JP2002199579A

JP2002199579A - 配電系統の監視方法

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Publication number: JP2002199579A
Application number: JP2000400580A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Myoga; 雅弘冥賀; Shinya Kawada; 信哉川田; Tomoyuki Hikosaka; 知行彦坂
Original assignee: Tokyo Electric Power Co Inc; Fuji Electric Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd; Tokyo Electric Power Company Holdings Inc
Priority date: 2000-12-28
Filing date: 2000-12-28
Publication date: 2002-07-12
Anticipated expiration: 2020-12-28
Also published as: JP3952355B2

Abstract

(57)【要約】【課題】少ない演算負荷及びメモリ容量で電力品質の
異常や障害原因等を正確に検出し、推定する。【解決手段】配電系統の各相の真の電圧実効値及び基
本波実効値を同時に、かつ系統電圧の半周期ずつずらし
て順次算出するステップＳ１と、各相の電圧瞬時値を基
準値と比較して異常を判定するステップＳ２と、真の電
圧実効値を最小値及び最大値と比較して異常を判定する
ステップＳ３と、各相の電圧総合歪み率を基準値と比較
して異常を判定するステップＳ４と、電圧不平衡率を基
準値と比較して異常を判定するステップＳ５と、上記い
ずれかの異常が所定時間継続したか否かを判定するステ
ップとを繰り返し実行し、更に、いずれかの異常が発生
した場合に異常発生前後の電圧データを瞬時値として保
持するステップＳ８と、いずれかの異常が所定時間継続
した場合にその継続時間を計測するステップＳ７とを有
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、配電系統において
電力品質を維持管理するために電力品質の異常を検出
し、更に需要家設備の運用状態や障害の原因、障害設備
等を推定可能とした配電系統の監視方法に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】配電系
統において、電力品質に異常が発生した場合、障害の把
握や原因の解析、障害設備の特定には多くの経験や熟練
した能力を必要としている。例えば、配電系統の電圧を
測定するとしても、従来の測定器では一定時間間隔の測
定機能か、瞬間最大値や電圧実効値等の単純な電圧障害
の検出機能しか備えていないため、障害の手掛かりとな
るような瞬時の異常を正確に測定することができない。
また、常時監視を可能とした単純な検出機能を有する測
定器はいくつか存在するが、あまり絞り込まない条件で
測定された多くのデータが採取されがちであり、これら
の多数のデータを対象として、具体的問題が有るのか、
あるいは規制値に違反しているか等の観点からデータを
判別することが必要とされていた。このため、多数のデ
ータを記憶して演算する必要があり、膨大なメモリ容量
や演算負荷、並びに多大な労力を必要としていた。

【０００３】更に、従来では、設備の稼働状況を人為的
に記録するか、または単純に一定時間間隔で測定する電
力計等によりおよその動作時間を記録する程度であるた
め、障害の発生時間を正確に把握することができず、デ
ータの同時性が取れないため効果的な多点同時解析が不
可能であった。

【０００４】また、障害の原因推定に当たっては、熟練
した経験豊富な分析者が、測定データに基づいて経験と
勘による解析を行っているとともに、系統知識を有する
熟練した分析者が、データに基づいて設備運用方法を経
験的に指導していた。更に、複数の需要家及び系統を介
した複雑な障害の原因推定には、系統知識を有する分析
者が、測定データに基づき経験と勘による解析を行って
いた。一方、配電系統においていつ発生するかわからな
い障害を障害項目毎に連続監視することが要求される場
合、複雑な交流電気量の連続データをリアルタイムで算
出し、かつ判定することが要求されている。

