(57)【要約】【課題】少なくとも放射状に配置された電力系統に設置された三相遮断器の不揃い時間や開閉管理時間を需要家側を停電することなく計測する三相遮断器特性計測装置、三相遮断器不揃い異常検出方法および三相遮断器不揃い異常検出をコンピュータに実行させるプログラムを提供する。【解決手段】三相遮断器特性計測装置は、充電電流だけが流れているときの三相遮断器を開放して記録された遮断前後を含む間の三相の充電電流瞬時値から三相の消弧時点を算出する消弧時点算出手段と、上記三相の消弧時点から三相不揃い時間を算出する不揃い時間算出手段と、を有する。【選択図】図５
2008004537.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
充電電流だけが流れているときの三相遮断器を開放して記録された遮断前後を含む間の三相の充電電流瞬時値から三相の消弧時点を算出する消弧時点算出手段と、
上記三相の消弧時点から三相不揃い時間を算出する不揃い時間算出手段と、
を有することを特徴とする三相遮断器特性計測装置。
【請求項２】
遮断前の１相の充電電流瞬時値から充電電流実効値を算出する実効値算出手段と、
上記三相不揃い時間が予め定められた不揃い異常値以上のとき、異常警告を、上記三相不揃い時間が上記不揃い異常値未満且つ予め定められた不揃い管理値以上のとき、早期点検警告を、上記充電電流実効値が予め定められた充電電流閾値未満且つ上記三相不揃い時間が予め定められた電流小不揃い異常値以上のとき、異常警告をそれぞれ発する異常検出手段と、
を有することを特徴とする請求項１に記載する三相遮断器特性計測装置。
【請求項３】
遮断前の１相の充電電流瞬時値から充電電流実効値を算出する実効値算出手段と、
算出された三相不揃い時間が記憶されている不揃い時間記憶手段と、
上記三相不揃い時間が予め定められた不揃い異常値以上のとき、異常警告を、上記三相不揃い時間が上記不揃い異常値未満且つ予め定められた不揃い管理値以上であるとともに今回の三相不揃い時間が増加傾向を有し且つ前回の三相不揃い時間に対して所定の増加分以上に増加しているとき、短期早期点検警告を、上記三相不揃い時間が上記不揃い異常値未満且つ上記不揃い管理値以上であるとともに今回の三相不揃い時間が停滞傾向を有しているとき、長期早期点検警告を、上記充電電流実効値が予め定められた充電電流閾値未満且つ上記三相不揃い時間が予め定められた電流小不揃い異常値以上のとき、異常警告をそれぞれ発する異常検出手段と、
を有することを特徴とする請求項１に記載する三相遮断器特性計測装置。
【請求項４】
上記三相遮断器に開放するための操作信号が入力された時点と上記三相のすべてが消弧した時点との間の開閉管理時間を算出する開閉管理時間算出手段を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載する三相遮断器特性計測装置。
【請求項５】
三相遮断器を開放するときの最初に消弧した相が消弧した時点と最後に消弧した相が消弧した時点との間の三相不揃い時間の異常を検出する三相遮断器不揃い異常検出方法において、
上記三相遮断器に充電電流だけが流れるように負荷を切り換えるステップと、
上記三相遮断器を開放して遮断前後を含む間の三相の充電電流瞬時値を取り込むステップと、
１相の充電電流瞬時値から充電電流実効値を算出するステップと、
上記三相の充電電流瞬時値から三相の消弧時点を算出するステップと、
上記三相の消弧時点から三相不揃い時間を算出するステップと、
上記三相不揃い時間が予め定められた不揃い異常値以上のとき、異常警告を、上記三相不揃い時間が上記不揃い異常値未満且つ予め定められた不揃い管理値以上のとき、早期点検警告を、上記充電電流実効値が予め定められた充電電流閾値未満且つ上記三相不揃い時間が予め定められた電流小不揃い異常値以上のとき、異常警告をそれぞれ発するステップと、
を有することを特徴とする三相遮断器不揃い異常検出方法。
【請求項６】
三相遮断器を開放するときの最初に消弧した相が消弧した時点と最後に消弧した相が消弧した時点との間の三相不揃い時間の異常を検出する三相遮断器不揃い異常検出をコンピュータに実行させるプログラムにおいて、
充電電流だけが流れているときの三相遮断器を開放して記録された遮断前後を含む間の三相の充電電流瞬時値から三相の消弧時点を算出する手順と、
上記三相の消弧時点から三相不揃い時間を算出する手順と、
遮断前の１相の充電電流瞬時値から充電電流実効値を算出する手順と、
上記三相不揃い時間が予め定められた不揃い異常値以上のとき、異常警告を、上記三相不揃い時間が上記不揃い異常値未満且つ予め定められた不揃い管理値以上のとき、早期点検警告を、上記充電電流実効値が予め定められた充電電流閾値未満且つ上記三相不揃い時間が予め定められた電流小不揃い異常値以上のとき、異常警告をそれぞれ発する手順と、
を有することを特徴とするプログラム。
【請求項７】
上記消弧時点算出手段は、充電電流だけが流れているときの上記三相遮断器を開放して記録された遮断前後を含む間のサンプリング周期での各時点の三相の充電電流瞬時値を取り込む手段と、相毎にサンプリング周期での時点毎に該時点を含む１サイクル後または前までの時点の充電電流瞬時値をフーリエ変換し周波数スペクトルを求める手段と、相毎時点毎に求めた周波数スペクトルから基本周波数のフーリエ級数を求めて時系列データとしてまとめる手段と、相毎の時系列データから求めた最小のフーリエ級数に最も早くなる時点を各相の消弧時点とする手段と、を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の三相遮断器特性計測装置。
【請求項８】
上記消弧時点算出手段は、充電電流だけが流れているときの上記三相遮断器を開放して記録された遮断前後を含む間のサンプリング周期での各時点の三相の充電電流瞬時値を取り込む手段と、相毎にサンプリング周期での時点毎に該時点を含む１サイクル後または前までの時点の充電電流瞬時値をフーリエ変換し周波数スペクトルを求める手段と、相毎時点毎に求めた周波数スペクトルから基本周波数のフーリエ級数および積分値を求めて時系列データとしてまとめる手段と、相毎の時系列データからフーリエ級数が所定の下限値以下且つ積分値とフーリエ級数との差分が所定の閾値以上に最も早くなる時点を各相の消弧時点とする手段と、を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の三相遮断器特性計測装置。
【請求項９】
上記三相の充電電流瞬時値から三相の消弧時点を算出するステップは、相毎にサンプリング周期での時点毎に該時点を含む１サイクル後または前までの時点の充電電流瞬時値をフーリエ変換し周波数スペクトルを求めるステップと、相毎時点毎に求めた周波数スペクトルから基本周波数のフーリエ級数を求めて時系列データとしてまとめるステップと、相毎の時系列データから求めた最小のフーリエ級数に最も早くなる時点を各相の消弧時点とするステップと、を有することを特徴とする請求項５に記載の三相遮断器不揃い異常検出方法。
【請求項１０】
