(57)【要約】  位相制御開閉装置（５０）は、遮断器（３０）と、位相差検出部（４１）と、記憶部（４２）と、遮断器制御部（４４）とを含む。位相差検出部（４１）は、三相発電機（１０，２０）がそれぞれ接続された母線（１１，２１）間の特定相（Ｕ相）の電圧の位相差を複数の時点で検出する。記憶部（４２）は、検出された位相差を記憶する。遮断器制御部（４４）は、三相発電機（１０，２０）間の同期が外れた場合に、記憶部（４２）に記憶された複数の時点の位相差に基づいて、母線（１１，２１）間のＵ相の電圧の位相差が−８０°以上で８０°以下の範囲となる遮断時刻を推定する。そして、遮断器制御部（４４）は、推定した遮断時刻で電流が遮断されるように遮断器（３０）を開極する。これによって、電流遮断後に遮断器（３０）の極間に発生する過渡的な電圧を抑制することができる。
2010073331.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１、第２の母線（１１，２１）間を接続する多相交流の送電線（２５）に設けられた位相制御開閉装置（５０，５０Ａ）であって、
前記第１、第２の母線（１１，２１）には、第１、第２の多相発電機（１０，２０）がそれぞれ接続され、
前記送電線（２５）を流れる電流を遮断する遮断器（３０）と、
前記第１の母線（１１）の特定相の電圧と前記第２の母線（２１）の複数の相のうち前記特定相と同一の相の電圧との位相差を複数の時点で検出する位相差検出部（４１）と、
前記位相差検出部（４１）によって検出された複数の時点の位相差を記憶する記憶部（４２）と、
制御部とを備え、
前記制御部（４４）は、前記遮断器（３０）の遮断指令を受けたとき、前記記憶部（４２）に記憶された複数の時点の位相差に基づいて、前記第１の母線（１１）の前記特定相の電圧と前記第２の母線（２１）の複数の相のうち前記特定相と同一の相の電圧との位相差が予め定める位相差になる遮断時刻を推定し、前記遮断時刻で電流が遮断されるように前記遮断器（３０）を開極する、位相制御開閉装置（５０，５０Ａ）。
【請求項２】
前記制御部（４４）は、前記第１、第２の発電機（１０，２０）間の同期が外れたときに前記遮断指令を受け、
前記予め定める位相差θは、−８０°≦θ≦８０°の範囲に含まれる、請求の範囲第１項に記載の位相制御開閉装置（５０，５０Ａ）。
【請求項３】
前記予め定める位相差θは０°である、請求の範囲第２項に記載の位相制御開閉装置（５０，５０Ａ）。
【請求項４】
前記位相制御開閉装置（５０）は、前記第１、第２の発電機（１０，２０）間の同期が外れたか否かを判定し、前記第１、第２の発電機（１０，２０）間の同期が外れた場合に前記制御部（４４）に前記遮断指令を出力する脱調判定部（４３）をさらに備える、請求の範囲第１〜３項のいずれか１項に記載の位相制御開閉装置（５０）。
【請求項５】
前記脱調判定部（４３）は、前記第１、第２の母線（１１，２１）間の電圧の位相差が予め定める角度を越えたときに前記第１、第２の発電機（１０，２０）間の同期が外れたと判定する、請求の範囲第４項に記載の位相制御判定装置（５０）。
【請求項６】
前記予め定める角度は１８０°である、請求の範囲第５項に記載の位相制御判定装置（５０）。
【請求項７】
前記位相差検出部（４１）は、前記第１の母線（１１）の特定相の電圧の１周期ごとに、前記第１の母線（１１）の特定相の電圧と前記第２の母線（２１）の前記特定相と同一の相の電圧との位相差を検出する、請求項の範囲第１〜６項のいずれか１項に記載の位相制御開閉装置（５０，５０Ａ）。
【請求項８】
第１、第２の母線（１１１，１２１）間を接続する単相交流の送電線（１２５）に設けられた位相制御開閉装置（５０Ｂ）であって、
前記第１、第２の母線（１１１，１２１）には、第１、第２の単相発電機（１１０，１２０）がそれぞれ接続され、
前記送電線（１２５）を流れる電流を遮断する遮断器（３０Ａ）と、
前記第１の母線（１１１）の電圧と前記第２の母線（１２１）の電圧との位相差を複数の時点で検出する位相差検出部（４１）と、
前記位相差検出部（４１）によって検出された複数の時点の位相差を記憶する記憶部（４２）と、
制御部とを備え、
前記制御部（４４）は、前記遮断器（３０）の遮断指令を受けたとき、前記記憶部（４２）に記憶された複数の時点の位相差に基づいて、前記第１の母線（１１１）の電圧と前記第２の母線（１２１）の電圧との位相差が予め定める位相差になる遮断時刻を推定し、前記遮断時刻で電流が遮断されるように前記遮断器（３０Ａ）を開極する、位相制御開閉装置（５０Ｂ）。
【請求項９】
第１、第２の母線間を接続する多相交流の送電線に設けられた開閉装置の制御方法であって、
前記第１、第２の母線には、第１、第２の多相発電機がそれぞれ接続され、
前記第１の母線の特定相の電圧と前記第２の母線の複数の相のうち前記特定相と同一の相の電圧との位相差を複数の時点で検出するステップ（Ｓ１）と、
検出した複数の時点の位相差を記憶するステップ（Ｓ２）と、
前記開閉装置の遮断指令を受けたとき、前記記憶するステップ（Ｓ２）で記憶された複数の時点の位相差に基づいて、前記第１の母線の前記特定相の電圧と前記第２の母線の複数の相のうち前記特定相と同一の相の電圧との位相差が予め定める位相差になる遮断時刻を推定するステップ（Ｓ４）と、
前記遮断時刻で電流が遮断されるように前記開閉装置を開極するステップ（Ｓ５）とを備える、開閉装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、所望の位相のときに電流を遮断する位相制御開閉装置および開閉装置の制御方法に関し、特に、開閉装置の両側の発電機間が脱調した場合に開閉装置を流れる電流を遮断することによって生じる過渡的な電圧を抑制するための装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電力系統の脱調を検出する装置として、たとえば、特開２００７−６０８７０号公報（特許文献１）に記載の装置が知られている。この装置は、少なくとも１つの発電機と母線とを含むとともに、この母線が連絡線を介して接続されることにより連系されている複数の電力系統において上記発電機の脱調を予測する。特に、この装置によれば、母線の電圧と連絡線から該母線に流れる電流とから発電機がそのまま運転を継続したとき脱調に至ることが予測される。
【特許文献１】特開２００７−６０８７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上記のような脱調検出装置は、脱調を予測したとき、連絡線に設けられた開閉装置に対して遮断指令を出力する。この場合、開閉装置の両側の電圧の位相差と無関係に、開閉装置によって電流が遮断されることとなる。この結果、開閉装置による電流遮断のタイミングによっては、交流遮断器規格（ＪＥＣ−２３００、ＩＥＣ６２２７１−１００、ＩＥＥＥ  Ｃ３７．０７９）の脱調電流開閉試験責務で規定された上限値を超過する過渡的な電圧が発生してしまう。【０００４】
