(57)【要約】  【課題】  送電線等に発生した事故電流により変流器が飽和した場合、故障点標定装置等においては飽和時の変流器二次電流を基に標定演算を行うと故障点の標定に誤差が発生する。  【解決手段】  故障発生時の変流器二次電流立ち上がり部分の故障データを抽出し、変流器二次電流の数学モデルのパラメータを同定して波形復元処理を実施し、この復元波形データと元波形データとの差分を演算し、この差分が予め設定された判定値と比較して変流器の飽和の有無を判定し、飽和時には復元波形データを演算に使用するようにしたものである。  【選択図】  図３
2004340952.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力系統に設置された変流器の二次電流を検出し、所定の周波数にてサンプリングした後にディジタル信号に変換してデータ処理部に導入し、変流器飽和時にこのデータ処理部において導入された飽和時信号波形を復元するものにおいて、
前記電力系統の故障発生時に故障データを収集し、この故障データのうち波形復元処理の使用データとすべく変流器二次電流の立ち上がり部分を故障データとして抽出し、この抽出データを用いて変流器二次電流の数学モデルのパラメータを同定して波形復元処理を実施し、この復元波形データと元波形データとの差分を求め、この差分が予め設定された判定値と比較して変流器の飽和の有無を判定し、飽和時には復元波形データを演算に使用することを特徴とした変流器飽和時の波形復元方法。
【請求項２】
前記変流器の非飽和期間中の二次電流直流成分を同定して波形復元処理を実行することを特徴とした請求項１記載の変流器飽和時の波形復元方法。
【請求項３】
前記波形復元処理は、抽出した非飽和期間の全データを用いて処理実行し、次いで二次電流直流成分パラメータ以外のパラメータを波形復元処理にて同定した値に同定処理した後、非飽和期間毎に二次電流直流成分パラメータの同定処理を行うことを特徴とした請求項１又は２記載の変流器飽和時の波形復元方法。  
【請求項４】
前記変流器飽和の有無判定で、変流器飽和時には復元波形データを故障点標定演算に使用し、非飽和時には前記二次電流の検出データを故障点標定演算に使用することを特徴とした請求項１乃至３記載の変流器飽和時の波形復元方法。
【請求項５】
前記変流器の二次電流のサンプリング周波数は、故障点標定演算装置のサンプリング周波数と同じであることを特徴とした請求項４記載の変流器飽和時の波形復元方法。
【請求項６】
前記データ抽出は、サンプリングデータに重畳された直流成分の傾きがプラス又はマイナス方向で連続する部分の抽出であることを特徴とした請求項１乃至５記載の変流器飽和時の波形復元方法。
【請求項７】
前記故障データの収集は、故障発生時の少なくとも１サイクル分の故障データであることを特徴とした請求項１乃至６記載の変流器飽和時の波形復元方法。
【請求項８】
電力系統に設置された変流器の二次電流を検出し、所定の周波数にてサンプリングした後にディジタル信号に変換してデータ処理部に導入し、変流器飽和時にこのデータ処理部において導入された飽和時信号波形を復元するものにおいて、
前記データ処理部には、電力系統の故障発生と故障復帰を検出する故障・復帰検出手段と、故障発生検出時に故障データを収集する故障データ収集手段と、この故障データ収集手段によって収集されたデータより波形復元処理に使用されるデータを抽出するデータ抽出手段と、この抽出データを用いて変流器二次電流の数学モデルのパラメータを同定して波形復元処理を実施する波形復元処理手段と、この処理手段によって復元された波形データと元波形データとの差分を求め、この差分と予め設定された判定値とを比較し、差分≧判定値のときに復元波形データを出力する変流器の飽和判別手段とを備えたことを特徴とした変流器飽和時の波形復元装置。
【請求項９】
前記飽和判別手段は、変流器飽和判別時に復元波形データを、非飽和判別時には元波形データをそれぞれ故障点標定演算のために出力することを特徴とした請求項８記載の変流器飽和時の波形復元装置。
【請求項１０】
前記データ抽出手段によるデータ抽出は、サンプリングデータに重畳された直流成分の傾きがプラス又はマイナス方向で連続する部分の抽出であることを特徴とした請求項８又は９記載の変流器飽和時の波形復元装置。
