(57)【要約】【課題】線路の各端末機で測定された線間電圧と零相電流の位相差及び零相電流の大きさを比較して故障区間を検出し、停電なしに故障区間を系統から分離する。【解決手段】非接地配電系統での故障区間検出において、線路の各区間に設置されて線間短絡電圧と零相電流を測定し、その位相差及び大きさを算出して中央制御装置３０へ伝送し、中央制御装置３０の指令に従い開閉器スイッチの開閉命令を実行する線路端末装置２１、２２を設ける。中央制御装置３０は、線路故障の発生時に自己回線の故障発生の有無を検出して中央制御装置３０へ伝送する故障回線検出装置１０とシステムの全体的な動作を制御し、故障回線検出装置１０から故障情報が伝送されると、各線路端末装置に位相差情報の伝送を要請して線路の故障区間を判定し、連携スイッチを入れて故障区間を系統から分離し、健全区間を連携線路に切り替えて負荷への電力供給を持続させる。【選択図】図２
2007116893.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非接地配電系統における故障区間検出装置であって、
線路の各区間に設置されて線間短絡電圧と零相電流を測定し、その位相差及び大きさを算出して中央制御装置へ伝送し、該中央制御装置の指令に従って開閉器スイッチの開放及び投入命令を行う複数の線路端末装置と、
線路に故障が発生した場合、自己回線の故障発生有無を検出して前記中央制御装置へ伝送する故障回線検出装置と、
システムの全体的な動作を制御し、前記故障回線検出装置から故障情報が伝送されると、前記線路の各線路端末装置に対して位相差及び大きさ情報の伝送を要請して当該線路の故障区間を判定し、連携スイッチを投入して故障区間を系統から分離し、健全区間を連携線路に切り替えて負荷への電力供給を持続する中央制御装置と、を含むことを特徴とする、非接地配電系統における零相電流の位相差及び大きさの比較による故障区間検出装置。
【請求項２】
前記中央制御装置は、
前記線路の各線路端末装置から伝送された各零相電流の位相差及び大きさの情報を比較し、隣り合う前段及び後段における２つの線路端末装置の零相電流の位相差が９０〜１８０°の範囲にあり且つ零相電流の大きさの差が許容誤差範囲以上に大きいという条件を満たす場合に、当該線路端末装置の設置区間を故障区間と判定することを特徴とする、請求項１に記載の非接地配電系統における零相電流の位相差及び大きさの比較による故障区間検出装置。
【請求項３】
線路の各区間に設置されるとともに、線間短絡電圧と零相電流の位相差及び大きさを測定し、中央の指令に従ってスイッチを開閉する複数の線路端末装置と、線路の故障有無を検出して中央に伝送する故障回線検出装置と、該故障回線検出装置から故障有無を確認して前記線路端末装置の動作を制御する中央制御装置と、を含む非接地配電系統における零相電流の位相差及び大きさの比較による故障区間検出方法であって、
前記故障回線検出装置が、母線の零相電圧と線路の零相電流を用いて故障回線を検出し、故障検出情報を前記中央制御装置へ伝送する第１ステップと、
前記中央制御装置が、前記故障回線の各線路端末装置に対して、線間短絡電圧と零相電流に対する位相差及び大きさの情報を要請する第２ステップと、
前記中央制御装置の要請に応えて、前記線路端末装置が、線間短絡電圧と零相電流の位相差及び零相電流の大きさを算出してそれぞれ個別的に前記中央制御装置に伝送する第３ステップと、
前記中央制御装置が、前記各線路端末装置から伝送された位相差及び大きさの情報を比較して故障区間を判定する第４ステップと、を含むことを特徴とする、非接地配電系統における零相電流の位相差及び大きさの比較による故障区間検出方法。
【請求項４】
前記線路端末装置で処理される第３ステップは、
線路の線間短絡電圧と零相電流を測定して位相差及び零相電流の大きさを算出するステップと、
前記中央制御装置の要請があるか否かを確認し、該要請に応じて前記算出された位相差及び零相電流の大きさの情報を前記中央制御装置へ伝送するステップと、
