(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
変電所から引出された対象フィーダに接続された複数の需要家等の負荷のいずれか１つを着目負荷とし、
前記対象フィーダに上流側から次数間高調波の電流を注入し、
前記対象フィーダの前記各負荷より上流の前記次数間高調波の電圧，電流を計測して前記対象フィーダ全体の前記次数間高調波についての負荷特性を求め、
前記対象フィーダの前記着目負荷に流入する前記次数間高調波の電流，電圧を計測して前記着目負荷の次数間高調波についての負荷特性を求め、
前記対象フィーダ全体の前記次数間高調波についての負荷特性と前記着目負荷の前記次数間高調波についての負荷特性とから前記対象フィーダの前記着目負荷以外の残りの負荷全体の次数間高調波についての負荷特性を求める
ことを特徴とする高調波特性計測方法。
【請求項２】
変電所の変圧器の負荷側母線から引出された複数のフィーダのいずれか１つを対象フィーダとし、
前記負荷側母線に次数間高調波の電流を注入し、
前記負荷側母線の前記次数間高調波の注入電圧及び注入電流を計測し、
前記注入電流から前記変圧器を介して上位系統へ流れる前記次数間高調波の分流を減算して前記各フィーダに流入する前記次数間高調波の全フィーダ電流を求め、
前記対象フィーダに流入する前記次数間高調波の電流を計測して前記全フィーダ電流から減算し、前記対象フィーダ以外の残りのフィーダに流入する前記次数間高調波の電流を求め、
前記次数間高調波の前記注入電圧と前記残りのフィーダに流入する前記次数間高調波の電流とから前記残りのフィーダ全体の前記次数間高調波についての負荷特性を求め、
前記次数間高調波の前記注入電圧と前記対象フィーダに流入する前記次数間高調波の電流とから前記対象フィーダの前記次数間高調波についての負荷特性を求め、
前記対象フィーダの複数の需要家等の負荷のいずれか１つを着目負荷とし、
前記着目負荷に流入する前記次数間高調波の電流，電圧を計測して前記着目負荷の前記次数間高調波の負荷特性を求め、
前記対象フィーダ全体の前記次数間高調波についての負荷特性と前記着目負荷の前記次数間高調波についての負荷特性とから前記対象フィーダの前記着目負荷以外の残りの負荷全体の前記次数間高調波についての負荷特性を求める
ことを特徴とする高調波特性計測方法。
【請求項３】
着目負荷の目標高調波の上，下の次数間高調波についての負荷特性から前記着目負荷の前記目標高調波のインピーダンス又はアドミタンスを補間演算して求め、
前記着目負荷の前記目標高調波の電圧，出力電流を計測し、
前記目標高調波の前記インピーダンス又は前記アドミタンス及び前記電圧，前記出力電流により、前記着目負荷の前記目標高調波についての等価回路を求める
ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の高調波特性計測方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、変電所から引出された対象フィーダに、その上流側から次数間高調波の電流を注入して着目負荷及びその上位側の高調波特性を計測する高調波計測方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、半導体応用装置普及等に伴い、各種機器から発生する高調波電流による電力系統の電圧歪みの増大が問題となっている。
【０００３】
そして、本出願人は、電力系統の高調波特性を正確に把握し、障害対策の検討，原因追及を行って高調波レベルの低減等を行うため、３次，５次等の着目高調波の上，下の系統基本周波数を非整数倍した周波数の次数間高調波の電流を電力系統に注入し、注入周波数の電圧，電流の実測結果から電力系統の注入周波数についての等価回路（負荷特性）を求め、さらにこの等価回路から着目高調波の等価回路を補間演算して決定し、その高調波特性を測定する発明を、既に特願平８−３１０１９２号等により、出願している。
