(57)【要約】【課題】短絡事故から三相交流回路を保護するための変流器および電圧抑制付過電流継電器の設置台数を更に削減することができる電圧抑制付過電流継電装置を提供する。【解決手段】２次コイルを巻装した環状鉄心に送配電線のＲ相およびＳ相を同じ向きにストレートに貫通させた第１のストレート貫通変流器１０1と２次コイルを巻装した環状鉄心に送配電線のＳ相およびＴ相を同じ向きにストレートに貫通させた第２のストレート貫通変流器１０2とを差接続する。電圧抑制付過電流継電器５０は、差接続された第１および第２のストレート貫通変流器１０1，１０2から入力される短絡電流ＩRyと計器用変圧器６から入力される電圧情報から求めたＴ相−Ｒ相の線間電圧ＶTRおよびＲ相の相電圧ＶRとに基づいて短絡事故を検出すると、送配電線の各相に設置された第１乃至第３の遮断器２1〜２3を一括遮断する。【選択図】図１
2009033818.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
短絡事故から三相交流回路を保護するための電圧抑制付過電流継電装置であって、
２次コイルを巻装した環状鉄心に前記三相交流回路の第１の相および第２の相を同じ向きにストレートに貫通させた第１のストレート貫通変流器（１０1）と、
２次コイルを巻装した環状鉄心に前記三相交流回路の前記第２の相および第３の相を同じ向きにストレートに貫通させた、かつ、前記第１のストレート貫通変流器と差接続された第２のストレート貫通変流器（１０2）と、
前記差接続された第１および第２のストレート貫通変流器から入力される短絡電流（ＩRy）と前記三相交流回路の電圧情報とに基づいて短絡事故を検出すると、該三相交流回路の各相に設置された第１乃至第３の遮断器（２1〜２3）を一括遮断する電圧抑制付過電流継電器（５０）と、
を具備することを特徴とする、電圧抑制付過電流継電装置。
【請求項２】
前記電圧抑制付過電流継電器が、前記電圧情報から求めた所定の組合せの１つの線間電圧（ＶTR）および１つの相電圧（ＶR）を用いて、該線間電圧が所定の第１の電圧値（ｋ１）以下であると短絡事故が発生したと判定するとともに、該線間電圧が該第１の電圧値よりも大きい所定の第２の電圧値（ｋ２）以下であり、かつ、短絡事故前の該線間電圧の位相を基準として該線間電圧の位相が所定の角度範囲（α）内だけ遅れているか進んでいると短絡事故が発生したと判定することを特徴とする、請求項１記載の電圧抑制付過電流継電装置。
【請求項３】
前記電圧抑制付過電流継電器が、
前記線間電圧が前記第２の電圧値以下であり、かつ、短絡事故前の該線間電圧の位相を基準として該線間電圧の位相が前記角度範囲内だけ遅れている場合に、前記三相交流回路の第１の相と第２の相との間の短絡事故であると判定し、
前記線間電圧が前記第２の電圧値以下であり、かつ、短絡事故前の前記線間電圧の位相を基準として該線間電圧の位相が前記角度範囲内だけ進んでいる場合に、前記三相交流回路の前記第２の相と第３の相との間の短絡事故であると判定し、
前記線間電圧が前記第１の電圧値以下であり、かつ、短絡事故前の該線間電圧の位相を基準として該線間電圧の位相が前記角度範囲内だけ遅れていたり進んでいたりしておらず、かつ、短絡事故前の前記相電圧の位相を基準として該相電圧の位相が所定の他の角度範囲（β）内だけ進んでいる場合に、前記三相交流回路の前記第１の相と前記第３の相との間の短絡事故であると判定し、
前記線間電圧が前記第１の電圧値以下であり、かつ、短絡事故前の該線間電圧の位相を基準として該線間電圧の位相が前記角度範囲内だけ遅れていたり進んでいたりしておらず、かつ、短絡事故前の前記相電圧の位相を基準として該相電圧の位相が前記他の角度範囲内だけ遅れていたり進んでいたりしていない場合に、前記三相交流回路の前記第１の相と前記第２の相と前記第３の相との間の短絡事故であると判定する、
ことを特徴とする、請求項２記載の電圧抑制付過電流継電装置。
【請求項４】
前記電圧抑制付過電流継電器が、
前記三相交流回路の前記第１の相と前記第２の相との間の短絡事故または前記三相交流回路の前記第２の相と前記第３の相との間の短絡事故であると判定すると、前記差接続された第１および第２のストレート貫通変流器から入力される前記短絡電流を１倍して補正短絡電流（ＩRy’）を算出し、
前記三相交流回路の前記第１の相と前記第３の相との間の短絡事故であると判定すると、前記差接続された第１および第２のストレート貫通変流器から入力される前記短絡電流を１／２倍して前記補正短絡電流を算出し、
前記三相交流回路の前記第１の相と前記第２の相と前記第３の相との間の短絡事故であると判定すると、前記差接続された第１および第２のストレート貫通変流器から入力される前記短絡電流を１／３1/2倍して前記補正短絡電流を算出する、
ことを特徴とする、請求項３記載の電圧抑制付過電流継電装置。
【請求項５】
前記電圧抑制付過電流継電器が、
短絡事故が発生したと判定すると、前記線間電圧を用いて抑制電圧（ＶRy）を算出し、
該算出した抑制電圧に応じて電流整定値を規定する電圧抑制特性によって決定される電流整定値を前記算出した補正短絡電流の振幅が超えた場合に、前記第１乃至第３の遮断器を一括遮断する、
ことを特徴とする、請求項４記載の電圧抑制付過電流継電装置。
【請求項６】
短絡事故から三相交流回路を保護するための電圧抑制付過電流継電装置であって、
２次コイルを巻装した環状鉄心に前記三相交流回路の第１の相および第２の相を同じ向きにストレートに貫通させた第１のストレート貫通変流器（１０1）と、
２次コイルを巻装した環状鉄心に前記三相交流回路の前記第２の相および第３の相を同じ向きにストレートに貫通させた第２のストレート貫通変流器（１０2）と、
前記第１のストレート貫通変流器から入力される第１の短絡電流（ＩRy1）と前記三相交流回路の電圧情報とに基づいて短絡事故を検出すると、該三相交流回路の各相に設置された第１乃至第３の遮断器（２1〜２3）を一括遮断する第１の電圧抑制付過電流継電器（５０1）と、
前記第２のストレート貫通変流器から入力される第２の短絡電流（ＩRy2）と前記電圧情報とに基づいて短絡事故を検出すると、前記第１乃至第３の遮断器を一括遮断する第２の電圧抑制付過電流継電器（５０2）と、
を具備することを特徴とする、電圧抑制付過電流継電装置。
【請求項７】
前記第１および第２の電圧抑制付過電流継電器が、前記電圧情報から求めた所定の組合せの１つの線間電圧（ＶTR）および１つの相電圧（ＶR）を用いて、該線間電圧が所定の第１の電圧値（ｋ１）以下であると短絡事故が発生したと判定するとともに、該線間電圧が該第１の電圧値よりも大きい所定の第２の電圧値（ｋ２）以下であり、かつ、短絡事故前の該線間電圧の位相を基準として該線間電圧の位相が所定の角度範囲（α）内だけ遅れているか進んでいると短絡事故が発生したと判定することを特徴とする、請求項６記載の電圧抑制付過電流継電装置。
【請求項８】
前記第１および第２の電圧抑制付過電流継電器が、
前記線間電圧が前記第１の電圧値以下であると短絡事故が発生したと判定するとともに、該線間電圧が前記第２の電圧値以下であり、かつ、短絡事故前の該線間電圧の位相を基準として該線間電圧の位相が前記角度範囲内だけ遅れているか進んでいると短絡事故が発生したと判定し、
