(57)【要約】【課題】地絡方向検出の精度の低下を防止した地絡検出装置を提供することにある。【解決手段】３相配電線２の適宜の箇所に、各線電流を検出する電流検出器５と共に、基準電圧を検出する電圧検出器３を設ける。基準電圧を入力とするＡ／Ｄ変換器８と、零相電流を入力とするＡ／Ｄ変換器１０とを設ける。Ａ／Ｄ変換器８からの出力が設定値を越えた時点を基準電圧零クロス点とする基準電圧零クロス点検出処理部２０a1と、Ａ／Ｄ変換器１０からの出力が設定値を越えた時点を零相電流零クロス点とする零相電流零クロス点検出処理部２０a3と、基準電圧零クロス点検出処理部から出力される基準電圧零クロス点と、零相電流零クロス点検出処理部から出力される零相電流零クロス点とから位相差を求めることにより、地絡事故が検出点に対し、電源側であるか負荷側であるかを判定する位相差検出判定処理部２０a4とからなる地絡方向判定手段２０ａを備える。【選択図】図１
2008241668.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
変電所から引き出される３相配電線の適宜の箇所に、各線電流を検出する電流検出器を設けると共に、前記配電線の所定の線間電圧を基準電圧として検出する電圧検出器を設け、前記電圧検出器により検出される前記基準電圧と、前記電流検出器により検出された線電流から算出される零相電流との位相差を求めることにより、地絡事故が検出点に対し、電源側であるか負荷側であるかを判定するようにした地絡検出装置であって、
前記基準電圧を入力としてデジタル値を出力する基準電圧用Ａ／Ｄ変換器と、
前記零相電流を入力としてデジタル値を出力する零相電流用Ａ／Ｄ変換器と、
前記基準電圧用Ａ／Ｄ変換器から出力されるデジタル値が設定値を越えた時点を基準電圧零クロス点とする基準電圧零クロス点検出処理部と、
前記零相電流用Ａ／Ｄ変換器から出力されるデジタル値が設定値を越えた時点を零相電流零クロス点とする零相電流零クロス点検出処理部と、
前記基準電圧零クロス点検出処理部から出力される基準電圧零クロス点と、前記零相電流零クロス点検出処理部から出力される零相電流零クロス点とから位相差を求めることにより、地絡事故が検出点に対し、電源側であるか負荷側であるかを判定する位相差検出判定処理部とからなる地絡方向判定手段を備えた地絡検出装置。
【請求項２】
変電所から引き出される３相配電線の適宜の箇所に、各線電流を検出する電流検出器を設けると共に、前記配電線の各相電圧を検出する電圧検出器を設け、前記電圧検出器により検出される相電圧から算出される零相電圧と、前記電流検出器により検出された線電流から算出される零相電流との位相差を求めることにより、地絡事故が検出点に対し、電源側であるか負荷側であるかを判定するようにした地絡検出装置であって、
前記零相電圧を入力としてデジタル値を出力する零相電圧用Ａ／Ｄ変換器と、
前記零相電圧用Ａ／Ｄ変換器から出力されるデジタル値が設定値を越えた時点を零相電圧零クロス点とする零相電圧零クロス点検出回路と、
前記零相電流を入力としてデジタル値を出力する零相電流用Ａ／Ｄ変換器と、
前記零相電流用Ａ／Ｄ変換器から出力されるデジタル値が設定値を越えた時点を零相電流零クロス点とする零相電流零クロス点検出回路と、
前記零相電圧零クロス点検出回路から出力される零相電圧位相検出点と、前記零相電流零クロス点検出回路から出力される零相電流零クロス点とから位相差を求めることにより、地絡事故が上記検出点に対し、電源側であるか負荷側であるかを判定する位相差検出判定回路とを備えた地絡検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、３相配電線での地絡事故の方向を検出する地絡検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
変電所から引き出される３相配電線の適宜の箇所に各線電流を検出する電流検出器をそれぞれ設けると共に、配電線の線間電圧を検出する電圧検出器を設け、電圧検出器により検出される線間電圧と、電流検出器により検出された線電流から算出された零相電流との位相差を求めることにより、地絡事故が上記検出点に対し、電源側であるか負荷側であるかを判定するようにした地絡検出装置は、例えば、特許文献１に示されている。
【０００３】
また、共に算出された零相電圧と零相電流との位相差を求めることにより、上記地絡事故の方向判定が行われるものもある。
【０００４】
図３は検出情報をアナログ処理する従来の地絡検出装置を示すブロック図である。この地絡検出装置は、本発明者が従来から実施していたものである。
