(57)【要約】【課題】系統における高調波共振を自動的に回避することのできる高調波共振防止装置及びその方法を提供する。【解決手段】第１の変圧器６、電力ケーブル１１及び高調波電圧検出継電器８を備えた系統に設けられ、第１の変圧器６の運転台数を判定する変圧器運転台数判定部９１と、電力ケーブル１１の運転回線数を判定するケーブル運転回線数判定部９２と、変圧器運転台数判定部９１及びケーブル運転回線数判定部９２の判定結果から系統の回路構成を判定する回路構成判定部９３と、系統における高調波電圧が、系統に設けられた高調波電圧検出継電器８の整定値以上となった場合に、系統の共振周波数が、奇数次高調波の共振を起こす共振周波数領域から外れた回路構成に変更する回路構成変更部９４と、を備える。【選択図】図２
2018046636.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
変圧器、ケーブル及び高調波電圧検出継電器を備えた系統に設けられ、
前記変圧器の運転台数を判定する変圧器運転台数判定部と、
前記ケーブルの運転回線数を判定するケーブル運転回線数判定部と、
前記変圧器運転台数判定部及び前記ケーブル運転回線数判定部の判定結果から前記系統の回路構成を判定する回路構成判定部と、
前記系統における高調波電圧が、前記系統に設けられた高調波電圧検出継電器の整定値以上となった場合に、前記系統の共振周波数が、奇数次高調波の共振を起こす共振周波数領域から外れた回路構成に変更する回路構成変更部と、
を備えたことを特徴とする高調波共振防止装置。
【請求項２】
前記系統には、前記変圧器又は前記ケーブルを前記系統から遮断する遮断器が設けられ、
前記回路構成変更部は、
前記系統から遮断させる前記変圧器又は前記ケーブルを決定する遮断決定部と、
前記遮断決定部で決定された遮断対象となる前記変圧器又は前記ケーブルに対する遮断器を遮断させる遮断指令を生成し、当該遮断器に遮断指令を出力する遮断指令生成部と、
を備えることを特徴とする請求項１記載の高調波共振防止装置。
【請求項３】
前記遮断決定部は、候補となる回路構成が複数ある場合は、その優先順位を決定することを特徴とする請求項２記載の高調波共振防止装置。
【請求項４】
前記遮断決定部は、運転中の前記変圧器の台数と前記ケーブルの回線数とを比較し、数の多い方を遮断対象とすること、
を特徴とする請求項２又は３記載の高調波共振防止装置。
【請求項５】
前記高調波電圧検出継電器からの復帰信号を検出する復帰検出部を備え、
前記遮断指令生成部が遮断指令を出力した後、前記復帰検出部が、所定時間前記復帰信号を受信しない場合、前記遮断決定部は、前記優先順位に従って遮断対象となる前記変圧器又は前記ケーブルを決定し、
前記遮断指令生成部は、決定された前記変圧器又は前記ケーブルに対する遮断器に遮断指令を出力すること、
を特徴とする請求項３記載の高調波共振防止装置。
【請求項６】
前記回路構成変更部は、前記回路構成判定部が、運転中の前記変圧器が１台で前記系統に接続状態にある前記ケーブルが１回線であると判定する場合に、共振が発生しているときは、当該変圧器及びケーブルの両方又はその何れかを遮断すること、
を特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の高調波共振防止装置。
【請求項７】
前記回路構成変更部が前記系統の回路構成を変更する場合に、警報を発する警報部を備えること、
を特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の高調波共振防止装置。
【請求項８】
前記警報部は、運転中の前記変圧器又は前記系統と接続された前記ケーブルがない場合に警報を発すること、
を特徴とする請求項７記載の高調波共振防止装置。
【請求項９】
前記系統には、複数の前記ケーブルのうち、少なくとも何れかの前記ケーブルの端部に直列に直列リアクトルが設けられ、
前記直列リアクトルは、前記変圧器及び前記ケーブルが全て運転する回路構成を含めた複数の回路構成で共振が発生しないインダクタンスを有すること、
を特徴とする請求項１〜８の何れかに記載の高調波共振防止装置。
【請求項１０】
変圧器、ケーブル、及び高調波電圧検出継電器を備えた系統の高調波共振を防止する高調波共振防止方法であって、
前記変圧器の運転台数を判定する変圧器運転台数判定ステップと、
前記ケーブルの運転回線数を判定するケーブル運転回線数判定ステップと、
前記変圧器運転台数判定ステップ及び前記ケーブル運転回線数判定ステップの判定結果から前記系統の回路構成を判定する回路構成判定ステップと、
前記系統における高調波電圧が、前記系統に設けられた高調波電圧検出継電器の整定値以上となった場合に、前記系統の共振周波数が、奇数次高調波の共振を起こす共振周波数領域から外れた回路構成に変更する回路構成変更ステップと、
を備えたことを特徴とする高調波共振防止方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、系統における高調波共振を防止する高調波共振防止装置及びその方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
送配電系統に発生する高調波電圧の許容限度については、電気技術指針ＪＥＡＧ−９７０２−２０１３「高調波抑制対策指針」にて、総合ひずみ率の限度値として“特別高圧系統にて３％”、また、“配電系統にて５％”という高調波環境目標レベルが記載されている。系統には通常０．１％〜３％以下の高調波電圧が存在しているが、共振が発生するとその数倍から２０倍程度に拡大する。
【０００３】
高調波の過電圧が発生した場合の不具合としては、ケーブルの過熱、調相用コンデンサの過熱、また過電圧値によっては各種機器の絶縁の損傷が発生する。一般に、交流送電系統に発生する高調波としては、第３次・第５次・第７次などの奇数次高調波が存在し、偶数次調波はない。したがって、交流送電系統においては、奇数次高調波との共振を回避する必要がある。
【０００４】
数十ｋｍに及ぶ長距離ケーブル送電系統では、高調波共振が発生する可能性が大きい。例えば、本州から数十ｋｍも離れた島（以下では離島と呼ぶ）への送電は、架空送電線では実現できないため、海底に敷設する電力ケーブルを利用することになる。すなわち、数十ｋｍの長距離海底ケーブルを利用することになる。
【０００５】
