ）、直流分導出器１０１の出力Ｉｄｄが直流分積分手段１０２により積分される。この積分量が所定値に達する、インラッシュ電流印加から時間ｔＯＰ１０２後に直流分積分手段１０２が出力して（ｇ）、可変比率インラッシュ判定器１００の第２高調波の比率感度（すなわちインラッシュかどうかを判定する第２高調波の基本波に対する含有比率、以下同じ）を、例えば１２％から８％に変更する。この感度の低減により、インラッシュ電流によりＣＴが飽和して（ｂ）差動電流Ｉｄ中の第２高調波含有率が低下しても、インラッシュ判定器１００は非ロック信号を出力しない（ｅ）。このため、論理積手段１７からインラッシュ時に不要に変圧器を遮断する信号が出力されることはなくなる。
【００２５】
実施の形態２．
図３はこの発明の実施の形態２に係る比率差動継電装置を示すブロック構成図であり、図において、１０３は直流分Ｉｄｄの大きさが所定値以上のとき出力する直流分レベル検出手段、１０４は直流レベル検出手段１０３の出力が所定時間以上継続したとき出力するタイマである。その他の構成は図１と同様である。
【００２６】
次に動作を説明する。インラッシュ電流が印加される差動電流導出器１２の出力差動電流Ｉｄ中の直流分が直流分導出器１０１で導出され、直流分導出器１０１の出力Ｉｄｄの大きさが所定値（例えば定格電流の１０％）以上あれば、直流分レベル検出器１０３が出力し、タイマ１０４が付勢される。所定時間後（例えばＴ１＝１秒後）にタイマ１０４がカウントアップすると、可変比率インラッシュ判定器１００の第２高調波比率感度を、例えば１２％から８％に変更する。この感度の低減により、インラッシュ電流によりＣＴ４が飽和して差動電流Ｉｄ中の第２高調波含有率が低下してもインラッシュ判定器１００は非ロック信号を出力しない。従って、インラッシュ時に論理積手段１７から不要に変圧器１を遮断する信号が出力されることはない。
【００２７】
実施の形態３．
図４はこの発明の実施の形態３に係る比率差動継電装置を示すブロック構成図であり、図において、１０５は差動電流Ｉｄ中の基本波に対する直流分Ｉｄｄの比率が所定値（例えば４０％）以上のとき出力する直流分含有率検出手段、１０６は直流分含有率検出手段１０５の出力が所定時間継続したとき出力するタイマである。
【００２８】
次に、図５の波形図により動作を説明する。インラッシュ電流が印加される差動電流導出器１２の出力差動電流Ｉｄ中の直流分が直流分導出器１０１で導出され（ｆ）、直流分Ｉｄｄの大きさが基本波フィルタ１４の基本波分出力Ｉｄ０に比べて所定比率以上の大きさであれば、直流分含有率検出手段１０５が検出時間ｔＯＰ１０５後に出力し（ｇ）、タイマ１０６が付勢される。所定時間後（例えばＴ２＝１秒後）にタイマ１０６がカウントアップすると（ｈ）、可変比率インラッシュ判定器１００の第２高調波比率感度を、例えば１２％から８％に変更する。この感度の低減により、インラッシュ電流によりＣＴ４が飽和して差動電流Ｉｄ中の第２高調波含有率が低下しても、インラッシュ判定器１００は出力しない（ｅ）。従って、インラッシュ時に論理積手段１７から不要に変圧器１を遮断する信号が出力されることはない。
【００２９】
実施の形態４．
図６はこの発明の実施の形態４に係る比率差動継電装置を示すブロック構成図であり、図において、１０７は差動電流Ｉｄ中の基本波電流Ｉｄ０に対する第２高調波分電流Ｉｄ２の比率が所定比率（例えば１２％）以上のとき出力する第２高調波含有率検出手段、１０８は第２高調波含有率検出手段１０７の出力が所定時間継続したとき出力するタイマである。
【００３０】
次に、図７の波形図により動作を説明する。インラッシュ電流が印加される差動電流導出器１２の出力差動電流Ｉｄ中の第２高調波分電流Ｉｄ２が第２高調波フィルタ１５で導出され、第２高調波分電流Ｉｄ２の大きさが基本波フィルタ１４の基本波分電流Ｉｄ０の大きさに対して所定比率以上であれば、第２高調波含有率検出手段１０７が検出時間ｔＯＰ１０７後に出力し（ｆ）、タイマ１０８が付勢される。所定時間後（例えばＴ３＝１秒後）にタイマ１０８がカウントアップすると（ｇ）、可変比率インラッシュ判定器１００の第２高調波比率感度を、例えば１２％から８％に変更する。この感度の低減により、インラッシュ電流によりＣＴ４が飽和して（ｂ）差動電流Ｉｄ中の第２高調波含有率が低下しても、インラッシュ判定器１００は出力しない（ｅ）。従って、インラッシュ時に論理積回路１７から不要に変圧器１を遮断する信号が出力されることはない。
