(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
計器用変圧器によって検出された電力系統の各相電圧の入力を受ける入力部と、
前記各相電圧から算出された零相電圧に基づいて地絡を検出する地絡検出部と、
前記各相電圧に基づいて算出される各２相間の線間電圧の少なくとも２つが第１の閾値以下であるとの第１条件が成立するか否かを判定する第１の判定部と、
前記各２相間の線間電圧の最小値と前記各相電圧の最小値との比率が第２の閾値以下であるとの第２条件が成立するか否かを判定する第２の判定部と、
前記零相電圧が第３の閾値よりも大きいとの第３条件が成立するか否かを判定する第３の判定部と、
前記第１条件が成立した場合、または、前記第２条件が成立かつ前記第３条件が不成立の場合に、前記地絡検出部による検出出力をロックするロック部とを備える、地絡過電圧継電装置。
【請求項２】
計器用変圧器によって検出された電力系統の各相電圧の入力を受ける入力部と、
前記各相電圧から算出された零相電圧に基づいて地絡を検出する地絡検出部と、
前記各相電圧に基づいて算出される各２相間の線間電圧の少なくとも２つが第１の閾値以下であるとの第１条件が成立するか否かを判定する第１の判定部と、
前記各２相間の線間電圧の最小値と前記各相電圧の最小値との比率が第２の閾値以下であるとの第２条件が成立するか否かを判定する第２の判定部と、
前記各相電圧の最大値が第３の閾値よりも大きいとの第３条件が成立するか否かを判定する第３の判定部と、
前記第１条件が成立した場合、または、前記第２条件が成立かつ前記第３条件が不成立の場合に、前記地絡検出部による検出出力をロックするロック部とを備える、地絡過電圧継電装置。
【請求項３】
前記電力系統の停電後に前記各相電圧の少なくとも１つが基準電圧値以上になった場合に、前記第３の判定部は、前記第３条件が成立するか否かの判定を開始する、請求項１または２に記載の地絡過電圧継電装置。
【請求項４】
前記電力系統に設けられた変圧器の投入を示す情報を受信する受信部をさらに備え、
前記受信部により前記情報が受信された場合に、前記第３の判定部は、前記第３条件が成立するか否かの判定を開始する、請求項１または２に記載の地絡過電圧継電装置。
【請求項５】
前記第３の判定部は、前記第３条件が成立するか否かの判定を開始してから予め定められた時間が経過した場合に当該判定を停止し、前記第３の判定部により当該判定が停止された場合、前記ロック部は、前記第１条件または前記第２条件が成立したときに、前記地絡検出部による検出出力をロックする、請求項３または４に記載の地絡過電圧継電装置。
【請求項６】
計器用変圧器によって検出された電力系統の各相電圧および零相電圧の入力を受ける入力部と、
前記零相電圧に基づいて地絡を検出する地絡検出部と、
前記各相電圧に基づいて算出される各２相間の線間電圧の少なくとも２つが第１の閾値以下であるとの第１条件が成立するか否かを判定する第１の判定部と、
前記各２相間の線間電圧の最小値と前記各相電圧の最小値との比率が第２の閾値以下であるとの第２条件が成立するか否かを判定する第２の判定部と、
前記零相電圧が第３の閾値よりも大きいとの第３条件が成立するか否かを判定する第３の判定部と、
前記第１条件が成立した場合、または、前記第２条件が成立かつ前記第３条件が不成立の場合に、前記地絡検出部による検出出力をロックするロック部とを備える、地絡過電圧継電装置。
【請求項７】
計器用変圧器によって検出された電力系統の各相電圧および零相電圧の入力を受ける入力部と、
前記零相電圧に基づいて地絡を検出する地絡検出部と、
前記各相電圧に基づいて算出される各２相間の線間電圧の少なくとも２つが第１の閾値以下であるとの第１条件が成立するか否かを判定する第１の判定部と、
前記各２相間の線間電圧の最小値と前記各相電圧の最小値との比率が第２の閾値以下であるとの第２条件が成立するか否かを判定する第２の判定部と、
前記各相電圧の最大値が第３の閾値よりも大きいとの第３条件が成立するか否かを判定する第３の判定部と、
前記第１条件が成立した場合、または、前記第２条件が成立かつ前記第３条件が不成立の場合に、前記地絡検出部による検出出力をロックするロック部とを備える、地絡過電圧継電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、地絡過電圧継電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電力系統を保護する保護継電装置には種々のものがあるが、抵抗接地系統（または非接地系統）における地絡事故の検出には地絡過電圧継電装置が多く採用されている。地絡過電圧継電装置は、系統に接続された計器用変圧器（VT：Voltage  Transformer)から各相電圧を取り込み、この各相電圧より導出された零相電圧に基づいて事故を検出する。【０００３】
一般的に、計器用変圧器の２次回路にはヒューズが接続されており、これにより２次回路の短絡不良等による過電流から計器用変圧器を保護している。このヒューズが切れて断線状態になると、地絡過電圧継電装置には正しい各相電圧が入力されなくなる。そのため、地絡過電圧継電装置は、地絡事故が検出されたと誤判定することにより、遮断器等に遮断命令を誤出力してしまう可能性がある。このことから、計器用変圧器の２次回路断線による誤判定を防止するための技術が開示されている。【０００４】
特開平２−４６１２８号（特許文献１）は、電力系統に接続された計器用変圧器の２次回路から相電圧を取込み、各相電圧の合成による零相電圧の大小によって地絡を検出する地絡過電圧継電器を開示している。この地絡過電圧継電器は、各相電圧から求める線間電圧の少なくとも２相が所定値以下にあることを検出する第１の判定部と、線間電圧の最小値と相電圧の最小値との比が所定値以下にあることを検出する第２の判定部と、第１又は第２の判定部に検出出力があるときに地絡検出出力をロックするロック手段とを含む。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平２−４６１２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
通常、地絡過電圧継電装置に電圧を入力する計器用変圧器の２次回路または３次回路には、地絡事故時の零相電流の制限等のために制限抵抗が設けられている。しかしながら、特許文献１の技術では、この制限抵抗が何らかの原因で断線または接続されていない場合を考慮していない。具体的には、制限抵抗が断線または接続されていない場合、特許文献１に係る地絡過電圧継電装置は、１相地絡事故時に想定外の電圧関係により、上述した計器用変圧器の２次回路断線を誤検出する可能性がある。【０００７】
本開示は、上記のような課題に鑑みてなされたものであって、ある局面における目的は、高感度の地絡事故検出を実現するとともに、計器用変圧器の異常による誤動作および誤不動作をより精度よく防止することが可能な地絡過電圧継電装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