この発明は上記の問題を考慮してなされたものであり、その目的は、電流を遮断した後に発生する過渡的な電圧を抑制することができる位相制御開閉装置および開閉装置の制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明は一局面において、第１、第２の母線間を接続する多相交流の送電線に設けられた位相制御開閉装置であって、遮断器と、位相差検出部と、記憶部と、制御部とを備える。ここで、第１、第２の母線には、第１、第２の多相発電機がそれぞれ接続される。遮断器は、送電線を流れる電流を遮断する。位相検出部は、第１の母線の特定相の電圧と第２の母線の複数の相のうち特定相と同一の相の電圧との位相差を複数の時点で検出する。記憶部は、位相差検出部によって検出された複数の時点の位相差を記憶する。制御部は、遮断器の遮断指令を受けたとき、記憶部に記憶された複数の時点の位相差に基づいて、第１の母線の特定相の電圧と第２の母線の複数の相のうち特定相と同一の相の電圧との位相差が予め定める位相差になる遮断時刻を推定し、遮断時刻で電流が遮断されるように遮断器を開極する。【０００６】
この発明は他の局面において、第１、第２の母線間を接続する多相交流の送電線に設けられた開閉装置の制御方法である。ここで、第１、第２の母線には、第１、第２の多相発電機がそれぞれ接続される。この発明の開閉装置の制御方法は、第１の母線の特定相の電圧と第２の母線の複数の相のうち特定相と同一の相の電圧との位相差を複数の時点で検出するステップと、検出した複数の時点の位相差を記憶するステップと、開閉装置の遮断指令を受けたとき、記憶するステップで記憶された複数の時点の位相差に基づいて、第１の母線の特定相の電圧と第２の母線の複数の相のうち特定相と同一の相の電圧との位相差が予め定める位相差になる遮断時刻を推定するステップと、遮断時刻で電流が遮断されるように開閉装置を開極するステップとを備える。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、記憶部に記憶された複数の時点の位相差に基づいて、予め定める位相差で電流が遮断されるように遮断器の開極のタイミングが決定されるので、電流の遮断後に発生する過渡的な電圧を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】この発明の実施の形態１による位相制御開閉装置５０の構成を示すブロック図である。
【図２】母線１１，２１間のＵ相の電圧の位相差と回復電圧との関係を示す図である。
【図３】遮断器３０へ出力する開極操作信号４６の活性化のタイミングを説明するための図である。
【図４】図１のコンピュータ４０による遮断器３０の制御手順を示すフローチャートである。
【図５】この発明の実施の形態２による位相制御開閉装置５０Ａの構成を示すブロック図である。
【図６】この発明の実施の形態３による位相制御開閉装置５０Ｂの構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【０００９】
１０，２０  三相発電機、１１，２１  母線、１２，２２  計器用変圧器、２５  送電線、３０，３０Ａ  遮断器、４０，４０Ａ  コンピュータ、４１  位相差検出部、４２  記憶部、４３  脱調判定部、４４  遮断器制御部、４５  遮断信号、４６  開極操作信号、５０，５０Ａ  位相制御開閉装置、７０  脱調判定装置、１１０，１２０  単相発電機、１１１，１２１  母線、１２５  送電線。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳しく説明する。なお、同一または相当する部分には同一の参照符号を付して、その説明を繰返さない。【００１１】
［実施の形態１］
図１は、この発明の実施の形態１による位相制御開閉装置５０の構成を示すブロック図である。図１を参照して、位相制御開閉装置５０は、第１、第２の母線１１，２１を接続する三相交流の送電線２５に設けられる。母線１１には第１の三相発電機１０が接続され、母線２１には第２の三相発電機２０が接続される。また、Ｕ，Ｖ，Ｗ相のうちＵ相の母線１１には、電圧を測定するための計器用変圧器１２が設けられる。母線２１についても、同じＵ相の母線２１に計器用変圧器２２が設けられる。なお、図１では、計器用変圧器１１，２１が設置される特定相としてＵ相が選択されているが、Ｕ，Ｖ，Ｗ相のいずれであってもよい。【００１２】
位相制御開閉装置５０は、開極操作信号４６に応答して送電線２５を流れる電流を遮断する遮断器（ＣＢ：Circuit  Breaker）３０と、遮断器３０を制御するためのコンピュータ４０とを含む。コンピュータ４０は、計器用変圧器１２，２２によってそれぞれ検出された母線１１，２１のＵ相の電圧に基づいて、三相発電機１０，２０間の同期が外れたか否かを判定する。【００１３】
ここで、同期外れ（脱調とも称する。）は、発電機の機械入力と電気出力とのバランスが崩れたときに発電機が加速または減速を続けることによって生じる。たとえば、三相発電機１０の近傍の送電線２５で短絡または地絡事故が生じたとき、三相発電機１０の電気出力が減少するので三相発電機１０は加速を続け、限界を超えると脱調に至る。通常、母線１１，２１間の特定相（ここでは、Ｕ相）の電圧の位相差が１８０°を超えると脱調状態と判定される。脱調と判定された後も発電機は加速または減速を続けるので、母線１１，２１間の特定相の電圧の位相のずれはさらに増大する。【００１４】
以下の説明では、脱調によって生じた母線１１，２１間の特定相の電圧の位相のずれの大きさを脱調位相角と称する。すなわち、脱調位相角は、母線１１，２１間の電圧が完全に同期した状態からの位相のずれを意味する。たとえば、脱調位相角が３６０°であるとは、元の同期状態から１周期の位相のずれが生じたことを意味する。また、脱調位相角が７２０°であるとは、元の同期状態から２周期の位相のずれが生じたことを意味する。【００１５】
コンピュータ４０は、脱調と判定した場合に、遮断器３０に出力する開極操作信号４６を適切なタイミングで活性化する。このときのタイミングは、検出された母線１１，２１間のＵ相の電圧の位相差に基づいて、電流遮断後に遮断器３０の極間に生じる過渡的な電圧（回復電圧と称する。）ができるだけ小さくなるように決定される。回復電圧の大きさは、遮断器３０の遮断時の母線１１，２１間のＵ相の電圧の位相差によって変わる。【００１６】
図２は、母線１１，２１間のＵ相の電圧の位相差と回復電圧との関係を示す図である。図２の縦軸は回復電圧の大きさを母線１１，２１の各々の相電圧Ｅを基準にして表示したものである。図２の横軸は母線１１，２１間で検出されたＵ相の電圧の位相差を示す。図２の横軸には脱調位相角も併せて示されている。脱調位相角が３６０°および７２０°のとき実際に検出される母線１１，２１間の電圧の位相差は０°である。【００１７】
