JP2009044954A - クロス貫通変流器および保護継電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】短絡事故から三相交流回路を保護するための変流器および短絡保護継電器の設置台数を更に削減することができるクロス貫通変流器および保護継電装置を提供する。
【解決手段】短絡事故から送配電線（三相交流回路）を保護するための保護継電装置は、２次コイルを巻装した環状鉄心に送配電線のＲ相およびＳ相を逆向きにかつ任意の角度でクロスさせて貫通させたクロス貫通変流器１０と、クロス貫通変流器１０から入力される短絡電流Ｉ_Ryに基づいて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を一括遮断させる過電流継電器４とを具備する。
【選択図】図１

Description

本発明は、クロス貫通変流器および保護継電装置に関し、特に、短絡事故から三相交流回路を保護するための変流器および短絡保護継電器の設置台数を削減するのに好適なクロス貫通変流器および保護継電装置に関する。

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）。

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、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１６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（ＣＴ）３₁，３₂に第１および第２の過電流継電器（ＯＣ）４₁，４₂をそれぞれ接続して、送配電線において短絡事故が発生したときには、以下に示すように、その事故様相に応じて送配電線の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を第１および第２の過電流継電器４₁，４₂で一括遮断している。
（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ので、Ｒ相に設置された第１の変流器３₁から入力される短絡電流に基づいて第１の過電流継電器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Ｓ相およびＴ相に短絡電流が流れるので、Ｔ相に設置された第２の変流器３₂から入力される短絡電流に基づいて第２の過電流継電器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ので、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からそれぞれ入力される短絡電流に応じて第１および第２の過電流継電器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、Ｓ相およびＴ相に短絡電流が流れるので、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からそれぞれ入力される短絡電流に基づいて第１および第２の過電流継電器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。
特開平８−００５６５９号公報

しかしながら、１つの送配電線につき変流器および過電流継電器を３台または２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）変流器および過電流継電器の設置台数を更に少なくして設備コストの削減を図りたいという要請がある。
（２）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は三相交流回路を保護することはできるが、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。
（３）過電流継電器の設置台数が２台である場合には、１台の過電流継電器が故障または点検により使用できなくなると、短絡事故から三相交流回路を保護することができなくなる。

このような問題は、変圧器内部の短絡事故から三相交流回路を保護するための電流差動継電器、構内における短絡事故から三相交流回路を保護するための受電保護継電器または分割受電保護継電器として使用されている過電流継電器や、送配電線の電源端母線側および受電端母線側にそれぞれ設置されて使用されるパルス符号変調電流差動継電器（ＰＣＭ電流差動継電器）などについても存在する。

本発明の目的は、短絡事故から三相交流回路を保護するための変流器および短絡保護継電器の設置台数を更に削減することができるクロス貫通変流器および保護継電装置を提供することにある。

本発明のクロス貫通変流器は、三相交流回路の各相に流れる短絡電流を検出するためのクロス貫通変流器（１０₁〜１０₆）であって、２次コイルを巻装した環状鉄心に前記三相交流回路の任意の２相を逆向きにかつ任意の角度でクロスさせて貫通させたことを特徴とする。
ここで、前記三相交流回路の任意の２相のうちの１相が、前記クロス貫通変流器の極性方向に貫通されており、前記三相交流回路の任意の２相のうちの他の１相が、前記クロス貫通変流器の反極性方向に貫通されていてもよい。
前記三相交流回路の線間電圧、相電圧または相・線間電圧に基づいて事故様相を判定して、該事故様相の判定の結果に応じて前記クロス貫通変流器によって検出された短絡電流を１倍、１／２倍または１／３^1/2倍とする演算処理手段を備えていてもよい。

本発明の保護継電装置は、短絡事故から三相交流回路を保護するための保護継電装置であって、本発明のクロス貫通変流器と、該クロス貫通変流器から入力される短絡電流に基づいて短絡事故を検出すると、前記三相交流回路の各相に設置された遮断器を一括遮断させる短絡保護継電器とを具備することを特徴とする。
ここで、前記クロス貫通変流器および前記短絡保護継電器が、前記三相交流回路の任意の２相についてのみ設置されていてもよい。
前記クロス貫通変流器が、前記三相交流回路の任意の２相と、該三相交流回路の該任意の２相のうちの１相と該任意の２相以外の他の１相とについてそれぞれ設置されており、前記三相交流回路の前記任意の２相について設置されている一方のクロス貫通変流器の環状鉄心に、該三相交流回路の該任意の２相が逆向きにかつ任意の角度でクロスされて貫通されており、前記三相交流回路の前記任意の２相のうちの１相と前記他の１相について設置されている他方のクロス貫通変流器の環状鉄心に、該三相交流回路の前記任意の２相のうちの１相と該他の１相とが逆向きにかつ任意の角度でクロスされて貫通されていてもよい。
前記三相交流回路の短絡事故の事故様相を判定する事故様相判定手段と、前記クロス貫通変流器によって検出された短絡電流に前記事故様相判定手段における事故様相の判定結果に応じた所定の倍数を掛ける演算処理手段とをさらに具備してもよい。
また、前記クロス貫通変流器（１０）が、送配電線に設置されており、前記クロス貫通変流器の環状鉄心に、前記送配電線の任意の２相が逆向きにかつ任意の角度でクロスされて貫通されており、前記短絡保護継電器が、前記クロス貫通変流器から入力される短絡電流（Ｉ_Ry）に基づいて短絡事故を検出すると、前記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）を一括遮断する過電流継電器（４）であってもよい。
前記クロス貫通変流器が、変圧器（５）の１次側および２次側にそれぞれ設置された第１および第２のクロス貫通変流器（１０₁，１０₂）であり、前記第１のクロス貫通変流器の環状鉄心に、前記変圧器の１次側の任意の２相が逆向きにかつ任意の角度でクロスされて貫通されており、前記第２のクロス貫通変流器の環状鉄心に、前記変圧器の２次側の前記任意の２相が逆向きにかつ任意の角度でクロスされて貫通されており、前記短絡保護継電器が、前記第１および第２のクロス貫通変流器からそれぞれ入力される短絡電流の差電流に基づいて短絡事故を検出すると、前記変圧器の１次側の各相に設置された第１乃至第３の遮断器（２₁〜２₃）と該変圧器の２次側の各相に設置された第４乃至第６の遮断器（２₄〜２₆）とを一括遮断する電流差動継電器（２０）であってもよい。
前記クロス貫通変流器が、第１および第２の送配電線（１Ｌ，２Ｌ）にそれぞれ設置された第１および第２のクロス貫通変流器（１０₁，１０₂）であり、前記第１のクロス貫通変流器の環状鉄心に、前記第１の送配電線の任意の２相が逆向きにかつ任意の角度でクロスされて貫通されており、前記第２のクロス貫通変流器の環状鉄心に、前記第２の送配電線の前記任意の２相が逆向きにかつ任意の角度でクロスされて貫通されており、前記短絡保護継電器が、前記第１および第２のクロス貫通変流器からそれぞれ入力される短絡電流の和電流に基づいて短絡事故を検出すると、前記第１の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）と前記第２の送配電線の各相に設置された第４乃至第６の遮断器（２₄〜２₆）とを一括遮断する過電流継電器（３０）であってもよい。
前記クロス貫通変流器が、第１の母線から分岐された第１の送配電線（１Ｌ）に設置された第１のクロス貫通変流器（１０₁）と、第２の母線から分岐された第２の送配電線（２Ｌ）に設置された第２のクロス貫通変流器（１０₂）と、該第１の母線または該第２の母線に設置された第３のクロス貫通変流器（１０₃）とであり、前記第１のクロス貫通変流器の環状鉄心に、前記第１の送配電線の任意の２相が逆向きにかつ任意の角度でクロスされて貫通されており、前記第２のクロス貫通変流器の環状鉄心に、前記第２の送配電線の前記任意の２相が逆向きにかつ任意の角度でクロスされて貫通されており、前記第３のクロス貫通変流器の環状鉄心に、前記第１または第２の母線の前記任意の２相が逆向きにかつ任意の角度でクロスされて貫通されており、前記短絡保護継電器が、前記第１および第３のクロス貫通変流器からそれぞれ入力される短絡電流の差電流に基づいて短絡事故を検出すると、前記第１の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）と前記第１および第２の母線の各相間に設置された第７乃至第９の遮断器（２₇〜２₉）とを一括遮断する第１の過電流継電器（４０₁）と、前記第２および第３のクロス貫通変流器からそれぞれ入力される短絡電流の差電流に基づいて短絡事故を検出すると、前記第２の送配電線の各相に設置された第４乃至第６の遮断器（２₄〜２₆）と前記第７乃至第９の遮断器とを一括遮断する第２の過電流継電器（４０₂）とであってもよい。
前記クロス貫通変流器が、送配電線の電源端母線側および受電端母線側にそれぞれ設置された第１および第２のクロス貫通変流器（１０₁，１０₂）であり、前記第１のクロス貫通変流器の環状鉄心に、前記送配電線の任意の２相が逆向きにかつ任意の角度でクロスされて貫通されており、前記第２のクロス貫通変流器の環状鉄心に、前記送配電線の前記任意の２相が逆向きにかつ任意の角度でクロスされて貫通されており、前記短絡保護継電器が、前記第１および第２のクロス貫通変流器によってそれぞれ検出された短絡電流の差電流に基づいて短絡事故を検出すると、前記電源端母線側の前記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）と前記受電端母線側の前記送配電線の各相に設置された第４乃至第６の遮断器（２₄〜２₆）とそれぞれ一括遮断する第１および第２のパルス符号変調電流差動継電器（６０₁，６０₂）であってもよい。
前記クロス貫通変流器が、送配電線に設置された第１および第２のクロス貫通変流器（１０₁，１０₂）であり、前記第１のクロス貫通変流器の環状鉄心に、前記送配電線の任意の２相が逆向きにかつ任意の角度でクロスされて貫通されており、前記第２のクロス貫通変流器の環状鉄心に、前記送配電線の前記任意の２相のうちの１相と該任意の２相以外の他の１相とが逆向きにかつ任意の角度でクロスされて貫通されており、前記短絡保護継電器が、前記第１のクロス貫通変流器から入力される第１の短絡電流（Ｉ_Ry1）に基づいて短絡事故を検出すると、前記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）を一括遮断する第１の過電流継電器（４₁）と、前記第２のクロス貫通変流器から入力される第２の短絡電流（Ｉ_Ry2）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の過電流継電器（４₂）とであってもよい。
前記クロス貫通変流器が、変圧器（５）の１次側に設置された第１および第３のクロス貫通変流器（１０₁，１０₃）と、該変圧器の２次側に設置された第２および第４のクロス貫通変流器（１０₂，１０₄）とであり、前記第１のクロス貫通変流器の環状鉄心に、前記変圧器の１次側の任意の２相が逆向きにかつ任意の角度でクロスされて貫通されており、前記第２のクロス貫通変流器の環状鉄心に、前記変圧器の２次側の前記任意の２相が逆向きにかつ任意の角度でクロスされて貫通されており、前記第３のクロス貫通変流器の環状鉄心に、前記変圧器の１次側の前記任意の２相のうちの１相と該任意の２相以外の他の１相とが逆向きにかつ任意の角度でクロスされて貫通されており、前記第４のクロス貫通変流器の環状鉄心に、前記変圧器の２次側の前記任意の２相のうちの１相と前記他の相とが逆向きにかつ任意の角度でクロスされて貫通されており、前記短絡保護継電器が、前記第１および第２のクロス貫通変流器からそれぞれ入力される短絡電流の差電流に基づいて短絡事故を検出すると、前記変圧器の１次側の各相に設置された第１乃至第３の遮断器（２₁〜２₃）と該変圧器の２次側の各相に設置された第４乃至第６の遮断器（２₄〜２₆）とを一括遮断する第１の電流差動継電器（２０₁）と、前記第３および第４のクロス貫通変流器からそれぞれ入力される短絡電流の差電流に基づいて短絡事故を検出すると、前記第１乃至第３の遮断器と前記第４乃至第６の遮断器とを一括遮断する第２の電流差動継電器（２０₂）とであってもよい。
前記クロス貫通変流器が、第１の送配電線（１Ｌ）に設置された第１および第３のクロス貫通変流器（１０₁，１０₃）と、第２の送配電線（２Ｌ）に設置された第２および第４のクロス貫通変流器（１０₂，１０₄）とであり、前記第１のクロス貫通変流器の環状鉄心に、前記第１の送配電線の任意の２相が逆向きにかつ任意の角度でクロスされて貫通されており、前記第２のクロス貫通変流器の環状鉄心に、前記第２の送配電線の前記任意の２相が逆向きにかつ任意の角度でクロスされて貫通されており、前記第２のクロス貫通変流器の環状鉄心に、前記第１の送配電線の前記任意の２相のうちの１相と該任意の２相以外の他の１相とが逆向きにかつ任意の角度でクロスされて貫通されており、前記第２のクロス貫通変流器の環状鉄心に、前記第２の送配電線の前記任意の２相のうちの１相と該任意の２相以外の他の１相とが逆向きにかつ任意の角度でクロスされて貫通されており、前記短絡保護継電器が、前記第１および第２のクロス貫通変流器からそれぞれ入力される短絡電流の和電流に基づいて短絡事故を検出すると、前記第１の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）と前記第２の送配電線の各相に設置された第４乃至第６の遮断器（２₄〜２₆）とを一括遮断する第１の過電流継電器（３０₁）と、前記第３および第４のクロス貫通変流器からそれぞれ入力される短絡電流の和電流に基づいて短絡事故を検出すると、前記第１乃至第３の遮断器と前記第４乃至第６の遮断器とを一括遮断する第２の過電流継電器（３０₂）とであってもよい。
前記クロス貫通変流器が、第１の母線から分岐された第１の送配電線（１Ｌ）に設置された第１および第４のクロス貫通変流器（１０₁，１０₄）と、第２の母線から分岐された第２の送配電線（２Ｌ）に設置された第２および第５のクロス貫通変流器（１０₂，１０₅）と、該第１の母線または該第２の母線に設置された第３および第６のクロス貫通変流器（１０₃，１０₆）とであり、前記第１のクロス貫通変流器の環状鉄心に、前記第１の送配電線の任意の２相が逆向きにかつ任意の角度でクロスされて貫通されており、前記第２のクロス貫通変流器の環状鉄心に、前記第２の送配電線の前記任意の２相が逆向きにかつ任意の角度でクロスされて貫通されており、前記第３のクロス貫通変流器の環状鉄心に、前記第１または第２の母線の前記任意の２相が逆向きにかつ任意の角度でクロスされて貫通されており、前記第４のクロス貫通変流器の環状鉄心に、前記第１の送配電線の前記任意の２相のうちの１相と該任意の２相以外の他の１相とが逆向きにかつ任意の角度でクロスされて貫通されており、前記第５のクロス貫通変流器の環状鉄心に、前記第２の送配電線の前記任意の２相のうちの１相と該任意の２相以外の他の１相とが逆向きにかつ任意の角度でクロスされて貫通されており、前記第６のクロス貫通変流器の環状鉄心に、前記第１または第２の母線の前記任意の２相のうちの１相と該任意の２相以外の他の１相とが逆向きにかつ任意の角度でクロスされて貫通されており、前記短絡保護継電器が、前記第１および第３のクロス貫通変流器からそれぞれ入力される短絡電流の差電流に基づいて短絡事故を検出すると、前記第１の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）と前記第１および第２の母線の各相間に設置された第７乃至第９の遮断器（２₇〜２₉）とを一括遮断する第１の過電流継電器（４０₁）と、前記第２および第３のクロス貫通変流器からそれぞれ入力される短絡電流の差電流に基づいて短絡事故を検出すると、前記第２の送配電線の各相に設置された第４乃至第６の遮断器（２₄〜２₆）と前記第７乃至第９の遮断器とを一括遮断する第２の過電流継電器（４０₂）と、前記第４および第６のクロス貫通変流器からそれぞれ入力される短絡電流の差電流に基づいて短絡事故を検出すると、前記第１乃至第３の遮断器と前記第７乃至第９の遮断器とを一括遮断する第３の過電流継電器（４０₃）と、前記第５および第６のクロス貫通変流器からそれぞれ入力される短絡電流の差電流に基づいて短絡事故を検出すると、前記第４乃至第６の遮断器と前記第７乃至第９の遮断器とを一括遮断する第４の過電流継電器（４０₄）とであってもよい。
前記クロス貫通変流器が、送配電線の電源端母線側に設置された第１および第３のクロス貫通変流器（１０₁，１０₃）と、該送配電線の受電端母線側に設置された第２および第４のクロス貫通変流器（１０₂，１０₄）とであり、前記第１のクロス貫通変流器の環状鉄心に、前記送配電線の任意の２相が逆向きにかつ任意の角度でクロスされて貫通されており、前記第２のクロス貫通変流器の環状鉄心に、前記送配電線の前記任意の２相が逆向きにかつ任意の角度でクロスされて貫通されており、前記第３のクロス貫通変流器の環状鉄心に、前記送配電線の前記任意の２相のうちの１相と該任意の２相以外の他の１相とが逆向きにかつ任意の角度でクロスされて貫通されており、前記第２のクロス貫通変流器の環状鉄心に、前記送配電線の前記任意の２相のうちの１相と前記他の１相とが逆向きにかつ任意の角度でクロスされて貫通されており、前記短絡保護継電器が、前記第１および第２のクロス貫通変流器によってそれぞれ検出された短絡電流の差電流に基づいて短絡事故を検出すると、前記電源端母線側の前記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）と前記受電端母線側の前記送配電線の各相に設置された第４乃至第６の遮断器（２₄〜２₆）とそれぞれ一括遮断する第１および第２のパルス符号変調電流差動継電器（６０₁，６０₂）と、前記第３および第４のクロス貫通変流器によってそれぞれ検出された短絡電流の差電流に基づいて短絡事故を検出すると、前記第１乃至第３の遮断器と前記第４乃至第６の遮断器とそれぞれ一括遮断する第３および第４のパルス符号変調電流差動継電器（６０₃，６０₄）とであってもよい。
前記事故様相判定手段が、前記三相交流回路の３つの線間電圧（Ｖ_RS，Ｖ_ST，Ｖ_TR）、３つの相電圧（Ｖ_R，Ｖ_S，Ｖ_T）または相・線間電圧に基づいて該三相交流回路の短絡事故の事故様相を判定してもよい。
前記事故様相判定手段が、前記三相交流回路の１つの線間電圧（Ｖ_RS，Ｖ_ST，Ｖ_TR）および１つの相電圧（Ｖ_R，Ｖ_S，Ｖ_T）の電圧値および位相に基づいて該三相交流回路の短絡事故の事故様相を判定してもよい。
前記事故様相判定手段が、前記三相交流回路の１つの線間電圧（Ｖ_RS，Ｖ_ST，Ｖ_TR）の電圧値および位相と前記クロス貫通変流器から入力される短絡電流の位相とに基づいて該三相交流回路の短絡事故の事故様相を判定してもよい。
前記三相交流回路の第１の相電圧（Ｖ_R）を極性方向で、該三相交流回路の第２の相電圧（Ｖ_S）を反極性方向で、該三相交流回路の第３の相電圧（Ｖ_T）を反極性方向で２倍して合成するように２次側が結線された、かつ、該三相交流回路の短絡事故の事故様相を判定するのに用いる前記第１乃至第３の相の相電圧の合成電圧（Ｖ_R-S-2T）を得るための事故様相判定用変圧器（１１０）をさらに具備し、前記事故様相判定手段が、前記事故様相判定用変圧器から入力される前記合成電圧の電圧値および位相と前記クロス貫通変流器から入力される短絡電流の位相とに基づいて前記三相交流回路の短絡事故の事故様相を判定してもよい。
前記三相交流回路の第１の相電圧（Ｖ_R）を極性方向で、該三相交流回路の第２の相電圧（Ｖ_S）を反極性方向で、該三相交流回路の第３の相電圧（Ｖ_T）を極性方向で２倍して合成するように２次側が結線された、かつ、該三相交流回路の短絡事故の事故様相を判定するのに用いる前記第１乃至第３の相の相電圧の合成電圧（Ｖ_R-S+2T）を得るための事故様相判定用変圧器（１２０）をさらに具備し、前記事故様相判定手段が、前記事故様相判定用変圧器から入力される前記合成電圧の電圧値および位相と前記クロス貫通変流器から入力される短絡電流の位相とに基づいて前記三相交流回路の短絡事故の事故様相を判定してもよい。
前記三相交流回路の第１の相電圧（Ｖ_R）を極性方向または反極性方向でａ倍して、該三相交流回路の第２の相電圧（Ｖ_S）を極性方向または反極性方向でｂ倍して、該三相交流回路の第３の相電圧（Ｖ_T）を極性方向または反極性方向でｃ倍して合成するように２次側が結線された、かつ、該三相交流回路の短絡事故の事故様相を判定するのに用いる前記第１乃至第３の相の相電圧の合成電圧（Ｖ_aR+bS+cT）を得るための事故様相判定用変圧器をさらに具備し、前記事故様相判定手段が、前記事故様相判定用変圧器から入力される前記合成電圧の電圧値および位相と前記クロス貫通変流器から入力される短絡電流の位相とに基づいて前記三相交流回路の短絡事故の事故様相を判定してもよい。