このような長距離ケーブル系統の特徴は、インダクタンスおよび静電容量が非常に大きくなることである。このため、系統の共振周波数は、通常の架空送電線系統では数ｋＨｚであるのに対し、長距離ケーブル系統ではかなり低くなる。例えば、６０Ｈｚの長距離ケーブル系統では、第３次から第９次（１８０Ｈｚから５４０Ｈｚ）の高調波に共振しやすくなる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】阿南文政、外６名、「長距離ケーブル系統の特殊現象の概要と体系化」、平成１８年電気学会全国大会、２００６年、７−１２７、ｐ．１８９−ｐ．１９０
【非特許文献２】飯山和彦、外６名、「わが国最長の交流長距離ケーブル系統における高調波共振とその対策」、平成１８年電気学会全国大会、２００６年、７−１２８、ｐ．１９１−ｐ．１９２
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１３−７４６９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
離島への長距離海底ケーブルを使用した送電系統は、すでに実現されている。このような系統において、変圧器の漏れインダクタンスを標準より大きくすることによって高調波による共振を防止する技術が知られている。また、直列リアクトルを設置することによって共振を防止する方法が知られている。
【０００９】
このように従来技術では、主要変圧器又は直列リアクトルのインダクタンスの大きさを、共振が防止できるように大きくしている。しかし、この場合、インダクタンスが大きくなるために系統における電圧変動が大きくなり、多大の費用を要する電圧調整装置の採用が必要になる。或いは、送電が不可能なまで、電圧変動が大きくなってしまう。電力の品質面から許容される電圧変動（電圧ひずみ率）は±３％以下である。電圧ひずみ率の大きさが３％超では、各種の障害が発生するから送電を停止、すなわち停電させる必要性も生じ得る。
【００１０】
本実施形態に係る高調波共振防止装置及びその方法は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、系統における高調波共振を自動的に回避することのできる高調波共振防止装置及びその方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の目的を達成するために、本実施形態の高調波共振防止装置は、変圧器、ケーブル及び高調波電圧検出継電器を備えた系統に設けられ、次の構成を備える。
（１）前記変圧器の運転台数を判定する変圧器運転台数判定部。
（２）前記ケーブルの運転回線数を判定するケーブル運転回線数判定部。
（３）前記変圧器運転台数判定部及び前記ケーブル運転回線数判定部の判定結果から前記系統の回路構成を判定する回路構成判定部。
（４）前記系統における高調波電圧が、前記系統に設けられた高調波電圧検出継電器の整定値以上となった場合に、前記系統の共振周波数が、奇数次高調波の共振を起こす共振周波数領域から外れた回路構成に変更する回路構成変更部。
【００１２】
また、本実施形態を系統の高調波共振防止方法として捉えることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１の実施形態に係る高調波共振防止装置が適用された系統の単線結線図である。
【図２】第１の実施形態に係る高調波共振防止装置の機能ブロック図である。
【図３】系統の回路構成パターンを示す図である。
【図４】共振周波数領域を説明するための図である。
【図５】図１の系統の等価回路図である。
【図６】（ａ）は、図１の系統の簡略化した等価回路図である。（ｂ）は、（ａ）を更に簡略化した等価回路図である。
【図７】各回路構成に対するケーブル７０ｋｍの場合の共振周波数を示す図である。
【図８】従来技術を説明するための図であり、従来技術による直列リアクトルを設けた場合の単線結線図である。
【図９】第１の実施形態に係る高調波共振防止装置が適用された変形例１の系統の単線結線図である。
【図１０】図９の系統（ケーブル５０ｋｍ）における各回路構成に対する共振周波数を示す図である。
【図１１】第１の実施形態の系統において、ケーブル長を５０ｋｍとした場合の各回路構成に対する共振周波数を示す図である。
【図１２】回路構成（Ａ）〜（Ｄ）の全てで第３次高調波にも第５次高調波にも共振しないようにした場合の各回路構成に対する共振周波数を示す図である。
【図１３】第１の実施形態に係る高調波共振防止装置が適用された変形例２の系統の単線結線図である。
【図１４】第１の実施形態に係る高調波共振防止装置が適用された変形例３の系統の単線結線図である。
【図１５】第１の実施形態に係る高調波共振防止装置が適用された変形例４の系統の単線結線図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
［１．第１の実施形態］
以下では、図１〜図８を参照しつつ、本実施形態の高調波共振防止装置について説明する。
【００１５】
［１−１．構成］
図１は、本実施形態に係る高調波共振防止装置が適用された系統の単線結線図である。本実施形態の系統は、長距離ケーブル系統であり、電源１、第１の変電所３、電力ケーブル１１、第２の変電所１２を有する。
【００１６】
電源１は、例えば三相交流電源である。電源１の電力は、電源送電線２を介して第１の変電所３に送電される。第１の変電所３は、受電した電力を降圧し、電力ケーブル１１を介して第２の変電所１２に送電する。第２の変電所１２は、配電系統１６と接続されており、受電した電力を降圧して配電系統１６に送電する。以下、各構成について詳細に説明する。
【００１７】
第１の変電所３は、高圧側母線４ａ、低圧側母線４ｂ、高圧側遮断器５ａ、低圧側遮断器５ｂ、第１の変圧器６を有している。高圧側母線４ａは、電源送電線２と接続される母線であり、低圧側母線４ｂは、電力ケーブル１１と接続される母線である。第１の変圧器６は、母線４ａ、４ｂ間に、ここでは２台並列に設けられ、受電した電力を降圧する。高圧側遮断器５ａは、各第１の変圧器６の高圧側である母線４ａと第１の変圧器６の間に設けられ、低圧側遮断器５ｂは、各第１の変圧器６の低圧側である母線４ｂと第１の変圧器６の間に設けられている。遮断器５ａ、５ｂは、第１の変圧器６を系統からの遮断又は接続を切り替える。
【００１８】
電力ケーブル１１は、数十ｋｍの長距離ケーブルであり、例えば、離島へ送電するための長距離海底ケーブル、陸上ケーブルである。電力ケーブル１１は、ここでは２回線であり、低圧側母線４ｂと後述する第２の変電所１２の母線１３との間に並列に設けられている。低圧側母線４ｂと電力ケーブル１１の送電端との間にはケーブル回線用遮断器１０ａが設けられ、電力ケーブル１１の受電端と母線１３との間にはケーブル回線用遮断器１０ｂが設けられている。遮断器１０ａ、１０ｂは、電力ケーブル１１を系統からの遮断又は接続を切り替える。