図２の曲線６１，６３で示される回復電圧は、母線１１，２１間の差電圧の最大値に交流遮断器規格（ＪＥＣ−２３００、ＩＥＣ６２２７１−１００、ＩＥＥＥ  Ｃ３７．０７９）で規定された第１相遮断係数を乗じた値で与えられる。第１相遮断係数は、有効接地系統の場合（図の曲線６１）が１．３であり、非有効接地系統の場合（図の曲線６３）が１．５である。【００１８】
図２に示すように、回復電圧の大きさは、母線１１のＵ相の電圧と母線２１のＵ相の電圧とが逆位相（１８０度の位相差）の完全脱調状態のときに最大となる。このとき、母線１１のＵ相と母線２１のＵ相との差電圧の最大値は２．０Ｅ（Ｅは母線１１，２１の各々の相電圧を表わす。）であるので、回復電圧の最大値は、有効接地系統（図の曲線６１）では２．６Ｅとなり、非有効接地系統（図の曲線６３）では３．０Ｅとなる。【００１９】
ここで、交流遮断器規格（ＪＥＣ−２３００、ＩＥＣ６２２７１−１００、ＩＥＥＥ  Ｃ３７．０７９）の脱調電流開閉試験責務の規定によれば、回復電圧の上限値は、非有効接地系統用遮断器に対しては２．５Ｅ（図の直線６４）、有効接地系統用遮断器に対しては２．０Ｅ（図の直線６２）と規定されている。【００２０】
具体的に図２の場合、回復電圧の大きさが規格の上限値に等しいときの母線１１，２１間のＵ相の電圧の位相差は、非有効接地系統の場合、約１１５度、２４５度であり、有効接地系統の場合、約１０５度、２５５度である。【００２１】
したがって、脱調電流開閉試験責務で許容される母線１１，２１間のＵ相の電圧の位相差θは、非有効接地系統の場合、
−１１５°≦θ≦１１５°                                    …(1)
となる。上式（１）の位相差θの範囲は、脱調位相角Θでは、
２４５°≦Θ≦４７５°、６０５°≦Θ≦８３５°              …(2)
などに対応する。また、有効接地系統の場合に許容される位相差θは、
−１０５°≦θ≦１０５°                                    …(3)
となる。上式（３）の位相差θの範囲は、脱調位相角Θでは、
２５５°≦Θ≦４６５°、６１５°≦Θ≦８２５°              …(4)
などに対応する。したがって、遮断器３０がこの位相差θの範囲内となるように電流を遮断しないと、規格の上限値を超過する電圧が発生することとなる。【００２２】
そこで、実施の形態１のコンピュータ４０は、遮断器の遮断時間のばらつきを考慮して、母線１１，２１間のＵ相の電圧の位相差θが、
−８０°≦θ≦８０°                                        …(5)
の範囲で送電線２５を流れる電流が遮断されるように遮断器３０の開極のタイミングを制御する。上式（５）の位相差θの範囲は、脱調位相角Θでは、
２８０°≦Θ≦４４０°、６４０°≦Θ≦８００°              …(6)
などに対応する。位相差θが０°（脱調位相角で３６０°および７２０°など）の場合が、回復電圧の大きさが０になるので最も好ましい。【００２３】
以下、遮断器３２の開極のタイミングを制御する方法について詳しく説明する。再び図１を参照して、コンピュータ４０は、機能的に見ると、位相差検出部４１と、記憶部４２と、脱調判定部４３と、遮断器制御部（ＣＢ制御部）４４とを含む。これらの各構成要素の機能は、コンピュータ４０のＣＰＵ（Central  Processing  Unit）でプログラムが実行されることによって実現される。【００２４】
位相差検出部４１は、計器用変圧器１２によって測定された母線１１のＵ相の電圧と計器用変圧器２２によって計測された母線２１のＵ相の電圧との位相差を継時的に検出する。このとき、計器用変圧器１２，２２の出力は、コンピュータ４０に内蔵されるＡ／Ｄ（Analog  to  Digital）変換器（図示省略）によってデジタル変換されて位相差検出部４１に入力される。具体的に、位相差検出部４１は、母線１１のＵ相の電圧の１周期ごとに、母線１１のＵ相の電圧と母線２１のＵ相の電圧との位相差を検出する。【００２５】
記憶部４２は、位相差検出部４１によって検出された母線１１のＵ相の電圧の１周期ごとの位相差のデータを順次記憶する。記憶部４２は、コンピュータ４０に内蔵された記憶装置（図示省略）を含む。【００２６】
脱調判定部４３は、三相発電機１０，２０間で脱調が生じたか否かを判定し、脱調が生じたと判定した場合に活性化された遮断信号４５（遮断指令）を遮断器制御部４４に出力する。具体的な脱調の判定基準は、位相差検出部４１によって検出された位相差が１８０度（完全脱調状態）を超えたときである。【００２７】
遮断器制御部４４は、遮断信号４５が活性状態に切替わったとき、位相差検出部４１から受けた現時刻の位相差のデータおよび記憶部４２に記憶された現時刻までの複数の位相差のデータに基づいて、位相差の時間変化の近似曲線を求める。この場合の近似手法として、ｎ（ｎは整数）次の多項式近似を用いてもよいし、自己回帰（ＡＲ：Auto-Regressive）モデルなど公知の時系列予測手法を用いてもよい。【００２８】
遮断器制御部４４は、求めた近似曲線を外挿することによって、母線１１，２１間のＵ相の電圧の位相差が予め設定された適正位相差になる遮断時刻を推定する。この適正位相差は、上記の式（５）の範囲に含まれるように設定される。適正位相差を０度に等しく設定することが好ましい。その後、遮断器制御部４４は、遮断器３０の遮断時間を考慮して、推定された遮断時刻で電流が遮断されるようなタイミングで、遮断器３０に出力する開極操作信号４６を活性化する。【００２９】
図３は、遮断器３０へ出力する開極操作信号４６の活性化のタイミングを説明するための図である。図３は、上から順に、図１の位相差検出部４１から出力された位相差（ただし、図３では脱調位相角で表示している。）の時間変化、図１の脱調判定部４３から出力された遮断信号４５の波形、および図１の遮断器制御部４４から出力された開極操作信号４６の波形を示す。【００３０】
図１、図３を参照して、脱調判定部４３は、母線１１，２１間のＵ相の電圧の位相差が１８０度に到達した時刻ｔ１で、遮断信号４５をＨレベルからＬレベルに切替えて遮断信号４５を活性化する。【００３１】
ここで、一般に、遮断器３０の遮断時間Ｔｂｒｋは、開極操作信号４６を受けてから主接点が開極するまでの開極時間と主接点の開極後のアーク時間との合計時間で与えられる。通常の遮断器３０の遮断時間Ｔｂｒｋは５０ｍ秒程度である。したがって、遮断信号４５が活性化した時刻ｔ１の直後に遮断器制御部４４が開極操作信号４６を活性化すると、２１０°付近の脱調位相角のときに電流が遮断されることになる。この場合、上記の脱調電流開閉試験責務で規定された回復電圧の上限値を超過する電圧が発生することになる。【００３２】