【請求項１１】
前記故障データ収集手段によるデータ収集は、故障発生時の少なくとも１サイクル分の故障データであることを特徴とした請求項８乃至１０記載の変流器飽和時の波形復元装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、変流器飽和時の波形復元方法とその装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
変流器は電力系統に配設されて受配電回路などの電流を検出，変成し、その出力を計測，監視，制御装置などに供給している。
これらの用途に使用される変流器は、例えば、送電線の故障点標定装置に適用した場合、事故が発生して送電線に相当大きな電流が流れると直流成分の影響により変流器鉄心に偏磁又は飽和現象が発生する場合がある。このような現象は、遮断器操作による変圧器回路投入時の比較的大きな突入電流によっても生じる場合がある。  
【０００３】
変流器の磁気回路が飽和すると、その二次電流は図８で示すようにその波形の一部が欠落することが知られている。変流器の寸法を極端に大きくすればこの飽和の問題は解決できるが、容積の増大や費用が嵩んで得策とは言えない。このため、変流器に飽和が発生した場合でも一次電流を補正し、決定するものとして下記特許文献のようなものが提案されている。
【特許文献１】特開２００２ー２２８６８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
例えば、送電線の故障点標定装置においては、事故発生時点の電流を検出して事故点が標定されるが、その際、事故電流による変流器飽和に伴う歪み波形の検出値を標定演算に使用することになる。検出された歪み波形は、変流器一次側を流れる忠実な事故電流ではないことから、精度の高い標定演算結果は得られなく故障点標定に誤差が発生する。
上記した特許文献は、一次電流と一次電圧とを入力し、一次巻線を通る磁束とこの一次巻線に関連する起磁力による理論からモデル化した数値を用いて変流器の一次電流を決定したものである。
【０００５】
周知のように、故障点標定装置は検出された交流１サイクル分のアナログ信号を所定の高周波でサンプリングしてディジタル信号に変換し、そのディジタル信号を用いて故障点標定のための演算が実行される。したがって、故障点標定装置などに使用する場合には、標定演算に使用するために導入される信号を用いて歪み波形の波形復元演算を行うことが望ましい。
【０００６】
本発明が目的とすることは、故障点標定装置などに簡単に適用できる変流器飽和時の波形復元方法とその装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１は、電力系統に設置された変流器の二次電流を検出し、所定の周波数にてサンプリングした後にディジタル信号に変換してデータ処理部に導入し、変流器飽和時にこのデータ処理部において導入された飽和時信号波形を復元するものにおいて、
前記電力系統の故障発生時に故障データを収集し、この故障データのうち波形復元処理の使用データとすべく変流器二次電流の立ち上がり部分を故障データとして抽出し、この抽出データを用いて変流器二次電流の数学モデルのパラメータを同定して波形復元処理を実施し、この復元波形データと元波形データとの差分を求め、この差分が予め設定された判定値と比較して変流器の飽和の有無を判定し、飽和時には復元波形データを演算に使用することを特徴としたものである。
【０００８】
本発明の第２は、前記変流器の非飽和期間中の二次電流直流成分を同定して波形復元処理を実行することを特徴としたものである。
【０００９】
本発明の第３は、前記波形復元処理は、抽出した非飽和期間の全データを用いて処理実行し、次いで二次電流直流成分パラメータ以外のパラメータを波形復元処理にて同定した値に同定処理した後、非飽和期間毎に二次電流直流成分パラメータの同定処理を行うことを特徴としたものである。  
【００１０】
本発明の第４は、前記変流器飽和の有無判定で、変流器飽和時には復元波形データを故障点標定演算に使用し、未飽和時には前記二次電流の検出データを故障点標定演算に使用することを特徴としたものである。