【０００５】
地絡検出装置４０は図示するように、変電所１から引き出されるＵ相，Ｖ相，Ｗ相の３相配電線２（２ｕ，２ｖ，２ｗ）の適宜の箇所に設けられており、３相配電線２の所定の線間、例えば配電線２ｕ，２ｗの線間電圧を基準電圧Ｖｗｕとして検出する電圧検出器３と、３相配電線の各線電流を検出する電流検出器５（５ｕ，５ｖ，５ｗ）と、零相電流演算回路７と、地絡方向判定手段４０ａと、地絡表示器１１とから構成されている。
【０００６】
地絡方向判定手段４０ａは、基準電圧方形波生成回路４０a7と、零相電流方形波生成回路４０a8と、位相差検出判定回路４０a9とから構成されている。
【０００７】
零相電流演算回路７は、電流検出器５により検出される各線電流に基づいて零相電流を算出する。
【０００８】
基準電圧方形波生成回路４０a7は比較回路からなり、基準電圧が電圧設定値を超えている期間を「Ｈ」レベルとする電圧方形波を生成する。零相電流方形波生成回路４０a8は比較回路からなり、零相電流が電流設定値を超えている期間を「Ｈ」レベルとする電流方形波を生成する。
【０００９】
位相差検出判定回路４０a9は、電圧検出器３により検出される基準電圧と、零相電流演算回路７により算出される零相電流との位相を比較し、零相電流が進み位相または遅れ位相であるかを判定すると共に、その位相差を算出する。この位相差は、電圧方形波の立ち上がり時点と電流方形波の立ち上がり時点との差としている。
【００１０】
地絡表示器１１は、判定された進み位相または遅れ位相と、算出された位相差とから、地絡事故が上記検出点に対し、電源側であるか負荷側であるかを表示する。
【特許文献１】特開平５−８０１０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
位相差は本来、基準電圧の瞬時値が零レベルをクロスした時点と零相電流の瞬時値が零レベルをクロスした時点との差（真の位相差）であるので、この真の位相差を求めるには、基準電圧方形波生成回路及び零相電流方形波生成回路の各設定値を極力低くすればよい。しかしながら、図３に示す従来の地絡検出装置では、零相電流の電流方形波を生成するための設定値は、零相電流に重畳するノイズ等の影響を避けるために、比較的高くしている。したがって、電流方形波の立ち上がり時点が基準電圧の瞬時値が零レベルをクロスした時点から遅れることになる。この遅れは、零相電流の振幅が大きい地絡事故と、振幅が小さい地絡事故とでは、零相電流の振幅が小さくなる程、その度合いが大きくなる。この遅れが真の位相差に誤差を発生させることになり、地絡方向検出の精度が低下するという問題が生じる。
【００１２】
一方、零相電圧と零相電流との位相差を求めることによる地絡検出装置では、零相電圧の電圧波形を生成するための設定値は、零相電圧に重畳するノイズ等の影響を避けるために、零相電流の場合と同様に比較的高くしている。したがって、電圧方形波の立ち上がり時点が零相電圧の瞬時値が零レベルをクロスした時点から遅れることになる。この遅れは、零相電圧の振幅が大きい地絡事故と、振幅が小さい地絡事故とでは、零相電圧の振幅が小さくなる程、その度合いが大きくなる。この零相電圧の遅れと零相電流の遅れとが加算されて真の位相差にさらに大きな誤差を発生させることになり、地絡方向検出の精度がさらに低下するという問題が生じる。
【００１３】
本発明の目的は、地絡方向検出の精度の低下を防止した地絡検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
第１の発明は、変電所から引き出される３相配電線の適宜の箇所に、各線電流を検出する電流検出器を設けると共に、配電線の所定の線間電圧を基準電圧として検出する電圧検出器を設け、電圧検出器により検出される基準電圧と、電流検出器により検出された線電流から算出される零相電流との位相差を求めることにより、地絡事故が検出点に対し、電源側であるか負荷側であるかを判定するようにした地絡検出装置を対象とし、基準電圧を入力としてデジタル値を出力する基準電圧用Ａ／Ｄ変換器と、零相電流を入力としてデジタル値を出力する零相電流用Ａ／Ｄ変換器と、基準電圧用Ａ／Ｄ変換器から出力されるデジタル値が設定値を越えた時点を基準電圧零クロス点とする基準電圧零クロス点検出処理部と、零相電流用Ａ／Ｄ変換器から出力されるデジタル値が設定値を越えた時点を零相電流零クロス点とする零相電流零クロス点検出処理部と、基準電圧零クロス点検出処理部から出力される基準電圧零クロス点と、零相電流零クロス点検出処理部から出力される零相電流零クロス点とから位相差を求めることにより、地絡事故が検出点に対し、電源側であるか負荷側であるかを判定する位相差検出判定処理部とからなる地絡方向判定手段を備えたものである。