ある実施の形態に従う地絡過電圧継電装置は、計器用変圧器によって検出された電力系統の電圧の入力を受ける入力部と、電力系統の零相電圧に基づいて地絡を検出する地絡検出部と、電力系統の各相電圧に基づいて算出される各２相間の線間電圧の少なくとも２つが第１の閾値以下であるとの第１条件が成立するか否かを判定する第１の判定部と、各２相間の線間電圧の最小値と各相電圧の最小値との比率が第２の閾値以下であるとの第２条件が成立するか否か判定する第２の判定部と、零相電圧が第３の閾値よりも大きいとの第３条件が成立するか否かを判定する第３の判定部と、第１条件が成立した場合、または、第２条件が成立かつ第３条件が不成立の場合に、地絡検出部による検出出力をロックするロック部とを備える。【０００９】
他の実施の形態に従う地絡過電圧継電装置は、計器用変圧器によって検出された電力系統の電圧の入力を受ける入力部と、電力系統の零相電圧に基づいて地絡を検出する地絡検出部と、電力系統の各相電圧に基づいて算出される各２相間の線間電圧の少なくとも２つが第１の閾値以下であるとの第１条件が成立するか否かを判定する第１の判定部と、各２相間の線間電圧の最小値と各相電圧の最小値との比率が第２の閾値以下であるとの第２条件が成立するか否か判定する第２の判定部と、各相電圧の最大値が第３の閾値よりも大きいとの第３条件が成立するか否かを判定する第３の判定部と、第１条件が成立した場合、または、第２条件が成立かつ第３条件が不成立の場合に、地絡検出部による検出出力をロックするロック部とを備える。
【発明の効果】
【００１０】
本開示によると、高感度の地絡事故検出を実現するとともに、計器用変圧器の異常による誤動作および誤不動作をより精度よく防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施の形態１に従う地絡過電圧継電装置が適用される電力系統を示す図である。
【図２】対称座標法による１相地絡事故時の等価回路を示す図である。
【図３】図２に示す等価回路を書き換えた回路である。
【図４】制限抵抗が未接続の場合の対称座標成分のベクトル図である。
【図５】制限抵抗が未接続の場合の相電圧および零相電圧のベクトル図である。
【図６】制限抵抗が接続されている場合の対称座標成分のベクトル図である。
【図７】制限抵抗が接続されている場合の相電圧および零相電圧のベクトル図である。
【図８】電力系統に誘導性リアクタンス負荷が接続されている場合の対称座標成分のベクトル図である。
【図９】誘導性リアクタンス負荷が接続されている場合の相電圧および零相電圧のベクトル図である。
【図１０】実施の形態１に従う地絡過電圧継電装置のハードウェア構成を示す図である。
【図１１】実施の形態１に従う演算処理部の機能構成を示すブロック図である。
【図１２】計器用変圧器のａ相断線時におけるａ相電圧Ｖａの存在領域を説明するための図である。
【図１３】送電線が正常である場合の各相電圧のベクトル図である。
【図１４】送電線のａ相で１相地絡が発生した場合の各相電圧のベクトル図である。
【図１５】送電線のａｂ相で２相地絡（アーク抵抗を無視）が発生した場合の各相電圧のベクトル図である。
【図１６】送電線のａｂ相で２相地絡（アーク抵抗を考慮）が発生した場合の各相電圧のベクトル図である。
【図１７】実施の形態１に従う演算処理部の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図１８】実施の形態２に従う演算処理部の機能構成を示すブロック図である。
【図１９】実施の形態３に従う演算処理部の機能構成を示すブロック図である。
【図２０】実施の形態３に従う判定制御部の構成を説明するための図である。
【図２１】零相電圧の検出方式を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照しつつ、本実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。
【００１３】
［実施の形態１］
＜全体構成＞
図１は、実施の形態１に従う地絡過電圧継電装置が適用される電力系統を示す図である。図１を参照して、変圧器２は、家庭やビル、工場などの需要家である負荷（図示しない）と系統電源７との間に接続されており、系統電源７からの高圧電力を、需要家が利用可能な低圧電力に変圧する。本実施の形態では、変圧器２は、Ｙ結線された１次巻線および２次巻線と、Δ結線された３次巻線とを有する場合について説明する。
【００１４】
送電線Ｌは、３相（ａ相、ｂ相、ｃ相）の電力系統線路であり、変圧器２の３次巻線を介して電力供給を受ける。本実施の形態では、送電線Ｌには家庭やビル、工場などの負荷は接続されていないものとする（すなわち、送電線Ｌは無負荷系統であるとする）。なお、典型的には、送電線Ｌの中性点接地方式は、高抵抗接地系統または非接地系統である。
【００１５】
計器用変圧器４は、送電線Ｌに接続されており、当該送電線Ｌの各相電圧を検出して地絡過電圧継電装置３に出力する。具体的には、計器用変圧器４の２次回路側から地絡過電圧継電装置３に対して、送電線Ｌのａ相，ｂ相，ｃ相の相電圧Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃが出力される。なお、計器用変圧器４の２次回路には、相ごとにヒューズｆａ，ｆｂ，ｆｃが接続されている。
【００１６】
地絡過電圧継電装置３は、取り込んだ系統電気量（電圧）を用いてリレー演算などの電力系統を保護するために必要な演算を実行し、系統事故の発生を検出する。具体的には、地絡過電圧継電装置３は、送電線Ｌを保護するためのディジタル形の保護継電装置である。なお、図１では、計器用変圧器４の２次回路に、地絡過電圧継電装置３が接続されている例を示している。
【００１７】
＜関連技術およびその課題＞
ここで、本実施の形態の理解のため、まず、関連技術およびその関連技術における課題などについて説明する。なお、「関連技術に従う地絡過電圧継電装置」は、上述の特開平２−４６１２８号公報（特許文献１）の地絡過電圧継電装置に該当する。
【００１８】
上述の送電線Ｌのように負荷が接続されていない状態（無負荷状態）の電力系統のインピーダンスは、送電線と大地との間の静電容量が支配的となる。このような送電線において１相地絡事故（ここでは、ａ相地絡事故であるとする）が発生した場合における、関連技術に従う地絡過電圧継電装置の課題について詳細に説明する。
【００１９】
このような送電線において１相地絡事故（ａ相地絡事故）が発生した場合の等価回路は、対象座標法を用いると図２のように表わされる。
【００２０】
図２は、対称座標法による１相地絡事故時の等価回路を示す図である。図３は、説明の容易化のため、図２に示す等価回路を書き換えた回路である。
【００２１】
図２，図３を参照して、Ｅ、Ｚ１、Ｚ２、Ｃ、Ｒ、ｒは、それぞれ電源電圧、正相インピーダンス、逆相インピーダンス（線路インピーダンス）、送電線および大地間の静電容量、制限抵抗、故障抵抗を示している。また、Ｖ１、Ｖ２、Ｖ０、Ｉ０は、それぞれ正相電圧、逆相電圧、零相電圧、零相電流を示している。制限抵抗Ｒは、通常、地絡事故時の零相電流の制限等のために計器用変圧器４の２次回路または３次回路に接続される抵抗である。図３を参照して、Ｖｚ１，Ｖｚ２は、それぞれＺ１，Ｚ２の両端電圧を示している。
【００２２】
（制限抵抗が接続されていない場合）
