(57)【要約】【課題】電力系統事故がサージアブソーバの本体故障、母線の地絡およびフィーダの地絡のいずれによるものかを容易に判定できる電力系統事故判定システムを提供する。【解決手段】サージアブソーバ１１の接地電流ＩGを２次側電流に変換する変流器１２と、変流器１２の２次側電流を接地電圧ＶGに変換する抵抗器１３と、接地電圧ＶGを増幅する増幅回路１４と、接地電圧ＶGを全波整流する全波整流回路１５と、全波整流回路１５の出力電圧を平滑化する平滑回路１６と、平滑回路１６の出力電圧ＶG’を第１乃至第４の設定電圧ＶREF1〜ＶREF4と比較する第１乃至第４の比較回路１７1〜１７4と、第１乃至第４の比較回路１７1〜１７4の出力信号の持続時間が所定の持続時間以上であると第１乃至第４の事故検出信号を出力する第１乃至第４の事故検出回路２０1〜２０4と、第１乃至第４の事故検出信号に基づいて電力系統事故の原因を判定する判定回路３０とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力系統事故がサージアブソーバの本体故障、母線の地絡およびフィーダの地絡のいずれによるものかを判定するための電力系統事故判定システム（１０）であって、
サージアブソーバ（１１）の接地電流（ＩG）を検出する接地電流検出手段（１２〜１６）と、
該接地電流検出手段によって検出された前記サージアブソーバの接地電流の大きさおよび持続時間に基づいて電力系統事故が発生したことを検出する電力系統事故検出手段（１７1〜１７4，２０1〜２０4）と、
該電力系統事故検出手段における検出結果に基づいて電力系統事故がサージアブソーバの本体故障、母線の地絡およびフィーダの地絡のいずれによるものかを判定する判定手段（３０，３１）と、
を具備することを特徴とする、電力系統事故判定システム。
【請求項２】
前記接地電流検出手段が、
前記サージアブソーバの接地端子に接続された、かつ、前記サージアブソーバの接地電流を所定の変流比で２次側電流に変換するための変流器（１２）と、
該変流器の２次側電流を接地電圧（ＶG）に変換するための抵抗器（１３）と、
前記接地電圧を所定の増幅率だけ増幅する増幅回路（１４）と、
前記接地電圧を全波整流するための全波整流回路（１５）と、
該全波整流回路の出力電圧を平滑化して直流電圧に変換するための平滑回路（１６）とを備え、
前記電力系統事故検出手段が、
前記平滑回路の出力電圧（ＶG’）を第１乃至第４の設定電圧（ＶREF1〜ＶREF4）とそれぞれ比較する第１乃至第４の比較回路（１７1〜１７4）と、
該第１乃至第４の比較回路の出力信号の持続時間が所定の持続時間以上になると第１乃至第４の事故検出信号（Ｓ1〜Ｓ4）をそれぞれ出力する第１乃至第４の事故検出回路（２０1〜２０4）とを備え、
前記判定手段が、
前記第１乃至第４の事故検出回路から入力される前記第１乃至第４の事故検出信号を格納するためのメモリ（３５）と、
該メモリに格納された前記第１乃至第４の事故検出信号に基づいて電力系統事故がサージアブソーバの本体故障、母線の地絡およびフィーダの地絡のいずれによるものかを判定する判定回路（３０）とを備える、
ことを特徴とする、請求項１記載の電力系統事故判定システム。
【請求項３】
前記変流器の変流比、前記抵抗器の抵抗値、前記増幅回路の増幅率および前記平滑回路の利得が、１ボルト／アンペアの変換比で前記変流器の１次側に流れる前記接地電流を前記平滑回路の出力電圧に変換するようにそれぞれ設定されていることを特徴とする、請求項２記載の電力系統事故判定システム。
【請求項４】
前記第１乃至第４の事故検出回路が、
前記第１乃至第４の比較回路の出力信号を積分するための第１乃至第４のＲＣ積分回路（２１1〜２１4）と、
該第１乃至第４のＲＣ積分回路の出力電圧を第１乃至第４の基準電圧（ＶR1〜ＶR4）とそれぞれ比較して、該第１乃至第４のＲＣ積分回路の出力電圧が第１乃至第４の基準電圧よりも大きくなると前記第１乃至第４の事故検出信号をそれぞれ出力する第１乃至第４の検出用比較回路（２２1〜２２4）と、
を備えることを特徴とする、請求項２または３記載の電力系統事故判定システム。
【請求項５】
前記第１乃至第４のＲＣ積分回路の時定数が、前記第１乃至第４の比較回路の出力信号がそれぞれ入力されると、第１乃至第４の持続時間（ｔ1〜ｔ4）の経過後に前記第１乃至第４の基準電圧に等しい出力電圧を出力するようにそれぞれ設定されていることを特徴とする、請求項４記載の電力系統事故判定システム。
【請求項６】
前記第１の設定電圧と前記第１の持続時間とが、前記サージアブソーバの本体故障による１線地絡事故の発生時に前記変流器の１次側に流れる前記接地電流と該１線地絡事故が回復するまでの時間とに対応してそれぞれ設定されており、