前記線間電圧が前記第２の電圧値以下であり、かつ、短絡事故前の該線間電圧の位相を基準として該線間電圧の位相が前記角度範囲内だけ遅れている場合に、前記三相交流回路の第１の相と第２の相との間の短絡事故であると判定し、
前記線間電圧が前記第２の電圧値以下であり、かつ、短絡事故前の前記線間電圧の位相を基準として該線間電圧の位相が前記角度範囲内だけ進んでいる場合に、前記三相交流回路の前記第２の相と第３の相との間の短絡事故であると判定し、
前記線間電圧が前記第１の電圧値以下であり、かつ、短絡事故前の該線間電圧の位相を基準として該線間電圧の位相が前記角度範囲内だけ遅れていたり進んでいたりしておらず、かつ、短絡事故前の前記相電圧の位相を基準として該相電圧の位相が所定の他の角度範囲（β）内だけ進んでいる場合に、前記三相交流回路の前記第１の相と前記第３の相との間の短絡事故であると判定し、
前記線間電圧が前記第１の電圧値以下であり、かつ、短絡事故前の該線間電圧の位相を基準として該線間電圧の位相が前記角度範囲内だけ遅れていたり進んでいたりしておらず、かつ、短絡事故前の前記相電圧の位相を基準として該相電圧の位相が前記他の角度範囲内だけ遅れていたり進んでいたりしていない場合に、前記三相交流回路の前記第１の相と前記第２の相と前記第３の相との間の短絡事故であると判定する、
ことを特徴とする、請求項７記載の電圧抑制付過電流継電装置。
【請求項９】
前記第１および第２の電圧抑制付過電流継電器が、
短絡事故が発生したと判定すると、前記線間電圧を用いて抑制電圧（ＶRy）を算出し、
該算出した抑制電圧に応じて電流整定値を規定する電圧抑制特性によって決定される電流整定値を前記第１および第２の短絡電流の振幅が超えた場合に、前記第１乃至第３の遮断器を一括遮断する、
ことを特徴とする、請求項８記載の電圧抑制付過電流継電装置。
【請求項１０】
前記三相交流回路の前記第１の相と前記第２の相との間の短絡事故である場合には、前記第２の電圧抑制付過電流継電器のみが動作して前記第１乃至第３の遮断器を一括遮断し、
前記三相交流回路の前記第２の相と前記第３の相との間の短絡事故である場合には、前記第１の電圧抑制付過電流継電器のみが動作して前記第１乃至第３の遮断器を一括遮断する、
ことを特徴とする、請求項９記載の電圧抑制付過電流継電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電圧抑制付過電流継電装置に関し、特に、短絡事故から三相交流回路を保護するための変流器および電圧抑制付過電流継電器の設置台数を削減するのに好適な電圧抑制付過電流継電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、三相交流回路では、短絡事故から三相交流回路を保護するために、過電流継電器（ＯＣ）を相ごとに設置している（たとえば下記の特許文献１参照）。
【０００３】
また、短絡事故の検出を電流値のみで行うと負荷電流と短絡電流との区別がつかないことがあるため、電圧値に応じて電流検出感度を補正する機能を具備した電圧抑制付過電流継電器が使用されている。
【０００４】
たとえば、図９に示すように、送配電線のＲ相、Ｓ相およびＴ相にそれぞれ設置された第１乃至第３の変流器（ＣＴ）３1〜３3に第１乃至第３の電圧抑制付過電流継電器（ＯＣＶ）４1〜４3をそれぞれ接続するとともに、母線に設置された計器用変圧器６から、第１の電圧抑制付過電流継電器４1にはＲ相−Ｓ相の線間電圧ＶRSを入力し、第２の電圧抑制付過電流継電器４2にはＳ相−Ｔ相の線間電圧ＶSTを入力し、第３の電圧抑制付過電流継電器４3にはＴ相−Ｒ相の線間電圧ＶTRを入力し、送配電線に短絡事故が発生したときには、事故様相に応じて第１乃至第３の電圧抑制付過電流継電器４1〜４3が以下のように動作して、送配電線のＲ相、Ｓ相およびＴ相にそれぞれ設置された第１乃至第３の遮断器２1〜２3を一括遮断するようにしている。
（１）Ｒ相−Ｓ相間の短絡事故の場合
送配電線のＲ相およびＳ相に短絡電流が流れるとともにＲ相−Ｓ相の線間電圧ＶRSおよびＳ相−Ｔ相の線間電圧ＶSTが生じるので、第１および第２の電圧抑制付過電流継電器４1，４2が動作して第１乃至第３の遮断器２1〜２3を一括遮断する。
（２）Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故の場合
送配電線のＳ相およびＴ相に短絡電流が流れるとともにＳ相−Ｔ相の線間電圧ＶSTおよびＴ相−Ｒ相の線間電圧ＶTRが生じるので、第２および第３の電圧抑制付過電流継電器４2，４3が動作して第１乃至第３の遮断器２1〜２3を一括遮断する。
（３）Ｔ相−Ｒ相間の短絡事故の場合
送配電線のＲ相およびＴ相に短絡電流が流れるとともにＲ相−Ｓ相の線間電圧ＶRSおよびＴ相−Ｒ相の線間電圧ＶTRが生じるので、第１および第３の電圧抑制付過電流継電器４1，４3が動作して第１乃至第３の遮断器２1〜２3を一括遮断する。
（４）Ｒ相−Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故の場合
Ｒ相、Ｓ相およびＴ相に短絡電流が流れるとともにＲ相−Ｓ相の線間電圧ＶRS、Ｓ相−Ｔ相の線間電圧ＶSTおよびＴ相−Ｒ相の線間電圧ＶTRが生じるので、第１乃至第３の電圧抑制付過電流継電器４1〜４3が動作して第１乃至第３の遮断器２1〜２3を一括遮断する。
【０００５】
また、末端回路の送配電線などでは、短絡電流が２相に流れることを利用し、電圧抑制付過電流継電器を２相にだけ設置して、設備コストの抑制を図っている。たとえば、図１０に示すように、送配電線のＲ相、Ｓ相およびＴ相のうちＲ相およびＴ相にそれぞれ設置された第１および第２の変流器３1，３2に第１および第２の電圧抑制付過電流継電器４1，４2をそれぞれ接続するとともに、母線に設置された計器用変圧器６から、第１の電圧抑制付過電流継電器４1にはＲ相−Ｓ相の線間電圧ＶRSを入力し、第２の電圧抑制付過電流継電器４2にはＴ相−Ｒ相の線間電圧ＶTRを入力して、送配電線に短絡事故が発生したときには、事故様相に応じて第１および第２の電圧抑制付過電流継電器４1，４2が以下のように動作して、送配電線のＲ相、Ｓ相およびＴ相にそれぞれ設置された第１乃至第３の遮断器２1〜２3を一括遮断するようにしている。
（１）Ｒ相−Ｓ相間の短絡事故の場合
送配電線のＲ相に短絡電流が流れるとともにＲ相−Ｓ相の線間電圧ＶRSが生じるので、第１の電圧抑制付過電流継電器４1が動作して第１乃至第３の遮断器２1〜２3を一括遮断する。
（２）Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故の場合
送配電線のＴ相に短絡電流が流れるとともにＴ相−Ｒ相の線間電圧ＶTRが生じるので、第２の電圧抑制付過電流継電器４2が動作して第１乃至第３の遮断器２1〜２3を一括遮断する。
（３）Ｔ相−Ｒ相間の短絡事故の場合
送配電線のＲ相およびＴ相に短絡電流が流れるとともにＲ相−Ｓ相の線間電圧ＶRSおよびＴ相−Ｒ相の線間電圧ＶTRが生じるので、第１および第２の電圧抑制付過電流継電器４1，４2が動作して第１乃至第３の遮断器２1〜２3を一括遮断する。
（４）Ｒ相−Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故の場合
