(57)【要約】      （修正有）【課題】微小な地絡電流に対しても地絡点を特定することが可能となる地絡点標定システムを提供する。【解決手段】電力系統の電力線に地絡電流が流れるときに生じる磁束の磁束密度が所定の磁束密度値以下となるような、環状に形成される巻芯と、前記電力線が貫通する前記巻芯に前記地絡電流を検出するべく巻回されるコイルと、を有する複数のセンサと、前記複数のセンサのそれぞれで検出される地絡電流のうち、最も大きい電流値を示す第１地絡電流よりも小さい電流値を示す第２地絡電流を特定する比較特定部と、前記比較特定部で特定された前記第２地絡電流に対応する地絡電流波形を増幅する増幅部と、前記増幅部で増幅された前記地絡電流波形において、前記第２地絡電流の発生時刻を表す変化点を特定し、前記変化点に基づいて、前記電力系統における前記地絡電流が発生した地点を示す地絡点を標定する地絡点標定部と、を備える。【選択図】図６
2018205109.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力系統の電力線に地絡電流が流れるときに生じる磁束の磁束密度が所定の磁束密度値以下となるような、環状に形成される巻芯と、前記電力線が貫通する前記巻芯に前記地絡電流を検出するべく巻回されるコイルと、を有する複数のセンサと、
前記複数のセンサのそれぞれで検出される地絡電流のうち、最も大きい電流値を示す第１地絡電流よりも小さい電流値を示す第２地絡電流を特定する比較特定部と、
前記比較特定部で特定された前記第２地絡電流に対応する地絡電流波形を増幅する増幅部と、
前記増幅部で増幅された前記地絡電流波形において、前記第２地絡電流の発生時刻を表す変化点を特定し、前記変化点に基づいて、前記電力系統における前記地絡電流が発生した地点を示す地絡点を標定する地絡点標定部と、
を備えることを特徴とする地絡点標定システム。
【請求項２】
前記複数のセンサで検出された前記複数の地絡電流が所定の電流値以上か否かを判定する判定部を
さらに備え、
前記判定部で前記複数の地絡電流が前記所定の電流値未満であると判定された場合、
前記増幅部は、前記複数のセンサで検出される前記複数の地絡電流に対応する複数の地絡電流波形を増幅し、
前記地絡点標定部は、前記増幅部で増幅された前記複数の地絡電流波形における前記地絡電流の発生時刻を表す変化点を特定し、前記変化点に基づいて、前記電力系統における前記地絡電流が発生した地点を示す地絡点を標定する
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の地絡点標定システム。
【請求項３】
前記地絡点標定部は、前記変化点から逆算して前記地絡点における前記地絡電流が発生した時刻を算出することで、前記地絡点を標定する
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の地絡点標定システム。
【請求項４】
前記所定の磁束密度値は、前記電力線に前記地絡電流が流れる際の前記磁束密度の増加率と、前記磁束密度に対応する透磁率の増加率との一致の度合いに基づいて定められる
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の地絡点標定システム。
【請求項５】
前記巻芯は、前記磁束密度が前記所定の磁束密度値以下となるような断面積及び長さを有して構成される
ことを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載の地絡点標定システム。
【請求項６】
前記センサは、前記コイルの巻数が所定の巻数以下になるように定められてなる
ことを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか一項に記載の地絡点標定システム。
【請求項７】
前記電力系統は、２２ｋＶの特別高圧配電系統である
ことを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れか一項に記載の地絡点標定システム。
【請求項８】
前記時刻は、ＧＰＳから送信される時刻情報に基づいて特定される
ことを特徴とする請求項１乃至請求項７の何れか一項に記載の地絡点標定システム。
【請求項９】
