(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
保護区間の第１端に設けられた第１の電流変成器の検出値に基づく第１の交流電流と、前記保護区間の第２端に設けられた第２の電流変成器の検出値に基づく第２の交流電流とから演算した動作量と抑制量とに基づいて、前記保護区間の内部で故障が生じているか否かを判定する電流差動リレー演算部と、
前記第１および第２の電流変成器の接続に断線が生じているか否かを検出する断線検出部とを備え、
前記断線検出部は、第１の判定部を含み、前記第１の判定部は、現時点の動作量から一定時間前の動作量を減じることによって第１の差分量を演算し、現時点の抑制量から前記一定時間前の抑制量を減じることによって第２の差分量を演算し、前記第１の差分量と前記第２の差分量の和の絶対値が第１の設定値以下であるという第１の判定条件が満たされているか否かを判定するように構成され、
前記断線検出部は、前記第１の判定条件が満たされている場合に、前記第１および第２の電流変成器のいずれかの接続に断線が生じていると判定する、保護リレー装置。
【請求項２】
前記断線検出部は、さらに、前記第１の差分量が第２の設定値以上であるという第２の判定条件が満たされているか否かを判定する第２の判定部を含み、
前記断線検出部は、前記第１および第２の判定条件が共に満たされている場合に、前記第１および第２の電流変成器のいずれかの接続に断線が生じていると判定する、請求項１に記載の保護リレー装置。
【請求項３】
前記断線検出部は、さらに、前記第２の差分量が第３の設定値未満であるという第３の判定条件が満たされているか否かを判定する第３の判定部を含み、
前記断線検出部は、前記第１および第３の判定条件が共に満たされている場合に、前記第１および第２の電流変成器のいずれかの接続に断線が生じていると判定する、請求項１に記載の保護リレー装置。
【請求項４】
前記断線検出部は、さらに、前記第１および第２の電流変成器のいずれかの接続に断線が生じているという判定結果を保持するためのフリップフロップを含む、請求項２に記載の保護リレー装置。
【請求項５】
前記断線検出部は、さらに、
現時点の前記第１の交流電流の実効値または振幅値が第４の設定値以上であるという第４の判定条件が満たされているか否かを判定する第４の判定部と、
現時点の前記第２の交流電流の実効値または振幅値が前記第４の設定値以上であるという第５の判定条件が満たされているか否かを判定する第５の判定部とを含み、
前記フリップフロップは、前記第４および第５の判定条件が共に満たされている場合に、保持内容をリセットする、請求項４に記載の保護リレー装置。
【請求項６】
前記断線検出部は、
前記フリップフロップに前記第１および第２の電流変成器のいずれかの接続に断線が生じているという判定結果が保持された状態において、前記第４の判定条件が満たされておらず、前記第５の判定条件が満たされている場合に、前記第１の電流変成器の接続に断線が生じていると判定し、
前記フリップフロップに前記第１および第２の電流変成器のいずれかの接続に断線が生じているという判定結果が保持された状態において、前記第４の判定条件が満たされ、前記第５の判定条件が満たされていない場合に、前記第２の電流変成器の接続に断線が生じていると判定するように構成される、請求項５に記載の保護リレー装置。
【請求項７】
前記断線検出部は、さらに、前記第１の差分量、前記現時点の動作量、および前記第１または第２の交流電流の実効値または振幅値のいずれかが第５の設定値以上であるという第６の判定条件が満たされているか否かを判定する第６の判定部を含み、
前記第５の設定値は、前記第２の設定値よりも大きい値であり、
前記断線検出部は、前記第１および第２の判定条件がともに満たされていても前記第６の判定条件が満たされている場合には、前記第１および第２の電流変成器の接続に断線が生じていると判定しない、請求項２に記載の保護リレー装置。
【請求項８】
前記断線検出部は、前記第１および第２の判定条件が共に満たされているとともに、前記第４および第５の判定条件のいずれか一方のみが満たされている場合に、前記第１および第２の電流変成器のいずれかの接続に断線が生じていると判定する、請求項５に記載の保護リレー装置。
【請求項９】
前記断線検出部は、さらに、
現時点の前記第１の交流電流の実効値または振幅値が第４の設定値以上であるという第４の判定条件が満たされているか否かを判定する第４の判定部と、
現時点の前記動作量が前記第４の設定値未満であるという第７の判定条件が満たされているか否かを判定する第７の判定部とを含み、
前記フリップフロップは、前記第４および第７の判定条件が共に満たされている場合に、保持内容をリセットする、請求項４に記載の保護リレー装置。
【請求項１０】
前記断線検出部は、
前記フリップフロップに前記第１および第２の電流変成器のいずれかの接続に断線が生じているという判定結果が保持された状態において、前記第４の判定条件が満たされておらず、前記第７の判定条件が満たされていない場合に、前記第１の電流変成器の接続に断線が生じていると判定し、
前記フリップフロップに前記第１および第２の電流変成器のいずれかの接続に断線が生じているという判定結果が保持された状態において、前記第４の判定条件が満たされ、前記第７の判定条件が満たされていない場合に、前記第２の電流変成器の接続に断線が生じていると判定するように構成される、請求項９に記載の保護リレー装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電流差動リレー方式を用いて、送電線および電力用機器などを保護するための保護リレー装置に関し、特に、保護リレー装置に接続された電流変成器の２次側ケーブルの断線検出に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特別なハードウェアの追加または他のリレー要素の判定結果を必要とすることなく、電流差動リレーで用いられる電流変成器（ＣＴ：Current  Transformer）の２次側ケーブルの断線を検出する方法として、下記のものが知られている。【０００３】