Ｒ相およびＴ相に短絡電流が流れるとともにＲ相−Ｓ相の線間電圧ＶRSおよびＴ相−Ｒ相の線間電圧ＶTRが生じるので、第１および第２の電圧抑制付過電流継電器４1，４2が動作して第１乃至第３の遮断器２1〜２3を一括遮断する。
【特許文献１】特開平８−００５６５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、送配電線ごとに変流器および電圧抑制付過電流継電器を２台または３台ずつ設置しているため、以下に示すような問題があった。
（１）変流器および電圧抑制付過電流継電器の設置台数を更に少なくして設備コストの削減を図りたいという要請がある。
（２）電圧抑制付過電流継電器の設置台数が２台である場合には、自回路の短絡事故から三相交流回路を保護することも可能であるが、電圧抑制付過電流継電器を設置していない相と他回路にまたがる短絡事故については検出することができないため、電源側の短絡保護継電器で三相交流回路を保護することになるので、停電の範囲が拡大する。
【０００７】
本発明の目的は、短絡事故から三相交流回路を保護するための変流器および電圧抑制付過電流継電器の設置台数を更に削減することができる電圧抑制付過電流継電装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の電圧抑制付過電流継電装置は、短絡事故から三相交流回路を保護するための電圧抑制付過電流継電装置であって、２次コイルを巻装した環状鉄心に前記三相交流回路の第１の相および第２の相を同じ向きにストレートに貫通させた第１のストレート貫通変流器（１０1）と、２次コイルを巻装した環状鉄心に前記三相交流回路の前記第２の相および第３の相を同じ向きにストレートに貫通させた、かつ、前記第１のストレート貫通変流器と差接続された第２のストレート貫通変流器（１０2）と、前記差接続された第１および第２のストレート貫通変流器から入力される短絡電流（ＩRy）と前記三相交流回路の電圧情報とに基づいて短絡事故を検出すると、該三相交流回路の各相に設置された第１乃至第３の遮断器（２1〜２3）を一括遮断する電圧抑制付過電流継電器（５０）とを具備することを特徴とする。
ここで、前記電圧抑制付過電流継電器が、前記電圧情報から求めた所定の組合せの１つの線間電圧（ＶTR）および１つの相電圧（ＶR）を用いて、該線間電圧が所定の第１の電圧値（ｋ１）以下であると短絡事故が発生したと判定するとともに、該線間電圧が該第１の電圧値よりも大きい所定の第２の電圧値（ｋ２）以下であり、かつ、短絡事故前の該線間電圧の位相を基準として該線間電圧の位相が所定の角度範囲（α）内だけ遅れているか進んでいると短絡事故が発生したと判定してもよい。
前記電圧抑制付過電流継電器が、前記線間電圧が前記第２の電圧値以下であり、かつ、短絡事故前の該線間電圧の位相を基準として該線間電圧の位相が前記角度範囲内だけ遅れている場合に、前記三相交流回路の第１の相と第２の相との間の短絡事故であると判定し、前記線間電圧が前記第２の電圧値以下であり、かつ、短絡事故前の前記線間電圧の位相を基準として該線間電圧の位相が前記角度範囲内だけ進んでいる場合に、前記三相交流回路の前記第２の相と第３の相との間の短絡事故であると判定し、前記線間電圧が前記第１の電圧値以下であり、かつ、短絡事故前の該線間電圧の位相を基準として該線間電圧の位相が前記角度範囲内だけ遅れていたり進んでいたりしておらず、かつ、短絡事故前の前記相電圧の位相を基準として該相電圧の位相が所定の他の角度範囲（β）内だけ進んでいる場合に、前記三相交流回路の前記第１の相と前記第３の相との間の短絡事故であると判定し、前記線間電圧が前記第１の電圧値以下であり、かつ、短絡事故前の該線間電圧の位相を基準として該線間電圧の位相が前記角度範囲内だけ遅れていたり進んでいたりしておらず、かつ、短絡事故前の前記相電圧の位相を基準として該相電圧の位相が前記他の角度範囲内だけ遅れていたり進んでいたりしていない場合に、前記三相交流回路の前記第１の相と前記第２の相と前記第３の相との間の短絡事故であると判定してもよい。
前記電圧抑制付過電流継電器が、前記三相交流回路の前記第１の相と前記第２の相との間の短絡事故または前記三相交流回路の前記第２の相と前記第３の相との間の短絡事故であると判定すると、前記差接続された第１および第２のストレート貫通変流器から入力される前記短絡電流を１倍して補正短絡電流（ＩRy’）を算出し、前記三相交流回路の前記第１の相と前記第３の相との間の短絡事故であると判定すると、前記差接続された第１および第２のストレート貫通変流器から入力される前記短絡電流を１／２倍して前記補正短絡電流を算出し、前記三相交流回路の前記第１の相と前記第２の相と前記第３の相との間の短絡事故であると判定すると、前記差接続された第１および第２のストレート貫通変流器から入力される前記短絡電流を１／３1/2倍して前記補正短絡電流を算出してもよい。
前記電圧抑制付過電流継電器が、短絡事故が発生したと判定すると、前記線間電圧を用いて抑制電圧（ＶRy）を算出し、該算出した抑制電圧に応じて電流整定値を規定する電圧抑制特性によって決定される電流整定値を前記算出した補正短絡電流の振幅が超えた場合に、前記第１乃至第３の遮断器を一括遮断してもよい。
また、本発明の電圧抑制付過電流継電装置は、短絡事故から三相交流回路を保護するための電圧抑制付過電流継電装置であって、２次コイルを巻装した環状鉄心に前記三相交流回路の第１の相および第２の相を同じ向きにストレートに貫通させた第１のストレート貫通変流器（１０1）と、２次コイルを巻装した環状鉄心に前記三相交流回路の前記第２の相および第３の相を同じ向きにストレートに貫通させた第２のストレート貫通変流器（１０2）と、前記第１のストレート貫通変流器から入力される第１の短絡電流（ＩRy1）と前記三相交流回路の電圧情報とに基づいて短絡事故を検出すると、該三相交流回路の各相に設置された第１乃至第３の遮断器（２1〜２3）を一括遮断する第１の電圧抑制付過電流継電器（５０1）と、前記第２のストレート貫通変流器から入力される第２の短絡電流（ＩRy2）と前記電圧情報とに基づいて短絡事故を検出すると、前記第１乃至第３の遮断器を一括遮断する第２の電圧抑制付過電流継電器（５０2）とを具備することを特徴とする。
ここで、前記第１および第２の電圧抑制付過電流継電器が、前記電圧情報から求めた所定の組合せの１つの線間電圧（ＶTR）および１つの相電圧（ＶR）を用いて、該線間電圧が所定の第１の電圧値（ｋ１）以下であると短絡事故が発生したと判定するとともに、該線間電圧が該第１の電圧値よりも大きい所定の第２の電圧値（ｋ２）以下であり、かつ、短絡事故前の該線間電圧の位相を基準として該線間電圧の位相が所定の角度範囲（α）内だけ遅れているか進んでいると短絡事故が発生したと判定してもよい。