【００３１】
実施の形態５．
図８はこの発明の実施の形態５に係る比率差動継電装置を示すブロック構成図であり、図において、１０９は差動電流Ｉｄ中の基本波電流Ｉｄ０に対する第２高調波分電流Ｉｄ２の比率が所定比率（例えば−２％／サイクル）以上減少傾向のとき出力する第２高調波減少検出手段である。その他の構成は図１と同様のものである。
【００３２】
一般にインラッシュ電流中の第２高調波含有率は時間の経過と共にやや増加するのが普通であるが、この実施の形態５は、ＣＴ飽和の開始で第２高調波電流が減少する傾向をとらえ、可変インラッシュ判定器１００の感度を変更するものである。次に、図９の波形図により動作を説明する。インラッシュ電流が印加される差動電流導出器１２の出力差動電流Ｉｄ中の第２高調波分電流Ｉｄ２が第２高調波フィルタ１５から導出され、第２高調波分電流Ｉｄ２の大きさの基本波フィルタ１４の基本波電流Ｉｄ０の大きさに対する比率が所定比率以上の減少傾向であれば、第２高調波減少検出手段１０９が検出時間ｔＯＰ１０９後に出力し（ｆ）、可変比率インラッシュ判定器１００の第２高調波比率感度を、例えば１２％から８％に変更する。この感度の低減により、インラッシュ電流によりＣＴ４が飽和して差動電流Ｉｄ中の第２高調波含有率が低下してもインラッシュ判定器１００は非ロック信号を出力しない（ｅ）。従って、インラッシュ時に論理積回路１７から不要に変圧器１を遮断する信号が出力されることはない。
【００３３】
実施の形態６．
図１０はこの発明の実施の形態６に係る比率差動継電装置を示すブロック構成図であり、図において、１１０は高圧側の相電流Ｉ１Ａ、相電流Ｉ１Ｂ、相電流Ｉ１Ｃおよび零相電流Ｉ１Ｎを加算する第１の加算手段、１１２は第１の加算手段１１０の出力が所定値以上の大きさのとき出力する第１のレベル検出手段、１１１は低圧側の相電流Ｉ２Ａ、相電流Ｉ２Ｂ、相電流Ｉ２Ｃおよび零相電流Ｉ２Ｎを加算する第２の加算手段、１１３は第２の加算手段１１１の出力が所定値以上の大きさのとき出力する第２のレベル検出手段、１１４は論理和手段である。
【００３４】
次に動作を説明する。第１の加算手段１１０、第２の加算手段１１１の出力は各ＣＴの飽和がなければ健全時、外部故障時、内部故障時、インラッシュ時のいずれでも零であるが 少なくともＡ相、Ｂ相、Ｃ相、いずれかのＣＴが飽和すれば零でなくなる。例えば高圧側から直流分を多く含むインラッシュ電流が印加された場合、いずれかのＣＴ飽和により第１の加算回路１１０から出力があり、その値が所定値以上であるとき第１のレベル検出手段１１２が出力し、論理和手段１１４を経由して可変比率インラッシュ判定器１００の第２高調波比率感度を、例えば１２％から８％に変更する。この感度の低減により、インラッシュ電流によりＣＴ４が飽和して高圧側電流Ｉ１中の第２高調波含有率が低下してもインラッシュ判定器１００は非ロック信号を出力しない。従って、論理積回路１７が不要に出力することはない。低圧側についても同様の動作をする。
【００３５】
図１６にこの実施の形態の適用が有効であるような電力系統図を示す。図１６において、２０１は母線、２０３は変圧器、２０２は遮断器である。図１６の系統で変圧器１が運転中（遮断器２、遮断器３共に閉）、遮断器２０２を閉にすると、インラッシュ電流がＣＴ４、ＣＴ５を貫通する形となり比率差動継電装置６の差動回路には差動電流は発生しない（差動電流導出器１２の出力はない）が、実施の形態６によれば上記のように差動電流からでなく、高圧側または低圧側の電流からインラッシュ電流によるＣＴの飽和を検出する方法をとるので、このような系統に適用しても誤動作を防ぐことができる。
【００３６】
実施の形態７．
図１１はこの発明の実施の形態７に係る比率差動継電装置を示すブロック構成図であり、図において、１１５は第１の加算手段１１０の出力中の基本波に対する直流分の比率が所定値以上のとき出力する第１の直流分合有率検出手段、１１６は第２の加算手段１１１の出力中の基本波に対する直流分の比率が所定値以上のとき出力する第２の直流分合有率検出手段、１１７は論理和手段である。その他の構成は図１０と同様である。