上記三相の充電電流瞬時値から三相の消弧時点を算出するステップは、相毎にサンプリング周期での時点毎に該時点を含む１サイクル後または前までの時点の充電電流瞬時値をフーリエ変換し周波数スペクトルを求めるステップと、相毎時点毎に求めた周波数スペクトルから基本周波数のフーリエ級数および積分値を求めて時系列データとしてまとめるステップと、相毎の時系列データからフーリエ級数が所定の下限値以下且つ積分値とフーリエ級数との差分が所定の閾値以上に最も早くなる時点を各相の消弧時点とするステップと、を有することを特徴とする請求項５に記載の三相遮断器不揃い異常検出方法。
【請求項１１】
上記三相の充電電流瞬時値から三相の消弧時点を算出する手順は、相毎にサンプリング周期での時点毎に該時点を含む１サイクル後または前までの時点の充電電流瞬時値をフーリエ変換し周波数スペクトルを求める手順と、相毎時点毎に求めた周波数スペクトルから基本周波数のフーリエ級数を求めて時系列データとしてまとめる手順と、相毎の時系列データから求めた最小のフーリエ級数に最も早くなる時点を各相の消弧時点とする手順と、を有することを特徴とする請求項６に記載のプログラム。
【請求項１２】
上記三相の充電電流瞬時値から三相の消弧時点を算出する手順は、相毎にサンプリング周期での時点毎に該時点を含む１サイクル後または前までの時点の充電電流瞬時値をフーリエ変換し周波数スペクトルを求める手順と、相毎時点毎に求めた周波数スペクトルから基本周波数のフーリエ級数および積分値を求めて時系列データとしてまとめる手順と、相毎の時系列データからフーリエ級数が所定の下限値以下且つ積分値とフーリエ級数との差分が所定の閾値以上に最も早くなる時点を各相の消弧時点とする手順と、を有することを特徴とする請求項６に記載のプログラム。
【請求項１３】
三相遮断器を投入して流れる充電電流だけが記録された投入前後を含む間の三相の充電電流瞬時値から三相の投入時点を算出する投入時点算出手段と、
上記三相の投入時点から三相不揃い時間を算出する不揃い時間算出手段と、
上記三相不揃い時間が予め定められた不揃い異常値以上のとき、異常警告を、上記三相不揃い時間が上記不揃い異常値未満且つ予め定められた不揃い管理値以上のとき、早期点検警告を、それぞれ発する異常検出手段と、
を有することを特徴とする三相遮断器特性計測装置。
【請求項１４】
上記投入時点算出手段は、三相遮断器を投入して流れる充電電流だけが記録された投入前後を含む間のサンプリング周期の各時点の三相の充電電流瞬時値を取り込む手段と、相毎にサンプリング周期の時点毎に該時点を含む１サイクル後または前までの時点の充電電流瞬時値をフーリエ変換し周波数スペクトルを求める手段と、相毎時点毎に求めた周波数スペクトルから基本周波数のフーリエ級数を求めて時系列データとしてまとめる手段と、相毎の時系列データから求めたフーリエ級数が所定の閾値以上に最も早くなる時点を各相の投入時点とする手段と、を有することを特徴とする請求項１３に記載の三相遮断器特性計測装置。
【請求項１５】
上記投入時点算出手段は、三相遮断器を投入して流れる充電電流だけが記録された投入前後を含む間のサンプリング周期の各時点の三相の充電電流瞬時値を取り込む手段と、相毎にサンプリング周期の時点毎に該時点を含む１サイクル後または前までの時点の充電電流瞬時値から波高値を求めて時系列データとしてまとめる手段と、相毎の時系列データから求めた波高値が１サイクル前の時点の波高値に対して所定の値以上に最も早くなる時点を各相の投入時点とする手段と、を有することを特徴とする請求項１３に記載の三相遮断器特性計測装置。
【請求項１６】
負荷電流または事故電流が流れているときの三相遮断器を開放して記録された遮断前後を含む間の三相の負荷電流瞬時値または事故電流瞬時値から三相の消弧時点を算出する消弧時点算出手段と、
上記三相の消弧時点から三相不揃い時間を算出する不揃い時間算出手段と、
上記三相不揃い時間が予め定められた不揃い異常値以上のとき、異常警告を、上記三相不揃い時間が上記不揃い異常値未満且つ予め定められた不揃い管理値以上のとき、早期点検警告をそれぞれ発する異常検出手段と、
を有することを特徴とする三相遮断器特性計測装置。
【請求項１７】
上記消弧時点算出手段は、負荷電流または事故電流が流れているときの上記三相遮断器を開放して記録された遮断前後を含む間のサンプリング周期の各時点の三相の負荷電流瞬時値または事故電流瞬時値を取り込む手段と、相毎にサンプリング周期の時点毎に該時点を含む１サイクル後までの時点の負荷電流瞬時値または事故電流瞬時値をフーリエ変換し周波数スペクトルを求める手段と、相毎時点毎に求めた周波数スペクトルから基本周波数のフーリエ級数を求めて時系列データとしてまとめる手段と、相毎の時系列データから求めた最小のフーリエ級数に最も早くなる時点を各相の消弧時点とする手段と、を有することを特徴とする請求項１６に記載の三相遮断器特性計測装置。
【請求項１８】
上記消弧時点算出手段は、負荷電流または事故電流が流れているときの上記三相遮断器を開放して記録された遮断前後を含む間のサンプリング周期の各時点の三相の負荷電流瞬時値または事故電流瞬時値を取り込む手段と、相毎にサンプリング周期の時点毎に該時点を含む１サイクル後までの時点の負荷電流瞬時値または事故電流瞬時値をフーリエ変換し周波数スペクトルを求める手段と、相毎時点毎に求めた周波数スペクトルから基本周波数のフーリエ級数および周波数スペクトルから積分値を求めて時系列データとしてまとめる手段と、相毎の時系列データからフーリエ級数が所定の下限値以下且つ積分値とフーリエ級数との差分が所定の閾値以上に最も早くなる時点を各相の消弧時点とする手段と、を有することを特徴とする請求項１６に記載の三相遮断器特性計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電力系統を開閉する三相遮断器の特性を計測するための三相遮断器特性計測装置、三相遮断器不揃い異常検出方法および三相遮断器不揃い異常検出をコンピュータに実行させるプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
三相遮断器は、投入指令により投入され、トリップ指令により引き外しするように開閉制御される。そして、三相遮断器の投入時または引き外し時に、いずれかの相で何らかの原因により発生する主接点の不動作を、その補助接点により検出し不揃い監視させ警報を表示している。
この種の検出装置として、三相遮断器の各相の補助接点であるａ接点（投入時オンになる接点）とｂ接点（引き外し時にオンになる接点）を互いに直列に接続するとともに各相のａ接点と各相のｂ接点を互いに並列に接続し、且つ、これら補助接点を限時動作継電器に接続し、三相遮断器の投入時または引き外し時に、いずれかの相のａ接点とｂ接点がともにオンになったことを条件に限時動作継電器を一定時間駆動し、この限時動作継電器の駆動を条件に三相遮断器の不揃い投入または不揃い引き外しを検出する装置が知られている。
【０００３】
しかし、三相遮断器の補助接点を利用して三相遮断器の不揃い投入または不揃い引き外しを検出しているため、検出装置を設置する際に、機械部品である各相の補助接点を微調整することが余儀なくされている。さらに、補助接点が故障すると、三相遮断器が不揃い投入または不揃い引き外しされていなくても、限時動作継電器が動作し、誤って三相遮断器を引き外すことがある。
そこで、三相交流系統に接続された三相遮断器の各相の電流を検出する電流検出手段と、電源の供給を受けて電流検出手段の検出による各相の電流にアンバランスがあるときに三相遮断器が不揃いで投入または引き外されたことを示す不揃い検出信号を出力する不揃い検出手段とを備えている動作状態検出装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
