(57)【要約】【課題】電圧抑制付過電流継電器の設置台数を２台としても停電の範囲の拡大を防止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】第１乃至第３の変流器３1〜３3のうち第１および第２の変流器３1，３2を和接続するとともに第２および第３の変流器３2，３3を和接続する。第１の電圧抑制付過電流継電器５０1は、和接続された第１および第２の変流器３1，３2から入力される第１の短絡電流ＩRy1と線間電圧ＶTRおよびＲ相電圧ＶRとに基づいて短絡事故を検出すると、第２の電圧抑制付過電流継電器５０2は、和接続された第２および第３の変流器３2，３3から入力される第２の短絡電流ＩRy2と線間電圧ＶTRおよびＲ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
2009033819.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、
前記三相交流回路の第１の相に設置された第１の変流器（３1）と、
前記三相交流回路の第２の相に設置された、かつ、前記第１の変流器と和接続された第２の変流器（３2）と、
前記三相交流回路の第３の相に設置された、かつ、前記第２の変流器と和接続された第３の変流器（３3）と、
前記和接続された第１および第２の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、
前記和接続された第２および第３の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２】
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１記載の電圧抑制付過電流継電装置。
【請求項３】
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２または３記載の電圧抑制付過電流継電装置。
【請求項５】
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１乃至４いずれかに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１０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１１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）電圧抑制付過電流継電器の設置台数を３台よりも２台と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、電圧抑制付過電流継電器の設置台数を２台としても停電の範囲の拡大を防止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、前記三相交流回路の第１の相に設置された第１の変流器（３1）と、前記三相交流回路の第２の相に設置された、かつ、前記第１の変流器と和接続された第２の変流器（３2）と、前記三相交流回路の第３の相に設置された、かつ、前記第２の変流器と和接続された第３の変流器（３3）と、前記和接続された第１および第２の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、前記和接続された第２および第３の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、三相交流回路の第１および第２の相にそれぞれ設置された第１および第２の変流器を和接続するとともに三相交流回路の第２および第３の相にそれぞれ設置された第２および第３の変流器を和接続することにより、電圧抑制付過電流継電器の設置台数を２台としても、自回路および他回路にまたがる短絡事故を確実に検出して停電の範囲の拡大を防止することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
上記の目的を、送配電線の第１および第２の相にそれぞれ設置された第１および第２の変流器を和接続するとともに、第２の変流器と送配電線の第３の相に設置された第３の変流器とを和接続し、第１の電圧抑制付過電流継電器が、和接続された第１および第２の変流器から入力される第１の短絡電流と送配電線の所定の組合せの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、送配電線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とともに、第２の電圧抑制付過電流継電器が、和接続された第１および第３の変流器から入力される第２の短絡電流と送配電線所定の組合せの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、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。
本発明の一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相にそれぞれ設置された、かつ、和接続された第１および第２の変流器３1，３2と、送配電線のＴ相に設置された、かつ、第２の変流器３2と和接続された第３の変流器３3と、和接続された第１および第２の変流器３1，３2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（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を一括遮断する第１の電圧抑制付過電流継電器５０1と、和接続された第２および第３の変流器３2，３3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。
【００１２】
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とが１２０°の位相差で第１および第２の変流器３1，３2をそれぞれ流れるため、和接続された第１および第２の変流器３1，３2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２（ａ）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および第３の変流器３2，３3をそれぞれ流れるため、和接続された第２および第３の変流器３2，３3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｜
【００１３】
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）。
【００１４】
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の位相が所定の角度範囲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）
【００１５】
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。
【００１６】
（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５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、和接続された第１および第２の変流器３1，３2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、図５に実線の太矢印で示すように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いる。）。
ＩRy1＝ＩFR＋ＩFS＝０
｜ＩRy1｜＝｜ＩFR＋ＩFS｜＝０
また、和接続された第２および第３の変流器３2，３3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、図５に破線の太矢印で示すように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４（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、図６に破線の太矢印で示すように送配電線の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、和接続された第１および第２の変流器３1，３2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、図６に実線の太矢印で示すように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４（ｂ）参照）。
ＩRy1＝ＩFS
｜ＩRy1｜＝｜ＩFS｜
また、和接続された第２および第３の変流器３2，３3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、図６に破線の太矢印で示すように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４（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）。
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、図７に破線の矢印で示すように送配電線の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、和接続された第１および第２の変流器３1，３2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、図７に実線の太矢印で示すように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４（ｃ）参照）。
ＩRy1＝ＩFR
｜ＩRy1｜＝｜ＩFR｜
また、和接続された第２および第３の変流器３2，３3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、図７に破線の太矢印で示すように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４（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、図８に破線の矢印で示すように送配電線の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、和接続された第１および第２の変流器３1，３2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、図８に実線の太矢印で示すように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４（ｄ）参照）。
ＩRy1＝ＩFR＋ＩFS
｜ＩRy1｜＝｜ＩFR＋ＩFS｜＝｜ＩFR｜＝｜ＩFS｜
また、和接続された第２および第３の変流器３2，３3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、図８に破線の太矢印で示すように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４（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°
【００１７】
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９参照）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。
【００１８】
以上の説明では、送配電線のＲ相およびＳ相に設置された第１および第２の変流器３1，３2を和接続するとともに、送配電線のＳ相およびＴ相に設置された第２および第３の変流器３2，３3を和接続したが、和接続する２つの変流器は他の組合せでもよい。
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】
2009033819.tif 000003
【００１９】
本発明による電圧抑制付過電流継電装置では、送配電線につき和接続された変流器および電圧抑制付過電流継電器を２組使用することにより、他回路にまたがる短絡事故があった場合には、自回路のいずれかの相に短絡電流が流れるため、２台の電圧抑制付過電流継電器の少なくとも一方によってこの短絡事故を確実に検出することができる。
【００２０】
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和接続された変流器について説明したが、和接続された変流器は、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。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一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の負荷電流Ｉ1，Ｉ2と、第１および第２の電圧抑制付過電流継電器５０1，５０2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に示した第１および第２の電圧抑制付過電流継電器５０1，５０2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５】送配電線のＲ相−Ｓ相間に短絡事故が発生した場合に図１に示した第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６】送配電線のＳ相−Ｔ相間に短絡事故が発生した場合に図１に示した第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７】送配電線のＴ相−Ｒ相間に短絡事故が発生した場合に図１に示した第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８】送配電線のＲ相−Ｓ相−Ｔ相間に短絡事故が発生した場合に図１に示した第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】電圧抑制特性の一例を示す図である。
【図１０】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１１】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】
【００２２】
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
５０1，５０2  第１および第２の電圧抑制付過電流継電器
ＩR，ＩS，ＩT  負荷電流
Ｉ1，Ｉ2  第１および第２の負荷電流
ＩFR，ＩFS，ＩFT  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】
2009033819.tif 000004
【図２】
2009033819.tif 000005
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2009033819.tif 000009
【図７】
2009033819.tif 000010
【図８】
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【図９】
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【図１０】
2009033819.tif 000013
【図１１】
2009033819.tif 000014