【００３７】
次に動作を説明する。第１の加算手段１１０、第２の加算手段１１１の出力は各ＣＴの飽和がなければ健全時、外部故障時、内部故障時、インラッシュ時のいずれも零であるが、少なくともＡ相、Ｂ相、Ｃ相、いずれかのＣＴが飽和すれば零でなくなる。例えば高圧側から直流分を多く含むインラッシュ電流が印加された場合、いずれかのＣＴ飽和により第１の加算手段１１０から出力があり、その出力中に所定比率以上の直流分が含まれる場合は、第１の直流分合有率検出手段１１５が出力し、論理和手段１１７を経由し、可変比率インラッシュ判定器１００の検出感度を、例えば１２％から８％に変更する。
【００３８】
この感度の低減により、インラッシュ電流によりＣＴが飽和して高圧側電流Ｉ１中の第２高調波含有率が低下しても、インラッシュ判定器１００は非ロック信号を出力しない。従って、インラッシュ時に論理積回路１７が不要に出力することはない。実施の形態７によれば、上記のように、差動電流からでなく高圧側または低圧側の電流からインラッシュ電流によるＣＴの飽和を検出する方法をとっているので、実施の形態６と同様に図１６のような系統に適用するときに特に有効である。
【００３９】
実施の形態８．
図１２はこの発明の実施の形態８に係る比率差動継電装置を示すブロック構成図であり、図において、１１８は直流分積分手段１０２から一度出力があると所定時間幅のパルスを出力するワンショットタイマである。ここでワンショットタイマ１１８のパルス時間幅はインラッシュ電流の直流分によるＣＴの飽和継続時間を考慮して例えば１秒に設定する。１１９はインヒビット回路である。
【００４０】
次に動作を説明する。インラッシュ電流が印加される差動電流導出器１２の出力差動電流Ｉｄ中の直流分が直流分導出器１０１で導出され、直流分導出器１０１の出力電流Ｉｄｄが直流分積分手段１０２により積分される。積分量が所定値に達すると、直流分積分手段１０２が出力してワンショットタイマ１１８を付勢し、所定時間幅のパルスが出力される。このため、インラッシュ判定器１００から非ロック信号が出ても、インヒビット手段１１９はＣＴが飽和している間、ワンショットタイマ１１８の出力によりロックされているので、ＣＴが飽和しても不要に出力することはない。
【００４１】
実施の形態９．
図１３はこの発明の実施の形態９に係る比率差動継電装置を示すブロック構成図であり、図において、１２０は直流分導出器１０１の出力Ｉｄｄを積分して、積分量が直流分積分手段１０２の検出レベルより大きい第２の所定値以上になったとき出力する第２の直流分積分手段である。その他の構成は図１と同様である。
【００４２】
次に、図１４の波形図により動作を説明する。インラッシュ電流が印加される差動電流導出器１２の出力差動電流Ｉｄ中の直流分が直流分導出器１０１で導出され、直流分導出器１０１の出力Ｉｄｄが直流分積分手段１０２により積分される。時間ｔＯＰ１０２後に積分量が所定値に達すると直流分積分手段１０２が出力して（ｇ）、可変比率インラッシュ判定器１００の第２高調波比率感度を、例えば１２％から８％に変更する。さらにインラッシュ電流が継続して、動作時間ｔＯＰ１２０後に第２の直流分積分手段１２０の検出レベルに達すると第２の直流分積分手段１２０が出力して（ｈ）、可変インラッシュ判定器１００の第２高調波比率感度を今度は、例えば８％から６％に変更する。この２段の感度の低減により、インラッシュ電流によりＣＴが飽和して差動電流Ｉｄ中の第２高調波含有率が低下してもインラッシュ判定器１００は非ロック信号を出力しない。従って、インラッシュ時に論理積回路１７から不要に変圧器を遮断する信号が出力される
ことはない。
【００４３】
実施の形態１０．
図１５はこの発明の実施の形態１０に係る比率差動継電装置を示すブロック構成図であり、図において、１２１は高圧側の端子電流Ｉ１中の直流分を導出する直流分導出器、１２３は直流分導出器１２１の出力を積分して積分量が所定値以上のとき出力する第１の直流分積分手段、１２２は低圧側の端子電流Ｉ２中の直流分を導出する直流分導出器、１２４は直流分導出器１２２の出力を積分して積分量が所定値以上のとき出力する第２の直流分積分手段、１２５は出力によりインラッシュ判定器１００の第２高調波比率感度を変更する論理和回路である。
【００４４】