前記中央制御装置から伝送される指令があるか否かを確認し、該指令に従って開閉器のスイッチを開閉するステップと、を含むことを特徴とする、請求項３に記載の非接地配電系統における零相電流の位相差及び大きさの比較による故障区間検出方法。
【請求項５】
前記中央制御装置で処理される第４ステップは、
該当線路の各線路端末装置から伝送された各零相電流の位相差及び大きさの情報を比較し、隣り合う前段及び後段における２つの端末装置の零相電流の位相差が９０〜１８０°の範囲にあり且つ零相電流の大きさの差が許容誤差範囲以上に大きいという条件を満たす場合に、当該線路端末装置の設置区間を故障区間と判定することを特徴とする、請求項３に記載の非接地配電系統における零相電流の位相差及び大きさの比較による故障区間検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非接地配電系統における零相電流の位相差及び大きさの比較による故障区間検出装置及び方法並びにシステムに係り、さらに詳しくは、非接地方式の配電系統において１線地絡故障が発生した場合、故障回線検出装置、線路の線間電圧及び零相電流測定端末機、システム全体を統制する中央制御装置並びに線路の各端末機で測定された零相電流と線間電圧の位相差及び大きさを比較して故障区間を検出し、停電なしに故障区間を系統から分離する方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、配電系統において、非接地方式は、線路の亘長が短くて電圧が低い系統に用いられるが、このような線路では、対地静電容量が小さいため、充電電流も大きくない。非接地系統の線路に１線地絡故障が発生すると、健全相の対地静電容量による故障電流が故障点に流入するが、その大きさが非常に小さくて電力供給を続行することができる。また、主要変圧器がΔ−Δ結線となっているので、変圧器の故障又は点検修理作業の際にＶ結線に転換して送電を続行することができるという利点がある。
【０００３】
ところが、非接地系統規模が拡大すると、静電容量が増加し、１線地絡故障の際に充電電流による間欠アーク地絡を起して異常電圧が発生する。また、１線地絡故障の際に故障電流が数Ａ以下であるため、故障感知の困難さがあって、地絡保護継電器の確実な動作を期待することが難しい。しかも、保護失敗の際、故障範囲の拡大と短絡故障につながる可能性がある。もし配線系統に故障が発生した場合、容易且つ自動的に故障の種類と位置を判別する装置がなければ、系統管理者は、故障点を探し出すために広範囲な送配電線路区間を肉眼で確認しなければならない。このような作業には、多くの人的労力及び停電対策費用が要求される。従って、故障種類の判定及び故障点の検出についての研究は、現実的にその必要性が高い。
【０００４】
非接地系統の保護方式として、１回線の場合には地絡過電圧継電方式（ＯＶＧＲ）が採用されており、多回線の場合には故障回線の判別のために母線の零相電圧と各回線の零相電流を用いた地絡方向継電方式（ＤＧＲ）が採用されている。
【０００５】
最近、非接地系統保護方法として、ネットワーク系統の保護のために地絡方向継電方式を応用し、電圧、電流測定点から故障距離を計算するアルゴリズムや、基本波電圧・電流を用いて故障の方向を診断するアルゴリズム、高抵抗接地系統の故障距離計算のための故障信号解析、パルス故障感知器を用いた実際の産業系統の保護への適用、及び故障感知に影響する様々な要素に対する影響分析などについての論文が紹介されている。また、選択地絡過電流継電器を用いて故障回線を探索する順送方式が使用されている。
【０００６】
ところが、これらの研究は、故障回線の決定に局限されているため、１線地絡故障の際に故障相を判別するのに難しさがあり、最近、配電自動化システムの導入により、配電変電所及び多様な機能を行う自動化開閉器で故障相を検出することが可能なアルゴリズムが要求されている。また、地中ケーブルの使用増加により、故障相を判別する問題の重要性がより増大しつつある。
【０００７】