そこで、遮断器制御部４４は、遮断信号４５が活性化された時刻ｔ１以前の母線１１，２１間の電圧の位相差の時間変化に基づいて、母線１１，２１間のＵ相の電圧の位相差が０°（脱調位相角で３６０°に対応する。）の適正位相差となる遮断時刻ｔ３を推定する。そして、遮断器制御部４４は、推定した遮断時刻ｔ３から遮断器３０の遮断時間Ｔｂｒｋを減じた時刻ｔ２に、開極操作信号４６をＬレベルに切替えて活性化する。時刻ｔ１から時刻ｔ２までの時間が、遮断信号４５が活性化されてから開極操作信号４６を活性化するまでの遅延時間Ｔｄである。この結果、母線１１，２１間のＵ相の電圧の位相差が０°（脱調位相角が３６０°）付近で電流が遮断されることになるので、電流遮断後に遮断器３０の極間に生じる電圧は、ほぼ０となって、上述の脱調電流開閉試験責務の規定が満足される。【００３３】
図４は、図１のコンピュータ４０による遮断器３０の制御手順を示すフローチャートである。以下、これまでの説明を総括して、遮断器３０の制御手順について説明する。【００３４】
図１、図４を参照して、ステップＳ１で、コンピュータ４０の位相差検出部４１は、母線１１のＵ相の電圧の１周期ごとに、母線１１，２１間のＵ相の電圧の位相差を検出する。【００３５】
次のステップＳ２で、コンピュータ４０の記憶部４２は、位相差検出部４１で検出された位相差を記憶する。【００３６】
次のステップＳ３で、コンピュータ４０の脱調判定部４３は、位相差検出部４１で検出された位相差が１８０°を超えた脱調状態になっているか否かを判定する。脱調状態でない場合（ステップＳ３でＮＯ）は、ステップＳ１に戻り、再びステップＳ１およびＳ２が繰返される。この場合、複数の時点で検出された位相差が記憶部４２に順次記憶されることになる。一方、脱調判定部４３によって脱調状態と判定された場合（ステップＳ３でＹＥＳ）は、ステップＳ４に進む。この場合、脱調判定部４３は遮断信号４５を活性化し、活性化された遮断信号４５が遮断器制御部４４によって受信される。【００３７】
ステップＳ４で、遮断器制御部４４は、現時刻の位相差のデータおよび記憶部４２に記憶された現時刻より前の複数の時点の位相差のデータに基づいて、母線１１，２１間の電圧の位相差が予め設定された適正位相差になる遮断時刻を推定する。ここで、適正位相差は、前述のように、交流遮断器規格の脱調電流開閉試験責務の規定を満たすように設定され、前述の式（５）の範囲に含まれる。【００３８】
次のステップＳ５で、遮断器制御部４４は、遮断時刻から遮断器３０の遮断時間を減じた時刻に開極操作信号４６を活性化する。この結果、ほぼ遮断時刻になったときに遮断器３２によって電流が遮断されることになる。【００３９】
以上のとおり、実施の形態１の位相制御開閉装置５０は、遮断器３０の遮断時間を考慮して、遮断器３０の両側の母線１１，２１間のＵ相の電圧の位相差が適正位相差になるときに電流が遮断されるように開極操作信号４６を活性化するタイミングを制御する。この適正位相差は前述の式（５）の範囲に含まれるように設定される。この結果、電流を遮断した後に遮断器３０の極間に発生する過渡的な電圧を、交流遮断器規格の脱調電流開閉試験責務で規定された回復電圧の上限値以下となるように抑制することができる。【００４０】
上記の実施の形態１では、２台の三相発電機１０，２０を接続する送電線２５に遮断器３０が設けられた場合について説明した。より一般に、電力系統に多数の三相発電機が接続されている場合には、位相制御開閉装置５０は、遮断器３０の両側にある至近の三相発電機が接続された母線間の特定相の電圧の位相差を検出することによって、遮断器３０による電流遮断のタイミングを制御する。【００４１】
また、実施の形態１の位相制御開閉装置５０では、遮断器３０の遮断時間がばらついた場合でも脱調電流開閉試験責務の規定を満足するように、電流遮断時の母線１１，２１間のＵ相の電圧の位相差の適正値を前述の式（５）の範囲に設定した。これに対して遮断器３０の遮断時間のばらつきを抑制できる場合には、非有効接地系統では、母線１１，２１間のＵ相の電圧の位相差を前述の式（１）の範囲内、有効接地系統では、前述の式（３）の範囲内で電流が遮断されるように遮断器３０を開極すればよいことは言うまでもない。【００４２】
［実施の形態２］
図５は、この発明の実施の形態２による位相制御開閉装置５０Ａの構成を示すブロック図である。図５のコンピュータ４０Ａは、脱調判定部４３を含まない点で図１のコンピュータ４０と異なる。実施の形態２の場合、位相制御開閉装置５０Ａは、外部に設けられた脱調判定装置７０から受信した遮断信号４５に応答して、送電線２５を流れる電流を遮断する。【００４３】
図５の脱調判定装置７０は、実施の形態１の場合と同様に、母線１１，２１間の特定相の電圧の位相差に基づいて三相発電機１０，２０で脱調が生じているかを判定するように構成することができる。あるいは、前述の特開２００７−６０８７０号公報（特許文献１）のように、母線１１の電圧と送電線２５から母線１１に流れる電流とに基づいて脱調の判定を行なうように脱調判定装置７０を構成することもできる。いずれの場合も、脱調判定装置７０は、脱調が生じていると判定した場合に活性化された遮断信号４５を位相制御開閉装置５０Ａの遮断器制御部４４に出力する。図５のその他の点については、図１の場合と同様であるので、同一または相当する部分には同一の参照符号を付して説明を繰返さない。【００４４】
［実施の形態３］
図６は、この発明の実施の形態３による位相制御開閉装置５０Ｂの構成を示すブロック図である。図６を参照して、位相制御開閉装置５０Ｂは、第１、第２の母線１１１，１２１を接続する単相交流の送電線１２５に設けられる。母線１１１には第１の単相発電機１１０が接続され、母線１２１には第２の単相発電機１２０が接続される。また、母線１１１，１２１には、電圧を測定するための計器用変圧器１２，２２がそれぞれ設けられる。【００４５】
位相制御開閉装置５０Ｂは、開極操作信号４６に応答して送電線１２５を流れる電流を遮断する遮断器３０Ａと、遮断器３０Ａを制御するためのコンピュータ４０とを含む。コンピュータ４０は、計器用変圧器１２，２２によってそれぞれ検出された母線１１１，１２１の電圧に基づいて、単相発電機１１０，１２０間の同期が外れたか否かを判定し、同期外れと判定した場合に開極操作信号４６を活性化する。コンピュータ４０の構成および動作は、実施の形態１と同様であるので説明を繰り返さない。このような単相交流の電力系統の場合にも実施の形態１で説明した方法で、遮断器３０Ａによる電流の遮断後に発生する過渡的な電圧を抑制することができる。【００４６】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものでないと考えられるべきである。この発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図１】