【０００４】
この従来の高調波計測の場合、注入周波数の電流が系統に本来存在しない系統基本周波数の非整数倍の周波数の電流であり、注入周波数についての等価回路が実測により精度よく求まるため、この結果を用いて着目高調波についての系統の高調波特性を精度よく把握し得る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、実際の配電系統にあっては、例えば図１の単線結線図に示すように、上位系統１から変電所２の変圧器３の負荷母線４を介して１又は複数のフィーダ５A，５B，５C，５D，…が引出され、これらのフィーダにそれぞれ１又は複数の需要家等の負荷６Aａ，６Aｂ，６B，６C，６D，…が接続される。
【０００６】
そして、次数間高調波の電流を各フィーダの上流側の負荷母線４から注入し、いずれかのフィーダの着目負荷につき、着目負荷及びその上位の次数間高調波についての負荷特性を計測して把握することが望まれる場合、従来は、フィーダ毎及び負荷毎に次数間高調波の電圧，電流を計測してそれぞれの次数間高調波についてのインピーダンス又はアドミタンスを求めて必要な負荷特性を得るしかなく、煩雑な作業を要し、とくに、負荷母線４に複数のフィーダが接続されている場合は計測が極めて困難になる問題点がある。
【０００７】
なお、前記既出願等にも記載されているように、着目負荷につき、目標高調波（着目高調波）の上，下の次数間高調波についての負荷特性を求めると、この特性と着目負荷の目標高調波の電圧，電流とから、着目負荷の目標高調波のインピーダンス又はアドミタンスの負荷特性及び電流源を求めてその等価回路を把握することができる。
【０００８】
本発明は、変電所から引出された対象フィーダに、その上流側から次数間高調波の電流を注入し、対象フィーダの着目負荷及びそれ以外のフィーダ，負荷の次数間高調波についての負荷特性を、フィーダ，負荷の数によらず、容易に計測し得るようにし、さらには、この計測結果を利用して着目負荷の目標高調波についての等価回路も容易に計測し得るようにすることを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明の高調波特性計測方法は、請求項１の場合、変電所から引出された対象フィーダに接続された複数の需要家等の負荷のいずれか１つを着目負荷とし、
対象フィーダに上流側から次数間高調波の電流を注入し、
対象フィーダの各負荷より上流の次数間高調波の電圧，電流を計測して対象フィーダ全体の次数間高調波についての負荷特性を求め、
対象フィーダの着目負荷に流入する次数間高調波の電流，電圧を計測して着目負荷の次数間高調波についての負荷特性を求め、
対象フィーダ全体の次数間高調波についての負荷特性と着目負荷の次数間高調波についての負荷特性とから対象フィーダの着目負荷以外の残りの負荷全体の次数間高調波についての負荷特性を求める。
【００１０】
したがって、対象フィーダにその上流側から次数間高調波の電流を注入すると、対象フィーダ全体及び着目負荷の次数間高調波についての負荷特性が計測から求められる。
【００１１】
そして、対象フィーダ全体の負荷特性のインピーダンス又はアドミタンスから着目負荷の負荷特性のインピーダンス又はアドミタンスを減算することにより、対象フィーダの残りの負荷全体の次数間高調波についての負荷特性が求められる。
【００１２】
この場合、前記の残りの負荷につき、個別に次数間高調波についての電圧，電流を計測したりすることなく、容易に一括して全体の次数間高調波についての負荷特性を求めて高調波特性を計測することができる。
