(57)【要約】【課題】個別発電設備を有する電力系統と大規模商用電力系統とを連系する系統連系システムにおいては、保護継電装置の入力信号を出力するＣＴの断線検出が未だ行われていない。【解決手段】個別発電設備を有する電力系統と大規模商用電力系統とを連系する系統連系システムに使用され電力系統に設置されたＣＴ及びＶＴの出力に基づいて動作する保護継電装置１において、前記ＣＴ及び前記ＶＴの出力に基づいて不足電力を検出して出力する不足電力監視機能１１１、及び前記ＣＴの出力に基づいて前記ＣＴから保護継電装置の入力処理部に至る経路の断線状態を検出し出力する断線状態監視機能１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃを備えている系統連系システムの保護継電装置。【選択図】　　　　図２
2004129338.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
個別発電設備を有する電力系統と大規模商用電力系統とを連系する系統連系システムに使用され電力系統に設置されたＣＴ及びＶＴの出力に基づいて動作する保護継電装置において、前記ＣＴ及び前記ＶＴの出力に基づいて不足電力を検出して出力する不足電力監視機能、及び前記ＣＴの出力に基づいて前記ＣＴから保護継電装置の入力処理部に至る経路の断線状態を検出し出力する断線状態監視機能を備えていることを特徴とする系統連系システムの保護継電装置。
【請求項２】
請求項１に記載の系統連系システムの保護継電装置において、前記断線状態監視機能は、前記ＣＴの出力の２相分の電流から他の１相分の電流を計算して導出し、この導出した電流及び前記ＣＴの出力の２相分の電流から、前記ＣＴから保護継電装置の入力処理部に至る経路の断線状態を検出し出力することを特徴とする系統連系システムの保護継電装置。
【請求項３】
請求項１及び請求項２の何れか一に記載の系統連系システムの保護継電装置において、試験対象外の相の断線状態監視機能が出力するのをロックする機能を備えていることを特徴とする系統連系システムの保護継電装置。
【請求項４】
請求項１〜請求項３の何れか一に記載の系統連系システムの保護継電装置において、断線状態監視機能が出力するのを全ての断線状態監視機能に対してロックする機能を備えていることを特徴とする系統連系システムの保護継電装置。
【請求項５】
請求項１〜請求項４の何れか一に記載の系統連系システムの保護継電装置において、正常状態の入力レベルに対する検出レベルの比率は、前記不足電力監視機能より、前記断線状態監視機能の方を大きくしてあることを特徴とする系統連系システムの保護継電装置。
【請求項６】
請求項１〜請求項５の何れか一に記載の系統連系システムの保護継電装置において、前記断線状態監視機能の検出レベルが固定であることを特徴とする系統連系システムの保護継電装置。
【請求項７】
請求項１〜請求項５の何れか一に記載の系統連系システムの保護継電装置において、前記断線状態監視機能の検出レベルが可変であるであることを特徴とする系統連系システムの保護継電装置。
【請求項８】
請求項１〜請求項７の何れか一に記載の系統連系システムの保護継電装置において、外部からの入力信号によって断線状態監視機能が出力するのを任意にロックする機能を備えていることを特徴とする系統連系システムの保護継電装置。
【請求項９】
請求項１〜請求項８の何れか一に記載の系統連系システムの保護継電装置において、前記不足電力監視機能の動作と、前記断線状態監視機能の動作とを、表示装置に区別して表示することを特徴とする系統連系システムの保護継電装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ＩＰＰ（Ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ　Ｐｏｗｅｒ　Ｐｒｏｄｕｃｅｒ）の発電設備や需要家の自家用発電設備等（本件出願では、ＩＰＰの発電設備や需要家の自家用発電設備等を個別発電設備と呼称する）を有する電力系統と、電力会社により運用される電力系統（本件出願では大規模商用電力系統と呼称する）と、を連系する系統連系システムにおいて、ＣＴ（変流器）及びＶＴ（計器用変圧器）の各出力に基づいて動作する保護継電装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
個別発電設備を有する電力系統と大規模商用電力系統とを連系する系統連系システムにおいては、例えば、個別発電設備を有する電力系統内で故障が発生した場合、個別発電設備を有する電力系統と大規模商用電力系統との間に設けられた連系用遮断器が遮断され、大規模商用電力系統から個別発電設備を有する電力系統への電力供給は無くなり、個別発電設備を有する電力系統内では電力が不足する（系統を流れる電力が所定値以下）不足電力状態となる場合がある。従って、系統連系システムにおいては、ＣＴ及びＶＴの各出力に基づいて動作し系統連系システムを保護する保護継電装置には、不足電力監視機能を設け、この不足電力の監視機能により、系統を流れる電力の監視が行われる。また、系統連系システムを保護する保護継電装置は、故障の検出と切り離し、故障範囲の極限化（停電区間の最小限化）等を行う。