特開２０１１−１８８６３９号公報（特許文献１）は、電流差動リレー要素で算出された抑制量を用いてＣＴ断線を検出する方法を開示する。具体的に、ＣＴ断線検出手段は、ある一定時間前の抑制量の大きさと現時点の抑制量の大きさとの差分量を演算し、この差分量が設定値以上である場合にＣＴ断線であると判断して電流差動リレー要素の出力をブロックする。さらに、現時点の抑制量が所定値以上の場合に上記のＣＴ断線判定を有効とすることによって誤判定を防止する手段が設けられている。【０００４】
特開平１１−２０５９９８号公報（特許文献２）は、電流差動リレーに限定したものでないが、各相の電流の検出値を用いてＣＴ断線を検出する方法を開示する。具体的に、ＣＴ断線検出手段は、３相のうちいずれかの相の電流が零でありかつ他の相の電流が設定値より大きい場合に、電流零の相のＣＴが断線していると判断する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−１８８６３９号公報
【特許文献２】特開平１１−２０５９９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本件の発明者は、上記の公知技術について検討した結果、上記の公知技術によるＣＴ断線検出方法は、保護対象の送電線の両端に電源が接続されている場合には問題ないが、一端にしか電源が接続されていない場合（他端は変圧器を介して負荷に接続されている場合）に問題が生じることを見出した。具体的に、片端が非電源となっている送電線において１線地絡故障が生じた場合には、健全相の送電線に接続されたＣＴが断線していると誤判定する可能性がある（詳しくは、発明の詳細な説明においてその理由を説明する）。【０００７】
この発明は、上記の問題点を考慮してなされたものであり、その目的は、保護区間の片端が非電源（負荷）であるような場合であってもＣＴ断線を正しく判定できる、電流差動リレー方式を用いた保護リレー装置を提供することである。本願発明による保護リレー装置は、送電線だけでなく、変圧器などの他の電力用機器にも適用することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明による保護リレー装置は、電流差動リレー演算部と、断線検出部とを備える。流差動リレー演算部は、保護区間の第１端に設けられた第１の電流変成器の検出値に基づく第１の交流電流と、保護区間の第２端に設けられた第２の電流変成器の検出値に基づく第２の交流電流とから算出された動作量と抑制量とに基づいて、保護区間の内部で故障が生じているか否かを判定する。断線検出部は、第１および第２の電流変成器の接続に断線が生じているか否かを検出する。断線検出部は、第１の判定部を含む。第１の判定部は、現時点の動作量から一定時間前の動作量を減じることによって第１の差分量を演算し、現時点の抑制量から一定時間前の抑制量を減じることによって第２の差分量を演算し、第１の差分量と第２の差分量の和の絶対値が第１の設定値以下であるという第１の判定条件が満たされているか否かを判定する。断線検出部は、第１の判定条件が満たされている場合に、第１および第２の電流変成器のいずれかの接続に断線が生じていると判定する。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、上記の第１の判定条件によってＣＴ断線の有無を判定することによって、保護区間の片端が非電源（負荷）であるような場合であってもＣＴ断線を正しく判定できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】送電線保護用の電流差動リレーについて説明するための図である。
【図２】図１の送電線のａ相で地絡故障が生じた場合の故障電流の経路を説明するための図である。
【図３】図２の各相の負荷電流および故障電流のベクトル図である。
【図４】図１の保護リレー装置のハードウェア構成を示すブロック図である。
【図５】図１の保護リレー装置の機能的構成を示すブロック図である。
【図６】図５のＣＴ断線検出部の機能的構成を示すブロック図である。
【図７】実施の形態２の保護リレー装置において、ＣＴ断線検出部の機能的構成を示すブロック図である。
【図８】実施の形態３の保護リレー装置において、ＣＴ断線検出部の機能的構成を示すブロック図である。
【図９】実施の形態４の保護リレー装置において、ＣＴ断線検出部の機能的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】
【００１１】
以下、各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。
【００１２】
＜実施の形態１＞
［電流差動リレーの概要］
図１は、送電線保護用の電流差動リレーについて説明するための図である。図１の回路図は実際には３相交流回路であるが、単線図で示している。
【００１３】
図１を参照して、３相送電線２のＰ端には３相電源（発電機）１が接続され、Ｑ端にはＹ−Δ結線の変圧器３を介在して負荷ＬＤが接続される。変圧器３の１次巻線（Ｙ結線）の中性点は接地されている。電流差動リレー方式による送電線保護システム１００は、送電線２のＰ端およびＱ端に設けられた電流変成器（ＣＴ）４＿１，４＿２と、保護リレー装置５＿１，５＿２とを含む。電流変成器４＿１，４＿２の間の送電線部分が保護区間である。
【００１４】
保護リレー装置５＿１（「Ｐ端リレー装置」とも称する）は電流変成器４＿１と接続され、電流変成器４＿１からＰ端の電流（電流変成器４＿１によって変換されたＰ端交流電流）を受ける。保護リレー装置５＿２（「Ｑ端リレー装置」とも称する）は電流変成器４＿２と接続され、電流変成器４＿２からＱ端の電流（電流変成器４＿２によって変換されたＱ端交流電流）を受ける。
【００１５】
さらに、保護リレー装置５＿１，５＿２は、通信回線６（マイクロ波通信回線または光ファイバ通信回線など）を介して相互に接続される。保護リレー装置５＿１は、Ｐ端の電流をデジタルデータに変換し、変換後のＰ端電流データを、通信回線６を介して保護リレー装置５＿２に送信する。保護リレー装置５＿２は、Ｑ端の電流をデジタルデータに変換し、変換後のＱ端電流データを、通信回線６を介して保護リレー装置５＿１に送信する。これによって、保護リレー装置５＿１，５＿２の各々は、Ｐ端およびＱ端の両方の交流電流データを取得する。