【００１３】
そのため、対象フィーダの着目負荷及び残りの負荷全体の次数間高調波の特性を簡単に計測して把握することができる。
【００１４】
つぎに、請求項２の場合は、変電所の変圧器の負荷側母線から引出された複数のフィーダのいずれか１つを対象フィーダとし、
負荷側母線に次数間高調波の電流を注入し、
負荷側母線の次数間高調波の注入電圧及び注入電流を計測し、
注入電流から変圧器を介して上位系統へ流れる次数間高調波の分流を減算して各フィーダに流入する次数間高調波の全フィーダ電流を求め、
対象フィーダに流入する次数間高調波の電流を計測して全フィーダ電流から減算し、対象フィーダ以外の残りのフィーダに流入する次数間高調波の電流を求め、
次数間高調波の注入電圧と残りのフィーダに流入する次数間高調波の電流とから残りのフィーダ全体の次数間高調波についての負荷特性を求め、
次数間高調波の注入電圧と対象フィーダに流入する次数間高調波の電流とから対象フィーダの次数間高調波についての負荷特性を求め、
対象フィーダの複数の需要家等の負荷のいずれか１つを着目負荷とし、
着目負荷に流入する次数間高調波の電流，電圧を計測して着目負荷の次数間高調波についての負荷特性を求め、
対象フィーダ全体の次数間高調波の負荷特性と着目負荷の次数間高調波の負荷特性とから対象フィーダの着目負荷以外の残りの負荷全体の次数間高調波についての負荷特性を求める。
【００１５】
したがって、この場合は変電所から対象フィーダを含む複数のフィーダが引出されている場合に、変圧器の負荷側母線の次数間高調波の注入電圧，注入電流を計測し、注入電流から上位系統及び対象フィーダへの分流を減算して対象フィーダ以外の残りのフィーダ全体に流入する次数間高調波の電流が求められる。
【００１６】
そして、この次数間高調波の電流と前記の注入電圧とにより、残りのフィーダ全体の次数間高調波についての負荷特性が容易に求められる。
【００１７】
さらに、対象フィーダについては、このフィーダに流入する次数間高調波の電流と前記の注入電圧とに基づき、請求項１の場合と同様にして、着目負荷及びそれ以外の残りの負荷の次数間高調波についての負荷特性が求められる。
【００１８】
そのため、対象フィーダの着目負荷の上位側の負荷である、対象フィーダ以外の残りの各フィーダ及び対象フィーダの残りの各負荷につき、フィーダ毎に個別に次数間高調波の電圧，電流を計測したりすることなく、それぞれ一括して次数間高調波についての負荷特性が求まり、フィーダ数及び負荷数によらず、容易に対象フィーダの着目負荷及びその上位側の負荷特性を計測することができる。
【００１９】
つぎに、請求項３の場合は、請求項１又は請求項２の手法で計測した着目負荷の目標高調波の上，下の次数間高調波についての負荷特性から着目負荷の目標高調波のインピーダンス又はアドミタンスを補間演算して求め、
着目負荷の目標高調波の電圧，出力電流を計測し、
目標高調波のインピーダンス又はアドミタンス及び電圧，出力電流により、着目負荷の目標高調波についての等価回路を求める。
【００２０】
したがって、次数間高調波についての負荷特性の計測結果を利用して着目負荷の目標高調波についての等価回路を容易に求めることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の１形態につき、図１及び図２を参照して説明する。
図１の系統全体の単線結線図に示すように、上位系統１に電源側（１次電源側）が接続された変電所２の変圧器３は、その負荷側（２次負荷側）に負荷母線４が接続され、この負荷母線４から複数のフィーダ５A，５B，５C，５D，…が引出され、フィーダ５Aが対象フィーダを形成する。
【００２２】
