JP2997525B2 - 断線・欠相検出装置 - Google Patents
断線・欠相検出装置Info
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Description
この発明は配電系統に発生した断線・欠相事故を検出
する断線・欠相検出装置に関するものである。
する断線・欠相検出装置に関するものである。
第３図は３相電力を負荷に供給する配電系統の一部を
示す構成図であり、図において、Ｅは電源、１は電源Ｅ
から供給される変電所の主変圧器、２は主変圧器１の２
次側に接続された母線、３は母線２から電力を供給され
る配電線、Zrは配電線３に接続された負荷である。 このような配電系統において、例えばＦ点で断線が生
じたことを検出する断線・欠相検出の方式は現実的には
実現してないが、従来の概念をベースとして考えられる
ものとして、次の３つの方式がある。 （１） 断線地点の負荷側で逆相電圧が発生することを
利用する方式。 （２） 断線地点の負荷側の３相電圧のうち、断線によ
り欠相となった相の相電圧のみが低下し、残りの２個の
相電圧が低下しないことを利用する方式。 （３） 断線地点の負荷側で欠相した相を含む２個の線
間電圧が低下し、残りの１個の線間電圧が低下しないこ
とを利用する方式。 以下、上記（１），（２），（３）の各方式について
説明する。 （１）の方式について； 第４図は上記（１）の方式を適用した従来の断線・欠
相検出装置を示す構成図であり、図において、PTa,PTb,
PTcはそれぞれＡ相,B相,C相の電圧Va,Vb,Vcを検出する
計器用変圧器（PT）、Ta,Tb,Tcは計器用変圧器PTa,PTb,
PTcで検出された各相電圧Va,Vb,Vcが加えられる入力ト
ランス、４は入力トランスTa,Tb,Tcの２次側出力が加え
られる逆相分検出フィルタ回路、５は逆相分検出フィル
タ回路４の出力を整流平滑する整流平滑回路、６は整流
平滑出力が所定のレベルを越えたとき断線事故の検出信
号SCを出力するレベル検出回路である。 第５図は第３図のＦ点でＡ相の断線が生じた場合にお
ける対称分等価回路を示す回路図であり、図において、
Eaは電源ＥのＡ相電圧、Zs1,Zs2,Zs0はそれぞれ電源の
正相，逆相，零相インピーダンス、Zt1,Zt2はそれぞれ
変電所の主変圧器の正相，逆相インピーダンス、ZL1,Z
L2はそれぞれ配電線の正相，逆相インピーダンス、Zr1,
Zr2はそれぞれ負荷の正相，逆相インピーダンス、R9は
接地抵抗、Co′,Coはそれぞれ自回線の零相対地容量、
自回線以外の全回線の零相対地容量である。V1′は断線
地点の電源側の正相電圧、V1は断線地点の負荷側の正相
電圧、V2′は断線地点の電源側の逆相電圧、V2は断線地
点の負荷側の逆相電圧、Ｉは回路を流れる電流である。 次に動作について説明する。 第４図の装置は断線地点の負荷側で逆相電圧V2が発生
することを利用し、この逆相電圧V2が所定レベルを越え
たとき、検出信号SCを出力することを基本的な原理とし
ている。次に上記逆相電圧V2が発生する理由を説明す
る。 今、第３図のＦ点でＡ相の断線があったものとする
と、このときの対称分等価回路は第５図に示すものとな
る。第５図において、零相回路はａ点でオープンとなる
ため考えなくてよい。従って、電源Eaからの電流Ｉが正
相回路及び逆相回路を図示のように流れる。またZs1,Z
s2,Zt1,Zt2,ZL1,ZL2の各インピーダンスは小さく、Zr1,
Zr2の負荷インピーダンスは比較的大きい。この結果、
断線地点Ｆの電源側及び負荷側の正相電圧V1′,V1及び
逆相電圧V2′,V2は次式で表わすことができる。 V1′＝Ea−Zs1I≒Ea V1＝（Zt1＋ZL1＋Zr1）Ｉ≒Zr1I V2′＝Zs2I≒０ V2＝−（Zt2＋ZL2＋Zr2）Ｉ≒−Zr2I ここで、負荷Zrが一般的な静的負荷であれば、Zr1＝Z
r2であるから、これをZrと置くと、結局Ea≒2ZrIとな
る。即ち、電源電圧Eaに対応する電圧降下分はほとんど
Zr1,Zr2で発生し、且つ の関係があることが判る。以上のことから、 断線地点Ｆの電源側での逆相電圧V2′≒０ 断線地点Ｆの負荷側での逆相電圧 となることが判る。 第４図の装置においては、計器用変圧器PTa,PTb,PTc
で検出した電圧を入力トランスTa,Tb,Tcを介して逆相分