【００１９】
第２の変電所１２は、母線１３、配電系統用母線１５、第２の変圧器１４を有している。母線１３は、電力ケーブル１１の受電端と接続され、配電系統用母線１５は配電系統１６と接続されている。このため、母線１３は、第２の変電所１２において高圧側に設置され、配電系統用母線１５は低圧側に設置されている。第２の変圧器１４は、母線１３、１５間に複数並列に設けられ、受電した電力を降圧する。配電系統用母線１５を経由した電力は配電系統１６に送られ、配電系統１６に接続された図示しない負荷に送電される。
【００２０】
図１では、開閉設備の一部、すなわち、遮断器と直列に接続される断路器やメンテナンスのための接地開閉器、送電線の電圧を検出する計器用変圧器、回路に流れる電流を検出するための変流器などを省略しているが、別途設けるようにしても良い。
【００２１】
本実施形態では、低圧側母線４ｂには、計器用変圧器７を介して高調波電圧検出継電器８が接続され、高調波電圧検出継電器８には、高調波共振防止装置９が設けられている。計器用変圧器７は、低圧側母線４ｂの母線電圧を高調波電圧検出継電器８で高調波電圧が検出できる程度に変圧する。
【００２２】
高調波電圧検出継電器８は、高調波電圧が所定時間整定値以上か否かを検出する。奇数次高調波電圧が所定時間整定値以上である場合は、動作信号を高調波共振防止装置９に出力する。一方、奇数次高調波電圧が所定時間整定値を下回る場合は、復帰信号を高調波共振防止装置９に出力する。ここにいう復帰とは、高調波検出継電器８の、高調波電圧が所定時間整定値以上か否かの検出ができる状態に戻ることをいう。整定値及び所定時間は、適宜設計変更可能である。整定値は、例えば、系統が特別高圧系統である場合は３％に、系統が配電系統である場合は５％とし、安全率や裕度など必要な係数を乗除した値としても良い。ここでは整定値は３％とする。所定時間は例えば１秒とする。
【００２３】
図２は、本実施形態に係る高調波共振防止装置９の機能ブロック図である。高調波共振防止装置９は、高調波検出継電器８からの動作信号の入力を契機として、系統の回路構成を変更するための装置である。具体的には、高調波共振防止装置９は、第１の変圧器６の運転台数を判定する変圧器運転台数判定部９１、電力ケーブル１１の運転回線数を判定するケーブル運転回線数判定部９２と、両判定部９１、９２の判定結果から系統の回路構成を判定する回路構成判定部９３と、回路構成を変更する回路構成変更部９４と、高調波電圧検出継電器８の復帰信号を検出する復帰検出部９５と、警報を発する警報部９６と、を有する。
【００２４】
判定部９１、９２の判定は、遮断器５ａ、５ｂ、１０ａ、１０ｂのパレットスイッチなどを用いて、各遮断器の接続又は遮断状態を示す情報を取得することで容易に判定できる。例えば、変圧器運転台数判定部９１は、遮断器５ａ、５ｂからパレットスイッチ動作信号を取得し、ケーブル運転回線数判定部９２は、遮断器１０ａ、１０ｂからパレットスイッチ動作信号を取得することで、現在の第１の変圧器６の運転台数、電力ケーブル１１の運転回線数を判定することができる。判定部９１、９２の判定をより確実にするには、遮断器５ａ、５ｂ、１０ａ、１０ｂと直列に接続されている、不図示の断路器のパレットスイッチを取得しても良い。
【００２５】
回路構成判定部９３は、高調波電圧検出継電器８の動作信号の入力を契機として、各判定部９１、９２の判定結果を受けて、現在の系統の回路構成を判定する。本実施形態では、系統に第１の変圧器６が２台、電力ケーブル１１が２本設けられており、送電可能な回路構成としては、下記及び図３に示すように、４通りある。回路構成判定部９３は、現在の回路構成が（Ａ）〜（Ｄ）の何れであるかを判定する。
【００２６】
回線構成（Ａ）：第１の変圧器６、電力ケーブル１１の全設備が運転している状態［２Ｂ＋２Ｃ］
回線構成（Ｂ）：第１の変圧器６が１バンク停止した状態［１Ｂ＋２Ｃ］
回線構成（Ｃ）：電力ケーブル１１が１回線停止した状態［２Ｂ＋１Ｃ］
回線構成（Ｄ）：第１の変圧器６が１バンク、電力ケーブル１１が１回線停止した状態［１Ｂ＋１Ｃ］
【００２７】
回路構成判定部９３は、例えば、系統に設けられた第１の変圧器６の台数、及び電力ケーブル１１の回線数を予め記憶装置に記憶させておくことで、判定部９１、９２の判定結果を受けて、現在の系統の回路構成を判定することができる。
【００２８】
回路構成変更部９４は、高調波電圧が高調波電圧検出継電器８で設定された整定値以上となった場合、つまり高調波電圧検出継電器８の動作信号の入力を契機として、現在の回路構成を、系統の共振周波数が、奇数次高調波の共振を起こす共振周波数領域から外れた回路構成に変更する。共振とは、系統電圧に含まれる奇数次の高調波電圧が数倍〜数十倍に拡大される現象をいう。図４に示すように、共振周波数領域とは、奇数次高調波の共振周波数を中心とした所定幅の周波数領域である。共振周波数領域は、例えば、奇数次高調波の共振周波数±１５Ｈｚとすることができる。この所定幅は適宜設計変更可能である。このように領域としているのは、高調波共振は、共振周波数に完全に一致しなくても、その周辺のある範囲で発生するからである。
【００２９】
系統の共振周波数が奇数次高調波の共振を起こす共振周波数領域から外れた回路構成は、次のように予め知ることができる。すなわち、高調波共振に影響を与えるのは、第１の変圧器６及び電力ケーブル１１であり、その運転台数、運転回線数が決まれば、その系統における共振周波数を求めることができる。この共振周波数を、後述する図７のように、予め設定した共振周波数領域と重ね合わせることで、共振周波数が共振周波数領域から外れた回路構成を割り出すことができる。従って、高調波共振防止装置９に設けられる記憶装置に、各回路構成とその回路構成が共振周波数領域から外れた回路構成の該当、非該当の情報を、予め記憶させておくことができる。回路構成の変更には、当該情報を用いることができる。
【００３０】
回路構成変更部９４は、系統の回路構成を変更する場合、ここでは第１の変圧器６又は電力ケーブル１１を遮断する場合に、警報信号を警報部９６に出力する。ここでは、後述の遮断決定部９４ａが警報信号を出力する。
【００３１】
回路構成変更部９４は、系統から遮断させる第１の変圧器６又は電力ケーブル１１を決定する遮断決定部９４ａと、遮断決定部９４ａで決定された遮断対象となる第１の変圧器６又は電力ケーブル１１に対する遮断器５ａ、５ｂ又は遮断器１０ａ、１０ｂを遮断させる遮断指令を生成する遮断指令生成部９４ｂと、を有する。
【００３２】