【００１６】
各保護リレー装置５＿１，５＿２は、Ｐ端電流データおよびＱ端電流データに基づいて、電流差動リレー方式によって保護区間の内部で故障が生じているか否かを判定する。具体的には、各保護リレー装置５＿１，５＿２は、キルヒホッフの電流則から、Ｐ端交流電流とＱ端交流電流との和が０のとき（電流変成器４＿１，４＿２の極性は互いに逆方向になっている）、内部事故は発生しておらず、Ｐ端交流電流とＱ端交流電流の和が０でないとき、内部事故が発生していると判定される。この故障判定は３相送電線２の各相ごとに行われる。実際には、外部事故の場合の故障電流に起因した誤差を考慮して比率差動リレー方式が用いられる（詳しくは、図５で説明する）。
【００１７】
保護リレー装置５＿１，５＿２は、内部事故と判定した場合は、送電線２のＰ端およびＱ端に設けられた遮断器（図示せず）に対して、開放信号（動作信号）をそれぞれ出力する。これによって、送電線の事故区間を電力系統から切り離すことができる。
【００１８】
［１線地絡故障の場合の問題点］
以下、背景技術で指摘した特開２０１１−１８８６３９号公報（特許文献１）および特開平１１−２０５９９８号公報（特許文献２）に開示された方法の問題点について詳しく説明する。
【００１９】
図２は、図１の送電線のａ相で地絡故障が生じた場合の故障電流の経路を説明するための図である。図３は図２の各相の負荷電流および故障電流のベクトル図である。
【００２０】
図２および図３を参照して、発電機１は、等価的にａ相、ｂ相、ｃ相の電圧源１ａ，１ｂ，１ｃで表されるものとする。電圧源１ａ，１ｂ，１ｃの中性点は接地極１ｇに接続される。発電機１は、ａ相、ｂ相、ｃ相の送電線２ａ，２ｂ，２ｃを介して変圧器３の一次巻線３ａ，３ｂ，３ｃと接続される。Ｙ結線の１次巻線３ａ，３ｂ，３ｃの中性点が接地極３ｇと接続される。
【００２１】
正常時（故障前）には、送電線２ａ，２ｂ，２ｃにそれぞれ負荷電流ＩＬａ，ＩＬｂ，ＩＬｃが流れる。図３（Ａ）のベクトル図は、正常時におけるＰ端の負荷電流（ａ相、ｂ相、ｃ相の電流変成器４＿１ａ，４＿１ｂ，４＿１ｃによってそれぞれ検出される）を示し、図３（Ｂ）のベクトル図は、正常時におけるＱ端の負荷電流（ａ相、ｂ相、ｃ相の電流変成器４＿２ａ，４＿２ｂ，４＿２ｃによってそれぞれ検出される）を示す。負荷ＬＤは、抵抗性成分に他に容量性成分を含むものとする。このため、Ｐ端ＣＴで検出される負荷電流ＩＬａ，ＩＬｂ，ＩＬｃは、Ｐ端の３相電圧Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃよりも位相が進んでいる。Ｑ端ＣＴの極性はＰ端ＣＴの極性と逆であるので、Ｑ端ＣＴで検出される負荷電流ＩＬａ，ＩＬｂ，ＩＬｃはＰ端負荷電流を反転したもの（位相が１８０°異なる）となっている。
【００２２】
図２に示すように、故障点ＦＰにおいてａ相送電線２ａに地絡故障が生じると、地絡電流ＩＦがａ相送電線２ａの故障点ＦＰから大地へ流れる。大地へ流れた地絡電流ＩＦは、電源端（Ｐ端）の接地極１ｇと非電源端（Ｑ端）の接地極３ｇとに向かって分流する。ここで、Ｐ端接地極１ｇに向かう電流をＩＦＰとし、Ｑ端接地極３ｇに向かう電流をＩＦＱとする。地絡電流ＩＦは、ＩＦ＝ＩＦＰ＋ＩＦＱとなる。Ｑ端側に分流した地絡電流ＩＦＱは、変圧器３の１次巻線（Ｙ結線）３ａ，３ｂ，３ｃの中性点に達する。そして、この中性点から送電線の健全相であるｂ相とｃ相とに分流する。この結果、ｂ相、ｃ相の送電線２ｂ，２ｃにはＱ端からＰ端に戻る方向に帰還故障電流ＩＦＱ／２がそれぞれ流れる。
【００２３】
図３（Ｃ）のベクトル図は、ａ相地絡故障時においてＰ端の電流変成器４＿１で検出された、負荷電流ＩＬａ，ＩＬｂ，ＩＬｃと故障電流ＩＦと帰還故障電流ＩＦＱ／２とを示す。図３（Ｄ）のベクトル図は、ａ相地絡故障時においてＱ端の電流変成器４＿２で検出された、負荷電流ＩＬａ，ＩＬｂ，ＩＬｃと帰還故障電流ＩＦＱ／２とを示す。ａ相地絡故障のために、Ｐ端およびＱ端で検出された負荷電流ＩＬａの大きさは正常時よりも小さくなっている。
【００２４】
ａ相送電線２ａを流れる故障電流ＩＦはａ相送電線２ａのインダクタンスの影響を受けるために、ａ相電圧Ｖａよりも位相が９０°近く遅れる。ａ相故障電流ＩＦは、Ｐ端の電流変成器４＿１ａでは検出されるが、Ｑ端の電流変成器４＿２ａでは検出されない。ｂ相およびｃ相の送電線２ｂ，２ｃを介してＱ端からＰ端に帰還する故障電流ＩＦＱ／２は、ａ相の故障電流ＩＦとは逆方向である。帰還故障電流ＩＦＱ／２は、Ｐ端の電流変成器４＿１ｂ，４＿１ｃおよびＱ端の電流変成器４＿２ｂ，４＿２ｃのいずれにおいても検出される。
【００２５】
ここで、ｂ相の各電流変成器４＿１ｂ，４＿２ｂによって検出される電流は、ｂ相の負荷電流ＩＬｂと、Ｑ端からＰ端に送電線２ｂを介して帰還する故障電流ＩＦＱ／２との合成電流である。図３（Ｃ）および図３（Ｄ）に示すように、負荷電流ＩＬｂと帰還故障電流ＩＦＱ／２とは、互いに逆方向であり、相殺する関係にある。したがって、故障前にｂ相の各電流変成器４＿１ｂ，４＿２ｂによって検出される電流（負荷電流ＩＬｂに等しい）と比較すると、故障時のｂ相の検出電流の大きさは減少する。
【００２６】
このため、特開２０１１−１８８６３９号公報（特許文献１）で開示されているように、ある一定時間前の抑制量（Ｐ端電流の大きさとＱ端電流の大きさとの和）と現時点の抑制量との差分量が設定値以上である場合にＣＴ断線であると判定する方法を採用したとすると、健全相であるｂ相においてＣＴ断線と誤判定する可能性がある。さらに、ｂ相負荷電流ＩＬｂと帰還故障電流ＩＰＱ／２とが完全に相殺しない場合には、現時点の抑制量が所定値以上の場合に上記のＣＴ断線判定を有効とする誤判定防止機能が有効とならない可能性がある。地絡故障が一過性の故障の場合には、故障除去後のＰ端電流およびＱ端電流は負荷電流に等しい値に戻るため零電流にはならない。したがって、故障除去後も誤判定防止機能は有効にはならない。
【００２７】
さらに、特開平１１−２０５９９８号公報（特許文献２）で開示されているように、３相のうちいずれかの相の電流が零でありかつ他の相の電流が設定値より大きい場合に、電流零の相のＣＴが断線していると判断する手法を採用したとすると、健全相であるｂ相においてＣＴ断線と誤判定する可能性がある。なぜなら、上述したように、ａ相地絡故障時にはＰ端およびＱ端で検出されるｂ相電流が零電流付近となり、他の相は設定以上となる可能性があるからである。