検出フィルタ回路４に加えることにより、逆相電圧V2を
検出し、この逆相電圧を整流平滑回路５で整流平滑した
電圧が、レベル検出回路６により所定レベル を越えたことが検出されたとき、検出信号SCを出力する
ようにしている。 次に第３図の負荷Zrに誘導電動機が用いられている場
合について説明する。 第６図は誘導電動機の対称分等価回路を、第５図のZ
r1,Zr2と対応させて示したもので、図において、r1は１
次抵抗、r2は２次抵抗（１次換算値）、x1は１次漏れリ
アクタンス、x2は２次漏れリアクタンス（１次換算
値）、xmは励磁リアクタンス、Ｓは回転子のすべりで （但し、ω0:同期角周波数、ω2:回転子角周波数）であ
る。なお、誘導電動機の中性点は非接地であるので、零
相回路は形成されない。 誘導電動機の運転中はすべりＳは小さくなっており
（例えば0.01）、このとき第６図の正相２次抵抗r2/S、
逆相２次抵抗 は、例えばＳ＝0.01とすれば、 となる。このとき、第６図の正相回路のインピーダンス
の合計をZr1、逆相回路のインピーダンスの合計をZr2と
すれば Zr1≫Zr2 となり、Zr1はZr2の数倍、（例えばZr1＝5Zr2程度）と
なる。負荷に誘導電動機が用いられている場合に、断線
が生じた場合の配電系統の対称分等価回路は第５図のよ
うになるが、このとき、Zr1≫Zr2であるから、負荷側に
発生する逆相電圧は小さくなる。 （２）の方式について； 第７図は上記（２）の方式を適用した従来の断線・欠
相検出装置を示す構成図であり、第４図と同一部分には
同一符号を付して説明を省略する。 第７図において、5a,5b,5cは各相の入力トランスTa,T
b,Tcの出力がそれぞれ加えられる整流平滑回路、6a,6b,
6cは整流平滑回路5a,5b,5cの出力が加えられる不足レベ
ル検出回路、７は不足レベル検出回路6a,6b,6cの各出力
，，が加えられることにより、Ａ相欠相検出信号
SCA,B相欠相検出信号SCB,及びＣ相欠相検出信号SCCを出
力するロジック回路である。 第８図はロジック回路７の論理構成を示すもので、そ
れぞれ上記出力，，のうち、欠相検出対象相の出
力と他の２つの相の出力を反転した出力とが加えられる
３入力のアンドゲート7a1,7b1,7c1により構成されてい
る。 次に、断線地点の負荷側で欠相した相の電圧のみが低
下する理由について説明する。 Ａ相断線時の対称分等価回路を示す第５図において、 となる。上記第式により欠相した相の電圧Vaがゼロに
低下していることが判る。また、Ｂ相,C相が欠相した場
合は各々Vb,Vcがゼロとなる。 従って、第７図において、計器用変圧器PTa,PTb,PTc
で検出された各電圧Va,Vb,Vcを整流平滑した電圧の絶対
値が、不足レベル検出回路6a,6b,6cに設定された不足検
出レベルより低下したとき、上記出力，，が
「１」になるようにしておけば、１相の断線が生じた場
合に、第８図のアンドゲート7a1,7b17c1のうち、欠相し
た相のアンドゲートより欠相検出信号が得られることに
なる。 （３）の方式について 第14図は上記（３）の方式を適用した従来の断線・欠
相検出装置を示す構成図であり、第４図及び第７図と同
一部分には同一符号を付して説明を省略する。 第14図において、5a,5b,5cは各線間電圧対応の入力ト
ランスTab,Tbc,Tcaの出力がそれぞれ加えられる整流平
滑回路、6a,6b,6cは整流平滑回路5a,5b,5cの出力が加え
られる不足レベル検出回路、８は不足レベル検出回路6
a,6b,6cの各出力，，が加えられることにより、
Ａ相欠相検出信号SCA,B相欠相検出信号SCB,及びＣ相欠
相検出信号SCCを出力するロジック回路である。 第９図はロジック回路８の論理構成を示すもので、そ
れぞれ上記出力，，のうち、欠相検出対象の相を
含む２つの線間電圧に対応する２つの不足レベル検出出
力と当該対象相を含まない１つの線間電圧に対応する残
り１つの不足レベル検出出力を反転した出力とが加えら
れる３入力のアンドゲート8a1,8b1,8c1により構成され
ている。 次に、断線地点の負荷側で欠相した相を含む２つの線
間電圧が低下する理由について説明する。 Ａ相断線時の対称分等価回路を示す第５図における各
線間電圧の計算結果の第式により欠相した相を含む２
つの線間電圧（VabとVca）が低下していることが判る。
また、Ｂ相が欠相した場合は、VbcとVabが、又Ｃ相が欠