2010073331.tif 000003
【図２】
2010073331.tif 000004
【図３】
2010073331.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
2010073331.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成23年6月3日(2011.6.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、所望の位相のときに電流を遮断する位相制御開閉装置および開閉装置の位相制御方法に関し、特に、開閉装置の両側の発電機間が脱調した場合に開閉装置を流れる電流を遮断することによって生じる過渡的な電圧を抑制するための装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電力系統の脱調を検出する装置として、たとえば、特開２００７−６０８７０号公報（特許文献１）に記載の装置が知られている。この装置は、少なくとも１つの発電機と母線とを含むとともに、この母線が連絡線を介して接続されることにより連系されている複数の電力系統において上記発電機の脱調を予測する。特に、この装置によれば、母線の電圧と連絡線から該母線に流れる電流とから発電機がそのまま運転を継続したとき脱調に至ることが予測される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−６０８７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記のような脱調検出装置は、脱調を予測したとき、連絡線に設けられた開閉装置に対して遮断指令を出力する。この場合、開閉装置の両側の電圧の位相差と無関係に、開閉装置によって電流が遮断されることとなる。この結果、開閉装置による電流遮断のタイミングによっては、交流遮断器規格（ＪＥＣ−２３００、ＩＥＣ６２２７１−１００、ＩＥＥＥ  Ｃ３７．０７９）の脱調電流開閉試験責務で規定された上限値を超過する過渡的な電圧が発生してしまう。
【０００５】
この発明は上記の問題を考慮してなされたものであり、その目的は、電流を遮断した後に発生する過渡的な電圧を抑制することができる位相制御開閉装置および開閉装置の制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明は一局面において、第１、第２の母線間を接続する多相交流の送電線に設けられた位相制御開閉装置であって、遮断器と、位相差検出部と、記憶部と、制御部とを備える。ここで、第１、第２の母線には、第１、第２の多相発電機がそれぞれ接続される。遮断器は、送電線を流れる電流を遮断する。位相差検出部は、第１の母線の特定相の電圧と第２の母線の複数の相のうち特定相と同一の相の電圧との位相差を複数の時点で検出する。記憶部は、位相差検出部によって検出された複数の時点の位相差を記憶する。制御部は、遮断器の遮断指令を受けたとき、記憶部に記憶された複数の時点の位相差に基づいて、第１の母線の特定相の電圧と第２の母線の複数の相のうち特定相と同一の相の電圧との位相差が予め定める位相差になる遮断時刻を推定し、遮断時刻で電流が遮断されるように遮断器を開極する。
【０００７】
この発明は他の局面において、第１、第２の母線間を接続する多相交流の送電線に設けられた開閉装置の位相制御方法である。ここで、第１、第２の母線には、第１、第２の多相発電機がそれぞれ接続される。この発明の開閉装置の制御方法は、第１の母線の特定相の電圧と第２の母線の複数の相のうち特定相と同一の相の電圧との位相差を複数の時点で検出するステップと、検出した複数の時点の位相差を記憶するステップと、開閉装置の遮断指令を受けたとき、記憶するステップで記憶された複数の時点の位相差に基づいて、第１の母線の特定相の電圧と第２の母線の複数の相のうち特定相と同一の相の電圧との位相差が予め定める位相差になる遮断時刻を推定するステップと、遮断時刻で電流が遮断されるように開閉装置を開極するステップとを備える。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、記憶部に記憶された複数の時点の位相差に基づいて、予め定める位相差で電流が遮断されるように遮断器の開極のタイミングが決定されるので、電流の遮断後に発生する過渡的な電圧を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】この発明の実施の形態１による位相制御開閉装置５０の構成を示すブロック図である。
【図２】母線１１，２１間のＵ相の電圧の位相差と回復電圧との関係を示す図である。
【図３】遮断器３０へ出力する開極操作信号４６の活性化のタイミングを説明するための図である。
【図４】図１のコンピュータ４０による遮断器３０の制御手順を示すフローチャートである。
【図５】この発明の実施の形態２による位相制御開閉装置５０Ａの構成を示すブロック図である。
【図６】この発明の実施の形態３による位相制御開閉装置５０Ｂの構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳しく説明する。なお、同一または相当する部分には同一の参照符号を付して、その説明を繰返さない。
【００１１】
［実施の形態１］
図１は、この発明の実施の形態１による位相制御開閉装置５０の構成を示すブロック図である。図１を参照して、位相制御開閉装置５０は、第１、第２の母線１１，２１を接続する三相交流の送電線２５に設けられる。母線１１には第１の三相発電機１０が接続され、母線２１には第２の三相発電機２０が接続される。また、Ｕ，Ｖ，Ｗ相のうちＵ相の母線１１には、電圧を測定するための計器用変圧器１２が設けられる。母線２１についても、同じＵ相の母線２１に計器用変圧器２２が設けられる。なお、図１では、計器用変圧器１２，２２が設置される特定相としてＵ相が選択されているが、Ｕ，Ｖ，Ｗ相のいずれであってもよい。
【００１２】
位相制御開閉装置５０は、開極操作信号４６に応答して送電線２５を流れる電流を遮断する遮断器（ＣＢ：Circuit  Breaker）３０と、遮断器３０を制御するためのコンピュータ４０とを含む。コンピュータ４０は、計器用変圧器１２，２２によってそれぞれ検出された母線１１，２１のＵ相の電圧に基づいて、三相発電機１０，２０間の同期が外れたか否かを判定する。
【００１３】