遮断決定部９４ａは、候補となる回路構成として、系統の共振周波数が奇数次高調波の共振を起こす共振周波数領域から外れた回路構成が、複数ある場合には、その優先順位を決定する。遮断決定部９４ａは、この優先順位に従って、遮断する第１の変圧器６又は電力ケーブル１１を決定する。つまり、優先順位が最も高い順位に基づいて決定した第１の変圧器６又は電力ケーブル１１を遮断しても、何らかの原因で共振が継続している場合は、その次の順位に基づいて遮断する第１の変圧器６又は電力ケーブル１１を決定する。この動作は、共振が防止されるまで、すなわち、復帰検出部９５が高調波電圧検出継電器８の復帰信号を検出するまで繰り返すことができる。
【００３３】
優先順位の決定方法としては、例えば、遮断決定部９４ａは、運転中の第１の変圧器６の台数と電力ケーブル１１の回線数とを比較し、運転中の数が多い方を遮断対象とする。但し、優先順位の決定方法は、これに限られず、適宜設計変更可能である。
【００３４】
遮断決定部９４ａは、回路構成判定部９３が、運転中の第１の変圧器６が１台で系統に接続状態にある電力ケーブル１１が１回線であると判定する場合に、共振が発生しているときは、当該第１の変圧器６及び電力ケーブル１１の両方又はその何れかを遮断するように決定しても良い。
【００３５】
遮断指令生成部９４ｂは、生成した遮断指令を対象となる遮断器５ａ、５ｂ又は遮断器１０ａ、１０ｂに出力する。遮断指令生成部９４ｂは、第１の変圧器６の遮断用の回路と、電力ケーブル１１の遮断用の回路とで構成することができる。
【００３６】
復帰検出部９５は、高調波電圧検出継電器８の復帰信号の入力を受けて当該検出部８の復帰を検出する。復帰検出部９５は、復帰信号の検出により、高調波電圧検出部８の復帰、すなわち、高調波共振が解消したことが確認できる。復帰検出部９５は、遮断指令生成部９４ｂが遮断指令を出力した後、所定時間復帰信号を受信しない場合、高調波共振が解消していないと判断し、再度遮断する対象を決定するよう要求する信号を遮断決定部９４ａに出力する。
【００３７】
警報部９６は、回路構成変更部９４が系統の回路構成を変更する場合、ここでは第１の変圧器６又は電力ケーブル１１が遮断される場合に、外部に警報を発する。警報の対象は、音で知らせても良いし、表示画面上に警告を表示させるようにしても良い。
【００３８】
［１−２．作用］
図５〜図８を用いて、高調波共振防止装置９の作用について説明する。その前準備として、系統の共振周波数及び系統の共振周波数が系統の回路構成によって変化することを説明する。
【００３９】
（１）系統の共振周波数
図５は、図１に示した系統の等価回路であり、図１の送電系統において、高調波共振に関して主要な電気的要素を示したものである。図５に示すように、この送電系統は、電源１から電源系統のインダクタンス２Ｌ、第１の変圧器６のインダクタンス６Ｌ、電力ケーブル１１のインダクタンス１１Ｌ、電力ケーブル１１の対地静電容量１１Ｃ、第２の変電所１２の第２の変圧器１４のインダクタンス１４Ｌと、順次接続されている。実際には、架空送電線にも対地静電容量や抵抗があるが、共振現象に及ぼす影響が小さいので図示は省略している。
【００４０】
以上のような要素を有する系統の簡略化した等価回路は、図６（ａ）のようになる。共振現象に重要な役割を果たすのは、第１の変圧器６の台数および電力ケーブル１１の回線数である。図６（ａ）では、第１の変圧器６は２台、電力ケーブル１１の回線数は２回線である。
【００４１】
図６（ａ）中の電源系統の静電容量ＣＧ、第１の変圧器６の静電容量ＣＴＲ、第２の変圧器１４の静電容量ＣＤは、電力ケーブル１１の静電容量ＣＣに比べて十分に小さく無視可能である。従って、図６（ａ）は、更に図６（ｂ）のように簡略化できる。なお、Ｌ０は、回路全体の合成したインダクタンス、Ｃ０は回路全体の合成した静電容量である。
【００４２】
図６（ｂ）の回路の共振周波数ｆｒは、式（１）で表される。
【数１】
2018046636.tif 000003
【００４３】
（２）系統の共振周波数の回路構成の依存性
長距離ケーブル系統の共振周波数は、系統の回路構成によって変化する。上記の通り本実施形態では、第１の変圧器６は２台、電力ケーブル１１は２回線で構成されているので、回路構成は図３の通り、回路構成（Ａ）〜（Ｄ）の４種類ある。これに伴って、以下に述べる通り、この系統の共振周波数も４種類になる。すなわち、各回路構成（Ａ）〜（Ｄ）の共振周波数は、式（１）のＬ０・Ｃ０にそれぞれの回路構成のＬ０・Ｃ０を代入することで得られる。
【００４４】
回路構成（Ａ）：
【数２】
2018046636.tif 000004
【数３】
2018046636.tif 000005
Ｌ０  ：回路全体の合成したインダクタンス
ＬＧ  ：電源系統のインダクタンス
ＬＴＲ：第１の変圧器６の漏れインダクタンス
ＬＣ  ：電力ケーブル１１のインダクタンス
Ｃ０  ：回路全体の合成した静電容量
ＣＣ  ：電力ケーブル１１の対地静電容量
【００４５】
回路構成（Ｂ）：
【数４】
2018046636.tif 000006
【数５】
2018046636.tif 000007
【００４６】
回路構成（Ｃ）：
【数６】
2018046636.tif 000008
【数７】
2018046636.tif 000009
【００４７】
回路構成（Ｄ）：
【数８】
2018046636.tif 000010
【数９】
2018046636.tif 000011
【００４８】
これらの回路構成について、下記の解析条件１における系統の共振周波数の解析結果を、図７に示す。図７において、横軸は回路構成（Ａ）〜（Ｄ）を示し、縦軸は共振周波数を示している。系統の各回路構成の共振周波数は、式（１）〜式（９）によって求めても良いし、電子計算機によって電磁過渡解析プログラム（Ｅｌｅｃｔｒｏ−ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｔｒａｎｓｉｅｎｔｓ  Ｐｒｏｇｒａｍ、以下ではＥＭＴＰと略す）などによって求めても良い。ここでは、系統の各回路構成の共振周波数は、予め高調波共振防止装置９以外の他の計算機によって計算されているものとし、その結果を高調波共振防止装置９で用いるものとする。
【００４９】
（解析条件１）
（１）電源系統の電圧：２２０ｋＶ
（２）定格周波数：６０Ｈｚ
（３）電源系統の短絡容量：  ９５００ＭＶＡとする。短絡電流は２５ｋＡ、６６ｋＶ側から見たインダクタタンスＬＧは、１．２１ｍＨとなる。
（４）低圧側母線の電圧：６６ｋＶ
（５）第１の変圧器の定格容量：１００ＭＶＡ
（６）第１の変圧器のバンク数：２バンク
（７）第１の変圧器の１次／２次定格電圧：２２０／６６ｋＶ
（８）第１の変圧器の短絡インピーダンス：１５％とする。従って、６６ｋＶ側から見たインダクタンスＬＴＲ＝１７．３３ｍＨとなる。
