JP2008161010A - 地絡方向継電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】事故除去時間を大幅に短縮することができる電源端用および対向端用の地絡方向継電装置を提供する。
【解決手段】平衡２回線送電線の自回線１Ｌの電源端側に設置される第１の電源端地絡方向継電装置１０₁は、自回線１Ｌにおける地絡事故発生を検出すると自回線１Ｌの電源端側に設けられた第１の遮断器４₁を遮断するための第１のトリップ信号Ｓ₁を発生するトリップ信号発生回路２０を備える。トリップ信号発生回路２０は、第１の零相電流Ｉ₀₁と第２の零相電流Ｉ₀₂との差を第１の零相電流Ｉ₀₁と第２の零相電流Ｉ₀₂と和で割った値を求め、求めた値が閾値以上であると出力信号を出力する自回線事故判定回路２５と、自回線事故判定回路２５の出力信号と他回線２Ｌの電源端側に設けられた第２の遮断器４₂から入力される第２の接点信号Ｓ_C2との論理積をとる第３の論理積回路２３₃とを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、地絡方向継電装置に関し、特に、平衡２回線送電線の電源端側および対向端側に設置するのに好適な地絡方向継電装置に関する。

一般に、電力系統における地絡事故時の保護に用いられている地絡方向継電装置（ＤＧ）は、自回線（地絡方向継電装置が設置された送電線）の電気量（零相電圧Ｖ₀および零相電流Ｉ₀）の大きさおよび方向に基づいて地絡事故発生を判定するものであり、事故区間を判定させるために、対向端（非電源）背後の送電線に設置された他の地絡方向継電装置と時限協調（０．４ｓ〜０．５ｓの積上げ）をとっている。
そのため、電源端側に設置された地絡方向継電装置では、以下に説明するように、事故除去時間が長くなるので、地絡方向継電装置は平衡２回線送電線においては後備保護として用いられ、保護区間内の地絡事故によって瞬時に動作する別方式の主保護継電装置を別に設置することにより、事故除去時間の短縮を図っている。

図７に示すように、電源１（零相電源）から電力を供給される母線から分岐された第１の送電線１Ｌ（以下、「自回線１Ｌ」と称する。）および第２の送電線２Ｌ（以下、「他回線２Ｌ」と称する。）の電源端側（母線側）に地絡方向継電装置（以下、「第１および第２の電源端地絡方向継電装置１１０₁，１１０₂」と称する。）がそれぞれ設置されており、自回線１Ｌおよび他回線２Ｌの対向端側（母線と反対側）にも地絡方向継電装置（以下、「第１および第２の対向端地絡方向継電装置１２０₁，１２０₂」と称する。）がそれぞれ設置されているとする。

第１の電源端地絡方向継電装置１１０₁は、母線に設けられた第１の接地形計器用変圧器（ＥＶＴ）２₁から入力される電源端零相電圧Ｖ_0aと自回線１Ｌの電源端側に設置された第１の零相変流器（ＺＣＴ）３₁から入力される第１の零相電流Ｉ₀₁とに基づいて自回線１Ｌにおける地絡事故発生を検出すると、自回線１Ｌの電源端側に設置された第１の遮断器４₁を遮断するための第１のトリップ信号Ｓ₁を発生する。
第２の電源端地絡方向継電装置１１０₂は、第１の接地形計器用変圧器２₁から入力される電源端零相電圧Ｖ_0aと他回線２Ｌに設置された第２の零相変流器３₂から入力される第２の零相電流Ｉ₀₂とに基づいて他回線２Ｌにおける地絡事故発生を検出すると、他回線２Ｌの電源端側に設置された第２の遮断器４₂を遮断するための第２のトリップ信号Ｓ₂を発生する。

第１の対向端地絡方向継電装置１２０₁は、対向端側の母線（以下、「対向端母線」と称する。）に設けられた第２の接地形計器用変圧器２₂から入力される対向端零相電圧Ｖ_0bと自回線１Ｌの対向端側に設置された第３の零相変流器３₃から入力される第３の零相電流Ｉ₀₃とに基づいて自回線１Ｌにおける地絡事故発生を検出すると、自回線１Ｌの対向端側に設置された第３の遮断器４₃を遮断するための第３のトリップ信号Ｓ₃を発生する。
第２の対向端地絡方向継電装置１２０₂は、第２の接地形計器用変圧器２₂から入力される対向端零相電圧Ｖ_0bと他回線２Ｌの対向端側に設置された第４の零相変流器３₄から入力される第４の零相電流Ｉ₀₄とに基づいて他回線２Ｌにおける地絡事故発生を検出すると、他回線２Ｌの対向端側に設置された第４の遮断器４₄を遮断するための第４のトリップ信号Ｓ₄を発生する。

第１の電源端地絡方向継電装置１１０₁は、第１のトリップ信号Ｓ₁を発生するために、図８に示すようなトリップ信号発生回路１３０を具備する。
ここで、トリップ信号発生回路１３０は、リレー判定回路１３１と、第１乃至第３の遅延回路（タイマー）１３２₁〜１３２₃と、論理積回路１３３と、論理和回路１３４とを備える。

リレー判定回路１３１は、第１の零相電流Ｉ₀₁の大きさと電源端零相電圧Ｖ_0aおよび第１の零相電流Ｉ₀₁の位相関係とに基づいて自回線１Ｌに発生した地絡事故を検出すると、ハイレベルの出力信号を出力する。
第１の遅延回路１３２₁は、第１の地絡過電圧継電装置（ＯＶＧ）５₁から入力される第１のＯＶＧ出力信号Ｓ_OVG1を第１の時限協調時間Ｔ１₁だけ遅延する。ここで、第１の地絡過電圧継電装置５₁は、第１の接地形計器用変圧器２₁から入力される電源端零相電圧Ｖ_0aの大きさが整定値以上になるとハイレベルの第１のＯＶＧ出力信号Ｓ_OVG1を出力する。また、第１の時限協調時間Ｔ１₁は、自回線１Ｌの対向端背後の送電線に設置された他の地絡方向継電装置（不図示）との時限協調のために設定される（たとえば８００ｍｓに設定される）。
論理積回路１３３は、リレー判定回路１３１の出力信号と第１の遅延回路１３２₁によって第１の時限協調時間Ｔ１₁だけ遅延された第１のＯＶＧ出力信号Ｓ_OVG1との論理積をとる。
第２の遅延回路１３２₂は、論理積回路１３３の出力信号を第１の零相自由振動誤動作防止時間Ｔ２₁だけ遅延する。ここで、第１の零相自由振動誤動作防止時間Ｔ２₁は、零相自由振動（事故点切離し後も零相電圧が一定時間だけ残る現象）による誤動作防止のために設定される（通常は１００ｍｓに設定される）。また、第１の電源端地絡方向継電装置１１０₁の動作時限Ｔ_DG1は第１の時限協調時間Ｔ１₁と第１の零相自由振動誤動作防止時間Ｔ２₁との合計時間（Ｔ_DG1＝Ｔ１₁＋Ｔ２₁）となる。
第３の遅延回路１３２₃は、第１の地絡過電圧継電装置５₁から入力される第１のＯＶＧ出力信号Ｓ_OVG1を第１のＯＶＧ遮断時間Ｔ３₁だけ遅延する。ここで、第１のＯＶＧ遮断時間Ｔ３₁は、第１の地絡過電圧継電装置５₁の動作だけで第１の遮断器４₁を遮断させるために設定される。
論理和回路１３４は、第２の遅延回路１３２₂の出力信号と第３の遅延回路１３２₃の出力信号との論理和をとる。