ここで、同期外れ（脱調とも称する。）は、発電機の機械入力と電気出力とのバランスが崩れたときに発電機が加速または減速を続けることによって生じる。たとえば、三相発電機１０の近傍の送電線２５で短絡または地絡事故が生じたとき、三相発電機１０の電気出力が減少するので三相発電機１０は加速を続け、限界を超えると脱調に至る。通常、母線１１，２１間の特定相（ここでは、Ｕ相）の電圧の位相差が１８０°を超えると脱調状態と判定される。脱調と判定された後も発電機は加速または減速を続けるので、母線１１，２１間の特定相の電圧の位相のずれはさらに増大する。
【００１４】
以下の説明では、脱調によって生じた母線１１，２１間の特定相の電圧の位相のずれの大きさを脱調位相角と称する。すなわち、脱調位相角は、母線１１，２１間の電圧が完全に同期した状態からの位相のずれを意味する。たとえば、脱調位相角が３６０°であるとは、元の同期状態から１周期の位相のずれが生じたことを意味する。また、脱調位相角が７２０°であるとは、元の同期状態から２周期の位相のずれが生じたことを意味する。
【００１５】
コンピュータ４０は、脱調と判定した場合に、遮断器３０に出力する開極操作信号４６を適切なタイミングで活性化する。このときのタイミングは、検出された母線１１，２１間のＵ相の電圧の位相差に基づいて、電流遮断後に遮断器３０の極間に生じる過渡的な電圧（回復電圧と称する。）ができるだけ小さくなるように決定される。回復電圧の大きさは、遮断器３０の遮断時の母線１１，２１間のＵ相の電圧の位相差によって変わる。
【００１６】
図２は、母線１１，２１間のＵ相の電圧の位相差と回復電圧との関係を示す図である。図２の縦軸は回復電圧の大きさを母線１１，２１の各々の相電圧Ｅを基準にして表示したものである。図２の横軸は母線１１，２１間で検出されたＵ相の電圧の位相差を示す。図２の横軸には脱調位相角も併せて示されている。脱調位相角が３６０°および７２０°のとき実際に検出される母線１１，２１間の電圧の位相差は０°である。
【００１７】
図２の曲線６１，６３で示される回復電圧は、母線１１，２１間の差電圧の最大値に交流遮断器規格（ＪＥＣ−２３００、ＩＥＣ６２２７１−１００、ＩＥＥＥ  Ｃ３７．０７９）で規定された第１相遮断係数を乗じた値で与えられる。第１相遮断係数は、有効接地系統の場合（図の曲線６１）が１．３であり、非有効接地系統の場合（図の曲線６３）が１．５である。
【００１８】
図２に示すように、回復電圧の大きさは、母線１１のＵ相の電圧と母線２１のＵ相の電圧とが逆位相（１８０度の位相差）の完全脱調状態のときに最大となる。このとき、母線１１のＵ相と母線２１のＵ相との差電圧の最大値は２．０Ｅ（Ｅは母線１１，２１の各々の相電圧を表わす。）であるので、回復電圧の最大値は、有効接地系統（図の曲線６１）では２．６Ｅとなり、非有効接地系統（図の曲線６３）では３．０Ｅとなる。
【００１９】
ここで、交流遮断器規格（ＪＥＣ−２３００、ＩＥＣ６２２７１−１００、ＩＥＥＥ  Ｃ３７．０７９）の脱調電流開閉試験責務の規定によれば、回復電圧の上限値は、非有効接地系統用遮断器に対しては２．５Ｅ（図の直線６４）、有効接地系統用遮断器に対しては２．０Ｅ（図の直線６２）と規定されている。
【００２０】
具体的に図２の場合、回復電圧の大きさが規格の上限値に等しいときの母線１１，２１間のＵ相の電圧の位相差は、非有効接地系統の場合、約１１５度、２４５度であり、有効接地系統の場合、約１０５度、２５５度である。
【００２１】
したがって、脱調電流開閉試験責務で許容される母線１１，２１間のＵ相の電圧の位相差θは、非有効接地系統の場合、
−１１５°≦θ≦１１５°                                    …(1)
となる。上式（１）の位相差θの範囲は、脱調位相角Θでは、
２４５°≦Θ≦４７５°、６０５°≦Θ≦８３５°              …(2)
などに対応する。また、有効接地系統の場合に許容される位相差θは、
−１０５°≦θ≦１０５°                                    …(3)
となる。上式（３）の位相差θの範囲は、脱調位相角Θでは、
２５５°≦Θ≦４６５°、６１５°≦Θ≦８２５°              …(4)
などに対応する。したがって、遮断器３０がこの位相差θの範囲内となるように電流を遮断しないと、規格の上限値を超過する電圧が発生することとなる。
【００２２】
そこで、実施の形態１のコンピュータ４０は、遮断器の遮断時間のばらつきを考慮して、母線１１，２１間のＵ相の電圧の位相差θが、
−８０°≦θ≦８０°                                        …(5)
の範囲で送電線２５を流れる電流が遮断されるように遮断器３０の開極のタイミングを制御する。上式（５）の位相差θの範囲は、脱調位相角Θでは、
２８０°≦Θ≦４４０°、６４０°≦Θ≦８００°              …(6)
などに対応する。位相差θが０°（脱調位相角で３６０°および７２０°など）の場合が、回復電圧の大きさが０になるので最も好ましい。
【００２３】
以下、遮断器３０の開極のタイミングを制御する方法について詳しく説明する。再び図１を参照して、コンピュータ４０は、機能的に見ると、位相差検出部４１と、記憶部４２と、脱調判定部４３と、遮断器制御部（ＣＢ制御部）４４とを含む。これらの各構成要素の機能は、コンピュータ４０のＣＰＵ（Central  Processing  Unit）でプログラムが実行されることによって実現される。
【００２４】
位相差検出部４１は、計器用変圧器１２によって測定された母線１１のＵ相の電圧と計器用変圧器２２によって計測された母線２１のＵ相の電圧との位相差を継時的に検出する。このとき、計器用変圧器１２，２２の出力は、コンピュータ４０に内蔵されるＡ／Ｄ（Analog  to  Digital）変換器（図示省略）によってデジタル変換されて位相差検出部４１に入力される。具体的に、位相差検出部４１は、母線１１のＵ相の電圧の１周期ごとに、母線１１のＵ相の電圧と母線２１のＵ相の電圧との位相差を検出する。
【００２５】
記憶部４２は、位相差検出部４１によって検出された母線１１のＵ相の電圧の１周期ごとの位相差のデータを順次記憶する。記憶部４２は、コンピュータ４０に内蔵された記憶装置（図示省略）を含む。
【００２６】
脱調判定部４３は、三相発電機１０，２０間で脱調が生じたか否かを判定し、脱調が生じたと判定した場合に活性化された遮断信号４５（遮断指令）を遮断器制御部４４に出力する。具体的な脱調の判定基準は、位相差検出部４１によって検出された位相差が１８０度（完全脱調状態）を超えたときである。
【００２７】
遮断器制御部４４は、遮断信号４５が活性状態に切替わったとき、位相差検出部４１から受けた現時刻の位相差のデータおよび記憶部４２に記憶された現時刻までの複数の位相差のデータに基づいて、位相差の時間変化の近似曲線を求める。この場合の近似手法として、ｎ（ｎは整数）次の多項式近似を用いてもよいし、自己回帰（ＡＲ：Auto-Regressive）モデルなど公知の時系列予測手法を用いてもよい。