【００１１】
本発明の第５は、前記変流器の二次電流のサンプリング周波数は、故障点標定演算装置のサンプリング周波数と同じであることを特徴としたものである。
【００１２】
本発明の第６は、前記データ抽出は、サンプリングデータに重畳された直流成分の傾きがプラス又はマイナス方向で連続する部分の抽出であることを特徴としたものである。
【００１３】
本発明の第７は、前記故障データの収集は、故障発生時の全故障データ若しくは１サイクル分の故障データの何れかであることを特徴としたものである。
【００１４】
本発明の第８は、電力系統に設置された変流器の二次電流を検出し、所定の周波数にてサンプリングした後にディジタル信号に変換してデータ処理部に導入し、変流器飽和時にこのデータ処理部において導入された飽和時信号波形を復元するものにおいて、
前記データ処理部には、電力系統の故障発生と故障復帰を検出する故障・復帰検出手段と、故障発生検出時に故障データを収集する故障データ収集手段と、この故障データ収集手段によって収集されたデータより波形復元処理に使用されるデータを抽出するデータ抽出手段と、この抽出データを用いて変流器二次電流の数学モデルのパラメータを同定して波形復元処理を実施する波形復元処理手段と、この処理手段によって復元された波形データと元波形データとの差分を求め、この差分と予め設定された判定値とを比較し、差分≧判定値のときに復元波形データを出力する変流器の飽和判別手段とを備えたことを特徴としたものである。
【００１５】
本発明の第９は、前記飽和判別手段は、変流器飽和判別時に復元波形データを、未飽和判別時には元波形データをそれぞれ故障点標定演算のために出力することを特徴としたものである。
【００１６】
本発明の第１０は、前記データ抽出手段によるデータ抽出は、サンプリングデータに重畳された直流成分の傾きがプラス又はマイナス方向で連続する部分の抽出であることを特徴としたものである。
【００１７】
本発明の第１１は、前記故障データ収集手段によるデータ収集は、故障発生時の全故障データか、若しくは１サイクル分の故障データの何れかであることを特徴としたものである。
【発明の効果】
【００１８】
以上のとおり、本発明によれば、１式若しくは２式乃至４式に基づいて数学モデルを作成し、変流器の磁気回路に飽和現象が発生したときには、歪みの少ない二次電流波形の立ち上がり部分のデータを用いて同定し、歪み部分波形を復元したデータにて故障点標定等の演算を行うものである。したがって、変流器飽和時においても、精度のよい演算結果が得られるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の実施形態の説明に先立って、先ず変流器飽和時の波形復元方法の原理につてい説明する。
電力系統に設置される変流器の磁気回路が飽和してない場合、変流器一次側特性のみを考慮した無歪みの変流器二次電流の数学モデルは１式で表現できる。
【００２０】
【数１】
2004340952.tif 000003
【００２１】
さらに、変流器二次側特性を考慮した無歪み変流器二次電流の数学モデルは２式で表現できる。  
【００２２】
【数２】
2004340952.tif 000004
【００２３】
ところで、図８で示すように飽和現象が発生した場合、変流器の二次電流波形の立ち上がり前半部分では比較的に歪みは少ない。
そこで本発明では、図２の実線で囲んだ二次電流波形の前半部分を利用し、１式のパラメータ（ＩDC1，ＩAC，τ1，ω，φ）、あるいは２式のパラメータ（Ｉdc1，ＩDC2，ＩAC，τ1，τ2，ω，φ）を同定するものである。
なお、この同定は系統周波数であるωを固定し、その他のパラメータを同定するようにしてもよい。
また、ここにおける同定とは、測定データに基づいて動的システムの数学モデルを作成することで、モデル出力が測定された出力にできるだけ一致するように、与えられたモデルに含まれるパラメータを調整することによって行う。
【００２４】
同定計算を行うにあたっては、ある時刻のデータを同定するためのデータ（範囲）の始点として複数のデータで連立方程式を組み立てる。ここで、１式を用いた場合を例にすると３式のようになる。