一方、図１は従来の非接地配電系統において地絡事故発生の際に順送方式を用いて故障区間を分離し復旧する過程を例示した図である。このような配電系統において故障が発生した場合の故障処理過程に対するタイムチャートは、表１の通りである。
【表１】
2007116893.tif 000003
【０００８】
前記配電線路に故障が発生すると、地絡方向継電器（ＤＧＲ）によって故障回線を判定した後、遮断機（Ｃｉｒｃｕｉｔ  Ｂｒａｋｅｒ：以下「ＣＢ」という）が動作し、故障した回線の線路が停電する。日本では、殆どリクローザー（ｒｅｃｌｏｓｅｒ）を使用しないため、線路全区間の停電が必至である。ＣＢが動作して無電圧になると、当該配電線路の全ての順送式自動化開閉器が自動的に開放される。一定の時間後、ＣＢが再閉路して配電線路を加圧させ、順次一番目、二番目、三番目の順に自動化開閉器が投入される。故障区間の直前の自動化開閉器が投入されると、永久故障状態が持続しているので、変電所のＣＢが再び動作する。この際、故障点の直前で最終に投入された開閉器は、投入されてから所定の時間以前にさらに停電したため、自分が保護する区間で永久故障が発生したと判断してロックされる。故障区間直後の開閉器は、電源が印加されてから所定の時間加圧状態が維持されないで電源が無くなったため、手前の電源側で故障が発生したと判断してロックされる。以後の動作は、最初と同様である。すなわち遮断機が一定の時間後に再投入され、一番目、二番目などの自動化開閉器が一定の時間間隔で再投入されながら、電源側の健全区間には電気が供給される。
【０００９】
前述した故障処理方式は、配電系統の異なる線路との連携ができるように構成されているが、殆どループ（Ｌｏｏｐ）運転をせず、常に樹枝状方式で運転している韓国の配電系統を含んで全ての配電線路に適用可能である。ところが、日本で適用している保護方式では、故障回線の判断、及び順送方式を用いた故障区間の判断が可能であるが、順送方式を用いるので、故障区間を探し出す過程中に負荷への電力供給が中断される停電を回避することができず、また、開閉器を開閉するスイッチング回数も多く、開閉器に関するスイッチングの失敗の可能性が高くなるなど、多くの限界を持っている。
【００１０】
従って、かかる限界を克服するために、本出願人は、非接地方式の配電系統に対する故障回線及び故障相判別方法（特許文献１参照）を開発した。この技術によれば、選択地絡過電流継電器（ＳＧＲ）によって母線の零相電圧と各回線の零相電流を用いて故障回線を検出する。そして、検出された故障回線の線間電圧と故障回線の零相電流を用いて故障相を判別することができる。このような方法は、非接地系統に配電自動化システムが導入されると、線路上に設置されている自動化開閉器から取得する電圧、電流情報を用いて実現することができる。このような方法は、電磁気的過渡現象解析装備であるＥＭＴＰ（Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｔｒａｎｓｉｅｎｔ  Ｐｒｏｇｒａｍ）のシミュレーションによってその有効性が既に証明されている。
【特許文献１】韓国特許出願第２００３−０６０１７５号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、本出願人によって提案されて既に出願された前記非接地方式の配電系統に対する故障回線及び故障相判別方法（前記特許文献１）を改良したものであって、その目的とするところは、故障回線検出装置、線路の線間電圧及び零相電流を測定する線路端末装置、並びに前記各装置から情報の伝送を受けて故障区間を検出し、無停電故障区間の分離及び復旧過程を行う中央制御装置を用いて、非接地配電系統で地絡故障が発生した場合に停電の発生無しに故障区間を系統から分離し負荷への電力供給を持続し得るようにした、非接地配電系統における零相電流の位相差及び大きさの比較による故障区間検出装置及び方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を達成するために、本発明のある観点によれば、非接地配電系統における故障区間検出装置であって、線路の各区間に設置されて線間短絡電圧と零相電流