(57)【要約】【課題】系統状況に応じて適切な地絡保護を行える地絡方向継電器を提供する。【解決手段】トリップ信号発生回路１０は、零相電流Ｉ0が第１並びに第２の内部方向整定値ＩIH，ＩILおよび第１並びに第２の外部方向整定値ＩOL，ＩOH以上であるか否かを調べるための第１乃至第４の比較回路１１1〜１１4と、第１乃至第４の比較回路１１1〜１１4の出力信号、零相電流Ｉ0および零相電圧Ｖ0に基づいて通常系統時の内部事故、零相電流不足時の内部事故、１回線状態内部事故および外部事故または母線事故の発生を検出するための内部事故検出回路１２、Ｉ0不足内部事故検出回路１３、１回線状態内部事故検出回路１４および外部事故・母線事故検出回路１５と、事故態様に応じて第１乃至第３の動作時限ＴＬ1〜ＴＬ3経過後にトリップ信号Ｔを出力させるための第１乃至第３のタイマ１７1〜１７3とを備える。【選択図】図１
2016152741.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
配電線（Ｆ1〜Ｆ3）に設置される地絡方向継電器であって、
前記配電線に設置された遮断器（ＣＢ1〜ＣＢ3）を遮断するためのトリップ信号（Ｔ）を発生するためのトリップ信号発生回路（１０）を具備し、
該トリップ信号発生回路が、
前記配電線に設置された零相変流器（ＺＣＴ1〜ＺＣＴ3）から入力される零相電流（Ｉ0）が第１の内部方向整定値（ＩIH）以上であり、該配電線が接続された母線（Ｂ）に発生した零相電圧（Ｖ0）が所定の電圧整定値以上であるとともに、該零相電流と該零相電圧とに基づいて求めた該零相電流の位相（θ0）が内部方向を示す位相であると、「前記配電線に内部事故が発生した」と判定して、第１の動作時限（ＴＬ1）経過後に前記トリップ信号を発生するための内部事故時トリップ信号発生手段（１２，１６1，１７1）と、
前記零相電流が第２の内部方向整定値（ＩIL）以上であり、前記零相電圧が前記電圧整定値以上であるとともに、前記零相電流と前記零相電圧とに基づいて求めた該零相電流の位相（θ0）が内部方向を示す位相であると、「前記配電線に零相電流不足内部事故が発生した」と判定して、第２の動作時限（ＴＬ2）経過後に前記トリップ信号を発生するための零相電流不足内部事故時トリップ信号発生手段（１３，１７2）と、
前記零相電流が前記第２の内部方向整定値（ＩIL）よりも小さくかつ外部方向整定値（ＩOL）よりも小さいとともに、前記零相電圧が前記電圧整定値以上であると、「前記配電線に１回線状態内部事故が発生した可能性がある」と判定して、前記第１の動作時限（ＴＬ1）経過後に前記トリップ信号を発生させるための１回線状態内部事故時トリップ信号発生手段（１４，１６1，１７1）とを備え、
前記第２の内部方向整定値（ＩIL）および前記外部方向整定値（ＩOL）が、前記第１の内部方向整定値（ＩIH）よりも小さく設定されており、
前記第２の動作時限（ＴＬ2）が、前記第１の動作時限（ＴＬ1）よりも大きく設定されている、
ことを特徴とする、地絡方向継電器。
【請求項２】
配電線（Ｆ1〜Ｆ3）に設置される地絡方向継電器であって、
前記配電線に設置された遮断器（ＣＢ1〜ＣＢ3）を遮断するためのトリップ信号（Ｔ）を発生するためのトリップ信号発生回路（１０）を具備し、
該トリップ信号発生回路が、
前記配電線に設置された零相変流器（ＺＣＴ1〜ＺＣＴ3）から入力される零相電流（Ｉ0）が第１の内部方向整定値（ＩIH）以上であり、該配電線が接続された母線（Ｂ）に発生した零相電圧（Ｖ0）が所定の電圧整定値以上であるとともに、該零相電流と該零相電圧とに基づいて求めた該零相電流の位相（θ0）が内部方向を示す位相であると、「前記配電線に内部事故が発生した」と判定して、第１の動作時限（ＴＬ1）経過後に前記トリップ信号を発生するための内部事故時トリップ信号発生手段（１２，１６1，１７1）と、
前記零相電流が第２の内部方向整定値（ＩIL）以上であり、前記零相電圧が前記電圧整定値以上であるとともに、前記零相電流と前記零相電圧とに基づいて求めた該零相電流の位相（θ0）が内部方向を示す位相であると、「前記配電線に零相電流不足内部事故が発生した」と判定して、第２の動作時限（ＴＬ2）経過後に前記トリップ信号を発生するための零相電流不足内部事故時トリップ信号発生手段（１３，１７2）と、