最初に、制限抵抗Ｒが計器用変圧器４の２次回路または３次回路に接続されていない場合について考える。このような場合における図３中の電源電圧Ｅと零相電圧Ｖ０の関係をベクトルで表すと、図４のように示される。
【００２３】
図４は、制限抵抗が未接続の場合の対称座標成分のベクトル図である。図４のようなベクトル図は次のような理由から得られる。具体的には、無負荷状態の電力系統を想定していることから、零相回路の負荷は静電容量Ｃが支配的となる。そのため、零相電流Ｉ０は、電源電圧Ｅに対し進み位相となる。図４の例では、零相電流Ｉ０をθ≒９０°進み位相としている。また、正相インピーダンスＺ１および逆相インピーダンスＺ２は、ほぼインダクタとみなすことができるため、正相インピーダンスＺ１および逆相インピーダンスＺ２のそれぞれの両端電圧Ｖｚ１，Ｖｚ２は、零相電流Ｉ０に対して進み位相（たとえば、約９０°）となる。
【００２４】
そのため、両端電圧Ｖｚ１，Ｖｚ２のベクトルは、電源電圧Ｅに対して約１８０°進み位相となる。そして、電源電圧Ｅおよび両端電圧Ｖｚ１、Ｖｚ２を合成することにより、零相電圧Ｖ０を得ることができる。したがって、図４に示すように、電源電圧Ｅ＜零相電圧Ｖ０の関係が成立する。これは、フェランチ効果（受電端電圧が送電端電圧より高くなる現象）と同様の原理である。
【００２５】
また、零相電圧Ｖ０のベクトルの終端側は、中性点の電位を意味しているため、零相電圧Ｖ０と各相電圧Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃとの関係は、図５のように表わされる。
【００２６】
図５は、制限抵抗が未接続の場合の相電圧および零相電圧のベクトル図である。図５を参照すると、零相電圧Ｖ０が変化することによる中性点電位の変動（点Ｎから点Ｎ１への変動）により、各相電圧Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃが健全時の各相電圧よりも大きくなっていることがわかる。
【００２７】
ここで、関連技術に従う地絡過電圧継電装置は、最小の線間電圧と最小の相電圧との比が予め定められた値β（たとえば、β＝１．３）以下であり、かつ、最小の相電圧が予め定められた値（Ｋ２）以上であることを検出した場合には、当該継電装置の地絡出力をロックするように構成されている。具体的には、以下の式（１）および（２）が成立した場合には、関連技術に従う地絡過電圧継電装置は地絡出力をロックする。
【００２８】
Min(|Vab|,|Vbc|,|Vca|)/Min(|Va|,|Vb|,|Vc|)≦β・・・（１）
Min(|Va|,|Vb|,|Vc|)≧K2・・・・・・・・・・・・・・（２）
なお、式（２）を用いた判定は、各相電圧が異常な値になっているか否かを判定するため（正常な範囲で式（１）を用いた判定を可能とするため）に行われる。ここでは、式（２）については成立するものとみなす。
【００２９】
図５の例では、最小の相電圧はａ相電圧Ｖａである。上述したように、中性点電位の変動によりａ相電圧Ｖａ（すなわち、式（１）の左辺の分母）は、送電線Ｌの正常時よりも大きくなることから式（１）が成立しやすくなる。すなわち、関連技術に従う地絡過電圧継電装置は、１相地絡事故にも関わらず、計器用変圧器４の異常と誤判定して誤不動作（地絡出力をロック）する可能性がある。
【００３０】
また、高抵抗接地系または非接地系の１相地絡事故時においては、通常、線間電圧Ｖａｂ，Ｖｂｃ，Ｖｃａは、定格線間電圧を維持する。しかしながら、変圧器２に連携している送電線（たとえば、図１中の変圧器２の１次巻線側の送電線）の再閉路時（遮断器ＣＢを開状態から閉状態にしたとき）にはインラッシュ電流が変圧器２に流れる。このインラッシュ電流により各相電圧のバランスが崩れ、最小の線間電圧（すなわち、式（１）の左辺の分子）が小さくなってしまう。そのため、さらに式（１）が成立しやすくなってしまい、関連技術に従う地絡過電圧継電装置は、誤不動作する可能性がさらに高くなる。
【００３１】
（制限抵抗が接続されている場合）
次に、制限抵抗Ｒが計器用変圧器４の２次回路または３次回路に接続されている場合について考える。このような場合における図３中の電源電圧Ｅと零相電圧Ｖ０の関係をベクトルで表すと、図６のように示される。
【００３２】
図６は、制限抵抗が接続されている場合の対称座標成分のベクトル図である。図６のようなベクトル図は次のような理由から得られる。具体的には、無負荷状態の電力系統であっても制限抵抗Ｒが接続されている場合には、零相回路の負荷は抵抗性（制限抵抗Ｒが支配的）となる。そのため、零相電流Ｉ０は、電源電圧Ｅに対して進み位相にはなるものの、図４に示すほどは進み位相にはならない。具体的には、図６に示す位相φは、図４に示す位相θよりも小さくなる。
【００３３】
また、零相電流Ｉ０と電源電圧Ｅとの位相関係により、電源電圧Ｅに対する両端電圧Ｖｚ１，Ｖｚ２の位相は、図４中の両端電圧Ｖｚ１，Ｖｚ２の当該位相よりも遅れ位相となる。したがって、電源電圧Ｅと零相電圧Ｖ０との関係は、図６に示すように表わされる。図４および図６を参照すると、制限抵抗Ｒが接続されている場合の零相電圧Ｖ０（図６参照）は、制限抵抗Ｒが未接続の場合の零相電圧Ｖ０（図４参照）よりも小さくなる。これにより、零相電圧Ｖ０と各相電圧Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃとの関係は、図７のように表わされる。
【００３４】
図７は、制限抵抗が接続されている場合の相電圧および零相電圧のベクトル図である。図７を参照すると、零相電圧Ｖ０の変化により中性点電位が変動（点Ｎから点Ｎ２への変動）しているが、制限抵抗が未接続の場合（図５参照）よりも中性点電位の変動は小さい。
【００３５】
図７の例では、最小の相電圧は図５と同様にａ相電圧Ｖａである。しかしながら、図７中のａ相電圧Ｖａは、図５中のａ相電圧Ｖａよりも小さい。そのため、ａ相電圧Ｖａ（すなわち、式（１）の左辺の分母）は、送電線Ｌの正常時よりも小さくなることから式（１）が成立しない。すなわち、制限抵抗Ｒが接続されている場合には、関連技術に従う地絡過電圧継電装置は、１相地絡事故を、計器用変圧器４の異常と誤判定して誤不動作（地絡出力をロック）することはない。
【００３６】
（誘導性リアクタンス負荷が接続されている場合）
図２〜図７においては、無負荷状態の電力系統を想定していた。ここでは、仮に電力系統に誘導性リアクタンス負荷が接続されている場合の関連技術に従う地絡過電圧継電装置の動作について念のため検討しておく。なお、制限抵抗Ｒは、計器用変圧器４の２次回路または３次回路に接続されていないものとする。このような場合における電源電圧Ｅと零相電圧Ｖ０の関係をベクトルで表すと、図８のように示される。
【００３７】
図８は、電力系統に誘導性リアクタンス負荷が接続されている場合の対称座標成分のベクトル図である。図８のようなベクトル図は次のような理由から得られる。具体的には、誘導性リアクタンス負荷が支配的な電力系統においては、零相電流Ｉ０は、電源電圧Ｅに対して遅れ位相となる。また、正相インピーダンスＺ１および逆相インピーダンスＺ２は、図４の場合と同様に、ほぼインダクタンスとみなすことができるため、両端電圧Ｖｚ１，Ｖｚ２は、零相電流Ｉ０に対して進み位相となる。したがって、電源電圧Ｅと零相電圧Ｖ０との関係は、図８に示すように表わされる。