第２の電源端地絡方向継電装置１１０₂は、上述したトリップ信号発生回路１３０と同様の構成のトリップ信号発生回路（不図示）を具備する。

第１の対向端地絡方向継電装置１２０₁は、第３のトリップ信号Ｓ₃を発生するために、図９に示すようなトリップ信号発生回路１４０を具備する。
ここで、トリップ信号発生回路１４０は、リレー判定回路１４１と、第１乃至第３の遅延回路（タイマー）１４２₁〜１４２₃と、論理積回路１４３と、論理和回路１４４とを備える。

リレー判定回路１４１は、第３の零相電流Ｉ₀₃の大きさと対向端零相電圧Ｖ_0bおよび第３の零相電流Ｉ₀₃の位相関係とに基づいて自回線１Ｌに発生した地絡事故を検出すると、ハイレベルの出力信号を出力する。
第１の遅延回路１４２₁は、第２の地絡過電圧継電装置５₂から入力される第２のＯＶＧ出力信号Ｓ_OVG2を第３の時限協調時間Ｔ１₃だけ遅延する。ここで、第２の地絡過電圧継電装置５₂は、第２の接地形計器用変圧器２₂から入力される対向端零相電圧Ｖ_0bの大きさが整定値以上になるとハイレベルの第２のＯＶＧ出力信号Ｓ_OVG2を出力する。また、図８に示した第１の遅延回路１３２₁において設定された第１の時限協調時間Ｔ１₁（たとえば８００ｍｓ）は、時限協調のために、第３の時限協調時間Ｔ１₃（たとえば４００ｍｓ）よりも大きくなるように設定される（Ｔ１₁＞Ｔ１₃）。
論理積回路１４３は、リレー判定回路１４１の出力信号と第１の遅延回路１４２₁によって第３の時限協調時間Ｔ１₃だけ遅延された第２のＯＶＧ出力信号Ｓ_OVG2との論理積をとる。
第２の遅延回路１４２₂は、論理積回路１４３の出力信号を第３の零相自由振動誤動作防止時間Ｔ２₃だけ遅延する。また、第１の対向端地絡方向継電装置１２０₁の動作時限Ｔ_DG3は第３の時限協調時間Ｔ１₃と第３の零相自由振動誤動作防止時間Ｔ２₃との合計時間（Ｔ_DG3＝Ｔ１₃＋Ｔ２₃）となる。
第３の遅延回路１４２₃は、第２の地絡過電圧継電装置５₂から入力される第２のＯＶＧ出力信号Ｓ_OVG2を第３のＯＶＧ遮断時間Ｔ３₃だけ遅延する。ここで、第３のＯＶＧ遮断時間Ｔ３₃は、第２の地絡過電圧継電装置５₂の動作だけで第３の遮断器４₃を遮断させるために設定される。
論理和回路１４４は、第２の遅延回路１４２₂の出力信号と第３の遅延回路１４２₃の出力信号との論理和をとる。

第２の対向端地絡方向継電装置１２０₂は、上述したトリップ信号発生回路１４０と同様の構成のトリップ信号発生回路（不図示）を具備する。

第１の電源端地絡方向継電装置１１０₁の保護区間である自回線１Ｌにおいて図１０に示す時刻ｔ₀に地絡事故が発生したとすると、事故電流（零相電流Ｉ₀）は図７に破線の矢印で示すように事故点に向かって流れるため、零相電流（第１乃至第３の零相電流Ｉ₀₁〜Ｉ₀₃）の向きが動作方向（内部方向）と同じである第１の電源端地絡方向継電装置１１０₁、第２の電源端地絡方向継電装置１１０₂および第１の対向端地絡方向継電装置１２０₁が動作する。

第１の対向端地絡方向継電装置１２０₁の動作時限Ｔ_DG3は第１および第２の電源端地絡方向継電装置１１０₁，１１０₂の動作時限Ｔ_DG1，Ｔ_DG2よりも短いため、まず、第１の対向端地絡方向継電装置１２０₁が動作して、自回線１Ｌの対向端側に設置された第３の遮断器４₃を遮断する。このとき、第３の遮断器４₃は、図１０に示すように、第１の対向端地絡方向継電装置１２０₁のリレー判定時間Ｔ_RY（５０ｍｓ）および動作時限Ｔ_DG3（＝Ｔ１₃＋Ｔ２₃＝４００ｍｓ＋１００ｍｓ＝５００ｍｓ）が経過した時刻ｔ₂に第１の対向端地絡方向継電装置１２０₁から出力される第３のトリップ信号Ｓ₃によって遮断されるが、第３の遮断器４₃が完全に遮断されるのは、時刻ｔ₂から遮断器遮断時間Ｔ_CB（５０ｍｓ）が経過した時刻ｔ₃となる。

時刻ｔ₃に第３の遮断器４₃が完全に遮断されると、事故電流は自回線１Ｌの電源端から事故点に向かってのみ流れるため（すなわち、図１０に示すように第１の零相電流Ｉ₀₁のみが流れるため）、第１の電源端地絡方向継電装置１１０₁のみが動作を続けて、自回線１Ｌの電源端側に設置された第１の遮断器４₁を遮断する。このとき、第１の遮断器４₁は、事故発生時刻ｔ₀から第１の電源端地絡方向継電装置１１０₁のリレー判定時間Ｔ_RY（５０ｍｓ）および動作時限Ｔ_DG1（＝Ｔ１₁＋Ｔ２₁＝８００ｍｓ＋１００ｍｓ＝９００ｍｓ）が経過した時刻ｔ₄に第１の電源端地絡方向継電装置１１０₁から出力される第１のトリップ信号Ｓ₁によって遮断されるが、第１の遮断器４₁が完全に遮断されるのは、時刻ｔ₄から遮断器遮断時間Ｔ_CB（５０ｍｓ）が経過した時刻ｔ₅となる。

下記の特許文献１には、地絡事故時における事故点抵抗の大小に拘らず確実に回線を遮断し得るとともに２回線以上の多回線送電線に容易に適用可能で高い信頼性を有する地絡回線選択保護継電装置が開示されている。この地絡回線選択保護継電装置では、電流検出器で検出された線路零相電流は、変換器を介して比演算回路に供給される。電流検出器で検出された中性点零相電流は、入力変換器を介して比演算回路に供給される。比演算回路で、線路零相電流と中性点零相電流との比が算出され、事故検出回路に供給されて１／回線数より大か否かが判定される。比が大の場合には地絡事故発生と判定され、検出回路から判定出力回路に判定信号が供給される。判定出力回路は遮断信号を遮断器に供給し、１号線が母線から分離される。比は事故点抵抗値を含まないので、この抵抗値に影響されず確実に地絡事故が検出される。
下記の特許文献２には、設置面積およびコストを低減するために、Ａ電源方向からの地絡電流を検出する検出回路とＢ電源方向からの地絡電流を検出する検出回路で地絡方向継電器を構成し、各検出回路とは別々に動作時限を設定できるようにして、従来の２台の地絡方向継電器の機能を併せ持つようにすることが開示されている。
特開平５−３２８５８８号公報 特開平１１−１６４４７０号公報

しかしながら、上述した第１の電源端地絡方向継電装置１１０₁では、自回線１Ｌにおいて地絡事故が発生した場合に、第１の遮断器４₁は事故発生時刻ｔ₀からリレー判定時間Ｔ_RY、動作時限Ｔ_DG1および遮断器遮断時間Ｔ_CBの合計時間だけ経過した時刻ｔ₅に遮断されるため（図１０参照）、この地絡事故を除去するのに時間（約１ｓ）を要し、設備に悪影響を与えるという問題がある。