【０００３】
一方、円滑な連系や系統の健全性確保と分散型電源（本件出願での個別電源に相当）導入促進のガイドラインとして、平成１４年１月３０日に社団法人日本電気協会から発行された「分散型電源系統連系技術指針ＪＥＡＧ９７０１−２００１」には、保護継電装置を二重化するように記載されている。しかし、その出力が保護継電装置の入力となるＣＴの断線状態の検出については、特には記載されていない。
【０００４】
ＣＴの断線状態の検出については、一般的な技術として、Ｖａｂ＋Ｖｂｃ＋Ｖｃａ＝（Ｖａ−Ｖｂ）＋（Ｖｂ−Ｖｃ）＋（Ｖｃ−Ｖａ）≠０、Ｉａｂ＋Ｉｂｃ＋Ｉｃａ＝（Ｉａ−Ｉｂ）＋（Ｉｂ−Ｉｃ）＋（Ｉｃ−Ｉａ）≠０からＣＴ断線を検出できることが特開昭５６−３５２２号公報に記載されている。しかし、この特開昭５６−３５２２号公報には、個別発電設備を有する電力系統と大規模商用電力系統とを連系する系統連系システムへの適用についての示唆は無く、また、個別発電設備を有する電力系統と大規模商用電力系統とを連系する系統連系システムの保護継電装置に、ＣＴから保護継電装置の入力処理部に至る経路の断線状態を検出し出力する機能を持たせるに至っては更にその示唆は無い。
【０００５】
【非特許文献１】
「分散型電源系統連系技術指針ＪＥＡＧ９７０１−２００１」社団法人日本電気協会発行、平成１４年１月３０日、第１２４及び１２５ペ−ジ
【特許文献１】
特開昭５６−３５２２号公報（第５〜第６欄、第２〜第３図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前述のように、系統連系システムにおいては、その保護をするための継電装置として、需要家に流入する電力等の系統連系システムにおける電力が所定値以下（不足電力）になっていないか監視するための不足電力監視機能が必要である。当該不足電力を検出するための電力計算方式としては、１つの相（例えばＡ相）の電流および２つの相（例えばＢ相およびＣ相）の線間電圧から、各相毎に電力を計算する各相毎電力計算方式と、２つの相（例えばＡ相およびＣ相）の電流および３つの相（例えばＡ相とＢ相、Ｂ相とＣ相）の線間電圧から、三相一括で電力を計算する三相一括電力計算方式がある。
【０００７】
系統連系システムにおいては、不足電力監視機能は三相合成での電力が不足した場合のみ動作し、一相の電力が不足しても三相合成での電力が不足していなければ動作すべきではない。何故なら、系統の負荷がアンバランス状態にある場合、三相電力のバランスが崩れ、或る一相においては不足電力状態となる場合がある。このように三相電力のバランスが崩れ、或る一相において不足電力状態となった場合、各相毎に電力を計算する各相毎電力計算方式においては、不足電力であると誤った判断を行い、出力接点を不必要動作させる可能性がある。
【０００８】
したがって、系統連系システムにおいては、系統の負荷状態に左右されず、的確に不足電力を検出するためには、三相一括で電力を計算する三相一括電力計算方式を採用することが好ましい。また、コストの観点でも、前記各相毎に電力を計算する各相毎電力計算方式の方が三相一括電力計算方式より高価であり、ましてや、系統連系システムにおいては、前記「分散型電源系統連系技術指針ＪＥＡＧ９７０１−２００１」の記載に従って、保護継電装置を二重化した場合、前記各相毎に電力を計算する各相毎電力計算方式は、三相一括電力計算方式に比べ更に割高になる。
【０００９】
次に、その出力が保護継電装置の入力となるＣＴの断線状態の検出の観点で考察すると、系統連系システムにおける不足電力監視機能を有している保護継電装置の場合、各相毎に電力を計算する各相毎電力計算方式では、ＣＴが断線した場合にはその相の電力が０に近い値となるため、不足電力監視機能によりＣＴ断線を検出することが可能であるが、三相一括で電力を計算する三相一括電力計算方式では、或る相のＣＴが断線しても電力の変動幅が小さいため、不足電力監視機能ではＣＴ断線を検出できないことがある。
【００１０】
本発明は前述のような実情に鑑みてなされたもので、個別発電設備を有する電力系統と大規模商用電力系統とを連系する系統連系システムにおいて、不足電力監視機能を持ちながら、ＣＴから保護継電装置の入力処理部に至る経路の断線状態を確実に検出できるようにすることを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る系統連系システムの保護継電装置は、個別発電設備を有する電力系統と大規模商用電力系統とを連系する系統連系システムに使用され電力系統に設置されたＣＴ及びＶＴの出力に基づいて動作する保護継電装置において、前記ＣＴ及び前記ＶＴの出力に基づいて不足電力を検出して出力する不足電力監視機能、及び前記ＣＴの出力に基づいて前記ＣＴから保護継電装置の入力処理部に至る経路の断線状態を検出し出力する断線状態監視機能を備えているものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図１及び図２に基づいて説明する。図１は系統連系システムにおけるＣＴ（変流器）及びＶＴ（計器用変圧器）と保護継電装置との接続関係を示す接続図、図２は図１における保護継電装置のディジタル処理部のＣＴ断線監視機能構成を示す図である。
