JP2001339847A - 低圧電路用地絡方向継電器 - Google Patents
低圧電路用地絡方向継電器Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 低圧側巻線が共通接地された複数の高低圧変
圧器のいずれかの低圧側電路が地絡した場合、地絡した
高低圧変圧器の低圧側電路を確実に判定することが可能
な低圧電路用地絡方向継電器を提供することを課題とす
る。 【解決手段】 高低圧変圧器Ｔｒ１又は高低圧変圧器Ｔ
ｒ２の低圧側電路が地絡した場合、接地母線ＥＢＬ０を
流れる電流、分岐接地線ＥＢＬ１を流れる電流、及び分
岐接地線ＥＢＬ２を流れる電流は増加する。例えば高低
圧変圧器Ｔｒ１の低圧側電路が地絡した場合、低圧電路
用地絡方向継電器１は、電流検出器ＺＣＴ０により検出
される接地母線ＥＢＬ０の電流、及び電流検出器ＺＣＴ
１により検出される分岐接地線ＥＢＬ１の電流それぞれ
の増加分をベクトル演算で求めるとともに、接地母線Ｅ
ＢＬ０の増加電流の位相を基準とする分岐接地線ＥＢＬ
１の増加電流の位相が同相または進み位相の場合に高低
圧変圧器Ｔｒ１の低圧側電路が地絡したことを判定す
る。
圧器のいずれかの低圧側電路が地絡した場合、地絡した
高低圧変圧器の低圧側電路を確実に判定することが可能
な低圧電路用地絡方向継電器を提供することを課題とす
る。 【解決手段】 高低圧変圧器Ｔｒ１又は高低圧変圧器Ｔ
ｒ２の低圧側電路が地絡した場合、接地母線ＥＢＬ０を
流れる電流、分岐接地線ＥＢＬ１を流れる電流、及び分
岐接地線ＥＢＬ２を流れる電流は増加する。例えば高低
圧変圧器Ｔｒ１の低圧側電路が地絡した場合、低圧電路
用地絡方向継電器１は、電流検出器ＺＣＴ０により検出
される接地母線ＥＢＬ０の電流、及び電流検出器ＺＣＴ
１により検出される分岐接地線ＥＢＬ１の電流それぞれ
の増加分をベクトル演算で求めるとともに、接地母線Ｅ
ＢＬ０の増加電流の位相を基準とする分岐接地線ＥＢＬ
１の増加電流の位相が同相または進み位相の場合に高低
圧変圧器Ｔｒ１の低圧側電路が地絡したことを判定す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、低圧側巻線が共通
接地された高低圧変圧器の低圧側電路が地絡しているか
否かを判定する低圧電路用地絡方向継電器に関する。
接地された高低圧変圧器の低圧側電路が地絡しているか
否かを判定する低圧電路用地絡方向継電器に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、
ビルディングや工場などの自家用電気設備として、例え
ば高圧側が６．６ｋｖ、低圧側が２００ｖの３相３線式
高低圧変圧器や、高圧側が６．６ｋｖ、低圧側が２００
ｖ−１００ｖの単相３線式高低圧変圧器等が設置されて
いる。上記３相３線式高低圧変圧器や単相３線式高低圧
変圧器の場合、電気設備の技術基準の解釈第２４条によ
れば、低圧側巻線の中性点もしくは低圧側巻線端子の一
つにＢ種接地工事（所定の接地抵抗値以下で、通常、１
需要家に１極だけ設けられる共通の接地極工事）を施す
ことが義務付けられている。図６は、３相３線式高低圧
変圧器Ｔｒ１の低圧側巻線端子の一つＴＥと、単相３線
式高低圧変圧器Ｔｒ２の低圧側巻線の中性点Ｎとが、通
常、１需要家に１極だけ設けられる共通のＢ種接地極Ｅ
Ｂに接続されていることを模式的に示した電気回路図で
ある。
ビルディングや工場などの自家用電気設備として、例え
ば高圧側が６．６ｋｖ、低圧側が２００ｖの３相３線式
高低圧変圧器や、高圧側が６．６ｋｖ、低圧側が２００
ｖ−１００ｖの単相３線式高低圧変圧器等が設置されて
いる。上記３相３線式高低圧変圧器や単相３線式高低圧
変圧器の場合、電気設備の技術基準の解釈第２４条によ
れば、低圧側巻線の中性点もしくは低圧側巻線端子の一
つにＢ種接地工事（所定の接地抵抗値以下で、通常、１
需要家に１極だけ設けられる共通の接地極工事）を施す
ことが義務付けられている。図６は、３相３線式高低圧
変圧器Ｔｒ１の低圧側巻線端子の一つＴＥと、単相３線
式高低圧変圧器Ｔｒ２の低圧側巻線の中性点Ｎとが、通
常、１需要家に１極だけ設けられる共通のＢ種接地極Ｅ
Ｂに接続されていることを模式的に示した電気回路図で
ある。
【０００３】上記３相３線式高低圧変圧器Ｔｒ１の低圧
側電路や、単相３線式高低圧変圧器Ｔｒ２の低圧側電路
に用いられるケーブルは、最近、長大になっており、更
にコンデンサを構成素子とするラインフィルタ等を内蔵
した電子機器が負荷として接続されることが多い。その
ため、一般に、低圧側電路の見かけ上の対地静電容量