【００１５】
第２の発明は、変電所から引き出される３相配電線の適宜の箇所に、各線電流を検出する電流検出器を設けると共に、配電線の各相電圧を検出する電圧検出器を設け、電圧検出器により検出される相電圧から算出される零相電圧と、電流検出器により検出された線電流から算出される零相電流との位相差を求めることにより、地絡事故が検出点に対し、電源側であるか負荷側であるかを判定するようにした地絡検出装置を対象とし、零相電圧を入力としてデジタル値を出力する零相電圧用Ａ／Ｄ変換器と、零相電圧用Ａ／Ｄ変換器から出力されるデジタル値が設定値を越えた時点を零相電圧零クロス点とする零相電圧零クロス点検出回路と、零相電流を入力としてデジタル値を出力する零相電流用Ａ／Ｄ変換器と、零相電流用Ａ／Ｄ変換器から出力されるデジタル値が設定値を越えた時点を零相電流零クロス点とする零相電流零クロス点検出回路と、零相電圧零クロス点検出回路から出力される零相電圧位相検出点と、零相電流零クロス点検出回路から出力される零相電流零クロス点とから位相差を求めることにより、地絡事故が上記検出点に対し、電源側であるか負荷側であるかを判定する位相差検出判定回路とを備えたものである。
【発明の効果】
【００１６】
以上のように、第１の発明によれば、配電線の所定の線間電圧と零相電流との位相差を求めることにより、地絡事故の方向判定する地絡検出装置に対し、基準電圧のデジタル値が設定値を越えた時点は、基準電圧の瞬時値が零レベルをクロスした時点と同じになり、また、零相電流のデジタル値が設定値を越えた時点は、零相電流の瞬時値が零レベルをクロスした時点と同じになる。したがって、零相電流零クロス点は、零相電流の振幅の大小に関係なくなるので、常に真の位相差が求められ、地絡方向検出精度の向上を図ることができる。
【００１７】
第２の発明によれば、配電線の零相電圧と零相電流との位相差を求めることにより、地絡事故の方向判定する地絡検出装置に対し、零相電圧のデジタル値が設定値を越えた時点は、零相電圧の瞬時値が零レベルをクロスした時点と同じになり、また、零相電流のデジタル値が設定値を越えた時点は、零相電流の瞬時値が零レベルをクロスした時点と同じになる。したがって、零相電圧零クロス点及び零相電流零クロス点は、零相電圧及び零相電流のそれぞれ振幅の大小に関係なくなるので、常に真の位相差が求められ、地絡方向検出精度の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１は本発明に係る地絡検出装置の第１の実施形態を示すブロック図である。地絡検出装置２０は図３と同様に、変電所１から引き出される３相配電線２に設けられており、図示するように、例えば配電線２ｕ，２ｗの線間電圧を基準電圧Ｖｗｕとして検出する線間電圧検出器３と、各線電流を検出する電流検出器５（５ｕ，５ｖ，５ｗ）と、零相電流演算回路７と、基準電圧用Ａ／Ｄ変換器８、零相電流用Ａ／Ｄ変換器１０と、地絡方向判定手段２０ａと、地絡表示器１１とから構成されている。
【００１９】
地絡方向判定手段２０ａは、基準電圧零クロス点検出処理部２０a1と、零相電流零クロス点検出処理部２０a3と、位相差検出判定処理部２０a4との各機能を有するＣＰＵ等から構成されている。
【００２０】
零相電流演算回路７は、電流検出器５により検出される各線電流に基づいて零相電流を算出するが、零相電流は電圧に変換されて出力される。
【００２１】
基準電圧用Ａ／Ｄ変換器８は、電圧検出器３から出力される基準電圧を入力としてデジタル値を出力する。零相電流用Ａ／Ｄ変換器１０は、零相電流演算回路７から出力される零相電流を入力としてデジタル値を出力する。
【００２２】
基準電圧零クロス点検出処理部２０a1は、基準電圧用Ａ／Ｄ変換器８から出力される基準電圧のデジタル値が基準電圧設定値を越えた時点を基準電圧零クロス点検出情報として出力する。零相電流零クロス点検出処理部２０a3は、零相電流用Ａ／Ｄ変換器１０から出力される零相電流のデジタル値が零相電流設定値を越えた時点を零相電流零クロス点検出情報として出力する。基準電圧用Ａ／Ｄ変換器８及び零相電流用Ａ／Ｄ変換器１０が、例えば１２ビット、バイナリコード変換するものであれば、入力範囲を１／４０９６（２の１２乗分の１）刻みでＡＤ変換される。すなわち、変換値０〜４０９５に変換されるので、上記の各設定値を０〜４０９５の中間値２０４８とすれば、基準電圧のデジタル値が設定値を越えた時点は、基準電圧の瞬時値が零レベルをクロスした時点と同じになり、この時点を基準電圧零クロス点検出情報とし、また、零相電流のデジタル値が設定値を越えた時点は、零相電流の瞬時値が零レベルをクロスした時点と同じになり、この時点を零相電流零クロス点検出情報とする。したがって、零相電流零クロス点は、零相電流の振幅の大小に関係なくなるので、常に真の位相差が求められる。