前記零相電流が前記第２の内部方向整定値（ＩIL）よりも小さくかつ外部方向整定値（ＩOL）よりも小さいとともに、前記零相電圧が前記電圧整定値以上であると、「前記配電線に１回線状態内部事故が発生した可能性がある」と判定して、前記第１の動作時限（ＴＬ1）経過後に前記トリップ信号を発生させるための１回線状態内部事故時トリップ信号発生手段（１４，１６1，１７1）とを備え、
前記零相電流が第２の外部方向整定値（ＩOH）以上であり、前記零相電圧が前記電圧整定値以上であるとともに、前記零相電流と前記零相電圧とに基づいて求めた該零相電流の位相が外部方向を示す位相であると、「外部事故または母線事故が発生した」と判定して、第３の動作時限（ＴＬ3）経過後に前記トリップ信号（Ｔ）を発生するための外部事故・母線事故時トリップ信号発生手段（１５，１７3）とを備え、
前記第２の内部方向整定値（ＩIL）および前記第１の外部方向整定値（ＩOL）が、前記第１の内部方向整定値（ＩIH）よりも小さく設定されており、
前記第２の外部方向整定値（ＩOH）が、前記第１の内部方向整定値（ＩIH）よりも小さく前記第１の外部方向整定値（ＩOL）よりも大きく設定されており、
前記第２の動作時限（ＴＬ2）が、前記第１の動作時限（ＴＬ1）よりも大きく設定されており、
前記第３の動作時限（ＴＬ3）が、前記第２の動作時限（ＴＬ2）よりも大きく設定されている、
ことを特徴とする、地絡方向継電器。
【請求項３】
前記地絡方向継電器が、母線（Ｂ）に接続された複数の配電線（Ｆ1〜Ｆ3）に１つずつ設置される場合には、前記第３の動作時限（ＴＬ3）が前記配電線毎に異なる値に設定されることを特徴とする、請求項３記載の地絡方向継電器。
【請求項４】
母線（Ｂ）に接続された複数の配電線（Ｆ1〜Ｆ3）に設置される地絡方向継電器であって、
前記配電線に設置された遮断器（ＣＢ1〜ＣＢ3）を遮断するためのトリップ信号（Ｔ）を発生するためのトリップ信号発生回路（１０）を具備し、
該トリップ信号発生回路が、
前記配電線に設置された零相変流器（ＺＣＴ1〜ＺＣＴ3）から入力される零相電流（Ｉ0）が第１の内部方向整定値（ＩIH）以上であり、該配電線が接続された母線（Ｂ）に発生した零相電圧（Ｖ0）が所定の電圧整定値以上であるとともに、該零相電流と該零相電圧とに基づいて求めた該零相電流の位相（θ0）が内部方向を示す位相であると、「前記配電線に内部事故が発生した」と判定して、第１の動作時限（ＴＬ1）経過後に前記トリップ信号を発生するための内部事故時トリップ信号発生手段（１２，１６1，１７1）と、
前記零相電流が外部方向整定値（ＩOH）以上であるとともに、該零相電流と前記零相電圧とに基づいて求めた該零相電流の位相が外部方向を示す位相であると、「外部事故または母線事故が発生した」と判定して、第２の動作時限（ＴＬ3）経過後に前記トリップ信号（Ｔ）を発生するための外部事故・母線事故時トリップ信号発生手段（１５，１７3）とを備え、
前記外部方向整定値（ＩOH）が、前記内部方向整定値（ＩIH）よりも小さく設定されており、
前記第２の動作時限（ＴＬ3）が、前記第１の動作時限（ＴＬ1）よりも大きく設定されているとともに、前記配電線毎に異なる値に設定されている、
ことを特徴とする、地絡方向継電器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配電線の地絡保護に好適な地絡方向継電器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、配電線の地絡保護は、図２および図３に一例を示すように、第１乃至第３の配電線Ｆ1〜Ｆ3に第１乃至第３の零相変流器ＺＣＴ1〜ＺＣＴ3および第１乃至第３の地絡方向継電器ＤＧ1〜ＤＧ3をそれぞれ設置するとともに、母線Ｂに計器用変圧器ＶＴ（不図示）および地絡過電圧継電器ＯＶＧ（不図示）を設置して、第１乃至第３の配電線Ｆ1〜Ｆ3をそれぞれ流れる零相電流Ｉ0（地絡電流）と母線Ｂに発生した零相電圧Ｖ0（地絡過電圧）とに基づいて事故回線（第１乃至第３の配電線Ｆ1〜Ｆ3のうち地絡事故が発生した配電線）を検出し、第１乃至第３の配電線Ｆ1〜Ｆ3にそれぞれ設置された第１乃至第３の遮断器ＣＢ1〜ＣＢ3（不図示）のうち事故回線に設置された遮断器を対応の地絡方向継電器によって遮断することにより行われている。
【０００３】