本発明のクロス貫通変流器および保護継電装置は、以下に示す効果を奏する。
（１）クロス貫通変流器を使用することにより、短絡事故から三相交流回路を保護するための変流器および短絡保護継電器の設置台数を更に削減して、設備コストの削減を図ることができる。
（２）クロス貫通変流器および短絡保護継電器を２台ずつ使用することにより、自回路および他回路にまたがる短絡事故であっても確実に検出することができるので、停電の範囲の拡大を防止することができる。
（３）クロス貫通変流器および短絡保護継電器を２台ずつ使用することにより、１台の短絡保護継電器が故障または点検によって使用できなくなっても、自回路の短絡事故は他の１台の短絡保護継電器でバックアップすることができるので、短絡事故から三相交流回路を保護することができる。

上記の目的を、２次コイルを巻装した環状鉄心に三相交流回路の任意の２相を逆向きにかつ任意の角度でクロスさせて貫通させたクロス貫通変流器を用いて、短絡保護継電器が、クロス貫通変流器から入力される短絡電流に基づいて短絡事故を検出すると、三相交流回路の各相に設置された遮断器を一括遮断することにより実現した。

以下、本発明のクロス貫通変流器および保護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の実施例による保護継電装置は、図１に示すように、３相の送配電線（三相交流回路）のＲ相およびＳ相がクロスするように貫通されたクロス貫通変流器１０と、クロス貫通変流器１０から入力される短絡電流Ｉ_Ry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を一括遮断する過電流継電器４とを具備する。

ここで、クロス貫通変流器１０は、２次コイルを巻装した環状鉄心に送配電線のＲ相およびＳ相を逆向きにかつ任意の角度でクロスさせて貫通させた貫通形変流器である。
すなわち、送配電線のＲ相はクロス貫通変流器１０の極性方向（環状鉄心の第１の開口面側から環状鉄心の第２の開口面への方向）に貫通されているが、送配電線のＳ相はクロス貫通変流器１０の反極性方向（環状鉄心の第２の開口面から環状鉄心の第１の開口面への方向）に貫通されている。

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Ｉ_R，Ｉ_S，Ｉ_Tで表すと、Ｒ相の負荷電流Ｉ_RとＳ相の負荷電流Ｉ_Sとは図２に示すように１２０°の位相差でクロス貫通変流器１０の環状鉄心を逆向きに貫通して流れる（すなわち、Ｒ相の負荷電流Ｉ_Rはクロス貫通変流器１０を極性方向に貫通して流れ、Ｓ相の負荷電流Ｉ_Sはクロス貫通変流器１０を反極性方向に貫通して流れる）。そのため、クロス貫通変流器１０から過電流継電器４に入力される負荷電流ＩはＲ相の負荷電流Ｉ_RとＳ相の負荷電流Ｉ_Sとのベクトル差となり、負荷電流Ｉの振幅はＲ相の負荷電流Ｉ_R（Ｓ相の負荷電流Ｉ_S）の振幅の３^1/2倍となる。
Ｉ＝Ｉ_R−Ｉ_S
｜Ｉ｜＝｜Ｉ_R−Ｉ_S｜＝３^1/2×｜Ｉ_R｜＝３^1/2×｜Ｉ_S｜

また、送配電線に短絡事故が発生したときに送配電線のＲ相、Ｓ相およびＴ相に流れる短絡電流をＩ_FR，Ｉ_FS，Ｉ_FTで表すと、クロス貫通変流器１０から過電流継電器４に入力される短絡電流Ｉ_Ryは、短絡電流Ｉ_FR，Ｉ_FS，Ｉ_FTのインピーダンス角をθとすると、事故様相に応じて以下のように表される。
（１）Ｒ相−Ｓ相間の短絡事故の場合
Ｒ相−Ｓ相間の短絡事故が発生すると、図１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Ｉ_FRが内部方向に流れ、送配電線のＳ相にＳ相の短絡電流Ｉ_FS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Ｉ_FTが流れない。
したがって、クロス貫通変流器１０から過電流継電器４に入力される短絡電流Ｉ_Ryは、図１に実線の太矢印で示すようにＲ相の短絡電流Ｉ_FRとＳ相の短絡電流Ｉ_FSとのベクトル差となり、短絡電流Ｉ_Ryの振幅はＲ相の短絡電流Ｉ_FR（Ｓ相の短絡電流Ｉ_FS）の振幅の２倍となる（図３（ａ）参照。なお、図３においては、送配電線の内部方向に流れる短絡電流Ｉ_FR，Ｉ_FS，Ｉ_FTは実線の矢印で、送配電線の外部方向に流れる短絡電流Ｉ_FR，Ｉ_FS，Ｉ_FTは一点鎖線の矢印で示している。）。
Ｉ_Ry＝Ｉ_FR−Ｉ_FS
｜Ｉ_Ry｜＝｜Ｉ_FR−Ｉ_FS｜＝２×｜Ｉ_FR｜＝２×｜Ｉ_FS｜
（２）Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故の場合
Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故が発生すると、送配電線のＳ相にＳ相の短絡電流Ｉ_FSが内部方向に流れ、送配電線のＴ相にＴ相の短絡電流Ｉ_FT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Ｉ_FRが流れない。
したがって、クロス貫通変流器１０から過電流継電器４に入力される短絡電流Ｉ_Ryは、極性が負のＳ相の短絡電流−Ｉ_FSとなり、短絡電流Ｉ_Ryの振幅はＳ相の短絡電流Ｉ_FSの振幅となる（図３（ｂ）参照）。
Ｉ_Ry＝−Ｉ_FS
｜Ｉ_Ry｜＝｜Ｉ_FS｜
（３）Ｔ相−Ｒ相間の短絡事故の場合
Ｔ相−Ｒ相間の短絡事故が発生すると、送配電線のＴ相にＴ相の短絡電流Ｉ_FTが内部方向に流れ、送配電線のＲ相にＲ相の短絡電流Ｉ_FR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Ｉ_FSが流れない。
したがって、クロス貫通変流器１０から過電流継電器４に入力される短絡電流Ｉ_RyはＲ相の短絡電流Ｉ_FRとなり、短絡電流Ｉ_Ryの振幅はＲ相の短絡電流Ｉ_FRの振幅となる（図３（ｃ）参照）。
Ｉ_Ry＝Ｉ_FR
｜Ｉ_Ry｜＝｜Ｉ_FR｜
（４）Ｒ相−Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故の場合
Ｒ相−Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故が発生すると、送配電線のＲ相、Ｓ相およびＴ相にＲ相の短絡電流Ｉ_FR、Ｓ相の短絡電流Ｉ_FSおよびＴ相の短絡電流Ｉ_FTが位相差１２０°で内部方向にそれぞれ流れる。
したがって、クロス貫通変流器１０から過電流継電器４に入力される短絡電流Ｉ_RyはＲ相の短絡電流Ｉ_FRとＳ相の短絡電流Ｉ_FSとのベクトル差となり、短絡電流Ｉ_Ryの振幅はＲ相の短絡電流Ｉ_FR（Ｓ相の短絡電流Ｉ_FS）の振幅の３^1/2倍となる（図３（ｄ）参照）。
Ｉ_Ry＝Ｉ_FR−Ｉ_FS
｜Ｉ_Ry｜＝｜Ｉ_FR−Ｉ_FS｜＝３^1/2×｜Ｉ_FR｜＝３^1/2×｜Ｉ_FS｜

過電流継電器４は、短絡電流Ｉ_Ryの振幅が電流整定値を超えた場合には、送配電線に短絡事故が発生したと判定して、第１乃至第３の遮断器２₁〜２₃を一括遮断する。

なお、クロス貫通変流器には送配電線のＲ相およびＳ相をクロスさせて貫通させたが、送配電線のＳ相およびＴ相をクロスさせて貫通させてもよいし、送配電線のＲ相およびＴ相をクロスさせて貫通させてもよい。

次に、本発明の第２の実施例による保護継電装置について、図４を参照して説明する。
本実施例による保護継電装置は、図４に示すように、変圧器５の１次側のＲ相およびＳ相がクロスするように貫通された第１のクロス貫通変流器１０₁と、変圧器５の２次側のＲ相およびＳ相がクロスするように貫通された第２のクロス貫通変流器１０₂と、第１のクロス貫通変流器１０₁から入力される短絡電流と第２のクロス貫通変流器１０₂から入力される短絡電流との差電流（以下、「短絡電流Ｉ_Ry」と称する。）に基づいて変圧器５内部の短絡事故を検出すると、変圧器５の１次側の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と変圧器５の２次側のＲ相、Ｓ相およびＴ相にそれぞれ設置された第４乃至第６の遮断器２₄〜２₆とを一括遮断する電流差動継電器２０とを具備する。

ここで、第１および第２のクロス貫通変流器１０₁，１０₂は、２次コイルを巻装した環状鉄心に送配電線のＲ相およびＳ相を逆向きにかつ任意の角度でクロスさせて貫通させた貫通形変流器である。
すなわち、送配電線のＲ相は第１のクロス貫通変流器１０₂の極性方向に貫通されているが、送配電線のＳ相は第１のクロス貫通変流器１０₁の反極性方向に貫通されている。
第２のクロス貫通変流器１０₂についても同様であるが、第２のクロス貫通変流器１０₂から電流差動継電器２０に入力される短絡電流の極性が第１のクロス貫通変流器１０₁から電流差動継電器２０に入力される短絡電流の極性と逆となるように、第２のクロス貫通変流器１０₂は電流差動継電器２０に接続されている。

したがって、変圧器５内部において短絡事故が発生していないときに変圧器５の１次側（送電端）のＲ相、Ｓ相およびＴ相に流れる１次負荷電流をＩ_1R，Ｉ_1S，Ｉ_1Tで表し、変圧器５の２次側（受電端）のＲ相、Ｓ相およびＴ相に流れる２次負荷電流をＩ_2R，Ｉ_2S，Ｉ_2Tで表すと、Ｒ相の１次負荷電流Ｉ_1RとＳ相の１次負荷電流Ｉ_1Sとは１２０°の位相差で第１のクロス貫通変流器１０₁の環状鉄心を逆向きに貫通して流れ、Ｒ相の２次負荷電流Ｉ_2RとＳ相の２次負荷電流Ｉ_2Sとは１２０°の位相差で第２のクロス貫通変流器１０₂の環状鉄心を逆向きに貫通して流れる（図２参照）。
そのため、第１のクロス貫通変流器１０₁から電流差動継電器２０に入力される１次負荷電流ｉ₁は、上述した第１の実施例による過電流継電器４における場合と同様にして、Ｒ相の１次負荷電流Ｉ_1RとＳ相の１次負荷電流Ｉ_1Sとのベクトル差となり、１次負荷電流ｉ₁の振幅はＲ相の１次負荷電流Ｉ_1R（Ｓ相の１次負荷電流Ｉ_1S）の振幅の３^1/2倍となる。同様に、第２のクロス貫通変流器１０₂から電流差動継電器２０に入力される２次負荷電流ｉ₂は、Ｒ相の２次負荷電流Ｉ_2RとＳ相の２次負荷電流Ｉ_2Sとのベクトル差（極性は負）となり、２次負荷電流ｉ₂の振幅はＲ相の２次負荷電流Ｉ_2R（Ｓ相の２次負荷電流Ｉ_2S）の振幅の３^1/2倍となる。
ｉ₁＝Ｉ_1R−Ｉ_1S
｜ｉ₁｜＝｜Ｉ_1R−Ｉ_1S｜＝３^1/2×｜Ｉ_1R｜＝３^1/2×｜Ｉ_1S｜
ｉ₂＝−（Ｉ_2R−Ｉ_2S）
｜ｉ₂｜＝｜Ｉ_2R−Ｉ_2S｜＝３^1/2×｜Ｉ_2R｜＝３^1/2×｜Ｉ_2S｜
その結果、電流差動継電器２０に入力される負荷電流Ｉは、１次負荷電流ｉ₁と２次負荷電流ｉ₂とのベクトル和で表され、負荷電流Ｉの振幅は“０”（｜Ｉ｜＝｜ｉ₁＋ｉ₂｜＝０）となる。

また、たとえば変圧器５内部の１次側において短絡事故が発生したときに変圧器５の１次側の送配電線のＲ相、Ｓ相およびＴ相に流れる短絡電流をＩ_FR，Ｉ_FS，Ｉ_FTで表すと、短絡電流Ｉ_Ry（第１のクロス貫通変流器１０₁から入力される短絡電流と第２のクロス貫通変流器１０₂から入力される短絡電流との差電流）は、上述した第１の実施例による過電流継電器４における場合と同様にして、事故様相に応じて以下のように表される。
（１）Ｒ相−Ｓ相間の短絡事故の場合
Ｉ_Ry＝Ｉ_FR−Ｉ_FS
｜Ｉ_Ry｜＝２×｜Ｉ_FR｜＝２×｜Ｉ_FS｜
（２）Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故の場合
Ｉ_Ry＝−Ｉ_FS
｜Ｉ_Ry｜＝｜Ｉ_FS｜
（３）Ｔ相−Ｒ相間の短絡事故の場合
Ｉ_Ry＝Ｉ_FR
｜Ｉ_Ry｜＝｜Ｉ_FR｜
（４）Ｒ相−Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故の場合
Ｉ_Ry＝Ｉ_FR−Ｉ_FS
｜Ｉ_Ry｜＝３^1/2×｜Ｉ_FR｜＝３^1/2×｜Ｉ_FS｜

電流差動継電器２０は、短絡電流Ｉ_Ryの振幅が電流整定値を超えた場合には、変圧器５内部において短絡事故が発生したと判定して、第１乃至第６の遮断器２₁〜２₆を一括遮断する。

なお、第１および第２のクロス貫通変流器１０₁，１０₂には送配電線のＲ相およびＳ相をクロスさせて貫通させたが、送配電線のＳ相およびＴ相をクロスさせて貫通させてもよいし、送配電線のＲ相およびＴ相をクロスさせて貫通させてもよい。

次に、本発明の第３の実施例による保護継電装置について、図５を参照して説明する。
本実施例による保護継電装置は、構内における短絡事故から第１および第２の送配電線１Ｌ，２Ｌを保護するための受電保護継電装置であり、図５に示すように、第１の送配電線１ＬのＲ相およびＳ相がクロスするように貫通された第１のクロス貫通変流器１０₁と、第２の送配電線２ＬのＲ相およびＳ相がクロスするように貫通された第２のクロス貫通変流器１０₂と、第１のクロス貫通変流器１０₁から入力される短絡電流と第２のクロス貫通変流器１０₂から入力される短絡電流との和電流（以下、「短絡電流Ｉ_Ry」と称する。）に基づいて構内での短絡事故を検出すると、第１の送配電線１Ｌ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と第２の送配電線２ＬのＲ相、Ｓ相およびＴ相にそれぞれ設置された第４乃至第６の遮断器２₄〜２₆とを一括遮断する過電流継電器３０とを具備する。

ここで、第１および第２のクロス貫通変流器１０₁，１０₂は、２次コイルを巻装した環状鉄心に第１および第２の送配電線１Ｌ，２ＬのＲ相およびＳ相を逆向きにかつ任意の角度でクロスさせて貫通させた貫通形変流器である。
すなわち、第１および第２の送配電線１Ｌ，２ＬのＲ相は第１および第２のクロス貫通変流器１０₁，１０₂の極性方向に貫通されているが、第１および第２の送配電線１Ｌ，２ＬのＳ相は第１および第２のクロス貫通変流器１０₁，１０₂の反極性方向に貫通されている。