そして、各フィーダの負荷６A，６B，６C，６D，…は、それぞれ１又は複数の需要家等の負荷からなり、例えば対象フィーダ５Aの負荷６Aは着目負荷６Aａ と１又は複数の残りの負荷６Aｂからなる。
【００２３】
なお、負荷母線４には変電所２内のコンデンサ設備７（スタコン設備）等も接続される。
【００２４】
また、変電所２にインバータ等からなる次数間高調波の電流注入装置８が設けられ、この装置８は変電所２に設けた主計測処理装置９により発停制御され、設定された周波数の次数間高調波の電流を昇圧・注入用変圧器１０を介して負荷母線４に注入する。
【００２５】
この負荷母線４の次数間高調波の注入電圧Ｖｊｎ，注入電流Ｉｊｎは、計器用変圧器１１，計器用変流器１２により計測され、それらの計測信号に計測処理装置９のＦＦＴ，ＤＦＴ等のデジタル周波解析が施されて求められる。
【００２６】
ところで、負荷母線４に注入された次数間高調波の電流Ｉｊｎは一部が変圧器３を介して上位系統７に電流Ｉｓｎとして分流する。
【００２７】
そして、変圧器３の負荷側に計器用変流器１３を設けたときは、この変流器１３の計測信号が主計測処理装置９に供給されてデジタル周波数解析され、前記分流Ｉｓｎが求められる。
【００２８】
また、計器用変流器１３が設けられないときは、計測処理装置９により、変圧器３を含む上位系統１の次数間高調波についての既知のインピーダンスＺｓｎ又はアドミタンスＹｓｎ（＝１／Ｚｓｎ）と、変圧器１１により計測された電圧Ｖｊｎとに基づき、Ｖｊｎ／Ｚｓｎ（＝Ｖｊｎ・Ｙｓｎ）のベクトル演算から分流Ｉｓｎが求められる。
【００２９】
そして、主計測処理装置９は、Ｉｊｎ−Ｉｓｎ＝ＩLｎ のベクトル減算により、各フィーダ５A，５B，５C，５D，…に流入する次数間高調波の全電流ＩLｎ を求める。
【００３０】
なお、この電流ＩLｎ と注入電圧Ｖｊｎとに基づき、Ｖｊｎ／ＩLｎ＝ＺLｎ又はＬLｎ／Ｖｊｎ＝ＹLｎのベクトル演算から、全フィーダ５A，５B，５C，５D，…の次数間高調波についてのインピーダンスＺLｎ又はアドミタンスＹLｎを求めることができる。
【００３１】
つぎに、対象フィーダ５A については、その負荷６Aａ，６Aｂより上流側に設けた計器用変流器１４により、対象フィーダ５A に分流した次数間高調波の電流ＩL1ｎを計測し、計測処理装置９によりその計測信号にデジタル周波数解析を施して電流ＩL1ｎを求める。
【００３２】
この電流ＩL1ｎに基づき、主計測処理装置９はＩLｎ−ＩL1ｎ＝ＩL2ｎ の減算から残りのフィーダ５B，５C，５D ，…に流入する次数間高調波の全電流ＩL2ｎを求め、Ｖｊｎ／ＩL2ｎ＝ＺL2ｎ又はＩL2ｎ／Ｖｊｎ＝ＹL2ｎのベクトル演算から残りのフィーダ５B，５C，５D ，…の全体の次数間高調波についてのインピーダンスＺL2ｎ又はアドミタンスＹL2ｎを求め、それらの全体の次数間高調波についての負荷特性を把握する。
【００３３】
また、注入電圧Ｖｊｎと電流ＩL1ｎとによりＶｊｎ／ＩL1ｎのベクトル演算からフィーダ５A全体のインピーダンスＺL1ｎ又はアドミタンスＹL1ｎを求める。
【００３４】
つぎに、着目負荷６Aａ の次数間高調波の特性を計測するため、例えば着目負荷６Aａ の受電点直前の電柱に、副計測処理装置１５及び計器用変圧器１６，計器用変圧器１７が形成する装柱装置１８を設け、変圧器１６，変流器１７の電圧，電流の計測信号にデジタル周波数解析を施して着目負荷６Aａ の次数間高調波の電圧ＶAａｎ，電流ＩAａｎを求める。
【００３５】
さらに、ＶAａｎ／ＩAａｎ又はＩAａｎ／ＶAａｎのベクトル減算から、着目負荷６Aａ の次数間高調波についてのインピーダンスＺａｎ又はアドミタンスＹａｎを求める。
【００３６】
そして、副計測処理装置１５の次数間高調波についての計測結果を、例えば作業員の読取り又は通信により、主計測処理装置９に送る。