前記第２の設定電圧と前記第２の持続時間とが、母線地絡事故の発生時に前記変流器の１次側に流れる前記接地電流と該母線地絡事故が回復するまでの時間とに対応してそれぞれ設定されており、
前記第３の設定電圧と前記第３の持続時間とが、配電線地絡事故の発生時に前記変流器の１次側に流れる前記接地電流と該配電線地絡事故が回復するまでの時間とに対応してそれぞれ設定されており、
前記第４の設定電圧と前記第４の持続時間とが、前記サージアブソーバの本体故障による１線断線事故の発生時に前記変流器の１次側に流れる前記接地電流と該１線断線事故が継続している時間とに対応してそれぞれ設定されている、
ことを特徴とする、請求項５記載の電力系統事故判定システム。
【請求項７】
前記判定回路が、
前記第１乃至第４の事故検出回路から前記第１乃至第４の事故検出信号をそれぞれ受け取って、該受け取った第１乃至第４の事故検出信号を前記メモリに格納する第１乃至第４の入力部（３１1〜３１4）と、
前記メモリから読み出した前記第１乃至第４の事故検出信号の論理積演算を行う第１乃至第４の論理積部（３２1〜３２4）と、
該第１乃至第４の論理積部の出力信号に基づいて電力系統事故がサージアブソーバの本体故障、母線の地絡およびフィーダの地絡のいずれによるものかを判定する判定部（３３）と、
を備えることを特徴とする、請求項２乃至６いずれかに記載の電力系統事故判定システム。
【請求項８】
前記第１の論理積部が、前記第１乃至第３の事故検出信号を前記メモリから読み出して、該読み出した第１乃至第３の事故検出信号とリセット信号（Ｒ）の反転信号との論理積を演算し、
前記第２の論理積部が、前記第１乃至第３の事故検出信号を前記メモリから読み出して、該読み出した第１の事故検出信号の反転信号と該読み出した第２および第３の事故検出信号と前記リセット信号の反転信号との論理積を演算し、
前記第３の論理積部が、前記第１乃至第３の事故検出信号を前記メモリから読み出して、該読み出した第１および第２の事故検出信号の反転信号と該読み出した第３の事故検出信号と前記リセット信号の反転信号との論理積を演算し、
前記第４の論理積部が、前記第４の事故検出信号を前記メモリから読み出して、該読み出した第４の事故検出信号と前記リセット信号の反転信号との論理積を演算し、
前記判定部が、
前記第１の論理積部の出力信号がハイレベルであると、サージアブソーバの本体故障による１線地絡により電力系統事故が発生したと判定し、
前記第２の論理積部の出力信号がハイレベルであると、母線の地絡により電力系統事故が発生したと判定し、
前記第３の論理積部の出力信号がハイレベルであると、フィーダの地絡により電力系統事故が発生したと判定し、
前記第４の論理積部の出力信号がハイレベルであると、サージアブソーバの本体故障による１線断線により電力系統事故が発生したと判定する、
ことを特徴とする、請求項７記載の電力系統事故判定システム。
【請求項９】
前記判定回路が、前記判定部から判定結果を表わす判定結果データを受け取って、受け取った判定結果データに基づいて判定結果を表示装置（４０）に表示させる制御部（３４）をさらに備えることを特徴とする、請求項７または８記載の電力系統事故判定システム。
【請求項１０】
前記サージアブソーバの本体が、該サージアブソーバの外箱と電気的に絶縁されていることを特徴とする、請求項１乃至９いずれかに記載の電力系統事故判定システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力系統事故判定システムに関し、特に、変圧器２次側の零相電圧移行防止用サージアブソーバの接地電流に基づいて電力系統事故の原因を判定するのに好適な電力系統事故判定システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
電力系統事故としては、図４に示す母線１における地絡事故（母線地絡事故）、第１乃至第４のフィーダ２1〜２4における地絡事故（配電線地絡事故）のほかに、雷サージ電圧を除去するために変圧器５０の２次側に設けられた零相電圧移行防止用サージアブソーバ（以下、「サージアブソーバ」と称する。）５１の本体故障による１線地絡事故や、１線地絡事故でサージアブソーバ５１が焼損し受電遮断器が切れたのちに生じることがある１線断線事故（サージアブソーバの本体故障による１線断線事故）などがある。
【０００３】
