(57)【要約】【課題】ループ系統の配電線における大口需要家側の事故を確実に判定可能とし、変電所側の保護装置と容易に協調を取って、ループを構成する遮断器をループ点で開放して迅速に事故除去可能とし、ループ系統の配電線における他の負荷を停電させずに電力供給継続可能とする。【解決手段】電流入力部１０１は、ループ点における各回線の電流変成器７Ｂａ〜７Ｂｃの出力をループ系統保護装置１０に入力する。電流変換部１０２は、入力した各回線電流を、ループ系統保護装置１０内で取り扱い易いデータ形式の情報に変換する。電流加算部１０３は、変換された各回線電流の合計電流を求める。事故判定部１０４は、合計電流が予め設定された所定値以上である場合に、大口需要家９側の事故であると判定する。遮断指令部１０５は、ループ点のループを構成する遮断器６Ｂａ〜６Ｂｃに向けて遮断指令を出力する。【選択図】図２
2007312582.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の配電線をループ化して電力を供給するループ系統を保護する装置において、
ループ点における各回線電流の合計電流を求める電流加算手段と、
前記電流加算手段で得られた合計電流に基づき、需要家側の事故であるか否かを判定する事故判定手段と、
前記事故判定手段で需要家側の事故と判定した場合に、前記ループ点のループを構成する遮断器を開放する遮断指令を出力する遮断指令手段
を有することを特徴とするループ系統保護装置。
【請求項２】
前記事故判定手段は、前記電流加算手段で得られた合計電流が予め設定された所定値以上である場合に、需要家側の事故であると判定するように構成されている
ことを特徴とする請求項１に記載のループ系統保護装置。
【請求項３】
前記事故判定手段は、前記電流加算手段で得られた合計電流と前記ループ点の電圧に基づいて事故方向を判定することで、需要家側の事故であるか否かを判定するように構成されている
ことを特徴とする請求項１に記載のループ系統保護装置。
【請求項４】
前記電流加算手段で得られた合計電流から、基本波電流に対する第２調波電流成分の割合を求める調波割合算出手段を有し、
前記事故判定手段は、前記電流加算手段で得られた合計電流が予め設定された所定値以上であり、かつ、前記調波割合算出手段で得られた第２調波電流成分の割合が予め設定された所定値以下である場合に、需要家側の事故であると判定するように構成されている
ことを特徴とする請求項１に記載のループ系統保護装置。
【請求項５】
前記電流加算手段で得られた合計電流から、基本波電流に対する第２調波電流成分の割合を求める調波割合算出手段を有し、
前記事故判定手段は、前記電流加算手段で得られた合計電流が予め設定された所定値以上であり、かつ、前記調波割合算出手段で得られた第２調波電流成分の割合が予め設定された所定値以下である場合に、さらに、前記電流加算手段で得られた合計電流と前記ループ点の電圧に基づいて事故方向を判定することで、需要家側の事故であるか否かを判定するように構成されている
ことを特徴とする請求項１に記載のループ系統保護装置。
【請求項６】
複数の配電線をループ化して電力を供給するループ系統を保護する方法において、
電流加算手段、事故判定手段、および遮断指令手段を用いて、
前記電流加算手段により、ループ点における各回線電流の合計電流を求める電流加算処理と、
前記電流加算処理で得られた合計電流に基づき、前記事故判定手段により、需要家側の事故であるか否かを判定する事故判定処理と、
前記事故判定処理で需要家側の事故と判定した場合に、前記遮断指令手段により、前記ループ点のループを構成する遮断器を開放する遮断指令を出力する遮断指令処理
を行うことを特徴とするループ系統保護方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配電線の電力供給に係り、特に、配電線をループ化して大口需要家へ供給するループ系統を構成した場合の保護方式に関する。
【背景技術】
【０００２】