【００３８】
図４および図８を参照すると、電力系統（送電線）に誘導性リアクタンス負荷が接続されている場合の零相電圧Ｖ０（図８参照）は、制限抵抗Ｒが未接続の場合の零相電圧Ｖ０（図４参照）よりも小さくなる。これにより、零相電圧Ｖ０と各相電圧Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃとの関係は、図９のように表わされる。
【００３９】
図９は、誘導性リアクタンス負荷が接続されている場合の相電圧および零相電圧のベクトル図である。図９を参照すると、零相電圧Ｖ０の変化により中性点電位が変動（点Ｎから点Ｎ３への変動）しているが、制限抵抗Ｒが未接続の場合（図５参照）よりも中性点電位の変動は小さい。そのため、図７の場合と同様に、ａ相電圧Ｖａ（すなわち、式（１）の左辺の分母）は、送電線Ｌの正常時よりも小さくなることから式（１）が成立しない。すなわち、誘導性リアクタンス負荷が電力系統に接続されている場合には、制限抵抗Ｒが計器用変圧器４に設けられていない場合であっても、関連技術に従う地絡過電圧継電装置は、１相地絡事故を、計器用変圧器４の異常と誤判定して誤不動作することはない。
【００４０】
（まとめ）
上述したように、関連技術に従う地絡過電圧継電装置は、計器用変圧器４の２次回路または３次回路に制限抵抗が接続されている場合、または電力系統に負荷が接続されている場合には、正常に動作する。しかし、当該地絡過電圧継電装置は、電力系統に負荷が接続されておらず、計器用変圧器４の２次回路または３次回路に制限抵抗が接続されていない場合には、誤動作する可能性が高い。
【００４１】
このような関連技術における課題を考慮して、本実施の形態に従う地絡過電圧継電装置３は、関連技術に従う地絡過電圧継電装置に後述する構成を追加することにより、１相地絡事故を適切に検出する。
【００４２】
＜ハードウェア構成＞
図１０は、実施の形態１に従う地絡過電圧継電装置３のハードウェア構成を示す図である。図１０を参照して、地絡過電圧継電装置３は、補助変成器１０と、ＡＤ（Analog  to  Digital）変換部２０と、演算処理部３０とを含む。
【００４３】
補助変成器１０は、計器用変圧器４からの系統電気量を取り込み、より小さな電気量に変換して出力する。
【００４４】
ＡＤ変換部２０は、補助変成器１０から出力される系統電気量（アナログ量）を取り込んでディジタルデータに変換する。具体的には、ＡＤ変換部２０は、フィルタ２１と、サンプルホールド（ＳＨ）回路２４と、マルチプレクサ２６と、ＡＤ変換器２７とを含む。
【００４５】
フィルタ２１は、アナログフィルタであり、補助変成器１０から出力される電圧の波形信号から高周波のノイズ成分を除去する。フィルタ２１の出力は、ＳＨ回路２４に入力される。
【００４６】
ＳＨ回路２４は、フィルタ２１から出力される電圧の波形信号を予め定められたサンプリング周期でサンプリングする。マルチプレクサ２６は、演算処理部３０から入力されるタイミング信号に基づいて、ＳＨ回路２４から入力される波形信号を時系列で順次切り替えてＡＤ変換器２７に入力する。
【００４７】
ＡＤ変換器２７は、マルチプレクサ２６から入力される波形信号をアナログデータからディジタルデータに変換する。ＡＤ変換器２７は、ディジタル変換した波形信号（ディジタルデータ）を演算処理部３０へ出力する。
【００４８】
演算処理部３０は、マイクロコンピュータを主体として構成される。具体的には、演算処理部３０は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）３２と、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）３３と、ＲＡＭ３４（Random  Access  Memory）と、ＤＯ（ディジタル出力）回路３６と、ＤＩ（ディジタル入力）回路３７とを含む。これらは、バス３１で結合されている。
【００４９】
ＣＰＵ３２は、制御部として、予めＲＯＭ３３に格納されたプログラムを読み出して実行することによって、地絡過電圧継電装置３の動作を制御する。ＣＰＵ３２は、たとえば、マイクロプロセッサである。なお、当該ハードウェアは、ＣＰＵ以外のＦＰＧＡ（Field  Programmable  Gate  Array）、ＡＳＩＣ（Application  Specific  Integrated  Circuit）およびその他の演算機能を有する回路などであってもよい。
【００５０】
具体的には、ＣＰＵ３２は、バス３１を介して、ＡＤ変換部２０からディジタルデータを取り込む。ＣＰＵ３２は、ＲＯＭ３３に格納されているプログラムに従って、取り込んだディジタルデータを用いてリレー演算を実行する。ＣＰＵ３２は、リレー演算結果に基づいて、保護区間（保護すべき領域）の故障の有無を判定する。ＣＰＵ３２は、故障を検出した場合（たとえば、演算値が整定値を上回っている場合）には、ＤＯ回路３６を介して、当該故障区間を電力系統（送電線Ｌ）から切り離すために電力系統に接続された遮断器（図示しない）に対して遮断指令を出力する。
【００５１】
ＤＩ回路３７は、たとえば、遮断器の開閉情報を示す信号であるディジタル入力信号を受ける。
【００５２】
＜機能構成＞
図１１は、実施の形態１に従う演算処理部３０の機能構成を示すブロック図である。図１１を参照して、演算処理部３０は、第１の判定部１００と、第２の判定部２００と、第３の判定部３００と、ロック部４００と、地絡検出部５００とを含む。
【００５３】
地絡検出部５００は、送電線Ｌの零相電圧に基づいて地絡事故を検出する。具体的には、地絡検出部５００は、判定回路５０１と、論理ゲート５０２とを含む。判定回路５０１は、いわゆる地絡過電圧リレー要素であり、｜３Ｖ０｜＞ＯＶＧ（たとえば、ＯＶＧは１０Ｖ以上の設定範囲を有するが、一般的に１線完全地絡時の零相電圧の３０％〜４０％に設定される）であるか否かを判定する。判定回路５０１は、｜３Ｖ０｜＞ＯＶＧを満たすと判定した場合（送電線Ｌの地絡事故を検出した場合）には、出力値“１”を論理ゲート５０２に出力し、｜３Ｖ０｜＞ＯＶＧを満たさないと判定した場合（送電線Ｌの地絡事故を検出しない場合）には、出力値“０”を論理ゲート５０２に出力する。
【００５４】
論理ゲート５０２は、判定回路５０１の出力値と、ロック部４００の論理ゲート４０２の出力の論理レベルを反転した値とのＡＮＤ演算を行なう。具体的には、判定回路５０１の出力が、論理ゲート４０２の出力（後述するロック指令出力）によりブロックされなかった（出力が妨げられなかった）場合には、地絡検出部５００の検出出力として、遮断指令が遮断器に出力される。これに対して、判定回路５０１の出力が、論理ゲート４０２の出力によりブロックされた場合には、当該遮断指令は遮断器に出力されない。
【００５５】
第１の判定部１００および第２の判定部２００は、計器用変圧器４の異常を判定するために設けられたものであり、関連技術に従う地絡過電圧継電装置も有する構成である。ここでは、まず、第１の判定部１００および第２の判定部２００が設けられている理由について説明する。
【００５６】