しかし、三相不揃い時位相差により発生する零相電流により監視するためには、設定値以上の零相電流が発生しないと検出できないという問題がある。また、変成器の過渡特性による誤差や、例えば変圧器の充電時に発生するインラッシュ電流による誤動作等が懸念される。
そこで、発電所又は変電所に設置されて系統事故発生時に動作して波形解析を行うオシロ装置を用いて三相遮断器の性能診断を行う三相遮断器の管理方法が提案され、それでは、三相遮断器の負荷電流をオシロ装置で検出すると共にオシロ装置に三相遮断器への指令信号を入力し、負荷電流の変化により指令信号の入力時から三相遮断器の動作完了までの時間を停電させることなくオシロ装置で測定する（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−１９７６５３号公報
【特許文献２】特開２００５−２８７１６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、変電所から放射状に配置された電力系統に設置された三相遮断器の場合、三相遮断器を開放して負荷電流を遮断することは、需要家側が停電してしまうので、適用することができないという問題がある。
【０００７】
この発明の目的は、少なくとも放射状に配置された電力系統に設置された三相遮断器の不揃い時間や開閉管理時間を需要家側を停電することなく計測する三相遮断器特性計測装置、三相遮断器不揃い異常検出方法および三相遮断器不揃い異常検出をコンピュータに実行させるプログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係わる三相遮断器特性計測装置は、充電電流だけが流れているときの三相遮断器を開放して記録された遮断前後を含む間の三相の充電電流瞬時値から三相の消弧時点を算出する消弧時点算出手段と、上記三相の消弧時点から三相不揃い時間を算出する不揃い時間算出手段と、を有する。
【発明の効果】
【０００９】
この発明に係わる三相遮断器特性計測装置の効果は、計測対象の三相遮断器に流れる充電電流を遮断したときの各相間の消弧時点の時間差から不揃い時間を求め、不揃い時間が所定の不揃い異常値以上であるとき異常警告を発するので、需要家の負荷を他の送電線からの給電に切り換えており、変電所から需要家に放射状に配置された送電線に設置された三相遮断器の不揃い時間も需要家側を停電にすることなく計測することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係わる電力系統の構成図である。図２は、大きな充電電流が流れる三相遮断器を開放したときの充電電流の遮断の様子を示す図である。図３は、小さな充電電流が流れる三相遮断器を開放したときの充電電流の遮断の様子を示す図である。図４は、この発明の実施の形態１に係わる三相遮断器特性計測装置の機能ブロック図である。
【００１１】
この発明の実施の形態１に係わる三相遮断器特性計測装置１は、図１に示すように、変電所２から放射状に需要家３に電力を供給する電力系統４に配置されている三相遮断器５の特性を計測する。このような放射状の電力系統４では、需要家３への電力の供給を中断しないために、２系統の送電線６ａ、６ｂが、変電所２と需要家３の間に引かれている。そして、一方の系統の送電線６ａに接続されている三相遮断器５を計測対象とするとき、一方の系統の送電線６ａに接続されている負荷への電力の供給を他方の系統の送電線６ｂからの供給に切り換える。このときの一方の系統の送電線６ａには充電電流が流れている。
【００１２】
また、変電所２には、電力系統４の異常および事故判別するために、三相電圧・三相電流・投入信号・トリップ信号を監視する総合記録装置７が設置されている。総合記録装置７は、三相の送電線６ａの各相の電圧を検出するために計器用変圧器８と、三相の送電線６ａの各相の電流を検出する計器用変流器９とが接続されている。また、総合記録装置７は、リレー盤１０から三相遮断器５に入力される投入信号とトリップ信号とが入力される。
また、総合記録装置７は、送電線６ａの三相電圧瞬時値および三相電流瞬時値、三相遮断器５の投入信号およびトリップ信号をデジタル値として出力する。そして、三相遮断器特性計測装置１は、総合記録装置７に接続されており、三相電圧瞬時値、三相電流瞬時値が入力される。
また、特性を計測する三相遮断器５が接続されている一方の系統の送電線６ａから負荷が切り離されたとき、三相電流は三相の充電電流となる。この三相の充電電流の大きさは、負荷が接続されているとき流れる負荷電流と比べると、１０分の１位となる。
【００１３】
充電電流だけが流れている三相遮断器５を開放するとき、三相遮断器５を流れる充電電流の大きさにより、図２に示すように、三相がゼロクロス点を通過する順に消弧する場合と、図３に示すように、三相がほぼ同時に消弧する場合が観察される。この違いは、大きな充電電流のときは充電電流がゼロにならないと消弧できないが、小さな充電電流のときは、充電電流がゼロにならなくとも主接点が物理的に離れるだけで消弧するためであると考えられる。
そこで、充電電流だけが流れている三相遮断器５を遮断して不揃い特性を計測する場合、この２つの場合を区別して検出しないと正しく計測できない。
【００１４】
この発明の実施の形態１に係わる三相遮断器特性計測装置１は、図４に示すように、計測対象の三相遮断器５を流れる１相の充電電流瞬時値から充電電流実効値を算出する実効値算出手段１１、計測対象の三相遮断器５を流れる三相の充電電流瞬時値がゼロに到達する各相の消弧時点を算出する消弧時点算出手段１２、三相の消弧時点から三相不揃い時間を算出する不揃い時間算出手段１３、不揃い時間および充電電流実効値を用いて三相不揃い異常を検出する異常検出手段１４を有する。
この三相遮断器特性計測装置１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、インターフェース回路を備えるコンピュータから構成されている。そして、三相不揃い特性を計測する手順をＣＰＵに実行させるプログラムがＲＯＭに格納されている。
また、このコンピュータには、表示部としてのモニタが接続されている。
【００１５】
実効値算出手段１１は、計測対象の三相遮断器５の１相に流れる１周期分の充電電流瞬時値を用いて充電電流実効値ＩＡＶＲを算出する。
消弧時点算出手段１２は、三相の充電電流瞬時値の中で最初にゼロが所定の時間維持された相、例えば、図２に示すように、ａ相がゼロに到達した消弧時点ｔ０を求め、次にゼロが所定の時間維持された相、ｃ相がゼロに到達した消弧時点ｔ２を求め、最後にゼロが所定の時間維持された相、ｂ相がゼロに到達した消弧時点ｔ３を求める。
不揃い時間算出手段１３は、消弧時点ｔ１と消弧時点ｔ０との時間差Δｔ１および消弧時点ｔ２と消弧時点ｔ０との時間差Δｔ２を求める。
また、不揃い時間算出手段１３は、時間差Δｔ１と時間差Δｔ２とを比較し、大きい方の値を三相不揃い時間Ａとする。
【００１６】