なお、下記の特許文献１には、逆並列サイリスタ付きリアクトルと、このリアクトルに並列接続したコンデンサを基本構成とするサイリスタ制御可変リアクトル装置で中性点を接地し、地絡事故消滅装置が、１線地絡事故発生時に、各フィーダの零相電流とフィーダ母線の零相電圧から事故電流を消滅させるのに必要なリアクトル装置の供給電流を求め、この電流になるようにリアクトル装置のサイリスタを位相制御する１線地絡事故消滅システムが開示されている。
【０００４】
また、下記の特許文献２には、送配電線に設けられた変流器の２次回路に、３相電流の少なくとも１相の電流が所定値以上であることを検出する第１の要素と、最大の相間電流に対する相間電流の比が所定値以下であることを各相毎に検出する第２の要素とを備えた電流継電器を設け、第１の要素の動作と第２の要素の２相の動作を条件に、送配電線の１線断線であると判定するようにした送配電線の１線断線検出回路が開示されている。
【特許文献１】特開平１０−２４８１６７号公報
【特許文献２】特開平６−２５３４４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、図４に示したサージアブソーバ５１の本体故障により１線地絡事故が生じた場合には、地絡後備保護継電器を用いて対策しているが、母線地絡事故と同じリレーが動作するため、その発見が困難であり、また、サージアブソーバ５１の本体故障により１線断線事故が生じた場合には、サージアブソーバ５１の充電電流が各フィーダ（第１乃至第４のフィーダ２1〜２4）の充電電流に比べて小さく、各フィーダにあまり影響を与えないため、その検出が困難である。そのため、電力系統事故が生じた場合に、それがサージアブソーバ５１の本体故障によるものか母線１の地絡によるものか第１乃至第４のフィーダ２1〜２4の地絡によるものかを容易に判定することができないという問題があった。
【０００６】
本発明の目的は、電力系統事故がサージアブソーバの本体故障、母線の地絡およびフィーダの地絡のいずれによるものかを容易に判定することができる電力系統事故判定システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の電力系統事故判定システムは、電力系統事故がサージアブソーバの本体故障、母線の地絡およびフィーダの地絡のいずれによるものかを判定するための電力系統事故判定システム（１０）であって、サージアブソーバ（１１）の接地電流（ＩG）を検出する接地電流検出手段（１２〜１６）と、該接地電流検出手段によって検出された前記サージアブソーバの接地電流の大きさおよび持続時間に基づいて電力系統事故が発生したことを検出する電力系統事故検出手段（１７1〜１７4，２０1〜２０4）と、該電力系統事故検出手段における検出結果に基づいて電力系統事故がサージアブソーバの本体故障、母線の地絡およびフィーダの地絡のいずれによるものかを判定する判定手段（３０，３１）とを具備することを特徴とする。
前記接地電流検出手段が、前記サージアブソーバの接地端子に接続された、かつ、前記サージアブソーバの接地電流を所定の変流比で２次側電流に変換するための変流器（１２）と、該変流器の２次側電流を接地電圧（ＶG）に変換するための抵抗器（１３）と、前記接地電圧を所定の増幅率だけ増幅する増幅回路（１４）と、前記接地電圧を全波整流するための全波整流回路（１５）と、該全波整流回路の出力電圧を平滑化して直流電圧に変換するための平滑回路（１６）とを備え、前記電力系統事故検出手段が、前記平滑回路の出力電圧（ＶG’）を第１乃至第４の設定電圧（ＶREF1〜ＶREF4）とそれぞれ比較する第１乃至第４の比較回路（１７1〜１７4）と、該第１乃至第４の比較回路の出力信号の持続時間が所定の持続時間以上になると第１乃至第４の事故検出信号（Ｓ1〜Ｓ4）をそれぞれ出力する第１乃至第４の事故検出回路（２０1〜２０4）とを備え、前記判定手段が、前記第１乃至第４の事故検出回路から入力される前記第１乃至第４の事故検出信号を格納するためのメモリ（３５）と、該メモリに格納された前記第１乃至第４の事故検出信号に基づいて電力系統事故がサージアブソーバの本体故障、母線の地絡およびフィーダの地絡のいずれによるものかを判定する判定回路（３０）とを備えてもよい。
前記変流器の変流比、前記抵抗器の抵抗値、前記増幅回路の増幅率および前記平滑回路の利得が、１ボルト／アンペアの変換比で前記変流器の１次側に流れる前記接地電流を前記平滑回路の出力電圧に変換するようにそれぞれ設定されていてもよい。
前記第１乃至第４の事故検出回路が、前記第１乃至第４の比較回路の出力信号を積分するための第１乃至第４のＲＣ積分回路（２１1〜２１4）と、該第１乃至第４のＲＣ積分回路の出力電圧を第１乃至第４の基準電圧（ＶR1〜ＶR4）とそれぞれ比較して、該第１乃至第４のＲＣ積分回路の出力電圧が第１乃至第４の基準電圧よりも大きくなると前記第１乃至第４の事故検出信号をそれぞれ出力する第１乃至第４の検出用比較回路（２２1〜２２4）とを備えてもよい。