を測定し、その位相差及び大きさを算出して中央制御装置へ伝送し、中央制御装置の指令に従って開閉器スイッチの開放又は投入命令を行う多数の線路端末装置と、線路に故障が発生した場合に、自己回線の故障発生有無を検出して中央制御装置へ伝送する故障回線検出装置と、システムの全体的な動作を制御し、前記故障回線検出装置から故障情報が伝送されると、当該線路の各線路端末装置に位相差情報の伝送を要請して当該線路の故障区間を判定し、連携スイッチを投入して故障区間を系統から分離し、健全区間を連携線路に切り替えて負荷への電力供給を持続させる中央制御装置と、を含む、非接地配電系統における零相電流の位相差及び大きさの比較による故障区間検出装置を提供する。
【００１３】
また、本発明の他の観点によれば、線路の各区間に設置されて線間短絡電圧と零相電流の位相差及び大きさを測定し、中央の指令に従ってスイッチを開閉する多数の線路端末装置と、線路の故障有無を検出して中央に伝送する故障回線検出装置と、該故障回線検出装置から故障有無を確認して前記線路端末装置の動作を制御する中央制御装置と、を含む非接地配電系統における故障区間検出方法において、前記故障回線検出装置が、母線の零相電圧と線路の零相電流を用いて故障回線を検出し、故障発生情報を中央制御装置へ伝送する第１ステップと、前記中央制御装置が、前記故障回線の各線路端末装置に線間短絡電圧と零相電流の位相差及び大きさの情報を要請する第２ステップと、前記中央制御装置の要請に応えて、当該線路端末装置が、線間短絡電圧と零相電流の位相差及び大きさを算出し、それぞれ個別的に中央制御装置に伝送する第３ステップと、前記中央制御装置が、前記各線路端末装置から伝送された位相差及び大きさの情報を比較して故障区間を判定し、故障区間の負荷側に健全区間がある場合、故障区間を系統から分離した後、健全区間を連携線路に切り替える第４ステップと、を含む、非接地配電系統における零相電流の位相差及び大きさの比較による故障区間検出方法を提供する。
【００１４】
前記本発明の各線路端末装置で処理される第３ステップについては、線路の線間短絡電圧と零相電流を測定して位相差を算出するステップと、前記中央制御装置の要請があるか否かを確認し、前記算出された位相差情報を中央制御装置へ伝送するステップと、前記中央制御装置から伝送される指令があるか否かを確認し、当該指令に従って開閉器のスイッチを開閉するステップと、を含むようにすることができる。
【００１５】
前記本発明の中央制御装置で処理される第４ステップは、該当線路の各端末装置から伝送された各零相電流の位相差及び大きさの情報を比較し、隣り合う前段及び後段の２つの端末装置の零相電流の位相差が９０〜１８０°の範囲にあり且つ零相電流の大きさの差が許容誤差範囲以上に大きいという条件を満たす場合に、当該線路端末装置の設置区間を故障区間と判定することが好ましい。
【００１６】
本発明の目的、特徴及び利点は、添付図面及び次の詳細な説明を参照することにより、さらに容易に理解される。
【発明の効果】
【００１７】
上述した本発明によれば、非接地配電系統において地絡故障が発生したとき、線路に設置されている端末装置の位相差及び大きさの情報を利用することにより、故障区間を容易に判別することができ、停電なしに負荷へ電力を持続的に供給することができる。
【００１８】
また、本発明は、非接地系統に自動化システムが導入されると、変電所の各線路の引き出し端に設置される故障回線検出装置の情報、及び線路上に設置されている端末装置から取得される電圧・電流情報を用いて便利に実現できるという利点がある。
【００１９】
一方、本発明に係る故障区間判別方法は、電磁気的過渡現象解析装備であるＥＭＴＰ（Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｔｒａｎｓｉｅｎｔ  Ｐｒｏｇｒａｍ）のシミュレーションによってその有効性が実際に証明されることにより、実現可能性が高いという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下に添付図面を参照しながら、本発明に係る非接地配電系統における零相電流の位相比較による故障区間検出装置及び方法並びにシステムについて具体的に説明する。