異常検出手段１４は、三相不揃い時間Ａを予め定められた三相不揃い異常値ＴＭＡＸと比較し、三相不揃い時間Ａが三相不揃い異常値ＴＭＡＸ以上のとき異常警告信号を発する。三相遮断器５の三相の接点の解離が電流がゼロに達したとき消弧する状態に同時に達しているとき、最初の相がゼロクロスしてから最後の相がゼロクロスするまでの時間は、５．５ｍｓであるので、三相不揃い異常値ＴＭＡＸとして１３．３ｍｓとしている。
また、異常検出手段１４は、三相不揃い時間Ａが三相不揃い異常値ＴＭＡＸ未満のとき、三相不揃い時間Ａを予め定められた三相不揃い管理値Ｔと比較し、三相不揃い時間Ａが三相不揃い管理値Ｔ以上のとき早期点検信号を発する。この三相不揃い管理値Ｔとして、６．６ｍｓを採用している。
【００１７】
また、異常検出手段１４は、三相不揃い時間Ａが三相不揃い管理値Ｔ未満のとき、充電電流実効値ＩＡＶＲを充電電流閾値ＩＴＨと比較し、充電電流実効値ＩＡＶＲが充電電流閾値ＩＴＨ以上のとき正常信号を発する。この充電電流閾値ＩＴＨとして、１６Ａを採用している。
また、異常検出手段１４は、充電電流実効値ＩＡＶＲが充電電流閾値ＩＴＨ未満のとき、三相不揃い時間Ａを電流小三相不揃い異常値ＴＬＭＡＸと比較し、三相不揃い時間Ａが電流小三相不揃い異常値ＴＬＭＡＸ以上のとき以上警告信号を発する。この電流小三相不揃い異常値ＴＬＭＡＸとして、４ｍｓを採用している。
なお、三相不揃い異常値ＴＭＡＸ、三相不揃い管理値Ｔ、電流小三相不揃い異常値ＴＬＭＡＸ、充電電流閾値ＩＴＨは、三相遮断器５の種類や電力系統を考慮して適宜定められる。
【００１８】
次に、この発明の実施の形態１に係わる三相不揃い異常検出の手順を図５を参照して説明する。図５は、この発明の実施の形態１に係わる三相不揃い異常検出の手順を示すフローチャートである。
ステップＳ１０１で、負荷を計測対象の三相遮断器が接続されている送電線６ａから他方の送電線６ｂに給電を切り換え、三相遮断器５には充電電流が流れるようにする。
ステップＳ１０２で、三相遮断器５に遮断操作信号を入力して、送電線６ａを遮断する。
ステップＳ１０３で、遮断操作信号が入力されると、総合記録装置７は三相の充電電流を取り込み、三相遮断器特性計測装置１に送る。三相遮断器特性計測装置１は、三相の充電電流瞬時値を取り込む。
【００１９】
ステップＳ１０４で、遮断前での１周期の１相の充電電流瞬時値から充電電流実効値ＩＡＶＲを算出する。
ステップＳ１０５で、最初に消弧した相、すなわち充電電流瞬時値が所定の時間ゼロになった相の充電電流瞬時値がゼロに到達したときの消弧時点ｔ０を算出する。また、次に消弧した相の充電電流瞬時値がゼロに到達したときの消弧時点ｔ１を算出する。また、最後に消弧した相の充電電流瞬時値がゼロに到達したときの消弧時点ｔ２を算出する。
ステップＳ１０６で、消弧時点ｔ１と消弧時点ｔ０との時間差Δｔ１および消弧時点ｔ２と消弧時点ｔ０との時間差Δｔ２を求める。また、時間差Δｔ１と時間差Δｔ２とを比較し、大きい方の値を三相不揃い時間Ａとする。
【００２０】
ステップＳ１０７で、三相不揃い時間Ａを三相不揃い異常値ＴＭＡＸと比較し、三相不揃い時間Ａが三相不揃い異常値ＴＭＡＸ以上のときステップＳ１０８へ進み、三相不揃い時間Ａが三相不揃い異常値ＴＭＡＸ未満のときステップＳ１０９へ進む。
ステップＳ１０８で、異常警告信号を発信して終了する。この異常警告信号は、三相遮断器５に送信され、三相遮断器５の操作をロックする。また、三相遮断器特性計測装置１は、表示部に異常警告を表示する。
ステップＳ１０９で、三相不揃い時間Ａを三相不揃い管理値Ｔと比較し、三相不揃い時間Ａが三相不揃い管理値Ｔ以上のときステップＳ１１０へ進み、三相不揃い時間Ａが三相不揃い管理値Ｔ未満のときステップＳ１１１へ進む。
ステップＳ１１０で、早期点検信号を発信して終了する。このとき、三相遮断器特性計測装置１は、表示部に早期点検の警告を表示する。
【００２１】
ステップＳ１１１で、充電電流実効値ＩＡＶＲを充電電流閾値ＩＴＨと比較し、充電電流実効値ＩＡＶＲが充電電流閾値ＩＴＨ以上のときステップＳ１１２へ進み、充電電流実効値ＩＡＶＲが充電電流閾値ＩＴＨ未満のときステップＳ１１３へ進む。
ステップＳ１１２で、正常信号を発信して終了する。このとき、三相遮断器特性計測装置１は、表示部に正常である旨表示する。
ステップＳ１１３で、三相不揃い時間Ａを電流小三相不揃い異常値ＴＬＭＡＸと比較し、三相不揃い時間Ａが電流小三相不揃い異常値ＴＬＭＡＸ以上のときステップＳ１１４へ進み、三相不揃い時間Ａが電流小三相不揃い異常値ＴＬＭＡＸ未満のときステップＳ１１５へ進む。
ステップＳ１１４で、異常警告信号を発信して終了する。この異常警告信号は、三相遮断器５に送信され、三相遮断器５の操作をロックする。また、三相遮断器特性計測装置１は、表示部に異常警告を表示する。
ステップＳ１１５で、正常信号を発信して終了する。このとき、三相遮断器特性計測装置１は、表示部に正常である旨表示する。
【００２２】
図６は、ｃ相に引き外しが遅れる異常が見られ、充電電流実効値が充電電流閾値以上の三相遮断器での充電電流の遮断の様子を示す図である。
次に、充電電流実効値が充電電流閾値以上の三相遮断器５であって、一方は引き外しの異常の見られない三相遮断器５と、他方はｃ相に引き外しが遅れる異常が見られる三相遮断器５との不揃い特性の計測結果を説明する。図２に示す充電電流の遮断の様子は引き外しの異常の見られない三相遮断器５の場合である。
【００２３】
異常が見られない三相遮断器５の場合、最初に時点ｔ０でａ相の充電電流瞬時値がゼロになり、次に、時点ｔ１でａ相から１２０度位相が進んでいるｃ相の充電電流瞬時値がゼロになる。それから、時点ｔ２でａ相から１２０度位相が遅れているｂ相の充電電流瞬時値がゼロになる。そして、三相不揃い時間Ａは、５．５ｍｓとなり、三相不揃い管理値Ｔ＝６．６ｍｓ未満であるので正常信号が発信される。
【００２４】
一方、ｃ相に引き外しが遅れる異常が見られる三相遮断器５の場合、最初に時点ｔ０でａ相の充電電流瞬時値がゼロになり、次に、時点ｔ１でａ相から１２０度位相が遅れているｂ相の充電電流瞬時値がゼロになり、最後に時点ｔ２でａ相から１２０度位相が進んでいるｃ相の充電電流瞬時値がゼロになる。そして、三相不揃い時間Ａは１３．６ｍｓとなり、三相不揃い異常値ＴＭＡＸ＝１３．３ｍｓ以上であるので異常警告信号が発信される。
【００２５】
図７は、ｃ相に引き外しが遅れる異常が見られ、充電電流実効値が充電電流閾値未満の三相遮断器での充電電流の遮断の様子を示す図である。
次に、充電電流実効値が充電電流閾値未満の三相遮断器５であって、一方は引き外しの異常の見られない三相遮断器５と、他方はｃ相に引き外しが遅れる異常が見られる三相遮断器５との不揃い特性の計測結果を説明する。図３に示す充電電流の遮断の様子は引き外しの異常の見られない三相遮断器５の場合である。
【００２６】
異常が見られない三相遮断器５の場合、三相遮断器５の主接点が解離した時点で三相とも消弧する。
一方、ｃ相に引き外しが遅れる異常が見られる三相遮断器５の場合、最初に時点ｔ０でａ相とｂ相の充電電流瞬時値が同時にゼロになり、次に、時点ｔ２でｃ相の充電電流瞬時値がゼロになる。そして、三相不揃い時間Ａは４．３ｍｓとなり、電流小三相不揃い異常値ＴＬＭＡＸ＝４ｍｓ以上であるので異常警告信号が発信される。
【００２７】