したがって、構内において短絡事故が発生していないときに第１および第２の送配電線１Ｌ，２ｌのＲ相、Ｓ相およびＴ相に流れる負荷電流をＩ_R，Ｉ_S，Ｉ_Tで表すと、Ｒ相の負荷電流Ｉ_RとＳ相の負荷電流Ｉ_Sとは１２０°の位相差で第１および第２のクロス貫通変流器１０₁，１０₂の環状鉄心を逆向きに貫通して流れるため（図２参照）、第１および第２のクロス貫通変流器１０₁，１０₂から過電流継電器３０に入力される負荷電流Ｉは、上述した第１の実施例による過電流継電器４における場合と同様にして、Ｒ相の負荷電流Ｉ_RとＳ相の負荷電流Ｉ_Sとのベクトル差となり、負荷電流Ｉの振幅はＲ相の負荷電流Ｉ_R（Ｓ相の負荷電流Ｉ_S）の振幅の３^1/2倍となる。
Ｉ＝Ｉ_R−Ｉ_S
｜Ｉ｜＝３^1/2×｜Ｉ_R｜＝３^1/2×｜Ｉ_S｜

また、構内において短絡事故が発生したときに第１および第２の送配電線のＲ相、Ｓ相およびＴ相に流れる短絡電流をＩ_FR，Ｉ_FS，Ｉ_FTで表すと、短絡電流Ｉ_Ry（第１のクロス貫通変流器１０₁から入力される短絡電流と第２のクロス貫通変流器１０₂から入力される短絡電流との和電流）は、上述した第１の実施例による過電流継電器４における場合と同様にして、事故様相に応じて以下のように表される。
（１）Ｒ相−Ｓ相間の短絡事故の場合
Ｉ_Ry＝Ｉ_FR−Ｉ_FS
｜Ｉ_Ry｜＝２×｜Ｉ_FR｜＝２×｜Ｉ_FS｜
（２）Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故の場合
Ｉ_Ry＝−Ｉ_FS
｜Ｉ_Ry｜＝｜Ｉ_FS｜
（３）Ｔ相−Ｒ相間の短絡事故の場合
Ｉ_Ry＝Ｉ_FR
｜Ｉ_Ry｜＝｜Ｉ_FR｜
（４）Ｒ相−Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故の場合
Ｉ_Ry＝Ｉ_FR−Ｉ_FS
｜Ｉ_Ry｜＝３^1/2×｜Ｉ_FR｜＝３^1/2×｜Ｉ_FS｜

過電流継電器３０は、短絡電流Ｉ_Ryの振幅が電流整定値を超えた場合には、構内において短絡事故が発生したと判定して、第１乃至第６の遮断器２₁〜２₆を一括遮断する。

なお、第１および第２のクロス貫通変流器１０₁，１０₂には第１および第２の送配電線１Ｌ，２ＬのＲ相およびＳ相をクロスさせて貫通させたが、第１および第２の送配電線１Ｌ，２ＬのＳ相およびＴ相をクロスさせて貫通させてもよいし、第１および第２の送配電線１Ｌ，２ＬのＲ相およびＴ相をクロスさせて貫通させてもよい。

次に、本発明の第４の実施例による保護継電装置について、図６を参照して説明する。
本実施例による保護継電装置は、構内における短絡事故から第１および第２の送配電線１Ｌ，２Ｌを保護するための分割受電保護継電装置であり、図６に示すように、第１の母線から分岐された第１の送配電線１ＬのＲ相およびＳ相がクロスするように貫通された第１のクロス貫通変流器１０₁と、第２の母線から分岐された第２の送配電線２ＬのＲ相およびＳ相がクロスするように貫通された第２のクロス貫通変流器１０₂と、第１の母線のＲ相およびＳ相がクロスするように貫通された第３のクロス貫通変流器１０₃と、第１のクロス貫通変流器１０₁から入力される短絡電流と第３のクロス貫通変流器１０₃から入力される短絡電流との差電流（以下、「短絡電流Ｉ_Ry」と称する。）に基づいて構内での短絡事故を検出すると、第１の送配電線１Ｌ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と第１および第２の母線のＲ相、Ｓ相およびＴ相の間にそれぞれ設置された第７乃至第９の遮断器２₇〜２₉（母線連絡遮断器）とを一括遮断する第１の過電流継電器４０₁と、第２のクロス貫通変流器１０₂から入力される短絡電流と第３のクロス貫通変流器１０₃から入力される短絡電流との差電流（以下、「短絡電流Ｉ_Ry」と称する。）に基づいて構内での短絡事故を検出すると、第２の送配電線２ＬのＲ相、Ｓ相およびＴ相にそれぞれ設置された第４乃至第６の遮断器２₄〜２₆と第７乃至第９の遮断器２₇〜２₉とを一括遮断する第２の過電流継電器４０₂とを具備する。

ここで、第１乃至第３のクロス貫通変流器１０₁〜１０₃は、２次コイルを巻装した環状鉄心に第１および第２の送配電線１Ｌ，２Ｌと第１の母線のＲ相およびＳ相を逆向きにかつ任意の角度でクロスさせて貫通させた貫通形変流器である。
すなわち、上述した第１乃至第３の実施例と同様に、第１および第２の送配電線１Ｌ，２ＬのＲ相は第１および第２のクロス貫通変流器１０₁，１０₂の極性方向に貫通されているが、第１および第２の送配電線１Ｌ，２ＬのＳ相は第１および第２のクロス貫通変流器１０₁，１０₂の反極性方向に貫通されている。また、第１の母線のＲ相は第３のクロス貫通変流器１０₃の極性方向に貫通されているが、第１の母線のＳ相は第３のクロス貫通変流器１０₃の反極性方向に貫通されている。

したがって、構内において短絡事故が発生していないときに第１および第２の母線と第１および第２の送配電線１Ｌ，２ＬのＲ相、Ｓ相およびＴ相に流れる負荷電流をＩ_R，Ｉ_S，Ｉ_Tで表すと、Ｒ相の負荷電流Ｉ_RとＳ相の負荷電流Ｉ_Sとが１２０°の位相差で第１乃至第３のクロス貫通変流器１０₁〜１０₃の環状鉄心を逆向きに貫通して流れるため（図２参照）、上述した第１の実施例による過電流継電器４における場合と同様にして、第１乃至第３のクロス貫通変流器１０₁〜１０₃から第１および第２の過電流継電器４０₁，４０₂に入力される負荷電流Ｉは、Ｒ相の負荷電流Ｉ_RとＳ相の負荷電流Ｉ_Sとのベクトル差となり、負荷電流Ｉの振幅はＲ相の負荷電流Ｉ_R（Ｓ相の負荷電流Ｉ_S）の振幅の３^1/2倍となる。
Ｉ＝Ｉ_R−Ｉ_S
｜Ｉ｜＝３^1/2×｜Ｉ_R｜＝３^1/2×｜Ｉ_S｜

また、構内において短絡事故が発生したときに第１および第２の母線と第１および第２の送配電線１Ｌ，２ＬのＲ相、Ｓ相およびＴ相に流れる短絡電流をＩ_FR，Ｉ_FS，Ｉ_FTで表すと、短絡電流Ｉ_Ry（第１のクロス貫通変流器１０₁から入力される短絡電流と第３のクロス貫通変流器１０₃から入力される短絡電流との差電流）は、上述した第１の実施例による過電流継電器４における場合と同様にして、事故様相に応じて以下のように表される。
（１）Ｒ相−Ｓ相間の短絡事故の場合
Ｉ_Ry＝Ｉ_FR−Ｉ_FS
｜Ｉ_Ry｜＝２×｜Ｉ_FR｜＝２×｜Ｉ_FS｜
（２）Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故の場合
Ｉ_Ry＝−Ｉ_FS
｜Ｉ_Ry｜＝｜Ｉ_FS｜
（３）Ｔ相−Ｒ相間の短絡事故の場合
Ｉ_Ry＝Ｉ_FR
｜Ｉ_Ry｜＝｜Ｉ_FR｜
（４）Ｒ相−Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故の場合
Ｉ_Ry＝Ｉ_FR−Ｉ_FS
｜Ｉ_Ry｜＝３^1/2×｜Ｉ_FR｜＝３^1/2×｜Ｉ_FS｜

第１の過電流継電器４０₁は、短絡電流Ｉ_Ryの振幅が電流整定値を超えた場合には、構内において短絡事故が発生したと判定して、第１乃至第３の遮断器２₁〜２₃と第７乃至第９の遮断器２₇〜２₉とを一括遮断する。
第２の過電流継電器４０₂についても同様である。

なお、第１乃至第３のクロス貫通変流器１０₁〜１０₃には第１の母線と第１および第２の送配電線１Ｌ，２ＬのＲ相およびＳ相をクロスさせて貫通させたが、第１の母線と第１および第２の送配電線１Ｌ，２ＬのＳ相およびＴ相をクロスさせて貫通させてもよいし、第１の母線と第１および第２の送配電線１Ｌ，２ＬのＲ相およびＴ相をクロスさせて貫通させてもよい。

次に、本発明の第５の実施例による保護継電装置について、図７を参照して説明する。
本実施例による保護継電装置は、図７に示すように、電源端母線側の送配電線のＲ相およびＳ相がクロスするように貫通された第１のクロス貫通変流器１０₁と、受電端母線側の送配電線のＲ相およびＳ相がクロスするように貫通された第２のクロス貫通変流器１０₂と、第１のクロス貫通変流器１０₁によって検出された短絡電流と第２のクロス貫通変流器１０₂によって検出された短絡電流との差電流（以下、「短絡電流Ｉ_Ry」と称する。）に基づいて送配電線における短絡事故を検出すると、電源端母線側の送配電線の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と受電端母線側の送配電線のＲ相、Ｓ相およびＴ相にそれぞれ設置された第４乃至第６の遮断器２₄〜２₆とをそれぞれ一括遮断する第１および第２のパルス符号変調電流差動継電器６０₁，６０₂（以下、「第１および第２のＰＣＭ電流差動継電器６０₁，６０₂」と称する。）とを具備する。
なお、第１および第２のＰＣＭ電流差動継電器６０₁，６０₂は、通信網を介して短絡電流を送受信する。

ここで、第１および第２のクロス貫通変流器１０₁，１０₂は、２次コイルを巻装した環状鉄心に送配電線のＲ相およびＳ相を逆向きにかつ任意の角度でクロスさせて貫通させた貫通形変流器である。
すなわち、上述した第１乃至第４の実施例と同様に、送配電線のＲ相は第１および第２のクロス貫通変流器１０₁，１０₂の極性方向に貫通されているが、送配電線のＳ相は第１および第２のクロス貫通変流器１０₁，１０₂の反極性方向に貫通されている。
また、第２のクロス貫通変流器１０₂は、第２のクロス貫通変流器１０₂から第２のＰＣＭ電流差動継電器６０₂に入力される短絡電流の極性が第１のクロス貫通変流器１０₁から第１のＰＣＭ電流差動継電器６０₁に入力される短絡電流の極性と逆となるように、第２のＰＣＭ電流差動継電器６０₂に接続されている。

したがって、送配電線において短絡事故が発生していないときに送配電線の送電端のＲ相、Ｓ相およびＴ相に流れる送電端負荷電流をＩ_aR，Ｉ_aS，Ｉ_aTで表し、送配電線の受電端のＲ相、Ｓ相およびＴ相に流れる受電端負荷電流をＩ_bR，Ｉ_bS，Ｉ_bTで表すと、Ｒ相の送電端負荷電流Ｉ_aRとＳ相の送電端負荷電流Ｉ_aSとは１２０°の位相差で第１のクロス貫通変流器１０₁の環状鉄心を逆向きに貫通して流れ、Ｒ相の受電端負荷電流Ｉ_bRとＳ相の受電端負荷電流Ｉ_bSとは１２０°の位相差で第２のクロス貫通変流器１０₂の環状鉄心を逆向きに貫通して流れる（図２参照）。
そのため、第１のクロス貫通変流器１０₁から第１のＰＣＭ電流差動継電器６０₁に入力される送電端負荷電流Ｉ_aは、上述した第１の実施例による過電流継電器４における場合と同様にして、Ｒ相の送電端負荷電流Ｉ_aRとＳ相の送電端負荷電流Ｉ_aSのベクトル差となり、送電端負荷電流Ｉ_aの振幅はＲ相の送電端負荷電流Ｉ_aR（Ｓ相の送電端負荷電流Ｉ_aS）の振幅の３^1/2倍となる。同様に、第２のクロス貫通変流器１０₂から第２のＰＣＭ電流差動継電器６０₂に入力される受電端負荷電流Ｉ_bは、Ｒ相の受電端負荷電流Ｉ_bRとＳ相の受電端負荷電流Ｉ_bSとのベクトル差（極性は負）となり、受電端負荷電流Ｉ_bの振幅はＲ相の受電端負荷電流Ｉ_bR（Ｓ相の受電端負荷電流Ｉ_bS）の振幅の３^1/2倍となる。
Ｉ_a＝Ｉ_aR−Ｉ_aS
｜Ｉ_a｜＝｜Ｉ_aR−Ｉ_aS｜＝３^1/2×｜Ｉ_aR｜＝３^1/2×｜Ｉ_aS｜
Ｉ_b＝−（Ｉ_bR−Ｉ_bS）
｜Ｉ_b｜＝｜Ｉ_bR−Ｉ_bS｜＝３^1/2×｜Ｉ_bR｜＝３^1/2×｜Ｉ_bS｜
その結果、第１および第２のＰＣＭ電流差動継電器６０₁，６０₂に入力される負荷電流Ｉは、送電端負荷電流Ｉ_aと受電端負荷電流Ｉ_bとのベクトル和で表され、負荷電流Ｉの振幅は“０”（｜Ｉ｜＝｜Ｉ_a＋Ｉ_b｜＝０）となる。

また、送配電線において短絡事故が発生したときに送配電線のＲ相、Ｓ相およびＴ相に流れる短絡電流をＩ_FR，Ｉ_FS，Ｉ_FTで表すと、短絡電流Ｉ_Ry（第１のクロス貫通変流器１０₁によって検出された短絡電流と第２のクロス貫通変流器１０₂によって検出された短絡電流との差電流）は、上述した第１の実施例による過電流継電器４における場合と同様にして、事故様相に応じて以下のように表される。
・ Ｒ相−Ｓ相間の短絡事故の場合（図３（ａ）参照）
Ｉ_Ry＝Ｉ_FR−Ｉ_FS
｜Ｉ_Ry｜＝２×｜Ｉ_FR｜＝２×｜Ｉ_FS｜
（２）Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故の場合（図３（ｂ）参照）
Ｉ_Ry＝−Ｉ_FS
｜Ｉ_Ry｜＝｜Ｉ_FS｜
（３）Ｔ相−Ｒ相間の短絡事故の場合（図３（ｃ）参照）
Ｉ_Ry＝Ｉ_FR
｜Ｉ_Ry｜＝｜Ｉ_FR｜
（４）Ｒ相−Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故の場合（図３（ｄ）参照）
Ｉ_Ry＝Ｉ_FR−Ｉ_FS
｜Ｉ_Ry｜＝３^1/2×｜Ｉ_FR｜＝３^1/2×｜Ｉ_FS｜

第１および第２のＰＣＭ電流差動継電器６０₁，６０₂は、短絡電流Ｉ_Ryの振幅が電流整定値を超えた場合には、送配電線において短絡事故が発生したと判定して、第１乃至第６の遮断器２₁〜２₆を一括遮断する。

なお、第１および第２のクロス貫通変流器１０₁，１０₂には送配電線のＲ相およびＳ相をクロスさせて貫通させたが、送配電線のＳ相およびＴ相をクロスさせて貫通させてもよいし、送配電線のＲ相およびＴ相をクロスさせて貫通させてもよい。

以上説明したように、第１乃至第５の実施例では、本発明によるクロス貫通変流器（図１に示したクロス貫通変流器１０など）を用いることにより、変流器および短絡保護継電器（図１に示した過電流継電器４など）の設置台数を更に削減することができるが、上述したように短絡電流Ｉ_Ryの振幅が事故様相によって異なる。
すなわち、Ｒ相−Ｓ相間の短絡事故における短絡電流Ｉ_Ryの振幅は、Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故およびＴ相−Ｒ相間の短絡事故における短絡電流Ｉ_Ryの振幅の２倍となり、また、負荷電流およびＲ相−Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故における短絡電流Ｉ_Ryの振幅は、Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故およびＴ相−Ｒ相間の短絡事故における短絡電流Ｉ_Ryの振幅の３^1/2倍となる。
そのため、短絡保護継電器の検出感度および動作時間をすべての事故様相に対して同じにすることができない。

そこで、以下に示す第１乃至第５の事故様相判定方法のいずれかを用いて事故様相を判定し、クロス貫通変流器から出力される短絡電流を事故様相判定結果に応じて１倍、１／２倍または１／３^1/2倍とする演算処理部を、クロス貫通変流器と短絡保護継電器との間または短絡保護継電器に設けてもよい。

（第１の事故様相判定方法）
３つの線間電圧、３つの相電圧または相・線間電圧（相電圧と線間電圧との組合せ）に基づいて事故様相を判定する。

表１に、３つの線間電圧に基づく事故様相判定条件を示す。なお、○印は、母線に設置された不足電圧継電器からの電圧情報に基づいて電圧低下が検出された線間電圧を示し、また、×印は、この不足電圧継電器からの電圧情報に基づいて電圧低下が検出されなかった線間電圧を示す（電圧低下の検出感度は定格電圧の７５〜８０％程度とする。）。

表２に、３つの相電圧に基づく事故様相判定条件を示す。なお、○印は、母線に設置された不足電圧継電器からの電圧情報に基づいて電圧低下が検出された相電圧を示し、また、×印は、この不足電圧継電器からの電圧情報に基づいて電圧低下が検出されなかった相電圧を示す（電圧低下の検出感度は定格電圧の７５〜８０％程度とする。）。

表３に、相・線間電圧に基づく事故様相判定条件を示す。なお、○印は、母線に設置された不足電圧継電器からの電圧情報に基づいて電圧低下が検出された相電圧および線間電圧を示し、また、×印は、この不足電圧継電器からの電圧情報に基づいて電圧低下が検出されなかった相電圧および線間電圧を示す（電圧低下の検出感度は定格電圧の７５〜８０％程度とする。）。