相した場合は、VcaとVbcが低下する。 従って、第14図において、計器用変圧器PTab,PTbc,PT
caで検出された各線間電圧Vab,Vbc,Vcaを整流平滑した
電圧の絶対値が、不足レベル検出回路6a,6b,6cに設定さ
れた不足検出レベルより低下したとき、上記出力，
，が「１」になるようにしておけば、１相の断線が
生じた場合に、第９図のアンドゲート8a1,8b1,8c1のう
ち、欠相した相のアンドゲートより欠相検出信号が得ら
れることになる。
示す構成図であり、図において、Ｅは電源、１は電源Ｅ
から供給される変電所の主変圧器、２は主変圧器１の２
次側に接続された母線、３は母線２から電力を供給され
る配電線、Zrは配電線３に接続された負荷である。 このような配電系統において、例えばＦ点で断線が生
じたことを検出する断線・欠相検出の方式は現実的には
実現してないが、従来の概念をベースとして考えられる
ものとして、次の３つの方式がある。 （１） 断線地点の負荷側で逆相電圧が発生することを
利用する方式。 （２） 断線地点の負荷側の３相電圧のうち、断線によ
り欠相となった相の相電圧のみが低下し、残りの２個の
相電圧が低下しないことを利用する方式。 （３） 断線地点の負荷側で欠相した相を含む２個の線
間電圧が低下し、残りの１個の線間電圧が低下しないこ
とを利用する方式。 以下、上記（１），（２），（３）の各方式について
説明する。 （１）の方式について； 第４図は上記（１）の方式を適用した従来の断線・欠
相検出装置を示す構成図であり、図において、PTa,PTb,
PTcはそれぞれＡ相,B相,C相の電圧Va,Vb,Vcを検出する
計器用変圧器（PT）、Ta,Tb,Tcは計器用変圧器PTa,PTb,
PTcで検出された各相電圧Va,Vb,Vcが加えられる入力ト
ランス、４は入力トランスTa,Tb,Tcの２次側出力が加え
られる逆相分検出フィルタ回路、５は逆相分検出フィル
タ回路４の出力を整流平滑する整流平滑回路、６は整流
平滑出力が所定のレベルを越えたとき断線事故の検出信
号SCを出力するレベル検出回路である。 第５図は第３図のＦ点でＡ相の断線が生じた場合にお
ける対称分等価回路を示す回路図であり、図において、
Eaは電源ＥのＡ相電圧、Zs1,Zs2,Zs0はそれぞれ電源の
正相，逆相，零相インピーダンス、Zt1,Zt2はそれぞれ
変電所の主変圧器の正相，逆相インピーダンス、ZL1,Z
L2はそれぞれ配電線の正相，逆相インピーダンス、Zr1,
Zr2はそれぞれ負荷の正相，逆相インピーダンス、R9は
接地抵抗、Co′,Coはそれぞれ自回線の零相対地容量、
自回線以外の全回線の零相対地容量である。V1′は断線
地点の電源側の正相電圧、V1は断線地点の負荷側の正相
電圧、V2′は断線地点の電源側の逆相電圧、V2は断線地
点の負荷側の逆相電圧、Ｉは回路を流れる電流である。 次に動作について説明する。 第４図の装置は断線地点の負荷側で逆相電圧V2が発生
することを利用し、この逆相電圧V2が所定レベルを越え
たとき、検出信号SCを出力することを基本的な原理とし
ている。次に上記逆相電圧V2が発生する理由を説明す
る。 今、第３図のＦ点でＡ相の断線があったものとする
と、このときの対称分等価回路は第５図に示すものとな
る。第５図において、零相回路はａ点でオープンとなる
ため考えなくてよい。従って、電源Eaからの電流Ｉが正
相回路及び逆相回路を図示のように流れる。またZs1,Z
s2,Zt1,Zt2,ZL1,ZL2の各インピーダンスは小さく、Zr1,
Zr2の負荷インピーダンスは比較的大きい。この結果、
断線地点Ｆの電源側及び負荷側の正相電圧V1′,V1及び
逆相電圧V2′,V2は次式で表わすことができる。 V1′＝Ea−Zs1I≒Ea V1＝（Zt1＋ZL1＋Zr1）Ｉ≒Zr1I V2′＝Zs2I≒０ V2＝−（Zt2＋ZL2＋Zr2）Ｉ≒−Zr2I ここで、負荷Zrが一般的な静的負荷であれば、Zr1＝Z
r2であるから、これをZrと置くと、結局Ea≒2ZrIとな
る。即ち、電源電圧Eaに対応する電圧降下分はほとんど
Zr1,Zr2で発生し、且つ の関係があることが判る。以上のことから、 断線地点Ｆの電源側での逆相電圧V2′≒０ 断線地点Ｆの負荷側での逆相電圧 となることが判る。 第４図の装置においては、計器用変圧器PTa,PTb,PTc
で検出した電圧を入力トランスTa,Tb,Tcを介して逆相分