【０００５】そこで本発明は、上記課題を解決するため
に、ＣＰＵの演算負荷やメモリ容量を削減し、熟練者の
経験や勘に依存することなく、系統の異常発生や設備の
運用状態、障害原因、障害設備等をリアルタイムで検
出、推定可能とした配電系統の監視方法を提供しようと
するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１記載の発明は、配電系統の各相の真の電圧
実効値（総合実効値）及び基本波実効値を同時に、かつ
系統電圧の半周期ずつずらして順次算出するステップ
と、各相の電圧瞬時値を基準値と比較して異常を判定す
るステップと、前記真の電圧実効値を最小値及び最大値
と比較して異常を判定するステップと、各相の電圧総合
歪み率を基準値と比較して異常を判定するステップと、
電圧不平衡率を基準値と比較して異常を判定するステッ
プと、上記いずれかの異常が所定時間継続したか否かを
判定するステップとを繰り返し実行し、更に、上記いず
れかの異常が発生した場合に異常検出のトリガ処理を行
って異常発生前後の電圧データを瞬時値として保持する
ステップと、上記いずれかの異常が所定時間継続した場
合にその継続時間を計測するステップとを有するもので
ある。

【０００７】請求項２記載の発明は、需要家設備に供給
される基本波電圧及び基本波電流から基本波有効電力及
び基本波無効電力を算出するステップと、過渡状態と推
定される所定時間間隔をおいた基本波有効電力変動分及
び基本波無効電力変動分の大きさに基づいて需要家設備
の運用状態（投入や停止等）を推定するものである。

【０００８】請求項３記載の発明は、需要家設備ごとに
その複数周期の電流波形または電圧波形を周波数スペク
トルに分解するとともに、電流または電圧の基本波成分
に対する各周波数成分の比率をそれぞれ基準監視パラメ
ータとして予め登録しておき、監視時において電流また
は電圧の基本波成分に対する各周波数成分の比率として
求めた監視パラメータを前記基準監視パラメータと比較
して需要家設備の運用状態を推定するものである。

【０００９】請求項４記載の発明は、需要家設備に供給
される基本波電圧及び基本波電流から基本波有効電力及
び基本波無効電力を算出し、所定時間内の基本波有効電
力び基本波無効電力の変動を検出するとともに、上記所
定時間内の系統電圧歪み率の変動を検出し、基本波有効
電力の変動と系統電圧歪み率の変動との相関関係から高
調波発生設備を推定し、基本波無効電力の変動と系統電
圧歪み率の変動との相関関係から高調波助長設備を推定
するものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を説明す
る。まず、本発明の第１実施形態を図１を参照しつつ説
明する。この実施形態は、主として請求項１に記載した
発明の実施形態であり、例えば三相配電系統における系
統電圧の品質を監視するための方法である。

【００１１】図１のフローチャートにおいて、まず各相
ごとに系統電圧の瞬時値をディジタル値に変換し、これ
を所定周期でサンプリングして例えば１周期につき５１
２個のサンプリング値の二乗平均の開平値により真の電
圧実効値（総合実効値）を求める。この実効値は基本波
及び高調波を含む電気量である。

【００１２】同時に、フーリエ変換によって基本波実効
値を求める（Ｓ１）。フーリエ変換による基本波実効値
の算出には、例えば特開平８−２６２０７１号公報にか
かる「実効値測定方法」を用いることができる。その方
法を略述すると、系統電圧のディジタル波形データを高
速フーリエ変換（ＦＦＴ）して周波数成分データを求
め、更に、この周波数成分データから系統電圧の基本波
成分の周期Ｔ_０を求め、この周期Ｔ_０に対応するディジ
タル波形データを波形メモリから読み出して各サンプリ
ング点または補間点のデータごとに計算することによ
り、周期Ｔ_０の期間中の二乗平均の開平値を直接計算し
て基本波実効値を求めるものである。上述した真の実効
値の演算及びフーリエ変換による基本波実効値演算は同
時に行われるが、系統電圧の半周期ずつずらせて移動平
均をとる方法（半サイクルラップ計算）により繰り返し
実行される。