（第２の事故様相判定方法）
１つの線間電圧および１つの相電圧の電圧値および位相に基づいて事故様相を判定する。

たとえば、Ｔ相−Ｒ相の線間電圧Ｖ_TRの位相が２１０°でかつＲ相の相電圧Ｖ_Rの位相が０°であることを基準として（図１７参照）、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Ｖ_RSおよびＳ相−Ｔ相間の短絡事故時のＳ相−Ｔ相の線間電圧Ｖ_STを短絡事故検出感度の８５Ｖとすると、Ｔ相−Ｒ相の線間電圧Ｖ_TR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Ｖ_TR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Ｖ_TR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Ｖ_TR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（１−１）式および（１−２）式参照）。
Ｖ_TR≦［｛（１１０／３^1/2）×１．５｝²＋（８５／２）²］^1/2
≦（９５．２６²＋４２．５²）^1/2
≦１０４．３（Ｖ） ・・・（１−１）
α≧３０°−ｔａｎ^-1（４２．５／９５．２６）
≧５．９５（°） ・・・（１−２）

また、以下のようにして事故様相を判定する。
（１）Ｒ相−Ｓ相間の短絡事故の場合
Ｔ相−Ｒ相の線間電圧Ｖ_TR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Ｖ_TRの位相＝２１０°を基準としてＴ相−Ｒ相の線間電圧Ｖ_TRの位相が角度範囲α内だけ遅れている（＋α）場合に、Ｒ相−Ｓ相間の短絡事故と判定する（図１８（ａ）参照）。
（２）Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故の場合
Ｔ相−Ｒ相の線間電圧Ｖ_TR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Ｖ_TRの位相＝２１０°を基準としてＴ相−Ｒ相の線間電圧Ｖ_TRの位相が角度範囲α内だけ進んでいる（−α）場合に、Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故と判定する（図１８（ｂ）参照）。
（３）Ｔ相−Ｒ相間の短絡事故の場合
Ｔ相−Ｒ相の線間電圧Ｖ_TRが８５Ｖ以下であり、かつ、短絡事故前のＴ相−Ｒ相の線間電圧Ｖ_TRの位相＝２１０°を基準としてＴ相−Ｒ相の線間電圧Ｖ_TR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Ｖ_Rの位相＝０°を基準としてＲ相の相電圧Ｖ_Rの位相が所定の他の角度範囲β（６．７６°≦β≦６０°、（１−３）式参照）内だけ進んでいる（−β）場合に、Ｔ相−Ｒ相間の短絡事故と判定する（図１８（ｃ）参照）。
β≧６０°−ｔａｎ^-1［４２．５／｛１１０／（２×３^1/2）｝］
≧６．７６（°） ・・・（１−３）
（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Ｖ_TRが８５Ｖ以下であり、かつ、短絡事故前のＴ相−Ｒ相の線間電圧Ｖ_TRの位相＝２１０°を基準としてＴ相−Ｒ相の線間電圧Ｖ_TR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Ｖ_Rの位相＝０°を基準としてＲ相の相電圧Ｖ_R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、Ｒ相−Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故と判定する（図１８（ｄ）参照）。

なお、Ｔ相−Ｒ相の線間電圧Ｖ_TRおよびＲ相の相電圧Ｖ_Rを用いたが、表４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。

（第３の事故様相判定方法）
１つの線間電圧の電圧値および位相とクロス貫通変流器から入力される短絡電流の位相とに基づいて事故様相を判定する。

たとえば、Ｔ相−Ｒ相の線間電圧Ｖ_TRの位相が２１０°であることを基準として、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Ｖ_RSおよびＳ相−Ｔ相間の短絡事故時のＳ相−Ｔ相の線間電圧Ｖ_STを短絡事故検出感度の８５Ｖとすると、Ｔ相−Ｒ相の線間電圧Ｖ_TR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Ｖ_{T 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Ｖ_TR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Ｖ_TR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（（１−１）式および（１−２）式参照）。

また、以下のようにして事故様相を判定する。
（１）Ｒ相−Ｓ相間の短絡事故の場合
Ｔ相−Ｒ相の線間電圧Ｖ_TR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Ｖ_TRの位相＝２１０°を基準としてＴ相−Ｒ相の線間電圧Ｖ_TRの位相が角度範囲α内だけ遅れている（＋α）場合に、Ｒ相−Ｓ相間の短絡事故と判定する（図１９（ａ）参照）。
（２）Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故の場合
Ｔ相−Ｒ相の線間電圧Ｖ_TR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Ｖ_TRの位相＝２１０°を基準としてＴ相−Ｒ相の線間電圧Ｖ_TRの位相が角度範囲α内だけ進んでいる（−α）場合に、Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故と判定する（図１９（ｂ）参照）。
（３）Ｔ相−Ｒ相間の短絡事故の場合
Ｔ相−Ｒ相の線間電圧Ｖ_TRが８５Ｖ以下であり、かつ、短絡事故前のＴ相−Ｒ相の線間電圧Ｖ_TRの位相＝２１０°を基準としてＴ相−Ｒ相の線間電圧Ｖ_TR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、短絡電流の位相が所定の第１の角度範囲γ（−１５０°≦γ≦−９０°、γはインピーダンス角θ＝７５°としアーク抵抗などを考慮して決定する。）内にある場合に、Ｔ相−Ｒ相間の短絡事故と判定する（図１９（ｃ）参照）。
（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Ｖ_TRが８５Ｖ以下であり、かつ、短絡事故前のＴ相−Ｒ相の線間電圧Ｖ_TRの位相＝２１０°を基準としてＴ相−Ｒ相の線間電圧Ｖ_TR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、短絡電流の位相が所定の第２の角度範囲δ（１３９．１°≦δ≦１９９．１°、δはインピーダンス角θ＝７５°としアーク抵抗などを考慮して決定する。）内にある場合に、Ｒ相−Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故と判定する（図１９（ｄ）参照）。

（第４の事故様相判定方法）
図２０に示す事故様相判定用変圧器１１０を母線に設置し、事故様相判定用変圧器１１０から出力される合成電圧Ｖ_R-S-2Tの電圧値および位相と短絡電流の位相とに基づいて、以下のようにして事故様相を判定する。
ここで、事故様相判定用変圧器１１０の２次側は、Ｒ相の相電圧Ｖ_Rを極性方向で、Ｓ相の相電圧Ｖ_Sを反極性方向で、Ｔ相の相電圧Ｖ_Tを反極性方向で２倍して合成するように結線されている。その結果、事故様相判定用変圧器１１０から出力される合成電圧Ｖ_R-S-2Tは次式で表される。
Ｖ_R-S-2T＝Ｖ_R−Ｖ_S−２Ｖ_T
また、インピーダンス角θは通常７５°であるが、短絡電流の位相角は、アーク抵抗を考慮して、３０°（−４５°）から短絡事故時の最大角である９０°（＋１５°）とする。

（１）Ｒ相−Ｓ相間の短絡事故の場合
合成電圧Ｖ_R-S-2Tの電圧値が所定の第１の合成電圧値Ｋ₁＝１００．１Ｖ以下であり（（２−１）式参照）、かつ、正常時の合成電圧Ｖ_R-S-2Tの位相が１９．１°であることを基準として短絡事故時の合成電圧Ｖ_R-S-2Tの位相が所定の第１の合成電圧角度範囲ε₁（７．１０°（＝Ｘ₁）≦ε₁≦４０．９°（＝Ｘ₂）。（２−２）式および（２−３）式参照）内だけ遅れており（＋ε₁）、かつ、短絡電流の位相が所定の第１の短絡電流角度範囲λ₁（−１９．１°≦λ₁≦４０．９°）内にある場合に、Ｒ相−Ｓ相間の短絡事故と判定する。
Ｋ₁＝［（８３．１５）²＋（７２．０１×８５／１１０）²］^1/2
＝１００．１（Ｖ） ・・・（２−１）
Ｘ₁＝ｃｏｓ^-1（８３．１５／１１０．０）−ｃｏｓ^-1（８３．１５／１００．０５）
＝７．１０（°） ・・・（２−２）
Ｘ₂＝６０−１９．１
＝４０．９（°） ・・・（２−３）
（２）Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故の場合
合成電圧Ｖ_R-S-2Tの電圧値が所定の第２の合成電圧値Ｋ₂＝１０７．６Ｖ以下であり（（２−４）式参照）、かつ、正常時の合成電圧Ｖ_R-S-2Tの位相が１９．１°であることを基準として短絡事故時の合成電圧Ｖ_R-S-2Tの位相が所定の第２の合成電圧角度範囲ε₂（４．１２°（＝Ｘ₃）≦ε₂≦１９．１°（＝Ｘ₄）。（２−５）式および（２−６）式参照）内だけ進んでおり（−ε₂）、かつ、短絡電流の位相が所定の第２の短絡電流角度範囲λ₂（１９．１°≦λ₂≦７９．１°）内だけ進んでいる（−λ₂）場合に、Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故と判定する。
Ｋ₂＝［（１０３．９４）²＋（３６．０１×８５／１１０）²］^1/2
＝１０７．６（Ｖ） ・・・（２−４）
Ｘ₃＝ｃｏｓ^-1（１０３．９４／１１０）−ｃｏｓ^-1（１０３．９４／１０７．６０）
＝４．１２（°） ・・・（２−５）
Ｘ₄＝１９．１−０
＝１９．１（°） ・・・（２−６）
（３）Ｔ相−Ｒ相間の短絡事故の場合
合成電圧Ｖ_R-S-2Tの電圧値が所定の第３の合成電圧値Ｋ₃＝８６．０Ｖ以下であり（（２−７）式参照）、かつ、正常時の合成電圧Ｖ_R-S-2Tの位相が１９．１°であることを基準として短絡事故時の合成電圧Ｖ_R-S-2Tの位相が所定の第３の合成電圧角度範囲ε₃（３．０９°（＝Ｘ₅）≦ε₃≦７９．１°（＝Ｘ₆）。（２−８）式および（２−９）式参照）内だけ進んでおり（−ε₃）、かつ、短絡電流の位相が所定の第３の短絡電流角度範囲λ₃（４０．９°≦λ₃≦１００．９°）内だけ遅れている（＋λ₃）場合に、Ｔ相−Ｒ相間の短絡事故と判定する。
Ｋ₃＝［（２０．７９）²＋（１０８．０２×８５／１１０）²］^1/2
＝８６．０（Ｖ） ・・・（２−７）
Ｘ₅＝ｃｏｓ^-1（２０．７９／１１０）−ｃｏｓ^-1（２０．７９／８６．０２）
＝３．０９（°） ・・・（２−８）
Ｘ₆＝６０＋１９．１
＝７９．１（°） ・・・（２−９）
（４）Ｒ相−Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故の場合
合成電圧Ｖ_R-S-2Tの電圧値が所定の第４の合成電圧値Ｋ₄＝８５Ｖ（定格電圧の７５〜８０％）以下であり、かつ、正常時の合成電圧Ｖ_R-S-2Tの位相が１９．１°であることを基準として短絡事故時の合成電圧Ｖ_R-S-2Tの位相が所定の第４の合成電圧角度範囲ε₄（−３．０９°（＝−Ｘ₅）≦ε₄≦７．１０°（＝Ｘ₁））内に入っており（すなわち、同位相であり）、かつ、短絡電流の位相が所定の第４の短絡電流角度範囲λ₄（−１９．１°≦λ₄≦４０．９°）内にある場合に、Ｒ相−Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故と判定する。

（第５の事故様相判定方法）
図２１に示す事故様相判定用変圧器１２０を母線に設置し、事故様相判定用変圧器１２０から出力される合成電圧Ｖ_R-S+2Tの電圧値および位相と短絡電流の位相とに基づいて、以下のようにして事故様相を判定する。
ここで、事故様相判定用変圧器１２０の２次側は、Ｒ相の相電圧Ｖ_Rを極性方向で、Ｓ相の相電圧Ｖ_Sを反極性方向で、Ｔ相の相電圧Ｖ_Tを極性方向で２倍して合成するように結線されている。その結果、事故様相判定用変圧器１２０から出力される合成電圧Ｖ_R-S+2Tは次式で表される。
Ｖ_R-S+2T＝Ｖ_R−Ｖ_S＋２Ｖ_T
また、インピーダンス角θは通常７５°であるが、短絡電流の位相角は、アーク抵抗を考慮して、３０°（−４５°）から短絡事故時の最大角である９０°（＋１５°）とする。

（１）Ｒ相−Ｓ相間の短絡事故の場合
合成電圧Ｖ_R-S+2Tの電圧値が所定の第５の合成電圧値Ｋ₅＝１００．１Ｖ以下であり（（３−１）式参照）、かつ、正常時の合成電圧Ｖ_R-S+2Tの位相が２８０．９°であることを基準として短絡事故時の合成電圧Ｖ_R-S+2Tの位相が所定の第５の合成電圧角度範囲ε₅（７．１０°（＝Ｘ₇）≦ε₅≦４０．９°（＝Ｘ₈）。（３−２）式および（３−３）式参照）内だけ進んでおり（−ε₅）、かつ、短絡電流の位相が所定の第５の短絡電流角度範囲λ₅（７９．１°≦λ₅≦１３９．１°）内だけ遅れている（＋λ₅）場合に、Ｒ相−Ｓ相間の短絡事故と判定する。
Ｋ₅＝［（８３．１５）²＋（７２．０１×８５／１１０）²］^1/2
＝１００．１（Ｖ） ・・・（３−１）
Ｘ₇＝ｃｏｓ^-1（８３．１５／１１０．０）−ｃｏｓ^-1（８３．１５／１１０．０５）
＝７．１０（°） ・・・（３−２）
Ｘ₈＝２８０．９−２４０
＝４０．９（°） ・・・（３−３）
（２）Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故の場合
合成電圧Ｖ_R-S+2Tの電圧値が所定の第６の合成電圧値Ｋ₆＝８６．０Ｖ以下であり（（３−４）式参照）、かつ、正常時の合成電圧Ｖ_R-S+2Tの位相が２８０．９°であることを基準として短絡事故時の合成電圧Ｖ_R-S+2Tの位相が所定の第６の合成電圧角度範囲ε₆（３．０９°（＝Ｘ₉）≦ε₆≦７９．１°（＝Ｘ₁₀）。（３−５）式および（３−６）式参照）内だけ遅れており（＋ε₆）、かつ、短絡電流の位相が所定の第６の短絡電流角度範囲λ₆（１９．１°≦λ₆≦７９．１°）内だけ遅れている（＋λ₆）場合に、Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故と判定する。
Ｋ₆＝［（２０．７９）²＋（１０８．０２×８５／１１０）²］^1/2
＝８６．０（Ｖ） ・・・（３−４）
Ｘ₉＝ｃｏｓ^-1（２０．７９／１１０）−ｃｏｓ^-1（２０．７９／８６．０２）
＝３．０９（°） ・・・（３−５）
Ｘ₁₀＝３６０−２８０．９
＝７９．１（°） ・・・（３−６）
（３）Ｔ相−Ｒ相間の短絡事故の場合
合成電圧Ｖ_R-S+2Tの電圧値が所定の第７の合成電圧値Ｋ₇＝１０７．６Ｖ以下であり（（３−７）式参照）、かつ、正常時の合成電圧Ｖ_R-S+2Tの位相が２８０．９°であることを基準として短絡事故時の合成電圧Ｖ_R-S+2Tの位相が所定の第７の合成電圧角度範囲ε₇（４．１２°（＝Ｘ₁₁）≦ε₇≦１９．１°（＝Ｘ₁₂）。（３−８）式および（３−９）式参照）内だけ遅れており（＋ε₇）、かつ、短絡電流の位相が所定の第７の短絡電流角度範囲λ₇（１３９．１°≦λ₇≦１９９．１°）内だけ遅れている（＋λ₇）場合に、Ｔ相−Ｒ相間の短絡事故と判定する。
Ｋ₇＝［１０３．９４²＋（３６．０１×８５／１１０）²］^1/2
＝１０７．６（Ｖ） ・・・（３−７）
Ｘ₁₁＝ｃｏｓ^-1（１０３．９４／１１０）−ｃｏｓ^-1（１０３．９４／１０７．６０）
＝４．１２（°） ・・・（３−８）
Ｘ₁₂＝３００−２８０．９
＝１９．１（°） ・・・（３−９）
（４）Ｒ相−Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故の場合
合成電圧Ｖ_R-S+2Tの電圧値が所定の第８の合成電圧値Ｋ₈＝８５Ｖ（定格電圧の７５〜８０％）以下であり、かつ、正常時の合成電圧Ｖ_R-S+2Tの位相が２８０．９°であることを基準として短絡事故時の合成電圧Ｖ_R-S+2Tの位相が所定の第８の合成電圧角度範囲ε₈（−７．１０°（＝−Ｘ₇）≦ε₈≦３．０９°（＝Ｘ₉））内に入っており（すなわち、同位相であり）、かつ、短絡電流の位相が所定の第８の短絡電流角度範囲λ₈（７９．１°≦λ₈≦１３９．１°）内だけ遅れている（＋λ₈）場合に、Ｒ相−Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故と判定する。

演算処理部は、事故様相判定結果がＳ相−Ｔ相間の短絡事故またはＴ相−Ｒ相間の短絡事故であることを示す場合には短絡電流を１倍とし、事故様相判定結果がＲ相−Ｓ相間の短絡事故であることを示す場合には短絡電流を１／２倍とし、事故様相判定結果がＲ相−Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故であることを示す場合には短絡電流を１／３^1/2倍とする。また、演算処理部は、負荷電流Ｉを１／３^1/2倍とする。

演算処理部は、図８に示すように、線間電圧、相電圧または相・線間電圧（相電圧と線間電圧との組合せ）に基づいて事故様相を判定する事故様相判定回路７１と、クロス貫通変流器から出力される短絡電流を１倍する第１の振幅調整回路７２₁と、短絡電流を１／２倍する第２の振幅調整回路７２₂と、負荷電流Ｉおよび短絡電流を１／３^1/2倍する第３の振幅調整回路７２₃と、事故様相判定回路７１から入力されるスイッチ制御信号Ｓ_SWに応じて第１乃至第３の振幅調整回路７２₁〜７２₃の出力信号のうちのいずれか１つを選択する選択スイッチ７３とで構成してもよい。

選択スイッチ７３は、通常は、第３の振幅調整回路７２₃の出力信号を選択するようにされている。これにより、短絡事故が発生していないときには、クロス貫通変流器から出力される負荷電流Ｉは、第３の振幅調整回路７２₃において１／３^1/2倍されたのちに、選択スイッチ７３を介して短絡保護継電器に入力される。

事故様相判定回路７１は、「Ｒ相−Ｓ相間の短絡事故である」と判定すると、第２の振幅調整回路７２₂の出力信号を選択スイッチ７３に選択させるスイッチ制御信号Ｓ_SWを出力する。これにより、Ｒ相−Ｓ相間の短絡事故が発生したときには、クロス貫通変流器から出力される短絡電流は、第２の振幅調整回路７２₂において１／２倍されたのちに、選択スイッチ７３を介して短絡保護継電器に入力される。