電力系統の電力線に地絡電流が流れるときに生じる磁束の磁束密度が、前記磁束密度の変化に対応する透磁率の変化の度合いに基づいて定められる所定の磁束密度値以下となるような、環状に形成される巻芯と、前記電力線が貫通する前記巻芯に前記地絡電流を検出するべく巻回されるコイルと、を有する複数のセンサのそれぞれで検出される地絡電流のうち、最も大きい電流値を示す第１地絡電流よりも小さい電流値を示す第２地絡電流を特定し、
特定された前記第２地絡電流に対応する地絡電流波形を増幅し、
増幅された前記地絡電流波形において、前記第２地絡電流の発生時刻を表す変化点を特定し、前記変化点に基づいて、前記電力系統における前記地絡電流が発生した地点を示す地絡点を標定する
ことを特徴とする地絡点標定方法。
【請求項１０】
地絡点標定システムに用いられる演算処理装置に、
電力系統の電力線に地絡電流が流れるときに生じる磁束の磁束密度が、前記磁束密度の変化に対応する透磁率の変化の度合いに基づいて定められる所定の磁束密度値以下となるような、環状に形成される巻芯と、前記電力線が貫通する前記巻芯に前記地絡電流を検出するべく巻回されるコイルと、を有する複数のセンサのそれぞれで検出される地絡電流のうち、最も大きい電流値を示す第１地絡電流よりも小さい電流値を示す第２地絡電流を特定する機能と、
特定された前記第２地絡電流に対応する地絡電流波形を増幅する機能と、
増幅された前記地絡電流波形において、前記第２地絡電流の発生時刻を表す変化点を特定し、前記変化点に基づいて、前記電力系統における前記地絡電流が発生した地点を示す地絡点を標定する機能と、
を実行させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地絡点標定システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、電力系統で地絡事故が発生したときに、地絡点を検出するための電流検出センサが知られている。（例えば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−２６８７２３号公報
【特許文献２】特開２００４−１３２７６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１には、地絡検出単位区間において零相電流の位相を検出することにより、当該地絡検出単位区間に地絡が生じているか否かを判定する方法が開示されている。しかし、特許文献１に係る方法では、当該地絡検出単位区間で地絡事故が生じているか否かを判定できるものの、当該地絡検出単位区間のどの地点で地絡事故が生じているかを特定することができないため、地絡点の特定に時間を要する虞があった。
【０００５】
また、特許文献２には、送配電線路の零相電流および零相電圧を検出することにより、各地点におけるサージ到達時刻の差を算出することで地絡点を標定するシステムが開示されている。当該システムは、零相電流の波形データと零相電圧の急変を検出した時点を示す時刻データとに基づいてサージ到達時刻を算出する機能を有する。しかし、特許文献２に係るシステムでは、変電所の遮断器が動作するようなサージ電流の大きな地絡事故に対しては機能するものの、遮断器が動作しないようなサージ電流の小さな地絡事故に対しては地絡点の特定ができない虞があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前述した課題を解決する主たる本発明は、電力系統の電力線に地絡電流が流れるときに生じる磁束の磁束密度が所定の磁束密度値以下となるような、環状に形成される巻芯と、前記電力線が貫通する前記巻芯に前記地絡電流を検出するべく巻回されるコイルと、を有する複数のセンサと、前記複数のセンサのそれぞれで検出される地絡電流のうち、最も大きい電流値を示す第１地絡電流よりも小さい電流値を示す第２地絡電流を特定する比較特定部と、前記比較特定部で特定された前記第２地絡電流に対応する地絡電流波形を増幅する増幅部と、前記増幅部で増幅された前記地絡電流波形において、前記第２地絡電流の発生時刻を表す変化点を特定し、前記変化点に基づいて、前記電力系統における前記地絡電流が発生した地点を示す地絡点を標定する地絡点標定部と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