【００３７】
そして、主計測処理装置９により対象フィーダ５A の全体のインピーダンスＺLl又はアドミタンスＹLlから着目負荷６Aａ の次数間高調波のインピーダンスＺａｎ又はアドミタンスＹａｎをベクトル減算して対象フィーダ５A の残りの負荷６Aｂ の全体のインピーダンスＺｂｎ又はアドミタンスＹｂｎ（＝１／Ｚｂｎ）を求める。
【００３８】
なお、計測処理装置９，１５のサンプリング同期等をとるため、両計測処理装置９，１５にそれぞれＧＰＳ衛星の受信器１９，２０が設けられ、それらの受信時間情報に基づき、計測処理装置９，１５が特別な通信線の敷設等なく、同期して動作する。
【００３９】
ところで、着目負荷６Aａ からみると、インピーダンスＺｓｎ，ＺL2ｎ，Ｚｂｎ又はアドミタンスＹｓｎ，ＹL2ｎ，Ｙｂｎはいずれも上位側のインピーダンス又はアドミタンスである。
【００４０】
そして、例えばインピーダンスＺL2ｎ又はアドミタンスＹL2ｎは、フィーダ５B，５C，５D ，…の電圧，電流を個々に計測したりすることなく、一括して容易に求めることができ、インピーダンスＺｂｎ又はアドミタンスＹｂｎについても、負荷６Aａｂ の電圧，電流を計測することなく、一括して容易に求めることができる。
【００４１】
そのため、フィーダ及び負荷の数によらず、対象フィーダ５A に上流側から次数間高調波の電流を注入して容易にフィーダ５Aの着目負荷６Aａ及びその上位の次数間高調波についての負荷特性を求めて把握することができる。
【００４２】
つぎに、着目負荷６Aａ については、３次，５次，７次等の設定されたｍ次の目標高調波についての特性も同時に計測して求める。
【００４３】
すなわち、計器用変圧器１６，計器用変流器１７の計測信号には目標高調波の成分も含まれているため、副計測処理装置１５のデジタル周波数解析により、次数間高調波の電圧，電流を検出すると同時に目標高調波の電圧，電流も検出する。
【００４４】
このとき、次数間高調波の注入電流を目標高調波の上，下の適当な非整数倍周波数の電流とし、例えば次数間高調波の両注入周波数のアドミタンスの平均から図２の着目負荷６Aａ の目標高調波についての等価路に示すアドミタンスＹｍを補間演算して求める。
【００４５】
さらに、このアドミタンスＹｍと計測した目標高調波の電圧Ｖｍとにより、アドミタンスＹｍに流れる目標高調波の電流Ｉｍ1を求め、この電流Ｉｍ1と計測した目標高調波の電流Ｉｍ2 とをベクトル加算して図２の目標高調波の電流源Ｉｍ（＝Ｉｍ1＋Ｉｍ12）を求め、着目負荷６Aａの目標高調波についての等価回路を決定してその高調波特性を計測する。
【００４６】
したがって、着目負荷６Aａ の高調波特性を系統側から容易かつ正確に把握することができる。
【００４７】
なお、着目負荷６Aａ が需要家の場合、副計測処理装置１５等は需要家構内に設けてもよく、その場合、計器用変圧器１６，計器用変流器１７は構内のＭＯＦ，ＰＣＴ，ＰＴ，ＣＴ等により形成することが好ましい。
【００４８】
また、前記形態にあっては、変電所２から対象フィーダ５A を含む複数のフィーダ５A，５B，５C，５D，…が引出されている場合に適用したが、変電所２から対象フィーダ５Aのみが引出され、このフィーダ５Aに多数の負荷が接続されている場合等にも適用することができる。
【００４９】
この場合、図１の電流ＩL2ｎ＝０であり、ＬLｎ ＝ＩL1ｎになることから、計器用変流器１４を設けると、その計測信号から対象フィーダ５A に注入する次数間高調波の電流ＩL1ｎ（＝ＩLｎ ）を実測して求めることができ、計器用変流器１４を省いたときは、Ｉｊｎ−Ｉｓｎの演算から対象フィーダ５A に注入する次数間高調波の電流ＩL1ｎ（＝ＩLｎ）を求めることができる。
【００５０】