【００１３】
図１において、保護継電装置１はディジタル保護継電装置であり、各種リレ−機能や表示機能等を司るディジタル処理部１１と、このディジタル処理部１１の入力部である入力処理部１２１，１２２，１２３，１２４，１２５，・・・と、それ自身の２次側の電圧出力信号を対応する前記入力処理部１２１，１２２，１２３，１２４，１２５，・・・に供給する内部変圧器１３１，１３２，１３３，１３４，１３５，・・・と、外部への出力端１４１，１４２，・・・とを有している。
【００１４】
個別発電設備を有する電力系統と大規模商用電力系統とを連系する系統連系システムの電力系統２は、Ａ相の電力線２Ａ、Ｂ相の電力線２Ｂ、Ｃ相の電力線２Ｃと、前記Ａ相の電力線２Ａに設けられたＣＴ（変流器）２１Ａと、前記Ｂ相の電力線２Ｂに設けられたＣＴ（変流器）２１Ｂと、前記Ｃ相の電力線２Ｃに設けられたＣＴ（変流器）２１Ｃと、前記Ａ相の電力線２Ａと前記Ｂ相の電力線２Ｂとに跨って設けられたＶＴ（計器用変圧器）２２ＡＢと、前記Ｂ相の電力線２Ｂと前記Ｃ相の電力線２Ｃとに跨って設けられたＶＴ（計器用変圧器）２２ＢＣとを有している。
【００１５】
前記ディジタル処理部１１は、不足電力を検出して出力する不足電力監視機能、前記ＣＴ２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃから前記保護継電装置１の入力処理部１２１，１２２，１２３に至る経路の断線状態を検出し出力する断線状態監視機能、短絡事故検出・出力機能、過電流検出・出力機能、負荷状態監視機能、表示処理・出力機能、他の各種機能を有しており、また、前記各機能は前記ＣＴ２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ、前記ＶＴ２２ＡＢ，２２ＢＣの各出力に応じて各々相応の動作をする。
【００１６】
前記入力処理部１２１，１２２，１２３，１２４，１２５，・・・は、前記対応する内部変圧器１３１，１３２，１３３，１３４，１３５，・・・の２次側のアナログ出力電圧信号を受け、前記ディジタル処理部１１でのディジタル処理に不要なノイズや高調波を、前記２次側のアナログ出力電圧信号から除去するフィルタの機能や、前記２次側のアナログ出力電圧信号をディジタル信号（デ−タ）に変換するアナログ／ディジタル変換機能、等を有している。
【００１７】
前記内部変圧器１３１は、前記ＣＴ２１Ａの出力電流Ｉａを１次側に入力して当該出力電流Ｉａを電圧に変換すると共に、前記ディジタル処理部１１や前記入力処理部１２１等の電子的処理部に対応した電圧の５Ｖ等に変えて前記前記入力処理部１２１に供給する。
【００１８】
前記内部変圧器１３２は、前記ＣＴ２１Ｂの出力電流Ｉｂを１次側に入力して当該出力電流Ｉｂを電圧に変換すると共に、前記ディジタル処理部１１や前記入力処理部１２２等の電子的処理部に対応した電圧の５Ｖ等に変えて前記前記入力処理部１２２に供給する。
【００１９】
前記内部変圧器１３３は、前記ＣＴ２１Ｃの出力電流Ｉｃを１次側に入力して当該出力電流Ｉｃを電圧に変換すると共に、前記ディジタル処理部１１や前記入力処理部１２３等の電子的処理部に対応した電圧の５Ｖ等に変えて前記前記入力処理部１２３に供給する。
【００２０】
前記内部変圧器１３４は、前記ＶＴ２２ＡＢの出力電圧Ｖａｂを１次側に入力して当該出力電圧Ｖａｂを、前記ディジタル処理部１１や前記入力処理部１２４等の電子的処理部に対応した電圧の５Ｖ等に変えて前記前記入力処理部１２４に供給する。
【００２１】
前記内部変圧器１３５は、前記ＶＴ２２ＢＣの出力電圧Ｖａｂを１次側に入力して当該出力電圧Ｖｂｃを、前記ディジタル処理部１１や前記入力処理部１２５等の電子的処理部に対応した電圧の５Ｖ、他に変えて前記前記入力処理部１２５に供給する。
【００２２】
前記ＣＴ２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃの２次側相互間、及び前記ＣＴ２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃの２次側と前記内部変圧器１３１，１３２，１３３の１次側とは、図示のように専用接続線３ａ，３ｂ，３Ｃ及び共通接続線３ａｂｃ，３ａｂを介して図示のように接続されている。また、前記ＶＴ２２ＡＢ，２２ＢＣの２次側相互間、及び前記ＶＴ２２ＡＢ，２２ＢＣの２次側と前記内部変圧器１３４，１３５の１次側とは、図示のように専用接続線４ａｂｃ，４ａ，４ｂ１，４ｂ２，４ｃを介して図示のように接続されている。
【００２３】