本発明の他の特徴については、添付図面および本明細書の記載により明らかとなる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、微小な地絡電流に対しても地絡点を特定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施形態に係る地絡点標定システムを示す図である。
【図２】本実施形態に係るセンサ箱を示す図である。
【図３】本実施形態に係る電流検出用のセンサを示す図である。
【図４】本実施形態に係る巻芯の特性を示す図である。
【図５】本実施形態に係る巻芯の特性を示す図である。
【図６】本実施形態に係る地絡点標定装置の構成の一例を示す図である。
【図７】本実施形態に係る地絡点標定システムの動作フローを示す図である。
【図８】本実施形態に係る第１及び第２電流検出装置の地絡電流波形の一例を示す図である。
【図９】本実施形態に係る第２電流検出装置の地絡電流波形のゲインを増幅した一例を示す図である。
【図１０】本実施形態に係る第１及び第２電流検出装置の地絡電流波形の一例を示す図である。
【図１１】本実施形態に係る第１及び第２電流検出装置の地絡電流波形のゲインを増幅した一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本明細書および添付図面の記載により、少なくとも以下の事項が明らかとなる。以下の説明において、同一符号を付した部分は同一の要素を表し、その基本的な構成および動作は同様であるものとする。
【００１１】
＝＝＝地絡点標定システム１００＝＝＝
図１を参照しつつ、地絡点標定システム１００について、以下のとおり説明する。図１は、本実施形態に係る地絡点標定システム１００を示す図である。
【００１２】
地絡点標定システム１００は、電力系統（本実施形態では２２ｋＶ配電系統）において地絡事故が発生した箇所（以下、「地絡点Ｐ」と称する。）を標定するためのシステムである。図１に示すように、地絡点標定システム１００は、電力系統において、電源側に設けられる第１電流検出装置１１０と、負荷側に設けられる第２電流検出装置１２０と、地絡点Ｐを標定する地絡点標定装置１３０と、を含んで構成されている。図１では、説明の便宜上、第１電流検出装置１１０および第２電流検出装置１２０の２台が電力系統に設けられるように示されているが、電流検出装置は２台を超えて設けられていてもよい。
【００１３】
＝＝第１，第２電流検出装置１１０，１２０＝＝
図２、図３、図４、図５を参照しつつ、第１，第２電流検出装置１１０，１２０について、以下のとおり説明する。図２は、本実施形態に係るセンサ箱１１２を示す図である。図３は、本実施形態に係る電流検出用のセンサ１１１を示す図である。図４、図５は、本実施形態に係る巻芯１１１ａの特性を示す図である。なお、以下説明においては、代表的に、第１電流検出装置１１０について説明をするが、第２電流検出装置１２０についても同様であり、不図示の電流検出装置についても同様とする。
【００１４】
第１電流検出装置１１０は、電力系統に設置され、電力系統の電力の状態に応じて変動する物理量を計測する装置である。第１電流検出装置１１０は、例えば、配電線３００の電流あるいは電圧を含む電力系統の電力の状態に応じて変動する物理量を計測するセンサ１１１と、それを収容するセンサ箱１１２と、センサ１１１による計測結果を地絡点標定装置１３０に送信する計測端末１１３と、を含んで構成されている。
【００１５】
センサ１１１で計測される物理量は、基本的に、配電線３００の電流あるいは電圧などの物理量として説明するが、力率や周波数などを含んでいても良い。本実施形態では、これらの物理量に対する夫々の計測器をまとめてセンサ１１１と称する。
【００１６】
なお、一般的に特別高圧の電力系統は三相であるが、図１では、記載の簡略化のために配電線３００を１本のみ記載している。実際には、図２に示すように、配電線３００の各相にそれぞれセンサ箱１１２を設けている。そして、それぞれのセンサ箱１１２は、各相の配電線３００に装着されて、それぞれのセンサ箱１１２に収容されるセンサ１１１で電力系統の電力の状態に応じて変動する物理量が計測される。
【００１７】
計測端末１１３は、配電線３００の各相のセンサ１１１によって計測された物理量の計測値を、通信路２００を介して地絡点標定装置１３０に送信する装置である。
【００１８】
計測端末１１３は、センサ１１１で計測された配電線３００の各相の物理量の値を用いて、電力系統の電力の状態に応じて変動する他の物理量の値を算出して、地絡点標定装置１３０に送信することもできる。
【００１９】