（９）長距離ケーブルの電圧および長さ：６６ｋＶ、７０ｋｍ
（１０）長距離ケーブルの回線数：２回線
（１１）長距離ケーブルの種別：架橋ポリエチレンケーブル、３２５ｍｍ２、３心、海底ケーブルとする。対地静電容量は０．２０１μＦ／ｋｍ、７０ｋｍでは１４．０７μＦである。インダクタンスは０．３３０ｍＨ／ｋｍ、７０ｋｍでは２３．１０ｍＨとなる。
（１２）第１の変圧器の台数とケーブル回線数の組合せ：図３のとおり４種類
【００５０】
ところで、計画段階の設備と実設備との間には、種々の誤差が生じる。具体的には、ケーブルや架空送電線の長さには敷設誤差があり、また、製造上の誤差によるインダクタンスや静電容量の誤差がある。変電所に設置される主要変圧器にも、製造上の誤差やタップ切換えに伴うインダクタンスの変化がある。さらに、各設備に関する定数などを求める際の計算誤差もある。高調波による共振を防止する対策を立てる場合には、これらの誤差を考慮する必要がある。そこで、計算結果に±１０％の幅を考慮する。そのため、図７において、各ケースの共振周波数に±１０％の幅を持たせている。また、高調波共振は、共振周波数に完全に一致していなくても、その周辺のある範囲で発生するので、図７に示すように、奇数次高調波±１５Ｈｚを共振領域とした。
【００５１】
図７は次のことを示している。すなわち、回路構成（Ａ）［２Ｂ＋２Ｃ］は平常運転形態であり、その共振周波数は２４０Ｈｚ近傍で、第３次高調波にも第５次高調波にも共振しない。回路構成（Ｂ）［１Ｂ＋２Ｃ］は、変圧器１台・ケーブル２回線の形態であり、第３次高調波１８０Ｈｚに共振する。回路構成（Ｃ）［２Ｂ＋１Ｃ］は、変圧器２台・ケーブル１回線の形態であり、第５次高調波３００Ｈｚに共振する。回路構成（Ｄ）［１Ｂ＋１Ｃ］は、変圧器１台・ケーブル１回線の形態であり、その共振周波数は２４０Ｈｚ近傍で、奇数次高調波に共振しない。従って、回路構成（Ｂ）と（Ｃ）とは、共振を防止するための対策が必要になる。
【００５２】
（３）高調波共振防止装置９の動作
ここで、高調波共振防止装置９の動作について説明する。以下では、高調波共振防止装置９の動作フローを説明するが、その動作順序はその順序に限定されない。
【００５３】
まず、高調波電圧検出継電器８が、奇数次高調波が所定時間整定値以上になったことを検出した場合、高調波電圧検出継電器８により動作信号が高調波共振防止装置９に出力される。
【００５４】
高調波共振防止装置９は、その動作信号の入力を契機として、変圧器運転台数判定部９１、ケーブル運転回線数判定部９２が、遮断器５ａ、５ｂ、１０ａ、１０ｂのパレットスイッチの情報を取得し、現在の第１の変圧器６の運転台数および電力ケーブル１１の運転回線数を判定する。そして、その判定結果を受けて、回路構成判定部９３により系統の現在の回路構成を判定する。すなわち、図３の回路構成（Ａ）〜（Ｄ）の何れであるかを判定する。以下では、例として、現在の回路構成が回路構成（Ｂ）であると判定された場合、現在の回路構成が回路構成（Ｃ）であると判定された場合について説明する。
【００５５】
（パターン１）：現在の回路構成が回路構成（Ｂ）である場合
ここでは、一例として、回路構成判定部９３は、現在の回路構成が回路構成（Ｂ）であると判定したものとして説明する。図７に示すように、回路構成（Ｂ）の共振周波数は、第３次高調波の共振領域に含まれており、共振を防止するため、回路構成を変更する必要がある。回路構成判定部９３は、現在の回路構成が回路構成（Ｂ）である旨を回路構成変更部９４に通知する。
【００５６】
ここで、回路構成変更部９４は、高調波電圧検出継電器８の動作信号の入力を契機として、系統の共振周波数が奇数次高調波の共振を起こす共振周波数領域から外れた回路構成に変更する。図７に示すように、当該領域から外れた回路構成は（Ａ）、（Ｄ）であるが、ここでは、回路構成変更部９４は、回路構成（Ｂ）から回路構成（Ｄ）に変更する。
【００５７】
すなわち、遮断決定部９４ａにより、遮断対象を電力ケーブル１１の１回線に決定し、その旨の信号を遮断指令生成部９４ｂに出力する。遮断指令生成部９４ｂにより、当該電力ケーブル１１に対応する遮断器１０ａ、１０ｂを遮断させる遮断指令を生成する。そして、遮断指令生成部９４ｂは、当該遮断器１０ａ、１０ｂに遮断指令を出力して、当該遮断器１０ａ、１０ｂを動作させ、当該電力ケーブル１１を系統から切り離し、回路構成（Ｄ）に変更する。
【００５８】
図７に示すように、回路構成（Ｄ）の共振周波数は、２４０Ｈｚ近傍であり、第３次高調波共振を防止することができる。復帰検出部９５は、高調波電圧検出継電器８の復帰信号を受信したことをもって、高調波共振が解消したと確認し、高調波共振防止装置９の動作を終了する。
【００５９】
このとき、一旦は第３次高調波共振が発生し、ケーブル１回線を遮断するという異常な状態になったので、回路構成変更部９４は警報信号を警報部９６に出力し、警報部９６が外部に警報を発する。
【００６０】
（パターン２）：現在の回路構成が回路構成（Ｃ）である場合
基本的な動作は、上記のパターン１と同じであるので、異なる部分のみ説明する。現在の回路構成が回路構成（Ｃ）である場合、回路構成判定部９３は、現在の回路構成が回路構成（Ｂ）である旨を回路構成変更部９４に通知する。
【００６１】
ここで、回路構成変更部９４は、共振周波数領域から外れた回路構成（Ａ）、（Ｄ）のうち、回路構成（Ｄ）に変更する。すなわち、遮断決定部９４ａにより、遮断対象を第１の変圧器６の１台に決定し、その旨の信号を遮断指令生成部９４ｂに出力する。遮断指令生成部９４ｂにより、当該第１の変圧器６に対応する遮断器５ａ、５ｂを遮断させる遮断指令を生成する。そして、遮断指令生成部９４ｂは、当該遮断器５ａ、５ｂに遮断指令を出力して、当該遮断器５ａ、５ｂを動作させ、当該第１の変圧器６を系統から切り離し、回路構成（Ｄ）に変更する。これにより、図７に示すように、共振周波数が２４０Ｈｚ近傍になるので、第５次高調波共振を防止できる。
【００６２】
ところで、上記パターン１、２において、回路構成（Ｄ）に変更した後も、復帰検出部９５が、高調波電圧検出継電器８の復帰信号を所定時間受信していない場合は、共振が継続していると判断する。この場合は、回路構成変更部９４は、回路構成判定部９３が、運転中の第１の変圧器６が１台、電力ケーブル１１の回線数が１回線であり、共振が発生しているときであるので、当該第１の変圧器６及び電力ケーブル１１の両方又はその何れかを遮断する。送電を停止し、共振の継続を回避するためである。この場合も、遮断決定部９４ａが警報信号を警報部９６に出力し、警報部９６により警報を発する。本来は、変圧器１台でケーブル１回線という回路構成の場合には、変圧器のインピーダンス値や直列リアクトルを利用することにより、共振が発生しないようにしておくが、この送電停止は、想定外の原因で共振が発生した場合のバックアップ処置である。