（浮遊容量）Ｃが大きくなっている。
側電路や、単相３線式高低圧変圧器Ｔｒ２の低圧側電路
に用いられるケーブルは、最近、長大になっており、更
にコンデンサを構成素子とするラインフィルタ等を内蔵
した電子機器が負荷として接続されることが多い。その
ため、一般に、低圧側電路の見かけ上の対地静電容量
（浮遊容量）Ｃが大きくなっている。
【０００４】上記のような低圧側電路において、図６に
示すように３相３線式高低圧変圧器Ｔｒ１の低圧側電路
のケーブルが例えばＤ種接地極ＥＤ（通常、電線管や制
御盤、操作盤などが接地される）に接地された電線管に
地絡した場合、地絡点からの地絡電流は、破線で示すよ
うに地絡抵抗Ｒｇ、電線管に接続されているＤ種接地線
ＥＤＬ、対地静電容量（浮遊容量）Ｃ、単相３線式高低
圧変圧器Ｔｒ２の低圧側電路、Ｂ種分岐接地線ＥＢＬ１
（Ｂ種接地母線ＥＢＬ０から分岐されている）、及び３
相３線式高低圧変圧器Ｔｒ１の低圧側電路で構成される
閉回路に流れるために上記地絡とは直接的に関係の無い
単相３線式高低圧変圧器Ｔｒ２の低圧側電路の遮断器Ｅ
ＬＣＢが不要に遮断動作することがある。
示すように３相３線式高低圧変圧器Ｔｒ１の低圧側電路
のケーブルが例えばＤ種接地極ＥＤ（通常、電線管や制
御盤、操作盤などが接地される）に接地された電線管に
地絡した場合、地絡点からの地絡電流は、破線で示すよ
うに地絡抵抗Ｒｇ、電線管に接続されているＤ種接地線
ＥＤＬ、対地静電容量（浮遊容量）Ｃ、単相３線式高低
圧変圧器Ｔｒ２の低圧側電路、Ｂ種分岐接地線ＥＢＬ１
（Ｂ種接地母線ＥＢＬ０から分岐されている）、及び３
相３線式高低圧変圧器Ｔｒ１の低圧側電路で構成される
閉回路に流れるために上記地絡とは直接的に関係の無い
単相３線式高低圧変圧器Ｔｒ２の低圧側電路の遮断器Ｅ
ＬＣＢが不要に遮断動作することがある。
【０００５】このように３相３線式高低圧変圧器Ｔｒ１
及び単相３線式高低圧変圧器Ｔｒ２の共通接地極となる
Ｂ種接地極ＥＢに各変圧器の低圧側巻線端子ＴＥや低圧
側巻線の中性点Ｎが共通接続されているため、地絡した
高低圧変圧器の低圧側電路とは直接的に関係の無い遮断
器ＥＬＣＢが遮断動作することがあるという問題があ
る。
及び単相３線式高低圧変圧器Ｔｒ２の共通接地極となる
Ｂ種接地極ＥＢに各変圧器の低圧側巻線端子ＴＥや低圧
側巻線の中性点Ｎが共通接続されているため、地絡した
高低圧変圧器の低圧側電路とは直接的に関係の無い遮断
器ＥＬＣＢが遮断動作することがあるという問題があ
る。
【０００６】そこで本発明では、低圧側巻線が共通接地
された複数の高低圧変圧器のいずれかの低圧側電路が地
絡した場合、低圧側電路が地絡した高低圧変圧器を確実
に判定することが可能な低圧電路用地絡方向継電器を提
供することを解決すべき課題とする。
された複数の高低圧変圧器のいずれかの低圧側電路が地
絡した場合、低圧側電路が地絡した高低圧変圧器を確実
に判定することが可能な低圧電路用地絡方向継電器を提
供することを解決すべき課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題は、特許請求の
範囲に記載した低圧電路用地絡方向継電器により解決す
ることができる。請求項１記載の低圧電路用地絡方向継
電器によれば、演算手段は、複数の高低圧変圧器の低圧
側巻線を共通接地するための共通接地極に接続された接
地母線ならびにそれぞれの低圧側巻線の所定接地点と前
記接地母線との間に接続された分岐接地線を流れる電流
を検出したうえ当該検出電流の実効値と位相とを演算
し、記憶手段は、前記演算手段で演算された接地母線な
らびに分岐接地線の検出電流の実効値と位相とを所定時
間毎に記憶し、地絡判定手段は、前記演算手段で演算さ
れた接地母線の最新の検出電流の実効値及び位相に基づ
く電流ベクトルＩ０１と前記記憶手段に記憶されている
接地母線の検出電流の実効値及び位相に基づく電流ベク
トルＩ０２との電流ベクトル差Ｉａ及び前記演算手段で
演算された分岐接地線の最新の検出電流の実効値及び位
相に基づく電流ベクトルＩ１１と前記記憶手段に記憶さ
れている分岐接地線の検出電流の実効値及び位相に基づ
く電流ベクトルＩ１２との電流ベクトル差Ｉｂをベクト
ル演算で求めるとともに前記電流ベクトル差Ｉｂの実効
値が所定値を超えた場合に前記電流ベクトル差Ｉａの位
相に対する前記電流ベクトル差Ｉｂの位相差に基づいて
当該高低圧変圧器の低圧側巻線に接続されている低圧側
電路が地絡しているか否かを判定する。
範囲に記載した低圧電路用地絡方向継電器により解決す
ることができる。請求項１記載の低圧電路用地絡方向継
電器によれば、演算手段は、複数の高低圧変圧器の低圧