前記第１および第２の電圧抑制付過電流継電器が、前記線間電圧が前記第１の電圧値以下であると短絡事故が発生したと判定するとともに、該線間電圧が前記第２の電圧値以下であり、かつ、短絡事故前の該線間電圧の位相を基準として該線間電圧の位相が前記角度範囲内だけ遅れているか進んでいると短絡事故が発生したと判定し、前記線間電圧が前記第２の電圧値以下であり、かつ、短絡事故前の該線間電圧の位相を基準として該線間電圧の位相が前記角度範囲内だけ遅れている場合に、前記三相交流回路の第１の相と第２の相との間の短絡事故であると判定し、前記線間電圧が前記第２の電圧値以下であり、かつ、短絡事故前の前記線間電圧の位相を基準として該線間電圧の位相が前記角度範囲内だけ進んでいる場合に、前記三相交流回路の前記第２の相と第３の相との間の短絡事故であると判定し、前記線間電圧が前記第１の電圧値以下であり、かつ、短絡事故前の該線間電圧の位相を基準として該線間電圧の位相が前記角度範囲内だけ遅れていたり進んでいたりしておらず、かつ、短絡事故前の前記相電圧の位相を基準として該相電圧の位相が所定の他の角度範囲（β）内だけ進んでいる場合に、前記三相交流回路の前記第１の相と前記第３の相との間の短絡事故であると判定し、前記線間電圧が前記第１の電圧値以下であり、かつ、短絡事故前の該線間電圧の位相を基準として該線間電圧の位相が前記角度範囲内だけ遅れていたり進んでいたりしておらず、かつ、短絡事故前の前記相電圧の位相を基準として該相電圧の位相が前記他の角度範囲内だけ遅れていたり進んでいたりしていない場合に、前記三相交流回路の前記第１の相と前記第２の相と前記第３の相との間の短絡事故であると判定してもよい。
前記第１および第２の電圧抑制付過電流継電器が、短絡事故が発生したと判定すると、前記線間電圧を用いて抑制電圧（ＶRy）を算出し、該算出した抑制電圧に応じて電流整定値を規定する電圧抑制特性によって決定される電流整定値を前記第１および第２の短絡電流の振幅が超えた場合に、前記第１乃至第３の遮断器を一括遮断してもよい。
前記三相交流回路の前記第１の相と前記第２の相との間の短絡事故である場合には、前記第２の電圧抑制付過電流継電器のみが動作して前記第１乃至第３の遮断器を一括遮断し、前記三相交流回路の前記第２の相と前記第３の相との間の短絡事故である場合には、前記第１の電圧抑制付過電流継電器のみが動作して前記第１乃至第３の遮断器を一括遮断してもよい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の電圧抑制付過電流継電装置は、以下に示す効果を奏する。
（１）三相交流回路の２相を同じ向きにストレートに貫通させたストレート貫通変流器を２台使用することにより、変流器および電圧抑制付過電流継電器の設置台数を更に削減して、設備コストの削減を図ることができる。
（２）第１のストレート貫通変流器と第１の電圧抑制付過電流継電器とを接続するとともに第２のストレート貫通変流器と第２の電圧抑制付過電流継電器とを接続することにより、自回路および他回路にまたがる短絡事故であっても確実に検出することができるので、停電の範囲の拡大を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
上記の目的を、２次コイルを巻装した環状鉄心に三相交流回路の第１の相および第２の相を同じ向きにストレートに貫通させた第１のストレート貫通変流器と２次コイルを巻装した環状鉄心に三相交流回路の第２の相および第３の相を同じ向きにストレートに貫通させた第２のストレート貫通変流器とを差接続し、電圧抑制付過電流継電器が、差接続された第１および第２のストレート貫通変流器から入力される短絡電流と三相交流回路の所定の組合せの１つの線間電圧および１つの相電圧とに基づいて短絡事故を検出すると、三相交流回路の各相に設置された第１乃至第３の遮断器を一括遮断することにより実現した。
【実施例１】
【００１１】
以下、本発明の電圧抑制付過電流継電装置の実施例について図面を参照して説明する。
本発明の第１の実施例による電圧抑制付過電流継電装置は、図１に示すように、送配電線のＲ相およびＳ相がストレートに貫通された第１のストレート貫通変流器１０1と、送配電線のＳ相およびＴ相がストレートに貫通された、かつ、第１のストレート貫通変流器１０1と差接続された第２のストレート貫通変流器１０2と、差接続された第１および第２のストレート貫通変流器１０1，１０2から入力される短絡電流ＩRyと母線に設置された計器用変圧器６から入力される電圧情報（Ｒ相、Ｓ相およびＴ相の相電圧）から求めたＴ相−Ｒ相の線間電圧ＶTRおよびＲ相の相電圧ＶRとに基づいて送配電線の短絡事故を検出すると、送配電線のＲ相、Ｓ相およびＴ相にそれぞれ設置された第１乃至第３の遮断器２1〜２3を一括遮断する電圧抑制付過電流継電器５０とを具備する。
【００１２】
ここで、第１のストレート貫通変流器１０1は、２次コイルを巻装した環状鉄心に送配電線のＲ相およびＳ相を同じ向きにストレートに貫通させた貫通形変流器であり、第２のストレート貫通変流器１０2は、２次コイルを巻装した環状鉄心に送配電線のＳ相およびＴ相を同じ向きにストレートに貫通させた貫通形変流器である。
すなわち、送配電線のＲ相およびＳ相はともに第１のストレート貫通変流器１０1の極性方向（環状鉄心の第１の開口面から環状鉄心の第２の開口面への方向）に貫通されており、送配電線のＳ相およびＴ相はともに第２のストレート貫通変流器１０2の極性方向（環状鉄心の第１の開口面から環状鉄心の第２の開口面への方向）に貫通されている。
また、第２のストレート貫通変流器１０2は、第２のストレート貫通変流器１０2から電圧抑制付過電流継電器５０に出力される短絡電流の極性が第１のストレート貫通変流器１０1から電圧抑制付過電流継電器５０に入力される短絡電流の極性の逆となるように、電圧抑制付過電流継電器５０と接続されている。
【００１３】
したがって、短絡事故が発生していないときに送配電線のＲ相、Ｓ相およびＴ相に流れる負荷電流をＩR，ＩS，ＩTで表すと、図２（ａ）に示すようにＲ相の負荷電流ＩRとＳ相の負荷電流ＩSとは１２０°の位相差で第１のストレート貫通変流器１０1の環状鉄心を極性方向に貫通して流れ、Ｓ相の負荷電流ＩSとＴ相の負荷電流ＩTとは１２０°の位相差で第２のストレート貫通変流器１０2の極性方向に貫通して流れるため、差接続された第１および第２のストレート貫通変流器１０1，１０2から電圧抑制付過電流継電器５０に入力される負荷電流ＩはＲ相の負荷電流ＩRとＴ相の負荷電流ＩTとのベクトル差となり、負荷電流Ｉの振幅はＲ相の負荷電流ＩR（Ｔ相の負荷電流ＩT）の振幅の３1/2倍となる。
Ｉ＝（ＩR＋ＩS）−（ＩS＋ＩT）＝ＩR−ＩT
｜Ｉ｜＝｜ＩR−ＩT｜＝３1/2×｜ＩR｜＝３1/2×｜ＩT｜
このように、負荷電流Ｉの振幅はＲ相の負荷電流ＩR（Ｔ相の負荷電流ＩT）の振幅の３1/2倍となるため、電圧抑制付過電流継電器５０は、次式で示すように負荷電流Ｉを１／３1/2倍して補正負荷電流Ｉ’を算出する。
Ｉ’＝Ｉ／３1/2
｜Ｉ’｜＝｜Ｉ｜／３1/2＝｜ＩR｜＝｜ＩT｜
【００１４】
また、電圧抑制付過電流継電器５０は、Ｔ相−Ｒ相の線間電圧ＶTRの位相が２１０°でかつＲ相の相電圧ＶRの位相が０°であることを基準として動作する（図２（ｂ）参照）。
【００１５】
このため、送配電線のＲ相−Ｓ相間の短絡事故時のＲ相−Ｓ相の線間電圧ＶRSおよびＳ相−Ｔ相間の短絡事故時のＳ相−Ｔ相の線間電圧ＶSTを短絡事故検出感度の８５Ｖとすると、電圧抑制付過電流継電器５０は、Ｔ相−Ｒ相の線間電圧ＶT Rが所定の第１の電圧値ｋ１＝８５Ｖ以下であることを条件として短絡事故が発生したと判定するとともに、Ｔ相−Ｒ相の線間電圧ＶT Rが所定の第２の電圧値ｋ２＝１０４．３Ｖ以下であり、かつ、短絡事故前のＴ相−Ｒ相の線間電圧ＶTRの位相＝２１０°を基準として短絡事故時のＴ相−Ｒ相の線間電圧ＶTRの位相が角度範囲α内だけ遅れているか進んでいること（５．９５°≦α≦３０°または−３０°≦α≦−５．９５°）を条件として短絡事故が発生したと判定する（以下の（１）式および（２）式参照）。