【００２８】
図２のＱ端の変圧器に代えて電源が接続されている場合には、ａ相地絡故障時の故障電流ＩＦＱ／２は健全相の送電線２ｂ，２ｃに流れ込むことはない（電源のインピーダンスのため）。このため、特許文献１，２に記載のＣＴ断線判定方法を用いても上記のような誤判定は生じない。
【００２９】
以下に説明するように、実施の形態１の保護リレー装置は、保護区間の両端に電源が接続されている場合にも、保護区間の片側のみに電源が接続されている場合にも、ＣＴ断線を正確に判定することが可能な方法を提供する。
【００３０】
［保護リレー装置のハードウェア構成］
図４は、図１の保護リレー装置のハードウェア構成を示すブロック図である。図４を参照して、デジタル保護リレー装置５（図１の５＿１，５＿２）は、補助変成器４２＿１，４２＿２，…を内蔵する入力変換ユニット４１と、デジタルリレーユニット４３とを含む。
【００３１】
入力変換ユニット４１は、図１の電流変成器４＿１，４＿２で各相ごとに取得された３相交流電流の電流信号が入力される入力部である。各補助変成器４２は、電流変成器４＿１，４＿２からの電流信号をデジタルリレーユニット４３での信号処理に適した電圧レベルの電圧信号に変換する。
【００３２】
デジタルリレーユニット４３は、アナログフィルタ（ＡＦ：Analog  Filter）４４＿１，４４＿２，…と、サンプルホールド回路（Ｓ／Ｆ：Sample  Hold  Circuit）４５＿１，４５＿２，…と、マルチプレクサ（ＭＰＸ：Multiplexer）４６と、アナログデジタル（Ａ／Ｄ：Analog  to  Digital）変換器４７とを含む。デジタルリレーユニット４３は、さらに、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）４８と、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）４９と、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）５０と、デジタル入力（Ｄ／Ｉ：Digital  Input）回路５１と、デジタル出力（Ｄ／Ｏ：Digital  Output）回路５２と、これらの各構成要素を接続するバス５３とを含む。
【００３３】
各アナログフィルタ４４は、Ａ／Ｄ変換の際の折返し誤差を除去するために設けられたローパスフィルタである。各サンプルホールド回路４５は、対応のアナログフィルタ４４を通過した信号を所定のサンプリング周波数でサンプリングして保持する。マルチプレクサ４６は、サンプルホールド回路４５＿１，４５＿２，…に保持された電圧信号を順次選択する。Ａ／Ｄ変換器４７は、マルチプレクサによって選択された電圧信号をデジタル値に変換する。ＣＰＵ４８は、ＲＯＭ５０および図示しない外部記憶装置に格納されたプログラムに従って動作し、Ａ／Ｄ変換器４７から出力されたデジタルデータに基づいて各種の保護要素の演算を行う。デジタル出力回路５２からは、遮断器を開放するための開放指令が出力される。
【００３４】
［保護リレー装置の機能的構成］
図５は、図１の保護リレー装置の機能的構成を示すブロック図である。図５では、図１のＰ端リレー装置５＿１の機能的構成を代表的に説明する。Ｑ端リレー装置５＿２の機能的構成は、図５において「Ｐ端」と「Ｑ端」とを入れ替えたものに相当する。
【００３５】
図５を参照して、Ｐ端リレー装置５＿１は、機能的に見ると、Ｐ端入力部７と、Ｑ端入力部８と、同期処理部９と、電流差動リレー演算部１０と、ＣＴ断線検出部１１と、論理ゲート１２とを含む。これらの機能のうちの一部は図４の専用回路（Ａ／Ｄ変換器４７など）によって実現されるが、ほとんど機能は図４のＣＰＵ４８によってプログラム実行されることによって実現される。無論、これらの機能の一部または全部をＣＰＵに代えて専用回路を用いて実現することもできる。
【００３６】
Ｐ端入力部７は、自端（Ｐ端）の電流変成器４＿１からの電流信号を受け、入力されたＰ端電流信号をデジタル変換する。Ｐ端入力部７は、変換後のデジタル電流データを図１の通信回線６を介してＱ端リレー装置５＿２に伝送するとともに、同期処理部９へ出力する。Ｐ端入力部７は、図４の入力変換ユニット４１、ＡＤ変換器４７、ＣＰＵ４８、およびデジタル出力回路５２などに対応する。
【００３７】
Ｑ端入力部８は、相手端（Ｑ端）から図１の通信回線６を介してデジタル電流データを受信し、受信したデジタル電流データを同期処理部９へ出力する。Ｑ端入力部８は、図４のデジタル入力回路５１およびＣＰＵ４８などに対応する。
【００３８】
同期処理部９は、相手端（Ｑ端）からのデジタル電流データの伝送遅れ分だけ、自端（Ｐ端）からのデジタル電流データを遅延させる。これによって、Ｐ端の電流データとＱ端の電流データとは同期化（同時刻化）される。同期化後の両端の電流データは、電流差動リレー演算部１０に入力される。同期処理部９は、図４のＣＰＵ４８に対応する。
【００３９】
電流差動リレー演算部１０は、同期化後の両端の電流データに基づいて、送電線２の保護区間内での故障発生を判定する。電流差動リレー演算部１０は、図４のＣＰＵ４８に対応する。以下、電流差動リレー演算部１０でのリレー演算の内容を説明する。
【００４０】
電流差動リレー演算部１０では、３相（ａ相、ｂ相、ｃ相）の各相ごとに動作量と抑制量の演算を行い、各相ごとに故障判定をおこなう。現時点のＰ端交流電流をＩＰ（ｔ）とし、現時点のＱ端交流電流をＩＱ（ｔ）とすると、現時点の動作量ＩＯＰ（ｔ）と抑制量ＩＲＥ（ｔ）は、
IOP(t)＝（IP(t)＋IQ(ｔ)）rms      …(1)
IRE(t)＝（IP(ｔ)）rms＋（IQ(t)）rms      …(2)
のように演算される。ここで、ｒｍｓは実効値であることを示す。実効値に代えて振幅値とすることもできる。
【００４１】
送電線２の保護区間の内部故障の場合には、動作量ＩＯＰ（ｔ）は急増する。外部故障または通常の負荷電流状態の場合には、動作量ＩＯＰ（ｔ）はほぼ零である。これにより故障判定が可能となる。ただし、外部故障などで保護区間内を通過する電流が増加するためにＣＴ誤差が大きくなると、その誤差分が動作量ＩＯＰ（ｔ）に現れる。このような誤差による不要動作を防止するために、抑制量ＩＲＥ（ｔ）によってリレー動作を抑制する。一般に、Ｃ１を比率設定値、Ｃ２を最小設定値として、