【００１３】次に、ステップＳ１による実効値演算にお
いて、インパルス電圧等の過電圧により電圧瞬時値がレ
ンジオーバとなったか否かを判断する（Ｓ２）。ここ
で、レンジオーバを判定する基準値は、例えば実効値の
４倍の値である。

【００１４】そして、電圧瞬時値がレンジオーバと判断
された場合には、その状態が一定期間継続しているかど
うかを判断し（Ｓ６）、継続している場合には最悪デー
タ（基準値との差が最大の値）をホールドし、かつ、そ
の最悪データの継続時間をタイマーにより計測する（Ｓ
７）。また、ステップＳ６において、一定時間継続して
いない場合（第１回目に異常が検出された場合）には、
現時点より１周期前及び後の複数周期ごと（１周期後だ
けでもよい）の瞬時値を初期データとしてホールドする
ことによりトリガ処理する（Ｓ８）。このトリガ処理と
は、基準値や後述の最大値、最小値から逸脱した電圧瞬
時値をトリガデータとして取り込む処理を言う。ここ
で、ごく少数の初期データ（トリガデータ）を瞬時値と
して保持することにより、メモリを節約できるとともに
パソコン等を用いた以後の解析作業を簡便に行うことが
できる。

【００１５】電圧瞬時値がレンジオーバでない場合、各
相の真の電圧実効値が最小値、最大値による許容範囲を
何れも逸脱していないかどうかを判断する（Ｓ３）。そ
して、逸脱している場合には前記ステップＳ６へジャン
プし、逸脱していない場合には次のステップＳ４へ進
む。

【００１６】次に、各相について、電圧の総合歪み率を
計算し、これを基準値と比較する（Ｓ４）。ここで、総
合歪み率とは、次の数式１によって定義される。［数１］総合歪み率＝√｛（真の電圧実効値)^２−(基本波実効
値)^２｝／｜基本波実効値｜なお、数式１において、真の電圧実効値とは瞬時値の二
乗平均の開平値であり、基本波実効値とはフーリエ変換
により求めた基本波実効値をいう。また、基準値は例え
ば５％に設定される。

【００１７】総合歪み率が基準値を超えている場合に
は、高調波含有量が多い品質異常と判断して前記ステッ
プＳ６へジャンプし、基準値を超えていない場合には次
のステップＳ５へ進む。次いで、電圧不平衡率を算出
し、これを基準値と比較する（Ｓ５）。ここで、電圧不
平衡率とは、次の数式２によって定義される。［数２］電圧不平衡率＝基本波逆相電圧実効値／基本波正相電圧
実効値この電圧不平衡率と比較される基準値は、例えば３％に
設定される。

【００１８】電圧不平衡率が基準値を超えている場合に
は、三相不平衡による品質異常と判断して前記ステップ
Ｓ６へジャンプし、基準値を超えていない場合には前述
のステップＳ１へ戻って再度同様の処理を実行する。

【００１９】この実施形態によれば、ＣＰＵにとって演
算負荷が少なくて済む積和中心の演算を系統電圧の半周
期づつずらして行うことにより真の実効値及び基本波実
効値を同時に求め、電圧実効値の大きさの監視や、イン
パルス電圧の発生、高調波含有の有無、電圧の不平衡監
視等を連続的に実行することができる。また、異常検出
周期が短いため、障害発生時間を正確に検出できる利点
もある。更に、一部間引き計算を行っても精度が落ちに
くい手法を用いることにより、電力品質を高精度に連続
監視することができる。

【００２０】次に、本発明の第２実施形態を図２、図３
を参照しつつ説明する。この実施形態は、主として請求
項２に記載した発明の実施形態であり、例えば負荷や力
率改善コンデンサ（ＳＣ）、トランス等の需要家設備の
電圧及び電流から、各設備の起動・停止等の運用状態を
推定するためのものである。