【００２１】
図２は本発明の一実施例に係る非接地配電系統における零相電流の位相比較による故障区間検出装置の概略構成及び故障区間検出動作について説明するためのブロック図である。本図には、線路に設置される多数の線路端末装置２１、２２、故障回線検出装置１０及び中央制御装置３０からなり、零相電流の位相差及び大きさの比較によって故障区間を探索及び分離し、故障区間の負荷側に含まれた健全区間を連携線路に切り替えて電力供給の中断なしに全負荷への電力供給を持続し得るように構成した配電システムを例示している。
【００２２】
前記各線路端末装置２１、２２は、線路の線間電圧と零相電流の位相差及び大きさを測定し、中央制御装置３０からの要求がある場合、その位相差情報を中央制御装置３０へそれぞれ個別的に伝送し、中央制御装置３０からの指令に従って開閉器スイッチの開放又は投入命令を実行する。
【００２３】
前記故障回線検出装置１０は、線路に故障が発生した場合、自己回線に故障が発生したか否かを検出し、故障が発生したと判断した場合に、中央制御装置３０へ故障検出情報を伝送する。
【００２４】
前記中央制御装置３０は、システムの全体的な動作を把握し、前記故障回線検出装置１０から故障情報が伝送された場合、当該線路のトポロジー（ｔｏｐｏｌｏｇｙ）を検索して当該線路端末装置に位相差情報を要請し、前記線路の各端末装置から伝送された各位相差情報を比較して、隣り合う前段及び後段の２つの端末装置の位相差が９０〜１８０°の範囲にあり且つ零相電流の大きさの差が許容誤差範囲以上に大きいという条件を満たす場合に、当該線路端末装置の設置区間を故障区間と判定し、このような故障区間内に健全区間がある場合に、連携スイッチを投入して故障区間の端末機を開放した後、故障区間を配電系統から分離し、電力供給の中断なしに健全区間の負荷への電力供給を持続する動作を行う。
【００２５】
このような非接地配電システムにおける動作では、まず、故障回線検出装置１０が母線の零相電圧と線路の零相電流を用いて故障回線を検出し、故障発生情報を中央制御装置３０へ伝送するステップ（図２において、円枠内に「１」又は「６」を付した記号で示す過程）を行い、その後、中央制御装置３０が配電系統のトポロジーを検索し、その結果に基づいて前記故障回線の各線路端末装置に線間短絡電圧と零相電流に対する位相差及び大きさの情報を要請するステップ（図２において、円枠内に「２」を付した記号で示す過程と、円枠内に「３」を付した記号で示す過程）を実行し、次いで、中央制御装置３０の要請に応えて、当該線路端末装置が線間短絡電圧と零相電流の位相差及び大きさを算出し、それぞれ個別的に中央制御装置に伝送するステップを実行し、最後に、中央制御装置３０が前記各線路端末装置から伝送された位相差及び大きさの情報を比較して故障区間を判定し、故障区間の負荷側に健全区間がある場合に、故障区間を系統から分離した後、健全区間を連携線路に切り替えるステップ（図２において、円枠内に「４」、「５」、「７」をそれぞれ付した記号で示す過程）を実行する。
【００２６】
図３は非接地配電系統における地絡故障時の零相電流の分布を例示した図であって、前記故障回線検出装置１０が故障回線を判断する動作を説明するために、線路Ｃにて故障が発生したと仮定する場合の故障電流の分布状態を例示している。
【００２７】
図３に示すように、健全回線ＡとＢの充電電流（Ｉｃ３、Ｉｃ２）は、母線を介して故障地点に流れ込み、故障回線Ｃの母線側と負荷側の充電電流は故障点に向かって流れる。これらの電流は両方とも充電電流であり、位相も同相なので、合成された電流が故障点に流れることになり、接地型計器用変圧器（ＧＰＴ）の中性点を流れる電流（Ｉｎ）が合成される。ここで、充電電流Ｉｃ１、Ｉｃ２、Ｉｃ３は、故障の際に発生する零相電圧Ｖ０に比べて９０°進相電流になり、且つ接地型計器用変圧器（ＧＰＴ）に流れる電流（Ｉｎ）は零相電圧Ｖ０に対して同相となるので、母線から事故回線の故障点へ流れる全体の地絡故障電流の位相は、接地型計器用変圧器（ＧＰＴ）で測定される零相電圧（Ｖ０）に対して３０〜８０°程度の位相（進相）を持つ。