【００２５】
【数３】
2004340952.tif 000005
【００２６】
変流器二次電流の測定値を用いて変流器二次電流の数学モデルを同定する問題は、非線形最小二乗問題と等価である。
この非線形最小二乗問題を解く方法には、Levenberg-Marquardt法（ＬＭ法）があり、この方法は安定に、且つ、早く解を求めることができ、非線形最小二乗問題の解法の標準となっていることから、本発明では、この手法を用い飽和した変流器の二次電流波形の復元（補正）を行った。
【００２７】
図３は本発明の実施形態を示す構成図で、１は電力系統の送電線、２は系統電流を検出する変流器で、検出値である変流器の二次電流はサンプリング・ホールド回路３に出力され、この回路において例えば故障点標定装置で使用されているサンプリング周波数と同じ所定の周波数である３２００／ｓｅｃでサンプリングされ、ホールドされる。その後、走査回路４により順次走査されて取り出され、Ａ／Ｄ変換器５によってアナログ信号をディジタル信号に変換し、波形復元装置のデータ処理部１０に導入される。
【００２８】
なお、図３では走査回路４への入力は１チャンネル分のみを示しているが、この走査回路４には複数の入力チャンネルで構成されている。
６は入力部で、キーボードやマウス等を有して計算用のＩDC1，ＩAC，τ1，ω，φ等の初期値ａや、変流器の飽和判定用の判定値ｂが設定されてデータ処理部の制御手段１１に送出される。７は表示部、８は記憶部である。
【００２９】
１２は故障・復帰検出手段で電力系統に故障が発生したこと、及びその故障が復帰したことを検出する。１３はデータ収集手段で、故障発生時に全故障データ，若しくは１サイクル分の故障データを記憶部８より収集する。１４は波形復元処理に使用されるデータを抽出するデータ抽出手段、１５は波形復元処理手段で、データ抽出手段によって抽出されたデータを基にＬＭ法を用いて変流器２の二次電流波形の復元処理を実行する。
【００３０】
１６は飽和判別手段で、この判別手段は復元された波形ｇ（ｔ）と元波形ｆ（ｔ）及び入力部６を介して予め設定された飽和判定値ｂを用いてΣ・ｇ−ｆ・≧ｂの演算を行う。１７はデータ格納手段で各演算時にデータを格納する。制御手段１１は、データ処理部内のデータや処理プログラム等の授受を円滑に行うためのデータ加工、処理を実行してデータの授受をコントロールする。復元された波形は、表示部７に表示したり、或いは図示省略されている故障点標定装置に出力され、この波形データを用いて標定のための演算が実行される。  
【００３１】
図１は、波形復元処理時のフローチャートで、故障復帰後に波形復元処理を実行する例を示したものである。
系統電流は変流器２により検出され、その検出信号はサンプリング・ホールド回路４において例えば３２００／ｓｅｃにてサンプリングされ、ホールドされる。その後、走査回路により順次走査されて取り出され、Ａ／Ｄ変換器によってアナログ信号をディジタル信号に変換し波形復元装置のデータ処理部に導入される。  データ処理部では、ステップＳ１において入力手段６により予め計算用初期値ａと、変流器が飽和したことを判定するための判定値ｂが設定される。各設定値は任意の値で設定可能である。
【００３２】
ステップＳ２では、故障・復帰検出手段１２によって、送電線等に故障が発生したこと、若しくはその故障から復帰したことが検出される。故障発生や復帰検出は、継電器の動作信号を導入してもよいが、三相の相電圧各相（相電圧Ｖ０は除く）において、データの先頭（波形の立ち上がり前半側）例えば１５０ｍｓの実効値を正常値とし、サンプリングされた瞬時値をサンプリング毎に実効値に変換し、その値が正常値の９５％以下となったときに故障発生時点とする。また、正常値の９５％を再び上回った時点を故障復帰点として故障発生と故障復帰を検出する。
【００３３】