また、対向端母線の背後にある零相電源の中性点補償リアクトル（ＮＧＬ）有効分が大きい場合や系統変更時の運用制約などにより動作時限Ｔ_DG3が大きくされることがあるため、自回線１Ｌにおいて地絡事故が発生した場合に事故除去時間が更に長くなり、設備に悪影響を与えるという問題がある。この問題点は、第１の対向端地絡方向継電装置１２０₁でも存在する。

本発明の目的は、事故除去時間を大幅に短縮することができる電源端用および対向端用の地絡方向継電装置を提供することにある。

本発明の第１の地絡方向継電装置は、電源端側の母線と対向端側の対向端母線との間に敷設された自回線（１Ｌ）および他回線（２Ｌ）からなる平衡２回線送電線の該自回線の電源端側に設置される地絡方向継電装置（１０₁）であって、前記自回線における地絡事故発生を検出すると、該自回線の電源端側に設けられた自回線遮断器（４₁）を遮断するためのトリップ信号（Ｓ₁）を発生するトリップ信号発生回路（２０）を具備し、該トリップ信号発生回路が、前記自回線の電源端から事故点に向かって流れる自回線零相電流（Ｉ₀₁）および前記他回線の電源端から該事故点に向かって流れる他回線零相電流（Ｉ₀₂）の差と該自回線零相電流および該他回線零相電流の和との比率に基づいて地絡事故を検出すると、動作時限を短くして前記トリップ信号を発生するトリップ信号発生手段を備えることを特徴とする。
ここで、前記トリップ信号発生手段が、前記他回線の電源端側に設置された隣回線遮断器（４₂）が遮断されていないことを条件に、前記比率に基づいて前記自回線における地絡事故発生を検出すると、動作時限を短くして前記トリップ信号を発生してもよい。
前記トリップ信号発生手段が、前記自回線零相電流と前記他回線零相電流との差を該自回線零相電流と該他回線零相電流と和で割った値を求め、該求めた値が閾値以上であると出力信号を出力する自回線事故判定回路（２５）と、該自回線事故判定回路の出力信号と前記隣回線遮断器から入力される接点信号（Ｓ_C2）との論理積をとる論理積回路（２３₃）とを備えてもよい。
前記自回線事故判定回路が、前記対向端母線の背後に零相電源がある場合には、対向端背後の零相電源容量と電源端背後の零相電源容量との比を“ｋ”とすると、前記自回線零相電流と前記他回線零相電流との差を該自回線零相電流と該他回線零相電流と和で割った値を更に“１＋ｋ”で割った値を求め、該求めた値が前記閾値以上であると出力信号を出力してもよい。
前記閾値が、前記自回線の電源端から対向端までのＸ％の区間を時限短縮保護区間とする場合には、“１−Ｘ／１００”とされてもよい。
前記時限短縮保護区間が、前記自回線の電源端から対向端までの８０〜８５％までの区間とされてもよい。
前記他回線の電源端側に設置される他の地絡方向継電装置（１０₂）が、前記地絡方向継電装置と同じ構成を有しかつ一体に構成されていてもよい。
本発明の第２の地絡方向継電装置は、電源端側の母線と対向端側の対向端母線との間に敷設された自回線（１Ｌ）および他回線（２Ｌ）からなる平衡２回線送電線の該自回線の対向端側に設置される地絡方向継電装置（３０₁）であって、前記自回線における地絡事故発生を検出すると、該自回線の対向端側に設けられた自回線遮断器（４₃）を遮断するためのトリップ信号（Ｓ₃）を発生するトリップ信号発生回路（４０）を具備し、該トリップ信号発生回路が、対向端側において零相電流（Ｉ₀）が前記他回線から前記自回線に回り込む比率に基づいて地絡事故を検出すると、動作時限を短くして前記トリップ信号を発生するトリップ信号発生手段を備えることを特徴とする。
前記トリップ信号発生手段が、前記他回線の対向端側に設置された隣回線遮断器（４₄）が遮断されていないことを条件に、前記比率に基づいて前記自回線における地絡事故発生を検出すると、動作時限を短くして前記トリップ信号を発生してもよい。
前記トリップ信号発生手段が、前記自回線の対向端から事故点に向かって流れる自回線零相電流（Ｉ₀₃）と前記他回線の対向端から前記事故点に向かって流れる他回線零相電流（Ｉ₀₄）との差の絶対値を該自回線零相電流の２倍の値で割った値を求め、該求めた値が第１の閾値よりも大きくて第２の閾値よりも小さいと出力信号を出力する自回線事故判定回路（４５）と、該自回線事故判定回路の出力信号と前記隣回線遮断器から入力される接点信号（Ｓ_C4）との論理積をとる論理積回路（４３₃）とを備えてもよい。
前記第１および第２の閾値が、前記対向端の変流器誤差、リレー誤差および線路定数誤差を含む誤差に応じて決定されてもよい。
前記自回線事故判定回路が、前記対向端母線の背後に零相電源がある場合には、対向端背後の零相電源容量と電源端背後の零相電源容量との比を“ｋ”とすると、前記自回線零相電流と前記他回零相電流との差の絶対値を該自回線零相電流の２倍の値で割った値に“１＋ｋ”を掛けた値を求め、該求めた値が閾値以上であると出力信号を出力してもよい。
前記閾値が、前記自回線の電源端から対向端までの時限短縮保護区間の長さに応じて決定されてもよい。
前記トリップ信号発生手段が、前記他回線の対向端側に設置された他の地絡方向継電装置（３０₂）が不動作であることを条件に、動作時限を短くして前記トリップ信号を発生してもよい。
前記他回線の対向端側に設置される他の地絡方向継電装置（３０₂）が、前記地絡方向継電装置と同じ構成を有しかつ一体に構成されていてもよい。

本発明の地絡方向継電装置は、以下に示す効果を奏する。
（１）平衡２回線送電線の電源端側に設置される地絡方向継電装置は、自回線の電源端から事故点に向かって流れる自回線零相電流および他回線の電源端から事故点に向かって流れる他回線零相電流の差と自回線零相電流および他回線零相電流の和との比率に基づいて地絡事故を検出すると動作時限を短くしてトリップ信号を発生するので、自回線において発生した地絡事故の除去時間を大幅に短縮することができる。
（２）平衡２回線送電線の対向端側に設置される地絡方向継電装置は、対向端側において零相電流が他回線から自回線に回り込む比率に基づいて地絡事故を検出すると動作時限を短くしてトリップ信号を発生するので、自回線において発生した地絡事故の除去時間を大幅に短縮することができる。
（３）事故継続時間も大幅に短縮するので、事故時の設備への悪影響を低減することができる。
（４）主保護継電装置を省略することも可能であるため、設備への投資コストの低減も図れる。
（５）対向端背後に零相電源がある場合には、対向端背後の零相電源容量と電源端背後の零相電源容量との比を考慮することにより、検出感度を変えずに地絡事故を除去することができる。

上記の目的を、自回線の電源端側に設置された地絡方向継電装置が自回線の電源端から事故点に向かって流れる自回線零相電流および他回線の電源端から事故点に向かって流れる他回線零相電流の比率に基づいて地絡事故を検出すると動作時限を短くしてトリップ信号を発生し、また、自回線の対向端側に設置された地絡方向継電装置が対向端側において零相電流が他回線から自回線に回り込む比率に基づいて地絡事故を検出すると動作時限を短くしてトリップ信号を発生することにより実現した。