側巻線を共通接地するための共通接地極に接続された接
地母線ならびにそれぞれの低圧側巻線の所定接地点と前
記接地母線との間に接続された分岐接地線を流れる電流
を検出したうえ当該検出電流の実効値と位相とを演算
し、記憶手段は、前記演算手段で演算された接地母線な
らびに分岐接地線の検出電流の実効値と位相とを所定時
間毎に記憶し、地絡判定手段は、前記演算手段で演算さ
れた接地母線の最新の検出電流の実効値及び位相に基づ
く電流ベクトルＩ０１と前記記憶手段に記憶されている
接地母線の検出電流の実効値及び位相に基づく電流ベク
トルＩ０２との電流ベクトル差Ｉａ及び前記演算手段で
演算された分岐接地線の最新の検出電流の実効値及び位
相に基づく電流ベクトルＩ１１と前記記憶手段に記憶さ
れている分岐接地線の検出電流の実効値及び位相に基づ
く電流ベクトルＩ１２との電流ベクトル差Ｉｂをベクト
ル演算で求めるとともに前記電流ベクトル差Ｉｂの実効
値が所定値を超えた場合に前記電流ベクトル差Ｉａの位
相に対する前記電流ベクトル差Ｉｂの位相差に基づいて
当該高低圧変圧器の低圧側巻線に接続されている低圧側
電路が地絡しているか否かを判定する。
【０００８】請求項２記載の低圧電路用地絡方向継電器
によれば、地絡判定手段は、当該高低圧変圧器の低圧側
電路が地絡していると判定した場合に当該低圧側電路の
遮断器を遮断動作させることができるため、地絡してい
る低圧側電路の遮断器のみが遮断動作され、他の健全な
低圧側電路の遮断器が誤動作することを防止する。
によれば、地絡判定手段は、当該高低圧変圧器の低圧側
電路が地絡していると判定した場合に当該低圧側電路の
遮断器を遮断動作させることができるため、地絡してい
る低圧側電路の遮断器のみが遮断動作され、他の健全な
低圧側電路の遮断器が誤動作することを防止する。
【０００９】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て説明する。図１は、高圧側が６．６ｋｖ、低圧側が２
００ｖの３相３線式高低圧変圧器Ｔｒ１の低圧側巻線端
子の一つＴＥ、及び、高圧側が６．６ｋｖ、低圧側が２
００ｖ−１００ｖの単相３線式高低圧変圧器Ｔｒ２の低
圧側巻線の中性点Ｎを所定接地点とし、この所定接地点
ＴＥ，ＮとＢ種接地極（共通接地極）ＥＢとが各分岐接
地線ＥＢＬ１，ＥＢＬ２及び接地母線ＥＢＬ０を介して
接続されていることを示した電気回路図である。図１に
示すように、接地母線ＥＢＬ０を流れる電流を検出する
ための電流検出器ＺＣＴ０、分岐接地線ＥＢＬ１を流れ
る電流を検出するための電流検出器ＺＣＴ１、及び分岐
接地線ＥＢＬ２を流れる電流を検出するための電流検出
器ＺＣＴ２が設けられている。また、電流検出器ＺＣＴ
０、電流検出器ＺＣＴ１、及び電流検出器ＺＣＴ２の出
力端子は、後述のように３相３線式高低圧変圧器Ｔｒ１
もしくは単相３線式高低圧変圧器Ｔｒ２の低圧側巻線に
接続された低圧側電路が地絡した場合に遮断器ＥＬＣＢ
１，ＥＬＣＢ２を遮断動作させる低圧電路用地絡方向継
電器１に接続されている。
て説明する。図１は、高圧側が６．６ｋｖ、低圧側が２
００ｖの３相３線式高低圧変圧器Ｔｒ１の低圧側巻線端
子の一つＴＥ、及び、高圧側が６．６ｋｖ、低圧側が２
００ｖ−１００ｖの単相３線式高低圧変圧器Ｔｒ２の低
圧側巻線の中性点Ｎを所定接地点とし、この所定接地点
ＴＥ，ＮとＢ種接地極（共通接地極）ＥＢとが各分岐接
地線ＥＢＬ１，ＥＢＬ２及び接地母線ＥＢＬ０を介して
接続されていることを示した電気回路図である。図１に
示すように、接地母線ＥＢＬ０を流れる電流を検出する
ための電流検出器ＺＣＴ０、分岐接地線ＥＢＬ１を流れ
る電流を検出するための電流検出器ＺＣＴ１、及び分岐
接地線ＥＢＬ２を流れる電流を検出するための電流検出
器ＺＣＴ２が設けられている。また、電流検出器ＺＣＴ
０、電流検出器ＺＣＴ１、及び電流検出器ＺＣＴ２の出
力端子は、後述のように３相３線式高低圧変圧器Ｔｒ１
もしくは単相３線式高低圧変圧器Ｔｒ２の低圧側巻線に
接続された低圧側電路が地絡した場合に遮断器ＥＬＣＢ
１，ＥＬＣＢ２を遮断動作させる低圧電路用地絡方向継
電器１に接続されている。
【００１０】尚、図１において、Ｃ１，Ｃ２は各低圧側
電路と対地間の静電容量であり、ＲｇはＤ種接地極ＥＤ
に対して例えば３相３線式高低圧変圧器Ｔｒ１の低圧側
電路が地絡した場合の地絡抵抗である。また、ＲＥはＢ
種接地極（共通接地極）ＥＢとＤ種接地極ＥＤ間の接地
抵抗であり、ＥＤＬは通常、電線管や制御盤、操作盤な
どをＤ種接地極ＥＤに接続する接地線である。また、３
相３線式高低圧変圧器Ｔｒ１、単相３線式高低圧変圧器