【００２１】図２において、まず、三相系統電圧の測定
データを一定時間ごとにスキャンし（Ｓ１１）、基本波
正相電圧実効値Ｖ_１及び基本波逆相電圧実効値Ｖ_２を用
いて前記数式２により算出した電圧不平衡率を基準値
（例えば３％）と比較する（Ｓ１２）。電圧不平衡率が
基準値を超えていなければ、後述するステップＳ１４へ
ジャンプする。電圧不平衡率が基準値以上である場合に
は、例えば三相モータが焼損する危険性があるため、こ
れをアラームとして出力し、また、電圧不平衡率のトレ
ンド表示を行う（Ｓ１３）。

【００２２】次に、総合電圧歪み率εを前記数式１によ
り算出し、基準値（例えば５％）と比較する（Ｓ１
４）。この総合電圧歪み率εが基準値を超えていなけれ
ば後述するステップＳ１６へジャンプする。総合電圧歪
み率εが基準値以上である場合にはアラームを出力し、
同時に歪み率εをトレンド表示する（Ｓ１５）。

【００２３】更に、第５調波電圧歪み率ε_５を算出し、
これを基準値（例えば３．５％）と比較する（Ｓ１
６）。この第５調波電圧歪み率ε_５が基準値を超えてい
なければ後述するステップＳ１８へジャンプする。第５
調波電圧歪み率ε_５が基準値以上である場合にはアラー
ムを出力し、同時に歪み率ε_５をトレンド表示する（Ｓ
１７）。なお、上述したステップＳ１２〜Ｓ１７は定常
的な高調波の判定処理を構成している。

【００２４】次に、当該需要家の力率改善コンデンサの
電流ｉ_Ｃを検出し、これを基準値（例えば１２０％）と
比較する（Ｓ１８）。電流ｉ_Ｃが基準値を超えていなけ
れば後述するステップＳ２３へジャンプする。電流ｉ_Ｃ
が基準値以上である場合にはアラームを出力し、同時に
ｉ_Ｃをトレンド表示するとともに、三相の基本波有効電
力を算出する（Ｓ１９）。

【００２５】次いで、％Ｌ（％リアクタンス）の有無を
画面で操作者に問い合わせて（Ｓ２０）、これがある場
合には、コンデンサ電流ｉ_Ｃが基準値を超えた原因は高
調波であると判定する（Ｓ２１）。また、％Ｌ無しの場
合には、コンデンサ電流ｉ_Ｃが基準値を超えた原因は転
流ノッチの変動であると判定する（Ｓ２２）。

【００２６】図３に移って、図１で説明したトリガ処理
の有無（異常発生の有無）を判断し（Ｓ２３）、無い場
合には異常なしと判定して後述のステップＳ３５へジャ
ンプする。トリガがある場合には、有効電力の変動分Δ
Ｐの有無を判断する（Ｓ２４）。ここで、ΔＰは基本波
電圧と基本波電流とのベクトル積により求めた有効電力
Ｐの変動分であり、過渡状態と推定される複数周期離れ
た時点の有効電力Ｐの変動分を言う。有効電力の変動分
ΔＰがある場合（△Ｐがある設定値を超えた場合）、そ
の正負を判断し（Ｓ２５）、他方、変動が無い場合には
無効電力の変動ΔＱの有無を判断する（Ｓ２８）。この
無効電力の変動分ΔＱは、基本波電圧と基本波電流との
ベクトル積により求めた無効電力Ｑの変動分であり、過
渡状態と推定される複数周期離れた時点の無効電力Ｑの
変動分を言う。

【００２７】ΔＰが正の場合には当該需要家の負荷投入
が原因であると判定し（Ｓ２６）、ΔＰが負の場合には
当該需要家の負荷遮断が原因であると判定して（Ｓ２
７）、いずれの場合もステップＳ３５へ移行する。ΔＱ
がある場合（△Ｑがある設定値を超えた場合）にはその
正負を判断し（Ｓ３０）、他方、ΔＱが無い場合にはノ
イズか他の需要家が原因で異常が発生したと判定して
（Ｓ２９）ステップＳ３５に移行する。