【００２３】
位相差検出判定処理部２０a4は、基準電圧零クロス点検出情報が入力された時点でリセットされると共にカウントを開始し、零相電流零クロス点検出情報が入力された時点でカウントを終了する。このときのカウント値が基準電圧と零相電流との位相差となる。
【００２４】
図２は本発明に係る地絡検出装置の第２の実施形態を示すブロック図である。地絡検出装置３０は図３と同様に、変電所１から引き出される３相配電線２に設けられており、図示するように配電線２（２ｕ，２ｖ，２ｗ）の相電圧をそれぞれ検出する相電圧検出器４と、各線電流を検出する電流検出器５（５ｕ，５ｖ，５ｗ）と、零相電圧演算回路６と、零相電流演算回路７と、零相電圧用Ａ／Ｄ変換器９、零相電流用Ａ／Ｄ変換器１０と、地絡方向判定手段３０ａと、地絡表示器１１とから構成されている。
【００２５】
地絡方向判定手段３０ａは、零相電圧零クロス点検出処理部３０a2と、零相電流零クロス点検出処理部３０a3と、位相差検出判定処理部３０a4との各機能をを有するＣＰＵ等から構成されている。
【００２６】
零相電圧演算回路６は、電圧検出器４により検出される各相電圧に基づいて零相電圧を算出する。零相電流演算回路７は、電流検出器５により検出される各線電流に基づいて零相電流を算出するが、零相電流は電圧に変換されて出力される。
【００２７】
零相電圧用Ａ／Ｄ変換器９は、零相電圧演算回路６から出力される零相電圧を入力としてデジタル値を出力する。零相電流用Ａ／Ｄ変換器１０は、零相電流演算回路７から出力される零相電流を入力としてデジタル値を出力する。
【００２８】
零相電圧零クロス点検出処理部３０a2は、零相電圧用Ａ／Ｄ変換器９から出力される零相電圧のデジタル値が零相電圧設定値を越えた時点を零相電圧零クロス点検出情報として出力する。零相電流零クロス点検出処理部３０a3は、零相電流用Ａ／Ｄ変換器１０から出力される零相電流のデジタル値が零相電流設定値を越えた時点を零相電流零クロス点検出情報として出力する。零相電圧用Ａ／Ｄ変換器９及び零相電流用Ａ／Ｄ変換器１０が、例えば１２ビット、バイナリコード変換するものであれば、入力範囲を１／４０９６（２の１２乗分の１）刻みでＡＤ変換される。すなわち、変換値０〜４０９５に変換されるので、上記の各設定値を０〜４０９５の中間値２０４８とすれば、零相電圧のデジタル値が設定値を越えた時点は、零相電圧の瞬時値が零レベルをクロスした時点と同じになり、この時点を零相電圧零クロス点検出情報とし、また、零相電流のデジタル値が設定値を越えた時点は、零相電流の瞬時値が零レベルをクロスした時点と同じになり、この時点を零相電流零クロス点検出情報とする。したがって、零相電圧零クロス点及び零相電流零クロス点は、零相電圧及び零相電流のそれぞれ振幅の大小に関係なくなるので、常に真の位相差が求められる。
【００２９】
位相差検出判定処理部３０a4は、零相電圧零クロス点検出情報が入力された時点でリセットされると共にカウントを開始し、零相電流零クロス点検出情報が入力された時点でカウントを終了する。このときのカウント値が零相電圧と零相電流との位相差となる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明に係る地絡検出装置の第１の実施形態を示すブロック図である。
【図２】本発明に係る地絡検出装置の第２の実施形態を示すブロック図である。
【図３】従来の地絡検出装置を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００３１】
１  変電所
２  ３相配電線
３  線間電圧検出器
４  相電圧検出器
５  電流検出器
８  基準電圧用Ａ／Ｄ変換器
９  零相電圧用Ａ／Ｄ変換器
１０  零相電流用Ａ／Ｄ変換器
２０  地絡検出装置
２０a1  基準電圧零クロス点検出処理部
２０a3  零相電流零クロス点検出処理部
２０a4  位相差検出判定処理部
２０ａ  地絡方向判定手段
３０  地絡検出装置
３０a2  零相電圧零クロス点検出処理部
３０a3  零相電流零クロス点検出処理部
３０a4  位相差検出判定処理部
【図１】
2008241668.tif 000003
【図２】
2008241668.tif 000004
【図３】
2008241668.tif 000005