Ｔｒ２の低圧側巻線に接続された低圧側電路が共に地絡
していない状態で電流検出器ＺＣＴ０に検出される電流
がＩ０ａであり、電流検出器ＺＣＴ１により検出される
電流がＩ１ａ、電流検出器ＺＣＴ２により検出される電
流がＩ２ａである。尚、３相３線式高低圧変圧器Ｔｒ
１、単相３線式高低圧変圧器Ｔｒ２の各低圧側電路が非
地絡状態であるにもかかわらず、上記各電流Ｉ０ａ，Ｉ
１ａ，Ｉ２ａが流れる主な理由は、各低圧側電路からの
電流が静電容量Ｃ１，Ｃ２、接地線ＥＤＬ、Ｄ種接地極
ＥＤ、地中、Ｂ種接地極ＥＢ、接地母線ＥＢＬ０、分岐
接地線ＥＢＬ１、分岐接地線ＥＢＬ２、各低圧側電路の
経路を流れるためである。
電路と対地間の静電容量であり、ＲｇはＤ種接地極ＥＤ
に対して例えば３相３線式高低圧変圧器Ｔｒ１の低圧側
電路が地絡した場合の地絡抵抗である。また、ＲＥはＢ
種接地極（共通接地極）ＥＢとＤ種接地極ＥＤ間の接地
抵抗であり、ＥＤＬは通常、電線管や制御盤、操作盤な
どをＤ種接地極ＥＤに接続する接地線である。また、３
相３線式高低圧変圧器Ｔｒ１、単相３線式高低圧変圧器
Ｔｒ２の低圧側巻線に接続された低圧側電路が共に地絡
していない状態で電流検出器ＺＣＴ０に検出される電流
がＩ０ａであり、電流検出器ＺＣＴ１により検出される
電流がＩ１ａ、電流検出器ＺＣＴ２により検出される電
流がＩ２ａである。尚、３相３線式高低圧変圧器Ｔｒ
１、単相３線式高低圧変圧器Ｔｒ２の各低圧側電路が非
地絡状態であるにもかかわらず、上記各電流Ｉ０ａ，Ｉ
１ａ，Ｉ２ａが流れる主な理由は、各低圧側電路からの
電流が静電容量Ｃ１，Ｃ２、接地線ＥＤＬ、Ｄ種接地極
ＥＤ、地中、Ｂ種接地極ＥＢ、接地母線ＥＢＬ０、分岐
接地線ＥＢＬ１、分岐接地線ＥＢＬ２、各低圧側電路の
経路を流れるためである。
【００１１】次に、図１に示した電気回路において、例
えば３相３線式高低圧変圧器Ｔｒ１の低圧側電路のＲ相
が地絡した場合の低圧電路用地絡方向継電器１の動作原
理について説明する。鳳・テブナンの定理によれば、図
１に示すように３相３線式高低圧変圧器Ｔｒ１の低圧側
電路の１相、例えばＲ相が地絡点ＥＳで地絡した場合、
図１の電気回路の等価回路は図２のように示すことがで
きる。また、上記鳳・テブナンの定理によれば、３相３
線式高低圧変圧器Ｔｒ１の低圧側電路の１相、例えばＲ
相が地絡点ＥＳで地絡した場合、各電流検出器ＺＣＴ
０，ＺＣＴ１，ＺＣＴ２に流れる電流は、地絡前の電流
Ｉ０ａ，Ｉ１ａ，Ｉ２ａと地絡状態での電流Ｉ０ｂ，Ｉ
１ｂ，Ｉ２ｂとの和で表される。即ち、電流検出器ＺＣ
Ｔ０により検出される電流はＩ０ａ＋Ｉ０ｂ、電流検出
器ＺＣＴ１により検出される電流はＩ１ａ＋Ｉ１ｂ、電
流検出器ＺＣＴ２により検出される電流はＩ２ａ＋Ｉ２
ｂとなる。尚、図２に示した電圧Ｖ０は、Ｒ相が地絡し
ていない状態でのＲ相と地絡点ＥＳ間の電圧である。
えば３相３線式高低圧変圧器Ｔｒ１の低圧側電路のＲ相
が地絡した場合の低圧電路用地絡方向継電器１の動作原
理について説明する。鳳・テブナンの定理によれば、図
１に示すように３相３線式高低圧変圧器Ｔｒ１の低圧側
電路の１相、例えばＲ相が地絡点ＥＳで地絡した場合、
図１の電気回路の等価回路は図２のように示すことがで
きる。また、上記鳳・テブナンの定理によれば、３相３
線式高低圧変圧器Ｔｒ１の低圧側電路の１相、例えばＲ
相が地絡点ＥＳで地絡した場合、各電流検出器ＺＣＴ
０，ＺＣＴ１，ＺＣＴ２に流れる電流は、地絡前の電流
Ｉ０ａ，Ｉ１ａ，Ｉ２ａと地絡状態での電流Ｉ０ｂ，Ｉ
１ｂ，Ｉ２ｂとの和で表される。即ち、電流検出器ＺＣ
Ｔ０により検出される電流はＩ０ａ＋Ｉ０ｂ、電流検出
器ＺＣＴ１により検出される電流はＩ１ａ＋Ｉ１ｂ、電
流検出器ＺＣＴ２により検出される電流はＩ２ａ＋Ｉ２
ｂとなる。尚、図２に示した電圧Ｖ０は、Ｒ相が地絡し
ていない状態でのＲ相と地絡点ＥＳ間の電圧である。
【００１２】また、図３は上記電流Ｉ０ｂ，Ｉ１ｂ，Ｉ
２ｂのベクトル図である。尚、電流Ｉ０ｂは前述の接地
抵抗ＲＥの両端の電圧ＶＲと同相であり、地絡した変圧
器バンクに流れる電流Ｉ１ｂ（Ｉ０ｂ−Ｉ２ｂ）は、前
述の対地静電容量Ｃ１を流れるために電流Ｉ０ｂより進
み位相となる。また、地絡していない変圧器バンクに流
れる電流Ｉ２ｂは、前述の対地静電容量Ｃ２を流れるた
めに上記電圧ＶＲより９０°進み位相となるが、図１の
電気回路の場合、電流検出器ＺＣＴ０と電流検出器ＺＣ
Ｔ２は電流の検出方向が互いに逆になるように設置され
ているため、検出された電流Ｉ２ｂは上記電流Ｉ０ｂよ
り９０°遅れ位相となる。この位相関係は、電圧の種別
（１００Ｖ，２００Ｖ，４００Ｖ等）、回路方式（単相