【００２８】ΔＱが正の場合には、第５調波電流ｉ_５が
基本波電流ｉ_１より大きいか否かを判断し（Ｓ３１）、
他方、ΔＱが負の場合には、当該需要家の力率改善コン
デンサが投入されたと推定して（Ｓ３２）ステップＳ３
５へ移行する。第５調波電流ｉ_５が基本波電流ｉ_１より
大きい場合には、鉄共振用の保護リレーが動作したと推
定して（Ｓ３３）ステップＳ３５へ移行する。また、小
さい場合には、当該需要家の力率改善コンデンサが開放
されたと推定して（Ｓ３４）ステップＳ３５へ移行す
る。

【００２９】ステップＳ３５では、電圧実効値Ｖと下限
値Ｖ_ｍｉｎとを比較し、実効値Ｖが下限値Ｖ_ｍｉｎを超
えていればステップＳ３７へ移行する。実効値Ｖが下限
値Ｖ_ｍｉｎ以下であれば、発生時刻とその継続時間を表
示し（Ｓ３６）、ステップＳ３７へ移行する。ステップ
Ｓ３７では、時刻と推定原因（ステップＳ２６，Ｓ２
７，Ｓ２９，Ｓ３２，Ｓ３３，Ｓ３４）を表示する。

【００３０】本実施形態による具体的な推定例を図４〜
図７を参照して説明する。図４は、各測定日時における
基本波有効電力Ｐ、同無効電力Ｑ、電圧不平衡率及び√
３Ｖ_１の値を１周期目と３周期目について示したもので
あり、図５は、図４の１２月１日１４時２２分３５秒の
データ（枠で囲んだ部分）におけるＵ相電流と電流変動
分△Ｉを示したものである。本実施形態によれば、２周
期おいた△Ｐが大きく正になっているため、図３のステ
ップＳ２５，Ｓ２６により当該需要家の負荷（この場合
はトランス）の投入によって異常が発生（有効電力が変
動）したと推定される。

【００３１】また、図６は、同じく基本波有効電力Ｐ、
同無効電力Ｑ、電圧不平衡率及び√３Ｖ_１の値を１周期
目と３周期目について示したものであり、図７は、図６
の１２月１日１４時２５分４５秒のデータ（枠で囲んだ
部分）におけるＷ相電流と電流変動分△Ｉを示したもの
である。本実施形態によれば、複数周期おいた△Ｑが大
きく負になっているため、図３のステップＳ３０，Ｓ３
２により当該需要家の力率改善コンデンサの投入により
異常が発生（無効電力が変動）したと推定される。な
お、この例では△Ｐも正の値となっているが、その大き
さが設定値に満たないため、図３のステップＳ２４では
「△Ｐ無し」として処理されている。

【００３２】この実施形態においては、需要家における
基本波有効電力及び基本波無効電力の過渡状態前後にわ
たる変動分ΔＰ，ΔＱを検出し、その大きさに基づいて
需要家の負荷や力率改善コンデンサ、変圧器等の投入・
停止といった運用状態を推定することができる。

【００３３】次に、本発明の第３実施形態を説明する。
この実施形態は請求項３に記載した発明の実施形態に相
当し、需要家設備の投入時の電流を周波数スペクトルに
分解し、その電流の直流分、基本波成分、高調波成分の
波形パターンに基づいて需要家設備の運用状態や障害発
生設備を推定するものである。