【００６３】
上記の通り、本実施形態においては、回路構成が（Ｂ）又は（Ｃ）になったことをもって、直ちに回路構成（Ｄ）に変更せず、高調波電圧検出継電器８の動作を待って変更している。その理由は、たとえ共振状態またはそれに近い状態になっても、電圧ひずみ率が整定値である３％以上になるとは限らないからである。すなわち、上記の通り、共振領域を奇数次高調波共振周波数±１５Ｈｚの領域としており、例えば共振により１０倍に拡大するとしても、系統の残留高調波電圧が０．１％とすると高調波電圧は１％にしかならない。また、重負荷や回路の抵抗値が大きい場合には、拡大倍数は小さくなる。これらの状態であれば、回路構成を変更する必要がない。そのため、高調波電圧検出継電器８に高調波が整定値以上になったことを検出させており、これを契機として回路構成を変更させているのである。
【００６４】
また、回路構成（Ｂ）は回路構成（Ｄ）に、回路構成（Ｃ）も回路構成（Ｄ）に変更するようにしており、共振が防止できるにも関わらず回路構成（Ａ）にしていない。その理由は、回路構成（Ｂ）又は（Ｃ）において、変圧器１台又はケーブル１回線が停止している原因は、事故や故障或いは点検などであり、それを直ちに運転して回路構成（Ａ）とすることは通常困難な状況にあるからである。回路構成（Ｄ）であれば、運転中の２回線のケーブル中の１回線、又は、２台の変圧器中の１台を継続して使用することになり、何ら支障は生じない。停止していた第１の変圧器６や電力ケーブル１１が運転できる状態になれば、回路構成（Ａ）、すなわち全設備運転状態にすれば良い。
【００６５】
（４）本実施形態の高調波共振防止装置９の作用と従来技術による作用の差異
図８は、従来技術による直列リアクトルを設けた場合の単線結線図である。図８に示すように、回路構成（Ａ）〜（Ｄ）までの全ての回路構成において、第３次及び第５次高調波共振が発生しないようにする直列リアクトルが、ケーブル回線用遮断器１０ａと電力ケーブル１１の送電端との間に直列リアクトル１７として挿入されている。
【００６６】
すなわち、図７に示すように、最高の共振周波数となる回路構成は（Ｃ）であることが分かるので、その共振周波数を第３次高調波１８０Ｈｚよりも１５Ｈｚ低い１６５Ｈｚ未満、すなわち１６４Ｈｚ以下にする。これにより、他の回路構成では、図９に示すとおり、それ以下の共振周波数にすることができ、共振を防止することができる。
【００６７】
しかし、そのインダクタンスの大きさは、５９ｍＨであり、第１の変圧器６のインピーダンスが１５％、すなわち１７．３３ｍＨであるのに対し、５１％となる。第１の変圧器６の３．４倍もの大きさとなる。電圧変動はインダクタンスに比例するので、大きな電圧変動が発生する。これに対し、本実施形態では、直列リアクトルは不要であるので回路のインダクタンスは小さく抑えられ、電圧変動も小さく抑えることができる。
【００６８】
［１−３．効果］
（１）本実施形態の高調波共振防止装置９は、第１の変圧器６、電力ケーブル１１及び高調波電圧検出継電器８を備えた系統に設けられ、第１の変圧器６の運転台数を判定する変圧器運転台数判定部９１と、電力ケーブル１１の運転回線数を判定するケーブル運転回線数判定部９２と、変圧器運転台数判定部９１及びケーブル運転回線数判定部９２の判定結果から系統の回路構成を判定する回路構成判定部９３と、系統における高調波電圧が、系統に設けられた高調波電圧検出継電器８の整定値以上となった場合に、系統の共振周波数が、奇数次高調波の共振を起こす共振周波数領域から外れた回路構成に変更する回路構成変更部９４と、を備えるようにした。
【００６９】
これにより、系統における高調波共振を自動的に回避することができる。特に、高調波電圧検出継電器の動作を契機として回路構成を変更するので、不必要な変更を防止できる。また、共振による電圧歪みが生じても、回路を自動的に変更するので、想定していなかった条件での共振も防止することができる。
【００７０】
さらに、従来技術のように変圧器の漏れインダクタンスを大きくしたり、或いは直列リアクトルを設置したりする必要が無いので、電圧変動を小さくすることが可能であるとともに、多額の費用を必要とする電圧調整装置も小規模のもので済むなど、経済性、スペース、および工期の面でも優れている。
【００７１】
（２）系統には、第１の変圧器６又は電力ケーブル１１を系統から遮断する遮断器５ａ、５ｂ、１０ａ、１０ｂを設け、回路構成変更部９４は、系統から遮断させる第１の変圧器６又は電力ケーブル１１を決定する遮断決定部９４ａと、遮断決定部９４ａで決定された遮断対象となる第１の変圧器６又は電力ケーブル１１に対する遮断器５ａ、５ｂ、１０ａ、１０ｂを遮断させる遮断指令を生成し、当該遮断器５ａ、５ｂ、１０ａ、１０ｂに遮断指令を出力する遮断指令生成部９４ｂと、を備えるようにした。
【００７２】
これにより、系統の回路構成を第１の変圧器６又は電力ケーブル１１を遮断することにより変更することができ、変更後の回路構成の共振周波数が奇数次高調波共振を起こす共振周波数領域から外れた回路構成となるので、停電となるような高調波共振を防止することができる。特に、遮断された第１の変圧器６又は電力ケーブル１１は、事故や故障、点検などの状態にあると推定されることから、これらの第１の変圧器６又は電力ケーブル１１を系統に接続して使用する場合には、正常に使用することができるかを確かめる必要があるが、他の第１の変圧器６又は電力ケーブル１１を遮断することにより回路構成を変更するのでその必要がなくなる。さらに、一部の第１の変圧器６又は電力ケーブル１１を遮断することで自動的に共振を防止できるので、共振による停電を伴わずに送電又は配電を継続することができる。
【００７３】
（３）遮断決定部９４ａは、候補となる回路構成が複数ある場合は、その優先順位を決定するようにした。これにより、優先順位が最上位の回路構成に変更した後も何らかの原因で共振が回避できない場合でも、その次の順位の回路構成に速やかに変更することができる。
【００７４】
（４）遮断決定部９４ａは、運転中の第１の変圧器６の台数と電力ケーブル１１の回線数とを比較し、数の多い方を遮断対象とするようにした。これにより、運転中の第１の変圧器６と電力ケーブル１１とを少なくとも一対確保することができ、送電又は配電を継続することができる。例えば、電力ケーブル１１が２回線ともに運転可能状態にあるが、第１の変圧器６を２台停止させるような事態を回避することができる。
【００７５】