前述のように構成されたこの発明の実施の形態１において、前記ディジタル処理部１１における不足電力監視機能は次のように実行される。即ち、２つの相（例えばＡ相およびＣ相）の各ＣＴの出力電流Ｉａ，Ｉｃと、３つの相（即ちＡ相，Ｂ相，Ｃ相）の２種類の線間電圧（即ち、各ＶＴ２２ＡＢ，２２ＢＣの出力電圧Ｖａｂ，Ｖｂｃ）と、を前記内部変圧器１３１，１３３，１３４，１３５を介して、前記入力処理部１２１，１２３，１２４，１２５で入力し、前記入力処理部１２１，１２３，１２４，１２５でディジタル化された電流ＤＩａ，ＤＩｃと電圧ＤＶａｂ，ＤＶｂｃとに基づいて、図２に示すように、前記ディジタル処理部１１の不足電力監視機能部１１１において、三相一括で電力を計算し、その計算結果が所定値より小さければ、不足電力状態と判断して、前記出力端１４１，１４２，・・・の何れかから外部に出力し、また、表示装置（図示せず）に不足電力状態であることを表示し、ブザ−等の警報装置を作動させて報知する。
【００２４】
前述のように構成されたこの発明の実施の形態１において、前記ＣＴ２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃから前記保護継電装置１の入力処理部１２１，１２２，１２３に至る経路の断線状態を検出し出力する断線状態監視機能は、前記ディジタル処理部１１に有る。図２において、断線状態監視機能部１１２は断線状態監視機能を司る部分で、Ａ相の前記ディジタル化電流ＤＩａの不足電流（所定値以下の電流）を検出し出力線或いはバス１１２ａｏに出力する不足電流監視機能部１１２ａと、Ｂ相の前記ディジタル化電流ＤＩｂの不足電流（所定値以下の電流）を検出し出力線或いはバス１１２ｂｏに出力する不足電流監視機能部１１２ｂと、Ｃ相の前記ディジタル化電流ＤＩｃの不足電流（所定値以下の電流）を検出し出力線或いはバス１１２ｃｏに出力する不足電流監視機能部１１２ｃとからなる。なお、前記不足電流監視機能部１１２ａと前記不足電力監視機能部１１１とは同一信号線或いはバスから前記ディジタル化電流ＤＩａを得る。前記不足電流監視機能部１１２ｃと前記不足電力監視機能部１１１とは同一信号線或いはバスから前記ディジタル化電流ＤＩｃを得る。
【００２５】
次に前記ＣＴ２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ（図１）から保護継電装置１の入力処理部１２１，１２２，１２３（図１）に至る経路の断線状態を検出し出力する断線状態監視機能について、図２及び図３により説明する。図３は前記ＣＴ２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ（図１）から保護継電装置１の入力処理部１２１，１２２，１２３（図１）に至る経路の断線状態の個所Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３を例示する図である。なお、前記断線状態は、前記ＣＴ２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃの巻線、前記専用接続線、前記共通接続線の劣化や何らかの原因による損傷や断線、前記専用接続線及び前記共通接続線の接続ネジ（図示せず）の何らかの原因による緩みなどにより偶発的に発生し、その頻度は小さいが、発生した場合には前記ディジタル処理部１１の前記各種リレ−機能や、監視機能、表示処理機能が、機能し出力すべき時に機能しなくなるのでその影響度は大きく、前記断線状態は、定期点検や巡回点検などを待たずに、発生すると直ぐに検知することが好ましい。
【００２６】
図３において、ＣＴ２１Ａの専用接続線３ａ上のＤ１点，Ｄ２点，Ｄ３点に断線状態が発生すると、保護継電装置１に入力される電流Ｉａが０に近い値となる。従って前記電流Ｉａがディジタル化された図２におけるディジタル化電流ＤＩａも０に近い値となって不足電流監視機能部１１２ａに設定された所定値以下となるので、当該不足電流監視機能部１１２ａは、前記ＣＴ２１Ａから保護継電装置１の入力処理部１２１に至る経路上の前記Ｄ１点やＤ２点、或いはＤ３点における断線状態の発生を検出し、その出力線或いはバス１１２ａｏに動作出力を出し、前記保護継電装置１はその出力端１４１，１４２，・・・の何れかから、前記ＣＴ２１Ａから保護継電装置１の入力処理部１２１に至る経路上の前記Ｄ１点やＤ２点、或いはＤ３点における断線状態の発生信号を出力し、また、前記ＣＴ２１Ａから保護継電装置１の入力処理部１２１に至る経路上の前記Ｄ１点やＤ２点、或いはＤ３点において断線状態が発生したことを表示装置（図示せず）に表示し、ブザ−等の警報装置を作動させて報知する。
【００２７】
同様に、ＣＴ２１Ｂの専用接続線３ｂ上のＤ１相当点，Ｄ３相当点に断線状態が発生すると、保護継電装置１に入力される電流Ｉｂが０に近い値となる。従って前記電流Ｉｂがディジタル化された図２におけるディジタル化電流ＤＩｂも０に近い値となって不足電流監視機能部１１２ｂに設定された所定値以下となるので、当該不足電流監視機能部１１２ｂは、前記ＣＴ２１Ｂから保護継電装置１の入力処理部１２２に至る経路上の前記Ｄ１相当点やＤ３相当点における断線状態の発生を検出し、その出力線或いはバス１１２ｂｏに動作出力を出し、前記保護継電装置１はその出力端１４１，１４２，・・・の何れかから、前記ＣＴ２１Ｂから保護継電装置１の入力処理部１２２に至る経路上の前記Ｄ１相当点やＤ３相当点における断線状態の発生信号を出力し、また、前記ＣＴ２１Ｂから保護継電装置１の入力処理部１２２に至る経路上の前記Ｄ１相当点やＤ３相当点において断線状態が発生したことを表示装置（図示せず）に表示し、ブザ−等の警報装置を作動させて報知する。