また、事故様相判定回路７１は、「Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故である」または「Ｔ相−Ｒ相間の短絡事故である」と判定すると、第１の振幅調整回路７２₁の出力信号を選択スイッチ７３に選択させるスイッチ制御信号Ｓ_SWを出力する。これにより、Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故またはＴ相−Ｒ相間の短絡事故が発生したときには、クロス貫通変流器から出力される短絡電流は、第１の振幅調整回路７２₁において１倍されたのちに、選択スイッチ７３を介して短絡保護継電器に入力される。

さらに、事故様相判定回路７１は、「Ｒ相−Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故である」と判定すると、第３の幅調整回路７２₃の出力信号を選択スイッチ７３に選択させるスイッチ制御信号Ｓ_SWを出力する。これにより、Ｒ相−Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故が発生した場合には、クロス貫通変流器から出力される短絡電流は、第３の振幅調整回路７２₃において１／３^1/2倍されたのちに、選択スイッチ７３を介して短絡保護継電器に入力される。

その結果、短絡電流の振幅を事故様相によらず同じにすることができるので、短絡保護継電器の検出感度および動作時間を同じにすることができる。

次に、本発明の第６の実施例による保護継電装置について、図９乃至図１１を参照して説明する。
本実施例による保護継電装置は、図９に示すように、送配電線のＲ相およびＳ相がクロスするように貫通された第１のクロス貫通変流器１０₁と、送配電線のＲ相およびＴ相がクロスするように貫通された第２のクロス貫通変流器１０₂と、第１のクロス貫通変流器１０₁から入力される第１の短絡電流Ｉ_Ry1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の過電流継電器４₁と、第２のクロス貫通変流器１０₂から入力される第２の短絡電流Ｉ_Ry2に基づいて送配電線の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の過電流継電器４₂とを具備する。

ここで、第１のクロス貫通変流器１０₁は、２次コイルを巻装した環状鉄心に送配電線のＲ相およびＳ相を逆向きにかつ任意の角度でクロスさせて貫通させた貫通形変流器であり、第２のクロス貫通変流器１０₂は、２次コイルを巻装した環状鉄心に送配電線のＲ相およびＴ相を逆向きにかつ任意の角度でクロスさせて貫通させた貫通形変流器である。
すなわち、送配電線のＲ相は第１のクロス貫通変流器１０₁の極性方向に貫通されているが、送配電線のＳ相は第１のクロス貫通変流器１０₁の反極性方向に貫通されている。同様に、送配電線のＲ相は第２のクロス貫通変流器１０₂の極性方向に貫通されているが、送配電線のＴ相は第２のクロス貫通変流器１０₂の反極性方向に貫通されている。

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Ｉ_R，Ｉ_S，Ｉ_Tで表すと、図１０に示すようにＲ相の負荷電流Ｉ_RとＳ相の負荷電流Ｉ_Sとが１２０°の位相差で第１のクロス貫通変流器１０₁の環状鉄心を逆向きに貫通して流れる（すなわち、Ｒ相の負荷電流Ｉ_Rは第１のクロス貫通変流器１０₁を極性方向に貫通して流れ、Ｓ相の負荷電流Ｉ_Sは第１のクロス貫通変流器１０₁を反極性方向に貫通して流れる）ため、第１のクロス貫通変流器１０₁から第１の過電流継電器４₁に入力される第１の負荷電流Ｉ₁はＲ相の負荷電流Ｉ_RとＳ相の負荷電流Ｉ_Sとのベクトル差となり、第１の負荷電流Ｉ₁の振幅はＲ相の負荷電流Ｉ_R（Ｓ相の負荷電流Ｉ_S）の振幅の３^1/2倍となる
Ｉ₁＝Ｉ_R−Ｉ_S
｜Ｉ₁｜＝｜Ｉ_R−Ｉ_S｜＝３^1/2×｜Ｉ_R｜＝３^1/2×｜Ｉ_S｜
同様に、図１０に示すようにＲ相の負荷電流Ｉ_RとＴ相の負荷電流Ｉ_Tとが１２０°の位相差で第２のクロス貫通変流器１０₂の環状鉄心を逆向きに貫通して流れる（すなわち、Ｒ相の負荷電流Ｉ_Rは第２のクロス貫通変流器１０₂を極性方向に貫通して流れ、Ｔ相の負荷電流Ｉ_Tは第２のクロス貫通変流器１０₂を反極性方向に貫通して流れる）ため、第２のクロス貫通変流器１０₂から第２の過電流継電器４₂に入力される第２の負荷電流Ｉ₂はＲ相の負荷電流Ｉ_RとＴ相の負荷電流Ｉ_Tとのベクトル差となり、第２の負荷電流Ｉ₂の振幅はＲ相の負荷電流Ｉ_R（Ｔ相の負荷電流Ｉ_T）の振幅の３^1/2倍となる。
Ｉ₂＝Ｉ_R−Ｉ_T
｜Ｉ₂｜＝｜Ｉ_R−Ｉ_T｜＝３^1/2×｜Ｉ_R｜＝３^1/2×｜Ｉ_T｜

また、送配電線において短絡事故が発生したときに送配電線のＲ相、Ｓ相およびＴ相に流れる送配電線のＲ相、Ｓ相およびＴ相に流れる短絡電流をＩ_FR，Ｉ_FS，Ｉ_FTで表すと、第１および第２の短絡電流Ｉ_Ry1，Ｉ_Ry2は、短絡電流Ｉ_FR，Ｉ_FS，Ｉ_FTのインピーダンス角をθとすると、事故様相に応じて以下のように表される。
（１）Ｒ相−Ｓ相間の短絡事故の場合
Ｒ相−Ｓ相間の短絡事故が発生すると、図９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Ｉ_FRが内部方向に流れ、送配電線のＳ相にＳ相の短絡電流Ｉ_FS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Ｉ_FTが流れない。
したがって、第１のクロス貫通変流器１０₁から第１の過電流継電器４₁に入力される第１の短絡電流Ｉ_Ry1は、図９に太矢印の実線で示すようにＲ相の短絡電流Ｉ_FRとＳ相の短絡電流Ｉ_FSとのベクトル差となり、第１の短絡電流Ｉ_Ry1の振幅はＲ相の短絡電流Ｉ_FR（Ｓ相の短絡電流Ｉ_FS）の振幅の２倍となる（図１１（ａ）参照。なお、図１１においては、送配電線の内部方向に流れる短絡電流Ｉ_FR，Ｉ_FS，Ｉ_FTは実線の矢印で、送配電線の外部方向に流れる短絡電流Ｉ_FR，Ｉ_FS，Ｉ_FTは一点鎖線の矢印で示している。）。
Ｉ_Ry1＝Ｉ_FR−Ｉ_FS
｜Ｉ_Ry1｜＝｜Ｉ_FR−Ｉ_FS｜＝２×｜Ｉ_FR｜＝２×｜Ｉ_FS｜
また、第２のクロス貫通変流器１０₂から第２の過電流継電器４₂に入力される第２の短絡電流Ｉ_Ry2は、図９に太矢印の破線で示すようにＲ相の短絡電流Ｉ_FRとなり、第２の短絡電流Ｉ_Ry2の振幅はＲ相の短絡電流Ｉ_FRの振幅となる（図１１（ａ）参照）。
Ｉ_Ry2＝Ｉ_FR
｜Ｉ_Ry2｜＝｜Ｉ_FR｜
（２）Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故の場合
Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故が発生すると、送配電線のＳ相にＳ相の短絡電流Ｉ_FSが内部方向に流れ、送配電線のＴ相にＴ相の短絡電流Ｉ_FT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Ｉ_FRが流れない。
したがって、第１のクロス貫通変流器１０₁から第１の過電流継電器４₁に入力される第１の短絡電流Ｉ_Ry1は、極性が負のＳ相の短絡電流−Ｉ_FSとなり、第１の短絡電流Ｉ_Ry1の振幅は、Ｓ相の短絡電流Ｉ_FSの振幅となる（図１１（ｂ）参照）。
Ｉ_Ry1＝−Ｉ_FS
Ｉ_Ry1＝Ｉ_FS
｜Ｉ_Ry1｜＝｜Ｉ_FS｜
また、第２のクロス貫通変流器１０₂から第２の過電流継電器４₂に入力される第２の短絡電流Ｉ_Ry2は、極性が負のＴ相の短絡電流−Ｉ_FTとなり、第２の短絡電流Ｉ_Ry2の振幅はＴ相の短絡電流Ｉ_FTの振幅となる（図１１（ｂ）参照）。
Ｉ_Ry2＝−Ｉ_FT
｜Ｉ_Ry2｜＝｜Ｉ_FT｜
（３）Ｔ相−Ｒ相間の短絡事故の場合
Ｔ相−Ｒ相間の短絡事故が発生すると、送配電線のＴ相にＴ相の短絡電流Ｉ_FTが内部方向に流れ、送配電線のＲ相にＲ相の短絡電流Ｉ_FR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Ｉ_FSが流れない。
したがって、第１のクロス貫通変流器１０₁から第１の過電流継電器４₁に入力される第１の短絡電流Ｉ_Ry1はＲ相の短絡電流Ｉ_FRとなり、第１の短絡電流Ｉ_Ry1の振幅はＲ相の短絡電流Ｉ_FRの振幅となる（図１１（ｃ）参照）。
Ｉ_Ry1＝Ｉ_FR
｜Ｉ_Ry1｜＝｜Ｉ_FR｜
また、第２のクロス貫通変流器１０₂から第２の過電流継電器４₂に入力される第２の短絡電流Ｉ_Ry2はＲ相の短絡電流Ｉ_FRとＴ相の短絡電流Ｉ_FTとのベクトル差となり、第２の短絡電流Ｉ_Ry2の振幅はＲ相の短絡電流Ｉ_FR（Ｔ相の短絡電流Ｉ_FT）の振幅の２倍となる（図１１（ｃ）参照）。
Ｉ_Ry2＝Ｉ_FR−Ｉ_FT
｜Ｉ_Ry2｜＝｜Ｉ_FR−Ｉ_FT｜＝２×｜Ｉ_FR｜＝２×｜Ｉ_FT｜
（４）Ｒ相−Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故の場合
Ｒ相−Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故が発生すると、送配電線のＲ相、Ｓ相およびＴ相にＲ相の短絡電流Ｉ_FR、Ｓ相の短絡電流Ｉ_FSおよびＴ相の短絡電流Ｉ_FTが位相差１２０°で内部方向にそれぞれ流れる。
したがって、第１のクロス貫通変流器１０₁から第１の過電流継電器４₁に入力される第１の短絡電流Ｉ_Ry1はＲ相の短絡電流Ｉ_FRとＳ相の短絡電流Ｉ_FSとのベクトル差となり、第１の短絡電流Ｉ_Ry1の振幅はＲ相の短絡電流Ｉ_FR（Ｓ相の短絡電流Ｉ_FS）の振幅の３^1/2倍となる（図１１（ｄ）参照）。
Ｉ_Ry1＝Ｉ_FR−Ｉ_FS
｜Ｉ_Ry1｜＝｜Ｉ_FR−Ｉ_FS｜＝３^1/2×｜Ｉ_FR｜＝３^1/2×｜Ｉ_FS｜
また、第２のクロス貫通変流器１０₂から第２の過電流継電器４₂に入力される第２の短絡電流Ｉ_Ry2はＲ相の短絡電流Ｉ_FRとＴ相の短絡電流Ｉ_FTとのベクトル差となり、第２の短絡電流Ｉ_Ry2の振幅はＲ相の短絡電流Ｉ_FR（Ｔ相の短絡電流Ｉ_FT）の振幅の３^1/2倍となる（図１１（ｄ）参照）。
Ｉ_Ry2＝Ｉ_FR−Ｉ_FT
｜Ｉ_Ry2｜＝｜Ｉ_FR−Ｉ_FT｜＝３^1/2×｜Ｉ_FR｜＝３^1/2×｜Ｉ_FT｜

第１の過電流継電器４₁は、第１の短絡電流Ｉ_Ry1の振幅が電流整定値を超えた場合には、送配電線に短絡事故が発生したと判定して、第１乃至第３の遮断器２₁〜２₃を一括遮断する。
また、第２の過電流継電器４₂は、第２の短絡電流Ｉ_Ry2の振幅が電流整定値を超えた場合には、送配電線に短絡事故が発生したと判定して、第１乃至第３の遮断器２₁〜２₃を一括遮断する。

なお、第１のクロス貫通変流器１０₁には送配電線のＲ相およびＳ相をクロスさせて貫通させるとともに第２のクロス貫通変流器１０₂には送配電線のＲ相およびＴ相をクロスさせて貫通させたが、第１および第２のクロス貫通変流器１０₁，１０₂にクロスさせて貫通させる送配電線の２相は他の組合せでもよい。

次に、本発明の第７の実施例による保護継電装置について、図１２を参照して説明する。
本実施例による保護継電装置は、図１２に示すように、変圧器５の１次側のＲ相およびＳ相がクロスするように貫通された第１のクロス貫通変流器１０₁と、変圧器５の２次側のＲ相およびＳ相がクロスするように貫通された第２のクロス貫通変流器１０₂と、変圧器５の１次側のＲ相およびＴ相がクロスするように貫通された第３のクロス貫通変流器１０₃と、変圧器５の２次側のＲ相およびＴ相がクロスするように貫通された第４のクロス貫通変流器１０₄と、第１のクロス貫通変流器１０₁から入力される短絡電流と第２のクロス貫通変流器１０₂から入力される短絡電流との差電流（以下、「第１の短絡電流Ｉ_Ry1」と称する。）に基づいて変圧器５内部の短絡事故を検出すると、変圧器５の１次側の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と変圧器５の２次側のＲ相、Ｓ相およびＴ相にそれぞれ設置された第４乃至第６の遮断器２₄〜２₆とを一括遮断する第１の電流差動継電器２０₁と、第３のクロス貫通変流器１０₃から入力される短絡電流と第４のクロス貫通変流器１０₄から入力される短絡電流との差電流（以下、「第２の短絡電流Ｉ_Ry2」と称する。）に基づいて変圧器５内部での短絡事故を検出すると、第１乃至第６の遮断器２₁〜２₆を一括遮断する第２の電流差動継電器２０₂とを具備する。

ここで、第１および第２のクロス貫通変流器１０₁，１０₂は、２次コイルを巻装した環状鉄心に送配電線のＲ相およびＳ相を逆向きにかつ任意の角度でクロスさせて貫通させた貫通形変流器であり、第３および第４のクロス貫通変流器１０₃，１０₄は、２次コイルを巻装した環状鉄心に送配電線のＲ相およびＴ相を逆向きにかつ任意の角度でクロスさせて貫通させた貫通形変流器である。
すなわち、送配電線のＲ相は第１のクロス貫通変流器１０₁の極性方向に貫通されているが、送配電線のＳ相は第１のクロス貫通変流器１０₁の反極性方向に貫通されている。
第２のクロス貫通変流器１０₂についても同様であるが、第２のクロス貫通変流器１０₂から第１の電流差動継電器２０₁に入力される短絡電流の極性が第１のクロス貫通変流器１０₁から第１の電流差動継電器２０₁に入力される短絡電流の極性と逆となるように、第２のクロス貫通変流器１０₂は第１の電流差動継電器２０₁に接続されている。
また、送配電線のＲ相は第３のクロス貫通変流器１０₃の極性方向に貫通されているが、送配電線のＳ相は第３のクロス貫通変流器１０₃の反極性方向に貫通されている。
第４のクロス貫通変流器１０₄についても同様であるが、第４のクロス貫通変流器１０₄から第２の電流差動継電器２０₂に入力される短絡電流の極性が第３のクロス貫通変流器１０₃から第２の電流差動継電器２０₂に入力される短絡電流の極性と逆となるように、第４のクロス貫通変流器１０₄は第２の電流差動継電器２０₂に接続されている。