通常、配電線は非接地系であるため、図３に第１の配電線Ｆ1のＴ相に地絡事故が発生した場合について示すように、健全回線である第２および第３の配電線Ｆ2，Ｆ3の対地静電容量Ｃによる事故電流が変圧器２次巻線を経由して事故点に流入することにより、事故回線である第１の配電線Ｆ1に設置された第１の零相変流器ＺＣＴ1に零相電流Ｉ0が内部方向に流れる。
【０００４】
このため、たとえば第１の配電線Ｆ1のみを運用しているような配電線１回線運用時には、図２に第１の配電線Ｆ1のＴ相において地絡事故が発生した場合について示すように、第１の配電線Ｆ1のＴ相（事故相）については第１の零相変流器ＺＣＴ1に事故電流が流れず、また、第１の配電線Ｆ1のＲ相およびＳ相（健全相）については事故電流は変圧器２次巻線を経由して事故点に流れ込むために第１の零相変流器ＺＣＴ1では互いに相殺される結果、第１の零相変流器ＺＣＴ1には零相電流Ｉ0が流れないため、この地絡事故を検出することができないという問題があった。
そのため、第１の配電線Ｆ1のみの配電線１回線運用時には、非運用回線である第２および第３の配電線Ｆ2，Ｆ3にそれぞれ設置された第２および第３の遮断器ＣＢ2，ＣＢ3が「切」であることを条件に配電線１回線運用であることを判別し、この条件下では地絡過電圧継電器ＯＶＲが動作してから所定の動作時限後に第１の配電線Ｆ1に設置された第１の遮断器ＣＢ1を遮断する回路（以下、「２回線対策回路」と称する。）を第１の地絡方向継電器ＤＧ1に設けるようにしている。
【０００５】
また、健全回線である第２および第３の配電線Ｆ2，Ｆ3の対地静電容量Ｃが小さい場合には、事故回線である第１の配電線Ｆ1に設置された第１の零相変流器ＺＣＴ1に十分な零相電流Ｉ0が流れず事故回線を検出することができないため、地絡過電圧継電器ＯＶＧの動作を条件に第１乃至第３の配電線Ｆ1〜Ｆ3を順序遮断する地絡順序遮断継電器を設置している。
【０００６】
さらに、母線Ｂにおける地絡事故時（母線事故時）にも、地絡順序遮断継電器で対応している。
【０００７】
なお、配電線１回線運用時の地絡保護について、本出願人は、下記の特許文献１で、地絡事故時に事故回線で検出される零相電流と事故回線の電力ケーブルの金属シースに流れるシース電流とを比較することにより地絡事故の発生を検出する電力ケーブル地絡検出装置を提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１０−１８７４４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上述した２回線対策回路では、以下に示すような問題があった。
（１）非運用回線に設置された遮断器の切条件で回路構成するため、回線数が多い箇所では回路構成が困難となるので、現状では２回線引出箇所のみに採用せざるを得ない。
（２）３回線以上の変電所では、停電作業などで配電線１回線運用となった場合の地絡保護用回路がない。
（３）遮断器点検時には、この遮断器の切条件が２回線対策回路から切り離されるため、この回路を仮配線などでバイパスする必要がある。
（４）２回線対策回路では地絡過電圧継電器ＯＶＧの動作のみで遮断器を遮断させるため、誤動作防止のために通常時の動作時限よりも大きい動作時限が必要となるので、迅速な事故除去ができない。
【００１０】
また、地絡順序遮断継電器は、整定した遮断順序によっては事故回線だけでなく健全回線も遮断するため、故障時の影響が大きいという問題があった。
【００１１】
本発明の目的は、系統状況に応じて適切な地絡保護を行うことができる地絡方向継電器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の第１の地絡方向継電器は、配電線（Ｆ1〜Ｆ3）に設置される地絡方向継電器であって、前記配電線に設置された遮断器（ＣＢ1〜ＣＢ3）を遮断するためのトリップ信号（Ｔ）を発生するためのトリップ信号発生回路（１０）を具備し、該トリップ信号発生回路が、前記配電線に設置された零相変流器（ＺＣＴ1〜ＺＣＴ3）から入力される零相電流（Ｉ0）が第１の内部方向整定値（ＩIH）以上であり、該配電線が接続された母線（Ｂ）に発生した零相電圧（Ｖ0）が所定の電圧整定値以上であるとともに、該零相電流と該零相電圧とに基づいて求めた該零相電流の位相（θ0）が内部方向を示す位相であると、「前記配電線に内部事故が発生した」と判定して、第１の動作時限（ＴＬ1）経過後に前記トリップ信号を発生するための内部事故時トリップ信号発生手段（１２，１６1，１７1）と、前記零相電流が第２の内部