ＩＯＰ（ｔ）≧Ｃ１×ＩＲＥ（ｔ）＋Ｃ２      …(3)
の条件が満たされると内部故障と判定される。このようにして、図１の保護リレー装置５＿１，５＿２は、故障判定を行う。
【００４２】
ＣＴ断線検出部１１は、電流差動リレー演算部１０で演算された動作量と抑制量とそれらの演算に供される電流データＩＰ（ｔ），ＩＱ（ｔ）とを使ってＣＴの２次側ケーブルの断線判定を行い、判定結果を論理ゲート１２およびＣＴ断線警報部３９に出力する。ＣＴ断線検出部１１の詳細な動作は、図６を参照して後述する。ＣＴ断線検出部１１は、図４のＣＰＵ４８に対応する。
【００４３】
論理ゲート１２は、電流差動リレー演算部１０による内部故障の判定結果とＣＴ断線検出部１１によるＣＴ断線の判定結果を受ける。論理ゲート１２は、内部故障であると判定され（電流差動リレー演算部１０の出力が“１”）、かつＣＴ断線でないと反転された（でＣＴ断線検出部１１の出力が“０”）場合に、図１のＰ端側の遮断器に開放指令を出力する。したがって、ＣＴ断線検出部１１によってＣＴ断線であると判定された場合には、電流差動リレー演算部１０の出力が阻止される。論理ゲート１２は、図４のＣＰＵ４８およびデジタル出力回路５２などに対応する。
【００４４】
ＣＴ断線警報部３９は、ＣＴ断線検出部１１によってＣＴ断線と判定された場合に、音、光、または画面表示などによって警報を発する。
【００４５】
［ＣＴ断線検出部の機能的構成および動作］
図６は、図５のＣＴ断線検出部の機能的構成を示すブロック図である。図６のブロック図は、ａ相のＣＴ断線検出部１１ａを示す。ａ相のＣＴ断線検出部１１ａは、対応するａ相の電流差動リレー演算部１０ａの出力を阻止するためのものである。ｂ相およびｃ相のＣＴ断線検出部の動作も同様であり、それぞれ対応するｂ相およびｃ相の電流差動リレー演算部の出力を阻止するためのものである。以下ではａ相のＣＴ断線検出部１１ａを代表として説明する。
【００４６】
（１．全体構成）
図６に示すように、ａ相のＣＴ断線検出部１１ａは、機能的に見ると、判定部２０ａ，２１ａ，２４ａ，２５ａと、論理ゲート２２ａ，２６ａ，２７ａ，２８ａと、ＲＳフリップフロップ２３ａとを含む。
【００４７】
判定部２０ａは、ａ相の電流差動リレー演算部１０ａで演算された動作量と抑制量の入力を受ける。判定部２０ａは、現時点の動作量ＩＯＰ（ｔ）よりも一定時間Ｔだけ前の動作量ＩＯＰ（ｔ−Ｔ）を現時点の動作量ＩＯＰ（ｔ）から減じた差分量ΔＩＯＰ（ｔ）と、現時点の抑制量ＩＲＥ（ｔ）よりも一定時間Ｔだけ前の抑制量ＩＲＥ（ｔ−Ｔ）を現時点の抑制量ＩＲＥ（ｔ）から減じた差分量ΔＩＲＥ（ｔ）とを算出する。差分量ΔＩＯＰ（ｔ）およびΔＩＲＥ（ｔ）は、
ΔIOP(t)＝IOP(t)−IOP(ｔ−T)      …(4)
ΔIRE(t)＝IRE(t)−IRE(ｔ−T)      …(5)
で表される。ここで、一定時間Ｔは通常数サイクルから１０数サイクル程度に設定される。判定部２０ａは、これらの差分量ΔＩＯＰ（ｔ）およびΔＩＲＥ（ｔ）の和の絶対値を演算し、演算結果が設定値Ｋ１以下の場合に出力を活性化する（図６の場合、出力を“１”にする）。判定部２０ａの判定条件は、
｜ΔIOP(t)＋ΔIRE(t)｜≦K1      …(6)
で表される。
【００４８】
判定部２１ａは、上記の式（４）で表される動作量の差分量ΔＩＯＰ（ｔ）が設定値Ｋ２以上のときに出力を活性化する（図６の場合、出力を“１”にする）。すなわち、判定部２１ａは、
ΔIOP(t)≧K2      …(7)
の判定条件が満たされているか否かを判定する。
【００４９】
判定部２４ａは、現時点のａ相のＰ端電流の実効値ＩＰａ（ｔ）ｒｍｓが設定値Ｋ３以上のときに出力を活性化する（図６の場合、出力を“１”にする）。実効値に代えて振幅値にしてもよく、この明細書の他の部分においても同様である。
【００５０】
判定部２５ａは、現時点のａ相のＱ端電流の実効値ＩＱａ（ｔ）ｒｍｓが設定値Ｋ３以上のときに出力を活性化する（図６の場合、出力を“１”にする）。実効値に代えて振幅値にしてもよい。
【００５１】
論理ゲート２２ａは、判定部２０ａおよび２１ａの出力の論理積を演算し、演算結果をＲＳフリップフロップ２３ａのセット端子Ｓに出力する。ＲＳフリップフロップ２３ａは、セット端子Ｓに入力信号を受けたとき（すなわち、セット端子Ｓの入力が活性化されたとき）セット状態になる。断線時に判定部２０ａの出力が活性化されるのは一時的なので、論理ゲート２２ａの出力を保持するためにＲＳフリップフロップ２３ａが設けられている。
【００５２】
ＲＳフリップフロップ２３ａの出力は、論理ゲート１２ａおよび図５のＣＴ断線警報部３９に入力される。判定部２０ａおよび２１ａの出力が両方とも活性化されたときにＣＴ断線と判定され、ＲＳフリップフロップ２３ａの出力が活性化される。ＣＴ断線と判定された場合には、論理ゲート１２ａによってａ相の電流差動リレー演算部の動作が阻止される。後述するように、判定部２１ａは、負荷電流が比較的小さいときの不要動作を防ぐために設けられているので、基本的には判定部２０ａの出力が活性化されたときにＣＴ断線と判定されると考えてよい。
【００５３】
論理ゲート２６ａは、判定部２４ａおよび２５ａの出力の論理積を演算し、演算結果をＲＳフリップフロップ２３ａのリセット端子Ｒに出力する。論理ゲート２６ａの出力が活性化されたとき、ＲＳフリップフロップ２３ａはリセットされる。これによって、ａ相のＣＴ断線検出部１１ａは通常状態に復帰する。
【００５４】
論理ゲート２７ａ，２８ａは、ＣＴ断線と判定された場合に、Ｐ端でのＣＴ断線かＱ端でのＣＴ断線かを判定するために設けられている。論理ゲート２７ａは、フリップフロップ２３ａの出力が活性化し、判定部２５ａの出力が活性化し、判定部２４ａの出力が非活性の場合に（すなわち、ＣＴ断線と判定された場合において、ａ相Ｐ端交流電流の実効値または振幅値が設定値Ｋ３未満であり、かつ、ａ相Ｑ端交流電流の実効値または振幅値が設定値Ｋ３以上である場合に）、ａ相のＰ端においてＣＴ断線が発生したと判定する。論理ゲート２８ａは、フリップフロップ２３ａの出力が活性化し、判定部２４ａの出力が活性化し、判定部２５ａの出力が非活性の場合に（すなわち、ＣＴ断線と判定された場合において、ａ相Ｐ端交流電流の実効値または振幅値が設定値Ｋ３以上であり、かつ、ａ相Ｑ端交流電流の実効値または振幅値が設定値Ｋ３未満である場合に）、ａ相のＱ端においてＣＴ断線が発生したと判定する。以下、具体的な事例におけるＣＴ断線検出部１１ａの動作について説明する。