したがって、変圧器５内部において短絡事故が発生していないときに変圧器５の１次側（送電端）のＲ相、Ｓ相およびＴ相に流れる１次負荷電流をＩ_1R，Ｉ_1S，Ｉ_1Tで表し、変圧器５の２次側（受電端）のＲ相、Ｓ相およびＴ相に流れる２次負荷電流をＩ_2R，Ｉ_2S，Ｉ_2Tで表すと、Ｒ相の１次負荷電流Ｉ_1RとＳ相の１次負荷電流Ｉ_1Sとは１２０°の位相差で第１のクロス貫通変流器１０₁の環状鉄心を逆向きに貫通して流れ（すなわち、Ｒ相の１次負荷電流Ｉ_1Rは第１のクロス貫通変流器１０₁を極性方向に貫通して流れ、Ｓ相の１次負荷電流Ｉ_1Sは第１のクロス貫通変流器１０₁を反極性方向に貫通して流れ）、Ｒ相の２次負荷電流Ｉ_2RとＳ相の２次負荷電流Ｉ_2Sとは１２０°の位相差で第２のクロス貫通変流器１０₂の環状鉄心を逆向きに貫通して流れる（すなわち、Ｒ相の２次負荷電流Ｉ_2Rは第２のクロス貫通変流器１０₂を極性方向に貫通して流れ、Ｓ相の２次負荷電流Ｉ_1Sは第２のクロス貫通変流器１０₂を反極性方向に貫通して流れる。）（図１０参照）。
そのため、第１のクロス貫通変流器１０₁から第１の電流差動継電器２０₁に入力される第１の１次負荷電流ｉ₁₁は、上述した第２の実施例による電流差動継電器２０における場合と同様にして、Ｒ相の１次負荷電流Ｉ_1RとＳ相の１次負荷電流Ｉ_1Sとのベクトル差となり、第１の１次負荷電流ｉ₁₁の振幅はＲ相の１次負荷電流Ｉ_1R（Ｓ相の１次負荷電流Ｉ_1S）の振幅の３^1/2倍となる。同様に、第２のクロス貫通変流器１０₂から第１の電流差動継電器２０₁に入力される第１の２次負荷電流ｉ₂₁は、Ｒ相の２次負荷電流Ｉ_2RとＳ相の２次負荷電流Ｉ_2Sとのベクトル差（極性は負）となり、第１の２次負荷電流ｉ₂₁の振幅はＲ相の２次負荷電流Ｉ_2R（Ｓ相の２次負荷電流Ｉ_2S）の振幅の３^1/2倍となる。
ｉ₁₁＝Ｉ_1R−Ｉ_1S
｜ｉ₁₁｜＝｜Ｉ_1R−Ｉ_1S｜＝３^1/2×｜Ｉ_1R｜＝３^1/2×｜Ｉ_1S｜
ｉ₂₁＝−（Ｉ_2R−Ｉ_2S）
｜ｉ₂₁｜＝｜Ｉ_2R−Ｉ_2S｜＝３^1/2×｜Ｉ_2R｜＝３^1/2×｜Ｉ_2S｜
その結果、第１の電流差動継電器２０₁に入力される第１の負荷電流Ｉ₁は、第１の１次負荷電流ｉ₁₁と第１の２次負荷電流ｉ₂₁とのベクトル和で表され、第１の負荷電流Ｉ₁の振幅は“０”（｜Ｉ₁｜＝｜ｉ₁₁＋ｉ₂₁｜＝０）となる。
同様にして、Ｒ相の１次負荷電流Ｉ_1RとＴ相の１次負荷電流Ｉ_1Tとは１２０°の位相差で第３のクロス貫通変流器１０₃の環状鉄心を逆向きに貫通して流れ、Ｒ相の２次負荷電流Ｉ_2RとＴ相の２次負荷電流Ｉ_2Tとは１２０°の位相差で第４のクロス貫通変流器１０₄の環状鉄心を逆向きに貫通して流れる（図１０参照）。
そのため、第３のクロス貫通変流器１０₃から第２の電流差動継電器２０₂に入力される第２の１次負荷電流ｉ₁₂は、Ｒ相の１次負荷電流Ｉ_1RとＴ相の１次負荷電流Ｉ_1Tとのベクトル差となり、第２の１次負荷電流ｉ₁₂の振幅はＲ相の１次負荷電流Ｉ_1R（Ｔ相の１次負荷電流Ｉ_1T）の振幅の３^1/2倍となる。同様に、第４のクロス貫通変流器１０₄から第２の電流差動継電器２０₂に入力される第２の２次負荷電流ｉ₂₂は、Ｒ相の２次負荷電流Ｉ_2RとＴ相の２次負荷電流Ｉ_2Tとのベクトル差（極性は負）となり、第２の２次負荷電流ｉ₂₂の振幅はＲ相の２次負荷電流Ｉ_2R（Ｔ相の２次負荷電流Ｉ_2T）の振幅の３^1/2倍となる。
ｉ₁₂＝Ｉ_1R−Ｉ_1T
｜ｉ₁₂｜＝｜Ｉ_1R−Ｉ_1T｜＝３^1/2×｜Ｉ_1R｜＝３^1/2×｜Ｉ_1T｜
ｉ₂₂＝−（Ｉ_2R−Ｉ_2T）
｜ｉ₂₂｜＝｜Ｉ_2R−Ｉ_2T｜＝３^1/2×｜Ｉ_2R｜＝３^1/2×｜Ｉ_2T｜
その結果、第２の電流差動継電器２０₂に入力される第２の負荷電流Ｉ₂は、第２の１次負荷電流ｉ₁₂と第２の２次負荷電流ｉ₂₂とのベクトル和で表され、第２の負荷電流Ｉ₂の振幅は“０”（｜Ｉ₂｜＝｜ｉ₁₂＋ｉ₂₂｜＝０）となる。

また、たとえば変圧器５内部の１次側において短絡事故が発生したときに変圧器５の１次側のＲ相、Ｓ相およびＴ相に流れる短絡電流をＩ_FR，Ｉ_FS，Ｉ_FTで表すと、第１の短絡電流Ｉ_Ry1（第１のクロス貫通変流器１０₁から入力される短絡電流と第２のクロス貫通変流器１０₂から入力される短絡電流との差電流）と第２の短絡電流Ｉ_Ry2（第３のクロス貫通変流器１０₃から入力される短絡電流と第４のクロス貫通変流器１０₄から入力される短絡電流との差電流）とは、上述した第６の実施例による第１および第２の過電流継電器４₁，４₂における場合と同様にして、事故様相に応じて以下のように表される。
（１）Ｒ相−Ｓ相間の短絡事故の場合
Ｉ_Ry1＝Ｉ_FR−Ｉ_FS
｜Ｉ_Ry1｜＝２×｜Ｉ_FR｜＝２×｜Ｉ_FS｜
Ｉ_Ry2＝Ｉ_FR
｜Ｉ_Ry2｜＝｜Ｉ_FR｜
（２）Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故の場合
Ｉ_Ry1＝−Ｉ_FS
｜Ｉ_Ry1｜＝｜Ｉ_FS｜
Ｉ_Ry2＝−Ｉ_FT
｜Ｉ_Ry2｜＝｜Ｉ_FT｜
（３）Ｔ相−Ｒ相間の短絡事故の場合
Ｉ_Ry1＝Ｉ_FR
｜Ｉ_Ry1｜＝｜Ｉ_FR｜
Ｉ_Ry2＝Ｉ_FR−Ｉ_FT
｜Ｉ_Ry2｜＝２×｜Ｉ_FR｜＝２×｜Ｉ_FT｜
（４）Ｒ相−Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故の場合
Ｉ_Ry1＝Ｉ_FR−Ｉ_FS
｜Ｉ_Ry1｜＝３^1/2×｜Ｉ_FR｜＝３^1/2×｜Ｉ_FS｜
Ｉ_Ry2＝Ｉ_FR−Ｉ_FT
｜Ｉ_Ry2｜＝３^1/2×｜Ｉ_FR｜＝３^1/2×｜Ｉ_FT｜

第１の電流差動継電器２０₁は、第１の短絡電流Ｉ_Ry1の振幅が電流整定値を超えた場合には、変圧器５内部において短絡事故が発生したと判定して、第１乃至第６の遮断器２₁〜２₆を一括遮断する。
また、第２の電流差動継電器２０₂は、第２の短絡電流Ｉ_Ry2の振幅が電流整定値を超えた場合には、変圧器５内部において短絡事故が発生したと判定して、第１乃至第６の遮断器２₁〜２₆を一括遮断する。

なお、第１および第２のクロス貫通変流器１０₁，１０₂には送配電線のＲ相およびＳ相をクロスさせて貫通させるとともに第３および第４のクロス貫通変流器１０₃，１０₄には送配電線のＲ相およびＴ相をクロスさせて貫通させたが、第１乃至第４のクロス貫通変流器１０₁〜１０₄にクロスさせて貫通させる送配電線の２相は他の組合せでもよい。

次に、本発明の第８の実施例による保護継電装置について、図１３を参照して説明する。
本実施例による保護継電装置は、構内における短絡事故から第１および第２の送配電線１Ｌ，２Ｌを保護するための受電保護継電装置であり、図１３に示すように、第１の送配電線１ＬのＲ相およびＳ相がクロスするように貫通された第１のクロス貫通変流器１０₁と、第２の送配電線２ＬのＲ相およびＳ相がクロスするように貫通された第２のクロス貫通変流器１０₂と、第１の送配電線１ＬのＲ相およびＴ相がクロスするように貫通された第３のクロス貫通変流器１０₃と、第２の送配電線２ＬのＲ相およびＴ相がクロスするように貫通された第４のクロス貫通変流器１０₄と、第１のクロス貫通変流器１０₁から入力される短絡電流と第２のクロス貫通変流器１０₂から入力される短絡電流との和電流（以下、「第１の短絡電流Ｉ_Ry1」と称する。）に基づいて構内での短絡事故を検出すると、第１の送配電線１Ｌ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と第２の送配電線２ＬのＲ相、Ｓ相およびＴ相にそれぞれ設置された第４乃至第６の遮断器２₄〜２₆とを一括遮断する第１の過電流継電器３０₁と、第３のクロス貫通変流器１０₃から入力される短絡電流と第４のクロス貫通変流器１０₄から入力される短絡電流との和電流（以下、「第２の短絡電流Ｉ_Ry2」と称する。）に基づいて構内での短絡事故を検出すると、第１乃至第６の遮断器２₁〜２₆を一括遮断する第２の過電流継電器３０₂とを具備する。

ここで、第１および第２のクロス貫通変流器１０₁，１０₂は、２次コイルを巻装した環状鉄心に第１および第２の送配電線１Ｌ，２ＬのＲ相およびＳ相を逆向きにかつ任意の角度でクロスさせて貫通させた貫通形変流器であり、第３および第４のクロス貫通変流器１０₃，１０₄は、２次コイルを巻装した環状鉄心に第１および第２の送配電線１Ｌ，２ＬのＲ相およびＴ相を逆向きにかつ任意の角度でクロスさせて貫通させた貫通形変流器である。
すなわち、第１および第２の送配電線１Ｌ，２ＬのＲ相は第１および第２のクロス貫通変流器１０₁，１０₂の極性方向にそれぞれ貫通されているが、第１および第２の送配電線１Ｌ，２ＬのＳ相は第１および第２のクロス貫通変流器１０₁，１０₂の反極性方向にそれぞれ貫通されている。同様に、第１および第２の送配電線１Ｌ，２ＬのＲ相は第３および第４のクロス貫通変流器１０₃，１０₄の極性方向にそれぞれ貫通されているが、第１および第２の送配電線１Ｌ，２ＬのＴ相は第３および第４のクロス貫通変流器１０₃，１０_４の反極性方向にそれぞれ貫通されている。

したがって、構内において短絡事故が発生していないときに第１および第２の送配電線１Ｌ，２ＬのＲ相、Ｓ相およびＴ相に流れる負荷電流をＩ_R，Ｉ_S，Ｉ_Tで表すと、Ｒ相の負荷電流Ｉ_RとＳ相の負荷電流Ｉ_Sとは１２０°の位相差で第１および第２のクロス貫通変流器１０₁，１０₂の環状鉄心を逆向きに貫通して流れるため、第１および第２のクロス貫通変流器１０₁，１０₂から第１の過電流継電器３０₁に入力される第１の負荷電流Ｉ₁は、Ｒ相の負荷電流Ｉ_RとＳ相の負荷電流Ｉ_Sとのベクトル差となり、第１の負荷電流Ｉ₁の振幅はＲ相の負荷電流Ｉ_R（Ｓ相の負荷電流Ｉ_S）の振幅の３^1/2倍となる。
Ｉ₁＝Ｉ_R−Ｉ_S
｜Ｉ₁｜＝３^1/2×｜Ｉ_R｜＝３^1/2×｜Ｉ_S｜
同様にして、Ｒ相の負荷電流Ｉ_RとＴ相の負荷電流Ｉ_Tとは１２０°の位相差で第３および第４のクロス貫通変流器１０₃，１０₄の環状鉄心を逆向きに貫通して流れるため、第３および第４のクロス貫通変流器１０₃，１０₄から第２の過電流継電器３０₂に入力される第２の負荷電流Ｉ₂は、Ｒ相と負荷電流Ｉ_RとＴ相との負荷電流Ｉ_Tとのベクトル差となり、第２の負荷電流Ｉ₂の振幅はＲ相の負荷電流Ｉ_R（Ｔ相の負荷電流Ｉ_T）の振幅の３^1/2倍となる。
Ｉ₂＝Ｉ_R−Ｉ_T
｜Ｉ₂｜＝３^1/2×｜Ｉ_R｜＝３^1/2×｜Ｉ_T｜

また、構内において短絡事故が発生したときに第１および第２の送配電線１Ｌ，２ＬのＲ相、Ｓ相およびＴ相に流れる短絡電流をＩ_FR，Ｉ_FS，Ｉ_FTで表すと、第１の短絡電流Ｉ_Ry1（第１のクロス貫通変流器１０₁から第１の過電流継電器３０₁に入力される短絡電流と第２のクロス貫通変流器１０₂から第２の過電流継電器４₂に入力される短絡電流との和電流）と第２の短絡電流Ｉ_Ry2（第３のクロス貫通変流器１０₃から第２の過電流継電器３０₂に入力される短絡電流と第４のクロス貫通変流器１０₄から第４の過電流継電器４₄に入力される短絡電流との和電流）とは、上述した第６の実施例による第１および第２の過電流継電器４₁，４₂における場合と同様にして、事故様相に応じて以下のように表される。
（１）Ｒ相−Ｓ相間の短絡事故の場合
Ｉ_Ry1＝Ｉ_FR−Ｉ_FS
｜Ｉ_Ry1｜＝２×｜Ｉ_FR｜＝２×｜Ｉ_FS｜
Ｉ_Ry2＝Ｉ_FR
｜Ｉ_Ry2｜＝｜Ｉ_FR｜
（２）Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故の場合
Ｉ_Ry1＝−Ｉ_FS
｜Ｉ_Ry1｜＝｜Ｉ_FS｜
Ｉ_Ry2＝−Ｉ_FT
｜Ｉ_Ry2｜＝｜Ｉ_FT｜
（３）Ｔ相−Ｒ相間の短絡事故の場合
Ｉ_Ry1＝Ｉ_FR
｜Ｉ_Ry1｜＝｜Ｉ_FR｜
Ｉ_Ry2＝Ｉ_FR−Ｉ_FT
｜Ｉ_Ry2｜＝２×｜Ｉ_FR｜＝２×｜Ｉ_FT｜
（４）Ｒ相−Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故の場合
Ｉ_Ry1＝Ｉ_FR−Ｉ_FS
｜Ｉ_Ry1｜＝３^1/2×｜Ｉ_FR｜＝３^1/2×｜Ｉ_FS｜
Ｉ_Ry2＝Ｉ_FR−Ｉ_FT
｜Ｉ_Ry2｜＝３^1/2×｜Ｉ_FR｜＝３^1/2×｜Ｉ_FT｜

第１の過電流継電器３０₁は、第１の短絡電流Ｉ_Ry1の振幅が電流整定値を超えた場合には、構内において短絡事故が発生したと判定して、第１乃至第６の遮断器２₁〜２₆を一括遮断する。
また、第２の過電流継電器３０₂は、第２の短絡電流Ｉ_Ry2の振幅が電流整定値を超えた場合には、構内において短絡事故が発生したと判定して、第１乃至第６の遮断器２₁〜２₆を一括遮断する。

なお、第１および第２のクロス貫通変流器１０₁，１０₂には第１および第２の送配電線１Ｌ，２ＬのＲ相およびＳ相をクロスさせて貫通させるとともに第３および第４のクロス貫通変流器１０₃，１０₄には第１および第２の送配電線１Ｌ，２ＬのＲ相およびＴ相をクロスさせて貫通させたが、第１乃至第４のクロス貫通変流器１０₁〜１０₄にクロスさせて貫通させる第１および第２の送配電線１Ｌ，２Ｌの２相は他の組合せでもよい。

次に、本発明の第９の実施例による保護継電装置について、図１４を参照して説明する。
本実施例による保護継電装置は、構内における短絡事故から第１および第２の送配電線１Ｌ，２Ｌを保護するための分割受電保護継電装置であり、図１４に示すように、第１の母線から分岐された第１の送配電線１ＬのＲ相およびＳ相がクロスするように貫通された第１のクロス貫通変流器１０₁と、第２の母線から分岐された第２の送配電線２ＬのＲ相およびＳ相がクロスするように貫通された第２のクロス貫通変流器１０₂と、第１の母線のＲ相およびＳ相がクロスするように貫通された第３のクロス貫通変流器１０₃と、第１の送配電線１ＬのＲ相およびＴ相がクロスするように貫通された第４のクロス貫通変流器１０₄と、第２の送配電線２ＬのＲ相およびＴ相がクロスするように貫通された第５のクロス貫通変流器１０₅と、第１の母線のＲ相およびＴ相がクロスするように貫通された第６のクロス貫通変流器１０₆と、第１のクロス貫通変流器１０₁から入力される短絡電流と第３のクロス貫通変流器１０₃から入力される短絡電流との差電流（以下、「第１の短絡電流Ｉ_Ry1」と称する。）に基づいて構内での短絡事故を検出すると、第１の送配電線１Ｌ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と第１および第２の母線のＲ相、Ｓ相およびＴ相の間にそれぞれ設置された第７乃至第９の遮断器２₇〜２₉（母線連絡遮断器）とを一括遮断する第１の過電流継電器４０₁と、第２のクロス貫通変流器１０₂から入力される短絡電流と第３のクロス貫通変流器１０₃から入力される短絡電流との差電流（以下、「第１の短絡電流Ｉ_Ry1」と称する。）に基づいて構内での短絡事故を検出すると、第２の送配電線２ＬのＲ相、Ｓ相およびＴ相にそれぞれ設置された第４乃至第６の遮断器２₄〜２₆と第７乃至第９の遮断器２₇〜２₉とを一括遮断する第２の過電流継電器４０₂と、第４のクロス貫通変流器１０₄から入力される短絡電流と第６のクロス貫通変流器１０₆から入力される短絡電流との差電流（以下、「第２の短絡電流Ｉ_Ry2」と称する。）に基づいて構内での短絡事故を検出すると、第１乃至第３の遮断器２₁〜２₃と第７乃至第９の遮断器２₇〜２₉とを一括遮断する第３の過電流継電器４０₃と、第５のクロス貫通変流器１０₅から入力される短絡電流と第６のクロス貫通変流器１０₆から入力される短絡電流との差電流（以下、「第２の短絡電流Ｉ_Ry2」と称する。）に基づいて構内での短絡事故を検出すると、第４乃至第６の遮断器２₄〜２₆と第７乃至第９の遮断器２₇〜２₉とを一括遮断する第４の過電流継電器４０₄とを具備する。

ここで、第１乃至第３のクロス貫通変流器１０₁〜１０₃は、２次コイルを巻装した環状鉄心に第１および第２の送配電線１Ｌ，２Ｌと第１の母線のＲ相およびＳ相を逆向きにかつ任意の角度でクロスさせて貫通させた貫通形変流器であり、第４乃至第６のクロス貫通変流器１０₄〜１０₆は、２次コイルを巻装した環状鉄心に第１および第２の送配電線１Ｌ，２Ｌと第１の母線のＲ相およびＴ相を逆向きにかつ任意の角度でクロスさせて貫通させた貫通形変流器である。
すなわち、上述した第６乃至第８の実施例と同様に、第１および第２の送配電線１Ｌ，２Ｌと第１の母線のＲ相は第１乃至第３のクロス貫通変流器１０₁〜１０₃の極性方向にそれぞれ貫通されているが、第１および第２の送配電線１Ｌ，２Ｌと第１の母線のＳ相は第１乃至第３のクロス貫通変流器１０₁〜１０₃の反極性方向にそれぞれ貫通されている。同様に、第１および第２の送配電線１Ｌ，２Ｌと第１の母線のＲ相は第４乃至第６のクロス貫通変流器１０₄〜１０₆の極性方向にそれぞれ貫通されているが、第１および第２の送配電線１Ｌ，２Ｌと第１の母線のＴ相は第４乃至第６のクロス貫通変流器１０₄〜１０₆の反極性方向にそれぞれ貫通されている。