【００２８】
同様に、ＣＴ２１Ｃの専用接続線３ｃ上のＤ１相当点，Ｄ３相当点に断線状態が発生すると、保護継電装置１に入力される電流Ｉｃが０に近い値となる。従って前記電流Ｉｃがディジタル化された図２におけるディジタル化電流ＤＩｃも０に近い値となって不足電流監視機能部１１２ｃに設定された所定値以下となるので、当該不足電流監視機能部１１２ｃは、前記ＣＴ２１Ｃから保護継電装置１の入力処理部１２３に至る経路上の前記Ｄ１相当点やＤ３相当点における断線状態の発生を検出し、その出力線或いはバス１１２ｃｏに動作出力を出し、前記保護継電装置１はその出力端１４１，１４２，・・・の何れかから、前記ＣＴ２１Ｃから保護継電装置１の入力処理部１２３に至る経路上の前記Ｄ１相当点やＤ３相当点における断線状態の発生信号を出力し、また、前記ＣＴ２１Ｃから保護継電装置１の入力処理部１２３に至る経路上の前記Ｄ１相当点やＤ３相当点において断線状態が発生したことを表示装置（図示せず）に表示し、ブザ−等の警報装置を作動させて報知する。
【００２９】
実施の形態２．
この発明の実施の形態２は、前述のこの発明の実施の形態１では検出できない個所（図４）における断線状態を検出できるようにしたものである。即ち、前述のこの発明の実施の形態１においては、図３に示すように３相分のＣＴ２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃから電流Ｉａ，Ｉｂ，Ｉｃを取り込み、各相の前記ＣＴ２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃから前記保護継電装置１の入力処理部１２１，１２２，１２３に至る経路に断線状態が発生していないこと監視する方式を示した。しかしながら、図４に示すような共通接続線３ａｂｃ上のＤ４の部分は、系統電流ＩＡ，ＩＢ，ＩＣが前記ＣＴ２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃによって変換されたＣＴ出力電流Ｉａ，Ｉｂ，Ｉｃの合成電流が流れ、系統がバランスしている状態においては電流が流れていない。このため、この部分Ｄ４で断線が生じても断線検出を行うことができない。このため、検出が必要であるにも拘わらず、前述のこの発明の実施の形態１では断線状態の場所の盲点が生じることになる。
【００３０】
また、前述のように、不足電力の測定や監視のために３相一括による電力計算方式をとるときは、通常、２相分の電流入力で十分であり、システムにおいてもコスト削減のために、１相分のＣＴは省略できるケースが多い。
【００３１】
この発明の実施の形態２では、前述のような断線状態の検出の盲点をなくし、かつコスト削減にもつながる、２相分のＣＴにより保護継電装置に電流入力を行い、断線検出の盲点をなくす装置の一例を図５に示す。
【００３２】
図５においては、電力系統に異常のない場合（負荷がバランスしている場合、アンバランスの場合ともに）は、電力系統のＡ，Ｂ，Ｃの３相を流れる電流の合計は０（ＩＡ＋ＩＢ＋ＩＣ＝０）であることを利用してある。
【００３３】
図５においてＤ７の部分には、（Ｉａ＋Ｉｃ）の電流が流れる。この電流は、Ｂ相にＣＴを設置した場合に、そのＣＴに流れる電流Ｉｂと一致するため、Ｄ７点に流れる電流をＩｂとおく。断線が生じていない場合は、Ｉｂが所定値以上を保っており、Ｄ７の部分に断線が生じると、Ｉａ＝−Ｉｃとなるため、Ｉｂ＝０となる。
【００３４】
このことを利用して、図６に示すように、ＩａおよびＩｃからＩｂをディジタル処理部１１のＩｂ計算機能部１１３にて計算し、このＩｂについても不足電流監視機能を適用する。ＩａおよびＩｃを取り込んだ保護継電装置１はその内部のディジタル処理部１１において、図６におけるＩｂ計算機能部１１３の部分でＩｂ（Ｉｂ＝−（Ｉａ＋Ｉｃ））の計算を行う。前述のこの発明の形態１での説明と同様に、ディジタル処理部１１では、Ｉａ、Ｉｂ、Ｉｃのそれぞれについて、電流が所定値以下（不足電流）になっていないか監視する。
【００３５】
仮に、図５におけるＤ７の部分で断線状態が発生した場合は、ディジタル処理部１１で計算したＩｂが０に近い値となり、Ｉｂの不足電流監視機能部１１２ｂによって、Ｄ７の部分の断線状態を検出することができる。
【００３６】
この発明の実施の形態２によって、前記ＣＴ２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃから保護継電装置１の入力処理部１２１，１２２，１２３に至る経路のいかなる部分で断線状態が発生しても、Ｉａ、１ｂ、１ｃの何れかの電流が減少し、断線状態が発生したことを検出することができる。したがって、断線状態の検出の盲点をなくし、かつ保護継電装置１の入力となる出力を出す外部のＣＴは２相分のみの設置で十分となりトータルコストの削減も実現できる。