方向整定値（ＩIL）以上であり、前記零相電圧が前記電圧整定値以上であるとともに、前記零相電流と前記零相電圧とに基づいて求めた該零相電流の位相（θ0）が内部方向を示す位相であると、「前記配電線に零相電流不足内部事故が発生した」と判定して、第２の動作時限（ＴＬ2）経過後に前記トリップ信号を発生するための零相電流不足内部事故時トリップ信号発生手段（１３，１７2）と、前記零相電流が前記第２の内部方向整定値（ＩIL）よりも小さくかつ外部方向整定値（ＩOL）よりも小さいとともに、前記零相電圧が前記電圧整定値以上であると、「前記配電線に１回線状態内部事故が発生した可能性がある」と判定して、前記第１の動作時限（ＴＬ1）経過後に前記トリップ信号を発生させるための１回線状態内部事故時トリップ信号発生手段（１４，１６1，１７1）とを備え、前記第２の内部方向整定値（ＩIL）および前記外部方向整定値（ＩOL）が、前記第１の内部方向整定値（ＩIH）よりも小さく設定されており、前記第２の動作時限（ＴＬ2）が、前記第１の動作時限（ＴＬ1）よりも大きく設定されていることを特徴とする。
本発明の第２の地絡方向継電器は、配電線（Ｆ1〜Ｆ3）に設置される地絡方向継電器であって、前記配電線に設置された遮断器（ＣＢ1〜ＣＢ3）を遮断するためのトリップ信号（Ｔ）を発生するためのトリップ信号発生回路（１０）を具備し、該トリップ信号発生回路が、前記配電線に設置された零相変流器（ＺＣＴ1〜ＺＣＴ3）から入力される零相電流（Ｉ0）が第１の内部方向整定値（ＩIH）以上であり、該配電線が接続された母線（Ｂ）に発生した零相電圧（Ｖ0）が所定の電圧整定値以上であるとともに、該零相電流と該零相電圧とに基づいて求めた該零相電流の位相（θ0）が内部方向を示す位相であると、「前記配電線に内部事故が発生した」と判定して、第１の動作時限（ＴＬ1）経過後に前記トリップ信号を発生するための内部事故時トリップ信号発生手段（１２，１６1，１７1）と、前記零相電流が第２の内部方向整定値（ＩIL）以上であり、前記零相電圧が前記電圧整定値以上であるとともに、前記零相電流と前記零相電圧とに基づいて求めた該零相電流の位相（θ0）が内部方向を示す位相であると、「前記配電線に零相電流不足内部事故が発生した」と判定して、第２の動作時限（ＴＬ2）経過後に前記トリップ信号を発生するための零相電流不足内部事故時トリップ信号発生手段（１３，１７2）と、前記零相電流が前記第２の内部方向整定値（ＩIL）よりも小さくかつ外部方向整定値（ＩOL）よりも小さいとともに、前記零相電圧が前記電圧整定値以上であると、「前記配電線に１回線状態内部事故が発生した可能性がある」と判定して、前記第１の動作時限（ＴＬ1）経過後に前記トリップ信号を発生させるための１回線状態内部事故時トリップ信号発生手段（１４，１６1，１７1）とを備え、前記零相電流が第２の外部方向整定値（ＩOH）以上であり、前記零相電圧が前記電圧整定値以上であるとともに、前記零相電流と前記零相電圧とに基づいて求めた該零相電流の位相が外部方向を示す位相であると、「外部事故または母線事故が発生した」と判定して、第３の動作時限（ＴＬ3）経過後に前記トリップ信号（Ｔ）を発生するための外部事故・母線事故時トリップ信号発生手段（１５，１７3）とを備え、前記第２の内部方向整定値（ＩIL）および前記第１の外部方向整定値（ＩOL）が、前記第１の内部方向整定値（ＩIH）よりも小さく設定されており、前記第２の外部方向整定値（ＩOH）が、前記第１の内部方向整定値（ＩIH）よりも小さく前記第１の外部方向整定値（ＩOL）よりも大きく設定されており、前記第２の動作時限（ＴＬ2）が、前記第１の動作時限（ＴＬ1）よりも大きく設定されており、前記第３の動作時限（ＴＬ3）が、前記第２の動作時限（ＴＬ2）よりも大きく設定されていることを特徴とする。
ここで、前記地絡方向継電器が、母線（Ｂ）に接続された複数の配電線（Ｆ1〜Ｆ3）に１つずつ設置される場合には、前記第３の動作時限（ＴＬ3）が前記配電線毎に異なる値に設定されてもよい。