したがって、構内において短絡事故が発生していないときに第１および第２の母線と第１および第２の送配電線１Ｌ，２ＬのＲ相、Ｓ相およびＴ相に流れる負荷電流をＩ_R，Ｉ_S，Ｉ_Tで表すと、Ｒ相の負荷電流Ｉ_RとＳ相の負荷電流Ｉ_Sとが１２０°の位相差で第１乃至第３のクロス貫通変流器１０₁〜１０₃の環状鉄心を逆向きに貫通して流れるため、第１乃至第３のクロス貫通変流器１０₁〜１０₃から第１および第２の過電流継電器４０₁，４０₂に入力される第１の負荷電流Ｉ₁は、Ｒ相の負荷電流Ｉ_RとＳ相の負荷電流Ｉ_Sとのベクトル差となり、第１の負荷電流Ｉ₁の振幅はＲ相の負荷電流Ｉ_R（Ｓ相の負荷電流Ｉ_S）の振幅の３^1/2倍となる。
Ｉ₁＝Ｉ_R−Ｉ_S
｜Ｉ₁｜＝３^1/2×｜Ｉ_R｜＝３^1/2×｜Ｉ_S｜
同様にして、Ｒ相の負荷電流Ｉ_RとＴ相の負荷電流Ｉ_Tとは１２０°の位相差で第４乃至第６のクロス貫通変流器１０₄〜１０₆の環状鉄心を逆向きに貫通して流れるため、第４乃至第６のクロス貫通変流器１０₄〜１０₆から第３および第４の過電流継電器４０₃，４０₄に入力される第２の負荷電流Ｉ₂は、Ｒ相の負荷電流Ｉ_RとＴ相の負荷電流Ｉ_Tとのベクトル差となり、第２の負荷電流Ｉ₂の振幅はＲ相の負荷電流Ｉ_R（Ｔ相の負荷電流Ｉ_T）の振幅の３^1/2倍となる。
Ｉ₂＝Ｉ_R−Ｉ_T
｜Ｉ₂｜＝３^1/2×｜Ｉ_R｜＝３^1/2×｜Ｉ_T｜

また、構内において短絡事故が発生したときに第１および第２の母線と第１および第２の送配電線１Ｌ，２ＬのＲ相、Ｓ相およびＴ相に流れる短絡電流をＩ_FR，Ｉ_FS，Ｉ_FTで表すと、第１の短絡電流Ｉ_Ry1（第１のクロス貫通変流器１０₁から第１の過電流継電器４０₁に入力される短絡電流と第３のクロス貫通変流器１０₃から第１の過電流継電器４０₁に入力される短絡電流との差電流、および第２のクロス貫通変流器１０₂から第２の過電流継電器４０₂に入力される短絡電流と第３のクロス貫通変流器１０₃から第２の過電流継電器４０₂に入力される短絡電流との差電流）と第２の短絡電流Ｉ_Ry2（第４のクロス貫通変流器１０₄から第１の過電流継電器４０₁に入力される短絡電流と第６のクロス貫通変流器１０₆から第３の過電流継電器４０₃に入力される短絡電流との差電流、および第５のクロス貫通変流器１０₅から第４の過電流継電器４０₄に入力される短絡電流と第６のクロス貫通変流器１０₆から第４の過電流継電器４０₄に入力される短絡電流との差電流）は、上述した第６の実施例による第１および第２の過電流継電器４₁，４₂の場合と同様にして、事故様相に応じて以下のように表される。
（１）Ｒ相−Ｓ相間の短絡事故の場合
Ｉ_Ry1＝Ｉ_FR−Ｉ_FS
｜Ｉ_Ry1｜＝２×｜Ｉ_FR｜＝２×｜Ｉ_FS｜
Ｉ_Ry2＝Ｉ_FR
｜Ｉ_Ry2｜＝｜Ｉ_FR｜
（２）Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故の場合
Ｉ_Ry1＝−Ｉ_FS
｜Ｉ_Ry1｜＝｜Ｉ_FS｜
Ｉ_Ry2＝−Ｉ_FT
｜Ｉ_Ry2｜＝｜Ｉ_FT｜
（３）Ｔ相−Ｒ相間の短絡事故の場合
Ｉ_Ry1＝Ｉ_FR
｜Ｉ_Ry1｜＝｜Ｉ_FR｜
Ｉ_Ry2＝Ｉ_FR−Ｉ_FT
｜Ｉ_Ry2｜＝２×｜Ｉ_FR｜＝２×｜Ｉ_FT｜
（４）Ｒ相−Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故の場合
Ｉ_Ry1＝Ｉ_FR−Ｉ_FS
｜Ｉ_Ry1｜＝３^1/2×｜Ｉ_FR｜＝３^1/2×｜Ｉ_FS｜
Ｉ_Ry2＝Ｉ_FR−Ｉ_FT
｜Ｉ_Ry2｜＝３^1/2×｜Ｉ_FR｜＝３^1/2×｜Ｉ_FT｜

第１の過電流継電器４０₁は、第１の短絡電流Ｉ_Ry1の振幅が電流整定値を超えた場合には、構内において短絡事故が発生したと判定して、第１乃至第３の遮断器２₁〜２₃と第７乃至第９の遮断器２₇〜２₉とを一括遮断し、第２の過電流継電器４０₂は、第１の短絡電流Ｉ_Ry1の振幅が電流整定値を超えた場合には、構内において短絡事故が発生したと判定して、第４乃至第６の遮断器２₄〜２₆と第７乃至第９の遮断器２₇〜２₉とを一括遮断する。
また、第３の過電流継電器４０₃は、第２の短絡電流Ｉ_Ry2の振幅が電流整定値を超えた場合には、構内において短絡事故が発生したと判定して、第１乃至第３の遮断器２₁〜２₃と第７乃至第９の遮断器２₇〜２₉とを一括遮断し、第４の過電流継電器４０₄は、第２の短絡電流Ｉ_Ry2の振幅が電流整定値を超えた場合には、構内において短絡事故が発生したと判定して、第４乃至第６の遮断器２₄〜２₆と第７乃至第９の遮断器２₇〜２₉とを一括遮断する。

なお、第１乃至第３のクロス貫通変流器１０₁〜１０₃には第１および第２の送配電線１Ｌ，２Ｌ第１の母線とのＲ相およびＳ相をクロスさせて貫通させるとともに第４乃至第６のクロス貫通変流器１０₄〜１０₆には第１および第２の送配電線１Ｌ，２Ｌ第１の母線とのＲ相およびＴ相をクロスさせて貫通させたが、第１乃至第６のクロス貫通変流器１０₁〜１０₆にクロスさせて貫通させる第１および第２の送配電線１Ｌ，２Ｌ第１の母線との２相は他の組合せでもよい。

次に、本発明の第１０の実施例による保護継電装置について、図１５を参照して説明する。
本実施例による保護継電装置は、図１５に示すように、電源端母線側の送配電線のＲ相およびＳ相がクロスするように貫通された第１のクロス貫通変流器１０₁と、受電端母線側の送配電線のＲ相およびＳ相がクロスするように貫通された第２のクロス貫通変流器１０₂と、電源端母線側の送配電線のＲ相およびＴ相がクロスするように貫通された第３のクロス貫通変流器１０₃と、受電端母線側の送配電線のＲ相およびＴ相がクロスするように貫通された第４のクロス貫通変流器１０₄と、第１のクロス貫通変流器１０₁によって検出された短絡電流と第２のクロス貫通変流器１０₂によって検出された短絡電流との差電流（以下、「第１の短絡電流Ｉ_Ry1」と称する。）に基づいて送配電線における短絡事故を検出すると、電源端母線側の送配電線の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と受電端母線側の送配電線のＲ相、Ｓ相およびＴ相にそれぞれ設置された第４乃至第６の遮断器２₄〜２₆とをそれぞれ一括遮断する第１および第２のパルス符号変調電流差動継電器６０₁，６０₂（以下、「第１および第２のＰＣＭ電流差動継電器６０₁，６０₂」と称する。）と、第３のクロス貫通変流器１０₃によって検出された短絡電流と第４のクロス貫通変流器１０₄によって検出された短絡電流との差電流（以下、「第２の短絡電流Ｉ_Ry2」と称する。）に基づいて送配電線における短絡事故を検出すると、第１乃至第３の遮断器２₁〜２₃と第４乃至第６の遮断器２₄〜２₆とをそれぞれ一括遮断する第３および第４のパルス符号変調電流差動継電器６０₃，６０₄（以下、「第３および第４のＰＣＭ電流差動継電器６０₃，６０₄」と称する。）とを具備する。
なお、第１のＰＣＭ電流差動継電器６０₁と第２のＰＣＭ電流差動継電器６０₂とは、通信網を介して短絡電流を送受信し、第３のパルス符号変調電流差動継電器６０₃と第４のパルス符号変調電流差動継電器６０₄とは、通信網を介して短絡電流を送受信する。

ここで、第１および第２のクロス貫通変流器１０₁，１０₂は、２次コイルを巻装した環状鉄心に送配電線のＲ相およびＳ相を逆向きにかつ任意の角度でクロスさせて貫通させた貫通形変流器であり、第３および第４のクロス貫通変流器１０₃，１０₄は、２次コイルを巻装した環状鉄心に送配電線のＲ相およびＴ相を逆向きにかつ任意の角度でクロスさせて貫通させた貫通形変流器である。
すなわち、上述した第６乃至第１０の実施例と同様に、送配電線のＲ相は第１および第２のクロス貫通変流器１０₁，１０₂の極性方向にそれぞれ貫通されているが、送配電線のＳ相は第１および第２のクロス貫通変流器１０₁，１０₂の反極性方向にそれぞれ貫通されている。同様に、送配電線のＲ相は第３および第４のクロス貫通変流器１０₃，１０₄の極性方向にそれぞれ貫通されているが、送配電線のＴ相は第３および第４のクロス貫通変流器１０₃，１０₄の反極性方向にそれぞれ貫通されている。
また、第２のクロス貫通変流器１０₂は、第２のクロス貫通変流器１０₂から第２のＰＣＭ電流差動継電器６０₂に入力される短絡電流の極性が第１のクロス貫通変流器１０₁から第１のＰＣＭ電流差動継電器６０₁に入力される短絡電流の極性と逆となるように、第２のＰＣＭ電流差動継電器６０₂に接続されている。同様に、第４のクロス貫通変流器１０₄は、第４のクロス貫通変流器１０₄から第４のＰＣＭ電流差動継電器６０₄に入力される短絡電流の極性が第３のクロス貫通変流器１０₃から第３のＰＣＭ電流差動継電器６０₃に入力される短絡電流の極性と逆となるように、第４のＰＣＭ電流差動継電器６０₄に接続されている。

したがって、送配電線において短絡事故が発生していないときに送配電線の送電端のＲ相、Ｓ相およびＴ相に流れる送電端負荷電流をＩ_aR，Ｉ_aS，Ｉ_aTで表し、送配電線の受電端のＲ相、Ｓ相およびＴ相に流れる受電端負荷電流をＩ_bR，Ｉ_bS，Ｉ_bTで表すと、Ｒ相の送電端負荷電流Ｉ_aRとＳ相の送電端負荷電流Ｉ_aSとは１２０°の位相差で第１のクロス貫通変流器１０₁の環状鉄心を逆向きに貫通して流れ、Ｒ相の受電端負荷電流Ｉ_bRとＳ相の受電端負荷電流Ｉ_bSとは１２０°の位相差で第２のクロス貫通変流器１０₂の環状鉄心を逆向きに貫通して流れる（図１０参照）。
そのため、第１のクロス貫通変流器１０₁から第１のＰＣＭ電流差動継電器６０₁に入力される第１の送電端負荷電流Ｉ_a1は、上述した第５の実施例による第１のＰＣＭ電流差動継電器６０₁における場合と同様にして、Ｒ相の送電端負荷電流Ｉ_aRとＳ相の送電端負荷電流Ｉ_aSのベクトル差となり、第１の送電端負荷電流Ｉ_a1の振幅はＲ相の送電端負荷電流Ｉ_aR（Ｓ相の送電端負荷電流Ｉ_aS）の振幅の３^1/2倍となる。同様に、第２のクロス貫通変流器１０₂から第２のＰＣＭ電流差動継電器６０₂に入力される第１の受電端負荷電流Ｉ_b1は、Ｒ相の受電端負荷電流Ｉ_bRとＳ相の受電端負荷電流Ｉ_bSとのベクトル差（極性は負）となり、第１の受電端負荷電流Ｉ_b1の振幅はＲ相の受電端負荷電流Ｉ_bR（Ｓ相の受電端負荷電流Ｉ_bS）の振幅の３^1/2倍となる。
Ｉ_a1＝Ｉ_aR−Ｉ_aS
｜Ｉ_a1｜＝｜Ｉ_aR−Ｉ_aS｜＝３^1/2×｜Ｉ_aR｜＝３^1/2×｜Ｉ_aS｜
Ｉ_b1＝−（Ｉ_bR−Ｉ_bS）
｜Ｉ_b1｜＝｜Ｉ_bR−Ｉ_bS｜＝３^1/2×｜Ｉ_bR｜＝３^1/2×｜Ｉ_bS｜
その結果、第１および第２のＰＣＭ電流差動継電器６０₁，６０₂に入力される第１の負荷電流Ｉ₁は、第１の送電端負荷電流Ｉ_a1と第１の受電端負荷電流Ｉ_b1とのベクトル和で表され、第１の負荷電流Ｉ₁の振幅は“０”（｜Ｉ₁｜＝｜Ｉ_a1＋Ｉ_b1｜＝０）となる。
同様に、Ｒ相の送電端負荷電流Ｉ_aRとＴ相の送電端負荷電流Ｉ_aTとは１２０°の位相差で第３のクロス貫通変流器１０₃の環状鉄心を逆向きに貫通して流れ、Ｒ相の受電端負荷電流Ｉ_bRとＴ相の受電端負荷電流Ｉ_bTとは１２０°の位相差で第４のクロス貫通変流器１０₄の環状鉄心を逆向きに貫通して流れる（図１０参照）。
そのため、第３のクロス貫通変流器１０₃から第３のＰＣＭ電流差動継電器６０₃に入力される第２の送電端負荷電流Ｉ_a2は、Ｒ相の送電端負荷電流Ｉ_aRとＴ相の送電端負荷電流Ｉ_aTのベクトル差となり、第２の送電端負荷電流Ｉ_a2の振幅はＲ相の送電端負荷電流Ｉ_aR（Ｔ相の送電端負荷電流Ｉ_aT）の振幅の３^1/2倍となる。同様に、第４のクロス貫通変流器１０₄から第４のＰＣＭ電流差動継電器６０₄に入力される第２の受電端負荷電流Ｉ_b2は、Ｒ相の受電端負荷電流Ｉ_bRとＴ相の受電端負荷電流Ｉ_bTとのベクトル差（極性は負）となり、第２の受電端負荷電流Ｉ_b2の振幅はＲ相の受電端負荷電流Ｉ_bR（Ｔ相の受電端負荷電流Ｉ_bT）の振幅の３^1/2倍となる。
Ｉ_a2＝Ｉ_aR−Ｉ_aT
｜Ｉ_a2｜＝｜Ｉ_aR−Ｉ_aT｜＝３^1/2×｜Ｉ_aR｜＝３^1/2×｜Ｉ_aT｜
Ｉ_b2＝−（Ｉ_bR−Ｉ_bT）
｜Ｉ_b2｜＝｜Ｉ_bR−Ｉ_bT｜＝３^1/2×｜Ｉ_bR｜＝３^1/2×｜Ｉ_bT｜
その結果、第３および第４のＰＣＭ電流差動継電器６０₃，６０₄に入力される第２の負荷電流Ｉ₂は、第２の送電端負荷電流Ｉ_a2と第２の受電端負荷電流Ｉ_b2とのベクトル和で表され、第２の負荷電流Ｉ₂の振幅は“０”（｜Ｉ₂｜＝｜Ｉ_a2＋Ｉ_b2｜＝０）となる。

また、送電線において短絡事故が発生したときに送配電線のＲ相、Ｓ相およびＴ相に流れる短絡電流をＩ_FR，Ｉ_FS，Ｉ_FTで表すと、第１の短絡電流Ｉ_Ry1（第１のクロス貫通変流器１０₁によって検出された短絡電流と第２のクロス貫通変流器１０₂によって検出された短絡電流との差電流）と第２の短絡電流Ｉ_Ry2（第３のクロス貫通変流器１０₃によって検出された短絡電流と第４のクロス貫通変流器１０₄によって検出された短絡電流との差電流）は、上述した第５の実施例による第１および第２のＰＣＭ過電流継電器６０₁，６０₂と第６の実施例による第１および第２の過電流継電器４₁，４₂の場合と同様にして、事故様相に応じて以下のように表される。
（１）Ｒ相−Ｓ相間の短絡事故の場合
Ｉ_Ry1＝Ｉ_FR−Ｉ_FS
｜Ｉ_Ry1｜＝２×｜Ｉ_FR｜＝２×｜Ｉ_FS｜
Ｉ_Ry2＝Ｉ_FR
｜Ｉ_Ry2｜＝｜Ｉ_FR｜
（２）Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故の場合
Ｉ_Ry1＝−Ｉ_FS
｜Ｉ_Ry1｜＝｜Ｉ_FS｜
Ｉ_Ry2＝−Ｉ_FT
｜Ｉ_Ry2｜＝｜Ｉ_FT｜
（３）Ｔ相−Ｒ相間の短絡事故の場合
Ｉ_Ry1＝Ｉ_FR
｜Ｉ_Ry1｜＝｜Ｉ_FR｜
Ｉ_Ry2＝Ｉ_FR−Ｉ_FT
｜Ｉ_Ry2｜＝２×｜Ｉ_FR｜＝２×｜Ｉ_FT｜
（４）Ｒ相−Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故の場合
Ｉ_Ry1＝Ｉ_FR−Ｉ_FS
｜Ｉ_Ry1｜＝３^1/2×｜Ｉ_FR｜＝３^1/2×｜Ｉ_FS｜
Ｉ_Ry2＝Ｉ_FR−Ｉ_FT
｜Ｉ_Ry2｜＝３^1/2×｜Ｉ_FR｜＝３^1/2×｜Ｉ_FT｜