【００２８】
遮断器制御部４４は、求めた近似曲線を外挿することによって、母線１１，２１間のＵ相の電圧の位相差が予め設定された適正位相差になる遮断時刻を推定する。この適正位相差は、上記の式（５）の範囲に含まれるように設定される。適正位相差を０度に等しく設定することが好ましい。その後、遮断器制御部４４は、遮断器３０の遮断時間を考慮して、推定された遮断時刻で電流が遮断されるようなタイミングで、遮断器３０に出力する開極操作信号４６を活性化する。
【００２９】
図３は、遮断器３０へ出力する開極操作信号４６の活性化のタイミングを説明するための図である。図３は、上から順に、図１の位相差検出部４１から出力された位相差（ただし、図３では脱調位相角で表示している。）の時間変化、図１の脱調判定部４３から出力された遮断信号４５の波形、および図１の遮断器制御部４４から出力された開極操作信号４６の波形を示す。
【００３０】
図１、図３を参照して、脱調判定部４３は、母線１１，２１間のＵ相の電圧の位相差が１８０度に到達した時刻ｔ１で、遮断信号４５をＨレベルからＬレベルに切替えて遮断信号４５を活性化する。
【００３１】
ここで、一般に、遮断器３０の遮断時間Ｔｂｒｋは、開極操作信号４６を受けてから主接点が開極するまでの開極時間と主接点の開極後のアーク時間との合計時間で与えられる。通常の遮断器３０の遮断時間Ｔｂｒｋは５０ｍ秒程度である。したがって、遮断信号４５が活性化した時刻ｔ１の直後に遮断器制御部４４が開極操作信号４６を活性化すると、２１０°付近の脱調位相角のときに電流が遮断されることになる。この場合、上記の脱調電流開閉試験責務で規定された回復電圧の上限値を超過する電圧が発生することになる。
【００３２】
そこで、遮断器制御部４４は、遮断信号４５が活性化された時刻ｔ１以前の母線１１，２１間の電圧の位相差の時間変化に基づいて、母線１１，２１間のＵ相の電圧の位相差が０°（脱調位相角で３６０°に対応する。）の適正位相差となる遮断時刻ｔ３を推定する。そして、遮断器制御部４４は、推定した遮断時刻ｔ３から遮断器３０の遮断時間Ｔｂｒｋを減じた時刻ｔ２に、開極操作信号４６をＬレベルに切替えて活性化する。時刻ｔ１から時刻ｔ２までの時間が、遮断信号４５が活性化されてから開極操作信号４６を活性化するまでの遅延時間Ｔｄである。この結果、母線１１，２１間のＵ相の電圧の位相差が０°（脱調位相角が３６０°）付近で電流が遮断されることになるので、電流遮断後に遮断器３０の極間に生じる電圧は、ほぼ０となって、上述の脱調電流開閉試験責務の規定が満足される。
【００３３】
図４は、図１のコンピュータ４０による遮断器３０の制御手順を示すフローチャートである。以下、これまでの説明を総括して、遮断器３０の制御手順について説明する。
【００３４】
図１、図４を参照して、ステップＳ１で、コンピュータ４０の位相差検出部４１は、母線１１のＵ相の電圧の１周期ごとに、母線１１，２１間のＵ相の電圧の位相差を検出する。
【００３５】
次のステップＳ２で、コンピュータ４０の記憶部４２は、位相差検出部４１で検出された位相差を記憶する。
【００３６】
次のステップＳ３で、コンピュータ４０の脱調判定部４３は、位相差検出部４１で検出された位相差が１８０°を超えた脱調状態になっているか否かを判定する。脱調状態でない場合（ステップＳ３でＮＯ）は、ステップＳ１に戻り、再びステップＳ１およびＳ２が繰返される。この場合、複数の時点で検出された位相差が記憶部４２に順次記憶されることになる。一方、脱調判定部４３によって脱調状態と判定された場合（ステップＳ３でＹＥＳ）は、ステップＳ４に進む。この場合、脱調判定部４３は遮断信号４５を活性化し、活性化された遮断信号４５が遮断器制御部４４によって受信される。
【００３７】
ステップＳ４で、遮断器制御部４４は、現時刻の位相差のデータおよび記憶部４２に記憶された現時刻より前の複数の時点の位相差のデータに基づいて、母線１１，２１間の電圧の位相差が予め設定された適正位相差になる遮断時刻を推定する。ここで、適正位相差は、前述のように、交流遮断器規格の脱調電流開閉試験責務の規定を満たすように設定され、前述の式（５）の範囲に含まれる。
【００３８】
次のステップＳ５で、遮断器制御部４４は、遮断時刻から遮断器３０の遮断時間を減じた時刻に開極操作信号４６を活性化する。この結果、ほぼ遮断時刻になったときに遮断器３０によって電流が遮断されることになる。
【００３９】
以上のとおり、実施の形態１の位相制御開閉装置５０は、遮断器３０の遮断時間を考慮して、遮断器３０の両側の母線１１，２１間のＵ相の電圧の位相差が適正位相差になるときに電流が遮断されるように開極操作信号４６を活性化するタイミングを制御する。この適正位相差は前述の式（５）の範囲に含まれるように設定される。この結果、電流を遮断した後に遮断器３０の極間に発生する過渡的な電圧を、交流遮断器規格の脱調電流開閉試験責務で規定された回復電圧の上限値以下となるように抑制することができる。
【００４０】
上記の実施の形態１では、２台の三相発電機１０，２０を接続する送電線２５に遮断器３０が設けられた場合について説明した。より一般に、電力系統に多数の三相発電機が接続されている場合には、位相制御開閉装置５０は、遮断器３０の両側にある至近の三相発電機が接続された母線間の特定相の電圧の位相差を検出することによって、遮断器３０による電流遮断のタイミングを制御する。
【００４１】
また、実施の形態１の位相制御開閉装置５０では、遮断器３０の遮断時間がばらついた場合でも脱調電流開閉試験責務の規定を満足するように、電流遮断時の母線１１，２１間のＵ相の電圧の位相差の適正値を前述の式（５）の範囲に設定した。これに対して遮断器３０の遮断時間のばらつきを抑制できる場合には、非有効接地系統では、母線１１，２１間のＵ相の電圧の位相差を前述の式（１）の範囲内、有効接地系統では、前述の式（３）の範囲内で電流が遮断されるように遮断器３０を開極すればよいことは言うまでもない。
【００４２】
［実施の形態２］
図５は、この発明の実施の形態２による位相制御開閉装置５０Ａの構成を示すブロック図である。図５のコンピュータ４０Ａは、脱調判定部４３を含まない点で図１のコンピュータ４０と異なる。実施の形態２の場合、位相制御開閉装置５０Ａは、外部に設けられた脱調判定装置７０から受信した遮断信号４５に応答して、送電線２５を流れる電流を遮断する。
【００４３】
図５の脱調判定装置７０は、実施の形態１の場合と同様に、母線１１，２１間の特定相の電圧の位相差に基づいて三相発電機１０，２０で脱調が生じているかを判定するように構成することができる。あるいは、前述の特開２００７−６０８７０号公報（特許文献１）のように、母線１１の電圧と送電線２５から母線１１に流れる電流とに基づいて脱調の判定を行なうように脱調判定装置７０を構成することもできる。いずれの場合も、脱調判定装置７０は、脱調が生じていると判定した場合に活性化された遮断信号４５を位相制御開閉装置５０Ａの遮断器制御部４４に出力する。図５のその他の点については、図１の場合と同様であるので、同一または相当する部分には同一の参照符号を付して説明を繰返さない。