本発明の第３の地絡方向継電器は、母線（Ｂ）に接続された複数の配電線（Ｆ1〜Ｆ3）に設置される地絡方向継電器であって、前記配電線に設置された遮断器（ＣＢ1〜ＣＢ3）を遮断するためのトリップ信号（Ｔ）を発生するためのトリップ信号発生回路（１０）を具備し、該トリップ信号発生回路が、前記配電線に設置された零相変流器（ＺＣＴ1〜ＺＣＴ3）から入力される零相電流（Ｉ0）が第１の内部方向整定値（ＩIH）以上であり、該配電線が接続された母線（Ｂ）に発生した零相電圧（Ｖ0）が所定の電圧整定値以上であるとともに、該零相電流と該零相電圧とに基づいて求めた該零相電流の位相（θ0）が内部方向を示す位相であると、「前記配電線に内部事故が発生した」と判定して、第１の動作時限（ＴＬ1）経過後に前記トリップ信号を発生するための内部事故時トリップ信号発生手段（１２，１６1，１７1）と、前記零相電流が外部方向整定値（ＩOH）以上であるとともに、該零相電流と前記零相電圧とに基づいて求めた該零相電流の位相が外部方向を示す位相であると、「外部事故または母線事故が発生した」と判定して、第２の動作時限（ＴＬ3）経過後に前記トリップ信号（Ｔ）を発生するための外部事故・母線事故時トリップ信号発生手段（１５，１７3）とを備え、前記外部方向整定値（ＩOH）が、前記内部方向整定値（ＩIH）よりも小さく設定されており、前記第２の動作時限（ＴＬ3）が、前記第１の動作時限（ＴＬ1）よりも大きく設定されているとともに、前記配電線毎に異なる値に設定されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の地絡方向継電器は、以下に示す効果を奏する。
（１）零相電流不足内部時トリップ信号発生手段および１回線状態内部事故時トリップ信号発生手段を備えることにより、系統状況を把握して適切な地絡保護を行うことができるとともに、適用可能な回線数の制約をなくすことができる。
（２）零相電流不足内部事故時トリップ信号発生手段を備えることにより、零相電流不足時の内部事故に対応するための地絡順序遮断装置を不要にすることができるとともに、外部事故・母線事故時トリップ信号発生手段の動作時限を配電線毎に異ならせることにより、母線事故に対応するための地絡順序遮断装置を不要にすることができる。
（３）常に零相電流および零相電圧に基づいて動作するため、信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施例による地絡方向継電器が具備するトリップ信号発生回路１０の構成を示すブロック図である。
【図２】従来の配電線地絡保護方法について説明するための図である。
【図３】従来の配電線地絡保護方法について説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
上記の目的を、内部事故時トリップ信号発生手段の他に零相電流不足内部事故時トリップ信号発生手段、１回線状態内部事故時トリップ信号発生手段および外部事故・母線事故時トリップ信号発生手段をトリップ信号発生回路に備えることにより実現した。
【実施例１】
【００１６】
以下、本発明の地絡方向継電器の実施例について図面を参照して説明する。
本発明の一実施例による地絡方向継電器は、図１に示すトリップ信号発生回路１０を具備する。
【００１７】
ここで、トリップ信号発生回路１０は、第１乃至第４の比較回路１１1〜１１4と、内部事故検出回路１２と、零相電流不足内部事故検出回路１３（以下、「Ｉ0不足内部事故検出回路１３」と称する。）と、１回線状態内部事故検出回路１４と、外部事故・母線事故検出回路１５と、第１および第２の論理和回路１６1，１６2と、第１乃至第３のタイマ１７1〜１７3と、論理積回路１８とを備える。
【００１８】
第１の比較回路１１1は、地絡方向継電器が設置された配電線（以下、「対応配電線」と称する。）に取り付けられた零相変流器（以下、「対応零相変流器」と称する。）から入力される零相電流Ｉ0と第１の内部方向整定値ＩIHとを比較して、零相電流Ｉ0が第１の内部方向整定値ＩIH以上であるとハイレベルの出力信号を出力する。
第２の比較回路１１2は、零相電流Ｉ0と第２の内部方向整定値ＩILとを比較して、零相電流Ｉ0が第２の内部方向整定値ＩIL以上であるとハイレベルの出力信号を出力する。
第３の比較回路１１3は、零相電流Ｉ0と第１の外部方向整定値ＩOLとを比較して、零相電流Ｉ0が第１の外部方向整定値ＩOL以上であるとハイレベルの出力信号を出力する。
第４の比較回路１１4は、零相電流Ｉ0と第２の外部方向整定値ＩOHとを比較して、零相電流Ｉ0が第２の外部方向整定値ＩOH以上であるとハイレベルの出力信号を出力する。
【００１９】
第１の内部方向整定値ＩIHは、通常系統時の内部事故を検出するための整定値であり、従来の地絡方向継電器の整定値と同じ値（たとえば、２ｍＡ）に設定される。