このような三相遮断器特性計測装置１は、変電所２から放射状に配置した複数の送電線６ａ、６ｂを経由して需要家３に電力を供給している電力系統４に配設されている三相遮断器５の三相不揃い特性を、負荷を他の送電線６ｂに切り換え三相遮断器５に充電電流だけが流れるようにしてから三相遮断器５を遮断して充電電流の変化を取り込み、それに基づいて三相不揃い特性を計測するので、負荷電流を遮断しなくてもよく、一方向に電力を供給する系統に接続された三相遮断器５の三相不揃い特性を計測できる。
【００２８】
また、充電電流だけ流れる三相遮断器５を開放したとき、充電電流の大きさにより、ゼロクロスで消弧せずに、物理的に主接点が解離したときすべての相で同時に消弧することもある。そこで、充電電流実効値に基づいてゼロクロスでの消弧か否かを判断し、それぞれ異なる異常値で三相不揃い異常を判断するので、正しく三相不揃い異常を検出することができる。
【００２９】
その結果、３年〜６年毎に定期的に三相遮断器を停止して点検を実施し機能を確認しなくても、三相遮断器の異常兆候が事故遮断前に分かることから三相遮断器の破壊や大規模な停電も無くなり、系統事故による遮断も確実に行える。これにより無点検になるためコストダウン及び不必要な停止作業が必要なくなる。
【００３０】
なお、実施の形態１において変電所２から需要家３に放射状に配置された電力系統４に接続された三相遮断器５に関する三相不揃い特性を計測し、三相不揃い異常を検出しているが、発電所と変電所２、変電所２と変電所２を連系する電力系統に接続された三相遮断器５についても、同様に充電電流だけが流れるようにして開放することにより、三相遮断器５の三相不揃い特性を計測することができる。
【００３１】
実施の形態２．
図８は、この発明の実施の形態２に係わる三相遮断器特性計測装置の機能ブロック図である。
この発明の実施の形態２に係わる三相遮断器特性計測装置１Ｂは、図８に示すように、実施の形態１に係わる三相遮断器特性計測装置１と不揃い時間算出手段１３Ｂおよび異常検出手段１４Ｂが異なり、不揃い時間記憶手段１５が追加されており、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記して説明は省略する。
実施の形態２に係わる不揃い時間算出手段１３Ｂは、実施の形態１に係わる不揃い時間算出手段１３に三相不揃い時間Ａの算出毎に三相不揃い時間を不揃い時間記憶手段１５に記憶する機能が追加されており、それ以外は同様であるので説明は省略する。
【００３２】
実施の形態２に係わる異常検出手段１４Ｂは、三相不揃い時間Ａを予め定められた三相不揃い異常値ＴＭＡＸと比較し、三相不揃い時間Ａが三相不揃い異常値ＴＭＡＸ以上のとき異常警告信号を発信する。
また、異常検出手段１４Ｂは、三相不揃い時間Ａが三相不揃い異常値ＴＭＡＸ未満のとき、三相不揃い時間Ａを予め定められた三相不揃い管理値Ｔと比較する。そして、三相不揃い時間Ａが三相不揃い管理値Ｔ以上のとき、不揃い時間記憶手段１５に記憶されている前回までの三相不揃い時間Ａと比較し、今回の三相不揃い時間Ａが増加傾向にあり、且つ前回の三相不揃い時間Ａに対する増加分が所定の閾値以上の場合、６ヶ月以内に点検を行うように警告する短期早期点検警告を発信する。一方、増加分が所定の閾値未満の場合、１年以内で点検を行うように警告する長期早期点検警告を発信する。
【００３３】
図９は、実施の形態２における三相不揃い時間の経時変化を示す図である。
三相不揃い時間が実線で示される三相遮断器５の場合、今回計測した三相不揃い時間Ａが１０ｍｓであり、前々回、前回の三相不揃い時間が６．７ｍｓ、８ｍｓであるので、増加傾向を示している。また、前回の三相不揃い時間に対する増加分が２ｍｓと大きく、三相遮断器５の劣化が急速に進んでいるようなので早期に点検しなければならない。
また、三相不揃い時間が点線で示される三相遮断器５の場合、今回計測した三相不揃い時間Ａが１０ｍｓであっても、前々回、前回の三相不揃い時間が１０．５ｍｓ、９ｍｓであれば、増加傾向が顕著ではなく、三相遮断器５の劣化がそれほど進んでいないとして、例えば、定期修繕まで点検を延ばすこともできる。
【００３４】
このように三相不揃い時間Ａが、三相不揃い管理値Ｔ以上であっても、過去の三相不揃い時間から大きく増えていなければ早期点検を行う時期を遅くし、大きく増えているときには早くすることにより、本当に三相遮断器５の不具合に至る危険性のある三相遮断器５を優先して保守することができる。
【００３５】
実施の形態３．
図１０は、この発明の実施の形態３に係わる三相遮断器特性計測装置の機能ブロック図である。
この発明の実施の形態３に係わる三相遮断器特性計測装置１Ｃは、図１０に示すように、実施の形態１に係わる三相遮断器特性計測装置１に開閉管理時間算出手段１６が追加されており、それ以外は同様なので同様な部分に同じ符号を付記して説明は省略する。
実施の形態３に係わるリレー盤１０では、三相遮断器５を開くために入力される操作信号に従って三相遮断器５のコイルに電流が流され始める時点に信号が発生し、その信号が三相遮断器特性計測装置１に送信される。
実施の形態３に係わる開閉管理時間算出手段１６は、コイルに電流が流され始める時点から最後に消弧した相が消弧した時点までの開閉管理時間を算出する。
【００３６】
このような三相遮断器特性計測装置１Ｃは、リレー盤１０から三相遮断器５に開放を指令する時点に関する信号を取り込み、三相遮断器５が開放されて充電電流が遮断された時点との間の時間を求めることにより、三相遮断器特性の１つの開閉管理時間を計測することができる。
【００３７】
実施の形態４．
上述した実施の形態１による三相遮断器特性計測装置１では、総合記録装置７から出力される計測対象の三相遮断器５を流れる三相の充電電流瞬時値がゼロに到達する各相の消弧時点を算出し、三相の消弧時点から三相不揃い時間を算出し、不揃い時間および充電電流実効値を用いて三相不揃い異常を検出している。
しかし、計器用変流器９のＣＴ比に対して流れる電流が小さいと、位相が不定期であり、また、三相遮断器５を開極したとき目視により消弧が確認されていても、計器用変流器９から出力される信号からは小電流が流れているとみなされ充電電流瞬時値がゼロに到達する時点を明確には判断しづらいという問題がある。
【００３８】
図１１は、この発明の実施の形態４に係わる三相遮断器特性計測装置の機能ブロック図である。
この発明の実施の形態４に係わる三相遮断器特性計測装置１Ｄは、図１１に示すように、この発明の実施の形態１に係わる三相遮断器特性計測装置１と消弧時点算出手段１２Ｄが異なり、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記し説明は省略する。
この発明の実施の形態４に係わる消弧時点算出手段１２Ｄは、総合記録装置７からトリップ指令が発せられてから所定の時間の間の各相の充電電流瞬時値を取り込む。例えば、充電電流瞬時値はサンプリング周期０．３ｍｓ毎の値であり、トリップ指令が発せられてから９．９ｓ間の充電電流瞬時値を取り込むので、相毎に３３０００個の充電電流瞬時値が取り込むことになる。
【００３９】
そして、消弧時点算出手段１２Ｄは、相毎に任意の時点（以下、基準時点と称す）から１サイクル分経過した時点の間の充電電流瞬時値をフーリエ変換して基準時点の充電電流の周波数スペクトルを求める（以下、基点後周波数スペクトルと称す）。例えば、１サイクルが２０ｍｓのときには、６６個の充電電流瞬時値をフーリエ変換し基点後周波数スペクトルを求める。