以下、本発明の地絡方向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の実施例による地絡方向継電装置は、平衡２回線送電線の電源端側に設置される地絡方向継電装置であって、地絡事故発生時には平衡２回線送電線の電源端では事故回線の事故電流（第１の零相電流Ｉ₀₁）の比率の方が健全回線の事故電流（第２の零相電流Ｉ₀₂）の比率よりも大きくなることに着目し、健全回線の遮断器情報と、事故回線の事故電流および健全回線の事故電流の差と事故回線の事故電流および健全回線の事故電流の和との比率（前者を後者で割った値）とに基づいて地絡事故を検出すると、動作時限を短くしてトリップ信号を発生することを特徴とする。

したがって、図１に示す第１の電源端地絡方向継電装置１０₁（本発明の第１の実施例による地絡方向継電装置）は、健全回線である他回線２Ｌの電源端側に設置された第２の遮断器４₂が遮断されておらず、かつ、（１）式に示す自回線事故判定条件に基づいて事故回線である自回線１Ｌにおける地絡事故発生を検出すると、第１の対向端地絡方向継電装置２０₁の動作時限Ｔ_DG3よりも短くなるように整定された第１の自回線事故判定時誤動作防止時間Ｔ４₁で第１のトリップ信号Ｓ₁を発生する機能を備えている点で、図７に示した従来の第１の電源端地絡方向継電装置１１０₁と相違する。
（Ｉ₀₁−Ｉ₀₂）／（Ｉ₀₁＋Ｉ₀₂）≧０．２ （１）
ここで、閾値は時限短縮保護区間（すなわち、地絡事故に対して第１の自回線事故判定時誤動作防止時間Ｔ４₁で第１のトリップ信号Ｓ₁を発生する自回線１Ｌの範囲）の長さに応じて決定され、自回線１Ｌの電源端から対向端までのＸ％の区間を時限短縮保護区間とする場合には、閾値＝１−Ｘ／１００とする。したがって、（１）式における閾値＝０．２は、自回線１Ｌの電源端から対向端までの８０％の区間を時限短縮保護区間とする場合に用いる。なお、時限短縮保護区間は、変流器誤差（ＣＴ誤差）、リレー誤差および線路定数誤差などの誤差を考慮すると、１５〜２０％程度のマージンが必要であるため、自回線１Ｌの電源端から対向端までの８０〜８５％までの区間とする。
また、第１の自回線事故判定時誤動作防止時間Ｔ４₁は、基本的には第１の零相自由振動誤動作防止時間Ｔ２₁と同じ目的で設定される（１００ｍｓ程度に設定される）が、自回線事故判定時の瞬時変化を防止する機能も含む。

すなわち、第１の電源端地絡方向継電装置１０₁は、第２の遮断器４₂から入力される第２の接点信号Ｓ_C2がハイレベルであり（第２の遮断器４₂が遮断されていないことを示す。）、かつ、第１の零相変流器３₁から入力される第１の零相電流Ｉ₀₁と第２の零相変流器３₂から入力される第２の零相電流Ｉ₀₂との差（＝Ｉ₀₁−Ｉ₀₂）を第１の零相電流Ｉ₀₁と第２の零相電流Ｉ₀₂と和（Ｉ₀₁＋Ｉ₀₂）で割った値が閾値（＝０．２）以上であることを条件に、第１のトリップ信号Ｓ₁を第１の自回線事故判定時誤動作防止時間Ｔ４₁で発生する。
これを実現するために、第１の電源端地絡方向継電装置１０₁は、図８に示したトリップ信号発生回路１２０の代わりに、図２に示すトリップ信号発生回路２０を具備する。

トリップ信号発生回路２０は、図２に示すように、リレー判定回路２１と、第１乃至第４の遅延回路（タイマー）２２₁〜２２₄と、第１乃至第３の論理積回路２３₁〜２３₃と、論理和回路２４と、自回線事故判定回路２５とを備える。

リレー判定回路２１は、図８に示したリレー判定回路１３１と同様に、第１の零相電流Ｉ₀₁の大きさと電源端零相電圧Ｖ_0aおよび第１の零相電流Ｉ₀₁の位相関係とに基づいて自回線１Ｌに発生した地絡事故を検出すると、ハイレベルの出力信号を出力する。
第１の遅延回路２２₁は、図８に示した第１の遅延回路１３２₁と同様に、第１のＯＶＧ出力信号Ｓ_OVG1を第１の時限協調時間Ｔ１₁だけ遅延する。
第１の論理積回路２３₁は、図８に示した論理積回路１３３と同様に、リレー判定回路２１の出力信号と第１の遅延回路２２₁によって第１の時限協調時間Ｔ１₁だけ遅延された第１のＯＶＧ出力信号Ｓ_OVG1との論理積をとる。
第２の遅延回路２２₂は、図８に示した第２の遅延回路１３２₂と同様に、第１の論理積回路２３₁の出力信号を第１の零相自由振動誤動作防止時間Ｔ２₁だけ遅延する。
第３の遅延回路２２₃は、図８に示した第３の遅延回路１３２₃と同様に、第１のＯＶＧ出力信号Ｓ_OVG1を第１のＯＶＧ遮断時間Ｔ３₁だけ遅延する。
第２の論理積回路２３₂は、リレー判定回路２１が地絡事故を検出していないとき（第１の電源端地絡方向継電装置１０₁が動作していないとき）に第１のトリップ信号Ｓ₁が誤って第１の自回線事故判定時誤動作防止時間Ｔ４₁で出力されないようにするためのものであり、リレー判定回路２１の出力信号と第１のＯＶＧ出力信号Ｓ_OVG1との論理積をとる。
自回線事故判定回路２５は、第１の零相電流Ｉ₀₁と第２の零相電流Ｉ₀₂との差（＝Ｉ₀₁−Ｉ₀₂）を第１の零相電流Ｉ₀₁と第２の零相電流Ｉ₀₂と和（Ｉ₀₁＋Ｉ₀₂）で割った値を求め、求めた値が閾値（＝０．２）以上であるとハイレベルの出力信号を出力する。
第３の論理積回路２３₃は、第２の論理積回路２３₂の出力信号と自回線事故判定回路２５の出力信号と第２の接点信号Ｓ_C2との論理積をとる。
第４の遅延回路２２₄は、第３の論理積回路２３₃の出力信号を第１の自回線事故判定時誤動作防止時間Ｔ４₁だけ遅延する。
論理和回路２４は、第２の遅延回路２２₂の出力信号と第３の遅延回路２２₃の出力信号と第４の遅延回路２２₄の出力信号との論理和をとる。

次に、図１に示す自回線１Ｌにおいて地絡事故が発生した場合のトリップ信号発生回路２０の動作について、図３を参照して説明する。

自回線１Ｌにおいて時刻ｔ₀に地絡事故が発生すると、零相電流（第１乃至第３の零相電流Ｉ₀₁〜Ｉ₀₃）の向きが動作方向（内部方向）と同じである第１の電源端地絡方向継電装置１０₁、第２の電源端地絡方向継電装置１０₂および第１の対向端地絡方向継電装置１２０₁が動作する（図７参照）。