次に動作を説明する。例えば高圧側からインラッシュ電流が印加されると、高圧側電流Ｉ１中の直流分が第１の直流分導出器１２１で導出され、第１の直流分導出器１２１の出力が第１の直流分積分手段１２３により積分される。積分量が所定値以上になると第１の直流分積分手段１２３が出力して可変比率インラッシュ判定器１００の第２高調波比率感度を、例えば１２％から８％に変更する。この感度の低減により、インラッシュ電流によりＣＴ４が飽和して端子電流中の第２高調波含有率が低下してもインラッシュ判定器１００は非ロック信号を出力しない。従って、インラッシュ時に論理積回路１７から不要に変圧器を遮断する信号が出力されることはない。低圧側についても同様に動作する。実施の形態１０によれば、上記のように差動電流からでなく高圧側または低圧側の電流からインラッシュ電流によるＣＴの飽和を検出するものであるので、実施の形態６、実施の形態７と同様に図１６のような系統にも適用できる。
【００４５】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、差動電流中の直流分を抽出し、その直流分を積分して積分量が所定値以上のときＣＴ飽和の恐れありと判断し、ＣＴ飽和による第２高調波成分含有率減少により非インラッシュ検出手段が不要に出力しないよう、ＣＴ飽和より先行してインラッシュ判定器の第２高調波比率感度を変更するように構成したので、信頼度の高い比率差動継電装置が得られる。
【００４６】
また、差動電流中の直流分を抽出し、その直流分が所定値を超える期間が所定時間以上継続したときＣＴ飽和の恐れありと判断し、ＣＴ飽和による第２高調波成分含有率減少により非インラッシュ検出手段が不要に出力しないよう、ＣＴ飽和より先行してインラッシュ判定器の第２高調波比率感度を変更するように構成したので、信頼度の高い比率差動継電装置が得られる。
【００４７】
また、差動電流中の直流分を抽出し、差動電流中の基本波に対する直流分の大きさ比率が所定値を超える期間が所定時間以上継続したときＣＴ飽和の恐れありと判断し、ＣＴ飽和による第２高調波成分含有率減少により非インラッシュ検出手段が不要に出力しないよう、ＣＴ飽和より先行してインラッシュ判定器の第２高調波比率感度を変更するように構成したので、信頼度の高い比率差動継電装置が得られる。
【００４８】
また、差動電流中の第２高調波分を抽出し、差動電流中の基本波に対する第２高調波の大きさ比率が所定値を超える期間が所定値時間以上継続したときＣＴ飽和の恐れありと判断し、ＣＴ飽和による第２高調波成分含有率減少により非インラッシュ検出手段が不要に出力しないよう、ＣＴ飽和より先行してインラッシュ判定器の第２高調波比率感度を変更するように構成したので、信頼度の高い比率差動継電装置が得られる。
【００４９】
また、差動電流中の第２高調波分を抽出し、第２高調波分が減少傾向にあればＣＴ飽和の恐れがありと判断し、ＣＴ飽和による第２高調波成分含有率減少により非インラッシュ検出手段が不要に出力しないよう、ＣＴ飽和より先行してインラッシュ判定器の第２高調波比率感度を変更するように構成したので、信頼度の高い比率差動継電装置が得られる。
【００５０】
また、高圧側または低圧側端子の各相電流と零相電流を加算した出力が所定値以上のとき、ＣＴ飽和の恐れありと判断し、ＣＴ飽和による第２高調波成分含有率減少により非インラッシュ検出手段が不要に出力しないよう、ＣＴ飽和より先行してインラッシュ判定器の第２高調波比率感度を変更するように構成したので、信頼度の高い比率差動継電装置が得られる。
【００５１】
また、差動電流からでなく高圧側または低圧側の電流からインラッシュ電流によるＣＴの飽和を検出するものであるので、インラッシュ電流が貫通する系統においても有効に適用できる。
【００５２】
また、高圧側または低圧側端子の各相電流と零相電流を加算した出力中の基本波に対する直流分の比率が所定値以上のとき、高圧側ＣＴ飽和の恐れありと判断し、ＣＴ飽和による第２高調波成分含有率減少により非インラッシュ検出手段が不要に出力しないよう、ＣＴ飽和より先行してインラッシュ判定器の第２高調波比率感度を変更するように構成したので、信頼度の高い比率差動継電装置が得られる。
【００５３】