第１および第２のＰＣＭ電流差動継電器６０₁，６０₂は、第１の短絡電流Ｉ_Ry1の振幅が電流整定値を超えた場合には、送配電線において短絡事故が発生したと判定して、第１乃至第６の遮断器２₁〜２₆を一括遮断する。
また、第３および第４のＰＣＭ電流差動継電器６０₃，６０₄は、第２の短絡電流Ｉ_Ry2の振幅が電流整定値を超えた場合には、送配電線において短絡事故が発生したと判定して、第１乃至第６の遮断器２₁〜２₆を一括遮断する。

なお、第１および第２のクロス貫通変流器１０₁，１０₂には送配電線のＲ相およびＳ相をクロスさせて貫通させるとともに第３および第４のクロス貫通変流器１０₃〜１０₄には送配電線のＲ相およびＴ相をクロスさせて貫通させたが、第１乃至第４のクロス貫通変流器１０₁〜１０₄にクロスさせて貫通させる送配電線の２相は他の組合せでもよい。

以上説明したように、第６乃至第１０の実施例では、本発明によるクロス貫通変流器（図９に示した第１および第２のクロス貫通変流器１０₁，１０₂など）を用いることにより、変流器および短絡保護継電器（図９に示した第１および第２の過電流継電器４₁，４₂など）の設置台数を更に削減することができるが、第１および第２の短絡電流Ｉ_Ry1，Ｉ_Ryの振幅が事故様相によって異なる。
すなわち、Ｒ相−Ｓ相間の短絡事故における第１の短絡電流Ｉ_Ry1の振幅は、Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故およびＴ相−Ｒ相間の短絡事故における第１の短絡電流Ｉ_Ry1の振幅の２倍となり、Ｒ相−Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故における第１の短絡電流Ｉ_Ry1の振幅は、Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故およびＴ相−Ｒ相間の短絡事故における第１の短絡電流Ｉ_Ry1の振幅の３^1/2倍となる。
また、Ｔ相−Ｒ相間の短絡事故における第２の短絡電流Ｉ_Ry2の振幅は、Ｒ相−Ｓ相間の短絡事故およびＳ相−Ｔ相間の短絡事故における第２の短絡電流Ｉ_Ry2の振幅の２倍となり、Ｒ相−Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故における第２の短絡電流Ｉ_Ry2の振幅は、Ｒ相−Ｓ相間の短絡事故およびＳ相−Ｔ相間の短絡事故における第２の短絡電流Ｉ_Ry2の振幅の３^1/2倍となる。
そのため、短絡保護継電器の検出感度および動作時間をすべての事故様相に対して同じにすることができない。

そこで、線間電圧、相電圧または相・線間電圧（相電圧と線間電圧との組合せ）に基づいて事故様相を判定し、クロス貫通変流器から出力される第１の短絡電流Ｉ_Ry1を事故様相判定結果に応じて１倍、１／２倍または１／３^1/2倍とする第１の演算処理部をクロス貫通変流器と短絡保護継電器との間または短絡保護継電器に設けるとともに、クロス貫通変流器から出力される第２の短絡電流Ｉ_Ry2を事故様相判定結果に応じて１倍、１／２倍または１／３^1/2倍とする第２の演算処理部をクロス貫通変流器と短絡保護継電器との間または短絡保護継電器に設けてもよい。

第１および第２の演算処理部は、上述した第１乃至第５の事故様相判定方法のいずれかを用いて事故様相を判定する。

第１の演算処理部は、事故様相判定結果がＳ相−Ｔ相間の短絡事故またはＴ相−Ｒ相間の短絡事故であることを示す場合には第１の短絡電流Ｉ_Ry1を１倍とし、事故様相判定結果がＲ相−Ｓ相間の短絡事故であることを示す場合には第１の短絡電流Ｉ_Ry1を１／２倍とし、事故様相判定結果がＲ相−Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故であることを示す場合には第１の短絡電流Ｉ_Ry1を１／３^1/2倍とする。また、第１の演算処理部は、第１の負荷電流Ｉ₁を１／３^1/2倍とする。
第２の演算処理部は、事故様相判定結果がＲ相−Ｓ相間の短絡事故またはＳ相−Ｔ相間の短絡事故であることを示す場合には第２の短絡電流Ｉ_Ry2を１倍とし、事故様相判定結果がＴ相−Ｒ相間の短絡事故であることを示す場合には第２の短絡電流Ｉ_Ry2を１／２倍とし、事故様相判定結果がＲ相−Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故であることを示す場合には第２の短絡電流Ｉ_Ry2を１／３^1/2倍とする。また、第２の演算処理部は、第２の負荷電流Ｉ₂を１／３^1/2倍とする。

第１の演算処理部は、図８に示した演算処理部と同様に、線間電圧、相電圧または相・線間電圧（相電圧と線間電圧との組合せ）に基づいて事故様相を判定する事故様相判定回路と、クロス貫通変流器から出力される第１の短絡電流Ｉ_Ry1を１倍する第１の振幅調整回路と、第１の短絡電流Ｉ_Ry1を１／２倍する第２の振幅調整回路と、第１の負荷電流Ｉ₁および第１の短絡電流Ｉ_Ry1を１／３^1/2倍する第３の振幅調整回路と、事故様相判定回路から入力されるスイッチ制御信号に応じて第１乃至第３の振幅調整回路の出力信号のうちのいずれか１つを選択する選択スイッチとで構成してもよい。

選択スイッチは、通常は、第３の振幅調整回路の出力信号を選択するようにされている。これにより、短絡事故が発生していないときには、クロス貫通変流器から出力される第１の負荷電流Ｉ₁は、第３の振幅調整回路において１／３^1/2倍されたのちに、選択スイッチを介して短絡保護継電器に入力される。

事故様相判定回路は、「Ｒ相−Ｓ相間の短絡事故である」と判定すると、第２の振幅調整回路の出力信号を選択スイッチに選択させるスイッチ制御信号を出力する。これにより、Ｒ相−Ｓ相間の短絡事故が発生したときには、クロス貫通変流器から出力される第１の短絡電流Ｉ_Ry1は、第２の振幅調整回路において１／２倍されたのちに、選択スイッチを介して短絡保護継電器に入力される。

また、事故様相判定回路は、「Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故である」または「Ｔ相−Ｒ相間の短絡事故である」と判定すると、第１の振幅調整回路の出力信号を選択スイッチに選択させるスイッチ制御信号を出力する。これにより、Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故またはＴ相−Ｒ相間の短絡事故が発生したときには、クロス貫通変流器から出力される第１の短絡電流Ｉ_Ry1は、第１の振幅調整回路において１倍されたのちに、選択スイッチを介して短絡保護継電器に入力される。

さらに、事故様相判定回路は、「Ｒ相−Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故である」と判定すると、第３の幅調整回路の出力信号を選択スイッチに選択させるスイッチ制御信号を出力する。これにより、Ｒ相−Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故が発生したときには、クロス貫通変流器から出力される第１の短絡電流Ｉ_Ry1は、第３の幅調整回路において１／３^1/2倍されたのちに、選択スイッチを介して短絡保護継電器に入力される。

その結果、第１の短絡電流Ｉ_Ry1の振幅を事故様相によらず同じにすることができるので、短絡保護継電器の検出感度および動作時間を同じにすることができる。

同様に、第２の演算処理部は、線間電圧、相電圧または相・線間電圧（相電圧と線間電圧との組合せ）に基づいて事故様相を判定する事故様相判定回路と、クロス貫通変流器から出力される第２の短絡電流Ｉ_Ry2を１倍する第１の振幅調整回路と、第２の短絡電流Ｉ_Ry2を１／２倍する第２の振幅調整回路と、第２の負荷電流Ｉ₂および第２の短絡電流Ｉ_Ry2を１／３^1/2倍する第３の振幅調整回路と、事故様相判定回路から入力されるスイッチ制御信号に応じて第１乃至第３の振幅調整回路の出力信号のうちのいずれか１つを選択する選択スイッチとで構成してもよい。

選択スイッチは、通常は、第３の振幅調整回路の出力信号を選択するようにされている。これにより、短絡事故が発生していないときには、クロス貫通変流器から出力される第２の負荷電流Ｉ₂は、第３の振幅調整回路において１／３^1/2倍されたのちに、選択スイッチを介して短絡保護継電器に入力される。

事故様相判定回路は、「Ｒ相−Ｓ相間の短絡事故である」または「Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故である」と判定すると、第１の振幅調整回路の出力信号を選択スイッチに選択させるスイッチ制御信号を出力する。これにより、Ｒ相−Ｓ相間の短絡事故またはＳ相−Ｔ相間の短絡事故が発生したときには、クロス貫通変流器から出力される第２の短絡電流Ｉ_Ry2は、第１の振幅調整回路において１倍されたのちに、選択スイッチを介して短絡保護継電器に入力される。

また、事故様相判定回路は、「Ｔ相−Ｒ相間の短絡事故である」と判定すると、第２の振幅調整回路の出力信号を選択スイッチに選択させるスイッチ制御信号を出力する。これにより、Ｔ相−Ｒ相間の短絡事故の短絡事故が発生したときには、クロス貫通変流器から出力される第２の短絡電流Ｉ_Ry2は、第２の振幅調整回路において１／２倍されたのちに、選択スイッチを介して短絡保護継電器に入力される。

さらに、事故様相判定回路は、「Ｒ相−Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故である」と判定すると、第３の幅調整回路の出力信号を選択スイッチに選択させるスイッチ制御信号を出力する。これにより、Ｒ相−Ｓ相−Ｔ相間の短絡事故が発生したときには、クロス貫通変流器から出力される第２の短絡電流Ｉ_Ry2は、第３の幅調整回路において１／３^1/2倍されたのちに、選択スイッチを介して短絡保護継電器に入力される。

その結果、第２の短絡電流Ｉ_Ry2の振幅を事故様相によらず同じにすることができるので、短絡保護継電器の検出感度および動作時間を同じにすることができる。

上述した第６乃至第１０の実施例では、送配電線につきクロス貫通変流器および短絡保護継電器を２台ずつ使用することにより、自回路および他回路にまたがる短絡事故であっても確実に検出することができるとともに、１台の短絡保護継電器が故障または点検によって使用できなくなっても、自回路の短絡事故は他の１台の短絡保護継電器でバックアップすることができる。

なお、上述した第４の事故様相判定方法においてＲ相の相電圧Ｖ_Rを極性方向で、Ｓ相の相電圧Ｖ_Sを反極性方向で、Ｔ相の相電圧Ｖ_Tを反極性方向で２倍して合成するように事故様相判定用変圧器１１０の２次側を結線し、上述した第５の事故様相判定方法においてＲ相の相電圧Ｖ_Rを極性方向で、Ｓ相の相電圧Ｖ_Sを反極性方向で、Ｔ相の相電圧Ｖ_Tを極性方向で２倍して合成するように事故様相判定用変圧器１２０の２次側を結線したが、Ｒ相の相電圧Ｖ_Rを極性方向または反極性方向でａ倍して、Ｓ相の相電圧Ｖ_Sを極性方向または反極性方向でｂ倍して、Ｔ相の相電圧Ｖ_Tを極性方向または反極性方向でｃ倍して合成するように事故様相判定用変圧器の２次側を結線してもよい。この事故様相判定用変圧器から出力される合成電圧Ｖ_aR+bS+cTは次式で表される。
Ｖ_aR+bS+cT＝±ａＶ_R±ｂＶ_S±ｃＶ_T

また、送配電線において使用される短絡保護継電器との組合せで本発明のクロス貫通変流器について説明したが、本発明のクロス貫通変流器は、たとえばロボットの手足を駆動するための三相モータ（三相負荷）に電力を供給する三相交流回路において使用されている短絡保護装置と組み合わせても、同様の効果を得ることができる。
また、クロス貫通変流器の環状鉄心には三相交流回路の任意の２相を逆向きに１回クロスさせて貫通させたが、三相交流回路の任意の２相が２回以上クロスしてクロス貫通変流器を貫通するように、三相交流回路の任意の２相をクロス貫通変流器の環状鉄心に同じ回数または異なる回数だけ巻いてもよい。

本発明の第１の実施例による保護継電装置について説明するための図である。 短絡事故が発生していないときに図１に示したクロス貫通変流器１０から過電流継電器４に入力される負荷電流について説明するための図である。 短絡事故が発生したときに図１に示したクロス貫通変流器１０から過電流継電器４に入力される短絡電流Ｉ_Ryについて説明するための図である。 本発明の第２の実施例による保護継電装置について説明するための図である。 本発明の第３の実施例による保護継電装置について説明するための図である。 本発明の第４の実施例による保護継電装置について説明するための図である。 本発明の第５の実施例による保護継電装置について説明するための図である。 図１に示した過電流継電器４などの検出感度および動作時間を同じにするための演算処理部の一構成例を示す図である。 本発明の第６の実施例による保護継電装置について説明するための図である。 短絡事故が発生していないときに図９に示した第１および第２のクロス貫通変流器１０₁，１０₂から第１および第２の過電流継電器４₁，４₂にそれぞれ入力される負荷電流について説明するための図である。 短絡事故が発生したときに図１０に示した第１および第２のクロス貫通変流器１０₁，１０₂から第１および第２の過電流継電器４₁，４₂にそれぞれ入力される第１および第２の短絡電流Ｉ_Ry1，Ｉ_Ry2について説明するための図である。 本発明の第７の実施例による保護継電装置について説明するための図である。 本発明の第８の実施例による保護継電装置について説明するための図である。 本発明の第９の実施例による保護継電装置について説明するための図である。 本発明の第１０の実施例による保護継電装置について説明するための図である。 末端回路の送配電線などで過電流継電器を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。 第２の事故様相判定方法について説明するための図である。 第２の事故様相判定方法について説明するための図である。 第３の事故様相判定方法について説明するための図である。 第４の事故様相判定方法において用いられる事故様相判定用変圧器１１０の構成を示す図である。 第５の事故様相判定方法において用いられる事故様相判定用変圧器１２０の構成を示す図である。

符号の説明

１ 電源
２₁〜２₉ 第１乃至第９の遮断器
３₁，３₂ 第１および第２の変流器
４，３０ 過電流継電器
４₁，４₂，３０₁，３０₂ 第１および第２の過電流継電器
５ 変圧器
１０ クロス貫通変流器
１０₁〜１０₆ 第１乃至第６のクロス貫通変流器
２０ 電流差動継電器
２０₁，２０₂ 第１および第２の電流差動継電器
４０₁〜４０₄ 第１乃至第４の過電流継電器
６０₁〜６０₄ 第１乃至第４のＰＣＭ電流差動継電器
７１ 事故様相判定回路
７２₁〜７２₃ 第１乃至第３の振幅調整回路
７３ 選択スイッチ
１１０，１２０ 事故様相判定用変圧器
１Ｌ，２Ｌ 第１および第２の送配電線
Ｉ，Ｉ_R，Ｉ_S，Ｉ_T 負荷電流
Ｉ₁，Ｉ₂ 第１および第２の負荷電流
ｉ₁，Ｉ_1R，Ｉ_1S，Ｉ_1T １次負荷電流
ｉ₂，Ｉ_2R，Ｉ_2S，Ｉ_2T ２次負荷電流
ｉ₁₁，ｉ₁₂ 第１および第２の１次負荷電流
ｉ₂₁，ｉ₂₂ 第１および第２の２次負荷電流
Ｉ_a，Ｉ_aR，Ｉ_aS，Ｉ_aT 送電端負荷電流
Ｉ_b，Ｉ_bR，Ｉ_bS，Ｉ_bT 受電端負荷電流
Ｉ_a1，Ｉ_a2 第１および第２の送電端負荷電流
Ｉ_b1，Ｉ_b2 第１および第２の受電端負荷電流
Ｉ_Ry，Ｉ_FR，Ｉ_FS，Ｉ_FT 短絡電流
Ｖ_R，Ｖ_S，Ｖ_T 相電圧
Ｖ_RS，Ｖ_ST，Ｖ_TR 線間電圧
Ｖ_R-S-2T，Ｖ_R-S+2T，Ｖ_aR+bS+cT 合成電圧
Ｓ_SW スイッチ制御信号
θ インピーダンス角
α，β 角度範囲
γ，δ 第１および第２の角度範囲
ｋ１，ｋ２ 第１および第２の電圧値
Ｋ₁〜Ｋ₈ 第１乃至第８の合成電圧値
ε₁〜ε₈ 第１乃至第８の合成電圧角度範囲
λ₁〜λ₈ 第１乃至第８の短絡電流角度範囲

Claims (5)

1. 三相交流回路の各相に流れる短絡電流を検出するためのクロス貫通変流器（１０₁〜１０₆）であって、２次コイルを巻装した環状鉄心に前記三相交流回路の任意の２相を逆向きにかつ任意の角度でクロスさせて貫通させたことを特徴とする、クロス貫通変流器。
2. 短絡事故から三相交流回路を保護するための保護継電装置であって、
   請求項１記載のクロス貫通変流器と、
   該クロス貫通変流器から入力される短絡電流に基づいて短絡事故を検出すると、前記三相交流回路の各相に設置された遮断器を一括遮断させる短絡保護継電器と、
   を具備することを特徴とする、保護継電装置。
3. 前記クロス貫通変流器および前記短絡保護継電器が、前記三相交流回路の任意の２相についてのみ設置されていることを特徴とする、請求項２記載の保護継電装置。
4. 前記クロス貫通変流器が、前記三相交流回路の任意の２相と、該三相交流回路の該任意の２相のうちの１相と該任意の２相以外の他の１相とについてそれぞれ設置されており、
   前記三相交流回路の前記任意の２相について設置されている一方のクロス貫通変流器の環状鉄心に、該三相交流回路の該任意の２相が逆向きにかつ任意の角度でクロスされて貫通されており、
   前記三相交流回路の前記任意の２相のうちの１相と前記他の１相について設置されている他方のクロス貫通変流器の環状鉄心に、該三相交流回路の前記任意の２相のうちの１相と該他の１相とが逆向きにかつ任意の角度でクロスされて貫通されている、
   ことを特徴とする、請求項２記載の保護継電装置。
5. 前記三相交流回路の短絡事故の事故様相を判定する事故様相判定手段と、
   前記クロス貫通変流器によって検出された短絡電流に前記事故様相判定手段における事故様相の判定結果に応じた所定の倍数を掛ける演算処理手段と、
   をさらに具備することを特徴とする、請求項２乃至４いずれかに記載の保護継電装置。

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