したがって、第１の電源端地絡方向継電装置１０₁が具備するトリップ信号発生回路２０のリレー判定回路２１は、電源端零相電圧Ｖ_0aと第１の零相電流Ｉ₀₁とに基づいて自回線１Ｌにおいて地絡事故が発生したと判定して、ハイレベルの出力信号を出力する。第１の地絡過電圧継電装置５₁は、電源端零相電圧Ｖ_0aの大きさが整定値以上であると、ハイレベルの第１のＯＶＧ出力信号Ｓ_OVG1を出力する。これにより、第２の論理積回路２３₂の出力信号は、ロウレベルからハイレベルになる。
また、第１の零相電流Ｉ₀₁と第２の零相電流Ｉ₀₂との差（＝Ｉ₀₁−Ｉ₀₂）を第１の零相電流Ｉ₀₁と第２の零相電流Ｉ₀₂と和（Ｉ₀₁＋Ｉ₀₂）で割った値が“０．２”以上であると、自回線事故判定回路２５は、自回線１Ｌにおいて地絡事故が発生したと判定して、ハイレベルの出力信号を出力する。
その結果、第２の遮断器４₂から入力される第２の接点信号Ｓ_C2がハイレベルであると、第３の論理積回路２３₃の出力信号は、ロウレベルからハイレベルになる。

第３の論理積回路２３₃のハイレベルの出力信号は、第４の遅延回路２２₄で第１の自回線事故判定時誤動作防止時間Ｔ４₁（１００ｍｓ）だけ遅延されたのち、論理和回路２４に入力される。これにより、論理和回路２４の出力信号は、ロウレベルからハイレベルになる。
その結果、ハイレベルの第１のトリップ信号Ｓ₁が、事故発生時刻ｔ₀から第１の電源端地絡方向継電装置１０₁のリレー判定時間Ｔ_RY（５０ｍｓ）および第１の自回線事故判定時誤動作防止時間Ｔ４₁の合計時間（＝５０ｍｓ+１００ｍｓ=１５０ｍｓ）経過後にトリップ信号発生回路２０から第１の遮断器４₁に出力される。

このとき、第１の対向端地絡方向継電装置１２０₁においても、図９および図１０を参照して説明したように、事故発生時刻ｔ₀から第２の対向端地絡方向継電装置１２０₂のリレー判定時間Ｔ_RY（５０ｍｓ）および動作時限Ｔ_DG3（５００ｍｓ）の合計時間（＝５０ｍｓ＋５００ｍｓ＝５５０ｍｓ）だけ経過した時刻ｔ₂にハイレベルの第３のトリップ信号Ｓ₃が第３の遮断器４₃に出力されるが、第１の自回線事故判定時誤動作防止時間Ｔ４₁は第１の対向端地絡方向継電装置１２０₁の動作時限Ｔ_DG3よりも短く整定されているため、ハイレベルの第１のトリップ信号Ｓ₁は、図３に示すように、時刻ｔ₂よりも早い時刻ｔ_1aに出力される。

したがって、第１の遮断器４₁は、第３の遮断器４₃よりも早く、時刻ｔ_1aから遮断器遮断時間Ｔ_CB（５０ｍｓ）だけ経過した時刻ｔ_1bに完全に遮断される。その結果、図３に破線で示した従来の第１の電源端地絡方向継電装置１１０₁の場合（図１０参照）に比べて、第１の遮断器４₁をｔ₅−ｔ_1b＝Ｔ_DG1−Ｔ４₁（＝９００ｍｓ−１００ｍｓ＝８００ｍｓ）だけ早く遮断することができる。

第１の遮断器４₁が完全に遮断されると、事故電流は他回線２Ｌの電源端から事故点に向かってのみ流れるため、第１の対向端地絡方向継電装置１２０₁が動作を続けて、第３の遮断器４₃が時刻ｔ₂から遮断器遮断時間Ｔ_CB（５０ｍｓ）だけ経過した時刻ｔ₃に完全に遮断される。したがって、第３の遮断器４₃は、図１０に示した従来の場合と同じ時刻ｔ₃に完全に遮断される。

第２の電源端地絡方向継電装置１０₂も第１の電源端地絡方向継電装置１０₁と同様に構成することにより、他回線２Ｌにおいて地絡事故が発生した場合に、従来の第２の電源端地絡方向継電装置１１０₂と比べて第２の遮断器４₂をＴ_DG2−Ｔ４₂だけ早く遮断することができる。ここで、Ｔ_DG2は第２の電源端地絡方向継電装置１０₂の動作時限であり、Ｔ４₂は第２の電源端地絡方向継電装置１０₂が具備するトリップ信号発生回路（図２に示したトリップ信号発生回路２０と同様の構成を有する。）の第４の遅延回路に設定される第２の自回線事故判定時誤動作防止時間である。

なお、対向端母線の背後に零相電源がある場合には、（１）式に示した自回線事故判定条件の代わりに、対向端背後の零相電源容量（対向端母線背後の零相電源容量）と電源端背後の零相電源容量（母線背後の零相電源容量）との比ｋ（零相電源容量＝中性点接地抵抗（ＮＧＲ）＋中性点補償リアクトル（ＮＧＬ））を考慮した（２）式に示す自回線事故判定条件を用いることにより、検出感度を変えずに地絡事故を除去することができる。
（Ｉ₀₁−Ｉ₀₂）／（Ｉ₀₁＋Ｉ₀₂）／（１＋ｋ）≧０．２ （２）
ここで、ｋ＝（対向端背後の零相電源容量）／（電源端背後の零相電源容量）
この場合には、図２に示した自回線事故判定回路２５は、第１の零相電流Ｉ₀₁と第２の零相電流Ｉ₀₂との差（＝Ｉ₀₁−Ｉ₀₂）を第１の零相電流Ｉ₀₁と第２の零相電流Ｉ₀₂と和（Ｉ₀₁＋Ｉ₀₂）で割った値を更に“１＋ｋ”で割った値を求め、求めた値が閾値（＝０．２）以上であると、ハイレベルの出力信号を出力する。

また、短絡優先を考慮する場合には、母線に接続された不足電圧継電装置（不図示）の不動作条件を付加してもよい。この場合には、図２に示したトリップ信号発生回路２０に、不足電圧継電装置の動作を示すハイレベルの不足電圧継電装置動作信号の極性を反転させるインバータ回路を追加し、このインバータ回路の出力信号を第３の論理積回路２３₃に入力させて、第２の論理積回路２３₂の出力信号と自回線事故判定回路２５の出力信号と第２の接点信号Ｓ_C2とインバータ回路の出力信号との論理積を第３の論理積回路２３₃にとらせるようにすればよい。

以上の説明では、第１および第２の電源端地絡方向継電装置１０₁，１０₂を個々に構成したが、一体に構成してもよい。

次に、本発明の第２の実施例による地絡方向継電装置について、図４乃至図６を参照して説明する。
本実施例による地絡方向継電装置は、平衡２回線送電線の対向端側に設置される地絡方向継電装置であって、地絡事故発生時には平衡２回線送電線の対向端では事故電流（零相電流Ｉ₀）が健全回線から事故回線に回り込むことに着目し、健全回線の遮断器情報と事故電流が健全回線から事故回線に回り込む比率とに基づいて地絡事故を検出すると、動作時限を短くしてトリップ信号を発生することを特徴とする。