【００５５】
（２．送電線の内部故障時の動作）
まず、送電線が内部故障の場合のＣＴ断線検出部１１ａの動作について説明する。送電線２に内部故障が発生した直後において、現時点は故障中であり、一定時間前（Ｔ時間前）は故障発生前である。一定時間前（故障発生前）のＰ端交流電流およびＱ端交流電流は負荷電流ＩＬに等しい。負荷電流ＩＬは図２で説明したように、Ｐ端ＣＴ４＿１およびＱ端ＣＴ４＿２を通過して流れる。
【００５６】
故障発生中のＰ端故障電流をＩＦ１とし、Ｑ端故障電流をＩＦ２とする。故障電流ＩＦ１はＰ端の電源から故障点ＦＰに向かって流れる電流であり、故障電流ＩＦ２はＱ端の電源から故障点ＦＰに向かって流れる電流である。図２に示すように、Ｑ端に電源が接続されていない場合には、故障電流ＩＦ２は零になる。さらに故障中の負荷電流をＩＬｆと記載する。両端のＣＴの極性は逆極性に接続されており、これによって、外部故障または負荷電流の場合のように保護区間を電流が通過する場合に動作量が０になる。
【００５７】
そうすると、上式（１）および（２）に基づいて、
IOP(t)＝(IF1+IF2)rms      …(8)
IRE(t)＝(ILf＋IF1)rms＋(ILf＋IF2)rms      …(9)
IOP(t-T)＝(IL−IL)rms＝0      …(10)
IRE(t-T)＝ILrms＋ILrms＝2×ILrms      …(11)
の関係式が得られる。上式（８）〜（１１）を、上式（４）および（５）に代入することによって、
ΔIOP(t)＝IOP(t)−IOP(ｔ−T)＝(IF1+IF2)rms      …(12)
ΔIRE(t)＝IRE(t)−IRE(ｔ−T)
＝(ILf＋IF1)rms＋(ILf＋IF2)rms−2×ILrms      …(13)
の関係式が得られる。
【００５８】
通常、送電線２のＰ端およびＱ端の両端に電源が接続された両端電源の電力系統の場合において、Ｐ端からの故障電流ＩＦ１の大きさおよびＱ端からの故障電流ＩＦ２の大きさは、いずれも負荷電流ＩＬｒｍｓの大きさより大きい。送電線２のＰ端のみに電源が接続された片端電源の電力系統の場合であっても、電源端（Ｐ端）からの故障電流ＩＦ１の大きさは負荷電流ＩＬｒｍｓの大きさよりも大きい。したがって、上式（１３）からΔＩＲＥ（ｔ）＞０が成立する。さらに、ΔＩＯＰ（ｔ）＞０も成立するので、ΔＩＯＰ（ｔ）＋ΔＩＲＥ（ｔ）は設定値Ｋ１よりも大きくなる。よって、上式（６）のＣＴ断線の判定条件は成立しない。
【００５９】
（３．Ｐ端のＣＴ断線時の動作）
次に、Ｐ端ＣＴ４＿１においてＣＴ断線が発生した直後のＣＴ断線検出部１１ａの動作について説明する。Ｐ端でＣＴ断線が発生した直後において、現時点はＣＴ断線中であり、一定時間前（Ｔ時間前）はＣＴ断線前である。したがって、ＣＴ断線前のＰ端交流電流およびＱ端交流電流の実効値は、ＩＰａ（ｔ−Ｔ）ｒｍｓ＝ＩＱａ（ｔ−Ｔ）ｒｍｓ＝ＩＬｒｍｓ（負荷電流ＩＬの実効値）となる。Ｐ端のＣＴ断線中のＰ端交流電流の実効値ＩＰａ（ｔ）ｒｍｓは０と検出され、Ｑ端交流電流の実効値ＩＱａ（ｔ）ｒｍｓはＩＬｒｍｓとなる。
【００６０】
したがって、上式（１）および（２）に基づいて、
IOP(t)＝(0＋IL)rms＝ILrms      …(14)
IRE(t)＝0＋ILrms＝ILrms      …(15)
IOP(t-T)＝(IL−IL)rms＝0      …(16)
IRE(t-T)＝ILrms＋ILrms＝2×ILrms      …(17)
の関係式が得られる。上式（１４）〜（１７）を、上式（４）および（５）に代入することによって、
ΔIOP(t)＝IOP(t)−IOP(ｔ−T)＝ILrms      …(18)
ΔIRE(t)＝IRE(t)−IRE(ｔ−T)＝-ILrms      …(19)
の関係式が得られる。
【００６１】
したがって、ΔＩＯＰ（ｔ）＋ΔＩＲＥ（ｔ）＝０となるので、上式（６）で表される判定部２０ａの判定条件が成立する。さらに、上式（１８）から、ΔＩＯＰ（ｔ）＝Ｉｒｍｓ≧Ｋ２＞０  となるので、上式（７）で表される判定部２１ａの判定条件が成立する。したがって、ＣＴ断線と判定できる。負荷電流ＩＬｒｍｓが小さい場合の不要出力を防ぐために、上式（６）だけでなく、上式（６）および（７）の判定条件が両方とも成立したときにＣＴ断線と判定している。
【００６２】
（４．ａ相地絡故障の除去時の動作）
次に、送電線２のａ相地絡故障が除去された場合のＣＴ断線検出部１１ａの動作について説明する。送電線２が地絡故障から復帰した直後には、現時点が通常状態（負荷電流ＩＬが両端に流れる状態）であり、一定時間前（Ｔ時間前）が故障中である。したがって、差分量ΔＩＯＰ（ｔ）およびΔＩＲＥ（ｔ）は、それぞれ前述の式（１２）および（１３）の符号を反対にしたものとなり、いずれも負の値になる。したがって、判定部２０ａの判定条件（６）および判定部２１ａの判定条件（７）のいずれも成立しない。このように、判定条件（６）および（７）によって故障除去時のＣＴ断線検出部１１の不要判定を防止できる。
【００６３】
（５．１線地絡故障時の健全相について判定動作）
Ｑ端に電源が接続されていない場合において、１線地絡故障時の健全相の判定動作について説明する。健全相については、現時点（故障中）の動作量ＩＯＰ（ｔ）は０である。なぜなら、図２の帰還故障電流ＩＦＱ／２は、Ｑ端からＰ端の方向に送電線２を通過する電流であるからである。したがって、式（４）および（１０）からΔＩＯＰ（ｔ）＝０となる。よって、式（７）で表される判定部２１ａの判定条件は成立しない。
【００６４】