検出フィルタ回路４に加えることにより、逆相電圧V2を
検出し、この逆相電圧を整流平滑回路５で整流平滑した
電圧が、レベル検出回路６により所定レベル を越えたことが検出されたとき、検出信号SCを出力する
ようにしている。 次に第３図の負荷Zrに誘導電動機が用いられている場
合について説明する。 第６図は誘導電動機の対称分等価回路を、第５図のZ
r1,Zr2と対応させて示したもので、図において、r1は１
次抵抗、r2は２次抵抗（１次換算値）、x1は１次漏れリ
アクタンス、x2は２次漏れリアクタンス（１次換算
値）、xmは励磁リアクタンス、Ｓは回転子のすべりで （但し、ω0:同期角周波数、ω2:回転子角周波数）であ
る。なお、誘導電動機の中性点は非接地であるので、零
相回路は形成されない。 誘導電動機の運転中はすべりＳは小さくなっており
（例えば0.01）、このとき第６図の正相２次抵抗r2/S、
逆相２次抵抗 は、例えばＳ＝0.01とすれば、 となる。このとき、第６図の正相回路のインピーダンス
の合計をZr1、逆相回路のインピーダンスの合計をZr2と
すれば Zr1≫Zr2 となり、Zr1はZr2の数倍、（例えばZr1＝5Zr2程度）と
なる。負荷に誘導電動機が用いられている場合に、断線
が生じた場合の配電系統の対称分等価回路は第５図のよ
うになるが、このとき、Zr1≫Zr2であるから、負荷側に
発生する逆相電圧は小さくなる。 （２）の方式について； 第７図は上記（２）の方式を適用した従来の断線・欠
相検出装置を示す構成図であり、第４図と同一部分には
同一符号を付して説明を省略する。 第７図において、5a,5b,5cは各相の入力トランスTa,T
b,Tcの出力がそれぞれ加えられる整流平滑回路、6a,6b,
6cは整流平滑回路5a,5b,5cの出力が加えられる不足レベ
ル検出回路、７は不足レベル検出回路6a,6b,6cの各出力
，，が加えられることにより、Ａ相欠相検出信号
SCA,B相欠相検出信号SCB,及びＣ相欠相検出信号SCCを出
力するロジック回路である。 第８図はロジック回路７の論理構成を示すもので、そ
れぞれ上記出力，，のうち、欠相検出対象相の出
力と他の２つの相の出力を反転した出力とが加えられる
３入力のアンドゲート7a1,7b1,7c1により構成されてい
る。 次に、断線地点の負荷側で欠相した相の電圧のみが低
下する理由について説明する。 Ａ相断線時の対称分等価回路を示す第５図において、 となる。上記第式により欠相した相の電圧Vaがゼロに
低下していることが判る。また、Ｂ相,C相が欠相した場
合は各々Vb,Vcがゼロとなる。 従って、第７図において、計器用変圧器PTa,PTb,PTc
で検出された各電圧Va,Vb,Vcを整流平滑した電圧の絶対
値が、不足レベル検出回路6a,6b,6cに設定された不足検
出レベルより低下したとき、上記出力，，が
「１」になるようにしておけば、１相の断線が生じた場
合に、第８図のアンドゲート7a1,7b17c1のうち、欠相し
た相のアンドゲートより欠相検出信号が得られることに
なる。 （３）の方式について 第14図は上記（３）の方式を適用した従来の断線・欠
相検出装置を示す構成図であり、第４図及び第７図と同
一部分には同一符号を付して説明を省略する。 第14図において、5a,5b,5cは各線間電圧対応の入力ト
ランスTab,Tbc,Tcaの出力がそれぞれ加えられる整流平
滑回路、6a,6b,6cは整流平滑回路5a,5b,5cの出力が加え
られる不足レベル検出回路、８は不足レベル検出回路6
a,6b,6cの各出力，，が加えられることにより、
Ａ相欠相検出信号SCA,B相欠相検出信号SCB,及びＣ相欠
相検出信号SCCを出力するロジック回路である。 第９図はロジック回路８の論理構成を示すもので、そ
れぞれ上記出力，，のうち、欠相検出対象の相を
含む２つの線間電圧に対応する２つの不足レベル検出出
力と当該対象相を含まない１つの線間電圧に対応する残
り１つの不足レベル検出出力を反転した出力とが加えら
れる３入力のアンドゲート8a1,8b1,8c1により構成され
ている。 次に、断線地点の負荷側で欠相した相を含む２つの線
間電圧が低下する理由について説明する。 Ａ相断線時の対称分等価回路を示す第５図における各
線間電圧の計算結果の第式により欠相した相を含む２
つの線間電圧（VabとVca）が低下していることが判る。