【００２８】
ところが、健全回線に流れる零相電流は、故障回線に流れる零相電流と反対の方向であるので、結果として地絡故障の際に母線の零相電圧の位相を基準として零相電流の位相が進相特性を示す回線を故障回線と判定することができる。
【００２９】
従って、前記故障回線検出装置１０は、母線零相電圧の測定のための接地型計器用変圧器（ＧＰＴ）の誤差、各回線に設置される零相変流器の誤差、及びマージンを考慮して線路の零相電流の位相が母線零相電圧の位相に対して−６０°〜＋１２０°の領域に位置する回線を故障回線と判定することができる。
【００３０】
前述したように故障回線検出装置１０が母線の零相電圧と各線路の零相電流を用いて故障回線を決定した後、故障検出情報を中央制御装置３０へ伝送すると、前記中央制御装置３０は、前記故障回線の各線路端末装置２１、２２で測定された線路の線間電圧と零相電流を用いて故障区間を決定する。
【００３１】
図４は非接地配電系統における地絡故障発生時の故障点を中心して故障回線の零相電流の方向を示す図である。以下に、前記中央制御装置３０が各線路端末装置２１、２２の位相差及び大きさの情報を用いて故障区間を検出する過程について説明する。
【００３２】
まず、変電所の接地型計器用変圧器（ＧＰＴ）で測定される零相電圧と、各端末機で測定される零相電流を用いて故障区間を判定するためには、接地型計器用変圧器（ＧＰＴ）と各端末装置など全体システムの同期を合わせなければならないという問題が発生し、これを解決するためには全ての端末機に同期化装置を設置しなければならない。
【００３３】
本発明の中央制御装置で行われる故障区間検出方法は、線路に設置された多数の線路端末装置２１、２２で測定することが可能な電圧情報と電流情報のみを用いて故障区間を判定し得るようにすることにより、前記問題点を克服することを可能にする。
【００３４】
図４に示すように、故障回線に設置された各端末装置で測定される零相電流が流れる方向は故障点を中心としてその前区間と後区間で変わり、非接地系統では故障前後に線間電圧ベクトルは変わらないので、３相中のいずれか一つの線間電圧を基準として零相電流の位相を比較すると、故障点前段の線路端末装置と故障点後段の線路端末装置との間に位相差が１８０°発生することが分かる。従って、本発明に係る中央制御装置３０では、故障回線の各線路端末装置から個別的に伝送される零相電流の位相差及び大きさの情報を受信した後、隣り合う２つの線路端末装置の零相電流の位相差情報、すなわち前段の線路端末装置の位相を基準としてその後段の線路端末装置の位相差情報を比較し、その位相差が１８０°で発生する区間を故障区間と判断することができる。
【００３５】
図５は非接地配電系統における地絡故障発生時の故障区間判断領域を示すグラフ図である。図５において、Ｘ軸は、「ｋ−１」番目の線路端末装置の位相差とｋ番目の線路端末装置の位相差との差（
2007116893.tif 000004
：〔数１〕式参照）を示し、ｋ番目の線路端末装置の位相差とは、線路端末装置の任意の線間電圧と零相電流の位相差（Θｋ：〔数２〕式参照）を示す。
【数１】
2007116893.tif 000005
（ここで、Θｋ−１は「ｋ−１」番目の線路端末装置の位相差であり、Θｋはｋ番目の線路端末装置の位相差である。）
【数２】
2007116893.tif 000006
（ここで、
2007116893.tif 000007
は線路端末装置の任意の線間電圧であり、
2007116893.tif 000008
は零相電流である。）
【００３６】
従って、中央制御装置３０では、線路の各端末装置で測定される線間電圧と零相電流との誤差、及びマージンを考慮して、２つの線路端末装置の位相差が１８０°〜９０°の場合、２つの線路端末装置間の区間を故障区間と判定することができる。
【実施例】
【００３７】