配電系統をループ系統とした場合には、ループ系統事故時にループ点における事故回線選択が重要になり、この回線選択が的確に行えない場合は、電源である変電所側でループ回線が全て遮断され、大口需要家を含め当該配電線から受電していた需要家が停電するという問題がある。
【０００３】
さらに、大口需要家は、自家発電設備や、負荷としての誘導電動機を有することから、事故発生時にはこれらが電源となって事故電流を供給することになる。また、他の配電線の事故回復時には、大口需要家の受電用変圧器や動力用変圧器に向かって変電所側の電源から変圧器励磁突入電流が流れるという事象が生じる。ループ系統に流れる電流に基づいて事故の判定を行った場合、これらの需要家からの事故電流分や変圧器の励磁突入電流により事故回線あるいは事故方向の判定を誤る可能性があるため、それらの電流に関わらず、事故回線あるいは事故方向を正確に判定する必要がある。このループ系統の保護については、例えば、特許文献１に記載の発明が提案されている。
【０００４】
【特許文献１】特開平９−４４５０８
【非特許文献１】「保護継電技術」（小林進著）電気書院、昭和４６年発行
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に記載の従来発明は、樹枝状の配電線とループ系統構成した配電線とで、系統構成に応じて変電所での事故検出遮断方式を変更するものであり、ループ点を遮断できないため、やはりループ系統全体が停電してしまうという問題がある。ループ系統の場合は、ループ点での事故検出遮断が変電所の保護装置と協調を取って適切に行われれば、変電所の保護方式を変更する必要はないため、そのような事故検出遮断を実現することが課題となっている。
【０００６】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的は、ループ系統の配電線における大口需要家側の事故を確実に判定可能とし、変電所側の保護装置と容易に協調を取って、ループを構成する遮断器をループ点で開放して迅速に事故除去可能とし、ループ系統の配電線における他の負荷を停電させずに電力供給継続可能なループ系統保護装置と方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために、本発明は、ループ点における全回線の合計電流が、予め算出した需要家からの事故電流の最大値あるいは大口需要家の負荷電流の最大値を超えた場合に、需要家側の事故であると判定できる点に着目し、また、ループ点における電圧と全回線の合計電流との位相関係に着目し、さらに、変圧器の励磁突入電流には基本波電流に対して第２調波電流が多く含まれる点に着目した結果なされたものである。
【０００８】
すなわち、本発明は、ループ点における全回線の合計電流を使用して、合計電流の大きさに基づく事故検出あるいは合計電流の大きさとループ点電圧に基づく事故方向判定を用いた事故検出を行い、あるいはまた、追加的に第２調波電流の含有率検出を行うことにより、大口需要家側の事故を確実に判定可能とし、変電所側に設置された保護装置と容易に協調可能としたものである。そして、大口需要家側の事故と判定した場合には、変電所側の保護装置よりも早くループ系統を構成している遮断器を開放することにより、ループ系統を構成する回線の供給先である他の負荷を停電させることなく電力供給継続可能としたものである。
【０００９】
本発明のループ系統保護装置は、複数の配電線をループ化して電力を供給するループ系統を保護する装置において、電流加算手段、事故判定手段、遮断指令手段を有することを特徴としている。ここで、電流加算手段は、ループ点における各回線電流の合計電流を求める手段である。事故判定手段は、電流加算手段で得られた合計電流に基づき、需要家側の事故であるか否かを判定する手段である。遮断指令手段は、事故判定手段で需要家側の事故と判定した場合に、前記ループ点のループを構成する遮断器を開放する遮断指令を出力する手段である。
【００１０】