計器用変圧器４において、２次回路の断線（たとえば、図１中の点Ｆ）が発生した場合を想定する。この場合、地絡過電圧継電装置３の入力電圧である各相電圧Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃのうち、断線相であるａ相電圧Ｖａは健全相である相電圧Ｖｂ，Ｖｃの２次ケーブルからの誘導で生じる。そのため、Ｖａ（ベクトル）の存在する領域は、一般的には、図１２に示す領域７００の範囲内にあると考えられる。
【００５７】
図１２は、計器用変圧器４のａ相断線時におけるａ相電圧Ｖａの存在領域を説明するための図である。図１２を参照して、計器用変圧器４のａ相断線時には、ａ相の断線により他の健全相であるｂ相またはｃ相からの誘導電圧がない場合には０Ｖとなる。ただし、ｂ相またはｃ相からの誘導電圧がａ相に重畳される場合には、ａ相電圧Ｖａが発生する。そのため、断線相のａ相電圧Ｖａが存在する領域は、図１２の領域７００の範囲内となる。
【００５８】
ここで、計器用変圧器４が正常である場合、地絡過電圧継電装置３に入力される各相電圧Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃは、送電線Ｌの状態に応じて図１３〜図１６のように表わされる。
【００５９】
図１３は、送電線Ｌが正常である場合の各相電圧のベクトル図である。図１４は、送電線Ｌのａ相で１相地絡が発生した場合の各相電圧のベクトル図である。図１５は、送電線Ｌのａｂ相で２相地絡（アーク抵抗を無視）が発生した場合の各相電圧のベクトル図である。図１６は、送電線Ｌのａｂ相で２相地絡（アーク抵抗を考慮）が発生した場合の各相電圧のベクトル図である。
【００６０】
図１３および図１４を参照すると、送電線Ｌが正常な場合または送電線Ｌに１相地絡が発生した場合には、各相電圧Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃ（ベクトル）の終端（矢印側）は、それぞれ正三角形ＤＥＦの頂点となる。そのため、送電線Ｌの正常時または１相地絡時には、線間電圧Ｖａｂ，Ｖｂｃ，Ｖｃａは、定格線間電圧を維持する。
【００６１】
また、図１５および図１６を参照すると、送電線Ｌに２相地絡が発生した場合には、アーク抵抗の考慮の有無に関わらず中性点が直線ＤＥ上に存在する。そのため、送電線Ｌの２相地絡時には、各２相間の線間電圧Ｖａｂ，Ｖｂｃ，Ｖｃａのうち少なくとも２つ（ここでは、線間電圧Ｖｂｃ，Ｖｃａ）は、比較的大きい電圧を維持する。
【００６２】
そこで、各２相間の線間電圧の少なくとも２つが、閾値Ｋ１以下であるか否かを判定する第１の判定部１００と、各２相間の線間電圧の最小値と各相電圧の最小値との比率が閾値β以下であるか否かを判定する第２の判定部２００とが演算処理部３０に設けられている。これにより、電力系統の保護上必要とされる感度（たとえば、３０〜４０％）を保ちつつ、計器用変圧器４の異常による誤った地絡出力の防止、および計器用変圧器４の異常検出による誤不動作を防止することができる。
【００６３】
再び、図１１を参照して、第１の判定部１００および第２の判定部２００の構成について具体的に説明する。第１の判定部１００は、判定回路１０１，１０２，１０３と、論理ゲート１０４，１０５，１０６，１０７とを含む。
【００６４】
判定回路１０１，１０２，１０３は、それぞれ線間電圧Ｖａｂ，Ｖｂｃ，Ｖｃａが閾値Ｋ１以下であるか否かを判定する。各判定回路は、対応する線間電圧が閾値Ｋ１以下であると判定した場合には“１”を出力し、線間電圧が閾値Ｋ１よりも大きいと判定した場合には“０”を出力する。閾値Ｋ１は、線間電圧Ｖａｂ，Ｖｂｃ，Ｖｃａのうちの最大値（絶対値）に係数α（α＜１）を掛けた値と、定数Ａとを比較して大きい方の値を採用する。
【００６５】
論理ゲート１０４は、判定回路１０１，１０２の各々の出力値のＡＮＤ演算を行ない、論理ゲート１０５は、判定回路１０２，１０３の各々の出力値のＡＮＤ演算を行ない、論理ゲート１０６は、判定回路１０３，１０１の各々の出力値のＡＮＤ演算を行なう。論理ゲート１０４〜１０６の出力値は、論理ゲート１０７に入力される。論理ゲート１０７は、論理ゲート１０４〜１０６の各々の出力値のＯＲ演算を行なう。論理ゲート１０７の出力値は、論理ゲート４０２に入力される。
【００６６】
このような構成により、各２相間の線間電圧Ｖａｂ，Ｖｂｃ，Ｖｃａの少なくとも２つが閾値Ｋ１以下であるとの条件Ｘ１が成立した場合には、出力値“１”が論理ゲート１０７から出力され、条件Ｘ１が不成立の場合には出力値“０”が論理ゲート１０７から出力される。
【００６７】
具体例として、計器用変圧器４のａ相断線時には、上述のようにａ相電圧Ｖａは、一般的には、図１２の領域７００の範囲内にあると考えられる。この場合の線間電圧Ｖａｂ，Ｖｃａは線間電圧Ｖｂｃよりも小さくなる。これに対して、送電線Ｌの正常時、１相地絡時および２相地絡時においては、少なくとも２つの線間電圧Ｖｂｃ，Ｖｃａが線間電圧Ｖｂｃに近い値に維持される。そのため、線間電圧Ｖａｂ，Ｖｂｃ，Ｖｃａに係数αを掛けた値は、計器用変圧器４の正常時に計測される線間電圧の最小値に相当し、この値よりも少なくとも２つの線間電圧が小さい場合には計器用変圧器４が異常であると判定できる。
【００６８】
係数αは、１相地絡時には誤動作せず、また２相地絡では誤ロック領域が少なくなり、かつ、計器用変圧器４の異常に対してはできるだけ検出領域が広くなるように定められる。たとえば、α＝０．７５である。なお、定数Ａは、計器用変圧器４の２線断線を検出するための固定値である。
【００６９】
このような第１の判定部１００は、当該条件Ｘ１の成立を判定可能な構成であればよく、上記以外の構成（判定回路、論理ゲート）により実現されてもよい。
【００７０】
次に、第２の判定部２００は、判定回路２０１，２０２を含む。判定回路２０１は、最小の線間電圧と最小の相電圧との比率（最小の相電圧に対する最小の線間電圧の比率）が閾値β（＞１）以下であるか否かを判定する。すなわち、判定回路２０１は、上述の式（１）が成立するか否かを判定する。これにより、各２相間の線間電圧Ｖａｂ，Ｖｂｃ，Ｖｃａの最小値と各相電圧Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃの最小値との比率が閾値β以下であるとの条件Ｘ２が成立した場合には、判定回路２０１から出力値“１”が後述する論理ゲート４０１に出力され、そうではない場合には出力値“０”が論理ゲート４０１に出力される。
【００７１】
判定回路２０２は、最小の相電圧が定数Ｋ２以上であるか否かを判定する。すなわち、判定回路２０２は、上述の式（２）が成立するか否かを判定する。判定回路２０２は、最小の相電圧が定数Ｋ２以上であると判定した場合には、論理ゲート４０１に“１”を出力し、そうではない場合には“０”を出力する。
【００７２】
具体例として、計器用変圧器４のａ相断線時には、ａ相電圧Ｖａは、一般的には、図１２の領域７００の範囲内にあると考えられる。このａ相電圧Ｖａ、ｂ相電圧Ｖｂまたはｃ相電圧Ｖｃに対する、線間電圧Ｖａｂ，Ｖｂｃ，Ｖｃａの最小値の比は１付近の値を取り得る。しかし、図１３〜図１６を参照すると、送電線Ｌの正常時および異常時ともに、各相電圧Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃの最小値と線間電圧Ｖａｂ，Ｖｂｃ，Ｖｃａの最小値との比が３１／２以上になるのは明らかである。したがって、この比が閾値β（たとえば、１．３）以下である場合には、計器用変圧器４が異常であると判定できる。