図６は本発明の実施例を適用する模擬系統及びシステム構成図である。図６を参照すると、本発明で提案したアルゴリズムを検証するために、系統電圧は１５４［ｋＶ］／２２．９［ｋＶ］（Ｙ−Δ結線）、配電線路の線種はＡＣＳＲ５８［ｍｍ］（Ｚ１＝０．６９５９＋ｊ０．５１４４、Ｚ０＝１．１０２８＋ｊ１．４４３７［Ω］）、各フィーダーの長さは＃１Ｆｅｅｄｅｒ−１５［ｋｍ］、＃２Ｆｅｅｄｅｒ−１０［ｋｍ］、＃３Ｆｅｅｄｅｒ−１５［ｋｍ］であり、系統の負荷は回線当たり約２［ＭＶＡ］である（尚、上記「Ｙ」は星型配置を示し、「Δ」は三角配置を示しており、また、「ｊ」は虚数単位を示す）。そして、故障の判別に最も重要な要素である線路の充電電流が約１８［ｍＡ／ｋｍ］である系統をモデリングし、モデル系統でＥＭＴＰプログラムを用いて地絡故障を模擬して提示したアルゴリズムを検証した。
【００３８】
電圧と電流の瞬時データから大きさ及び位相を抽出するために、１周期データウィンドウを用いるＤＦＴ（離散フーリェ変換）を使用し、Ｍａｔｌａｂ（米国ＭａｔｈＷｏｒｋｓ社開発の数値計算用ソフトウェア）で提案されたアルゴリズムを実現し、検証した結果を示した。
【００３９】
図６のような系統において地絡故障の際に母線の零相電圧と各回線の零相電流の大きさ及び位相を用いて故障回線を判定した。図７は地絡故障後に各回線で測定された零相電流と母線の零相電圧のベクトル図である。図７によれば、＃１ｆｅｅｄｅｒの零相電流は母線の零相電圧より８８°遅相であり、＃２ｆｅｅｄｅｒの零相電流は母線の零相電圧より８７°遅相であり、＃３ｆｅｅｄｅｒの零相電流は母線の零相電圧より８９°進相であるので、故障回線は＃３ｆｅｅｄｅｒと判定した。そして、この情報を中央制御装置へ伝送する。
【００４０】
図６のような系統において地絡故障の際に各端末機で測定した線間電圧（Ｖａｂ）と零相電流（Ｉｏ）の位相差及び大きさを用いて故障区間を判定した。図８は地絡故障時の故障回線判定の後に故障回線に設置された各端末機の線間電圧と零相電流のベクトル図である。各線路端末装置において線間電圧ベクトルの位相が異なるのは、線路に発生する電圧降下によることであって、故障回線の判定には大きな影響を及ぼさない。そして、零相電流の位相は故障点を中心として位相が１８０°ずれていることが分かる。
【表２】
2007116893.tif 000009
上表２は、故障回線の各線路端末装置で測定された線間電圧と零相電流の位相を示し、故障区間を決定するために、各端末機で電圧／電流の位相差を用いて上記〔数１〕式を計算した結果を示した。故障区間検出方法を用いて故障区間を判定した結果、ＳＷ２とＳＷ３と間の区間「Ｓｅｃｔｉｏｎ＃２」で故障が発生したと判定した。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】従来の非接地配電系統において地絡事故発生の際に順送方式を用いて故障区間を分離して復旧する過程を例示した図である。
【図２】本発明に係る故障区間検出装置の構成及び各動作について説明するための図である。
【図３】本発明を説明するために例示した、非接地配電系統における地絡故障発生時の零相電流の分布を示す図である。
【図４】本発明を説明するために例示した、非接地配電系統における地絡故障発生時の故障点を中心として故障回線の零相電流の方向を示す図である。
【図５】本発明に係る非接地配電系統における地絡故障発生時の故障区間判断領域を示すグラフ図である。
【図６】本発明に係る実施例を適用する模擬系統及びシステムの構成図である。
【図７】地絡故障の後に各回線に現われる零相電流と母線の零相電圧を例示したベクトル図である。
【図８】地絡故障の後に故障回線の各端末機で測定された線間短絡電圧と零相電流を例示したベクトル図である。
【符号の説明】
【００４２】
１０    故障回線検出装置
２１、２２    線路端末装置
３０    中央制御装置
【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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