第２の内部方向整定値ＩILは、零相電流不足時および配電線１回線運用時の内部事故（以下、「１回線状態内部事故」と称する。）を検出するための整定値であり、残留電流値よりも大きく第１の内部方向整定値ＩIHよりも小さい値（たとえば、残留電流値が０．３ｍＡであれば０．５ｍＡ）に設定される。
第１の外部方向整定値ＩOLは、１回線状態内部事故を検出するための整定値であり、第２の内部方向整定値ＩILと同じ値（たとえば、０．５ｍＡ）に設定される。
第２の外部方向整定値ＩOHは、外部事故または母線事故を検出するための整定値であり、第１の外部方向整定値ＩOLよりも大きく第１の内部方向整定値ＩIHよりも小さい値（たとえば、１ｍＡ）に設定される。
【００２０】
内部事故検出回路１２は、通常系統時の内部事故を検出するためのものであり、第１の比較回路１１1からハイレベルの出力信号が入力されると、対応配電線が接続された母線に取り付けられた計器用変圧器ＶＴから入力される零相電圧Ｖ0が所定の電圧整定値以上であるか否かを判定し、零相電圧Ｖ0が電圧整定値以上であれば、零相電流Ｉ0と零相電圧Ｖ0とに基づいて零相電流Ｉ0の位相θ0を求め、求めた位相θ0が内部方向を示す位相（たとえば、最大感度角９０°とすると、０°より進み方向で１８０°未満の範囲内）である場合には、「対応配電線において内部事故が発生した」と判定して、ハイレベルの出力信号を出力する。
【００２１】
Ｉ0不足内部事故検出回路１３は、零相電流不足時の内部事故を検出するためのものであり、第２の比較回路１１2からハイレベルの出力信号が入力されると、零相電圧Ｖ0が電圧整定値以上であるか否かを判定し、零相電圧Ｖ0が電圧整定値以上であれば、零相電流Ｉ0と零相電圧Ｖ0とに基づいて零相電流Ｉ0の位相θ0を求め、求めた位相θ0が内部方向を示す位相である場合には、「対応配電線において零相電流不足内部事故が発生した」判定して、ハイレベルの出力信号を出力する。
【００２２】
１回線状態内部事故検出回路１４は、１回線状態内部事故を検出するためのものであり、第２および第３の比較回路１１2，１１3から入力される出力信号が共にロウレベルであると、零相電圧Ｖ0が電圧整定値以上であるか否かを判定し、零相電圧Ｖ0が電圧整定値以上であれば、「対応配電線において１回線状態内部事故が発生している可能性がある」と判定して、ハイレベルの出力信号を出力する。
【００２３】
外部事故・母線事故検出回路１５は、外部事故または母線事故を検出するためのものであり、第４の比較回路１１4からハイレベルの出力信号が入力されると、零相電圧Ｖ0が電圧整定値以上であるか否かを判定し、零相電圧Ｖ0が電圧整定値以上であれば、零相電流Ｉ0と零相電圧Ｖ0とに基づいて零相電流Ｉ0の位相θ0を求め、求めた位相θ0が外部方向を示す位相（たとえば、最大感度角９０°とすると、０°より進み方向で１８０°未満の範囲外）である場合には、「外部事故または母線事故が発生した」と判定して、ハイレベルの出力信号を出力する。
【００２４】
第１の論理和回路１６1は、内部事故検出回路１２の出力信号と１回線状態内部事故検出回路１４との論理和を取る。
【００２５】
第１のタイマ１７1は、第１の論理和回路１６1からハイレベルの出力信号が入力されると、第１の動作時限ＴＬ1経過後にハイレベルの出力信号を出力する。
第２のタイマ１７2は、Ｉ0不足内部事故検出回路１３からハイレベルの出力信号が入力されると、第２の動作時限ＴＬ2経過後にハイレベルの出力信号を出力する。
第３のタイマ１７3は、外部事故・母線事故検出回路１５からハイレベルの出力信号が入力されると、第３の動作時限ＴＬ3経過後にハイレベルの出力信号を出力する。
【００２６】
第１の動作時限ＴＬ1は、通常系統時または１回線状態内部事故時の内部事故が発生したときに用いる動作時限であり、従来の地絡方向継電器の動作時限と同じ値（たとえば、０．５ｓ）に設定される。
第２の動作時限ＴＬ2は、零相電流不足時の内部事故が発生したときに用いる動作時限であり、第１の動作時限ＴＬ1よりも大きい値（たとえば、１ｓ）に設定される。
第３の動作時限ＴＬ3は、外部事故または母線事故が発生したときに用いる動作時限であり、第２の動作時限ＴＬ2よりも大きい値（たとえば、３ｓ）に設定される。
【００２７】