この基点後周波数スペクトルは、三相遮断器５が閉じられているときには電力系統の周波数（以下、基本周波数と称す）のフーリエ級数が最大値を示し、それ以外の周波数でも有意なフーリエ級数が得られる。一方、三相遮断器５が開かれているときには、必ずしも基本周波数のフーリエ級数は有意であるとは限らない。
【００４０】
そして、消弧時点算出手段１２Ｄは、相毎に時点毎の基点後周波数スペクトルから基本周波数でのフーリエ級数を検出し、基本周波数でのフーリエ級数の時系列データにまとめる。図１２は、ａ相の充電電流瞬時値から得られた遮断前後付近の基本周波数でのフーリエ級数の時系列データである。
そして、消弧時点算出手段１２Ｄは、相毎の基本周波数でのフーリエ級数の時系列データから最も小さなフーリエ級数を抽出し、抽出した最も小さなフーリエ級数が最も先に出現した時点を消弧時点とする。
例えば、図１２に示すａ相の基本周波数でのフーリエ級数の時系列データから最も小さなフーリエ級数として「０」が抽出され、「０」が最も先に出現した時点ｔ４７をａ相の消弧時点とする。
【００４１】
次に、この発明の実施の形態４に係わる消弧時点算出の手順を図１３を参照して説明する。図１３は、この発明の実施の形態４に係わる消弧時点算出の手順を示すフローチャートである。
ステップＳ２０１で、総合記録装置７からトリップ指令が発せられてから所定の時間の間の各相の充電電流瞬時値を取り込む。
ステップＳ２０２で、相毎に基準時点から１サイクル分経過した時点の間の充電電流瞬時値をフーリエ変換して基準時点の基点後周波数スペクトルを求める。
ステップＳ２０３で、相毎に時点毎の基点後周波数スペクトルから基本周波数でのフーリエ級数を求め、基本周波数でのフーリエ級数の時系列データとしてまとめる。
ステップＳ２０４で、相毎の基本周波数でのフーリエ級数の時系列データから最も小さなフーリエ級数を抽出し、抽出した最も小さなフーリエ級数が最も先に出現した時点を消弧時点とする。
【００４２】
この発明の実施の形態４に係わる三相遮断器特性計測装置１Ｄは、充電電流瞬時値そのものを用いずに、１サイクル分の充電電流瞬時値をフーリエ変換して周波数スペクトルを求め、求めた周波数スペクトルから基本周波数でのフーリエ級数の時系列データを求め、この時系列データから消弧時点を判断するので、充電電流のように基本周波数の振幅と高調波の振幅に大きな差がない場合でも、確実に消弧時点を判断することができる。
【００４３】
また、時系列データから最も小さなフーリエ級数を求めて判断に供しているので、三相遮断器５が開いているときの基本周波数でのフーリエ級数が送電線の配置により異なっていても消弧した時点を確実に判断できる。
【００４４】
なお、実施の形態４に係わる三相遮断器特性計測装置１Ｄでは、基準時点の周波数スペクトルを基準時点から１サイクル分経過した時点までの充電電流瞬時値をフーリエ変換して求めているが、逆に基準時点の周波数スペクトルを基準時点に先立つ１サイクル分の充電電流瞬時値をフーリエ変換して求めても良い。但し、基点後周波数スペクトルを用いた方が早く消弧時点を判断することができる。
【００４５】
また、実施の形態４に係わる三相遮断器特性計測装置１Ｄでは、充電電流を三相遮断器５で遮断して三相遮断器５の特性を計測しているが、総合記録装置７では負荷電流または事故電流を三相遮断器５で遮断したときの負荷電流瞬時値または事故電流瞬時値も記録しており、これらを用いて三相遮断器５の特性を計測することが可能である。そして、負荷電流瞬時値または事故電流瞬時値がゼロに達する時点を検出して消弧時点とすることも可能であるが、多くの高調波成分が含まれているのでゼロに達することを検出することが難しい場合も多々ある。
【００４６】
そこで、この発明の実施の形態４に係わる三相遮断器特性計測装置１Ｄで、充電電流瞬時値の代わりに負荷電流瞬時値を用いて三相遮断器５の特性を計測しても良い。例えば、ａ相の負荷電流を遮断したときの負荷電流瞬時値をフーリエ変換して負荷電流の周波数スペクトルを求め、求めた周波数スペクトルから基本周波数でのフーリエ級数を求めて基本周波数でのフーリエ級数の時系列データにまとめ、まとめた時系列データから最も小さなフーリエ級数を求め、その最も小さいフーリエ級数が最も先に出現する時点を消弧時点と判断する。図１４は、ａ相の負荷電流から得られた遮断前後付近の基本周波数でのフーリエ級数の時系列データである。図１４の時系列データからは最も小さなフーリエ級数が「０」で、「０」が最も先に出現する時点ｔ４１が消弧時点と判断される。
【００４７】
また、この発明の実施の形態４に係わる三相遮断器特性計測装置１Ｄで、充電電流瞬時値の代わりに事故電流瞬時値を用いて三相遮断器５の特性を計測しても良い。例えば、ａ相の事故電流を遮断したときの事故電流瞬時値をフーリエ変換して事故電流の周波数スペクトルを求め、求めた周波数スペクトルから基本周波数でのフーリエ級数を求めて基本周波数でのフーリエ級数の時系列データにまとめ、まとめた時系列データから最も小さなフーリエ級数を求め、その最も小さいフーリエ級数が最も先に出現する時点を消弧時点と判断する。図１５は、ａ相の事故電流から得られた遮断前後付近の基本周波数でのフーリエ級数の時系列データである。図１５の時系列データからは最も小さなフーリエ級数が「３」で、「３」が最も先に出現する時点ｔ５１が消弧時点と判断される。
【００４８】
このように、負荷電流瞬時値または事故電流瞬時値そのものを用いずに、１サイクル分の負荷電流瞬時値または事故電流瞬時値をフーリエ変換して周波数スペクトルを求め、求めた周波数スペクトルから基本周波数でのフーリエ級数の時系列データを求め、この時系列データから消弧時点を判断するので、高調波成分の大きな電力系統を遮断する場合でも、確実に消弧時点を判断することができる。
【００４９】
実施の形態５．
図１６は、この発明の実施の形態５に係わる三相遮断器特性計測装置の機能ブロック図である。
この発明の実施の形態５に係わる三相遮断器特性計測装置１Ｅは、図１６に示すように、計測対象の三相遮断器５を流れる三相の充電電流瞬時値から各相の投入時点を算出する投入時点算出手段２１、三相の投入時点から三相不揃い時間を算出する不揃い時間算出手段２２、不揃い時間を用いて三相不揃い異常を検出する異常検出手段２３を有する。
この三相遮断器特性計測装置１Ｅは、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、インターフェース回路を備えるコンピュータから構成されている。そして、三相不揃い特性を計測する手順をＣＰＵに実行させるプログラムがＲＯＭに格納されている。
また、このコンピュータには、表示部としてのモニタが接続されている。
【００５０】
投入時点算出手段２１は、総合記録装置７から投入指令が発せられてから所定の時間の間の各相の充電電流瞬時値を取り込む。例えば、充電電流瞬時値はサンプリング周期０．３ｍｓ毎の値であり、投入指令が発せられてから９．９ｓ間の充電電流瞬時値を取り込むので、相毎に３３０００個の充電電流瞬時値が取り込むことになる。
また、投入時点算出手段２１は、相毎に任意の時点（以下、基準時点と称す）以前の１サイクル分の充電電流瞬時値をフーリエ変換して基準時点の充電電流の周波数スペクトルを求める（以下、基点前周波数スペクトルと称す）。例えば、１サイクルが２０ｍｓのときには、６６個の充電電流瞬時値をフーリエ変換し基点前周波数スペクトルを求める。