ＶT R≦［｛（１１０／３1/2）×１．５｝2＋（８５／２）2］1/2
≦（９５．２６2＋４２．５2）1/2
≦１０４．３（Ｖ）                                （１）
α≧３０°−ｔａｎ-1（４２．５／９５．２６）
≧５．９５（°）                                    （２）
【００１６】
また、電圧抑制付過電流継電器５０は、短絡事故が発生したと判定すると、以下のようにして、事故様相を判定するとともに、事故様相の判定の結果に応じて補正短絡電流ＩRy’および抑制電圧ＶRyを算出する。
【００１７】
（１）Ｒ相−Ｓ相間の短絡事故の場合
Ｔ相−Ｒ相の線間電圧ＶTRが１０４．３Ｖ以下であり、かつ、短絡事故前のＴ相−Ｒ相の線間電圧ＶTRの位相＝２１０°を基準としてＴ相−Ｒ相の線間電圧ＶTRの位相が角度範囲α内だけ遅れている（＋α）場合に、電圧抑制付過電流継電器５０は、Ｒ相−Ｓ相間の短絡事故と判定する（図３（ａ）参照）。
Ｒ相−Ｓ相間の短絡事故が発生すると、図１に破線の矢印で示すように送配電線のＲ相にＲ相の短絡電流ＩFRが内部方向に流れ、送配電線のＳ相にＳ相の短絡電流ＩFSが外部方向に流れるが、送配電線のＴ相にはＴ相の短絡電流ＩFTが流れない。
したがって、第１のストレート貫通変流器１０1から電圧抑制付過電流継電器５０に出力される短絡電流ｉF1はＲ相の短絡電流ＩFRとＳ相の短絡電流ＩFSとのベクトル和となり、短絡電流ｉF1の振幅は“０”となる。
ｉF1＝ＩFR＋ＩFS＝０
｜ｉF1｜＝｜ＩFR＋ＩFS｜＝０
また、第２のストレート貫通変流器１０2から電圧抑制付過電流継電器５０に出力される短絡電流ｉF2は、極性が反転されたＳ相の短絡電流−ＩFSとなる。
ｉF2＝−ＩFS
その結果、差接続された第１および第２のストレート貫通変流器１０1，１０2から電圧抑制付過電流継電器５０に入力される短絡電流ＩRyは、次式で示すように極性が負のＳ相の短絡電流−ＩFSとなり、短絡電流ＩRyの振幅はＳ相の短絡電流ＩFSの振幅となる（図４（ａ）参照。なお、図４においては、送配電線の内部方向に流れる短絡電流ＩFR，ＩFS，ＩFTは実線の矢印で、送配電線の外部方向に流れる短絡電流ＩFR，ＩFS，ＩFTは一点鎖線の矢印で示しており、また、θは短絡電流ＩFR，ＩFS，ＩFTのインピーダンス角である。）。
ＩRy＝ｉF1＋ｉF2＝−ＩFS
｜ＩRy｜＝｜ＩFS｜
このように、短絡電流ＩRyの振幅はＳ相の短絡電流ＩFSの振幅となるため、電圧抑制付過電流継電器５０は、次式で示すように短絡電流ＩRyを１倍して補正短絡電流ＩRy’を算出する。
ＩRy’＝ＩRy
｜ＩRy’｜＝｜ＩRy｜＝｜ＩFS｜
電圧抑制付過電流継電器５０は、Ｔ相−Ｒ相の線間電圧ＶTRを用いて抑制電圧ＶRyを次式により算出する。
ＶRy＝２×Ｖ×ｃｏｓ(６０°＋α)
ここで、Ｖ＝ＶTR∠（２１０°+α）
（２）Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故の場合
Ｔ相−Ｒ相の線間電圧ＶTRが１０４．３Ｖ以下であり、かつ、短絡事故前のＴ相−Ｒ相の線間電圧ＶTRの位相＝２１０°を基準としてＴ相−Ｒ相の線間電圧ＶTRの位相が角度範囲α内だけ進んでいる（−α）場合に、電圧抑制付過電流継電器５０は、Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故と判定する（図３（ｂ）参照）。
Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故が発生すると、送配電線のＳ相にＳ相の短絡電流ＩFSが内部方向に流れ、送配電線のＴ相にＴ相の短絡電流ＩFTが外部方向に流れるが、送配電線のＲ相にはＲ相の短絡電流ＩFRが流れない。
したがって、第１のストレート貫通変流器１０1から電圧抑制付過電流継電器５０に出力される短絡電流ｉF1は、Ｓ相の短絡電流ＩFSとなる。
ｉF1＝ＩFS
また、第２のストレート貫通変流器１０2から電圧抑制付過電流継電器５０に出力される短絡電流ｉF2は、Ｓ相の短絡電流ＩFSとＴ相の短絡電流ＩFTとのベクトル和の極性が反転されたものとなり、短絡電流ｉF2の振幅は“０”となる。
ｉF2＝−（ＩFS＋ＩFT）＝０
｜ｉF2｜＝｜ＩFS＋ＩFT｜＝０
その結果、差接続された第１および第２のストレート貫通変流器１０1，１０2から電圧抑制付過電流継電器５０に入力される短絡電流ＩRyは、次式で示すようにＳ相の短絡電流ＩFSとなり、短絡電流ＩRyの振幅はＳ相の短絡電流ＩFSの振幅となる（図４（ｂ）参照）。
ＩRy＝ｉF1＋ｉF2＝ＩFS
｜ＩRy｜＝｜ＩFS｜
このように、短絡電流ＩRyの振幅はＳ相の短絡電流ＩFSの振幅となるため、電圧抑制付過電流継電器５０は、次式で示すように短絡電流ＩRyを１倍して補正短絡電流ＩRy’を算出する。
ＩRy’＝ＩRy
｜ＩRy’｜＝｜ＩRy｜＝｜ＩFS｜
電圧抑制付過電流継電器５０は、Ｔ相−Ｒ相の線間電圧ＶTRを用いて抑制電圧ＶRyを次式により算出する。
ＶRy＝２×Ｖ×ｃｏｓ(６０°＋α)
ここで、Ｖ＝ＶTR∠（２１０°−α）
（３）Ｔ相−Ｒ相間の短絡事故の場合
Ｔ相−Ｒ相の線間電圧ＶTRが８５Ｖ以下であり、かつ、短絡事故前のＴ相−Ｒ相の線間電圧ＶTRの位相＝２１０°を基準としてＴ相−Ｒ相の線間電圧ＶTRの位相が角度範囲α内だけ遅れていたり進んでいたりしておらず（すなわち、−５．９５°よりも大きくて５．９５°よりも小さく）、かつ、短絡事故前のＲ相の相電圧ＶRの位相＝０°を基準としてＲ相の相電圧ＶRの位相が所定の他の角度範囲β（６．７６°≦β≦６０°、（３）式参照）内だけ進んでいる（−β）場合に、電圧抑制付過電流継電器５０は、Ｔ相−Ｒ相間の短絡事故と判定する（図３（ｃ）参照）。
β≧６０°−ｔａｎ-1［４２．５／｛１１０／（２×３1/2）｝］
≧６．７６（°）                                          （３）
Ｔ相−Ｒ相間の短絡事故が発生すると、送配電線のＴ相にＴ相の短絡電流ＩFTが内部方向に流れ、送配電線のＲ相にＲ相の短絡電流ＩFRが外部方向に流れるが、送配電線のＳ相にはＳ相の短絡電流ＩFSが流れない。
したがって、第１のストレート貫通変流器１０1から電圧抑制付過電流継電器５０に出力される短絡電流ｉF1は、Ｒ相の短絡電流ＩFRとなる。
ｉF1＝ＩFR
また、第２のストレート貫通変流器１０2から電圧抑制付過電流継電器５０に出力される短絡電流ｉF2は、極性が反転されたＴ相の短絡電流−ＩFTとなる。
ｉF2＝−ＩFT
その結果、差接続された第１および第２のストレート貫通変流器１０1，１０2から電圧抑制付過電流継電器５０に入力される短絡電流ＩRyは、次式で示すようにＲ相の短絡電流ＩFRとＴ相の短絡電流ＩFTとのベクトル差となり、短絡電流ＩRyの振幅はＲ相の短絡電流ＩFR（Ｔ相の短絡電流ＩFT）の振幅の２倍となる（図４（ｃ）参照）。
ＩRy＝ｉF1＋ｉF2＝ＩFR−ＩFT
｜ＩRy｜＝｜ＩFR−ＩFT｜＝２×｜ＩFR｜＝２×｜ＩFT｜