【００７３】
なお、係数βは、係数αと同様に、１相地絡時には誤動作せず、２相地絡時には誤ロック領域が少なくなり、かつ、計器用変圧器４の異常に対してはできるだけ検出領域が広くなるように定められる。そこで、係数βは、たとえば１．３に設定される。
【００７４】
また、判定回路２０２は、各相電圧Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃの最小値が定数Ｋ２以上であるか否かを判定することにより、判定回路２０１の誤判定を防止する。定数Ｋ２は、たとえば、２０Ｖに設定される。
【００７５】
再び、図１１を参照して、第３の判定部３００について説明する。第３の判定部３００は、零相電圧が第３の閾値よりも大きいとの条件Ｘ３が成立するか否かを判定する。この第３の判定部３００は、第２の判定部２００によって、１相地絡事故にも関わらず、計器用変圧器４の異常と誤判定して誤不動作（地絡出力をロック）する可能性を防止するために設けられる。
【００７６】
具体的には、たとえば計器用変圧器４のａ相断線時には、ａ相電圧Ｖａは、一般的には、図１２の領域７００の範囲内にあると考えられる。そのため、ａ相電圧Ｖａの最大値は、健全相電圧（ＶｂまたはＶｃ）である。このことから、計器用変圧器４において１相断線が発生した場合、零相電圧Ｖ０が最大になる条件は、断線相電圧＝健全相電圧となる条件である。なお、この場合、断線相電圧ベクトルと健全相電圧ベクトルとは重なる。
【００７７】
また、零相電圧Ｖ０と健全時の相電圧との関係は、以下の式（３）のように表わされる。
【００７８】
｜３Ｖ０｜＜（健全時の相電圧）×３１／２・・・（３）
そのため、送電線Ｌには１相地絡が発生しておらず計器用変圧器４の１相断線のみが発生している場合には、基本的には上記の式（３）が成立する。換言すると、マージンγ（たとえば、１．２）を考慮した以下の式（４）が成立する場合には、計器用変圧器４の異常ではなく送電線Ｌに地絡事故が発生しているといえる。
【００７９】
｜３Ｖ０｜＞Ｋ３＝（健全時の相電圧）×３１／２×γ・・・（４）
線間電圧が１１０Ｖである場合には、相電圧は１１０Ｖ／３１／２≒６３．５Ｖとなるため、たとえば、Ｋ３＝１３２Ｖに設定される。
【００８０】
そこで、第３の判定部３００は、式（４）が成立するか否かを判定（すなわち、条件Ｘ３を判定）して、式（４）が成立する場合には論理ゲート４０１に“１”を出力し、そうではない場合には“０”を出力する。
【００８１】
ロック部４００は、第１の判定部１００による条件Ｘ１が成立した場合、または、第２の判定部２００による条件Ｘ２が成立かつ第３の判定部３００による条件Ｘ３が不成立の場合に、地絡検出部５００による検出出力をロックする。
【００８２】
具体的には、ロック部４００は、論理ゲート４０１，４０２を含む。論理ゲート４０１は、第２の判定部２００の出力値と、第３の判定部３００の出力の論理レベルを反転した値とのＡＮＤ演算を行う。これにより、第２の判定部２００の出力は、第３の判定部３００の出力によりブロックされる。このように、第２の判定部２００による条件Ｘ２が成立する場合であっても、第３の判定部３００による条件Ｘ３が成立する場合には、第２の判定部２００の出力がブロックされる。そのため、＜関連技術およびその課題＞で説明したような計器用変圧器４の異常の誤判定を防止することができる。
【００８３】
論理ゲート４０２は、第１の判定部１００の論理ゲート１０７の出力値と、論理ゲート４０１の出力値とのＯＲ演算を行なう。これにより、論理ゲート１０７から“１”が出力された場合、または論理ゲート４０１から“１”が出力された場合、論理ゲート４０２から論理ゲート５０２に“１”が出力される（ロック指令が出力される）。この場合には、上述したように、地絡検出部５００の地絡検出出力はロックされる。
【００８４】
＜処理手順＞
図１７は、実施の形態１に従う演算処理部３０の処理手順の一例を示すフローチャートである。以下のステップは、主に、演算処理部３０のＣＰＵ３２がＲＯＭ３３に格納されたプログラムを実行することにより実現される。なお、ここでは、説明の容易化のため、判定回路２０１の誤判定用に設けられた判定回路２０２による判定は成立（式（２）が成立）するものとする。
【００８５】
図１７を参照して、演算処理部３０は、計器用変圧器４により検出された送電線Ｌの各相電圧の入力を受け付ける（取得する）（ステップＳ１０）。演算処理部３０は、取得した各相電圧に基づいて零相電圧を算出（各相電圧の和から算出）する（ステップＳ２０）。演算処理部３０は、算出した零相電圧が過電圧（すなわち、｜３Ｖ０｜＞ＯＶＧ）となっているか否かを判定する（ステップＳ３０）。
【００８６】
零相電圧が過電圧となっていない場合には（ステップＳ３０においてＮＯ）、演算処理部３０は処理を終了する。すなわち、演算処理部３０は地絡事故が検出されないと判定する。零相電圧が過電圧となっている場合には（ステップＳ３０においてＹＥＳ）、演算処理部３０は、各２相間の線間電圧の少なくとも２つが閾値Ｋ１以下であるか否か（条件Ｘ１が成立するか否か）を判定する（ステップＳ４０）。
【００８７】
条件Ｘ１が成立する場合には（ステップＳ４０においてＹＥＳ）、演算処理部３０は、地絡検出出力をロックする（ステップＳ５０）。具体的には、演算処理部３０は、地絡過電圧リレー要素の出力を無効化して、遮断器に遮断指令が出力されないようにする。条件Ｘ１が成立しない場合には（ステップＳ４０においてＮＯ）、演算処理部３０は、各２相間の線間電圧の最小値と各相電圧の最小値との比率が閾値β以下であるか否か（条件Ｘ２が成立するか否か）を判定する（ステップＳ６０）。
【００８８】
条件Ｘ２が成立しない場合には（ステップＳ６０においてＮＯ）、演算処理部３０は地絡検出出力を有効（ロックしない）にする（ステップＳ８０）。具体的には、演算処理部３０は、地絡過電圧リレー要素の地絡検出出力として、遮断器に遮断指令を出力する。条件Ｘ２が成立する場合には（ステップＳ６０においてＹＥＳ）、演算処理部３０は、零相電圧｜３Ｖ０｜が閾値Ｋ３よりも大きいか否か（条件Ｘ３が成立するか否か）を判定する（ステップＳ７０）。
【００８９】
条件Ｘ３が成立する場合には（ステップＳ７０においてＹＥＳ）、演算処理部３０は地絡検出出力を有効にして（ステップＳ８０）、処理を終了する。条件Ｘ３が成立しない場合には（ステップＳ７０においてＮＯ）、演算処理部３０は、地絡検出出力をロックして（ステップＳ５０）、処理を終了する。
【００９０】
＜利点＞
実施の形態１によると、何らかの原因で計器用変圧器に制限抵抗が接続されていない、あるいは断線している場合であっても、計器用変圧器の異常と電力系統の１相地絡事故とを区別して検出することができる。このような場合であっても、１相地絡事故時に計器用変圧器の異常検出を不要に行なうことがないため、遮断指令を出力するなどにより電力系統を適切に保護することができる。
【００９１】
［実施の形態２］