この基点前周波数スペクトルは、三相遮断器５が閉じられているときには電力系統の周波数（以下、基本周波数と称す）でのフーリエ級数が最大値を示し、それ以外の周波数でも有意なフーリエ級数が得られる。一方、三相遮断器５が開かれているときには、必ずしも基本周波数でのフーリエ級数が有意であるとは限らない。
【００５１】
また、投入時点算出手段２１は、相毎に時点毎の基点前周波数スペクトルから基本周波数でのフーリエ級数を検出し、基本周波数でのフーリエ級数の時系列データにまとめる。図１７は、ａ相の充電電流から得られた投入前後付近の基本周波数でのフーリエ級数の時系列データである。
そして、投入時点算出手段２１は、相毎の基本周波数でのフーリエ級数の時系列データから最も小さなフーリエ級数を求め、求めた最も小さなフーリエ級数に予め定めた値を加算した値を閾値とし閾値以上の値が最も先に出現した時点を投入時点とする。例えば、図１７に示すａ相の基本周波数でのフーリエ級数の時系列データから最も小さなフーリエ級数として「８」が抽出され、予め定めた値を５０とすると閾値は５８となり、５８以上のフーリエ級数が最も先に出現した時点ｔ３６をａ相の投入時点とする。
【００５２】
投入時点算出手段２１は、このようにして三相、すなわちａ相、ｂ相、ｃ相の投入時点ｔ１、ｔ２、ｔ３を求める。
不揃い時間算出手段２２は、投入時点ｔ２と投入時点ｔ１との時間差Δｔ１および投入時点ｔ３と投入時点ｔ１との時間差Δｔ２を求める。
また、不揃い時間算出手段２２は、時間差Δｔ１と時間差Δｔ２とを比較し、大きい方の値を三相不揃い時間Ａとする。
【００５３】
異常検出手段２３は、三相不揃い時間Ａを予め定められた三相不揃い異常値ＴＭＡＸと比較し、三相不揃い時間Ａが三相不揃い異常値ＴＭＡＸ以上のとき異常警告信号を発する。
【００５４】
なお、実施の形態５に係わる三相遮断器特性計測装置１Ｅでは、三相遮断器５を投入したときの充電電流で三相遮断器５の特性を計測しているが、三相遮断器５を投入したときの負荷電流で三相遮断器５の特性を計測しても良い。
【００５５】
実施の形態６．
図１８は、この発明の実施の形態６に係わる三相遮断器特性計測装置の機能ブロック図である。
この発明の実施の形態６に係わる三相遮断器特性計測装置１Ｆは、図１８に示すように、この発明の実施の形態４に係わる三相遮断器特性計測装置１Ｄと消弧時点算出手段１２Ｆが異なり、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記し説明は省略する。
この発明の実施の形態６に係わる消弧時点算出手段１２Ｆは、総合記録装置７からトリップ指令が発せられてから所定の時間の間の各相の充電電流瞬時値を取り込む。例えば、充電電流瞬時値はサンプリング周期０．３ｍｓ毎の値であり、トリップ指令が発せられてから９．９ｓ間の充電電流瞬時値を取り込むので、相毎に３３０００個の充電電流瞬時値が取り込むことになる。
【００５６】
そして、消弧時点算出手段１２Ｆは、相毎に任意の時点（以下、基準時点と称す）で基準時点を含み１サイクル分経過した時点までの充電電流瞬時値をフーリエ変換して基準時点の充電電流の周波数スペクトルを求める（以下、基点後周波数スペクトルと称す）。例えば、１サイクルが２０ｍｓのときには、６６個の充電電流瞬時値をフーリエ変換し基点後周波数スペクトルを求める。
この基点後周波数スペクトルは、三相遮断器５が閉じられているときには電力系統の周波数（以下、基本周波数と称す）でのフーリエ級数が最大値を示し、それ以外の周波数でもフーリエ級数が有意である。一方、三相遮断器５が開かれているときには、必ずしも基本周波数でのフーリエ級数は有意とは限らない。
【００５７】
そして、消弧時点算出手段１２Ｆは、相毎に時点毎の基点後周波数スペクトルから基本周波数でのフーリエ級数を求め、基本周波数でのフーリエ級数の時系列データにまとめる。実施の形態６での基本周波数でのフーリエ級数の時系列データは、図１２と同様である。
そして、消弧時点算出手段１２Ｆは、相毎に時点毎の基点後周波数スペクトルのフーリエ級数を所定の周波数範囲に亘って積分して積分値を算出し、積分値の時系列データにまとめる。図１２には、ａ相の充電電流から得られた遮断前後付近の積分値の時系列データも合わせて示してある。
そして、消弧時点算出手段１２Ｆは、相毎の時点毎に基本周波数でのフーリエ級数と積分値との差分を算出し、基本周波数でのフーリエ級数が所定の値以下且つ差分が予め定める閾値以上に最初になる時点を消弧時点とする。例えば、所定の値を４、閾値を８とすると基本周波数でのフーリエ級数が４以下で且つ差分が８以上になる時点ｔ４７をａ相の消弧時点とする。
【００５８】
次に、この発明の実施の形態６に係わる消弧時点算出の手順を図１９を参照して説明する。図１９は、この発明の実施の形態６に係わる消弧時点算出の手順を示すフローチャートである。
ステップＳ３０１で、総合記録装置７からトリップ指令が発せられてから所定の時間の間の各相の充電電流瞬時値を取り込む。
ステップＳ３０２で、相毎に基準時点から１サイクル分経過した時点の間の充電電流瞬時値をフーリエ変換して基準時点の基点後周波数スペクトルを求める。
ステップＳ３０３で、相毎に時点毎の基点後周波数スペクトルから基本周波数でのフーリエ級数を求め、求めた基本周波数でのフーリエ級数を時系列データとしてまとめる。
ステップＳ３０４で、相毎に時点毎の基点後周波数スペクトルのフーリエ級数を積分し、積分値を時系列データとしてまとめる。
ステップＳ３０５で、相毎時点毎に積分値と基本周波数でのフーリエ級数との差分を求める。
ステップＳ３０６で、相毎に基本周波数でのフーリエ級数が所定の値以下且つ積分値と基本周波数でのフーリエ級数との差分が予め定める閾値以上に最初になる時点を消弧時点とする。
【００５９】
この発明の実施の形態６に係わる三相遮断器特性計測装置１Ｆは、充電電流瞬時値そのものを用いずに、１サイクル分の充電電流瞬時値をフーリエ変換して周波数スペクトルを求め、求めた周波数スペクトルから基本周波数でのフーリエ級数の時系列データを求め、さらに周波数スペクトルのフーリエ級数を積分して積分値を求め、基本周波数でのフーリエ級数が所定の値以下且つ積分値と基本周波数でのフーリエ級数との差分が予め定める閾値以上に最初になる時点を消弧時点とするので、充電電流のように基本周波数の振幅と高調波の振幅に大きな差がない場合でも、確実に消弧時点を判断することができる。
【００６０】
なお、実施の形態６に係わる三相遮断器特性計測装置１Ｆでは、充電電流を三相遮断器５で遮断して三相遮断器５の特性を計測しているが、負荷電流を三相遮断器５で遮断して三相遮断器５の特性を計測しても良い。例えば、ａ相の負荷電流を遮断したときの負荷電流瞬時値をフーリエ変換して負荷電流の周波数スペクトルを求め、求めた周波数スペクトルから基本周波数のフーリエ級数を求めて基本周波数のフーリエ級数の時系列データにまとめ、さらに、求めた周波数スペクトルのフーリエ級数を積分して積分値の時系列データにまとめる。そして、まとめた時系列データから時点毎の基本周波数でのフーリエ級数と積分値との差分を求め、基本周波数でのフーリエ級数が所定の値以下且つ求めた差分が予め定めた閾値以上に最初に達する時点を消弧時点と判断する。
【００６１】
例えば、ａ相の負荷電流から得られた遮断前後付近の基本周波数でのフーリエ級数の時系列データが図１４に示すデータとし、積分値の時系列データを図２０に示す値とし、所定の値を４とし、予め定めた閾値を１７とすると消弧時点は時点ｔ４２と判断する。