このように、短絡電流ＩRyの振幅はＲ相の短絡電流ＩFR（Ｔ相の短絡電流ＩFT）の振幅の２倍となるため、電圧抑制付過電流継電器５０は、次式で示すように短絡電流ＩRyを１／２倍して補正短絡電流ＩRy’を算出する。
ＩRy’＝ＩRy／２
｜ＩRy’｜＝｜ＩRy｜／２＝｜ＩFR｜=｜ＩFT｜
電圧抑制付過電流継電器５０は、Ｔ相−Ｒ相の線間電圧ＶTRを用いて抑制電圧ＶRyを次式により算出する。
ＶRy＝Ｖ
ここで、Ｖ＝ＶTR∠２１０°
（４）Ｒ相−Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故の場合
Ｔ相−Ｒ相の線間電圧ＶTRが８５Ｖ以下であり、かつ、短絡事故前のＴ相−Ｒ相の線間電圧ＶTRの位相＝２１０°を基準としてＴ相−Ｒ相の線間電圧ＶTRの位相が角度範囲α内だけ遅れていたり進んでいたりしておらず（すなわち、−５．９５°よりも大きくて５．９５°よりも小さく）、かつ、短絡事故前のＲ相の相電圧ＶRの位相＝０°を基準としてＲ相の相電圧ＶRの位相が他の角度範囲β内だけ遅れていたり進んでいたりしていない（すなわち、−６．７６°よりも大きくて６．７６°よりも小さい）ことを条件に、電圧抑制付過電流継電器５０は、Ｒ相−Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故と判定する（図３（ｄ）参照）。
Ｒ相−Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故が発生すると、送配電線のＲ相、Ｓ相およびＴ相にＲ相の短絡電流ＩFR、Ｓ相の短絡電流ＩFSおよびＴ相の短絡電流ＩFTが位相差１２０°で内部方向にそれぞれ流れる。
したがって、第１のストレート貫通変流器１０1から電圧抑制付過電流継電器５０に出力される短絡電流ｉF1は、Ｒ相の短絡電流ＩFRとＳ相の短絡電流ＩFSとのベクトル和となる。
ｉF1＝ＩFR＋ＩFS
また、第２のストレート貫通変流器１０2から電圧抑制付過電流継電器５０に出力される短絡電流ｉF2は、Ｓ相の短絡電流ＩFSとＴ相の短絡電流ＩFTとのベクトル和の極性が反転されたものとなる。
ｉF2＝−（ＩFS＋ＩFT）
その結果、差接続された第１および第２のストレート貫通変流器１０1，１０2から電圧抑制付過電流継電器５０に入力される短絡電流ＩRyは、次式で示すようにＲ相の短絡電流ＩFRとＴ相の短絡電流ＩFTとのベクトル差となり、短絡電流ＩRyの振幅はＲ相の短絡電流ＩFR（Ｔ相の短絡電流ＩFT）の振幅の３1/2倍となる（図４（ｄ）参照）。
ＩRy＝ｉF1＋ｉF2＝（ＩFR＋ＩFS）＋｛−（ＩFS＋ＩFT）｝＝ＩFR−ＩFT
｜ＩRy｜＝｜ＩFR−ＩFT｜＝３1/2×｜ＩFR｜＝３1/2×｜ＩFT｜
このように、短絡電流ＩRyの振幅はＲ相の短絡電流ＩFR（Ｔ相の短絡電流ＩFT）の振幅の３1/2倍となるため、電圧抑制付過電流継電器５０は、次式で示すように短絡電流ＩRyを１／３1/2倍して補正短絡電流ＩRy’を算出する。
ＩRy’＝ＩRy／３1/2
｜ＩRy’｜＝｜ＩRy｜／３1/2＝｜ＩFR｜＝｜ＩFT｜
電圧抑制付過電流継電器５０は、Ｔ相−Ｒ相の線間電圧ＶTRを用いて抑制電圧ＶRyを次式により算出する。
ＶRy＝Ｖ
ここで、Ｖ＝ＶTR∠２１０°
【００１８】
電圧抑制付過電流継電器５０は、抑制電圧ＶRyに応じて電流整定値の倍率を規定する電圧抑制特性によって決定される電流整定値を補正短絡電流ＩRy’の振幅が超えた場合には、第１乃至第３の遮断器２1〜２3を一括遮断する。なお、図５に電圧抑制特性の一例を示す。
【００１９】
以上の説明では、送配電線のＲ相およびＳ相がストレートに貫通された第１のストレート貫通変流器１０1と送配電線のＳ相およびＴ相がストレートに貫通された第２のストレート貫通変流器１０2とを差接続したが、送配電線のＲ相およびＴ相がストレートに貫通された第１のストレート貫通変流器１０1と送配電線のＳ相およびＴ相がストレートに貫通された第２のストレート貫通変流器１０2とを差接続してもよいし、送配電線のＲ相およびＴ相がストレートに貫通された第１のストレート貫通変流器１０1と送配電線のＲ相およびＳ相がストレートに貫通された第２のストレート貫通変流器１０2とを差接続してもよい。
また、Ｔ相−Ｒ相の線間電圧ＶTRおよびＲ相の相電圧ＶRを用いたが、表１に丸印で示す電圧の組合せのいずれか１つを用いてもよい。ただし、上述した短絡事故発生判定条件および事故様相判定条件を電圧の組合せに応じて変更する必要がある。
【表１】
2009033818.tif 000003
【実施例２】
【００２０】
次に、本発明の第２の実施例による電圧抑制付過電流継電装置について、図６乃至図８を参照して説明する。
本実施例による電圧抑制付過電流継電装置は、図６に示すように、送配電線のＲ相およびＳ相がストレートに貫通された第１のストレート貫通変流器１０1と、送配電線のＳ相およびＴ相がストレートに貫通された第２のストレート貫通変流器１０2と、第１のストレート貫通変流器１０1から入力される第１の短絡電流ＩRy1と母線に設置された計器用変圧器６から入力される電圧情報から求めたＴ相−Ｒ相の線間電圧ＶTRおよびＲ相の相電圧ＶRとに基づいて送配電線の短絡事故を検出すると、送配電線のＲ相、Ｓ相およびＴ相にそれぞれ設置された第１乃至第３の遮断器２1〜２3を一括遮断する第１の電圧抑制付過電流継電器５０1と、第２のストレート貫通変流器１０3から入力される第２の短絡電流ＩRy2と計器用変圧器６から入力される電圧情報から求めたＴ相−Ｒ相の線間電圧ＶTRおよびＲ相の相電圧ＶRとに基づいて短絡事故を検出すると、第１乃至第３の遮断器２1〜２3を一括遮断する第２の電圧抑制付過電流継電器５０2とを具備する。
【００２１】
ここで、第１のストレート貫通変流器１０1は、２次コイルを巻装した環状鉄心に送配電線のＲ相およびＳ相を同じ向きにストレートに貫通させた貫通形変流器であり、第２のストレート貫通変流器１０2は、２次コイルを巻装した環状鉄心に送配電線のＳ相およびＴ相を同じ向きにストレートに貫通させた貫通形変流器である。
すなわち、送配電線のＲ相およびＳ相はともに第１のストレート貫通変流器１０1の極性方向に貫通されており、送配電線のＳ相およびＴ相はともに第２のストレート貫通変流器１０2の極性方向に貫通されている。
【００２２】
したがって、短絡事故が発生していないときに送配電線のＲ相、Ｓ相およびＴ相に流れる負荷電流をＩR，ＩS，ＩTで表すと、図７に示すようにＲ相の負荷電流ＩRとＳ相の負荷電流ＩSとが１２０°の位相差で第１のストレート貫通変流器１０1の環状鉄心を極性方向に貫通して流れるため、第１のストレート貫通変流器１０1から第１の電圧抑制付過電流継電器５０1に入力される第１の負荷電流Ｉ1はＲ相の負荷電流ＩRとＳ相の負荷電流ＩSとのベクトル和となり、第１の負荷電流Ｉ1の振幅はＲ相の負荷電流ＩR（Ｓ相の負荷電流ＩS）の振幅となる。
Ｉ1＝ＩR＋ＩS
｜Ｉ1｜＝｜ＩR＋ＩS｜＝｜ＩR｜＝｜ＩS｜
同様に、図７に示すようにＳ相の負荷電流ＩSとＴ相の負荷電流ＩTとが１２０°の位相差で第２のストレート貫通変流器１０2の環状鉄心を極性方向に貫通して流れるため、第２のストレート貫通１０2から第２の電圧抑制付過電流継電器５０2に入力される第２の負荷電流Ｉ2はＳ相の負荷電流ＩSとＴ相の負荷電流ＩTとのベクトル和となり、第２の負荷電流Ｉ2の振幅はＳ相の負荷電流ＩS（Ｔ相の負荷電流ＩT）の振幅となる。