【００３４】図８は、各需要家設備の投入時における電
流波形を示しており、図８（ａ）は受電トランスの電流
を周波数スペクトルに分解して直流分Ｉ_ＤＣ、基本波成
分Ｉ _１、第２調波成分Ｉ_２、その他の高調波成分Ｉ_ｘに
分けて表した波形パターン、図８（ｂ）は誘導電動機の
電流を直流分Ｉ_ＤＣ、基本波成分Ｉ_１、第５調波成分Ｉ
_５、その他の高調波成分Ｉ_ｘに分けて表した波形パター
ン、図８（ｃ）はリアクトル無しの力率改善コンデンサ
の電流を直流分Ｉ_ＤＣ、基本波成分Ｉ_１、第５調波成分
Ｉ_５、その他の高調波成分Ｉ_ｘに分けて表した波形パタ
ーン、図８（ｄ）はリアクトル付き力率改善コンデンサ
の電流を周波数スペクトルに分解し、直流分Ｉ_ＤＣ、基
本波成分Ｉ_１、第４調波成分Ｉ_４、その他の高調波成分
Ｉ_ｘに分けて表した波形パターンである。図８（ａ）〜
（ｄ）から明らかなように、直流成分を含む各周波数成
分の比率は設備ごとに異なり、かつ、時間的にも変化し
ているので、本実施形態ではこれらの比率や変化パター
ンを利用して投入された設備や障害発生設備を推定す
る。

【００３５】各種需要家設備の定格電流は基本波成分Ｉ
_１に比例することから、本実施形態では、代表的な次数
の特定高調波（過渡高調波）をＩ_１に対する比率で設備
の定格に左右されない相似的監視パラメータ（基準監視
パラメータ）に変換する。すなわち、Ｉ_ＤＣ／Ｉ_１：直流分監視パラメータＩ_２／Ｉ_１：第２調波成分監視パラメータＩ_４／Ｉ_１：第４調波成分監視パラメータＩ_５／Ｉ_１：第５調波成分監視パラメータとする。

【００３６】各需要家設備を投入した際のおよその波形
パターンは図８に示したように既知であるため、各設備
ごとに上記基準監視パラメータを複数周期にわたって予
め算出したうえその変化パターンを基準パターンとして
記憶させておき、実際に観測された監視パラメータの変
化パターンと比較照合することにより、どの設備が投入
されたかを推定することができる。また、各設備の正常
運用時の基準パターンと観測時の変化パターンとを比較
照合することにより、障害発生設備を推定することも可
能になる。なお、比較照合する波形パターンには、図８
の電流は計パターンではなく電圧波形パターンを用いて
もよい。

【００３７】更に、上述した第２実施形態または第３実
施形態を基本として、需要家の契約電力量や各変圧器の
容量、力率改善コンデンサの容量・リアクトル付き力率
改善コンデンサの容量やそれらの運用形態、家庭用電力
・工業用電力の容量比率に基づく需要家業種などの「需
要家情報」や、系統のバンク容量・架電線距離等に左右
されるバックインピーダンス、多点同時観測により得た
付近の需要家の電圧・電流の時間変化などの「系統情
報」を組み合わせれば、第２実施形態または第３実施形
態による推定をベースとして起動・停止または障害が発
生した需要家設備の特定精度を一層高めることが可能で
ある。これにより、設備の運用状態についていわゆるア
タリをつけることが容易になり、実用性、利便性が大幅
に向上する。

【００３８】次に、本発明の第４実施形態を説明する。
この実施形態は請求項４に記載した発明の実施形態に相
当し、基本波有効電力と同無効電力の変化パターンに対
する電圧歪み率の相関関係に基づいて高調波発生設備や
高調波助長設備を推定するものである。

【００３９】図９は本実施形態が適用される配電系統の
構成例であり、需要家１は高調波発生設備１０を有し、
需要家２は力率改善コンデンサＳＣを備えているとす
る。また、各設備と配電系統との間には電力量計（図示
せず）用の計器用変圧変流器ＶＣＴ１，ＶＣＴ２が接続
されている。これらのＶＣＴ１，ＶＣＴ２は系統電圧と
需要家電流とを同時に計測可能である。