【００６２】
また、事故電流を三相遮断器５で遮断したとき三相遮断器５の特性を計測しても良い。例えば、ａ相の事故電流を遮断したときの事故電流瞬時値をフーリエ変換して事故電流の周波数スペクトルを求め、求めた周波数スペクトルから基本周波数のフーリエ級数を求めて基本周波数のフーリエ級数の時系列データにまとめ、また、求めた周波数スペクトルのフーリエ級数を積分して積分値の時系列データにまとめる。まとめた時系列データから時点毎の基本周波数でのフーリエ級数と積分値との差分を求め、基本周波数でのフーリエ級数が所定の値以下且つ求めた差分が予め定めた閾値以上に最初に達する時点を消弧時点と判断する。
【００６３】
例えば、ａ相の事故電流から得られた遮断前後付近の基本周波数でのフーリエ級数の時系列データが図１５に示すデータとし、積分値の時系列データを図２１に示す値とし、所定の値を６とし、予め定めた閾値を８０とすると消弧時点は時点ｔ３９と判断する。
【００６４】
実施の形態７．
図２２は、この発明の実施の形態７に係わる三相遮断器特性計測装置の機能ブロック図である。
この発明の実施の形態７に係わる三相遮断器特性計測装置１Ｇは、図２２に示すように、この発明の実施の形態５に係わる三相遮断器特性計測装置１Ｅと投入時点算出手段２１Ｂが異なり、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記し説明は省略する。
【００６５】
投入時点算出手段２１Ｂは、総合記録装置７から投入指令が発せられてから所定の時間の間の各相の充電電流瞬時値を取り込む。例えば、充電電流瞬時値はサンプリング周期０．３ｍｓ毎の値であり、投入指令が発せられてから９．９ｓ間の充電電流瞬時値を取り込むので、相毎に３３０００個の充電電流瞬時値が取り込むことになる。
また、投入時点算出手段２１Ｂは、相毎に任意の時点（以下、基準時点と称す）から１サイクル分経過する時点までの間の充電電流瞬時値から波高値Ｉｐ−ｐを求めて基準時点の波高値Ｉｐ−ｐとする。例えば、１サイクルが２０ｍｓのときには、６６個の充電電流瞬時値の中から基準時点での波高値Ｉｐ−ｐを求め、時系列データとしてまとめる。図２３は、ａ相の充電電流から得られた投入前後付近の波高値の時系列データである。
【００６６】
また、投入時点算出手段２１Ｂは、相毎の波高値の時系列データを用いて任意の時点の波高値と１サイクル前の時点の波高値との差分を算出し、差分が所定の値以上に最初に達した時点を投入時点と判断する。例えば、ａ相の充電電流から得られた投入前後付近の波高値の時系列データが図２３に示すデータとし、所定の値を１５０とすると投入時点は時点ｔ３５と判断する。
そして、投入時点算出手段２１Ｂは、三相、すなわちａ相、ｂ相、ｃ相の投入時点ｔ１、ｔ２、ｔ３を求める。
【００６７】
次に、この発明の実施の形態７に係わる投入時点算出の手順を図２４を参照して説明する。図２４は、この発明の実施の形態７に係わる投入時点算出の手順を示すフローチャートである。
ステップＳ４０１で、総合記録装置７から投入指令が発せられてから所定の時間の間の各相の充電電流瞬時値を取り込む。
ステップＳ４０２で、相毎に基準時点以前の１サイクル分の充電電流瞬時値から基準時点の波高値Ｉｐ−ｐを求め、波高値Ｉｐ−ｐを時系列データとしてまとめる。
ステップＳ４０３で、相毎に時点毎の波高値と１サイクル前の時点の波高値との差分を算出し、差分が所定の値以上に達した時点を投入時点とする。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】この発明の実施の形態１に係わる電力系統の構成図である。
【図２】大きな充電電流が流れる三相遮断器を開放したときの充電電流の遮断の様子を示す図である。
【図３】小さな充電電流が流れる三相遮断器を開放したときの充電電流の遮断の様子を示す図である。
【図４】この発明の実施の形態１に係わる三相遮断器特性計測装置の機能ブロック図である。
【図５】この発明の実施の形態１に係わる三相不揃い異常検出の手順を示すフローチャートである。
【図６】ｃ相に引き外しが遅れる異常が見られ、充電電流実効値が充電電流閾値以上の三相遮断器での充電電流の遮断の様子を示す図である。
【図７】ｃ相に引き外しが遅れる異常が見られ、充電電流実効値が充電電流閾値未満の三相遮断器での充電電流の遮断の様子を示す図である。
【図８】この発明の実施の形態２に係わる三相遮断器特性計測装置の機能ブロック図である。
【図９】実施の形態２における三相不揃い時間の経時変化を示す図である。
【図１０】この発明の実施の形態３に係わる三相遮断器特性計測装置の機能ブロック図である。
【図１１】この発明の実施の形態４に係わる三相遮断器特性計測装置の機能ブロック図である。
【図１２】ａ相の充電電流瞬時値から得られた遮断前後付近の基本周波数でのフーリエ級数および積分値の時系列データである。
【図１３】この発明の実施の形態４に係わる消弧時点算出の手順を示すフローチャートである。
【図１４】ａ相の負荷電流瞬時値から得られた遮断前後付近の基本周波数でのフーリエ級数の時系列データである。
【図１５】ａ相の事故電流瞬時値から得られた遮断前後付近の基本周波数でのフーリエ級数の時系列データである。
【図１６】この発明の実施の形態５に係わる三相遮断器特性計測装置の機能ブロック図である。
【図１７】ａ相の充電電流瞬時値から得られた投入前後付近の基本周波数でのフーリエ級数の時系列データである。
【図１８】この発明の実施の形態６に係わる三相遮断器特性計測装置の機能ブロック図である。
【図１９】この発明の実施の形態６に係わる消弧時点算出の手順を示すフローチャートである。
【図２０】ａ相の負荷電流瞬時値から得られた遮断前後付近の積分値の時系列データである。
【図２１】ａ相の事故電流瞬時値から得られた遮断前後付近の積分値の時系列データである。
【図２２】この発明の実施の形態７に係わる三相遮断器特性計測装置の機能ブロック図である。
【図２３】ａ相の充電電流瞬時値から得られた投入前後付近の波高値の時系列データである。
【図２４】この発明の実施の形態７に係わる投入時点算出の手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００６９】
１、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ、１Ｆ、１Ｇ  三相遮断器特性計測装置、２  変電所、３  需要家、４  電力系統、５  三相遮断器、６ａ、６ｂ  送電線、７  総合記録装置、８  計器用変圧器、９  計器用変流器、１０  リレー盤、１１  実効値算出手段、１２、１２Ｄ、１２Ｆ  消弧時点算出手段、１３、１３Ｂ  不揃い時間算出手段、１４、１４Ｂ  異常検出手段、１５  不揃い時間記憶手段、１６  開閉管理時間算出手段、２１、２１Ｂ  投入時点算出手段、２２  不揃い時間算出手段、２３  異常検出手段。
【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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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