【００３７】
実施の形態３．
前述のこの発明の実施の形態１及び実施の形態２の何れの場合も、不足電流監視機能部１１２ａ，１１２ｂ、１１２ｃが電流の不足状態を検出し、その状態が一定時間継続したときに、外部接点が動作する機能構成とすることが出来る。その場合、接点の出力動作は、全相一括（何れかの相において不足電流状態が検出されれば、接点を動作させる）にて行う。不足電流監視機能部１１２ａ，１１２ｂ、１１２ｃの試験時など、各相毎に不足電流監視機能部１１２ａ，１１２ｂ、１１２ｃの動作状態を確認したい場合は、試験の対象とする相以外の相の不足電流監視機能部が動作していない状態にしなければならない。
【００３８】
試験の対象とする相以外を動作していない状態にする場合、電流が所定値以上で動作する要素であれば、その相に対して入力を行わなければよいが、不足電流監視機能部のように所定値以下であれば動作するといった要素については、動作していない状態にロックするためには、所定値以上の入力を印加する必要がある。
【００３９】
しかしながら、試験対象外の相の不足電流監視機能部を動作状態にしないために、試験対象外の相の不足電流監視機能部に対して入力電流を印加することは試験の手間になる。また、試験相とロックさせる相へ独立して入力を行う必要があり、単相入力の試験器では試験できなくなり、試験時のコストも上昇する。
【００４０】
このため、或る相について試験を実施するときには、試験対象外の他の相を入力の有無に関わらず動作ロックすることにより、試験対象外の他相が入力なしの状態でも不足電流監視機能部の試験ができるようにしなければならない。
【００４１】
この発明の実施の形態３では、図７に示すように、試験相以外をロックさせるためのロジックを設ける。即ち、前記ディジタル処理部１１に、Ｉａ相試験時ロック機能部１１４ａ、Ｉｂ相試験時ロック機能部１１４ｂ、Ｉｃ相試験時ロック機能部１１４ｃを設けると共に、不足電流監視機能部１１２ａの試験時には、不足電流監視機能部１１２ｂ及び不足電流監視機能部１１２ｃを出力が出ないように前記Ｉａ相試験時ロック機能部１１４ａでロックさせ、不足電流監視機能部１１２ｂの試験時には、不足電流監視機能部１１２ａ及び不足電流監視機能部１１２ｃを出力が出ないように前記Ｉｂ相試験時ロック機能部１１４ｂでロックさせ、不足電流監視機能部１１２ｃの試験時には、不足電流監視機能部１１２ａ及び不足電流監視機能部１１２ｂを出力が出ないように前記Ｉｃ相試験時ロック機能部１１４ｃでロックさせるように、前記不足電流監視機能部１１２ａの後段に排他的論理積回路１１５ａを、前記不足電流監視機能部１１２ｂの後段に排他的論理積回路１１５ｂを、前記不足電流監視機能部１１２ｃの後段に排他的論理積回路１１５ｃを、それぞれ設けてある。
【００４２】
例えば、前記不足電流監視機能部１１２ａの試験時には、Ｉａ相試験ロック機能部１１４ａの出力をＯＮにすることで、前記不足電流監視機能部１１２ｂおよび前記不足電流監視機能部１１２ｃの動作出力を、排他的論理積回路１１５ｂおよび排他的論理積回路１１５ｃでロックすることができる。同様に、前記不足電流監視機能部１１２ｂの試験時には、Ｉｂ相試験ロック機能部１１４ｂの出力をＯＮにすることで、前記不足電流監視機能部１１２ａおよび前記不足電流監視機能部１１２ｃの動作出力を、排他的論理積回路１１５ａおよび排他的論理積回路１１５ｃで、前記不足電流監視機能部１１２ｃの試験時には、Ｉｃ相試験ロック機能部１１４ｃの出力をＯＮにすることで、前記不足電流監視機能部１１２ａおよび前記不足電流監視機能部１１２ｂの動作出力を、排他的論理積回路１１５ａおよび排他的論理積回路１１５ｂで、それぞれロックすることができる。
【００４３】
このように、不足電流監視機能部の試験時に試験対象外の不足電流監視機能部の出力をロックすることで、１相の入力試験器で試験が実施できるようになる。
【００４４】
実施の形態４．
不足電流監視機能部１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃの出力は、図８に示すように、不足電力監視機能部１１１の出力とのＯＲ（論理和）１１６によって出力リレ−５の接点５ａの出力を行うようにすることで、出力リレ−５の数を、前記不足電流監視機能部１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃの各出力に対して個別に設けるより削減することが出来る。しかしながら、例えば、夜間等に使用電力量が激減する需要家の電力系統においては、使用電力量が激減する時間帯における負荷電流が不足電流監視機能部１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃの設定所定値以下になり、不足電流監視機能部１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃが出力を出す場合も有り得る。
【００４５】