前記第１乃至第４のＲＣ積分回路の時定数が、前記第１乃至第４の比較回路の出力信号がそれぞれ入力されると、第１乃至第４の持続時間（ｔ1〜ｔ4）の経過後に前記第１乃至第４の基準電圧に等しい出力電圧を出力するようにそれぞれ設定されていてもよい。
前記第１の設定電圧と前記第１の持続時間とが、前記サージアブソーバの本体故障による１線地絡事故の発生時に前記変流器の１次側に流れる前記接地電流と該１線地絡事故が回復するまでの時間とに対応してそれぞれ設定されており、前記第２の設定電圧と前記第２の持続時間とが、母線地絡事故の発生時に前記変流器の１次側に流れる前記接地電流と該母線地絡事故が回復するまでの時間とに対応してそれぞれ設定されており、前記第３の設定電圧と前記第３の持続時間とが、配電線地絡事故の発生時に前記変流器の１次側に流れる前記接地電流と該配電線地絡事故が回復するまでの時間とに対応してそれぞれ設定されており、前記第４の設定電圧と前記第４の持続時間とが、前記サージアブソーバの本体故障による１線断線事故の発生時に前記変流器の１次側に流れる前記接地電流と該１線断線事故が継続している時間とに対応してそれぞれ設定されていてもよい。
【０００８】
前記判定回路が、前記第１乃至第４の事故検出回路から前記第１乃至第４の事故検出信号をそれぞれ受け取って、該受け取った第１乃至第４の事故検出信号を前記メモリに格納する第１乃至第４の入力部（３１1〜３１4）と、前記メモリから読み出した前記第１乃至第４の事故検出信号の論理積演算を行う第１乃至第４の論理積部（３２1〜３２4）と、該第１乃至第４の論理積部の出力信号に基づいて電力系統事故がサージアブソーバの本体故障、母線の地絡およびフィーダの地絡のいずれによるものかを判定する判定部（３３）とを備えてもよい。
前記第１の論理積部が、前記第１乃至第３の事故検出信号を前記メモリから読み出して、該読み出した第１乃至第３の事故検出信号とリセット信号（Ｒ）の反転信号との論理積を演算し、
前記第２の論理積部が、前記第１乃至第３の事故検出信号を前記メモリから読み出して、該読み出した第１の事故検出信号の反転信号と該読み出した第２および第３の事故検出信号と前記リセット信号の反転信号との論理積を演算し、前記第３の論理積部が、前記第１乃至第３の事故検出信号を前記メモリから読み出して、該読み出した第１および第２の事故検出信号の反転信号と該読み出した第３の事故検出信号と前記リセット信号の反転信号との論理積を演算し、前記第４の論理積部が、前記第４の事故検出信号を前記メモリから読み出して、該読み出した第４の事故検出信号と前記リセット信号の反転信号との論理積を演算し、前記判定部が、前記第１の論理積部の出力信号がハイレベルであると、サージアブソーバの本体故障による１線地絡により電力系統事故が発生したと判定し、前記第２の論理積部の出力信号がハイレベルであると、母線の地絡により電力系統事故が発生したと判定し、前記第３の論理積部の出力信号がハイレベルであると、フィーダの地絡により電力系統事故が発生したと判定し、前記第４の論理積部の出力信号がハイレベルであると、サージアブソーバの本体故障による１線断線により電力系統事故が発生したと判定してもよい。
前記判定回路が、前記判定部から判定結果を表わす判定結果データを受け取って、受け取った判定結果データに基づいて判定結果を表示装置（４０）に表示させる制御部（３４）をさらに備えてもよい。
前記サージアブソーバの本体が、該サージアブソーバの外箱と電気的に絶縁されていてもよい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の電力系統事故判定システムは、電力系統事故の原因によりサージアブソーバの接地電流の大きさおよび持続時間が変わることを利用して、サージアブソーバの接地電流の大きさおよび持続時間に基づいて電力系統事故を検出することにより、電力系統事故がサージアブソーバの本体故障、母線の地絡およびフィーダの地絡のいずれによるものかを容易に判定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
電力系統事故がサージアブソーバの本体故障、母線の地絡およびフィーダの地絡のいずれによるものかを容易に判定するという目的を、サージアブソーバの接地電流の大きさおよび持続時間に基づいて電力系統事故がサージアブソーバの本体故障、母線の地絡およびフィーダの地絡のいずれによるものかを判定することにより実現した。
【実施例１】
【００１１】