したがって、図４に示す第１の対向端地絡方向継電装置３０₁（本発明の第２の実施例による地絡方向継電装置）は、健全回線である他回線２Ｌの対向端側に設置された第４の遮断器４₄が遮断されておらず、かつ、（３）式に示す自回線事故判定条件に基づいて事故回線である自回線１Ｌにおける地絡事故発生を検出すると、第１の対向端地絡方向継電装置２０₁の動作時限Ｔ_DG3よりも短くなるように整定された第３の自回線事故判定時誤動作防止時間Ｔ４₃で第３のトリップ信号Ｓ₃を発生する機能を備えている点で、図７に示した従来の第１の電源端地絡方向継電装置１２０₁と相違する。
０．８６＜｜Ｉ₀₃−Ｉ₀₄｜／（Ｉ₀₃×２）＜１．１８ （３）
ここで、２つの閾値（第１および第２の閾値）は対向端の変流器誤差（ＣＴ誤差）、リレー誤差および線路定数誤差などの誤差に応じて決定される。（３）に示した第１の閾値＝０．８６および第２の閾値＝１．１８はこの誤差を±１５％とする場合に用いる。なお、この誤差を±１０％とする場合には、第１の閾値は“０．９”とし、第２の閾値は“１．１２”とする。
また、第３の自回線事故判定時誤動作防止時間Ｔ４₃は、第１の自回線事故判定時誤動作防止時間Ｔ４₁と同様の目的で設定される。

すなわち、第１の対向端地絡方向継電装置３０₁は、第４の遮断器４₄から入力される第４の接点信号Ｓ_C4がハイレベルであり（第４の遮断器４₄が遮断されていないことを示す。）、かつ、第３の零相変流器３₃から入力される第３の零相電流Ｉ₀₃と第４の零相変流器３₄から入力される第４の零相電流Ｉ₀₄との差の絶対値（＝｜Ｉ₀₃−Ｉ₀₄｜）を第３の零相電流Ｉ₀₃の２倍の値（Ｉ₀₃×２）で割った値が第１の閾値（０．８６）よりも大きくて第２の閾値（＝１．１８）よりも小さいことを条件に、第３のトリップ信号Ｓ_３を第３の自回線事故判定時誤動作防止時間Ｔ４₃で発生する。
これを実現するために、第１の対向端地絡方向継電装置３０₁は、図９に示したトリップ信号発生回路１４０の代わりに、図５に示すトリップ信号発生回路４０を具備する。

トリップ信号発生回路４０は、図５に示すように、リレー判定回路４１と、第１乃至第４の遅延回路（タイマー）４２₁〜４２₄と、第１乃至第３の論理積回路４３₁〜４３₃と、論理和回路４４と、自回線事故判定回路４５とを備える。

リレー判定回路４１は、図９に示したリレー判定回路１４１と同様に、第３の零相電流Ｉ₀₃の大きさと対向端零相電圧Ｖ_0bおよび第３の零相電流Ｉ₀₃の位相関係とに基づいて自回線１Ｌに発生した地絡事故を検出すると、ハイレベルの出力信号を出力する。
第１の遅延回路４２₁は、図９に示した第１の遅延回路１４２₁と同様に、第２のＯＶＧ出力信号Ｓ_OVG2を第３の時限協調時間Ｔ１₃だけ遅延する。
第１の論理積回路４３₁は、図９に示した論理積回路１４３と同様に、リレー判定回路４１の出力信号と第１の遅延回路４２₁によって第３の時限協調時間Ｔ１₃だけ遅延された第２のＯＶＧ出力信号Ｓ_OVG2との論理積をとる。
第２の遅延回路４２₂は、図９に示した第２の遅延回路１４２₂と同様に、第１の論理積回路４３₁の出力信号を第３の零相自由振動誤動作防止時間Ｔ２₃だけ遅延する。
第３の遅延回路４２₃は、図９に示した第３の遅延回路１４２₃と同様に、第２のＯＶＧ出力信号Ｓ_OVG2を第３のＯＶＧ遮断時間Ｔ３₃だけ遅延する。
第２の論理積回路４３₂は、リレー判定回路４１が地絡事故を検出していないとき（第１の対向端地絡方向継電装置３０₁が動作していないとき）に第３のトリップ信号Ｓ₃が誤って第３の自回線事故判定時誤動作防止時間Ｔ４₃で出力されないようにするためのものであり、リレー判定回路４１の出力信号と第２のＯＶＧ出力信号Ｓ_OVG2との論理積をとる。
自回線事故判定回路４５は、第３の零相電流Ｉ₀₃と第４の零相電流Ｉ₀₄との差の絶対値（＝｜Ｉ₀₃−Ｉ₀₄｜）を第３の零相電流Ｉ₀₃の２倍の値（Ｉ₀₃×２）で割った値を求め、求めた値が第１の閾値（０．８６）よりも大きくて第２の閾値（＝１．１８）よりも小さいとハイレベルの出力信号を出力する。
第３の論理積回路４３₃は、第２の論理積回路４３₂の出力信号と自回線事故判定回路４５の出力信号と第４の接点信号Ｓ_C4との論理積をとる。
第４の遅延回路４２₄は、第３の論理積回路４３₃の出力信号を第３の自回線事故判定時誤動作防止時間Ｔ４₃だけ遅延する。
論理和回路２４は、第２の遅延回路２２₂の出力信号と第３の遅延回路２２₃の出力信号と第４の遅延回路２２₄の出力信号との論理和をとる。

次に、図４に示す自回線１Ｌにおいて地絡事故が発生した場合のトリップ信号発生回路４０の動作について、図６を参照して説明する。

自回線１Ｌにおいて時刻ｔ₀に地絡事故が発生すると、零相電流（第１乃至第４の零相電流Ｉ₀₁〜Ｉ₀₄）の向きが動作方向（内部方向）と同じである第１の電源端地絡方向継電装置１１０₁、第２の電源端地絡方向継電装置１１０₂および第１の対向端地絡方向継電装置３０₁が動作する（図７参照）。

したがって、第１の対向端地絡方向継電装置３０₁が具備するトリップ信号発生回路４０のリレー判定回路４１は、対向端零相電圧Ｖ_0bと第３の零相電流Ｉ₀₃とに基づいて自回線１Ｌにおいて地絡事故が発生したと判定して、ハイレベルの出力信号を出力する。第２の地絡過電圧継電装置５₂は、対向端零相電圧Ｖ_0bの大きさが整定値以上であると、ハイレベルの第２のＯＶＧ出力信号Ｓ_OVG2を出力する。これにより、第２の論理積回路４３₂の出力信号は、ロウレベルからハイレベルになる。
また、第３の零相電流Ｉ₀₃と第４の零相電流Ｉ₀₄との差の絶対値（＝｜Ｉ₀₃−Ｉ₀₄｜）を第３の零相電流Ｉ₀₃の２倍の値（Ｉ₀₃×２）で割った値が“０．８６”よりも大きくて“１．１８”よりも小さいと、自回線事故判定回路４５は、自回線１Ｌにおいて地絡事故が発生したと判定して、ハイレベルの出力信号を出力する。
その結果、第４の遮断器４₄から入力される第４の接点信号Ｓ_C4がハイレベルであると、第３の論理積回路４３₃の出力信号は、ロウレベルからハイレベルになる。

第３の論理積回路４３₃のハイレベルの出力信号は、第４の遅延回路４２₄で第３の自回線事故判定時誤動作防止時間Ｔ４₃（１００ｍｓ）だけ遅延されたのち、論理和回路４４に入力される。これにより、論理和回路４４の出力信号は、ロウレベルからハイレベルになる。
その結果、ハイレベルの第３のトリップ信号Ｓ₃が、事故発生時刻ｔ₀から第１の対向端地絡方向継電装置３０₁のリレー判定時間Ｔ_RY（５０ｍｓ）および第３の自回線事故判定時誤動作防止時間Ｔ４₃の合計時間（＝５０ｍｓ+１００ｍｓ=１５０ｍｓ）経過後にトリップ信号発生回路４０から第３の遮断器４₃に出力される。