このような場合には、図８に示すように、任意に或いは所定時に出力を出せる不足電流検出ロック機能部１１７を設け、使用電力量が激減する時間帯に、不足電流検出ロック機能部１１７から出力を出し、不足電流監視機能部１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃの各出力を排他的論理積回路１１５ａ、１１５ｂ、１１５ｃで全てロックできるようにしてある。
【００４６】
また、使用者によっては、夜間ではなく、例えば寒冷時のみ使用電力量が多く、寒冷時以外は使用電力量が極端に少ない場合もある。何れにせよ、この発明の実施の形態４によれば、使用者の電力使用状況に応じて不足電流監視機能の使用、不使用を切り替えることができる。
【００４７】
実施の形態５．
不足電流監視機能の目的は、ＣＴから保護継電装置の入力処理部までの信号経路（ＣＴ巻線を含む）の断線状態を検出するものであり、図９に示すように、断線状態時の系統電流Ｉａｂｎは、０に近くなるため、不足電流監視機能の検出レベル（整定値）Ｉｒｅｆは正常状態の入力レベルＩｎに対する比率（Ｉｒｅｆ／Ｉｎ）は小さくても問題がない。一方、不足電力監視機能の検出レベル（整定値）Ｐａｂｎは、系統の異常を検出するのが目的であり、系統異常時の電力の変動幅は、ＣＴから保護継電装置の入力処理部までの信号経路の断線状態時の電流変動幅に比較して小さい。従って、正常状態の入力レベルＰｎに対する検出レベルＰｒｅｆの比率（Ｐｒｅｆ／Ｐｎ）は、不足電流監視機能の方を、不足電力監視機能より大きくし、低負荷時や不平衡不可時に不足電流監視機能が誤検出しないようにしてある。また、ＣＴおよびＣＴから保護継電装置の入力処理部までの信号経路の断線状態時の電流レベルは、ケースによる変動幅が小さいので、不足電流監視機能の検出レベル（整定値）Ｉｒｅｆを固定とし、使用者の検出レベル（整定値）調整負担を軽減するように考慮してある。
【００４８】
実施の形態６
実際の系統においては、負荷の不平衡状態によって入力電流Ｉａ、Ｉｂ、Ｉｃの大きさアンバランスが生じている可能性がある。したがって、ＣＴから保護継電装置の入力処理部までの信号経路（ＣＴ巻線を含む）が断線状態でなくても、或る相のみ不足電流状態になるなど、系統によっては不足電流監視機能部１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃの検出レベル（整定値）Ｉｒｅｆを固定値とすることで不都合が生じることになる。その場合への適用のため、不足電流監視機能部１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃの検出レベル（整定値／動作値）Ｉｒｅｆは可変としてある。図１０に示すように、系統アンバランスによる不足電流Ｉｕｂが変動する場合は、当該アンバランス状態で不足電流監視機能部１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃが動作しないように、不足電流要素検出レベルを整定によってＩｒｅｆ１〜Ｉｒｅｆｎの範囲で変動させる。
【００４９】
実施の形態７．
系統によっては運用中の負荷変動のため、負荷のアンバランスによって１相のみ不足電流状態となり、ＣＴ断線状態を誤検出してしまう可能性がある。これを防ぐ手法として、負荷変動などの不足電流監視機能部１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃの誤検出に結びつく可能性が予測できる場合には、誤検出の可能性のある運用状態のみ、不足電流監視機能部１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃが不足電流状態検出しても外部出力を動作させないように、図１１に示すように不足電流監視機能部１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃに排他的論理積回路１１５ａ、１１５ｂ、１１５ｃを利用してロックをかけるようにしたものである。以下、図１１を用いてロックについて記載する。
【００５０】
継電装置１にはディジタル情報を入力するＤＩ（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｉｎｐｕｔの略）端子１１８を設けてある。前記ＤＩ端子１１８は、予め決めておいた入力（直流電圧Ｈｉｇｈ−Ｌｏｗの２値、特定周波数の交流入力、入力レベルの異なる交流入力など）を印加できる構造とする。ＤＩ入力状態については、その情報をディジタル処理部１１にて判断する。ＤＩ入力がある状態においては、図１１に示すとおり、ＤＩ入力が全ての排他的論理積回路１１５ａ、１１５ｂ、１１５ｃに供給され、不足電流監視機能部１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃが不可変動などにより誤検出して出力しても、不足電流監視機能部１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃの出力を排他的論理積回路１１５ａ、１１５ｂ、１１５ｃがロックすることによって、後段処理に伝わらないようにしてある。