計測端末１１３は、例えば、配電線３００の各相の電流値を取得し、取得した電流値を合成することにより、零相電流を算出して、それを地絡点標定装置１３０に送信する。あるいは、計測端末１１３は、配電線３００の各相の電圧値を取得し、取得した電圧値を合成することにより、零相電圧を算出して、それを地絡点標定装置１３０に送信することとしてもよい。
【００２０】
なお、計測端末１１３は、ＧＰＳ衛星１０００から現在時刻を受信しているため、計測端末１１３で計測された電流値や電圧値および算出された零相電流や零相電圧と、時刻情報と、を対応付けて地絡点標定装置１３０に送信する。なお、以下において、零相電流を地絡電流として説明することもある。
【００２１】
ところで、本実施形態に係る電力系統は２２ｋＶ配電系統であるため、変電所（不図示）に設けられる変圧器（不図示）の接地方式は、抵抗接地方式や非接地方式が採用されている。抵抗接地方式は、変圧器の中性点と大地とを抵抗を介して導体で接続して接地する方式であり、非接地方式は、中性点接地を行わない方式である。
【００２２】
そのため、配電線３００に地絡が発生した場合に、変電所に設けられる変圧器の接地方式の違いによって、地絡電流のレンジが大きく異なる。例えば、抵抗接地方式では、中性点が抵抗で接地されているため、地絡電流が数百Ａ（アンペア）程度になり、非接地方式では、数十ｍＡ（ミリアンペア）程度である。
【００２３】
このような場合であっても、本実施形態に係るセンサ１１１は、接地方式が抵抗接地方式であるか非接地方式であるかによらず地絡電流を検出することができるように構成されている。
【００２４】
図３に示すように、センサ１１１は、配電線３００が貫通するように設けられる環状の巻芯１１１ａと、配電線３００が地絡した際に配電線３００に生ずる地絡電流を検出するべく巻芯１１１ａに巻回されるコイル１１１ｂと、を有して構成されている。センサ１１１は、配電線３００に地絡電流が流れると、巻芯１１１ａの磁束Φが変化し、それに伴ってコイル１１１ｂを流れる電流が変化する。コイル１１１ｂを流れる電流を不図示の検出器により検出することにより、配電線３００に流れる地絡電流を検出することができる。
【００２５】
ここで、巻芯１１１ａは、配電線３００に地絡電流が流れる際に生ずる磁束の磁束密度Ｂが所定の磁束密度値以下となるように形成されている。巻芯１１１ａに生ずる磁束の磁束密度Ｂがなるべく小さくなるようにセンサ１１１を形成することにより、センサ１１１が検出可能な地絡電流のレンジを拡大することができる。これにより、２２ｋＶ配電系統の変圧器の接地方式が抵抗接地方式あるいは非接地方式のいずれであっても、地絡電流を検出することが可能となる。
【００２６】
つまり、巻芯１１１ａに生ずる磁束の磁束密度Ｂが所定の磁束密度値以下になるように小さくすることにより、各相の配電線３００に装着されるセンサ１１１の計測値のばらつきを小さくすることができ、これにより地絡電流を広帯域に計測することが可能となる。以下に、図４及び図５を参照しながら、巻芯１１１ａについて、より詳細に説明する。
【００２７】
図４では、巻芯１１１ａの比透磁率μｒと、巻芯１１１ａに生ずる磁束の磁束密度Ｂと、の関係を示す。巻芯１１１ａがパーマロイコアである場合の特性曲線を例示するが、比透磁率μｒの値は、磁束密度Ｂによって大きく異なることがわかる。このため、各相のセンサ１１１の特性のばらつきを抑えるためには、できるだけ比透磁率μｒの変動が小さくなるような範囲の磁束密度Ｂが巻芯１１１ａに発生することが必要である。
【００２８】
図４を参照すると、磁束密度Ｂが小さいほど比透磁率μｒの変動が小さいことがわかる。そこで、磁束密度Ｂが３０００ガウス以下の場合の磁束密度Ｂと比透磁率μｒとの関係を拡大して図５に示す。比透磁率μｒの変化と磁束密度Ｂの変化が線形の関係、つまり配電線３００に地絡電流が流れる際の磁束密度Ｂの増加率と比透磁率μｒの増加率とが一致する関係にあれば、磁束密度Ｂの変化に対して比透磁率μｒの変化が安定する。そして、この比透磁率μｒが安定する磁束密度Ｂの範囲が各相のセンサ１１１のばらつきが少ない領域となる。
【００２９】
また、図５を参照すると、磁束密度Ｂの増加に伴って比透磁率μｒがリニアに増加する範囲は、磁束密度Ｂが所定値以下の範囲であることが分かる。図５に示す場合では、磁束密度Ｂが１０００ガウス以下となる範囲が好ましい。もちろん、比透磁率μｒの変化と磁束密度Ｂの変化は完全に線形の関係を有さなくても良く、それぞれの増加率あるいは変化率が所定範囲内にあれば良い。