このとき、第３の自回線事故判定時誤動作防止時間Ｔ４₃は第１の対向端地絡方向継電装置３０₁の動作時限Ｔ_DG3よりも短く整定されているため、ハイレベルの第３のトリップ信号Ｓ₃は、図６に示すように、時刻ｔ₂よりも早い時刻ｔ_1aに出力される。

したがって、第３の遮断器４₃は、時刻ｔ_1aから遮断器遮断時間Ｔ_CB（５０ｍｓ）だけ経過した時刻ｔ_1bに完全に遮断される。その結果、図６に破線で示した従来の第１の対向端地絡方向継電装置１２０₁の場合（図１０参照）に比べて、第３の遮断器４₃をｔ₃−ｔ_1b＝Ｔ_DG3−Ｔ４₃＝５0０ｍｓ−１００ｍｓ=４００ｍｓだけ早く遮断することができる。

第２の対向端地絡方向継電装置３０₂も第１の対向端地絡方向継電装置３０₁と同様に構成することにより、他回線２Ｌにおいて地絡事故が発生した場合に、従来の第２の対向端地絡方向継電装置１２０₂と比べて第４の遮断器４₄をＴ_DG4−Ｔ４₄だけ早く遮断することができる。ここで、Ｔ_DG4は第２の対向端地絡方向継電装置３０₂の動作時限であり、Ｔ４₄は第２の対向端地絡方向継電装置３０₂が具備するトリップ信号発生回路（図５に示したトリップ信号発生回路４０と同様の構成を有する。）の第４の遅延回路に設定される第４の自回線事故判定時誤動作防止時間である。

なお、対向端母線の背後に零相電源がある場合には、（３）式に示した自回線事故判定条件の代わりに、対向端背後の零相電源容量（対向端母線背後の零相電源容量）と電源端背後の零相電源容量（母線背後の零相電源容量）との比ｋ（零相電源容量＝中性点接地抵抗（ＮＧＲ）＋中性点補償リアクトル（ＮＧＬ））を考慮した（４）式に示す自回線事故判定条件を用いることにより、検出感度を変えずに地絡事故を除去することができる。
０．５５≦｜Ｉ₀₃−Ｉ₀₄｜／（Ｉ₀₃×２）×（１＋ｋ） （４）
ここで、ｋ＝（対向端背後の零相電源容量）／（電源端背後の零相電源容量）
この場合には、図５に示した自回線事故判定回路４５は、第３の零相電流Ｉ₀₃と第４の零相電流Ｉ₀₄との差の絶対値（＝｜Ｉ₀₃−Ｉ₀₄｜）を第３の零相電流Ｉ₀₃の２倍の値（Ｉ₀₃×２）で割った値に“１＋ｋ”を掛けた値を求め、求めた値が閾値（＝０．５５）以上であるとハイレベルの出力信号を出力する。
なお、閾値は、時限短縮保護区間（すなわち、地絡事故に対して第３の自回線事故判定時誤動作防止時間Ｔ４₃で第３のトリップ信号Ｓ₃を発生する自回線１Ｌの範囲）の長さに応じて決定される。（４）式における閾値＝０．５５は、自回線１Ｌの電源端から対向端までの８０％の区間を時限短縮保護区間とする場合に用いる。なお、自回線１Ｌの電源端から対向端までの８５％の区間を時限短縮保護区間とする場合には、閾値は“０．４５”とする。

また、対向端母線の背後に零相電源がない場合または対向端母線の背後の零相電源が小さい場合には、他回線の対向端側に設置された第２の対向端地絡方向継電装置３０₂の不動作条件を付加してもよい。この場合には、図５に示したトリップ信号発生回路４０に、たとえば第２の対向端地絡方向継電装置３０₂から出力される第４のトリップ信号Ｓ₄の極性を反転させるインバータ回路を追加し、このインバータ回路の出力信号を第３の論理積回路４３₃に入力させて、第２の論理積回路４３₂の出力信号と自回線事故判定回路４５の出力信号と第４の接点信号Ｓ_C4とインバータ回路の出力信号との論理積を第３の論理積回路４３₃にとらせるようにすればよい。
さらに、短絡優先を考慮する場合には、対向端母線に接続された不足電圧継電装置（不図示）の不動作条件を付加してもよい。この場合には、図５に示したトリップ信号発生回路４０に、この不足電圧継電装置の動作を示すハイレベルの不足電圧継電装置動作信号の極性を反転させる他のインバータ回路を追加し、この他のインバータ回路の出力信号を第３の論理積回路４３₃に入力させて、第２の論理積回路４３₂の出力信号と自回線事故判定回路４５の出力信号と第４の接点信号Ｓ_C4と他のインバータ回路の出力信号との論理積を第３の論理積回路４３₃にとらせるようにすればよい。

以上の説明では、第１および第２の対向端地絡方向継電装置３０₁，３０₂を個々に構成したが、一体に構成してもよい。

図２に示した第１乃至第４の遅延回路２２₁〜２２₄などの遅延回路は、入力信号を所定の時間だけ遅延する回路で構成してもよいし、入力信号が入力されると所定の回数だけカウントしたのちに出力信号を出力するタイマーで構成してもよい。

本発明の第１の実施例による地絡方向継電装置である第１の電源端地絡方向継電装置１０₁について説明するための図である。 図１に示した第１の電源端地絡方向継電装置１０₁が具備するトリップ信号発生回路２０の構成を示すブロック図である。 図１に示す自回線１Ｌにおいて地絡事故が発生した場合の図２に示したトリップ信号発生回路２０の動作について説明するための図である。 本発明の第２の実施例による地絡方向継電装置である第１の対向端地絡方向継電装置３０₁について説明するための図である。 図４に示した第１の対向端地絡方向継電装置３０₁が具備するトリップ信号発生回路４０の構成を示すブロック図である。 図４に示す自回線１Ｌにおいて地絡事故が発生した場合の図５に示したトリップ信号発生回路４０の動作について説明するための図である。 地絡方向継電装置が平衡２回線送電線において後備保護として用いられていることを説明するための図である。 図７に示した第１の電源端地絡方向継電装置１１０₁が具備するトリップ信号発生回路１３０の構成を示すブロック図である。 図７に示した第１の対向端地絡方向継電装置１２０₁が具備するトリップ信号発生回路１４０の構成を示すブロック図である。 自回線１Ｌにおいて地絡事故が発生したときの図７に示した第１の電源端地絡方向継電装置１１０₁および第１の対向端地絡方向継電装置１２０₁の動作について説明するための図である。