一方、図２で説明したように帰還故障電流ＩＦＱ／２と負荷電流ＩＬとが相殺する場合があり得るので、この場合には現時点の健全相の抑制量ＩＲＥ（ｔ）は０となり得る。したがって、式（５）および（１１）から、ΔＩＲＥ（ｔ）＝−２×ＩＬｒｍｓとなる。よって、｜ΔＩＯＰ（ｔ）＋ΔＩＲＥ（ｔ）｜＝２×ＩＬｒｍｓとなるので、式（６）で表される判定部２０ａの判定条件は成立しない。以上により、従来技術の説明したような問題は、本実施の形態の保護リレー装置では生じないことがわかる。
【００６５】
（６．その他の注意事項）
判定部２０ａの判定条件の設定値Ｋ１としては、ＣＴ断線時に電流差動リレー演算部１０の動作を確実にブロックするために、電流差動リレー演算部１０が動作する動作量の最小値より小さい値が用いられる。判定部２１ａの判定条件の設定値Ｋ２としては、設定値Ｋ１と同じ値を選択してもよい。
【００６６】
判定部２０ａの判定条件（６）は、現時点からさらに一定時間Ｔが経過したときには、現時点もＴ時間前も故障状態または現時点もＴ時間前もＣＴ断線状態となるために、成立しなくなる。したがって、ＣＴ断線を検出した状態をラッチして継続するために、図６に示すＲＳフリップフロップ２３ａが設けられている。ＣＴ断線検出を解除する条件として、保護区間の両端で電流が流れているという判定部２４ａ，２５ａの判定条件が用いられる。すなわち、
IPa(t)rms≧K3  かつ  IQa(t)rms≧K3      …(20)
が成立するとき、ＲＳフリップフロップ２３ａにリセット入力される。設定値Ｋ３としては、電流の有無を検出するための設定であるので、不要検出しないようにできるだけ高感度に（小さい値に）設定することが推奨される。
【００６７】
［効果］
このように、実施の形態１による保護リレー装置のＣＴ断線検出回路は、動作量の差分量（現時点と一定時間前との差）と抑制量の差分量との和の絶対値が設定値Ｋ１以下であるとともに、動作量の差分量が設定値Ｋ２以上である場合にＣＴ断線と判定するように構成されている。これによって、ＣＴ断線と線路故障の場合を区別できるとともに、送電線の片端のみに電源が接続されている場合にも正しくＣＴ断線を検出することができる。
【００６８】
さらに、上記のＣＴ断線の判定結果に、自端および相手端のうちのいずれの電流実効値が設定値Ｋ３を超えているかという判定を付加することによって、自端および相手端のどちらでＣＴ断線が生じているかを判定することができる。
【００６９】
［変形例］
式（７）で表される判定部２１ａの判定条件に代えて、
ΔIRE(t)＜-K2      …(21)
を用いることもできる。ＣＴ断線時には、理想的にはΔＩＯＰ（ｔ）＋ΔＩＲＥ（ｔ）＝０が成立するので、ΔＩＯＰ（ｔ）≧Ｋ２という式（７）は、上式（２１）に変更することができる。
【００７０】
＜実施の形態２＞
実施の形態１では、動作量の差分量ΔＩＯＰ（ｔ）と抑制量の差分量ΔＩＲＥ（ｔ）との和の絶対値が設定値Ｋ１以下であるいう第１判定条件（式（６））と、動作量の差分量ΔＩＯＰ（ｔ）が設定値Ｋ２以上であるという第２判定条件（式（７））とに基づいて、ＣＴ断線が生じているか否かを判定した。実施の形態２では、動作量の差分量が設定値Ｋ４（設定値Ｋ４は故障電流に相当する大きさであり、設定値Ｋ２よりも大きい）以上の場合には、上記の第１判定条件および第２判定条件に基づくＣＴ断線判定を阻止するようにしたものである。この構成によれば、負荷電流より大きい故障電流による動作量については、ＣＴ断線ではないと判定できるため、より信頼性の高いＣＴ断線検出を行うことができる。以下、図面を参照して詳しく説明する。
【００７１】
図７は、実施の形態２の保護リレー装置において、ＣＴ断線検出部の機能的構成を示すブロック図である。図７のＣＴ断線検出部１１ａは、判定部３０ａをさらに含む点で図６のＣＴ断線検出部１１ａと異なる。判定部３０ａは、動作量の差分量ΔＩＯＰ（ｔ）が設定値Ｋ４以上のとき、判定部２０ａ，２１aの出力が活性化されている場合であっても、論理ゲート２２ａの出力が非活性化されるようにする。すなわち、ＣＴ断線検出は、動作量の差分量ΔＩＯＰ（ｔ）が設定値Ｋ４未満のとき有効になる。
【００７２】
設定値Ｋ４は、負荷電流の最大値より大きく設定する。式（１４）で示されているように、ＣＴ断線時にはＩＯＰ（ｔ）は負荷電流ＩＬｒｍｓに等しくなり、それを超えることはあり得ない。このため、上記の判定部３０ａの判定条件を付加することによって、故障時の予想しない電流変化によるＣＴ断線の不要検出を防止することできる。
【００７３】
判定部３０ａでは、負荷電流を超える故障電流が発生したことが判定できればよいので、必ずしも動作量の差分量ΔＩＯＰ（ｔ）が設定値Ｋ４以上となることを判定する必要はない。したがって、判定部３０ａは、上記の判定に代えて、単に動作量ＩＯＰ（ｔ）が設定値Ｋ４以上であること、または、Ｐ端電流ＩＰａ（ｔ）の実効値または振幅値が設定値Ｋ４以上であること、または、Ｑ端電流ＩＱａ（ｔ）の実効値または振幅値が設定値Ｋ４以上であることを判定してもよい。
【００７４】
このように、実施の形態２の保護リレー装置では、動作量または動作量の差分量もしくはＰ端またはＱ端の電流実効値が設定値Ｋ４以上の場合には、線路故障であると判定して、実施の形態１で説明した方法によるＣＴ断線判定を阻止するようにした。この結果、ＣＴ断線判定の信頼性を向上させることができる。
【００７５】
＜実施の形態３＞
実施の形態１では、動作量の差分量ΔＩＯＰ（ｔ）と抑制量の差分量ΔＩＲＥ（ｔ）との和の絶対値が設定値Ｋ１以下であるいう第１判定条件（式（６））と、動作量の差分量ΔＩＯＰ（ｔ）が設定値Ｋ２以上であるという第２判定条件（式（７））とに基づいて、ＣＴ断線が生じているか否かを判定した。実施の形態３では、ＣＴ断線の判定条件に、自端電流の実効値（たとえば、ＩＰａ（ｔ）ｒｍｓ）と相手端電流の実効値（たとえば、ＩＱａ（ｔ）ｒｍｓ）とのうちのいずれか一方が設定値Ｋ３以上となり、他方が設定値Ｋ３未満であるという第３判定条件をさらに付加する（実効値に代えて振幅値であってもよい）。ＣＴ断線の場合は、両端電流の内のどちらか一方だけの電流が零になるので（両端のＣＴが同時に断線するという確率は極めて低い）、ＣＴ断線判定の信頼性をより向上させることができる。以下、図面を参照して詳しく説明する。
【００７６】