本発明におけるループ系統保護方法は、上記装置の特徴を、方法の観点から把握したものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、大口需要家側の事故時に、当該事故を確実に判定可能とし、変電所側の保護装置と容易に協調を取って、ループを構成する遮断器をループ点で開放して迅速に事故除去可能とし、ループ系統の配電線における他の負荷を停電させずに電力供給継続可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下には、本発明を適用した複数の実施形態について、図面を参照して具体的に説明する。
【００１３】
［第１の実施形態］
［構成］
図１は、本発明を適用した第１の実施形態に係るループ系統保護装置を組み込んだ配電系統を示す系統図である。この図１においては、一例として、３回線のループ系統を構成した場合を示しているが、本発明において、ループ系統を構成する回線数はこれに限定されるものではなく、ループ系統は、任意の数の回線数により構成可能である。
【００１４】
この図１において、１は配電用変電所の母線、２は配電線、３はループ系統の母線、４は配電線の負荷線、５はループ系統を構成している配電線のインピーダンスをそれぞれ示している。また、６Ａは配電用変電所の遮断器、６Ｂはループを構成する遮断器、７Ａは配電用変電所の電流変成器（ＣＴ）、７Ｂはループ点の電流変成器（ＣＴ）、８はループ点の電圧変成器（ＶＴ）をそれぞれ示している。さらに、９は大口需要家、１０は本実施形態に係るループ系統保護装置を示している。
【００１５】
なお、この図１を含む各図面中において、アルファベット小文字の「ａ」、「ｂ」、「ｃ」は、ループ系統を構成する３回線における同一の要素を、各回線を区別して示す添え字であり、「ｄ」は、ループ系統以外の回線を示す添え字である。これに対して、各図面中におけるアルファベット大文字の「Ａ」、「Ｂ」等は、配置、機能、または構成の異なる要素を区別するための添え字である。
【００１６】
図２は、図１に示す第１の実施形態に係るループ系統保護装置１０の構成を示すブロック図である。この図２に示すように、本実施形態のループ系統保護装置１０は、電流入力部１０１、電流変換部１０２、電流加算部１０３、事故判定部１０４、遮断指令部１０５を有する。
【００１７】
電流入力部１０１は、ループ点における各回線の電流変成器７Ｂａ〜７Ｂｃの出力をループ系統保護装置１０に入力する機能部である。電流変換部１０２は、入力した各回線電流を、ループ系統保護装置１０内で取り扱い易いデータ形式、すなわち、後段の電流加算部１０３および事故判定部１０４で取り扱い易いデータ形式の情報に変換する機能部である。電流加算部１０３は、変換された各回線電流の合計電流を求める機能部である。
【００１８】
事故判定部１０４は、電流加算部１０３で得られたループ点における各回線電流の合計電流に基づき、大口需要家９側の事故であるか否かを判定する機能部である。本実施形態において、この事故判定部１０４は、合計電流が予め設定された所定値以上である場合に、大口需要家９側の事故であると判定する。遮断指令部１０５は、ループ点のループを構成する遮断器６Ｂａ〜６Ｂｃに向けて遮断指令を出力する機能部である。
【００１９】
なお、図２中において、ループ系統保護装置１０を構成する各機能部１０１〜１０５は、電子回路により実現可能であるが、ディジタルリレーにおいて、これらの機能部１０１〜１０５を電子チップとソフトウェアの組合せで実現可能であることは言うまでもない。
【００２０】
［ループ系統に流れる事故電流］
図３は、図１に示す配電系統において、事故時にループ回線に流れる事故電流を説明する図である。なお、図３では、図面の簡略化の観点から、事故電流の説明に不要な構成要素は適宜省略して示している。以下には、この図３を参照しながら、本実施形態の事故判定部１０４により事故電流が大口需要家９側の事故であるか否かを判定するために使用する事故電流の計算式について説明する。
【００２１】