実施の形態１では、計器用変圧器４の異常（断線）と１相地絡事故とをより精度よく検出するために、零相電圧を用いた第３の判定部３００を設ける構成について説明した。実施の形態２では、実施の形態１の第３の判定部３００の代わりに、相電圧を用いた第３の判定部を設ける構成について説明する。なお、実施の形態２の＜全体構成＞および＜ハードウェア構成＞については、実施の形態１と同じであるため、その詳細な説明は繰り返さない。
【００９２】
図１８は、実施の形態２に従う演算処理部３０Ａの機能構成を示すブロック図である。図１８を参照して、演算処理部３０Ａは、第１の判定部１００と、第２の判定部２００と、第３の判定部３００Ａと、ロック部４００と、地絡検出部５００とを含む。演算処理部３０Ａは、図１０に示す演算処理部３０と対応するが、実施の形態１との区別のため、便宜上「Ａ」といった追加の符号を付している。これは、実施の形態３でも同じである。なお、図１８中の第１の判定部１００、第２の判定部２００、ロック部４００、地絡検出部５００は、図１１中のものと同じであるため、その詳細な説明は繰り返さない。
【００９３】
第３の判定部３００Ａは、各相電圧の最大値が閾値Ｋ４よりも大きいとの条件Ｘ３ａが成立するか否かを判定する。これにより、第２の判定部２００によって、１相地絡事故にも関わらず、計器用変圧器４の異常と誤判定して誤不動作する可能性を防止する。
【００９４】
具体的には、たとえば計器用変圧器４のａ相断線時には、ａ相電圧Ｖａは、一般的には、図１２の領域７００の範囲内にあると考えられる。そのため、断線相のａ相電圧Ｖａ＜健全相電圧の関係が成立する。また、健全相電圧は、計器用変圧器４の断線によらず一定である。
【００９５】
したがって、マージンγ（たとえば、１．２）を考慮した以下の式（５）が成立する場合には、計器用変圧器４の異常ではなく送電線Ｌに地絡事故が発生しているといえる。
【００９６】
Max{|Va|,|Vb|,|Vc|}>K4＝（相電圧）×γ・・・（５）
線間電圧が１１０Ｖである場合には、相電圧は１１０Ｖ／３１／２≒６３．５Ｖとなるため、たとえば、Ｋ４＝７６．２Ｖに設定される。
【００９７】
実施の形態２における＜処理手順＞は、図１７中のステップＳ７０において、演算処理部３０Ａが、式（５）が成立するか否かを判定することにより実行される。具体的には、演算処理部３０Ａは、式（５）が成立しない場合には、地絡検出出力をロックし（図１７中のステップＳ５０）、式（５）が成立する場合には、地絡検出出力を有効にする（図１７中のステップＳ８０）。
【００９８】
＜利点＞
実施の形態２によると、実施の形態１と同様な利点がある。そのため、第３の判定部の構成を適宜選択することができ、設計上の自由度が向上する。
【００９９】
［実施の形態３］
上述の＜関連技術およびその課題＞で説明したように、１相地絡事故時において、変圧器２にインラッシュ電流が発生した場合には各相電圧のバランスが崩れ、さらに式（１）が成立しやすくなってしまう。その結果、地絡過電圧継電装置は計器用変圧器４の異常と誤判定して誤不動作する可能性が高くなってしまう。実施の形態３では、このように地絡過電圧継電装置が誤不動作する可能性が高まる期間に、上述した第３の判定部による判定を行なう構成について説明する。なお、実施の形態３の＜全体構成＞および＜ハードウェア構成＞については、実施の形態１と同じであるため、その詳細な説明は繰り返さない。
【０１００】
図１９は、実施の形態３に従う演算処理部３０Ｂの機能構成を示すブロック図である。図１９を参照して、演算処理部３０Ｂは、第１の判定部１００と、第２の判定部２００と、第３の判定部３００Ｂと、ロック部４００Ｂと、地絡検出部５００と、判定制御部６００Ｂとを含む。なお、図１９中の第１の判定部１００、第２の判定部２００、地絡検出部５００は、図１１中のものと同じであるため、その詳細な説明は繰り返さない。
【０１０１】
ここで、インラッシュ電流は、送電線Ｌの停電後、遮断器ＣＢが再投入されるときに変圧器２に流れるが、このとき送電線Ｌの各相電圧も急激に大きくなる。そのため、送電線Ｌの各相電圧が停電後に立ち上がった（急激に大きくなった）場合には、遮断器ＣＢが再投入された（インラッシュ電流が発生）とみなすことができる。そこで、判定制御部６００Ｂは、送電線Ｌの停電後に各相電圧の立ち上がりを検出してから予め定められた時間（すなわち、計器用変圧器４の異常と誤判定しやすい期間）だけ、第３の判定部３００Ｂに条件Ｘ３（あるいは条件Ｘ３ａ）の判定を実行させるように制御する。ここでは、判定制御部６００Ｂは、第３の判定部３００Ｂに条件Ｘ３の判定を実行させるものとする。
【０１０２】
図２０は、実施の形態３に従う判定制御部の構成を説明するための図である。図２０を参照して、判定制御部６００Ｂは、判定回路６０１〜６０３，６２１〜６２３と、論理ゲート６０４，６２４，６４１と、タイマ回路６３１，６３２と、出力回路６４２とを含む。
【０１０３】
判定回路６０１〜６０３は、それぞれ相電圧Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃが閾値Ｋ５未満であるか否かを判定する。各判定回路は、対応する相電圧が閾値Ｋ５未満であると判定した場合には“１”を出力し、そうではない場合には“０”を出力する。論理ゲート６０４は、判定回路６０１〜６０３の各々の出力値のＡＮＤ演算を行なう。閾値Ｋ５は、電力系統の停電を検出するために設定される値であり、たとえば、５Ｖである。
【０１０４】
タイマ回路６３１は、オンディレー動作を行なう回路である。タイマ回路６３１は、論理ゲート６０４からの出力値“１”が時間Ｔ１の間維持された場合に、タイマ回路６３２に出力値“１”を出力する。時間Ｔ１は、送電線Ｌが停電しているとみなせる時間に設定され、たとえば、３０秒である。
【０１０５】
タイマ回路６３２は、オフディレー動作を行なう回路である。タイマ回路６３２は、タイマ回路６３１からの出力値“０”が時間Ｔ２の間維持された場合に、論理ゲート６４１に出力値“０”を出力する。時間Ｔ２は、たとえば、１００ミリ秒である。
【０１０６】
判定回路６２１〜６２３は、それぞれ相電圧Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃが閾値Ｋ６よりも大きいか否かを判定する。各判定回路は、対応する相電圧が閾値Ｋ６よりも大きいと判定した場合には“１”を出力し、そうではない場合には“０”を出力する。論理ゲート６２４は、判定回路６２１〜６２３の各々の出力値のＯＲ演算を行なう。閾値Ｋ６は、送電線Ｌの電圧の復帰を検出するために設定される値であり、たとえば、５０Ｖである。
【０１０７】
論理ゲート６４１は、タイマ回路６３２の出力値と、論理ゲート６２４の出力値とのＡＮＤ演算を行なう。出力回路６４２は、論理ゲート６４１から出力値“１”の入力を受けた場合に、時間Ｔ３だけ出力値“１”を出力する。時間Ｔ３は、変圧器２の投入時にインラッシュ電流が流れる期間を考慮して設定され、たとえば、１分である。
【０１０８】