以下、本発明の電力系統事故判定システムの実施例について図面を参照して説明する。
本発明の一実施例による電力系統事故判定システム１０は、図１に示すように、サージアブソーバ１１の接地端子に接続された変流器（ＣＴ）１２と、変流器１２の２次側に設けられた抵抗器１３と、抵抗器１３に接続された増幅回路１４と、増幅回路１４に接続された全波整流回路１５と、全波整流回路１５に接続された平滑回路１６と、平滑回路１６に接続された第１乃至第４の比較回路１７1〜１７4と、第１乃至第４の比較回路１７1〜１７4にそれぞれ接続された第１乃至第４の事故検出回路２０1〜２０4と、第１乃至第４の事故検出回路２０1〜２０4に接続された判定回路３０と、判定回路３０に接続されたメモリ３５および表示装置４０とを具備する。
【００１２】
ここで、変流器１２、抵抗器１３、増幅回路１４、全波整流回路１５および平滑回路１６は、サージアブソーバ１１の接地電流ＩGを検出する接地電流検出手段として機能し、第１乃至第４の比較回路１７1〜１７4および第１乃至第４の事故検出回路２０1〜２０4は、接地電流検出手段によって検出されたサージアブソーバ１１の接地電流ＩGの大きさおよび持続時間に基づいて電力系統事故が発生したことを検出する電力系統事故検出手段として機能し、判定回路３０およびメモリ３５は、電力系統事故検出手段における検出結果に基づいて電力系統事故がサージアブソーバの本体故障、母線の地絡およびフィーダの地絡のいずれによるものかを判定する判定手段として機能する。
【００１３】
変流器１２は、サージアブソーバ１１の接地電流ＩGを所定の変流比で２次側電流に変換するためのものであり、低圧用の変流器であってもよい。
なお、サージアブソーバ１１の外箱は一般に接地されているが、この状態で変流器１２をサージアブソーバ１１の接地端子に取り付けると、サージアブソーバ１１の接地電流ＩGは外箱と変流器１２とに分流してしまい、接地電流ＩGを正確に検出することができなくなる。そこで、サージアブソーバ１１の本体を絶縁シート上に取り付けることにより、サージアブソーバ１１の本体と外箱とを電気的に絶縁する。
【００１４】
抵抗器１３は、変流器１２の２次側電流を接地電圧ＶGに変換するためのものである。
増幅回路１４は、抵抗器１３の両端に生じる接地電圧ＶGを所定の増幅率だけ増幅するためのものである。
全波整流回路１５は、増幅回路１４によって増幅された接地電圧ＶGを全波整流するためのものである。
平滑回路１６は、全波整流回路１５によって全波整流された接地電圧ＶGを平滑化して直流電圧に変換するためのものである。
【００１５】
変流器１２の変流比、抵抗器１３の抵抗値、増幅回路１４の増幅率および平滑回路１６の利得は、たとえば、１０Ａの接地電流ＩGが変流器１２の１次側に流れたときに平滑回路１６の出力信号ＶG’が１０Ｖとなるように（すなわち、変換比が１ボルト／アンペアとなるように）、以下のように設定される。
変流器１２の変流比＝１００：１
抵抗器１３の抵抗値＝１０Ω
増幅回路１４の増幅率＝１０倍（１０ｄＢ）
平滑回路１６の利得＝１倍（＝０ｄＢ）
これにより、１０Ａの接地電流ＩGが変流器１２の１次側に流れると、０．１Ａの電流が変流器１２の２次側に流れて抵抗器１３により１Ｖの接地電圧ＶGに変換される。１Ｖの接地電圧ＶGは、増幅回路１４により１０倍に増幅され、全波整流回路１５によって全波整流されたのち、平滑回路１６によって平滑されることにより、１０Ｖの直流電圧として平滑回路１６から出力される。
【００１６】
第１乃至第４の比較回路１７1〜１７4は、接地電流ＩGの大きさを検出するためのものであり、平滑回路１６の出力電圧ＶG’（全波整流回路１５によって全波整流されたのちに平滑回路１６によって平滑化された接地電圧ＶG）を第１乃至第４の設定電圧ＶREF1〜ＶREF4とそれぞれ比較して、平滑回路１６の出力電圧ＶG’が第１乃至第４の設定電圧ＶREF1〜ＶREF4よりも大きくなると出力信号をそれぞれ発生する。
【００１７】
第１乃至第４の事故検出回路２０1〜２０4は、第１乃至第４の比較回路１７1〜１７4の出力信号の持続時間を検出し、検出した第１乃至第４の比較回路１７1〜１７4の出力信号の持続時間が第１乃至第４の持続時間ｔ1〜ｔ4よりも長いと第１乃至第４の事故検出信号Ｓ1〜Ｓ4をそれぞれ出力する。
【００１８】
第１の事故検出回路２０1は、図２に示すように、第１のＲＣ積分回路２１1と、第１の検出用比較回路２２1とを備える。