図３は、図１に示す配電系統の３回線ループ系統で、変電所側の背後電源インピーダンスをＺｓ、変電所側から流れ込む電流をＩｆ、事故時に大口需要家９の自家発電設備や誘導電動機から供給される電流をＩｊとして示している。この図３においてはまた、ループ系統の各回線電流をＩｂａ〜Ｉｂｃとし、各回線の線路インピーダンスの値をＺａ、Ｚｂ、Ｚｃとして示している。
【００２２】
この図３において、ループ系統外の回線の事故時（外部事故時）Ｆ１に、ループ系統の回線の各端子に大口需要家９側から流れる各回線電流Ｉｂａ〜Ｉｂｃは、各回線のインピーダンス比で分流するため、次の式（１）、（２）で表される。
【００２３】
【数１】
2007312582.tif 000003
【００２４】
また、ループ系統内の回線の事故時（内部事故時）、例えば、事故回線がａ回線で、事故点が配電用変電所からａ回線の線路長のＸである場合（Ｆ２）に、ループ端子に流れる各回線電流Ｉｂａ〜Ｉｂｃは、大口需要家９の電流を無視すると、次の式（３）で表される。
【００２５】
【数２】
2007312582.tif 000004
【００２６】
さらに、この式（３）は、前記式（２）より、次の式（４）で表される。
【数３】
2007312582.tif 000005
【００２７】
また、ループ系統内の回線の事故時（内部事故時）、例えば、事故回線がａ回線で、事故点が配電用変電所からａ回線の線路長のＸである場合（Ｆ２）に、ループ端子に流れる各回線電流Ｉｂａ〜Ｉｂｃは、変電所からの電流を無視（変電所の電源を短絡）すると、次の式（５）で表される。
【００２８】
【数４】
2007312582.tif 000006
【００２９】
したがって、ループ系統内の回線の事故時（内部事故時）、例えば、事故回線がａ回線で、事故点が配電用変電所からａ回線の線路長のＸである場合（Ｆ２）に、実際に流れる電流は、前記式（３）と式（５）式の加算であるが、このような内部事故時Ｆ２においては、大口需要家からの電流より変電所からの電流の方が大きいため、ここでは、大口需要家からの電流を無視して説明する。
【００３０】
一方、大口需要家９側の事故時Ｆ３には、ループ系統内の回線には、大口需要家からの電流は流れず、変電所からの電流がループ系統内の回線のインピーダンス比で流れるのみであるため、ループ端子に流れる各回線電流Ｉｂａ〜Ｉｂｃは、次の式（６）で表される。
【００３１】
【数５】
2007312582.tif 000007
【００３２】
いま、ループ点において、大口需要家側の事故を、ループ系統内の各回線電流の大きさで判定するものとすると、上述したような外部事故時Ｆ１およびループ回線内の事故時Ｆ２に動作しない感度とする必要がある。そのため、事故判定部１０４は、前記式（１）、（３）、（５）で示した電流では不動作（大口需要家側の事故以外と判定）とし、前記式（６）の値で動作（大口需要家側の事故と判定）するように設定する必要がある。
【００３３】
［作用］
以下には、図１および図２に示す第１の本実施形態に係るループ系統保護装置１０の作用について説明する。
【００３４】
まず、前述したように、ループ点のループを構成する全回線電流の合計電流は、平常時は需要家へ流れる負荷電流の合計値であり、外部事故時（図３のＦ１）は需要家から供給する事故電流分であり、ループ系統を構成する回線の内部事故時（図３のＦ２）は需要家から供給する事故電流分であるという特徴がある。また、大口需要家９側の事故時（図３のＦ３）には、変電所から前述した電流以上の大きな電流が流れる。このため、ループ系統の全回線電流の合計電流が、予め求められていた大口需要家９側から供給される事故電流の最大値、あるいは、大口需要家９の負荷電流の最大値を超えた場合には、大口需要家９側の事故であると判定できる。
【００３５】
本実施形態におけるループ系統保護装置１０は、以上のような判定方式に基づき、事故判定部１０４により、大口需要家９側の事故であるか否かを判定し、大口需要家９側の事故であると判定した場合は、遮断指令部１０５によって、変電所側の保護装置よりも早くループ点でループを構成する遮断器を開放することにより、ループを構成する回線の供給先である他の需要家の負荷を停電させることなく電力供給継続できる。以下には、この作用についてより具体的に説明する。