また、Ｂ相が欠相した場合は、VbcとVabが、又Ｃ相が欠
相した場合は、VcaとVbcが低下する。 従って、第14図において、計器用変圧器PTab,PTbc,PT
caで検出された各線間電圧Vab,Vbc,Vcaを整流平滑した
電圧の絶対値が、不足レベル検出回路6a,6b,6cに設定さ
れた不足検出レベルより低下したとき、上記出力，
，が「１」になるようにしておけば、１相の断線が
生じた場合に、第９図のアンドゲート8a1,8b1,8c1のう
ち、欠相した相のアンドゲートより欠相検出信号が得ら
れることになる。
従来の断線・欠相検出装置は以上のように構成されて
いるが、上記（１）の方式によるものでは、負荷Zrのア
ンバランスや計器用変圧器PTa,PTb,PTcの誤差等による
誤差分の逆相電圧が常時発生しており、この誤差分の逆
相電圧と断線時に発生する逆相電圧とを区別しにくく、
検出が困難であり、また誘導電動機を負荷とした場合
は、欠相時の逆相電圧が小さいので、検出がさらに困難
となり、また、欠相した相が特定できない等の問題があ
った。 また、上記（２）の方式によるものでは、次のような
問題があった。 第10図は健全時とＡ相断線時における断線地点の負荷
側の相電圧Va,Vb,Vcのベクトル図であり、IMは誘導電動
機を意味するものとする。第11図は第10図の（Ａ），
（Ｂ）における各相電圧Va,Vb,Vcの大きさを示す。これ
らの第10図及び第11図より明らかなように、負荷に誘導
電動機（IM）がない場合は、Va,Vb,Vcは互いにレベルが
明確に異っているため、第８図のロジック回路７により
検出することができる。これに対して誘導電動機負荷が
ある場合は、欠相した相（Ａ相）の電圧Vaが上昇すると
共に、残り２相の内、進み相（Ｂ相）の電圧Vbが低下す
る傾向となる。このため各相電圧Va,Vb,Vcの互いのレベ
ル差が小さくなり、従って、これらのVa,Vb,Vcから得ら
れる上記出力，，を第８図のロジック回路７に加
えると、各アンドゲート7a1,7b1,7c1における論理判定
が困難となり、誤検出が生じやすくなる。 さらに、上記（３）の方式によるものでは、次のよう
な問題があった。 第12図は健全時とＡ相断線時における断線地点の負荷
側の線間電圧Vab,Vbc,Vcaのベクトル図であり、第13図
は第12図の（Ａ），（Ｂ）における各線間電圧Vab,Vbc,
Vcaの大きさを示す。これらの第12図及び第13図より明
らかなように、誘導電動機負荷がない場合は、Vab,Vbc,
Vcaは互いにレベルが明確に異っているため、第９図の
ロジック回路８により検出することができる。これに対
して誘導電動機負荷がある場合は、欠相した相（Ａ相）
を含む線間電圧Vab,Vcaのうち進み相の線間電圧Vcaが上
昇する傾向となり、このため各線間電圧Vab,Vbc,Vcaの
互いのレベル差が小さくなる。従って、上記出力，
，を第９図のロジック回路８に加えると、各アンド
ゲート8a1,8b1,8c1における論理判定が困難となり、誤
検出が生じやすくなる。 この発明は上記のような課題を解消するためになされ
たもので、配電系統における断線・欠相事故を、上記
（１）の方式における誤差分の逆相電圧の影響及び誘導
電動機負荷の場合の欠相時逆相電圧値低下の影響を受け
ることなく、確実に検出し、しかも欠相相判別をすると
共に、上記（２），（３）の方式における誘導電動機負
荷の残留電圧の影響を受けることなく確実に検出するこ
とができる断線・欠相検出装置を得ることを目的とす
る。
いるが、上記（１）の方式によるものでは、負荷Zrのア
ンバランスや計器用変圧器PTa,PTb,PTcの誤差等による
誤差分の逆相電圧が常時発生しており、この誤差分の逆
相電圧と断線時に発生する逆相電圧とを区別しにくく、
検出が困難であり、また誘導電動機を負荷とした場合
は、欠相時の逆相電圧が小さいので、検出がさらに困難
となり、また、欠相した相が特定できない等の問題があ
った。 また、上記（２）の方式によるものでは、次のような
問題があった。 第10図は健全時とＡ相断線時における断線地点の負荷
側の相電圧Va,Vb,Vcのベクトル図であり、IMは誘導電動
機を意味するものとする。第11図は第10図の（Ａ），
（Ｂ）における各相電圧Va,Vb,Vcの大きさを示す。これ
らの第10図及び第11図より明らかなように、負荷に誘導
電動機（IM）がない場合は、Va,Vb,Vcは互いにレベルが