２線式、単相３線式、３相３線式、３相４線式等）、及
び変圧器バンクの数によらず、接地されている線以外の
電圧が印加された電路が地絡した場合に必ず成立する。
２ｂのベクトル図である。尚、電流Ｉ０ｂは前述の接地
抵抗ＲＥの両端の電圧ＶＲと同相であり、地絡した変圧
器バンクに流れる電流Ｉ１ｂ（Ｉ０ｂ−Ｉ２ｂ）は、前
述の対地静電容量Ｃ１を流れるために電流Ｉ０ｂより進
み位相となる。また、地絡していない変圧器バンクに流
れる電流Ｉ２ｂは、前述の対地静電容量Ｃ２を流れるた
めに上記電圧ＶＲより９０°進み位相となるが、図１の
電気回路の場合、電流検出器ＺＣＴ０と電流検出器ＺＣ
Ｔ２は電流の検出方向が互いに逆になるように設置され
ているため、検出された電流Ｉ２ｂは上記電流Ｉ０ｂよ
り９０°遅れ位相となる。この位相関係は、電圧の種別
（１００Ｖ，２００Ｖ，４００Ｖ等）、回路方式（単相
２線式、単相３線式、３相３線式、３相４線式等）、及
び変圧器バンクの数によらず、接地されている線以外の
電圧が印加された電路が地絡した場合に必ず成立する。
【００１３】以上の説明から明らかなように、上記電流
Ｉ０ｂ，Ｉ１ｂ，Ｉ２ｂは、地絡後の電流から地絡前の
電流を引き算することにより求めることができる。低圧
電路用地絡方向継電器１は、上記計算によって求められ
る電流Ｉ１ｂ，Ｉ２ｂがある設定値を超えた場合、即
ち、高低圧変圧器Ｔｒ１，Ｔｒ２の低圧側電路が地絡し
た状態になった場合、電流Ｉ０ｂの位相を基準として電
流Ｉ１ｂと電流Ｉ２ｂの位相を比較することにより、地
絡が発生した高低圧変圧器の低圧側電路と、地絡が発生
していない高低圧変圧器の低圧側電路とを判別する。
Ｉ０ｂ，Ｉ１ｂ，Ｉ２ｂは、地絡後の電流から地絡前の
電流を引き算することにより求めることができる。低圧
電路用地絡方向継電器１は、上記計算によって求められ
る電流Ｉ１ｂ，Ｉ２ｂがある設定値を超えた場合、即
ち、高低圧変圧器Ｔｒ１，Ｔｒ２の低圧側電路が地絡し
た状態になった場合、電流Ｉ０ｂの位相を基準として電
流Ｉ１ｂと電流Ｉ２ｂの位相を比較することにより、地
絡が発生した高低圧変圧器の低圧側電路と、地絡が発生
していない高低圧変圧器の低圧側電路とを判別する。
【００１４】図４は、低圧電路用地絡方向継電器１の構
成を示したブロック図である。尚、図４に示したブロッ
ク図は、前述の高低圧変圧器Ｔｒ１の低圧側電路（変圧
器バンク）が地絡しているか否かを判定するための回路
ブロックを示したものである。従って、前述の高低圧変
圧器Ｔｒ２の低圧側電路が地絡しているか否かを判定す
るための回路ブロックも基本的に図４と同様に構成され
る。
成を示したブロック図である。尚、図４に示したブロッ
ク図は、前述の高低圧変圧器Ｔｒ１の低圧側電路（変圧
器バンク）が地絡しているか否かを判定するための回路
ブロックを示したものである。従って、前述の高低圧変
圧器Ｔｒ２の低圧側電路が地絡しているか否かを判定す
るための回路ブロックも基本的に図４と同様に構成され
る。
【００１５】図４に示すように、前述の電流検出器ＺＣ
Ｔ０は端子ｚ１，ｚ２間に接続され、電流検出器ＺＣＴ
１は端子ｚ３，ｚ４間に接続されている。端子ｚ１，ｚ
２に接続された過入力保護・フィルタ回路２ａ、及び、
端子ｚ３，ｚ４に接続された過入力保護フィルタ回路２
ｂは、過大な電圧の入力を防止し、内部回路を電気的に
保護するとともに、高周波ノイズ成分を除去するための
回路である。
Ｔ０は端子ｚ１，ｚ２間に接続され、電流検出器ＺＣＴ
１は端子ｚ３，ｚ４間に接続されている。端子ｚ１，ｚ
２に接続された過入力保護・フィルタ回路２ａ、及び、
端子ｚ３，ｚ４に接続された過入力保護フィルタ回路２
ｂは、過大な電圧の入力を防止し、内部回路を電気的に
保護するとともに、高周波ノイズ成分を除去するための
回路である。
【００１６】上記過入力保護・フィルタ回路２ａ、過入
力保護・フィルタ回路２ｂに接続された実効値演算回路
３ａ、実効値演算回路３ｂは、電流検出器ＺＣＴ０，Ｚ
ＣＴ１により検出された各電流の実効値を求める回路で
ある。
力保護・フィルタ回路２ｂに接続された実効値演算回路
３ａ、実効値演算回路３ｂは、電流検出器ＺＣＴ０，Ｚ
ＣＴ１により検出された各電流の実効値を求める回路で
ある。
【００１７】また、位相演算回路４ａ、位相演算回路４
ｂは、例えば低圧電路用地絡方向継電器１の電源電圧
（ＡＣ１００Ｖ商用電源）の位相を基準とする検出電流
の位相を求める回路である。
ｂは、例えば低圧電路用地絡方向継電器１の電源電圧
（ＡＣ１００Ｖ商用電源）の位相を基準とする検出電流
の位相を求める回路である。
【００１８】タイマ回路５は、実効値演算回路３ａ及び