【００３６】
すなわち、ループ系統を構成する３回線の電流変成器７Ｂａ〜７Ｂｃの二次側電流を、回線毎の電流入力部１０１により入力し、回線毎の電流変換部１０２により、ループ系統保護装置１０内で取り扱い易いデータ形式の情報にそれぞれ変換する。具体的には、電流変成器７Ｂａ〜７Ｂｃとループ系統保護装置１０の構成およびこれらの装置間の通信構成や伝送方式に応じて、アナログデータをディジタルデータに変換したり、通信データから必要な情報のみを抽出したり、あるいは、圧縮または暗号化されたデータを元のデータに復元するなどの、何らかのデータ変換処理を行う。
【００３７】
そして、回線毎の電流変換部１０２により変換された３回線の各回線電流Ｉｂａ〜Ｉｂｃは、後段の電流加算部１０３により加算される。ここで、電流加算部１０３により求められる合計電流ＩＴは、次の式（７）で表される。
【数６】
2007312582.tif 000008
【００３８】
事故判定部１０４では、この式（７）に示すループ各回線電流の合計電流ＩＴを使用して大口需要家９側の事故であるか否かを判定する。式（７）に示す合計電流ＩＴは、外部事故時（図３のＦ１）には、前記式（１）から、次の式（７’）に示すように、「Ｉｊ」となり、大口需要家からの電流そのものとなる。
【数７】
2007312582.tif 000009
【００３９】
また、ループ系統の内部事故時（図３のＦ２）には、変電所側を電源とした電流を示す前記式（４）から、前記式（７）の合計電流ＩＴは「０」となり、大口需要家９側からの電流を示す前記式（５）から、前記式（７）の合計電流ＩＴは「Ｉｊ」となり、大口需要家９側からの電流そのものとなる。一方、大口需要家９側の事故（図３のＦ３）の場合には、前記式（６）から、前記式（７）の合計電流ＩＴは「−Ｉｆ」となり、変電所側から供給される事故電流となる。
【００４０】
したがって、ループ系統の回線電流の合計電流ＩＴの絶対値は、動作してはならない電流値「Ｉｊ」の絶対値より大きな電流が流れれば、大口需要家９側の事故（図３のＦ３）と判断できる。
【００４１】
本実施形態はこのような関係を利用して大口需要家９側の事故を判定するものである。すなわち、事故判定部１０４は、このようなループ系統の回線電流の合計電流ＩＴを用いて、次の式（８）が成立する場合に、大口需要家の事故であると判定し、遮断指令部１０５を通じて、ループ点のループを構成する遮断器に開放指令を出力し、当該遮断器を開放する。
【数８】
2007312582.tif 000010
【００４２】
［効果］
以上のような第１の実施形態によれば、ループ点における全回線電流の合計電流を使用して、合計電流の大きさによる需要家事故検出を行うことにより、合計電流の値が予め設定された所定値以上である場合に、大口需要家側の事故であると判定でき、しかも、変電所側に設置された保護装置とも容易に協調が取れた事故遮断が可能となる。
【００４３】
したがって、大口需要家側の事故時には、当該事故を確実かつ迅速に判定可能であり、変電所側の保護装置と容易に協調を取って、ループを構成する遮断器をループ点で開放して迅速に事故除去可能であるため、ループ系統の配電線における他の需要家の負荷を停電させずに安定して電力供給継続可能である。すなわち、ループを構成する遮断器を、変電所側の保護装置の動作時間以前にループ点で遮断できるため、ループ系統全体の停電を防止でき、他の需要家の負荷に対して安定して電力供給継続可能である。
【００４４】
［第２の実施形態］
［構成］
図４は、本発明を適用した第２の実施形態に係るループ系統保護装置１０Ａの構成を示すブロック図である。この図４に示すように、本実施形態のループ系統保護装置１０Ａは、第１の実施形態に係るループ系統保護装置１０（図２）の構成に、電圧入力部１０１Ａと電圧変換部１０２Ａを追加すると共に、第１の実施形態における事故判定部１０４の代わりに、異なる機能を有する事故判定部１０４Ａを設けたものである。なお、他の構成は、第１の実施形態と同様である。