【００３０】
このように、配電線３００に地絡電流が流れる際に巻芯１１１ａに生ずる磁束の磁束密度Ｂが、磁束密度Ｂの変化に対する比透磁率μｒの変化の度合いに基づいて定められる所定の磁束密度値以下となるようにすることで、センサ１１１が検出可能な電流のレンジを拡大することができ、２２ｋＶ配電系統の変圧器の接地方式が抵抗接地方式あるいは非接地方式のいずれであっても、地絡電流を検出することが可能となる。
【００３１】
また、このように、磁束密度Ｂの変化に対する比透磁率μｒの変化の度合いに基づいて、磁束密度Ｂの上限値である上述した所定の磁束密度値を定めることにより、巻芯１１１ａに用いる材料について図４に示したような比透磁率μｒと磁束密度Ｂとの特性を基に、磁束密度Ｂの上限値を定めることが可能となる。
【００３２】
なお、巻芯１１１ａに生ずる磁束の磁束密度Ｂは、磁束Φに比例するが、巻芯１１１ａの断面積Ｓ及び長さ（円周長）Ｌに反比例する。そのため、巻芯１１１ａは、地絡電流が発生した場合に巻芯１１１ａに生ずる磁束の磁束密度Ｂが所定の磁束密度値以下に抑制されるように、断面積Ｓ及び長さＬが所定値以上になるように構成される必要がある。一方で、巻芯１１１ａの大型化にもある程度の限度があることから、巻芯１１１ａは、磁束密度Ｂが所定の磁束密度値以下に抑制されつつも、ある下限値以上になるような断面積Ｓ及び長さＬを有するように構成されることになる。
【００３３】
また、配電線３００が地絡した際にコイル１１１ｂに流れる電流は、コイル１１１ｂの巻回数に反比例する。そのため、本実施形態に係るセンサ１１１は、コイル１１１ｂの巻回数が所定の巻数以下になるように定められている。コイル１１１ｂの巻数を所定の巻数以下にすることによって、微弱な地絡電流であっても２次電流のレベルが増加することで検出することが可能となるため、地絡電流の検出可能なレンジを広げることが可能となる。
【００３４】
例えば、非接地方式の電力系統の地絡を検出する場合に、一つの巻芯１１１ａ内に３相分の配電線３００をまとめて貫通させるようなことを行わなくても、各相の配電線３００にそれぞれセンサ１１１を設け、それぞれ数十ｍＡ程度の地絡電流を検出することが可能となる。
【００３５】
このため、２２ｋＶ配電系統の変圧器の接地方式が抵抗接地方式あるいは非接地方式のいずれであっても、地絡電流を検出することが可能となる。
【００３６】
＝＝地絡点標定装置１３０＝＝
図６を参照しつつ、地絡点標定装置１３０について、以下のとおり説明する。図６は、本実施形態に係る地絡点標定装置１３０の構成の一例を示す図である。
【００３７】
地絡点標定装置１３０は、地絡事故が発生したときに生じる地絡電流を上述した第１，第２電流検出装置１１０，１２０で検出するとともに、該地絡電流を増幅することで、地絡電流の検出時刻を特定して地絡点Ｐを標定する装置である。
【００３８】
配電線３００の地絡事故で生じる地絡電流は、伝播する距離が長くなるにつれて減衰する。そのため、地絡点Ｐから地絡電流を検出する地点までの距離が長大である場合、地絡電流を検出することが困難であった。そこで、地絡点標定装置１３０は、上述した第１及び第２電流検出装置１１０，１２０を用いて、減衰して小さい地絡電流を検出するとともに、該地絡電流に対応する地絡電流波形を特定するとともに、地絡電流波形のゲインを増幅する。増幅された地絡電流波形に基づいて、該地絡電流の発生時刻を示す変化点を特定し、変化点に基づいて地絡点Ｐを標定する。
【００３９】
このような機能を有する地絡点標定装置１３０は、図６に示すように、演算処理部１３１と、主記憶部１３２と、入力部１３３と、出力部１３４と、補助記憶部１３５と、を含んで構成され、それぞれが通信可能に接続されている。
【００４０】
演算処理部１３１は、例えばＣＰＵあるいはＭＰＵなどで構成されている。演算処理部１３１は、主記憶部１３２に補助記憶部１３５から一時的に蓄えられたプログラムを読み出し命令を実施したり、情報を読み書きすことにより、各種機能を実現する。演算処理部１３１の各構成要素については、詳細に後述する。主記憶部１３２は、例えば、ＲＡＭなど揮発性メモリで構成されている。入力部１３３は、通信路２００を介して電流検出装置から出力される各種情報が入力されるネットワークインターフェイスである。出力部１３４は、通信ネットワークに各種情報が出力されるネットワークインターフェイスである。補助記憶部１３５は、演算処理部１３１が処理するためのプログラムを格納する装置である。補助記憶部１３５は、例えば、ハードディスクドライブ、ＳＳＤあるいは光学式記憶装置など不揮発性メモリで構成されている。