位相演算回路４ａから出力された電流検出器ＺＣＴ０に
よる検出電流の実効値及び位相と、実効値演算回路３ｂ
及び位相演算回路４ｂから出力された電流検出器ＺＣＴ
１による検出電流の実効値及び位相とを設定時間のｔ１
秒間隔で記憶回路６ａ，６ｂに記憶させる。この記憶回
路６ａ，６ｂに記憶されるデータ（上記検出電流の実効
値及び位相）は、ｔ１秒毎に書き換えられ、最新のデー
タのみが記憶される。
位相演算回路４ａから出力された電流検出器ＺＣＴ０に
よる検出電流の実効値及び位相と、実効値演算回路３ｂ
及び位相演算回路４ｂから出力された電流検出器ＺＣＴ
１による検出電流の実効値及び位相とを設定時間のｔ１
秒間隔で記憶回路６ａ，６ｂに記憶させる。この記憶回
路６ａ，６ｂに記憶されるデータ（上記検出電流の実効
値及び位相）は、ｔ１秒毎に書き換えられ、最新のデー
タのみが記憶される。
【００１９】ベクトル演算回路７ａは、電流検出器ＺＣ
Ｔ０により、今回、検出された電流の実効値及び位相
と、記憶回路６ａに記憶されている電流検出器ＺＣＴ０
の検出電流の実効値及び位相とに基づき、前述の電流Ｉ
０ｂをベクトル演算で求める。
Ｔ０により、今回、検出された電流の実効値及び位相
と、記憶回路６ａに記憶されている電流検出器ＺＣＴ０
の検出電流の実効値及び位相とに基づき、前述の電流Ｉ
０ｂをベクトル演算で求める。
【００２０】ベクトル演算回路７ｂは、電流検出器ＺＣ
Ｔ１により、今回、検出された電流の実効値及び位相
と、記憶回路６ｂに記憶されている電流検出器ＺＣＴ１
の検出電流の実効値及び位相とに基づき、前述の電流Ｉ
１ｂをベクトル演算で求める。
Ｔ１により、今回、検出された電流の実効値及び位相
と、記憶回路６ｂに記憶されている電流検出器ＺＣＴ１
の検出電流の実効値及び位相とに基づき、前述の電流Ｉ
１ｂをベクトル演算で求める。
【００２１】レベル判定回路８は、ベクトル演算回路７
ｂで求められた上記電流I １ｂが予め設定されたレベル
設定値を超えた場合に論理Ｈ信号を出力する。
ｂで求められた上記電流I １ｂが予め設定されたレベル
設定値を超えた場合に論理Ｈ信号を出力する。
【００２２】位相判別回路９は、ベクトル演算回路７ａ
で演算された前述の電流Ｉ０ｂの位相に対して、ベクト
ル演算回路７ｂで演算された前述の電流I １ｂの位相が
ほぼ９０°遅れの場合、前述の単相３線式高低圧変圧器
Ｔｒ２の変圧器バンク（他の変圧器のバンク）で地絡事
故が発生したものと判定し、論理Ｌ信号を出力する一
方、電流Ｉ０ｂの位相に対して電流I １ｂの位相が同相
または進み位相の場合は当該高低圧変圧器Ｔｒ１の変圧
器バンクが地絡したものと判定し、論理Ｈ信号を出力す
る。
で演算された前述の電流Ｉ０ｂの位相に対して、ベクト
ル演算回路７ｂで演算された前述の電流I １ｂの位相が
ほぼ９０°遅れの場合、前述の単相３線式高低圧変圧器
Ｔｒ２の変圧器バンク（他の変圧器のバンク）で地絡事
故が発生したものと判定し、論理Ｌ信号を出力する一
方、電流Ｉ０ｂの位相に対して電流I １ｂの位相が同相
または進み位相の場合は当該高低圧変圧器Ｔｒ１の変圧
器バンクが地絡したものと判定し、論理Ｈ信号を出力す
る。
【００２３】ＡＮＤ回路１０は、レベル判定回路８及び
位相判別回路９から出力された信号が共に論理Ｈ信号の
場合にのみ論理Ｈ信号を出力する。即ち、前記電流I １
ｂが予め設定されたレベル設定値を超えるとともに、電
流Ｉ０ｂの位相に対して電流I １ｂの位相が同相または
進み位相の場合に、当該高低圧変圧器Ｔｒ１の変圧器バ
ンクが地絡したことを示す論理Ｈ信号を出力する。
位相判別回路９から出力された信号が共に論理Ｈ信号の
場合にのみ論理Ｈ信号を出力する。即ち、前記電流I １
ｂが予め設定されたレベル設定値を超えるとともに、電
流Ｉ０ｂの位相に対して電流I １ｂの位相が同相または
進み位相の場合に、当該高低圧変圧器Ｔｒ１の変圧器バ
ンクが地絡したことを示す論理Ｈ信号を出力する。
【００２４】時間整定回路１１は、任意に設定可能なｔ
２時間、ＡＮＤ回路１０から継続して論理Ｈ信号が出力
された場合に論理Ｈ信号を出力するもので、ノイズ等に
よる誤判定を防止している。
２時間、ＡＮＤ回路１０から継続して論理Ｈ信号が出力
された場合に論理Ｈ信号を出力するもので、ノイズ等に
よる誤判定を防止している。
【００２５】出力回路１２は、時間整定回路１１から論
理Ｈ信号が出力された場合、出力リレーＸ１を作動させ
るとともに動作表示ランプ１３を点灯させて当該高低圧
変圧器Ｔｒ１の変圧器バンクが地絡したことを表示させ
る。上記出力リレーＸ１のａ接点（メーク接点）は、前
述の遮断器ＥＬＣＢ１の引外しコイルを作動させて当該