【００４５】
電圧入力部１０１Ａは、ループ点における電圧変成器８の出力をループ系統保護装置１０Ａに入力する機能部である。電圧変換部１０２Ａは、入力した電圧を、ループ系統保護装置１０内で取り扱い易いデータ形式の情報に変換する機能部である。事故判定部１０４Ａは、電流加算部１０３で得られたループ点における各回線電流の合計電流と電圧変換部１０２Ａで変換されたループ点の電圧という２種類の値に基づいて事故方向を判定することで、大口需要家９側の事故であるか否かを判定する機能を有する。
【００４６】
［作用］
以下には、図４に示す第２の実施形態に係るループ系統保護装置１０Ａの作用について説明する。なお、本実施形態の基本的な作用は第１の実施形態と同様であるため、ここでは、第１の実施形態と異なる作用についてのみ説明する。
【００４７】
本実施形態において、事故判定部１０４Ａは、電圧変換部１０２Ａで変換されたループ点の電圧を方向判定の極性量として、電流加算部１０３で得られたループ点における各回線電流の合計電流の電流位相を判定することにより、事故方向を判定する。
【００４８】
なお、このように、電圧を極性量とし、電流の位相で事故方向を判定する方式としては、既に各種の方式が実用化されており、例えば、次の式（９）、（１０）で示すような２つの方式が挙げられる。
【数９】
2007312582.tif 000011
【００４９】
また、図５の（ａ）は式（９）の動作特性例、図５の（ｂ）は式（１０）の動作特性例をそれぞれ示す図である。図５の（ｂ）に示すように、式（１０）の動作特性では、事故判定部１０４Ａは、図５中に示される円内のインピーダンスについての動作条件が満たされた場合に方向判定動作を行う。
【００５０】
式（９）を使用する場合は、定数Ｉｋ１の値は、健全時や事故回復時に大口需要家に流れる電流の最大を考慮した値とする。また、式（１０）を採用する場合も、健全時や事故回復時に大口需要家に流れる電流の最大でのインピーダンスが整定値Ｚを超えないことが条件である。
【００５１】
ここで、ループ系統の短絡事故時の電圧と電流の位相関係を説明する。なお、配電系統が非接地系統であるため、地絡事故は考慮しない。大口需要家９側の事故時（図３のＦ３）の各回線電流の合計電流（ここでは、大口需要家９側の事故を判定するため、大口需要家９側に流れ込む電流、すなわち、
【数１０】
2007312582.tif 000012
である）とループ点の電圧との位相関係は、例えば、Ｒ、Ｓ、Ｔ相からなる３相のうち、Ｓ、Ｔ相間の短絡事故を想定した場合、事故相間電流（Ｉｓ−Ｉｔ）には、事故相間電圧（Ｖｓｔ）に対して線路インピーダンス角の遅れが生じる。
【００５２】
この場合、非事故相間電圧（Ｖｔｒ）に対して非事故相間電流（Ｉｔ−Ｉｒ）は、潮流の影響はあるが、一般に線路のインピーダンス角に約６０°加算した方向となり、非事故相間電圧（Ｖｒｓ）に対して非事故相間電流（Ｉｒ−Ｉｓ）は、線路のインピーダンス角に約６０°減算した方向になる。
【００５３】
一方、ループ系統回線内の事故の場合は、電圧と電流の位相は大口需要家側の事故の位相と逆位相になる。このような位相関係は、非特許文献１を初めとする多くの文献で既に開示されている周知の事項である。
【００５４】
［効果］
以上のような第２の実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果に加えて、さらに次のような効果が得られる。すなわち、ループ点における全回線電流の合計電流と電圧の位相関係に着目して事故方向を判定する方式であるため、位相関係を利用した既存の事故方向判定技術を活用して高感度な事故判定を容易に実現できる。
【００５５】
［第３の実施形態］
［構成］
図６は、本発明を適用した第３の実施形態に係るループ系統保護装置１０Ｂの構成を示すブロック図である。この図６に示すように、本実施形態のループ系統保護装置１０Ｂは、第１の実施形態に係るループ系統保護装置１０（図２）の構成に、調波割合算出部１０３Ａを追加すると共に、第１の実施形態における事故判定部１０４の代わりに、異なる機能を有する事故判定部１０４Ｂを設けたものである。なお、他の構成は、第１の実施形態と同様である。