（５）高調波電圧検出継電器８からの復帰信号を検出する復帰検出部９５を備え、遮断指令生成部９４ｂが遮断指令を出力した後、復帰検出部９５が、所定時間前記復帰信号を受信しない場合、遮断決定部９４ａは、優先順位に従って遮断対象となる第１の変圧器６又は電力ケーブル１１を決定し、遮断指令生成部９４ｂは、決定された第１の変圧器６又は電力ケーブル１１に対する遮断器５ａ、５ｂ、１０ａ、１０ｂに遮断指令を出力するようにした。これにより、回路構成の変更後もなお、何らかの原因で共振が回避できていなかったとしても、その状況から脱することができ、共振による停電を回避することができる。
【００７６】
（６）回路構成変更部９４は、回路構成判定部９３が、運転中の前記変圧器が１台で前記系統に接続状態にある前記ケーブルが１回線であると判定する場合に、共振が発生しているときは、当該変圧器及びケーブルの両方又はその何れかを遮断するようにした。
【００７７】
通常は第１の変圧器６が１台、電力ケーブル１１が１回線という回路構成の場合には、第１の変圧器６のインピーダンス値や直列リアクトルを利用することにより共振が発生しないようにしておくが、このような回路構成において想定外の原因で共振が発生した場合に、バックアップ処置として、第１の変圧器６及び電力ケーブル１１の両方又はその何れかを遮断することにより、送電を停止し、事故を未然に防ぐことができる。
【００７８】
（７）回路構成変更部９４ａが系統の回路構成を変更する場合に、警報を発する警報部９６を備えるようにした。回路構成を変更する場合は、高調波電圧が高調波電圧検出継電器８の整定値以上となっている状態であり、それを解消するために第１の変圧器６又は電力ケーブル１１を遮断しなければならないという異常な状態であるので、警報を発することにより監視員に注意を喚起することができる。
【００７９】
（８）警報部９６は、運転中の第１の変圧器６又は系統と接続された電力ケーブル１１がない場合に警報を発するようにした。これにより、この場合も異常な状態であるので、監視員に注意を喚起し、対策を促すことができる。
【００８０】
［２．第１の実施形態の変形例］
第１の実施形態の変形例１〜５について説明する。各変形例は、第１の実施形態の基本構成と同じである。以下では、第１の実施形態と異なる点のみを説明し、第１の実施形態と同じ部分については同じ符号を付して詳細な説明は省略する。
【００８１】
（１）変形例１
［構成］
上記では、第１の実施形態に係る高調波共振防止装置と従来技術との作用の相違を説明したが、第１の実施形態に対して直列リアクトルを設けることを妨げない。すなわち、複数の電力ケーブル１１のうち、少なくとも何れかの電力ケーブル１１の送電端と遮断器１０ａとの間に直列リアクトル１７を設けるようにしても良い。直列リアクトル１７は、系統の第１の変圧器６及び電力ケーブル１１が全て運転する回路構成（Ａ）を含めた複数の回路構成で共振が発生しないインダクタンスを有する。
【００８２】
図９は、第１の実施形態の系統に直列リアクトル１７を設けた場合の単線結線図である。本変形例１では、下記解析条件２の通り、電力ケーブル１１のケーブル長を５０ｋｍとしており、第１の実施形態の電力ケーブル１１のケーブル長７０ｋｍと異なっている。
【００８３】
図１０は、下記の解析条件２で解析した場合の図９の系統（ケーブル５０ｋｍ）における各回路構成に対する共振周波数を示す図である。
（解析条件２）
解析条件２は、解析条件１とケーブル長が異なり、その他は同一である。
（９）長距離ケーブルの長さ：５０ｋｍ
【００８４】
図１０に示すように、回路構成（Ａ）、（Ｄ）の共振周波数は、共振領域から外れており、直列リアクトル１７が、複数の回路構成で共振が発生しないインダクタンスを有することが分かる。
【００８５】
［作用・効果］
本変形例１の作用、効果について説明する。その前段階として、まず、電力ケーブル１１のケーブル長が変わることで共振周波数が変わることを説明し、従来技術の直列リアクトルを全ての回路構成に適用する場合のデメリットを説明する。
【００８６】
図１１は、直列リアクトル１７を設けない第１の実施形態において、ケーブル長を５０ｋｍとした場合の、各回路構成に対する共振周波数を示す図である。なお、各回路構成の共振周波数は、上記の通り、ＥＭＴＰ又は式（１）〜式（９）によって求めることができる。
【００８７】
図１１に示すように、回路構成（Ａ）及び（Ｄ）では、第５高調波共振が発生する。これに対し、ケーブル長が７０ｋｍである図７と比較して明らかなように、第１の実施形態では回路構成（Ａ）および（Ｄ）で共振周波数が共振領域から外れている。このことから、ケーブル長が変わると共振周波数が変わることが確認できる。
【００８８】
ところで、回路構成（Ａ）及び（Ｄ）では、第５高調波共振が発生し、送電ができない。特に、回路構成（Ａ）は、全設備運転状態であり、回路構成（Ａ）が送電可能な構成とすることは、系統の設計上不可欠である。そのため、回路構成（Ａ）で送電可能な構成とする必要がある。
【００８９】
ここで、図９に示すように、直列リアクトル１７を、遮断器１０ａと電力ケーブル１１の送電端との間にそれぞれ直列に設けることを考える。直列リアクトルを挿入することによって、共振周波数が変えることができるからである。
【００９０】
図１２は、回路構成（Ａ）〜（Ｄ）の全てで第３次高調波にも第５次高調波にも共振しないようにした場合の各回路構成に対する共振周波数を示す図である。この場合、図１１に示すように共振周波数が最も高い回路構成（Ｃ）の共振周波数を、第３次高調波１８０Ｈｚよりも１５Ｈｚ低い１６５Ｈｚ未満、少なくとも１６４Ｈｚにする必要がある。そのために必要な直列リアクトル１７のインダクタンスは、１９０ｍＨである。第１の変圧器６の短絡インピーダンス１５％から漏れインダクタンスを求めると１７．３ｍＨであるので、１９０ｍＨは、その１１倍、１６５％に達する。これは、変圧器定格容量である１００ＭＶＡを仮に送電した場合には、１６５％の電圧降下が発生することを意味し、現実には送電できない。すなわち、共振はなくなるが、電圧降下が大きくなり、送電できない。
【００９１】
そこで、本変形例１では、系統には、複数の電力ケーブル１１のうち、少なくとも何れかの電力ケーブル１１の端部に直列に直列リアクトル１７が設けられ、直列リアクトル１７は、第１の変圧器６及び電力ケーブル１１が全て運転する回路構成（Ａ）を含めた複数の回路構成（Ａ）、（Ｄ）で共振が発生しないインダクタンスを有するようにした。
【００９２】
具体的には、回路構成（Ａ）及び（Ｄ）で共振を発生しないインダクタンスを有する直列リアクトル１７を設置するようにした。系統が回路構成（Ｂ）又は（Ｃ）であり、電圧ひずみ率が大きくなった場合、第１の実施形態と同様に回路構成を回路構成（Ｄ）に変更して共振を防止できる。