遮断器ＥＬＣＢ１を遮断動作させるように図示していな
い引外し回路に接続されている。また、出力リレーＸ１
のｂ接点（ブレーク接点）は、当該高低圧変圧器Ｔｒ１
の変圧器バンクが地絡したことを警報するための図示し
ていない警報回路に接続されている。
理Ｈ信号が出力された場合、出力リレーＸ１を作動させ
るとともに動作表示ランプ１３を点灯させて当該高低圧
変圧器Ｔｒ１の変圧器バンクが地絡したことを表示させ
る。上記出力リレーＸ１のａ接点（メーク接点）は、前
述の遮断器ＥＬＣＢ１の引外しコイルを作動させて当該
遮断器ＥＬＣＢ１を遮断動作させるように図示していな
い引外し回路に接続されている。また、出力リレーＸ１
のｂ接点（ブレーク接点）は、当該高低圧変圧器Ｔｒ１
の変圧器バンクが地絡したことを警報するための図示し
ていない警報回路に接続されている。
【００２６】尚、電源回路１４は、端子Ｐ１，Ｐ２から
入力された商用電源からの１００ボルト電圧が過入力保
護フィルタ回路１５を介して供給されると、低圧電路用
地絡方向継電器１の各回路が必要とする直流電圧を出力
する。
入力された商用電源からの１００ボルト電圧が過入力保
護フィルタ回路１５を介して供給されると、低圧電路用
地絡方向継電器１の各回路が必要とする直流電圧を出力
する。
【００２７】以上の実施の形態では、地絡判定の対象と
なる高低圧変圧器として３相３線式高低圧変圧器Ｔｒ１
と単相３線式高低圧変圧器Ｔｒ２の２台の例を示した
が、地絡判定の対象となる高低圧変圧器の台数に応じて
低圧電路用地絡方向継電器１の各回路を増やせば、任意
の台数の高低圧変圧器を地絡判定の対象とすることがで
きる。図５は、地絡判定の対象となる高低圧変圧器を３
台とした場合の低圧電路用地絡方向継電器１と各変圧器
バンクの電流検出器ＺＣＴ０，ＺＣＴ１，ＺＣＴ２，Ｚ
ＣＴ３との接続を示した回路図であり、高低圧変圧器を
３台以上の複数のｎ台とした場合も同様である。
なる高低圧変圧器として３相３線式高低圧変圧器Ｔｒ１
と単相３線式高低圧変圧器Ｔｒ２の２台の例を示した
が、地絡判定の対象となる高低圧変圧器の台数に応じて
低圧電路用地絡方向継電器１の各回路を増やせば、任意
の台数の高低圧変圧器を地絡判定の対象とすることがで
きる。図５は、地絡判定の対象となる高低圧変圧器を３
台とした場合の低圧電路用地絡方向継電器１と各変圧器
バンクの電流検出器ＺＣＴ０，ＺＣＴ１，ＺＣＴ２，Ｚ
ＣＴ３との接続を示した回路図であり、高低圧変圧器を
３台以上の複数のｎ台とした場合も同様である。
【００２８】
【発明の効果】本発明によれば、低圧側巻線が共通接地
された複数の高低圧変圧器のいずれかの低圧側電路が地
絡した場合、低圧側電路が地絡した高低圧変圧器を確実
に判定することができる。
された複数の高低圧変圧器のいずれかの低圧側電路が地
絡した場合、低圧側電路が地絡した高低圧変圧器を確実
に判定することができる。
【図１】本発明の実施の形態を示した電気回路図であ
る。
る。
【図２】図１の電気回路において低圧側電路が地絡した
場合の等価回路図である。
場合の等価回路図である。
【図３】地絡した状態での各検出電流のベクトル図であ
る。
る。
【図４】低圧電路用地絡方向継電器の回路ブロック図で
ある。
ある。
【図５】低圧電路用地絡方向継電器の接続状態を説明す
るための系統図である。
るための系統図である。
【図６】従来の問題点を説明するための電気回路図であ
る。
る。
１ 低圧電路用地絡方向継電器 ２ａ，２ｂ 過入力保護・フィルタ回路 ３ａ，３ｂ 実効値演算回路 ４ａ，４ｂ 位相演算回路 ５ タイマ回路 ６ａ，６ｂ 記憶回路 ７ａ，７ｂ ベクトル演算回路 ８ レベル判定回路 ９ 位相判別回路 １０ ＡＮＤ回路 １１ 時間整定回路 １２ 出力回路 １３ 動作表示ランプ Ｘ１ 出力リレー Ｔｒ１ ３相３線式高低圧変圧器 Ｔｒ２ 単相３線式高低圧変圧器 Ｎ 中性点 ＴＥ 低圧側巻線端子 ＺＣＴ０ 電流検出器 ＺＣＴ１ 電流検出器 ＺＣＴ２ 電流検出器 ＥＢ Ｂ種接地極 ＥＢＬ０ 接地母線 ＥＢＬ１ 分岐接地線 ＥＢＬ２ 分岐接地線
Claims (2)
- 【請求項１】 複数の高低圧変圧器の低圧側巻線を共通
接地するための共通接地極に接続された接地母線ならび
に前記それぞれの低圧側巻線の所定接地点と前記接地母
線との間に接続された分岐接地線を流れる電流を検出し
たうえ当該検出電流の実効値と位相とを演算する演算手
段と、前記演算手段で演算された接地母線ならびに分岐
接地線の検出電流の実効値と位相とを所定時間毎に記憶
する記憶手段と、前記演算手段で演算された接地母線の
最新の検出電流の実効値及び位相に基づく電流ベクトル