ステップＳ３では、故障が発生したとき、記憶部８に蓄積されているデータより故障時におけ全部のデータが全故障データ収集手段１３によって収集される。ステップＳ４では、データ抽出手段１４によって波形復元処理に用いられるデータが抽出される。このデータ抽出は、重畳される直流成分がプラス方向の場合には傾きがプラスとし、直流成分がマイナス方向の場合には傾きがマイナスのデータを選択する。これは、傾きが連続している場合には未飽和状態で、飽和することにより連続データが途絶えることに基づくもので、補正に使用するデータは、故障中データでプラス方向かあるいはマイナス方向に連続する部分のデータが使用される。ステップＳ５では、波形復元処理手段１５により復元（補正）処理が実行される。この復元処理は、抽出されたデータを基に前述したＬＭ法を用いて変流器二次電流波形の復元を行う。関数同定により復元された波形は、そのまま故障点標定のためのデータに使用するか、プレビュー操作により表示部７に表示出力される。
【００３４】
図２は飽和時における元波形（歪み波形）と、補正後における波形状態を示したものである。実線で示す波形がサンプリングされた元波形ｆで、実線の枠で囲んだ各波形の立ち上がり部分のデータ抽出が行われ、そのデータを用いて復元処理が実行されて点線で示すような復元波形ｇとなる。この場合におけるサンプリングデータとしては、６４サンプリング／１サイクルのデータ量で十分である。その理由は正確なる急変点が検出できなくても、平常時を含まない大凡の時点から復元処理を開始し、変流器の飽和部分にかからないようにデータを選択することで波形復元が可能となるためである。
【００３５】
波形復元処理を実行した後、元波形ｆ（ｔ）と復元後ｇ（ｔ）の波形との差分を演算し、その差分とステップＳ１で設定された判定値ｂとを比較し、その大小を判定することによって変流器の飽和の有無を判別する。この判別は、ステップＳ６において変流器の飽和判別手段１６により行われ、飽和状態と判断された場合には、ステップＳ８で復元波形出力手段を介して復元波形データｇが演算手段に出力される。演算手段としては例えば故障点標定装置などであり、Ｓ９において、入力された復元データを用いて故障点標定のための演算処理が行われる。
【００３６】
一方、ステップＳ６において、飽和現象が発生してないと判断されたときには、Ｓ７にて元波形出力手段により元波形そのもののデータｆが演算手段に送出されて所定の演算が行われる。  
したがって、故障点標定装置などの演算手段には、飽和時においては図２の点線で示すような補正された波形データと未飽和データのみが入力されるので、その演算結果は、精度の高いものが得られる。
【００３７】
図４は他の実施形態を示したもので、故障継続中に波形復元処理を実行する場合のフローチャートを示したものである。
【００３８】
ステップＳ１０で入力部６により予め計算用初期値ａと変流器飽和時の判定値ｂが設定される。
【００３９】
ステップＳ１１では、故障発生検出手段１２によって、送電線等に故障が発生したことが検出される。故障発生の検出は、継電器の動作信号を導入してもよいが、三相の相電圧各相（相電圧Ｖ０は除く）において、データの先頭（波形の立ち上がり前半側）例えば１５０ｍｓの実効値を正常値とし、サンプリングされた瞬時値をサンプリング毎実効値に変換し、その値が正常値の９５％以下となったときに故障発生時点とする。
【００４０】
ステップＳ１２では、故障発生が検出されると、故障データ収集手段１３により記憶部８に格納されている所定サンプリング分のデータ、例えば系統の１サイクル分の故障データを収集する。なお、収集する故障データは、２サイクル以上の複数サイクル分でもよいが、ここでは１サイクル分収集される。
【００４１】
ステップＳ１３では、収集された１サイクル分のデータの中からデータ抽出手段１４によって波形復元処理に用いられるデータが抽出される。このデータ抽出は、重畳される直流成分がプラス方向の場合には傾きがプラスとし、直流成分がマイナス方向の場合には傾きがマイナスのデータを選択する。これは、傾きが連続している場合には未飽和状態で、飽和することにより連続データが途絶えることに基づくもので、補正に使用するデータは、故障中データでプラス方向あるいはマイナス方向に連続する部分のデータが使用される。
【００４２】