明確に異っているため、第８図のロジック回路７により
検出することができる。これに対して誘導電動機負荷が
ある場合は、欠相した相（Ａ相）の電圧Vaが上昇すると
共に、残り２相の内、進み相（Ｂ相）の電圧Vbが低下す
る傾向となる。このため各相電圧Va,Vb,Vcの互いのレベ
ル差が小さくなり、従って、これらのVa,Vb,Vcから得ら
れる上記出力，，を第８図のロジック回路７に加
えると、各アンドゲート7a1,7b1,7c1における論理判定
が困難となり、誤検出が生じやすくなる。 さらに、上記（３）の方式によるものでは、次のよう
な問題があった。 第12図は健全時とＡ相断線時における断線地点の負荷
側の線間電圧Vab,Vbc,Vcaのベクトル図であり、第13図
は第12図の（Ａ），（Ｂ）における各線間電圧Vab,Vbc,
Vcaの大きさを示す。これらの第12図及び第13図より明
らかなように、誘導電動機負荷がない場合は、Vab,Vbc,
Vcaは互いにレベルが明確に異っているため、第９図の
ロジック回路８により検出することができる。これに対
して誘導電動機負荷がある場合は、欠相した相（Ａ相）
を含む線間電圧Vab,Vcaのうち進み相の線間電圧Vcaが上
昇する傾向となり、このため各線間電圧Vab,Vbc,Vcaの
互いのレベル差が小さくなる。従って、上記出力，
，を第９図のロジック回路８に加えると、各アンド
ゲート8a1,8b1,8c1における論理判定が困難となり、誤
検出が生じやすくなる。 この発明は上記のような課題を解消するためになされ
たもので、配電系統における断線・欠相事故を、上記
（１）の方式における誤差分の逆相電圧の影響及び誘導
電動機負荷の場合の欠相時逆相電圧値低下の影響を受け
ることなく、確実に検出し、しかも欠相相判別をすると
共に、上記（２），（３）の方式における誘導電動機負
荷の残留電圧の影響を受けることなく確実に検出するこ
とができる断線・欠相検出装置を得ることを目的とす
る。
この発明に係る断線・欠相検出装置は、ロジック回路
を構成する従来の各アンドゲートの３入力のうち、第７
図の相電圧を入力とする場合は、欠相検出対象相以外の
２個の相電圧の内、進み相に関する入力を、また第14図
の線間電圧を入力とする場合は、欠相検出対象相を含む
２個の線間電圧の内進み相に関する入力を除いたもので
ある。
を構成する従来の各アンドゲートの３入力のうち、第７
図の相電圧を入力とする場合は、欠相検出対象相以外の
２個の相電圧の内、進み相に関する入力を、また第14図
の線間電圧を入力とする場合は、欠相検出対象相を含む
２個の線間電圧の内進み相に関する入力を除いたもので
ある。
この発明に於ける欠相検出の論理構成は、相電圧入力
方式の場合は、論理判定を妨げる、欠相検出対象相以外
の２個の相電圧の内、進み相に関する入力が除かれてい
るため、また線間電圧入力方式の場合は、論理判定を妨
げる、欠相検出対象相を含む２個の線間電圧の内、進み
相に関する入力が除かれているため、誘導電動機負荷の
場合でも誤りなく欠相検出信号が得られる。
方式の場合は、論理判定を妨げる、欠相検出対象相以外
の２個の相電圧の内、進み相に関する入力が除かれてい
るため、また線間電圧入力方式の場合は、論理判定を妨
げる、欠相検出対象相を含む２個の線間電圧の内、進み
相に関する入力が除かれているため、誘導電動機負荷の
場合でも誤りなく欠相検出信号が得られる。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。 第１図は、この発明の第１の実施例を示すもので、相
電圧入力方式としての第７図の論理回路７に適用される
欠相検出の論理構成を示すものである。即ち、第１図
は、第８図に示した従来の論理構成に替わって、第７図
のロジック回路７に適用され、第７図に於ける不足レベ
ル検出回路6a,6b,6cの各出力，，が入力として加
えられる。 第１図において、7a2は上記出力の反転出力と出力
とが加えられるアンドゲート、7b2は上記出力の反
転出力と出力とが加えられるアンドゲート、7c2は上
記出力の反転出力と出力とが加えられるアンドゲー
トである。これらのアンドゲート7a2,7b2,7c2は第８図
のアンドゲート7a1,7b1,7c1の各３入力から、欠相検出
対象相以外の２個の相電圧の内、進み相と対応する入力
が除かれたものとなっている。 次に動作について説明する。 第10図及び第11図について前述したように、欠相検出