【００４４】
［実施の形態３］
図６は、この発明の実施の形態３による位相制御開閉装置５０Ｂの構成を示すブロック図である。図６を参照して、位相制御開閉装置５０Ｂは、第１、第２の母線１１１，１２１を接続する単相交流の送電線１２５に設けられる。母線１１１には第１の単相発電機１１０が接続され、母線１２１には第２の単相発電機１２０が接続される。また、母線１１１，１２１には、電圧を測定するための計器用変圧器１２，２２がそれぞれ設けられる。
【００４５】
位相制御開閉装置５０Ｂは、開極操作信号４６に応答して送電線１２５を流れる電流を遮断する遮断器３０Ａと、遮断器３０Ａを制御するためのコンピュータ４０とを含む。コンピュータ４０は、計器用変圧器１２，２２によってそれぞれ検出された母線１１１，１２１の電圧に基づいて、単相発電機１１０，１２０間の同期が外れたか否かを判定し、同期外れと判定した場合に開極操作信号４６を活性化する。コンピュータ４０の構成および動作は、実施の形態１と同様であるので説明を繰り返さない。このような単相交流の電力系統の場合にも実施の形態１で説明した方法で、遮断器３０Ａによる電流の遮断後に発生する過渡的な電圧を抑制することができる。
【００４６】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものでないと考えられるべきである。この発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００４７】
１０，２０  三相発電機、１１，２１  母線、１２，２２  計器用変圧器、２５  送電線、３０，３０Ａ  遮断器、４０，４０Ａ  コンピュータ、４１  位相差検出部、４２  記憶部、４３  脱調判定部、４４  遮断器制御部、４５  遮断信号、４６  開極操作信号、５０，５０Ａ  位相制御開閉装置、７０  脱調判定装置、１１０，１２０  単相発電機、１１１，１２１  母線、１２５  送電線。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１、第２の母線（１１，２１）間を接続する多相交流の送電線（２５）に設けられた位相制御開閉装置（５０，５０Ａ）であって、
前記第１、第２の母線（１１，２１）には、第１、第２の多相発電機（１０，２０）がそれぞれ接続され、
前記送電線（２５）を流れる電流を遮断する遮断器（３０）と、
前記第１の母線（１１）の特定相の電圧と前記第２の母線（２１）の複数の相のうち前記特定相と同一の相の電圧との位相差を複数の時点で検出する位相差検出部（４１）と、
前記位相差検出部（４１）によって検出された複数の時点の位相差を記憶する記憶部（４２）と、
制御部とを備え、
前記制御部（４４）は、前記遮断器（３０）の遮断指令を受けたとき、前記記憶部（４２）に記憶された複数の時点の位相差に基づいて、前記第１の母線（１１）の前記特定相の電圧と前記第２の母線（２１）の複数の相のうち前記特定相と同一の相の電圧との位相差が予め定める位相差になる遮断時刻を推定し、前記遮断時刻で電流が遮断されるように前記遮断器（３０）を開極する、位相制御開閉装置（５０，５０Ａ）。
【請求項２】
前記制御部（４４）は、前記第１、第２の発電機（１０，２０）間の同期が外れたときに前記遮断指令を受け、
前記予め定める位相差θは、−８０°≦θ≦８０°の範囲に含まれる、請求項１に記載の位相制御開閉装置（５０，５０Ａ）。
【請求項３】
前記予め定める位相差θは０°である、請求項２に記載の位相制御開閉装置（５０，５０Ａ）。
【請求項４】
前記位相制御開閉装置（５０）は、前記第１、第２の発電機（１０，２０）間の同期が外れたか否かを判定し、前記第１、第２の発電機（１０，２０）間の同期が外れた場合に前記制御部（４４）に前記遮断指令を出力する脱調判定部（４３）をさらに備える、請求項１〜３のいずれか１項に記載の位相制御開閉装置（５０）。
【請求項５】
前記脱調判定部（４３）は、前記第１、第２の母線（１１，２１）間の電圧の位相差が予め定める角度を越えたときに前記第１、第２の発電機（１０，２０）間の同期が外れたと判定する、請求項４に記載の位相制御開閉装置（５０）。
【請求項６】
前記予め定める角度は１８０°である、請求項５に記載の位相制御開閉装置（５０）。
【請求項７】
前記位相差検出部（４１）は、前記第１の母線（１１）の特定相の電圧の１周期ごとに、前記第１の母線（１１）の特定相の電圧と前記第２の母線（２１）の前記特定相と同一の相の電圧との位相差を検出する、請求項１〜６のいずれか１項に記載の位相制御開閉装置（５０，５０Ａ）。
【請求項８】
第１、第２の母線（１１１，１２１）間を接続する単相交流の送電線（１２５）に設けられた位相制御開閉装置（５０Ｂ）であって、
前記第１、第２の母線（１１１，１２１）には、第１、第２の単相発電機（１１０，１２０）がそれぞれ接続され、
前記送電線（１２５）を流れる電流を遮断する遮断器（３０Ａ）と、
前記第１の母線（１１１）の電圧と前記第２の母線（１２１）の電圧との位相差を複数の時点で検出する位相差検出部（４１）と、
前記位相差検出部（４１）によって検出された複数の時点の位相差を記憶する記憶部（４２）と、
制御部とを備え、
前記制御部（４４）は、前記遮断器（３０Ａ）の遮断指令を受けたとき、前記記憶部（４２）に記憶された複数の時点の位相差に基づいて、前記第１の母線（１１１）の電圧と前記第２の母線（１２１）の電圧との位相差が予め定める位相差になる遮断時刻を推定し、前記遮断時刻で電流が遮断されるように前記遮断器（３０Ａ）を開極する、位相制御開閉装置（５０Ｂ）。
【請求項９】
第１、第２の母線間を接続する多相交流の送電線に設けられた開閉装置の位相制御方法であって、
前記第１、第２の母線には、第１、第２の多相発電機がそれぞれ接続され、
前記第１の母線の特定相の電圧と前記第２の母線の複数の相のうち前記特定相と同一の相の電圧との位相差を複数の時点で検出するステップ（Ｓ１）と、
検出した複数の時点の位相差を記憶するステップ（Ｓ２）と、
前記開閉装置の遮断指令を受けたとき、前記記憶するステップ（Ｓ２）で記憶された複数の時点の位相差に基づいて、前記第１の母線の前記特定相の電圧と前記第２の母線の複数の相のうち前記特定相と同一の相の電圧との位相差が予め定める位相差になる遮断時刻を推定するステップ（Ｓ４）と、
前記遮断時刻で電流が遮断されるように前記開閉装置を開極するステップ（Ｓ５）とを備える、開閉装置の位相制御方法。
【国際調査報告】
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