Ｉ０１と前記記憶手段に記憶されている接地母線の検出
電流の実効値及び位相に基づく電流ベクトルＩ０２との
電流ベクトル差Ｉａ及び前記演算手段で演算された分岐
接地線の最新の検出電流の実効値及び位相に基づく電流
ベクトルＩ１１と前記記憶手段に記憶されている分岐接
地線の検出電流の実効値及び位相に基づく電流ベクトル
Ｉ１２との電流ベクトル差Ｉｂをベクトル演算で求める
とともに前記電流ベクトル差Ｉｂの実効値が所定値を超
えた場合に前記電流ベクトル差Ｉａの位相に対する前記
電流ベクトル差Ｉｂの位相差に基づいて当該高低圧変圧
器の低圧側巻線に接続されている低圧側電路が地絡して
いるか否かを判定する地絡判定手段とを備えた低圧電路
用地絡方向継電器。 - 【請求項２】 地絡判定手段は、当該高低圧変圧器の低
圧側電路が地絡していると判定した場合に当該低圧側電
路の遮断器を遮断動作させる請求項１記載の低圧電路用
地絡方向継電器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000157170A JP3407133B2 (ja) | 2000-05-26 | 2000-05-26 | 低圧電路用地絡方向継電器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000157170A JP3407133B2 (ja) | 2000-05-26 | 2000-05-26 | 低圧電路用地絡方向継電器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001339847A true JP2001339847A (ja) | 2001-12-07 |
| JP3407133B2 JP3407133B2 (ja) | 2003-05-19 |
Family
ID=18661850
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000157170A Expired - Fee Related JP3407133B2 (ja) | 2000-05-26 | 2000-05-26 | 低圧電路用地絡方向継電器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3407133B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012075250A (ja) * | 2010-09-29 | 2012-04-12 | Life Technos:Kk | 貰いロック付絶縁地絡監視装置 |
| JP2012233809A (ja) * | 2011-05-05 | 2012-11-29 | Life Technos:Kk | 漏電検出装置の貰い動作警報装置 |
| JPWO2018221619A1 (ja) * | 2017-05-30 | 2019-11-07 | 株式会社 シーディエヌ | 漏電検出方法 |
| JP7550412B1 (ja) | 2023-05-12 | 2024-09-13 | 北海道電力株式会社 | 短絡検出装置、短絡検出方法及びプログラム |
-
2000
- 2000-05-26 JP JP2000157170A patent/JP3407133B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012075250A (ja) * | 2010-09-29 | 2012-04-12 | Life Technos:Kk | 貰いロック付絶縁地絡監視装置 |
| JP2012233809A (ja) * | 2011-05-05 | 2012-11-29 | Life Technos:Kk | 漏電検出装置の貰い動作警報装置 |
| JPWO2018221619A1 (ja) * | 2017-05-30 | 2019-11-07 | 株式会社 シーディエヌ | 漏電検出方法 |
| JP7550412B1 (ja) | 2023-05-12 | 2024-09-13 | 北海道電力株式会社 | 短絡検出装置、短絡検出方法及びプログラム |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3407133B2 (ja) | 2003-05-19 |
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Legal Events
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