対象相以外の２個の相電圧の内、進み相の電圧は第８図
のロジック回路７における論理判定を妨げているが、こ
の実施例の各アンドゲート7a2,7b2,7c2においては、上
記進み相の電圧の入力を除いて、明確にレベル差のある
２入力のみとしたので、論理判定を確実に行うことがで
きる。 第２図は、この発明の第２の実施例を示すもので、線
間電圧入力方式としての第14図の論理回路８に適用され
る欠相検出の論理構成を示すものである。即ち、第２図
は、第９図に示した従来の論理構成に替わって、第14図
のロジック回路８に適用され、第14図に於ける不足レベ
ル検出回路6a,6b,6cの各出力，，が入力として加
えられる。 第２図において、8a2は上記出力の反転出力と出力
とが加えられるアンドゲート、8b2は上記出力の反
転出力と出力とが加えられるアンドゲート、8c2は上
記出力の反転出力と出力とが加えられるアンドゲー
トである。これらのアンドゲート8a2,8b2,8c2は第９図
のアンドゲート8a1,8b1,8c1の各３入力から、欠相検出
対象相を含む２個の線間電圧の内、進み相に関する入力
が除かれたものとなっている。 次に動作について説明する。 第12図及び第13図について前述したように、欠相検出
対象相を含む２個の線間電圧のうち進み相の線間電圧は
第９図のロジック回路８における論理判定を妨げている
が、この実施例の各アンドゲート8a2,8b2,8c2において
は、上記進み相の線間電圧に関する入力（Ａ相に対して
はCA相）を除いて、明確にレベル差のある２入力のみと
したので、論理判定を確実に行うことができる。
電圧入力方式としての第７図の論理回路７に適用される
欠相検出の論理構成を示すものである。即ち、第１図
は、第８図に示した従来の論理構成に替わって、第７図
のロジック回路７に適用され、第７図に於ける不足レベ
ル検出回路6a,6b,6cの各出力，，が入力として加
えられる。 第１図において、7a2は上記出力の反転出力と出力
とが加えられるアンドゲート、7b2は上記出力の反
転出力と出力とが加えられるアンドゲート、7c2は上
記出力の反転出力と出力とが加えられるアンドゲー
トである。これらのアンドゲート7a2,7b2,7c2は第８図
のアンドゲート7a1,7b1,7c1の各３入力から、欠相検出
対象相以外の２個の相電圧の内、進み相と対応する入力
が除かれたものとなっている。 次に動作について説明する。 第10図及び第11図について前述したように、欠相検出
対象相以外の２個の相電圧の内、進み相の電圧は第８図
のロジック回路７における論理判定を妨げているが、こ
の実施例の各アンドゲート7a2,7b2,7c2においては、上
記進み相の電圧の入力を除いて、明確にレベル差のある
２入力のみとしたので、論理判定を確実に行うことがで
きる。 第２図は、この発明の第２の実施例を示すもので、線
間電圧入力方式としての第14図の論理回路８に適用され
る欠相検出の論理構成を示すものである。即ち、第２図
は、第９図に示した従来の論理構成に替わって、第14図
のロジック回路８に適用され、第14図に於ける不足レベ
ル検出回路6a,6b,6cの各出力，，が入力として加
えられる。 第２図において、8a2は上記出力の反転出力と出力
とが加えられるアンドゲート、8b2は上記出力の反
転出力と出力とが加えられるアンドゲート、8c2は上
記出力の反転出力と出力とが加えられるアンドゲー
トである。これらのアンドゲート8a2,8b2,8c2は第９図
のアンドゲート8a1,8b1,8c1の各３入力から、欠相検出
対象相を含む２個の線間電圧の内、進み相に関する入力
が除かれたものとなっている。 次に動作について説明する。 第12図及び第13図について前述したように、欠相検出
対象相を含む２個の線間電圧のうち進み相の線間電圧は
第９図のロジック回路８における論理判定を妨げている
が、この実施例の各アンドゲート8a2,8b2,8c2において
は、上記進み相の線間電圧に関する入力（Ａ相に対して
はCA相）を除いて、明確にレベル差のある２入力のみと
したので、論理判定を確実に行うことができる。
以上のようにこの発明によれば、ロジック回路を構成
する従来の各アンドゲートの３入力のうち、相電圧検出
方式では、欠相検出対象相以外の２個の相電圧の内、進
み相電圧、又、線間電圧検出方式では、欠相検出対象相