なお、図２に示した第１乃至第３の配電線Ｆ1〜Ｆ3に本実施例による地絡方向継電器をそれぞれ設置する場合には、各地絡方向継電器の第３の動作時限ＴＬ3を配電線毎に異ならせる（たとえば、第３の動作時限ＴＬ3＝３ｓ，４ｓ，５ｓ）ことにより、従来において母線事故対応用に設置していた地絡順序遮断継電器を不要にすることができる。
【００２８】
第２の論理和回路１６2は、第１乃至第３のタイマ１７1〜１７3の出力信号の論理和を取る。
【００２９】
論理積回路１８は、第２の論理和回路１６2の出力信号と対応母線に設置された地絡過電圧継電器ＯＶＧから入力される地絡過電圧継電器動作信号ＳVOG（地絡過電圧継電器が動作するとハイレベルとなる信号）との論理積を取り、第２の論理和回路１６2の出力信号および地絡過電圧継電器動作信号ＳVOGが共にハイレベルであると、ハイレベルのトリップ信号Ｔを出力する。
【００３０】
次に、図２および図３に示した第１乃至第３の地絡方向継電器ＤＧ1〜ＤＧ3の代わりに本実施例の地絡方向継電器を使用した場合の動作について説明する。
なお、以下の説明では、第１乃至第３の地絡方向継電器ＤＧ1〜ＤＧ3の代わりに使用する本実施例の地絡方向継電器を第１乃至第３の地絡方向継電器１1〜１3と称する。
【００３１】
まず、通常系統時（第１乃至第３の配電線Ｆ1〜Ｆ3の運用時）に第１の配電線Ｆ1のＴ相に地絡事故が発生した場合について説明する。
通常系統時に第１の配電線Ｆ1のＴ相において地絡事故が発生すると、図３に示したように第１の零相変流器ＺＣＴ1には零相電流Ｉ0が内部方向に流れるため、零相電流Ｉ0が第１の零相変流器ＺＣＴ1から第１の地絡方向継電器１1に入力される。また、母線Ｂに設置された地絡過電圧継電器ＯＶＧが動作するため、ハイレベルの地絡過電圧継電器動作信号ＳVOGが地絡過電圧継電器ＯＶＧから第１の地絡方向継電器１1に入力される。
【００３２】
このとき、零相電流Ｉ0が第１の内部方向整定値ＩIH以上であると、第１の地絡方向継電器１1のトリップ信号発生回路１０の第１の比較回路１１1からハイレベルの出力信号が出力され、母線Ｂに設置された計器用変圧器ＶＴから入力される零相電圧Ｖ0が電圧整定値以上となり、零相電流Ｉ0と零相電圧Ｖ0とに基づいて求めた零相電流Ｉ0の位相θ0が内部方向を示す位相（たとえば、最大感度角９０°とすると、０°より進み方向で１８０°未満の範囲内）となるため、内部事故検出回路１２は、「対応配電線（第１の配電線Ｆ1）において内部事故が発生した」と判定して、ハイレベルの出力信号を出力する。
その結果、第１の論理和回路１６1の出力信号がハイレベルとなるため、第１のタイマ１７1が動作し、第１の動作時限ＴＬ1経過後にハイレベルのトリップ信号Ｔが第１の配電線Ｆ1に設置された第１の遮断器ＣＢ1に出力されて、第１の遮断器ＣＢ1が遮断される。
【００３３】
なお、第２の内部方向整定値ＩIL（たとえば、０．５ｍＡ）は第１の内部方向整定値ＩIH（たとえば、２ｍＡ）よりも小さく設定されているため、零相電流Ｉ0が第１の内部方向整定値ＩIH以上であると、第２の比較回路１１2からもハイレベルの出力信号が出力される。
その結果、Ｉ0不足内部事故検出回路１３が「対応配電線（第１の配電線Ｆ1）において零相電流不足内部事故が発生した」と判定してハイレベルの出力信号を出力するが、第２のタイマ１７2の第２の動作時限ＴＬ2（たとえば、１ｓ）は第１の動作時限ＴＬ1（たとえば、０．５ｓ）よりも大きく設定されているため、特に問題となることはない。
【００３４】
また、第２および第３の配電線Ｆ2，Ｆ3にそれぞれ設置された第２および第３の零相変流器ＺＣＴ2，ＺＣＴ3には零相電流Ｉ0が外部方向に流れるため、この零相電流Ｉ0が第２の外部方向整定値ＩOHよりも大きいと、第２および第３の地絡方向継電器１2，１3のトリップ信号発生回路１０の外部事故・母線事故検出回路１２が「外部事故または母線事故が発生した」と判定してハイレベルの出力信号を出力するが、第３のタイマ１７3の第３の動作時限ＴＬ3（たとえば、３ｓ，４Ｓ，５ｓ）は第１の動作時限ＴＬ1（たとえば、０．５ｓ）よりも大きく設定されているため、特に問題となることはない。
【００３５】
次に、第２および第３の配電線Ｆ2，Ｆ3の対地静電容量Ｃが小さい電力系統において第１の配電線Ｆ1のＴ相に地絡事故が発生した場合について説明する。