【００９３】
必要とされる直列リアクトル１７のインダクタンスは、回路構成（Ｄ）の共振周波数を第５次高調波３００Ｈｚよりも１５Ｈｚ低い２８５Ｈｚ未満、すなわち、少なくとも２８４Ｈｚにできる大きさであり、式（１）、（８）、（９）から１６ｍＨである。これは、第１の変圧器６の漏れインダクタンス１７．３ｍＨよりも小さく、かつ、図１２のケースの１９０ｍＨに比べれば約１／１２である。そのため、電圧降下も小さく１００ＭＶＡの送電が可能となる。
【００９４】
従って、本変形例１によれば、全設備運転状態となる回路構成での送電又は配電を確保することができるとともに、共振が発生しても、共振を回避することができ、かつ、送電可能な回路構成にすることができる。
【００９５】
（２）変形例２
図１３は、第１の実施形態に係る高調波共振防止装置が適用された変形例２の系統の単線結線図である。図１３に示すように、第２の変電所１２の母線１３には、電力ケーブル１８がケーブル回線用遮断器１０ｂを介して接続されている。変形例２の想定例は、第２の変電所１２が離島に設けられ、更に当該離島から電力ケーブル１８が延び、他の離島などに電力を送配電する場合である。すなわち、離島は１つとは限らず、離島間を海底に敷設する電力ケーブル１８で接続する場合が挙げられる。
【００９６】
電力ケーブル１８が設けられていることで、式（１）におけるインダクタンス及び静電容量が第１の実施形態の場合に比べて大きい値になるので、共振周波数は小さくなる。そのため、図７や図１０に示した共振周波数より小さくなり、回路構成（Ａ）及び（Ｄ）は第３次高調波に共振する可能性がある。
【００９７】
そのように共振が発生した場合には、第１の実施形態と同様に、高調波電圧検出継電器８が動作し、回路構成変更部９４により、回路構成を変更し、共振が発生しないようにする。この場合、回路構成（Ｂ）又は（Ｃ）に変更しても良いし、電力ケーブル１８を切り離すようにしても良い。離島への送電を継続する観点からは、遮断決定部９４ａは、電力ケーブル１８を遮断対象とする優先度を、回路構成（Ｂ）又は（Ｃ）よりも下げるように優先順位を決定しても良い。
【００９８】
（３）変形例３
第１の実施形態の適用範囲は、離島送電に限定されない。図１４は、洋上風力発電所からの長距離ケーブル系統に高調波共振防止装置９を適用した場合の単線結線図である。第２の変電所１２を洋上変電所２１としている。すなわち、図１４に示すように、洋上発電所１９からの電力を、送電線２０を経由して洋上変電所２１の母線２２に送り、変圧器２３を介して電力ケーブル１１から第１の変電所３へと送電する。
【００９９】
また、洋上発電所１９に代えて、太陽光発電所とするようにしても良い。
【０１００】
（４）変形例４
図１５は、第１の実施形態に係る高調波共振防止装置が適用された変形例４の系統の単線結線図である。変形例４の想定例としては、第１の変電所３が本土に設置され、第２の変電所１２が離島に設置され、本土側から離島側へ送電するケースである。図１５に示すように、第１の変電所３の低電圧側母線４ｂだけでなく、第２の変電所１２の配電系統用母線１５にも計器用変圧器７を介して高調波電圧検出継電器８（以下、第２の継電器８といい、第１の変電所３に設けた高調波電圧検出継電器８を第１の継電器８という。）を設けており、本土側及び離島側の高調波電圧を監視する。
【０１０１】
第１の継電器８の整定値は、特別高圧系統であれば３％以上とし、第２の継電器８の整定値は、配電系統であれば５％以上とする。
【０１０２】
高調波共振防止装置９は、第１の実施形態と同様に１台であり、第２の継電器８と接続されている。すなわち、第２の継電器８の動作信号及び復帰信号は、第１の変電所３の高調波共振防止装置９に出力される。
【０１０３】
高調波共振防止装置９は、第１の継電器８及び第２の継電器８の双方から動作信号の入力があり得るが、何れの動作信号を契機にして回路構成変更部９４が動作しても良い。
【０１０４】
上記の通り、各変電所に継電器８を設けることにより、それぞれの変電所での高調波電圧を監視できるので、より確実に共振を防止することができる。例えば、特別高圧系統で高調波電圧が第１の継電器８の整定値未満であっても、配電系統ではその電圧ひずみ率が加算される傾向があるため、配電系統における高調波電圧が第２の継電器８の整定値を超える場合もあり、こうした場合でも、回路構成を変更でき、共振しないようにすることができる。
【０１０５】
（５）変形例５
第１の実施形態では、第１の変圧器６の台数、電力ケーブル１１の回線数は、各２組としたが、その台数、回線数は任意である。その場合には、１つ以上の回路構成で共振が発生しないように設計しておけば良い。
【０１０６】
［３．その他の実施形態］
本明細書においては、本発明に係る複数の実施形態を説明したが、これらの実施形態は例として提示したものであって、発明の範囲を限定することを意図していない。以上のような実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の範囲を逸脱しない範囲で、種々の省略や置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【０１０７】
例えば、警報部９６が警報を発するための警報信号は、回路構成変更部９４が生成すれば良く、遮断決定部９４ａ、遮断指令生成部９４ｂの何れが生成しても良い。
【０１０８】
また、各部の形態は、各部の処理をコンピュータに実行させる高調波共振防止プログラムとしても捉えることができる。
【符号の説明】
【０１０９】
１…電源
２…電源送電線
３…第１の変電所
４ａ…高圧側母線
４ｂ…低圧側母線
５ａ…高圧側遮断器
５ｂ…低圧側遮断器
６…第１の変圧器
７…計器用変圧器
８…高調波電圧検出継電器
９…高調波共振防止装置
１０ａ、１０ｂ…ケーブル回線用遮断器
１１…電力ケーブル
１２…第２の変電所
１３…母線
１４…第２の変圧器
１５…配電系統用母線
１６…配電系統
１７…直列リアクトル
１８…電力ケーブル
１９…洋上発電所
２０…送電線
２１…洋上変電所
２２…母線
２３…変圧器
９１…変圧器運転台数判定部
９２…ケーブル運転回線数判定部
９３…回路構成判定部
９４…回路構成変更部
９４ａ…遮断決定部
９４ｂ…遮断指令生成部
９５…復帰検出部
９６…警報部
【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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