第１のＲＣ積分回路２１1は、第１の比較回路１７1の出力信号を積分するためのものであり、第１の抵抗Ｒ1、第１のコンデンサＣ1および第１のダイオードＤ1で構成されている。また、第１のＲＣ積分回路２１1の時定数は、第１の比較回路１７1の出力信号が入力されると、第１の持続時間ｔ1の経過後に第１の基準電圧ＶR1に等しい出力電圧を出力するように設定されている。なお、第１のダイオードＤ1は、第１のコンデンサＣ1に充電された電荷を放電するためのものである。
第１の検出用比較回路２２1は、ＲＣ積分回路２１1の出力電圧と第１の基準電圧ＶR1とを比較して、ＲＣ積分回路２１1の出力電圧が第１の基準電圧ＶR1よりも大きくなると第１の事故検出信号Ｓ1を出力する。
これにより、第１の比較回路１７1の出力信号の持続時間が第１の持続時間ｔ1以上であるか否かを検出することができる。
第２乃至第４の事故検出回路２０2〜２０4は、第１の事故検出回路２０1と同様に構成されている。
【００１９】
第１乃至第４の比較回路１７1〜１７4における第１乃至第４の設定電圧ＶREF1〜ＶREF4と第１乃至第４の事故検出回路２０1〜２０4における第１乃至第４の持続時間ｔ1〜ｔ4とは、たとえば、変圧器５０（図４参照）の２次側の電圧を６６００Ｖとし、第１乃至第４のフィーダ２1〜２4の合計充電電流を１０Ａとし、サージアブソーバ１１の各コンデンサの容量Ｃを０．３μＦとした場合には、以下のように設定される。
【００２０】
（１）第１の設定電圧ＶREF1と第１の持続時間ｔ1との設定
サージアブソーバ１１の本体故障により１線地絡事故が発生すると、１０Ａの第１乃至第４のフィーダ２1〜２4の合計充電電流が接地電流ＩGとして変流器１２の１次側に流れる。そこで、サージアブソーバ１１の本体故障による１線地絡事故が発生した場合の平滑回路１６の出力電圧ＶG’は１０Ｖとなるため、第１の設定電圧ＶREF1を１０Ｖと設定して、平滑回路１６の出力電圧ＶG’が１０Ｖ以上になると第１の比較回路１７1から出力信号が出力されるようにする。
また、サージアブソーバ１１の本体故障による１線地絡事故の場合には、母線地絡事故と同様にして、母線１に設けられた地絡後備保護継電器が起動して（フィーダ数＋３）秒で受電遮断器が切れることにより、１線地絡事故が回復する。したがって、この例のようにフィーダ数が“４”である場合には、（４＋３）秒＝７秒後に１線地絡事故が回復する。そこで、１秒の余裕を見て、第１の持続時間ｔ1を６秒と設定して、第１の比較回路１７1の出力信号が６秒以上持続すると、第１の事故検出回路２０1から第１の事故検出信号Ｓ1が出力されるようにする。
【００２１】
（２）第２の設定電圧ＶREF2と第２の持続時間ｔ2との設定
母線１に完全地絡事故が発生すると、以下に示す値の接地電流ＩGが変流器１２の１次側に流れる。
ＩG＝３ｊωＣ×６６００／３1/2
＝３×（２×π×６０）×（０．３×１０-6）×３８１０
＝１．２９（Ａ）
そこで、母線１に完全地絡事故が発生した場合の平滑回路１６の出力電圧ＶG’は１．２９Ｖとなるため、第２の設定電圧ＶREF2を１．２９Ｖと設定して、平滑回路１６の出力電圧ＶG’が１．２９Ｖ以上になると、第２の比較回路１７2から出力信号が出力されるようにする。
また、母線地絡事故の場合には、上述したサージアブソーバ１１の本体故障による１線地絡事故の場合と同様にして、地絡後備保護継電器が起動して（フィーダ数＋３）秒で受電遮断器が切れることにより、母線地絡事故が回復する。したがって、この例のようにフィーダ数が“４”である場合には、（４＋３）秒＝７秒後に母線地絡事故が回復する。そこで、１秒の余裕を見て、第２の持続時間ｔ2を６秒と設定して、第２の比較回路１７2の出力信号が６秒以上持続すると、第２の事故検出回路１８2から第２の事故検出信号Ｓ2が出力されるようにする。
【００２２】
（３）第３の設定電圧ＶREF3と第３の持続時間ｔ3との設定
地絡抵抗Ｒgが６０００Ωの地絡事故（配電線地絡事故）が第１乃至第４のフィーダ２1〜２4のいずれかに発生すると、以下に示す値の接地電流ＩGが変流器１２の１次側に流れる。
ＩG＝（６６００／３1/2）／（Ｒg＋１／３ｊωＣ）
＝（３ｊωＣ×６６００／３1/2）／（３ｊωＣＲg＋１）
＝（３ωＣ×６６００／３1/2）／｛（３ωＣＲg）2＋１｝1/2
＝１．２９／［｛３×（２×π×６０）×（０．３×１０-6）×６０００｝2＋１］1/2
＝１．２９／２．２７
＝０．５７（Ａ）
また、完全地絡の場合には、地絡抵抗Ｒg＝０となるため、母線地絡事故の場合と同じ接地電流ＩG＝３ｊωＣ×６６００／３1/2＝１．２９（Ａ）が変流器１２の１次側に流れる。そこで、第１乃至第４のフィーダ２1〜２4のいずれかに地絡抵抗Ｒgが６０００Ω以下の配電線地絡事故が発生した場合の平滑回路１６の出力電圧ＶG’は０．５７Ｖ以上となるため、第３の設定電圧ＶREF3を０．５７Ｖと設定して、平滑回路１６の出力電圧ＶG’が０．５７Ｖ以上になると、第３の比較回路１７3から出力信号が出力されるようにする。