Ｉ2＝ＩS＋ＩT
｜Ｉ2｜＝｜ＩS＋ＩT｜＝｜ＩS｜＝｜ＩT｜
【００２３】
また、第１および第２の電圧抑制付過電流継電器５０1，５０2は、Ｔ相−Ｒ相の線間電圧ＶTRの位相が２１０°でかつＲ相の相電圧ＶRの位相が０°であることを基準として動作する（図２（ｂ）参照）。
【００２４】
このため、送配電線のＲ相−Ｓ相間の短絡事故時のＲ相−Ｓ相の線間電圧ＶRSおよびＳ相−Ｔ相間の短絡事故時のＳ相−Ｔ相の線間電圧ＶSTを短絡事故検出感度の８５Ｖとすると、第１および第２の電圧抑制付過電流継電器５０1，５０2は、Ｔ相−Ｒ相の線間電圧ＶT Rが第１の電圧値ｋ１＝８５Ｖ以下であることを条件として短絡事故が発生したと判定するとともに、Ｔ相−Ｒ相の線間電圧ＶT Rが第２の電圧値ｋ２＝１０４．３Ｖ以下であり、かつ、短絡事故前のＴ相−Ｒ相の線間電圧ＶTRの位相＝２１０°を基準として短絡事故時のＴ相−Ｒ相の線間電圧ＶTRの位相が角度範囲α内だけ遅れているか進んでいること（５．９５°≦α≦３０°または−３０°≦α≦−５．９５°）を条件として短絡事故が発生したと判定する（（１）式および（２）式参照）。
【００２５】
また、第１および第２の電圧抑制付過電流継電器５０1，５０2は、短絡事故が発生したと判定すると、以下のようにして、事故様相を判定するとともに、事故様相の判定の結果に応じて抑制電圧ＶRyを算出する。
【００２６】
（１）Ｒ相−Ｓ相間の短絡事故の場合
Ｔ相−Ｒ相の線間電圧ＶTRが１０４．３Ｖ以下であり、かつ、短絡事故前のＴ相−Ｒ相の線間電圧ＶTRの位相＝２１０°を基準としてＴ相−Ｒ相の線間電圧ＶTRの位相が角度範囲α内だけ遅れている（＋α）場合に、第１および第２の電圧抑制付過電流継電器５０1，５０2は、Ｒ相−Ｓ相間の短絡事故と判定する（図３（ａ）参照）。
Ｒ相−Ｓ相間の短絡事故が発生すると、図６に破線の矢印で示すように送配電線のＲ相にＲ相の短絡電流ＩFRが内部方向に流れ、送配電線のＳ相にＳ相の短絡電流ＩFSが外部方向に流れるが、送配電線のＴ相にはＴ相の短絡電流ＩFTが流れない。
したがって、第１のストレート貫通変流器１０1から第１の電圧抑制付過電流継電器５０1に入力される第１の短絡電流ＩRy1はＲ相の短絡電流ＩFRとＳ相の短絡電流ＩFSとのベクトル和となり、第１の短絡電流ＩRy1の振幅は“０”となる（図８（ａ）参照。なお、図８においては、送配電線の内部方向に流れる短絡電流ＩFR，ＩFS，ＩFTは実線の矢印で、送配電線の外部方向に流れる短絡電流ＩFR，ＩFS，ＩFTは一点鎖線の矢印で示している。）。
ＩRy1＝ＩFR＋ＩFS＝０
｜ＩRy1｜＝｜ＩFR＋ＩFS｜＝０
また、第２のストレート貫通変流器１０2から第２の電圧抑制付過電流継電器５０2に入力される第２の短絡電流ＩRy2はＳ相の短絡電流ＩFSとなり、第２の短絡電流ＩRy2の振幅はＳ相の短絡電流ＩFSの振幅となる（図８（ａ）参照）。
ＩRy2＝ＩFS
｜ＩRy2｜＝｜ＩFS｜
第１および第２の電圧抑制付過電流継電器５０1，５０2は、Ｔ相−Ｒ相の線間電圧ＶTRを用いて抑制電圧ＶRyを次式により算出する。
ＶRy＝２×Ｖ×ｃｏｓ(６０°＋α)
ここで、Ｖ＝ＶTR∠（２１０°+α）
（２）Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故の場合
Ｔ相−Ｒ相の線間電圧ＶTRが１０４．３Ｖ以下であり、かつ、短絡事故前のＴ相−Ｒ相の線間電圧ＶTRの位相＝２１０°を基準としてＴ相−Ｒ相の線間電圧ＶTRの位相が角度範囲α内だけ進んでいる（−α）場合に、第１および第２の電圧抑制付過電流継電器５０1，５０2は、Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故と判定する（図３（ｂ）参照）。
Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故が発生すると、送配電線のＳ相にＳ相の短絡電流ＩFSが内部方向に流れ、送配電線のＴ相にＴ相の短絡電流ＩFTが外部方向に流れるが、送配電線のＲ相にはＲ相の短絡電流ＩFRが流れない。
したがって、第１のストレート貫通変流器１０1から第１の電圧抑制付過電流継電器５０1に入力される第１の短絡電流ＩRy1はＳ相の短絡電流ＩFSとなり、第１の短絡電流ＩRy1の振幅はＳ相の短絡電流ＩFSの振幅となる（図８（ｂ）参照）。
ＩRy1＝ＩFS
｜ＩRy1｜＝｜ＩFS｜
また、第２のストレート貫通変流器１０2から第２の電圧抑制付過電流継電器５０2に入力される第２の短絡電流ＩRy2はＳ相の短絡電流ＩFSとＴ相の短絡電流ＩFTとのベクトル和となり、第２の短絡電流ＩRy2の振幅は“０”となる（図８（ｂ）参照）。
ＩRy2＝ＩFS＋ＩFT＝０
｜ＩRy2｜＝｜ＩFS＋ＩFT｜＝０
第１および第２の電圧抑制付過電流継電器５０1，５０2は、Ｔ相−Ｒ相の線間電圧ＶTRを用いて抑制電圧ＶRyを次式により算出する。
ＶRy＝２×Ｖ×ｃｏｓ(６０°＋α)
ここで、Ｖ＝ＶTR∠（２１０°−α）
（３）Ｔ相−Ｒ相間の短絡事故の場合
Ｔ相−Ｒ相の線間電圧ＶTRが８５Ｖ以下であり、かつ、短絡事故前のＴ相−Ｒ相の線間電圧ＶTRの位相＝２１０°を基準としてＴ相−Ｒ相の線間電圧ＶTRの位相が角度範囲α内だけ遅れていたり進んでいたりしておらず（すなわち、−５．９５°よりも大きくて５．９５°よりも小さく）、かつ、短絡事故前のＲ相の相電圧ＶRの位相＝０°を基準としてＲ相の相電圧ＶRの位相が所定の他の角度範囲β（６．７６°≦β≦６０°、（３）式参照）内だけ進んでいる（−β）場合に、第１および第２の電圧抑制付過電流継電器５０1，５０2は、Ｔ相−Ｒ相間の短絡事故と判定する（図３（ｃ）参照）。
Ｔ相−Ｒ相間の短絡事故が発生すると、送配電線のＴ相にＴ相の短絡電流ＩFTが内部方向に流れ、送配電線のＲ相にＲ相の短絡電流ＩFRが外部方向に流れるが、送配電線のＳ相にはＳ相の短絡電流ＩFSが流れない。
したがって、第１のストレート貫通変流器１０1から第１の電圧抑制付過電流継電器５０1に入力される第１の短絡電流ＩRy1はＲ相の短絡電流ＩFRとなり、第１の短絡電流ＩRy1の振幅はＲ相の短絡電流ＩFRの振幅となる（図８（ｃ）参照）。
ＩRy1＝ＩFR
｜ＩRy1｜＝｜ＩFR｜
また、第２のストレート貫通変流器１０2から第２の電圧抑制付過電流継電器５０2に入力される第２の短絡電流ＩRy2はＴ相の短絡電流ＩFTとなり、第２の短絡電流ＩRy2の振幅はＴ相の短絡電流ＩFTの振幅となる（図８（ｃ）参照）。
ＩRy2＝ＩFT
｜ＩRy2｜＝｜ＩFT｜
第１および第２の電圧抑制付過電流継電器５０1，５０2は、Ｔ相−Ｒ相の線間電圧ＶTRを用いて抑制電圧ＶRyを次式により算出する。
ＶRy＝Ｖ
ここで、Ｖ＝ＶTR∠２１０°
（４）Ｒ相−Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故の場合