この場合には、第１の零相変流器ＺＣＴ1に流れる零相電流Ｉ0は第２の内部方向整定値ＩIL以上で第１の内部方向整定値ＩIHよりも小さくなるため、第１の地絡方向継電器１1のトリップ信号発生回路１０の第２の比較回路１１2からハイレベルの出力信号が出力されるとともに、零相電圧Ｖ0が電圧整定値以上となり、零相電流Ｉ0と零相電圧Ｖ0とに基づいて求めた零相電流Ｉ0の位相θ0が内部方向を示す位相（たとえば、最大感度角９０°とすると、０°より進み方向で１８０°未満の範囲内）となるので、Ｉ0不足内部事故検出回路１３が「対応配電線（第１の配電線Ｆ1）において零相電流不足内部事故が発生した」と判定してハイレベルの出力信号を出力する。
その結果、第２のタイマ１７2が動作し、第２の動作時限ＴＬ2（たとえば、１ｓ）経過後にハイレベルのトリップ信号Ｔが第１の遮断器ＣＢ1に出力されて、第１の遮断器ＣＢ1が遮断される。
【００３６】
次に、第１の配電線Ｆ1のみの運用時（配電線１回線運用時）に第１の配電線Ｆ1のＴ相に地絡事故が発生した場合について説明する。
この場合には、図２に示したように第１の零相変流器ＺＣＴ1には零相電流Ｉ0が流れないため、第１の地絡方向継電器１1のトリップ信号発生回路１０の第１乃至第４の比較回路１１1〜１１4からはロウレベルの出力信号が出力されたままとなるとともに、零相電圧Ｖ0が電圧整定値以上となるので、１回線状態内部事故検出回路１４は、「対応配電線（第１の配電線Ｆ1）において１回線状態内部事故が発生している可能性がある」と判定して、ハイレベルの出力信号を出力する。
その結果、第１の論理和回路１６1の出力信号がハイレベルとなるため、第１のタイマ１７1が動作し、第１の動作時限ＴＬ1（たとえば、０．５ｓ）経過後にハイレベルのトリップ信号Ｔが第１の遮断器ＣＢ1に出力されて、第１の遮断器ＣＢ1が遮断される。
【００３７】
なお、通常系統時に第１乃至第３の配電線Ｆ1〜Ｆ3において地絡事故が発生していない場合にも第１乃至第３の地絡方向継電器１1〜１3のトリップ信号発生回路１０の第１乃至第４の比較回路１１1，１１4からはロウレベルの出力信号が出力されたままとなるが、零相電圧Ｖ0が電圧整定値未満となるので、１回線状態内部事故検出回路１４は「対応配電線において１回線状態内部事故が発生している可能性がある」と判定してハイレベルの出力信号を出力することはない。
そのため、第１乃至第３の地絡方向継電器１1〜１3のトリップ信号発生回路１０からハイレベルのトリップ信号Ｔが出力されることはない。
【００３８】
次に、母線ＢのＴ相に地絡事故が発生した場合について説明する。
この場合には、第１乃至第３の零相変流器ＺＣＴ1〜ＺＣＴ3には零相電流Ｉ0が外部方向に流れるため、零相電流Ｉ0が第２の外部方向整定値ＩOHよりも大きいと、第１乃至第３の地絡方向継電器１1〜１3のトリップ信号発生回路１０の第４の比較回路１１4からハイレベルの出力信号が出力されるとともに、零相電圧Ｖ0が電圧整定値以上となるので、外部事故・母線事故検出回路１２が「外部事故または母線事故が発生した」と判定してハイレベルの出力信号を出力する。
その結果、第３のタイマ１７3が動作し、第３の動作時限ＴＬ3（たとえば、３ｓ，４Ｓ，５ｓ）経過後にハイレベルのトリップ信号Ｔが第１乃至第３の地絡方向継電器１1〜１3から第１乃至第３の遮断器ＣＢ1〜ＣＢ3にそれぞれ出力されて、第１乃至第３の遮断器ＣＢ1〜ＣＢ3が遮断される。
【符号の説明】
【００３９】
１1〜１3  第１乃至第３の地絡方向継電器
１０  トリップ信号発生回路
１１1〜１１4  第１乃至第４の比較回路
１２  内部事故検出回路
１３  Ｉ0不足内部事故検出回路
１４  １回線状態内部事故検出回路
１５  外部事故・母線事故検出回路
１６1，１６2  第１および第２の論理和回路
１７1〜１７3  第１乃至第３のタイマ
１８  論理積回路
Ｂ  母線
Ｆ1〜Ｆ3  第１乃至第３の配電線
Ｃ  対地静電容量
ＺＣＴ1〜ＺＣＴ3  第１乃至第３の零相変流器
ＶＴ  計器用変圧器
ＤＧ1〜ＤＧ3  第１乃至第３の地絡方向継電器
ＯＶＧ  地絡過電圧継電器
ＣＢ1〜ＣＢ3  第１乃至第３の遮断器
Ｉ0  零相電流
Ｖ0  零相電圧
ＩIH  第１の内部方向整定値
ＩIL  第２の内部方向整定値
ＩOL  第１の外部方向整定値
ＩOH  第２の外部方向整定値
ＳVOG  地絡過電圧継電器動作信号
Ｔ  トリップ信号
【図１】
2016152741.tif 000003
【図２】
2016152741.tif 000004
【図３】
2016152741.tif 000005