また、配電線地絡事故の場合には、第１乃至第４のフィーダ２1〜２4に設けられた地絡方向継電器（ＤＧＲ）が動作してフィーダ遮断器が切れることにより、配電線地絡事故が回復する。そこで、地絡方向継電器の動作時間とフィーダ遮断器の動作時間とタイマーの動作時間との合計が約０．７秒であることを考慮し、第３の持続時間ｔ3を０．２秒と設定して、第３の比較回路１７3の出力信号が０．２秒間ほど持続すると、第３の事故検出回路１８3から第３の事故検出信号Ｓ3が出力されるようにする。
【００２３】
（４）第４の設定電圧ＶREF4と第４の持続時間ｔ4との設定
サージアブソーバ１１の本体故障により１線断線事故が発生すると、サージアブソーバ１１の各コンデンサの容量Ｃは第１乃至第４のフィーダ２1〜２4の対地静電容量に比べて非常に小さいので、断線になったことを無視すると、以下に示す値の接地電流ＩGが変流器１２の１次側に流れる。
ＩG＝−ｊωＣ×（６６００／３1/2）
＝−｛２×π×６０×（０．３×１０-6）｝×３８１０
＝−０．４３（Ａ）
そこで、サージアブソーバ１１の本体故障による１線断線事故が発生した場合の平滑回路１６の出力電圧ＶG’は０．４３Ｖ以上となるため、第４の設定電圧ＶREF4を０．４３Ｖと設定して、平滑回路１６の出力電圧ＶG’が０．４３Ｖ以上になると、第４の比較回路１７4から出力信号が出力されるようにする。
また、サージアブソーバ１１の本体故障による１線断線事故の場合には、サージアブソーバ１１の本体故障による１線地絡事故に起因するサージアブソーバ１１の焼損によってアーク電流が流れ、地絡後備保護継電器が起動して（フィーダ数＋３＝７）秒後に受電遮断器が切れる。これにより、アーク電流が消滅して、絶縁が回復し、受電遮断器が投入される。その結果、１線断線事故が生じていても送電されることになるが、１線断線事故が生じている場合には０．４３Ａの接地電流ＩGが変流器１２の１次側に流れ続ける。そこで、受電遮断器の投入後に０，４３Ａの接地電流ＩGが流れる状態が２０秒以上継続した場合には１線断線事故が生じていると考えられるので、第４の持続時間ｔ4を２０秒と設定して、第４の比較回路１７4の出力信号が２０秒間ほど持続すると、第４の事故検出回路１８4から第４の事故検出信号Ｓ4が出力されるようにする。
【００２４】
判定回路３０は、第１乃至第４の事故検出回路２０1〜２０4から入力される第１乃至第４の事故検出信号Ｓ1〜Ｓ4をメモリ３５（図１参照）に格納し、メモリ３５に格納された第１乃至第４の事故検出信号Ｓ1〜Ｓ4に基づいて、電力系統事故がサージアブソーバ１１の本体故障、母線１の地絡および第１乃至第４のフィーダ２1〜２4の地絡のいずれによるものかを判定するとともに、判定結果を表示装置４０（図１参照）に表示させるためのものである。
【００２５】
判定回路３０は、図３に示すように、第１乃至第４の入力部３１1〜３１4と、第１乃至第４の論理積部３２1〜３２4と、判定部３３と、制御部３４とを備える。
ここで、第１乃至第４の入力部３１1〜３１4は、制御部３４の制御の下、第１乃至第３の事故検出回路２０1〜２０4から第１乃至第４の事故検出信号Ｓ1〜Ｓ4を受け取って、受け取った第１乃至第４の事故検出信号Ｓ1〜Ｓ4をメモリ３５に格納する。
【００２６】
第１の論理積部３２1は、制御部３４の制御の下、第１乃至第３の事故検出信号Ｓ1〜Ｓ3をメモリ３５から読み出して、読み出した第１乃至第３の事故検出信号Ｓ1〜Ｓ3と制御部３４からのリセット信号Ｒの反転信号との論理積を演算する。
第２の論理積部３２2は、制御部３４の制御の下、第１乃至第３の事故検出信号Ｓ1〜Ｓ3をメモリ３５から読み出して、読み出した第１の事故検出信号Ｓ1の反転信号と読み出した第２および第３の事故検出信号Ｓ2，Ｓ3と制御部３４からのリセット信号Ｒの反転信号との論理積を演算する。
第３の論理積部３２3は、制御部３４の制御の下、第１乃至第３の事故検出信号Ｓ1〜Ｓ3をメモリ３５から読み出して、読み出した第１および第２の事故検出信号Ｓ1，Ｓ2の反転信号と読み出した第３の事故検出信号Ｓ3と制御部３４からのリセット信号Ｒの反転信号との論理積を演算する。
第４の論理積部３２4は、制御部３４の制御の下、第４の事故検出信号Ｓ4をメモリ３５から読み出して、読み出した第４の事故検出信号Ｓ4と制御部３４からのリセット信号Ｒの反転信号との論理積を演算する。
【００２７】
判定部３３は、第１乃至第４の論理積部３２1〜３２4の出力信号に基づいて、以下のようにして電力系統事故がサージアブソーバ１１の本体故障、母線１の地絡および第１乃至第４のフィーダ２1〜２4の地絡のいずれによるものかを判定する。