ステップＳ１４では、波形復元処理手段１５により復元処理が実行される。この復元処理は、抽出されたデータを基にＬＭ法を用いて変流器二次電流波形の復元を行う。波形復元処理を実行した後、元波形ｆ（ｔ）と復元後ｇ（ｔ）の波形との差分を演算し、その差分と判定値ｂとを比較することによって変流器の飽和の有無を判別する。この判別は、ステップＳ１５において変流器の飽和判別手段１６により行われ、飽和状態と判断された場合には、ステップＳ１７で復元波形出力手段を介して故障点標定装置などの演算手段に出力され、Ｓ１８において、入力された復元データｇを用いて故障点標定のための演算処理が行われる。
【００４３】
一方、ステップＳ１５において、飽和現象が発生してないと判断されたときには、Ｓ１６にて元波形出力手段により元波形そのもののデータｆが演算手段に送出され、Ｓ１８で所定の演算が行われる。
ステップＳ１９では、復帰検出手段１２によって故障が復帰したか否かが判断される。この復帰の判断信号は継電器などより導入してもよいが、Ｓ１１とは逆に実効値が正常値の９５％以上となったときに故障復帰点として判断される。判断結果、故障が復帰してない場合にはＳ１２に戻り、次のサイクルのデータを収集して演算、判断を行い、この動作を故障復帰まで継続する。
【００４４】
図５，図６は、１式の数学モデルを使用して飽和時の変流器二次電流を本発明により復元処理を施した場合の復元波形と元波形である。それぞれは縦軸に電流値、横軸に時間を表し、データのサンプリング周波数は３２００／ｓｅｃとして、図１で示した故障復帰後の波形復元処理手順にてより実施したものである。
図５は線路Ａ（１Ｌ黒相）の場合、図６は線路Ｂ（２Ｌ赤相）の場合を示し、両者ともよく補正（復元）されていることが解る。
【００４５】
なお、この実験時の同定計算で得られたパラメータは表１の通りである。
【００４６】
【表１】
2004340952.tif 000006
【００４７】
また、この実験時における初期値は、（ＩDC1，ＩAC，τ1，ω，φ）をそれぞれ（２００００，２２０００，０．０００１，３７７，０）で実施した。
【００４８】
図７は元波形と補正後の波形及び補正後の波形から直流成分を除去し、基本波成分のみの波形に対してＦＦＴ（高速フーリエ変換）を行ったものである。同図（ａ）は各波形の周波数分析結果、（ｂ）は各波形の比較図で、基本波に対して補正後の電流波形が大きいのは直流分を含むためで、故障点標定等に使用されるデータは直流分が除去された基本波分の波形データが使用される。  
【００４９】
図９は他の実施形態を説明するための変流器回路と一次電流と二次電流の関係を示したものである。非飽和状態にある計器用変流器は、巻数比Ｎ2／Ｎ1で（バックターンを使わない場合、定格電流比ＩN2／ＩN1に相当）正規化し、二次側で換算すると図９のようになる。
ここで、変流器飽和期間中は二次励磁インダクタンスは零となり、短絡状態と等価であるので二次インダクタンスをスイッチＳＷで短絡されるものとして扱う。一次電流が通過しているとき、変流器の非飽和期間中の二次電流論理式は４式で表される。
【００５０】
【数４】
2004340952.tif 000007
【００５１】
この実施形態は、非飽和期間中の二次電流論理式に基づき自動オシロ装置に記録された二次電流データから各変数を同定するものであり、この４式と前述した２式とは第二項が相違し、変流器非飽和の期間毎に二次電流直流成分を同定するものである。
飽和現象が発生した場合、図２で示すように二次電流の立ち上がり前半部分の比較的波形歪みの少ない部分のデータを収集し、４式のパラメータであるＩDC1，τ1，ＩDC2，τ2，ＩAC2，ω，φを同定する。なお、この同定には系統周波数であるωを固定し、その他のパラメータを同定してもよい。
同定計算を行うために、ある時刻のデータを、同定するデータ（範囲）の始点とし、５式のように複数のデータで連立方程式を組み立てる。
【００５２】
【数５】
2004340952.tif 000008
【００５３】
この連立方程式から未知のパラメータＩDC1，τ1，ＩDC2，τ2，ＩAC2，ω，φを非線形連立方程式の同定手法を用いて算出し、変流器一次側の電流方程式を求める。
変流器二次電流の測定値を用いて変流器一次電流の数学モデルを同定する問題は、非線形最小二乗問題と等価であることから、前述と同様にＬＭ法を用いて飽和した変流器の一次電流波形の補正（再生）を行う。
【００５４】
（非飽和期間の二次電流について）