【００５１】
実施の形態８．
前述の図８では、ＣＴ二次回路異常検出をした場合は、不足電力監視機能部１１１の出力とのＯＲ（論理和）１１６で出力するために、外部接点５ａだけでは、ＣＴ断線状態が検出されたのか、系統の事故による不足電力状態で不足電力監視機能部１１１が動作したのか分からない。運用者によっては、外部接点５ａの動作時の緊急対応内容の決定、原因調査などのために、ＣＴ断線状態の検出か不足電力の検出なのか情報を得る必要性が生じる場合がある。
【００５２】
そこで、図８のように、不足電流監視機能部１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃの動作によって動作する外部接点５ａと、不足電力監視機能部１１１の動作によって動作する外部接点５ａとを共用するようにしても、保護要素が動作したことを示すための動作表示装置においては、図１２に示すように、不足電力監視機能部１１１の動作表示を行う表示装置６１のほかに、不足電流監視機能部１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃが動作したことを表示する表示装置６２を別に設け、不足電力監視機能部１１１の動作か不足電流監視機能部１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃの動作か目視確認できるようにしてある。
【００５３】
なお、前記表示装置６１，６２を個別に設けなくても、ＣＲＴ等の表示装置の共通画面上に、不足電流監視機能部１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃが動作したことと、不足電力監視機能部１１１が動作したこととを、区別して表示するようにしてもよい。
【００５４】
【発明の効果】
この発明は前述のように、個別発電設備を有する電力系統と大規模商用電力系統とを連系する系統連系システムに使用され電力系統に設置されたＣＴ及びＶＴの出力に基づいて動作する保護継電装置において、前記ＣＴ及び前記ＶＴの出力に基づいて不足電力を検出して出力する不足電力監視機能、及び前記ＣＴの出力に基づいて前記ＣＴから保護継電装置の入力処理部に至る経路の断線状態を検出し出力する断線状態監視機能を備えているので、個別発電設備を有する電力系統と大規模商用電力系統とを連系する系統連系システムにおいて、不足電力監視機能を持ちながら、ＣＴから保護継電装置の入力処理部に至る経路の断線状態を確実に検出できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１を示す図で、系統連系システムにおけるＣＴ（変流器）及びＶＴ（計器用変圧器）と保護継電装置との接続関係を示す接続図である。
【図２】図１における保護継電装置のディジタル処理部のＣＴ断線監視機能構成を示す図である。
【図３】この発明の実施の形態１にいてＣＴから保護継電装置の入力処理部に至る経路の断線状態の個所を例示する図である。
【図４】この発明の実施の形態１では検出できない断線状態の個所を例示する図である。
【図５】この発明の実施の形態２を示す図で、系統連系システムにおけるＣＴ（変流器）及びＶＴ（計器用変圧器）と保護継電装置との接続関係を示す接続図である。
【図６】図５におけるディジタル処理部の機能構成を示す図である。
【図７】この発明の実施の形態３を示す図で、ディジタル処理部の機能構成を示す図である。
【図８】この発明の実施の形態４を示す図で、ディジタル処理部の機能構成を示す図である。
【図９】この発明の実施の形態５を示す図で、発明概念を説明する図である。
【図１０】この発明の実施の形態６を示す図で、発明概念を説明する図である。
【図１１】この発明の実施の形態７を示す図で、ディジタル処理部の機能構成を示す図である。
【図１２】この発明の実施の形態８を示す図で、ディジタル処理部の機能構成を示す図である。
【符号の説明】
１　保護継電装置、　　　　　　　　２　電力系統、
２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ　ＣＴ、　　　２２ＡＢ，２２ＢＣ　ＶＴ、
１１１　不足電流監視機能部、
１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃ　不足電流監視機能部、
１１３　Ｉｂ計算機能部、　　　　　　１１４ａ　Ｉａ相試験時ロック機能部、
１１４ｂ　Ｉｂ相試験時ロック機能部、
１１４ｃ　Ｉｃ相試験時ロック機能部、
１１７　不足電流検出ロック機能部、　ｎＰ　正常状態系統電力、
ｎＩ　正常状態系統電流、　　　　　　　１１８　ロック用のＤＩ入力、
６１，６２　表示装置。
【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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