そして、本発明は、フィーダ数や各フィーダの負荷の数がどのような配電系統のバンクについても、前記形態と同様に適用することができる。
【００５１】
また、上位系統１が特別高圧系統，高圧系統等の種々の電力系統であってもよいのは勿論である。
【００５２】
つぎに、前記形態にあってはＧＰＳ衛星の時間情報を利用して遠隔の主計測処理装置９と副計測処理装置１５のサンプリングを同時に得るようにしたが、サンプリングの時間合わせに標準電波の時間情報や通信線を介した時間情報等を利用してよいのは勿論である。
【００５３】
また、系統の高調波の状況が瞬時には変化しないため、目標高調波についての計測は、次数間高調波の負荷特性の計測と同様に行わなくても良く、次数間高調波の負荷特性の計測から、系統の高調波特性が変化ない適当な時間内に行えばよい。
【００５４】
【発明の効果】
本発明は、以下に記載する効果を奏する。
まず、請求項１の場合、対象フィーダ５A に上流側からの次数間高調波の電流を注入し、対象フィーダ５A全体及び着目負荷６Aａの次数間高調波についての負荷特性を計測から求めることができ、両負荷特性のインピーダンス又はアドミタンスの減算から対象フィーダ５A の残りの負荷全体の次数間高調波についての負荷特性を求めることができる。
【００５５】
この場合、前記の残りの負荷につき、個別に次数間高調波についての電圧，電流を計測したりすることなく、容易に一括して全体の次数間高調波についての特性を求めて高調波特性を計測することができ、対象フィーダ５Aの着目負荷及６Aａび残りの負荷全体の次数間高調波の特性を簡単に計測して把握することができる。
【００５６】
つぎに、請求項２の場合は、変電所２から対象フィーダ５A を含む複数のフィーダ５A，５B，５C，５D，…が引出されているときに、変圧器３の負荷側母線４の次数間高調波の注入電圧，注入電流を計測し、注入電流から上位系統１及び対象フィーダ５Aへの分流を減算して対象フィーダ５A以外の残りのフィーダ５B，５C，５D ，…全体に流入する次数間高調波の電流を求めることができる。
【００５７】
そして、この次数間高調波の電流と前記の注入電圧とにより、残りのフィーダ全体の次数間高調波についての負荷特性を容易に求めることができ、さらに、対象フィーダ５Aについては、このフィーダ５Aに流入する次数間高調波の電流と前記の注入電圧とに基づき、請求項１の場合と同様にして、着目負荷６Aａ 及びそれ以外の残りの負荷の次数間高調波についての負荷特性を求めることができる。
【００５８】
したがって、着目負荷６Aａの上位側の負荷としての対象フィーダ５A以外の残りの各フィーダ５A，５B，５C，５D，…及び対象フィーダ５A の残りの各負荷につき、個別に次数間高調波の電圧，電流を計測したりすることなく、容易に一括して次数間高調波についての負荷特性を求めることができ、フィーダ数及び負荷数によらず、容易に対象フィーダ５Aの着目負荷６Aａ及びその上位側の負荷特性を計測することができる。
【００５９】
つぎに、請求項３の場合は、請求項１又は請求項２の次数間高調波の負荷特性の計測結果を利用して着目負荷の目標高調波についての等価回路を容易に求めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の１形態の単線結線図である。
【図２】図１の一部の目標高調波についての等価回路図である。
【符号の説明】
１  上位系統
２  変電所
３  変圧器
４  負荷側母線
５A，５B，５C，５D  フィーダ
６Aａ，６Aｂ，６B，６C，６D  負荷
８  電流注入装置
９  主計測処理装置
１５  副計測処理装置
【図１】
0003817127.tif 000002
【図２】
0003817127.tif 000003