【００４１】
＜＜演算処理部１３１＞＞
演算処理部１３１は、判定部１３１ａと、比較特定部１３１ｂと、増幅部１３１ｃと、地絡点標定部１３１ｄと、を含んで構成されている。
【００４２】
判定部１３１ａは、第１，第２電流検出装置１１０，１２０で検出された地絡電流が所定の電流値以上か否かを判定する機能を有する。検出された地絡電流が所定の電流値以上である場合は、検出された地絡電流のうち最も大きい電流値を示す地絡電流（以下、「第１地絡電流」と称する。）よりも小さい地絡電流（以下、「第２地絡電流」と称する。）を基準として後述する変化点を特定するために、処理を移行させる。一方、地絡電流が所定の電流値未満である場合は、地絡電流を検出した全ての電流検出装置（本実施形態では、第１，第２電流検出装置１１０，１２０）を基準として変化点を特定するために、処理を移行させる。
【００４３】
比較特定部１３１ｂは、第１，第２電流検出装置１１０，１２０で検出された夫々の地絡電流を比較する機能を有する。さらに、比較特定部１３１ｂでは、第２地絡電流を検出した電流検出装置を特定する。
【００４４】
増幅部１３１ｃは、第１，第２電流検出装置１１０，１２０で検出された地絡電流に対応する地絡電流波形のゲインを増幅する機能を有する。これにより、後述する地絡電流波形の変化点を明確にできる。さらに、増幅部１３１ｃは、地絡電流波形の立ち上がり（立ち下がり）角度が最も大きくなる増幅度を算定する機能を有する。増幅度とは、特定された電流検出装置で検出される地絡電流波形のゲインを増幅する度合をいう。
【００４５】
地絡点標定部１３１ｄは、ゲインが増幅された地絡電流波形に基づいて、地絡電流が発生した時刻を示す変化点を特定する機能を有する。さらに、地絡点標定部１３１ｄは、変化点に基づいて、電力系統における地絡電流が発生した地絡点Ｐを標定する機能を有する。
【００４６】
このような演算処理部１３１を有する地絡点標定装置１３０は、高周波領域の地絡電流を高精度に検出できる第１，第２電流検出装置１１０，１２０で検出される微弱な地絡電流を増幅して、正確に変化点を特定することにより、地絡点Ｐを標定することができる。以下、地絡点Ｐを標定する標定手順について、詳細に説明する。
【００４７】
＝＝＝地絡点の標定手順＝＝＝
図７〜図１１を参照しつつ、地絡点標定システム１００における地絡点の標定手順について、以下のとおり説明する。図７は、本実施形態に係る地絡点標定システム１００の動作フローを示す図である。図８は、本実施形態に係る第１及び第２電流検出装置１１０，１２０の地絡電流波形の一例を示す図である。図９は、本実施形態に係る第２電流検出装置１２０の地絡電流波形のゲインを増幅した一例を示す図である。図１０は、本実施形態に係る第１及び第２電流検出装置１１０，１２０の地絡電流波形の一例を示す図である。図１１は、本実施形態に係る第１及び第２電流検出装置１１０，１２０の地絡電流波形のゲインを増幅した一例を示す図である。
【００４８】
電力系統において地絡事故が発生する（Ｓ１００）。第１及び第２電流検出装置１１０，１２０は、配電線３００に流れる地絡電流を検出し、地絡電流に関する情報を地絡点標定装置１３０に送信する（Ｓ１０１）。上述したように、本実施形態に係る第１及び第２電流検出装置１１０，１２０は、地絡点Ｐから長大な距離が離れていても、高精度に地絡電流を検出できる。なお、本標定手順においては、一例として、第１電流検出装置１１０と第２電流検出装置１２０の間で生じる地絡点Ｐを標定する手順について説明するが、言うまでもなく、３台以上の電流検出装置を用いても同様に標定できる。
【００４９】
判定部１３１ａは、第１及び第２電流検出装置１１０，１２０から受信する地絡電流に関する情報に基づいて、地絡電流の電流値が所定の電流値以上か否かを判定する（Ｓ１０２）。
【００５０】
地絡電流が所定の電流値以上である場合（Ｓ１０２：ＹＥＳ）、比較特定部１３１ｂに処理を移行させる。
【００５１】