Ｔ相−Ｒ相の線間電圧ＶTRが８５Ｖ以下であり、かつ、短絡事故前のＴ相−Ｒ相の線間電圧ＶTRの位相＝２１０°を基準としてＴ相−Ｒ相の線間電圧ＶTRの位相が角度範囲α内だけ遅れていたり進んでいたりしておらず（すなわち、−５．９５°よりも大きくて５．９５°よりも小さく）、かつ、短絡事故前のＲ相の相電圧ＶRの位相＝０°を基準としてＲ相の相電圧ＶRの位相が他の角度範囲β内だけ遅れていたり進んでいたりしていない（すなわち、−６．７６°よりも大きくて６．７６°よりも小さい）ことを条件に、第１および第２の電圧抑制付過電流継電器５０1，５０2は、Ｒ相−Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故と判定する（図３（ｄ）参照）。
Ｒ相−Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故が発生すると、送配電線のＲ相、Ｓ相およびＴ相にＲ相の短絡電流ＩFR、Ｓ相の短絡電流ＩFSおよびＴ相の短絡電流ＩFTが位相差１２０°で内部方向にそれぞれ流れる。
したがって、第１のストレート貫通変流器１０1から第１の電圧抑制付過電流継電器５０1に入力される第１の短絡電流ＩRy1はＲ相の短絡電流ＩFRとＳ相の短絡電流ＩFSとのベクトル和となり、第１の短絡電流ＩRy1の振幅はＲ相の短絡電流ＩFR（Ｓ相の短絡電流ＩFS）の振幅となる（図８（ｄ）参照）。
ＩRy1＝ＩFR＋ＩFS
｜ＩRy1｜＝｜ＩFR＋ＩFS｜＝｜ＩFR｜＝｜ＩFS｜
また、第２のストレート貫通変流器１０2から第２の電圧抑制付過電流継電器５０2に入力される第２の短絡電流ＩRy2はＳ相の短絡電流ＩFSとＴ相の短絡電流ＩFTとのベクトル和となり、第２の短絡電流ＩRy2の振幅はＳ相の短絡電流ＩFS（Ｔ相の短絡電流ＩFT）の振幅となる（図８（ｄ）参照）。
ＩRy2＝ＩFS＋ＩFT
｜ＩRy2｜＝｜ＩFS＋ＩFT｜＝｜ＩFS｜＝｜ＩFT｜
第１および第２の電圧抑制付過電流継電器５０1，５０2は、Ｔ相−Ｒ相の線間電圧ＶTRを用いて抑制電圧ＶRyを次式により算出する。
ＶRy＝Ｖ
ここで、Ｖ＝ＶTR∠２１０°
【００２７】
第１および第２の電圧抑制付過電流継電器５０1，５０2は、抑制電圧ＶRyに応じて電流整定値の倍率を規定する電圧抑制特性（図５参照）によって決定される電流整定値を第１および第２の補正短絡電流ＩRy1’，ＩRy2’の振幅が超えた場合には、第１乃至第３の遮断器２1〜２3を一括遮断する。
なお、Ｒ相−Ｓ相間の短絡事故の場合には、第１の短絡電流ＩRy1の振幅が“０”となるが、第２の電圧抑制付過電流継電器５０2の動作によって第１乃至第３の遮断器２1〜２3が一括遮断されるので、問題ない。また、Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故の場合には、第２の短絡電流ＩRy2の振幅が“０”となるが、第１の電圧抑制付過電流継電器５０1の動作によって第１乃至第３の遮断器２1〜２3が一括遮断されるので、問題ない。
【００２８】
以上の説明では、送配電線のＲ相およびＳ相がストレートに貫通された第１のストレート貫通変流器１０1と送配電線のＳ相およびＴ相がストレートに貫通された第２のストレート貫通変流器１０2とを用いたが、送配電線のＲ相およびＴ相がストレートに貫通された第１のストレート貫通変流器１０1と送配電線のＳ相およびＴ相がストレートに貫通された第２のストレート貫通変流器１０2とを用いてもよいし、送配電線のＲ相およびＴ相がストレートに貫通された第１のストレート貫通変流器１０1と送配電線のＲ相およびＳ相がストレートに貫通された第２のストレート貫通変流器１０2とを用いてもよい。
また、Ｔ相―Ｒ相の線間電圧ＶTRとＲ相の相電圧ＶRとを用いたが、表１に示した電圧の組合せのいずれか１つを用いてもよい。ただし、上述した短絡事故発生判定条件および事故様相判定条件を電圧の組合せに応じて変更する必要がある。
【００２９】
以上では、送配電線において使用される電圧抑制付過電流継電器との組合せでストレート貫通変流器について説明したが、ストレート貫通変流器は、送配電線以外の三相交流回路において使用されている電圧抑制付過電流継電器と組み合わせても、同様の効果を得ることができる。
また、ストレート貫通変流器の環状鉄心には三相交流回路の任意の２相を１回だけ貫通させたが、三相交流回路の任意の２相が２回以上貫通するように、三相交流回路の任意の２相をストレート貫通変流器の環状鉄心に同じ回数または異なる回数だけ巻いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の第１の実施例による電圧抑制付過電流継電装置について説明するための図である。
【図２】短絡事故が発生していないときに図１に示した差接続された第１および第２のストレート貫通変流器１０1，１０2から電圧抑制付過電流継電器５０に入力される負荷電流Ｉおよび図１に示した計器用変圧器６から電圧抑制付過電流継電器５０に入力されるＴ相−Ｒ相の線間電圧ＶTRおよびＲ相の相電圧ＶRについて説明するための図である。
【図３】短絡事故が発生したときに図１に示した計器用変圧器６から電圧抑制付過電流継電器５０に入力されるＴ相−Ｒ相の線間電圧ＶTRおよびＲ相の相電圧ＶRについて説明するための図である。
【図４】短絡事故が発生したときに図１に示した第１および第２のストレート貫通変流器１０1，１０2から電圧抑制付過電流継電器５０に入力される短絡電流ＩRyについて説明するための図である。
【図５】電圧抑制特性の一例を示す図である。
【図６】本発明の第２の実施例による電圧抑制付過電流継電装置について説明するための図である。
【図７】短絡事故が発生していないときに図６に示した第１のストレート貫通変流器１０1から第１および第２の電圧抑制付過電流継電器５０1に入力される第１の負荷電流Ｉ1と、図６に示した第２のストレート貫通変流器１０2から第２の電圧抑制付過電流継電器５０2に入力される第２の負荷電流Ｉ2について説明するための図である。
【図８】短絡事故が発生したときに図７に示した第１および第２のストレート貫通変流器１０1，１０2から第１および第２の電圧抑制付過電流継電器５０1，５０2にそれぞれ入力される第１および第２の短絡電流ＩRy1，ＩRy2について説明するための図である。
【図９】電圧抑制付過電流継電器を送配電線の各相に設置して短絡事故からの保護を図る従来方法を説明するための図である。
【図１０】末端回路の送配電線などで電圧抑制付過電流継電器を２相にだけ設置して短絡事故からの保護を図る従来方法を説明するための図である。
【符号の説明】
【００３１】
１  電源
２1〜２3  第１乃至第３の遮断器
３1〜３3  第１乃至第３の変流器
４1〜４3  第１乃至第３の電圧抑制付過電流継電器
６  計器用変圧器
１０1，１０2  第１および第２のストレート貫通変流器
５０  電圧抑制付過電流継電器
５０1，５０2  第１および第２の電圧抑制付過電流継電器
Ｉ，ＩR，ＩS，ＩT  負荷電流
Ｉ’  補正負荷電流
Ｉ1，Ｉ2  第１および第２の負荷電流
ＩRy，ＩFR，ＩFS，ＩFT，ｉF1，ｉF2  短絡電流
ＩRy’  補正短絡電流
ＩRy1，ＩRy2  第１および第２の短絡電流
ＶR，ＶS，ＶT  相電圧
ＶRS，ＶST，ＶTR  線間電圧
ＶRy  抑制電圧
θ  インピーダンス角
ｋ１，ｋ２  第１および第２の電圧値
α，β  角度範囲
【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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