【００５６】
調波割合算出部１０３Ａは、電流加算部１０３で得られたループ点における各回線電流の合計電流から、基本波電流に対する第２調波電流成分の割合を求める機能部である。事故判定部１０４Ｂは、電流加算部１０３で得られたループ点における各回線電流の合計電流と、調波割合算出部１０３Ａで得られた第２調波電流成分の割合という２種類の値に基づいて大口需要家９側の事故であるか否かを判定する機能を有する。
【００５７】
［作用］
以下には、図６に示す第３の実施形態に係るループ系統保護装置１０Ｂの作用について説明する。なお、本実施形態の基本的な作用は第１の実施形態と同様であるため、ここでは、第１の実施形態と異なる作用についてのみ説明する。
【００５８】
本実施形態において、調波割合算出部１０３Ａは、電流加算部１０３で得られたループ点における各回線電流の合計電流から、基本波電流に対する第２調波電流成分の割合を求める。事故判定部１０４Ｂは、ループ点における各回線電流の合計電流が予め設定された所定値以上であり、かつ、調波割合算出部１０３Ａで得られた第２調波電流成分の割合が予め設定された所定値以下である場合に、大口需要家９側の事故であると判定する。
【００５９】
本実施形態におけるこの事故判定方式は、言い換えれば、第１の実施形態と同様にループ点における全回線電流の合計電流の大きさに基づく事故判定を行うだけでなく、追加的に合計電流中の第２調波電流成分の含有率検出を行うものであり、これにより、第１の実施形態に比べて、より高感度の事故判定を実現するものである。以下には、この作用についてより具体的に説明する。
【００６０】
一般的に、大口需要家９の変圧器には、電圧印加時や事故回復時に励磁突入電流が流れる。この励磁突入電流は、変圧器定格電流の５〜１０倍にもなる場合があり、電流の大きさのみによる事故判定を行う事故判定方式では、事故判定の感度が励磁突入電流の大きさに左右され、高感度が得られない可能性がある。
【００６１】
本実施形態は、このような場合を想定したものであり、大口需要家の変圧器に電圧印加時や事故回復時に流れる励磁突入電流を検出した場合に、ループ点における全回線の合計電流による事故判定をロックすることにより、事故判定の高感度化を図ったものである。なお、変圧器の励磁突入電流に、基本波に対する２倍調波が多く含まれることは自明である。
【００６２】
本実施形態の事故判定部１０４Ｂは、具体的には、前記式（８）と次の式（１１）が成立した場合に、大口需要家９側の事故であると判定する。
【数１１】
2007312582.tif 000013
【００６３】
［効果］
以上のような第３の実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果に加えて、さらに次のような効果が得られる。すなわち、ループ点における全回線電流の合計電流の大きさに基づく事故判定を行うだけでなく、合計電流中の第２調波電流成分の含有率検出を行うことによって、事故回復時や変圧器充電時の変圧器励磁突入電流に影響されることなく、より高感度の事故判定が可能となる。したがって、大口需要家側で事故が発生していない場合に変圧器励磁突入電流に起因して回線を遮断してしまう等の誤動作を確実に防止できるため、より安定した電力供給が可能となる。
【００６４】
［第４の実施形態］
［構成］
図７は、本発明を適用した第４の実施形態に係るループ系統保護装置１０Ｃの構成を示すブロック図である。この図７に示すように、本実施形態のループ系統保護装置１０Ｃは、第２の実施形態に係るループ系統保護装置１０Ａ（図４）の構成に、第３の実施形態と同様の調波割合算出部１０３Ａを追加すると共に、第２の実施形態における事故判定部１０４Ａの代わりに、異なる機能を有する事故判定部１０４Ｃを設けたものである。なお、他の構成は、第２の実施形態と同様である。