次に、比較特定部１３１ｂは、第１電流検出装置１１０および第２電流検出装置１２０のそれぞれで検出される地絡電流の電流値を比較する（Ｓ１０３）。そして、比較特定部１３１ｂは、最も大きい地絡電流よりも小さい地絡電流を示す電流検出装置を特定する（Ｓ１０４）。つまり、配電線３００における地絡電流は地絡点Ｐを基準として電源側よりも負荷側の方が小さい電流値を示すため、比較特定部１３１ｂは、負荷側の第２電流検出装置１２０を特定する。比較特定部１３１ｂは、増幅部１３１ｃに処理を移行させる。
【００５２】
上述したＳ１０２（：ＹＥＳ）〜Ｓ１０４について、より具体的に説明する。図８（Ａ）では、第１電流検出装置１１０で検出される地絡電流に対応する地絡電流波形（以下、「第１地絡電流波形」と称する。）を示している。図８（Ａ）に示すように、第１地絡電流波形は、電流値Ｉ０を示す定常電流に地絡電流が重畳することにより形成される。また、第１地絡電流波形は、ｔ１時点付近で発生していることがわかる。図８（Ｂ）では、第２電流検出装置１２０で検出される地絡電流に対応する地絡電流波形（以下、「第２地絡電流波形」と称する。）を示している。第２地絡電流波形は、ｔ２時点付近で発生していることがわかる。そして、図８（Ａ）、図８（Ｂ）に示すように、電流値Ｉ１及びＩ２を示す夫々の地絡電流は、所定の電流値Ｉｐを超える。つまり、判定部１３１ａは、第１及び第２地絡電流検出装置で検出される地絡電流の電流値Ｉ１及びＩ２が所定の電流値Ｉｐを超えることを判定する。そして、比較特定部１３１ｂは、電流値Ｉ１を示す第１地絡電流よりも電流値Ｉ２を示す第２地絡電流の方が小さいことを特定する。したがって、本標定手順では、第２電流検出装置１２０が特定されることとして、以下説明を続ける。
【００５３】
次に、増幅部１３１ｃは、特定された第２電流検出装置１２０で検出される第２地絡電流波形のゲインを増幅する増幅度を算出する（Ｓ１０５）。増幅度は、後述する変化点を特定できる程度に第２地絡電流波形のゲインを増幅する度合である。増幅部１３１ｃは、算出した増幅度で第２地絡電流波形のゲインを増幅する（Ｓ１０６）。
【００５４】
上述したＳ１０５、Ｓ１０６について、より具体的に説明する。図９では、第２地絡電流波形のゲインを増幅した地絡電流波形（以下、「第２増幅地絡電流波形」と称する。）を示している。第２地絡電流波形のゲインを増幅するということは、第２地絡電流波形の振幅を増幅させることをいう。これにより、第２増幅地絡電流波形における立ち下がり角度Ｂが増幅前の立ち下がり角度Ａに比べて鋭くなる。
【００５５】
一方、地絡電流が所定の電流値未満である場合（Ｓ１０２：ＮＯ）、増幅部１３１ｃに処理を移行させる。
【００５６】
上述したＳ１０２（：ＮＯ）について、より具体的に説明する。図１０（Ａ）では第１地絡電流波形を示し、図１０（Ｂ）では第２地絡電流波形を示している。第１及び第２電流検出装置１１０，１２０で検出され、電流値Ｉ３及びＩ４を示す夫々の地絡電流は、所定の電流値Ｉｐを超えないことがわかる。つまり、判定部１３１ａは、第１及び第２地絡電流検出装置で検出される地絡電流の電流値Ｉ３及びＩ４が所定の電流値Ｉｐを超えないことを判定する。
【００５７】
次に、増幅部１３１ｃは、第１電流検出装置１１０および第２電流検出装置１２０のそれぞれで検出される地絡電流に対応する第１地絡電流波形および第２地絡電流波形のゲインを、増幅部１３１ｃの性能の範囲内における所定の増幅度で増幅する（Ｓ１０７）。これにより、後述する変化点を特定しやすくなる。
【００５８】
次に、地絡点標定部１３１ｄは、図１１（Ａ）に示すように、第１地絡電流波形のゲインを増幅した第１増幅地絡電流波形における地絡電流の検出時刻ｔ３を特定し、図１１（Ｂ）に示すように、第２地絡電流波形のゲインを増幅した第２増幅地絡電流波形における地絡電流の検出時刻ｔ４を特定する（Ｓ１０８）。なお、検出時刻ｔ３および検出時刻ｔ４を変化点と称する。これにより、地絡点標定部１３１ｄは、地絡点Ｐを標定することができる（Ｓ１０９）。
【００５９】
尚、上記の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物も含まれる。
【００６０】
＝＝＝まとめ＝＝＝