上記構成により、すべての相電圧Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃが閾値Ｋ５未満である状態が時間Ｔ１以上維持された場合（送電線Ｌが時間Ｔ１以上停電している場合）には、タイマ回路６３１から出力値“１”が出力される。そして、送電線Ｌが停電から復帰した場合には、時間Ｔ２だけタイマ回路６３２および論理ゲート６２４から出力値“１”が出力されるため、論理ゲート６４１から出力値“１”が出力される。これにより、出力回路６４２から出力値“１”が時間Ｔ３だけ出力される。
【０１０９】
以上より、判定制御部６００Ｂは、送電線Ｌの停電後に各相電圧の少なくとも１つが閾値Ｋ５以上であると判断した場合には、条件Ｘ３の判定を実行させる実行指示（出力回路６４２から出力される出力値“１”に対応）を第３の判定部３００Ｂに送出する。判定制御部６００Ｂは、条件Ｘ３の判定が開始されてから予め定められた時間（時間Ｔ３に対応）が経過した場合に当該判定を停止させる停止指示（出力回路６４２から出力される出力値“０”に対応）を第３の判定部３００Ｂに送出する。
【０１１０】
第３の判定部３００Ｂは、判定制御部６００Ｂによる制御に従って、条件Ｘ３が成立するか否かの判定を開始したり、停止したりする。具体的には、第３の判定部３００Ｂは、判定制御部６００Ｂから上記実行指示を受けた場合（送電線Ｌの停電後に各相電圧の少なくとも１つが閾値Ｋ５以上になった場合）に、条件Ｘ３が成立するか否かの判定を開始する。また、第３の判定部３００Ｂは、判定制御部６００Ｂから上記停止指示を受けた場合（条件Ｘ３が成立するか否かの判定を開始してから予め定められた時間が経過した場合）に、当該判定を停止する。
【０１１１】
ロック部４００Ｂは、第３の判定部３００Ｂにより当該判定が停止された場合、第１の判定部１００Ｂによる条件Ｘ１または第２の判定部２００Ｂによる条件Ｘ２が成立したときに、地絡検出部５００による検出出力をロックする。なお、ロック部４００Ｂは、第３の判定部３００Ｂにより当該判定が実行されている（停止されていない）場合、ロック部４００Ａと同様に、条件Ｘ１が成立した場合、または、条件Ｘ２が成立かつ条件Ｘ３が不成立の場合に、地絡検出部５００による検出出力をロックする。
【０１１２】
（変形例）
なお、変形例として、判定制御部６００Ｂは、遮断器ＣＢの投入を示す情報を当該遮断器ＣＢから受信する構成であってもよい。この場合、地絡過電圧継電装置３と遮断器ＣＢとは、通信可能に構成されている。たとえば、変形例に従う判定制御部６００Ｂは、遮断器ＣＢからの投入信号または開放信号を受信することにより、遮断器ＣＢの投入または開放を判断する。
【０１１３】
判定制御部６００Ｂは、遮断器ＣＢの投入を示す情報を受信した場合に、条件Ｘ３の判定を実行させる実行指示を第３の判定部３００Ｂに送出する。そして、判定制御部６００Ｂは、条件Ｘ３の判定が開始されてから予め定められた時間が経過した場合に当該判定を停止させる停止指示を第３の判定部３００Ｂに送出する。
【０１１４】
＜利点＞
実施の形態３によると、地絡過電圧継電装置が誤不動作する可能性が高い期間に限って条件Ｘ３または条件Ｘ３ａの判定が実行される。そのため、装置の処理負荷を軽減することができる。
【０１１５】
［その他の実施の形態］
上述した実施の形態では、地絡過電圧継電装置３は、計器用変圧器４から取り込まれる各相電圧に基づいて零相電圧を算出する構成について説明したが、当該構成に限られず、たとえば、図２１に示すように検出する構成であってもよい。
【０１１６】
図２１は、零相電圧の検出方式を説明するための図である。図２１を参照して、地絡過電圧継電装置３は、計器用変圧器４の３次巻線をオープンデルタに接続することにより検出される零相電圧（３Ｖ０）を取り込むように構成されていてもよい。
【０１１７】
上述の実施の形態として例示した構成は、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。
【０１１８】
また、上述した実施の形態において、その他の実施の形態で説明した処理や構成を適宜採用して実施する場合であってもよい。
【０１１９】
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はないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、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】
【０１２０】
２  変圧器、３  地絡過電圧継電装置、４  計器用変圧器、６  負荷、７  系統電源、１０  補助変成器、２０  ＡＤ変換部、２１  フィルタ、２４  ＳＨ回路、２６  マルチプレクサ、２７  ＡＤ変換器、３０，３０Ａ，３０Ｂ  演算処理部、３１  バス、３２  ＣＰＵ、３３  ＲＯＭ、３４  ＲＡＭ、３６  ＤＯ回路、３７  ＤＩ回路、１００，１００Ｂ  第１の判定部、１０１〜１０３，２０１，２０２，５０１，６０１，６０３，６２１，６２３  判定回路、１０４〜１０７，４０１，４０２，５０２，６０４，６２４，６４１  論理ゲート、２００，２００Ｂ  第２の判定部、３００，３００Ａ，３００Ｂ  第３の判定部、４００，４００Ａ，４００Ｂ  ロック部、５００  地絡検出部、６００Ｂ  判定制御部、６３１，６３２  タイマ回路、６４２  出力回路、ＣＢ  遮断器。
【要約】
地絡過電圧継電装置は、電力系統の零相電圧に基づいて地絡を検出する地絡検出部（５００）と、電力系統の各相電圧に基づいて算出される各２相間の線間電圧の少なくとも２つが第１の閾値以下であるとの第１条件が成立するか否かを判定する第１の判定部（１００）と、各２相間の線間電圧の最小値と各相電圧の最小値との比率が第２の閾値以下であるとの第２条件が成立するか否か判定する第２の判定部（２００）と、零相電圧が第３の閾値よりも大きいとの第３条件が成立するか否かを判定する第３の判定部（３００）と、第１条件が成立した場合、または、第２条件が成立かつ第３条件が不成立の場合に、地絡検出部（５００）による検出出力をロックするロック部（４００）とを含む。【図１】
0005921785.tif 000002
【図２】
0005921785.tif 000003
【図３】
0005921785.tif 000004
【図４】
0005921785.tif 000005
【図５】
0005921785.tif 000006
【図６】
0005921785.tif 000007
【図７】
0005921785.tif 000008
【図８】
0005921785.tif 000009
【図９】
0005921785.tif 000010
【図１０】
0005921785.tif 000011
【図１１】
0005921785.tif 000012
【図１２】
0005921785.tif 000013
【図１３】
0005921785.tif 000014
【図１４】
0005921785.tif 000015
【図１５】
0005921785.tif 000016
【図１６】
0005921785.tif 000017
【図１７】
0005921785.tif 000018
【図１８】
0005921785.tif 000019
【図１９】
0005921785.tif 000020
【図２０】
0005921785.tif 000021
【図２１】
0005921785.tif 000022