図８は、実施の形態３の保護リレー装置において、ＣＴ断線検出部の機能的構成を示すブロック図である。図８のＣＴ断線検出部１１ａは、論理ゲート３３ａをさらに含む点で図６のＣＴ断線検出部１１ａと異なる。論理ゲート３３ａは、判定部２４ａの出力と判定部２５ａとの出力との排他的論理和を演算し、演算結果を論理ゲート２２ａに出力する。論理ゲート２２ａは、判定部２０ａの出力、判定部２１ａの出力、および論理ゲート３３ａの出力がいずれも活性状態（図８の場合、出力“１”）のとき、ＲＳフリップフロップ２３ａをセット状態にするためのセット信号を出力する。これによって、両端電流のうちいずれか一方のみに電流が流れているとＣＴによって検出されている場合にのみＣＴ断線と判定することが可能になる。
【００７７】
一般に、送電線２に負荷電流が流れている場合には、Ｐ端およびＱ端のうちＣＴ断線が生じた方のみ電流検出値が０になる。実施の形態３の保護リレー装置では、Ｐ端電流のＱ端電流の両方とも検出されている場合、または両方とも検出されていない場合には、ＣＴ断線と判定されないので、ＣＴ断線判定の信頼性を上げることできる。
【００７８】
＜実施の形態４＞
実施の形態１では、ＣＴ断線検出部１１ａはＣＴ断線を検出した場合に、その検出結果をＲＳフリップフロップ２３ａによってラッチするようにした。そして、送電線２の両端電流がいずれも設定値Ｋ３以上のときラッチ状態から復帰されるようにした。実施の形態４では、ラッチ状態から復帰条件の変形例として、自端（たとえば、Ｐ端）の電流ＩＰａ（ｔ）の実効値または振幅値が設定値Ｋ３以上ありかつ自端（Ｐ端）の動作量ＩＯＰａ（ｔ）が設定値Ｋ３未満であることを復帰条件とすることによって、相手端（Ｑ端）電流による判定を不要としたことが特徴である。以下、図面を参照して詳しく説明する。
【００７９】
図９は、実施の形態４の保護リレー装置において、ＣＴ断線検出部の機能的構成を示すブロック図である。図９のＣＴ断線検出部１１ａは、判定部２５ａに代えて判定部３１ａを含む点で図６のＣＴ断線検出部１１ａと異なる。判定部３１ａは、動作量ＩＯＰａ（ｔ）が設定値Ｋ３未満であるか否かを判定する。判定部３１ａの判定結果は、論理ゲート２６ａにその論理レベルを反転せずにそのまま入力され、論理ゲート２７ａ，２８ａにその論理レベルを反転して入力される。
【００８０】
自端（Ｐ端）のＣＴの断線の場合には、自端電流が０であり、かつ、相手端（Ｑ端）電流が設定値Ｋ３以上あるので、動作量は設定値Ｋ３以上であることになる。一方、自端（Ｐ端）のＣＴ断線が解除されたとき、自端（Ｐ端）電流は設定値Ｋ３以上となりかつ動作量は設定値Ｋ３未満となるので、その条件をラッチ状態の解除条件として用いる。具体的に図９の場合、判定部２４ａは、Ｐ端電流の実効値ＩＰａ（ｔ）ｒｍｓが設定値Ｋ３以上のとき出力を活性化し（“１”にする）、判定部３１ａは、Ｐ端の動作量ＩＯＰａ（ｔ）が設定値Ｋ３未満のとき出力を活性化する（“１”にする）。論理ゲート２６ａは、判定部２４ａの出力と判定部３１ａの出力との論理和をフリップフリップ２３ａのリセット端子（Ｒ）に入力する。
【００８１】
自端（Ｐ端）および他端（Ｑ端）のどちらでＣＴ断線が生じているかを判定するために、論理ゲート２７ａ，２８ａが設けられている。自端（Ｐ端）でＣＴ断線が生じた場合には、Ｐ端電流の実効値または振幅値が設定値Ｋ３未満となり（判定部２４ａの出力が非活性化する）、かつ、Ｐ端の動作量が設定値Ｋ３以上となる（判定部３１ａの出力が非活性化する）。論理ゲート２７ａによってこれらの条件が満たされているか否かが判定される。具体的に、論理ゲート２７ａは、フリップフロップ２３ａの出力信号と、判定部２４ａの出力信号の論理レベルを反転した信号と、判定部３１ａの出力信号の論理レベルを反転した信号との論理和を演算する。演算結果がハイレベル（“１”）のとき、Ｐ端でＣＴ断線が生じていることになる。
【００８２】
一方、相手端（Ｑ端）でＣＴ断線が生じた場合には、Ｐ端電流の実効値または振幅値が設定値Ｋ３以上となり（判定部２４ａの出力が活性化する）、かつ、Ｐ端の動作量が設定値Ｋ３以上となる（判定部３１ａの出力が非活性化する）。論理ゲート３２ａによってその条件が満たされているか否かが判定される。具体的に、論理ゲート３２ａは、フリップフロップ２３ａの出力信号と、判定部２４ａの出力信号と、判定部３１ａの出力信号の論理レベルを反転した信号との論理和を演算する。演算結果がハイレベル（“１”）のとき、Ｑ端でＣＴ断線が生じていることになる。
【００８３】
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。たとえば、上記では、送電線を保護する電流差動リレーについて説明したが、送電線に限らず、変圧器などの電力用機器を動作量と抑制量とを使った比率差動リレーによって保護する場合にも、上記のＣＴ断線の判定条件を適用することができる。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】
【００８４】
２  送電線、３  変圧器、４  電流変成器、５  保護リレー装置、６  通信回線、１０，１０ａ  電流差動リレー演算部、１１，１１ａ  ＣＴ断線検出部、２０ａ，２１ａ，２４ａ，２５ａ，３０ａ，３１ａ  判定部、２３ａ  フリップフロップ、ＦＰ  故障点、ＩＦ  地絡電流、ＩＯＰ  動作量、ＩＰ  Ｐ端電流データ、ＩＱ  Ｑ端電流データ、ＩＲＥ  抑制量、Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３，Ｋ４  設定値、Ｔ  一定時間。
【要約】
保護リレー装置において、電流差動リレー演算部（１０ａ）は、動作量と抑制量とに基づいて、保護区間の内部で故障が生じているか否かを判定する。断線検出部（１１ａ）は、現時点の動作量から一定時間前の動作量を減じることによって第１の差分量（ΔＩＯＰａ（ｔ））を演算し、現時点の抑制量から一定時間前の抑制量を減じることによって第２の差分量（ΔＩＲＥａ（ｔ））を演算し、第１の差分量と第２の差分量の和の絶対値が第１の設定値（Ｋ１）以下であるという第１の判定条件が満たされている場合に、第１および第２の電流変成器のいずれかの接続に断線が生じていると判定する。【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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