以上説明したように、本実施形態に係る地絡点標定システム１００は、電力系統の電力線に地絡電流が流れるときに生じる磁束の磁束密度が、該磁束密度の変化に対応する透磁率の変化の度合いに基づいて定められる所定の磁束密度値以下となるような、環状に形成される巻芯１１１ａ，１２１ａと、配電線３００が貫通する巻芯１１１ａ，１２１ａに地絡電流を検出するべく巻回されるコイル１１１ｂ，１２１ｂと、を有する複数のセンサ１１１，１２１と、複数のセンサ１１１，１２１のそれぞれで検出される地絡電流のうち、最も大きい電流値を示す第１地絡電流よりも小さい電流値を示す第２地絡電流を特定する比較特定部１３１ｂと、比較特定部１３１ｂで特定された第２地絡電流に対応する地絡電流波形を増幅する増幅部１３１ｃと、増幅部１３１ｃで増幅された地絡電流波形において、第２地絡電流の発生時刻を表す変化点を特定し、変化点に基づいて、電力系統における地絡電流が発生した地点を示す地絡点Ｐを標定する地絡点標定部１３１ｄと、備える。本実施形態によれば、高周波領域の地絡電流を高感度に検出できるセンサ１１１，１２１を用いて、微小な地絡電流をも検出することができ、その地絡電流波形のゲインを増幅しつつ、変化点を正確に特定し、地絡点Ｐを標定することができる。
【００６１】
又、本実施形態に係る地絡点標定システム１００は、複数のセンサ１１１，１２１で検出された複数の地絡電流が所定の電流値以上か否かを判定する判定部１３１ａをさらに備え、判定部１３１ａで複数の地絡電流が所定の電流値未満であると判定された場合、増幅部１３１ｃは、複数のセンサ１１１，１２１で検出される複数の地絡電流に対応する複数の地絡電流波形を増幅し、地絡点標定部１３１ｄは、増幅部１３１ｃで増幅された第１，第２増幅地絡電流波形における地絡電流の発生時刻を表す変化点を特定し、変化点に基づいて、電力系統における地絡電流が発生した地点を示す地絡点Ｐを標定する。本実施形態によれば、地絡電流波形を増幅することで変化点を正確に特定し、地絡点Ｐを標定することができる。
【００６２】
又、本実施形態に係る地絡点標定システム１００の地絡点標定部１３１ｄは、変化点から逆算して地絡点Ｐにおける地絡電流が発生した時刻を算出することで、地絡点Ｐを標定する。本実施形態によれば、正確に特定された変化点に基づいて、正確に地絡点Ｐを標定することができる。
【００６３】
又、本実施形態に係る地絡点標定システム１００における所定の磁束密度値は、配電線３００に地絡電流が流れる際の磁束密度の増加率と透磁率の増加率との一致の度合いに基づいて定められる。本実施形態によれば、磁束密度Ｂの変化に対して比透磁率μｒの変化が安定するため、各相のセンサ１１１，１２１のばらつきを少なくできる。
【００６４】
又、本実施形態に係る地絡点標定システム１００の巻芯１１１ａ，１２１ａは、磁束密度が前記所定の磁束密度値以下となるような断面積及び長さを有して構成される。本実施形態によれば、センサ１１１，１２１の大型化を抑制できる。
【００６５】
又、本実施形態に係る地絡点標定システム１００のセンサ１１１，１２１は、コイル１１１ｂ，１２１ｂの巻数が所定の巻数以下になるように定められていなる。本実施形態によれば、微弱な地絡電流であっても２次電流のレベルが増加することで検出することが可能となるため、センサ１１１，１２１における、地絡電流の検出可能なレンジを広げることができる。
【００６６】
又、本実施形態に係る地絡点標定システム１００を適用する電力系統は、２２ｋＶの特別高圧配電系統である。本実施形態によれば、周波数特性の高いセンサを用いるため、一般的に抵抗接地方式あるいは非接地方式が適用される２２ｋＶ特別高圧配電系統においても、正確に地絡点Ｐを標定できる。
【００６７】
又、本実施形態に係る地絡点標定システム１００における時刻は、ＧＰＳから送信される時刻情報に基づいて特定される。本実施形態によれば、正確な時刻により、正確に地絡点Ｐを標定できる。
【符号の説明】
【００６８】
１０  地絡点標定システム
１１１，１２１  センサ
１１１ａ，１２１ａ  巻芯
１１１ｂ，１２１ｂ  コイル
１３１ａ  判定部
１３１ｂ  比較特定部
１３１ｃ  増幅部
１３１ｄ  地絡点標定部
【図１】
2018205109.tif 000003
【図２】
2018205109.tif 000004
【図３】
2018205109.tif 000005
【図４】
2018205109.tif 000006
【図５】
2018205109.tif 000007
【図６】
2018205109.tif 000008
【図７】
2018205109.tif 000009
【図８】
2018205109.tif 000010
【図９】
2018205109.tif 000011
【図１０】
2018205109.tif 000012
【図１１】
2018205109.tif 000013