【００４０】本実施形態では、例えば１日以上の周期に
わたる基本波有効電力と同無効電力の時間変化を検出
し、これらと系統電圧歪み率との相関関係を解析する。
すなわち、ＶＣＴを介して検出される需要家の有効電力
Ｐは、需要家設備の稼働状態を表すため、この有効電力
と系統電圧歪み率との相関関係から高調波発生源である
需要家を推定することができ、また、ＶＣＴを介して検
出される需要家の無効電力Ｑは、力率コンデンサの状態
を表すため、この無効電力と系統電圧歪み率との相関関
係から高調波助長設備としての力率改善コンデンサ（余
剰コンデンサ）を推定することができる。

【００４１】例えば、ある需要家、例えば需要家１のＶ
ＣＴ１により計測された基本波有効電力Ｐの時間変化が
図１０（ａ）のようであるとし、この期間の系統電圧歪
み率の時間変化が同（ｂ）のようであるとすると、設備
の稼働状態に相当する基本波有効電力Ｐの時間変化と系
統電圧歪み率の時間変化とはおおむね正の相関を持つこ
とが経験的に知られているので、この系統電圧の歪み、
すなわち高調波の発生は需要家１が高調波発生設備１０
を有するためであると推定することができる。

【００４２】なお、図１０（ａ）に示すように、夜間に
おいて需要家１の有効電力Ｐがほとんどゼロであるにも
かかわらず、図１０（ｂ）に符号Ａとして示すごとく系
統電圧歪み率の変化が生じた場合、この変化は、他の需
要家における設備の稼働によるものと推定することがで
きる。

【００４３】また、需要家２のＶＣＴ２により計測され
た基本波無効電力Ｑの時間変化が図１１（ａ）のようで
あるとし、この期間の系統電圧歪み率の時間変化が同
（ｂ）のようであるとする。力率改善コンデンサの投入
による無効電力の変化（力率は進み）と系統電圧歪み率
の時間変化とはおおむね逆の相関を持つことが経験的に
知られているので、図１１（ｂ）の夜間における系統電
圧歪み率の上昇、すなわち高調波の増加は、需要家２の
力率改善コンデンサＳＣが高調波を助長させたためであ
ると推定することができる。ここで、自動力率調整機能
を有さない需要家は、昼の最大電力点（図１１（ａ）の
符号Ｂ）を力率１として遅れ力率にならないようにコン
デンサＳＣの容量を固定するので、この実施形態は自動
力率調整機能の有無の判定や過進相度合いの判定に有益
である。

【００４４】この実施形態によれば、難解かつ高級な高
調波電流の流入、流出計算を行わなくても高調波発生設
備や高調波助長設備を有する需要家を推定することがで
きる。

【００４５】

【発明の効果】以上のように請求項１に記載した発明に
よれば、各相電圧実効値の所定範囲からの逸脱や総合歪
み率、不平衡電圧率、過電圧等に関する異常を検出した
うえ、少数の異常データを保持することによってその後
の詳細な解析に利用可能としたので、ＣＰＵの演算負荷
を軽減し、メモリ容量を節減しながら電力品質の連続監
視を行うことができる。また、障害等の発生時間を正確
に特定可能として解析精度を向上させることができると
ともに、判定アルゴリズムも比較的単純なものですむた
め、プログラムの処理も簡素化されて電力品質の連続監
視に極めて有益である。

【００４６】請求項２または３記載の発明によれば、有
効電力変動分及び無効電力変動分の大きさや電流または
電圧の直流成分・特定高調波成分の基本波成分に対する
比率に基づいて需要家設備の運用状態や障害発生設備を
推定することができ、専門的知識を有する熟練した運用
者でなくても容易に解析を行うことができる。請求項４
に記載した発明によれば、高調波発生設備及び高調波助
長設備を簡単に推定できるので、総合的な高調波対策や
力率改善コンデンサの運用制御に視するところが大き
い。