４式は、変流器が全期間で飽和しない場合の二次電流理論式でもあるため、模擬波形データを用いて一次電流の再生を行った。
図１０は模擬波形データで、この模擬波形データにおけるパラメータは表２の通である。
【００５５】
【表２】
2004340952.tif 000009
【００５６】
飽和及び非飽和期間で、表２のパラメータが一定だと仮定した場合の模擬波形データは図１１のようである。
同定した結果は、表３及び図１２となった。
【００５７】
【表３】
2004340952.tif 000010
【００５８】
参考までに、二次回路を考慮しない場合には、表４及び図１３となった。
【００５９】
【表４】
2004340952.tif 000011
【００６０】
（飽和期間の二次電流について）
４式は変流器が全期間で飽和しない場合の二次電流理論式であることを述べたが、しかしながら、図１４のように飽和期間の含まれる二次電流波形において、全ての非飽和期間におけるその他のパラメータは同一であるが、１回目，２回目…の非飽和期間における二次電流直流成分ＩDC2(n)は、各非飽和期間でそれぞれ異なる。そのため、次のような手順で各パラメータを同定する。
（ａ）全期間の非飽和のデータを用いて、全てのパラメータを同定する。
（ｂ）求められたパラメータのうち、二次電流直流成分ＩDC2(n)以外のパラメータを固定し、各非飽和期間のデータを用いて、その期間のＩDC2(n)を同定する。  図１５，図１６及び表５〜表８は、（ａ）（ｂ）の手法を用いて実データを同定した結果（ただし、パラメータ内の定格周波数、二次直流分時定数は固定とした）を示したものである。
図１５は、同定結果（その１）の波形再生結果図で、全期間の非飽和のデータを用いて、全てのパラメータを同定した結果が表５である。
【００６１】
【表５】
2004340952.tif 000012
【００６２】
求められたパラメータのうち、二次電流直流成分ＩDC2(n)以外のパラメータを固定し、各非飽和期間のデータを用いてその期間のＩDC2(n)を同定した結果が表６である。
【００６３】
【表６】
2004340952.tif 000013
【００６４】
図１６は、同定結果（その２）の波形再生結果図であり、また、全期間の非飽和のデータを用いて、全てのパラメータを同定した結果が表７である。
【００６５】
【表７】
2004340952.tif 000014
【００６６】
求められたパラメータのうち、二次電流直流成分ＩDC2(n)以外のパラメータを固定し、各非飽和期間のデータを用いてその期間のＩDC2(n)を同定した結果が表８である。
【００６７】
【表８】
2004340952.tif 000015
【００６８】
変流器飽和の判別、抽出、及び補正を行う手段としては図３の装置を用い、その手順としては、故障復帰後に波形復元処理を実行する場合と、故障継続中に波形復元処理を実行する場合の２つが考えられる。
前者は図１７の処理フローにて実施し、後者は図１８にて実施される。
図１７は、基本的には図１の処理フローと略同様な処理フローとなるが、ステップＳ５０における波形復元処理手段が図１とは異なる。
【００６９】
すなわち、ステップＳ１〜Ｓ４までは図１と同様であるので、重複を避けるためにその説明は省略するが、ステップＳ４でデータ抽出手段１４により抽出されたデータを基にＬＭ法を用いてステップＳ５０で復元処理が実行される。
先ず、ステップＳ５１において、抽出した非飽和期間の全データを用いて全てのパラメータを同定することにより波形復元処理を実施する。ステップＳ５２では、求められたパラメータのうち、二次電流直流成分パラメータ以外のパラメータを、ステップＳ５１にて同定した値に固定する処理を実行する。ステップＳ５３では非飽和期間毎に二次電流直流成分パラメータの同定処理を実行することにより復元された波形データを得る。
【００７０】
ステップＳ６では、元波形ｆ（ｔ）と復元後ｇ（ｔ）の波形との差分を演算し、その差分とステップＳ１で設定された判定値ｂとを比較し、その大小を判定することによって変流器の飽和の有無を判別する。この判別は、ステップＳ６において変流器の飽和判別手段１６により行われ、飽和状態と判断された場合には、ステップＳ８で復元波形出力手段を介して復元波形データｇが演算手段に出力される。演算手段としては例えば故障点標定装置などであり、Ｓ９において、入力された復元データを用いて故障点標定のための演算処理が行われる。