【００６５】
事故判定部１０４Ｃは、電流加算部１０３で得られたループ点における各回線電流の合計電流と電圧変換部１０２Ａで変換されたループ点の電圧に加えて、さらに、調波割合算出部１０３Ａで得られた第２調波電流成分の割合を含めた３種類の値に基づいて大口需要家９側の事故であるか否かを判定する機能を有する。
【００６６】
［作用］
以下には、図７に示す第４の実施形態に係るループ系統保護装置１０Ｃの作用について説明する。なお、本実施形態の基本的な作用は第２の実施形態と同様であるため、ここでは、第２の実施形態と異なる作用についてのみ説明する。
【００６７】
本実施形態において、調波割合算出部１０３Ａは、第３の実施形態と同様に、電流加算部１０３で得られたループ点における各回線電流の合計電流から、基本波電流に対する第２調波電流成分の割合を求める。事故判定部１０４Ｃは、第２の実施形態と同様に、ループ点の電圧を方向判定の極性量とし、ループ点の合計電流の位相に基づく事故判定を行うことに加えて、第３の実施形態と同様に、追加的に合計電流中の第２調波電流成分の含有率検出を行う。
【００６８】
本実施形態の事故判定部１０４Ｃは、具体的には、前述した式（８）、式（１１）、および式（９）が成立した場合、あるいは、式（８）、式（１１）、および式（１０）が成立した場合に、大口需要家９側の事故であると判定する。
【００６９】
［効果］
以上のような第４の実施形態によれば、第２の実施形態の効果と第３の実施形態の効果を合せた相乗的な効果が得られる。
【００７０】
［他の実施形態］
なお、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で他にも多種多様な変形例が実施可能である。例えば、図面に示した装置構成は一例にすぎず、具体的な装置構成は適宜選択可能である。また、本発明の保護対象となるループ系統を構成する回線数が任意に選択可能である点については、前述した通りであるが、本発明の適用対象となる配電系統全体の具体的な構成についても、何等限定されるものではない。すなわち、本発明は、任意の回線数のループ系統を含む多種多様な配電系統に同様に適用可能であり、同様に優れた効果が得られるものである。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明を適用した第１の実施形態に係るループ系統保護装置を組み込んだ配電系統を示す系統図。
【図２】第１の実施形態に係るループ系統保護装置の構成を示すブロック図。
【図３】図１に示す配電系統において、事故時にループ回線に流れる事故電流を説明する図。
【図４】本発明を適用した第２の実施形態に係るループ系統保護装置の構成を示すブロック図。
【図５】第２の実施形態に係るループ系統保護装置において、電圧を極性量とし、電流の位相で事故方向を判定する場合の事故判定部の動作特性例を示す図。
【図６】本発明を適用した第３の実施形態に係るループ系統保護装置の構成を示すブロック図。
【図７】本発明を適用した第４の実施形態に係るループ系統保護装置の構成を示すブロック図。
【符号の説明】
【００７２】
１…配電用変電所の母線
２ａ〜２ｃ…配電線
３…ループ系統の母線
４…配電線の負荷線
５ａ〜５ｃ…配電線のインピーダンス
６Ａａ〜６Ａｄ…配電用変電所の遮断器
６Ｂａ〜６Ｂｃ…ループを構成する遮断器
７Ａａ〜７Ａｄ…配電用変電所の電流変成器（ＣＴ）
７Ｂａ〜７Ｂｃ…ループ点の電流変成器（ＣＴ）
８…ループ点の電圧変成器（ＶＴ）
９…大口需要家
１０，１０Ａ〜１０Ｃ…ループ系統保護装置
１０１…電流入力部
１０１Ａ…電圧入力部
１０２…電流変換部
１０２Ａ…電圧変換部
１０３…電流加算部
１０３Ａ…調波割合算出部
１０４，１０４Ａ〜１０４Ｃ…事故判定部
１０５…遮断指令部
【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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