（１）第１の論理積部３２1の出力信号がハイレベルであると、サージアブソーバ１１の接地電流ＩGが１０Ａである状態が６秒以上持続していると判断し、サージアブソーバ１１の本体故障による１線地絡により電力系統事故が発生したと判定する。
（２）第２の論理積部３２2の出力信号がハイレベルであると、サージアブソーバ１１の接地電流ＩGが１．２９Ａである状態が６秒以上持続していると判断し、母線１の地絡により電力系統事故が発生したと判定する。ここで、母線１の完全地絡事故が発生すると接地電流ＩGが１．２９Ａ流れ、また、サージアブソーバ１１の本体故障による１線地絡事故が発生すると接地電流ＩGが１０Ａ流れるため、実際には１．２９Ａよりも大きく１０Ａ未満の接地電流ＩGが流れることはないので、接地電流ＩGが１．２９Ａである状態が６秒以上持続していると判断し、母線１の地絡により電力系統事故が発生したと判定する。
（３）第３の論理積部３２3の出力信号がハイレベルであると、サージアブソーバ１１の接地電流ＩGが０．５７Ａ以上で１．２９Ａ未満である状態が０．２秒以上持続していると判断し、第１乃至第４のフィーダ２1〜２4のいずれかにおける地絡により電力系統事故が発生したと判定する。
（４）第４の論理積部３２4の出力信号がハイレベルであると、サージアブソーバ１１の接地電流ＩGが０．４３Ａ以上である状態が２０秒以上持続していると判断し、サージアブソーバ１１の本体故障による１線断線により電力系統事故が発生したと判定する。
【００２８】
制御部３４は、判定結果を表わす判定結果データを判定部３３から受け取って、受け取った判定結果データに基づいて判定結果を表示装置４０に表示させる。
制御部３４は、第１乃至第４の入力部３１1〜３１4、第１乃至第４の論理積部３２1〜３２4および判定部３３の制御も行う。
【００２９】
以上のように構成された電力系統事故判定システム１０を用いることにより、サージアブソーバ１１の接地電流ＩGの大きさおよび持続時間に基づいて電力系統事故がサージアブソーバの本体故障、母線の地絡およびフィーダの地絡のいずれによるものかを判定することができる。
【００３０】
なお、第１乃至第４の比較回路１７1〜１７4における第１乃至第４の設定電圧ＶREF1〜ＶREF4と第１乃至第４の事故検出回路２０1〜２０4における第１乃至第４の基準電圧ＶR1〜ＶR4とは、たとえば第１乃至第４の比較回路１７1〜１７4および第１乃至第４の事故検出回路２０1〜２０4を動作させるための電源電圧を抵抗分割することにより、生成することができる。
また、第１乃至第４の論理積部３２1〜３２4には制御部３４からのリセット信号Ｒを入力したが、たとえば判定部３３にリセット機能を持たせるようにすれば、第１乃至第４の論理積部３２1〜３２4にリセット信号Ｒを入力する必要はない。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明の電力系統事故検出システムは、たとえば、変圧器２次側の零相電圧移行防止用サージアブソーバの接地電流に基づいて電力系統事故の原因を判定するのに利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の一実施例による電力系統事故検出システム１０の構成を示す図である。
【図２】図１に示した第１の事故検出回路２０1の構成を示す図である。
【図３】図１に示した判定回路３０の構成を示す図である。
【図４】電力系統事故の原因を説明するための図である。
【符号の説明】
【００３３】
１  母線
２1〜２4  第１乃至第４のフィーダ
１０  電力系統事故判定システム
１１，５１  サージアブソーバ
１２  変流器
１３  抵抗器
１４  増幅回路
１５  全波整流回路
１６  平滑回路
１７1〜１７4  第１乃至第４の比較回路
２０1〜２０4  第１乃至第４の事故検出回路
２１1  第１の積分回路
２２1  第１の検出用比較回路
３０  判定回路
３１1〜３１4  第１乃至第４の入力部
３２1〜３２4  第１乃至第４の論理積部
３３  判定部
３４  制御部
３５  メモリ
４０  表示装置
５０  変圧器
Ｒ1  第１の抵抗
Ｃ1  第１のコンデンサ
Ｄ1  第１のダイオード
ＶREF1〜ＶREF4  第１乃至第４の設定電圧
ＶR1〜ＶR4  第１乃至第４の基準電圧
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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