また、差動電流中の直流分を抽出し、その直流分を積分して積分量が所定値以上のときＣＴ飽和の恐れありと判断し、ＣＴ飽和による第２高調波成分含有率減少により非インラッシュ検出手段が不要に出力しないよう、ＣＴ飽和より先行して、所定時間幅のパルスを発生し、パルス出力の継続期間中トリップ手段をロックするように構成したので、インラッシュ電流のためＣＴが飽和しても不要に動作しない信頼度の高い比率差動継電装置が得られる。
【００５４】
また、差動電流中の直流分を抽出し、その直流分を積分して積分量が所定値以上のときＣＴ飽和の恐れありと判断し、ＣＴ飽和による第２高調波成分含有率減少により非インラッシュ検出手段が不要に出力しないよう、ＣＴ飽和より先行してインラッシュ判定器の第２高調波比率感度を変更し、積分量が第２の所定値以上を超えるときはインラッシュ判定器の第２高調波比率感度を更に変更するよう構成したのでインラッシュ電流のためＣＴが飽和しても不要に動作しない信頼度の高い比率差動継電装置が得られる。
【００５５】
また、高圧側または低圧側端子電流中の直流分を抽出し、その直流分を積分して積分量が所定値以上のときＣＴ飽和の恐れありと判断し、ＣＴ飽和による第２高調波成分含有率減少により非インラッシュ検出手段が不要に出力しないよう、ＣＴ飽和より先行してインラッシュ判定器の第２高調波比率感度を変更するように構成したので、インラッシュ電流のためＣＴが飽和しても不要に動作しない信頼度の高い比率差動継電装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１に係る比率差動継電装置のブロック図である。
【図２】実施の形態１の動作を説明する波形図である。
【図３】この発明の実施の形態２に係る比率差動継電装置のブロック図である。
【図４】この発明の実施の形態３に係る比率差動継電装置のブロック図である。
【図５】実施の形態３の動作を説明する波形図である。
【図６】この発明の実施の形態４に係る比率差動継電装置のブロック図である。
【図７】実施の形態４の動作を説明する波形図である。
【図８】この発明の実施の形態５に係る比率差動継電装置のブロック図である。
【図９】実施の形態４の動作を説明する波形図である。
【図１０】この発明の実施の形態６に係る比率差動継電装置のブロック図である。
【図１１】この発明の実施の形態７に係る比率差動継電装置のブロック図である。
【図１２】この発明の実施の形態８に係る比率差動継電装置のブロック図である。
【図１３】この発明の実施の形態９係る比率差動継電装置のブロック図である。
【図１４】実施の形態９の動作を説明する波形図である。
【図１５】この発明の実施の形態１０に係る比率差動継電装置のブロック図である。
【図１６】実施の形態６、実施の形態７、実施の形態１０が適用される電力系統を示す系統図である。
【図１７】従来の比率差動継電装置が適用される電力系統を示す系統図である。
【図１８】従来の比率差動継電装置を示すブロック図である。
【図１９】ＣＴが飽和しないときの従来の比率差動継電装置の動作を説明する波形図である。
【図２０】ＣＴが飽和したときの従来の比率差動継電装置の動作を説明する波形図である。
【符号の説明】
１１ 抑制電流導出器、１２  差動電流導出器、１３  比率差動器、
１４、１５ フィルタ、１６  インラッシュ判定器、１７  論理積回路、
２０ 非インラッシュ検出手段、１００  可変比率インラッシュ判定器、
１０１、１２１、１２２  直流分導出器、
１０２、１２０、１２３、１２５  直流分積分手段、
１０３、１１２、１１３ レベル検出手段、
１０４、１０６、１０８ タイマ、
１０５、１１５、１１６ 直流分含有率検出手段、
１０７  第２高調波含有率検出手段、１０９  第２高調波減少検出手段、
１１０、１１１  加算手段、１１４、１１７、１２４  論理和回路、
１１８ ワンショトタイマ、１１９  インヒビット回路。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
0003581248.tif 000017
【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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