符号の説明

１ 電源
２₁，２₂ 第１および第２の接地形計器用変圧器
３₁〜３₄ 第１乃至第４の零相変流器
４₁〜４₄ 第１乃至第４の遮断器
５₁，５₂ 第１および第２の地絡過電圧継電装置
１０₁，１０₂，１１０₁，１１０₂ 第１および第２の電源端地絡方向継電装置
２０，４０，１３０，１４０ トリップ信号発生回路
２１，４１，１３１，１４１ リレー判定回路
２２₁〜２２₄，４２₁〜４２₄ 第１乃至第４の遅延回路
２３₁〜２３₃，４３₁〜４３₃ 第１乃至第３の論理積回路
２４，４４，１３４，１４４ 論理和回路
２５，４５ 自回線事故判定回路
３０₁，３０₂，１２０₁，１２０₂ 第１および第２の対向端地絡方向継電装置
１３２₁〜１３２₃，１４２₁〜１４２₃ 第１乃至第３の遅延回路
１３３，１４３ 論理積回路
１Ｌ 自回線
２Ｌ 他回線
Ｖ_0a 電源端零相電圧
Ｖ_0b 対向端零相電圧
Ｉ₀₁〜Ｉ₀₄ 第１乃至第４の零相電流
Ｓ₁〜Ｓ₄ 第１乃至第４のトリップ信号
Ｓ_OVG1，Ｓ_OVG2 第１および第２のＯＶＧ出力信号
Ｓ_C1〜Ｓ_C4 第１乃至第４の接点信号
Ｔ１₁〜Ｔ１₄ 第１乃至第４の時限協調時間
Ｔ２₁〜Ｔ２₄ 第１乃至第４の零相自由振動誤動作防止時間
Ｔ３₁〜Ｔ３₄ 第１乃至第４のＯＶＧ遮断時間
Ｔ４₁〜Ｔ４₄ 第１乃至第４の自回線事故判定時誤動作防止時間
Ｔ_DG1〜Ｔ_DG4 動作時限
Ｔ_RY リレー処理時間
Ｔ_CB 遮断器遮断時間
ｔ₀〜ｔ₅，ｔ_1a，ｔ_1b 時刻

Claims (15)

1. 電源端側の母線と対向端側の対向端母線との間に敷設された自回線（１Ｌ）および他回線（２Ｌ）からなる平衡２回線送電線の該自回線の電源端側に設置される地絡方向継電装置（１０₁）であって、
   前記自回線における地絡事故発生を検出すると、該自回線の電源端側に設けられた自回線遮断器（４₁）を遮断するためのトリップ信号（Ｓ₁）を発生するトリップ信号発生回路（２０）を具備し、
   該トリップ信号発生回路が、前記自回線の電源端から事故点に向かって流れる自回線零相電流（Ｉ₀₁）および前記他回線の電源端から該事故点に向かって流れる他回線零相電流（Ｉ₀₂）の差と該自回線零相電流および該他回線零相電流の和との比率に基づいて地絡事故を検出すると、動作時限を短くして前記トリップ信号を発生するトリップ信号発生手段を備える、
   ことを特徴とする、地絡方向継電装置。
2. 前記トリップ信号発生手段が、前記他回線の電源端側に設置された隣回線遮断器（４₂）が遮断されていないことを条件に、前記比率に基づいて前記自回線における地絡事故発生を検出すると、動作時限を短くして前記トリップ信号を発生することを特徴とする、請求項１記載の地絡方向継電装置。
3. 前記トリップ信号発生手段が、
   前記自回線零相電流と前記他回線零相電流との差を該自回線零相電流と該他回線零相電流と和で割った値を求め、該求めた値が閾値以上であると出力信号を出力する自回線事故判定回路（２５）と、
   該自回線事故判定回路の出力信号と前記隣回線遮断器から入力される接点信号（Ｓ_C2）との論理積をとる論理積回路（２３₃）と、
   を備えることを特徴とする、請求項２記載の地絡方向継電装置。
4. 前記自回線事故判定回路が、前記対向端母線の背後に零相電源がある場合には、対向端背後の零相電源容量と電源端背後の零相電源容量との比を“ｋ”とすると、前記自回線零相電流と前記他回線零相電流との差を該自回線零相電流と該他回線零相電流と和で割った値を更に“１＋ｋ”で割った値を求め、該求めた値が前記閾値以上であると出力信号を出力することを特徴とする、請求項３記載の地絡方向継電装置。
5. 前記閾値が、前記自回線の電源端から対向端までのＸ％の区間を時限短縮保護区間とする場合には、“１−Ｘ／１００”とされることを特徴とする、請求項３または４記載の地絡方向継電装置。
6. 前記時限短縮保護区間が、前記自回線の電源端から対向端までの８０〜８５％までの区間とされることを特徴とする、請求項５記載の地絡方向継電装置。
7. 前記他回線の電源端側に設置される他の地絡方向継電装置（１０₂）が、前記地絡方向継電装置と同じ構成を有しかつ一体に構成されていることを特徴とする、請求項１乃至６いずれかに記載の地絡方向継電装置。
8. 電源端側の母線と対向端側の対向端母線との間に敷設された自回線（１Ｌ）および他回線（２Ｌ）からなる平衡２回線送電線の該自回線の対向端側に設置される地絡方向継電装置（３０₁）であって、
   前記自回線における地絡事故発生を検出すると、該自回線の対向端側に設けられた自回線遮断器（４₃）を遮断するためのトリップ信号（Ｓ₃）を発生するトリップ信号発生回路（４０）を具備し、
   該トリップ信号発生回路が、対向端側において零相電流（Ｉ₀）が前記他回線から前記自回線に回り込む比率に基づいて地絡事故を検出すると、動作時限を短くして前記トリップ信号を発生するトリップ信号発生手段を備える、
   ことを特徴とする、地絡方向継電装置。
9. 前記トリップ信号発生手段が、前記他回線の対向端側に設置された隣回線遮断器（４₄）が遮断されていないことを条件に、前記比率に基づいて前記自回線における地絡事故発生を検出すると、動作時限を短くして前記トリップ信号を発生することを特徴とする、請求項８記載の地絡方向継電装置。
10. 前記トリップ信号発生手段が、前記自回線の対向端から事故点に向かって流れる自回線零相電流（Ｉ₀₃）と前記他回線の対向端から前記事故点に向かって流れる他回線零相電流（Ｉ₀₄）との差の絶対値を該自回線零相電流の２倍の値で割った値を求め、該求めた値が第１の閾値よりも大きくて第２の閾値よりも小さいと出力信号を出力する自回線事故判定回路（４５）と、
    該自回線事故判定回路の出力信号と前記隣回線遮断器から入力される接点信号（Ｓ_C4）との論理積をとる論理積回路（４３₃）と、
    を備えることを特徴とする、請求項８または９記載の地絡方向継電装置。
11. 前記第１および第２の閾値が、前記対向端の変流器誤差、リレー誤差および線路定数誤差を含む誤差に応じて決定されることを特徴とする、請求項１０記載の地絡方向継電装置。
12. 前記自回線事故判定回路が、前記対向端母線の背後に零相電源がある場合には、対向端背後の零相電源容量と電源端背後の零相電源容量との比を“ｋ”とすると、前記自回線零相電流と前記他回零相電流との差の絶対値を該自回線零相電流の２倍の値で割った値に“１＋ｋ”を掛けた値を求め、該求めた値が閾値以上であると出力信号を出力することを特徴とする、請求項８または９記載の地絡方向継電装置。
13. 前記閾値が、前記自回線の電源端から対向端までの時限短縮保護区間の長さに応じて決定されることを特徴とする、請求項１２記載の地絡方向継電装置。
14. 前記トリップ信号発生手段が、前記他回線の対向端側に設置された他の地絡方向継電装置（３０₂）が不動作であることを条件に、動作時限を短くして前記トリップ信号を発生することを特徴とする、請求項８乃至１３いずれかに記載の地絡方向継電装置。
15. 前記他回線の対向端側に設置される他の地絡方向継電装置（３０₂）が、前記地絡方向継電装置と同じ構成を有しかつ一体に構成されていることを特徴とする、請求項８乃至１４いずれかに記載の地絡方向継電装置。

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