【００７１】
一方、ステップＳ６において、飽和現象が発生してないと判断されたときには、Ｓ７にて元波形出力手段により元波形そのもののデータｆが演算手段に送出されて所定の演算が行われる。
したがって、故障点標定装置などの演算手段には、飽和時においては補正された波形データと未飽和データのみが入力されるので、その演算結果は、精度の高いものが得られる。
【００７２】
図１８は故障継続中に波形復元処理を実行する場合の処理フローを示したものである。この処理フローは、基本的には図４の処理フローと略同様な処理フローとなるが、ステップＳ１４０における波形復元処理手段が図４とは異なる。したがって、ステップＳ１０〜Ｓ１９については重複のためその説明を省略する。
ステップＳ１４０では波形復元処理が実施されるが、その実施に当たっては、先ず、ステップＳ１４１において、抽出した非飽和期間の全データを用いて全パラメータを同定することで波形復元処理を行う。次に、ステップＳ１４２において、二次電流直流成分パラメータ以外ののパラメータを、ステップＳ１４１の処理にて同定した値に固定する処理を実行する。その後、ステップＳ１４３で、非飽和期間毎に二次電流直流成分パラメータの同定処理を実行することによって波形復元処理を実施する。
以後は図４のステップＳ１５〜Ｓ１９と同一の処理を実行する。したがって、この実施例においても故障点標定装置などの演算手段には、飽和時においては補正された波形データと未飽和データのみが入力されるので、その演算結果は、精度の高いものが得られる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の第１の実施形態を示すフローチャート。
【図２】データ抽出の説明用二次電流波形図。
【図３】本発明の実施形態を示す構成図。
【図４】本発明の第２の実施形態を示すフローチャート。
【図５】変流器の飽和二次電流と復元波形図。
【図６】変流器の飽和二次電流と復元波形図。
【図７】実験結果を示し、（ａ）は各波形の周波数分析図、（ｂ）は各波形の          比較図。
【図８】変流器飽和時の二次電流波形図。
【図９】変流器回路と一次及び二次電流の関係図。
【図１０】模擬波形データ図。
【図１１】飽和模擬波形データ図。
【図１２】二次回路を考慮した再生後の波形図。
【図１３】二次回路考慮無し時の再生後の波形図。
【図１４】非飽和期間における二次電流直流成分状態図。
【図１５】波形再生後の結果図（その１）。
【図１６】波形再生後の結果図（その２）
【図１７】本発明の第３の実施形態を示すフローチャート。
【図１８】本発明の第４の実施形態を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００７４】
１…送電線
２…変流器
３…サンプリング・ホールド回路
４…Ａ／Ｄ変換器
５…走査回路
６…入力部
７…表示部
８…記憶部
１０…データ処理部
１１…制御手段
１２…故障・復帰検出手段
１３…故障データ収集手段
１４…データ抽出手段
１５…波形復元処理手段
１６…飽和判別手段
１７…データ格納手段  
【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】
2004340952.tif 000029
【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【手続補正書】
【提出日】平成16年4月19日(2004.4.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
変流器二次電流の測定値を用いて変流器二次電流の数学モデルを同定する問題は、非線形最小二乗問題と等価である。
この非線形最小二乗問題を解く方法には、例えばLevenberg-Marquardt法（ＬＭ法）があり、この方法は安定に、且つ、早く解を求めることができ、非線形最小二乗問題の解法の標準となっていることから、本発明では、この手法を用い飽和した変流器の二次電流波形の復元（補正）を行った。