【００４７】総じて、本発明による監視機能を電力品
質計測診断装置に持たせれば、品質異常の検出、障害の
原因や具体的な障害設備の推定、高調波対策が効率よく
実現され、省力化にも寄与する。更に、監視結果や推定
結果に基づいた需要家への指導説明資料の作成にも役立
つ。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態を示すフローチャートで
ある。

【図２】本発明の第２実施形態を示すフローチャートで
ある。

【図３】本発明の第２実施形態を示すフローチャートで
ある。

【図４】本発明の第２実施形態における原因推定の一例
を示す図である。

【図５】本発明の第２実施形態における系統電流及びそ
の変動分を示す波形図である。

【図６】本発明の第２実施形態における原因推定の一例
を示す図である。

【図７】本発明の第２実施形態における系統電流及びそ
の変動分を示す波形図である。

【図８】本発明の第３実施形態における各需要家設備ご
との電流成分の時間的変化を示す波形図である。

【図９】本発明の第４実施形態における系統構成図であ
る。

【図１０】本発明の第４実施形態における有効電力と系
統電圧歪み率との相関関係を示す波形図である。

【図１１】本発明の第４実施形態における無効電力と系
統電圧歪み率との相関関係を示す波形図である。

【符号の説明】１０高調波発生設備ＳＣ力率改善コンデンサＶＣＴ１，ＶＣＴ２計器用変圧変流器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者川田信哉神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号富士電機株式会社内 (72)発明者彦坂知行神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号富士電機株式会社内Ｆターム(参考） 2G035 AA11 AB08 AC03 AC07 AC15 AD28 5G058 BD14 CC08

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】配電系統の各相の真の電圧実効値及び基
本波実効値を同時に、かつ系統電圧の半周期ずつずらし
て順次算出するステップと、各相の電圧瞬時値を基準値
と比較して異常を判定するステップと、前記真の電圧実
効値を最小値及び最大値と比較して異常を判定するステ
ップと、各相の電圧総合歪み率を基準値と比較して異常
を判定するステップと、電圧不平衡率を基準値と比較し
て異常を判定するステップと、上記いずれかの異常が所
定時間継続したか否かを判定するステップとを繰り返し
実行し、更に、上記いずれかの異常が発生した場合に異常発生前
後の電圧データを瞬時値として保持するステップと、上
記いずれかの異常が所定時間継続した場合にその継続時
間を計測するステップとを有することを特徴とする配電
系統の監視方法。
【請求項２】配電系統に存在する需要家設備の運用状
態を監視する方法において、需要家設備に供給される基本波電圧及び基本波電流から
基本波有効電力及び基本波無効電力を算出するステップ
と、過渡状態と推定される所定時間間隔をおいた基本波
有効電力変動分及び基本波無効電力変動分の大きさに基
づいて需要家設備の運用状態を推定することを特徴とす
る配電系統の監視方法。
【請求項３】配電系統に存在する需要家設備の運用状
態を監視する方法において、需要家設備ごとにその複数周期の電流波形または電圧波
形を周波数スペクトルに分解するとともに、電流または
電圧の基本波成分に対する各周波数成分の比率をそれぞ
れ基準監視パラメータとして予め登録しておき、監視時
において電流または電圧の基本波成分に対する各周波数
成分の比率として求めた監視パラメータを前記基準監視
パラメータと比較して需要家設備の運用状態を推定する
ことを特徴とする配電系統の監視方法。
【請求項４】配電系統に存在する需要家設備の運用状
態を監視する方法において、需要家設備に供給される基本波電圧及び基本波電流から
基本波有効電力及び基本波無効電力を算出し、所定時間
内の基本波有効電力び基本波無効電力の変動を検出する
とともに、上記所定時間内の系統電圧歪み率の変動を検
出し、基本波有効電力の変動と系統電圧歪み率の変動と
の相関関係から高調波発生設備を推定し、基本波無効電
力の変動と系統電圧歪み率の変動との相関関係から高調
波助長設備を推定することを特徴とする配電系統の監視
方法。