を含む２個の線間電圧の内進み相の線間電圧を除いたの
で、健全時に常に存在する誤差分の逆相電圧の影響を受
けることなく、また負荷に誘導電動機が用いられている
場合の欠相時逆相電圧低下の影響を受けることなく、ま
た負荷に誘導電動機が用いられている場合の欠相時残留
電圧の影響を受けることなく欠相検出することができ、
さらに、欠相相判別もできる等の効果が得られる。
する従来の各アンドゲートの３入力のうち、相電圧検出
方式では、欠相検出対象相以外の２個の相電圧の内、進
み相電圧、又、線間電圧検出方式では、欠相検出対象相
を含む２個の線間電圧の内進み相の線間電圧を除いたの
で、健全時に常に存在する誤差分の逆相電圧の影響を受
けることなく、また負荷に誘導電動機が用いられている
場合の欠相時逆相電圧低下の影響を受けることなく、ま
た負荷に誘導電動機が用いられている場合の欠相時残留
電圧の影響を受けることなく欠相検出することができ、
さらに、欠相相判別もできる等の効果が得られる。
第１図はこの発明の第１の実施例による断線・欠相検出
装置のロジック回路の構成図、第２図は第２の実施例に
よる同装置のロジック回路の構成図、第３図は適用対象
の配電系統の構成図、第４図は従来の断線・欠相検出装
置を示す構成図、第５図は配電系統の断線時における対
称分等価回路を示す回路図、第６図は負荷として用いら
れる誘導電動機の対称分等価回路を示す回路図、第７図
及び第14図は従来の同装置の他の例を示す構成図、第８
図及び第９図は各々、第７図及び第14図に適用される従
来のロジック回路の構成図、第10図は動作説明に用いる
電圧ベクトル図、第11図は第10図の各電圧の大きさを示
す図、第12図は他の動作説明に用いる電圧ベクトル図、
第13図は第12図の各電圧の大きさを示す図である。 PTa,PTb,PTcは計器用変圧器、5a,5b,5cは整流平滑回
路、6a,6b,6cは不足レベル検出回路、7a2,7b2,7c2,8a2,
8b2,8c2はアンドゲート。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。
装置のロジック回路の構成図、第２図は第２の実施例に
よる同装置のロジック回路の構成図、第３図は適用対象
の配電系統の構成図、第４図は従来の断線・欠相検出装
置を示す構成図、第５図は配電系統の断線時における対
称分等価回路を示す回路図、第６図は負荷として用いら
れる誘導電動機の対称分等価回路を示す回路図、第７図
及び第14図は従来の同装置の他の例を示す構成図、第８
図及び第９図は各々、第７図及び第14図に適用される従
来のロジック回路の構成図、第10図は動作説明に用いる
電圧ベクトル図、第11図は第10図の各電圧の大きさを示
す図、第12図は他の動作説明に用いる電圧ベクトル図、
第13図は第12図の各電圧の大きさを示す図である。 PTa,PTb,PTcは計器用変圧器、5a,5b,5cは整流平滑回
路、6a,6b,6cは不足レベル検出回路、7a2,7b2,7c2,8a2,
8b2,8c2はアンドゲート。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。
フロントページの続き (72)発明者 諫早 啓司 兵庫県神戸市兵庫区和田崎町１丁目１番 ２号 三菱電機株式会社制御製作所内 (72)発明者 山下 晃 兵庫県神戸市兵庫区和田崎町１丁目１番 ２号 三菱電機株式会社制御製作所内 (56)参考文献 特開 平２−44267（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−130079（ＪＰ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】３相線路の３個の相電圧を導入する各相電
圧対応の３個の入力トランスと、上記各相電圧対応の入
力トランスの出力を、各々整流平滑する各相電圧対応の
３個の整流平滑回路と、上記各相電圧対応の整流平滑回
路の出力が、各々所定のレベルを下回ったことを検出す
る各相電圧対応の３個の不足レベル検出回路と、上記各
相電圧対応の不足レベル検出回路の出力の有無の組合せ
によって３相線路の任意の１相の断線・欠相状態を判定
するロジック回路とから成る断線・欠相検出装置におい
て、上記ロジック回路によって、欠相検出対象相の１個
の相電圧対応の不足レベル検出回路の検出が有り、かつ
当該対象相以外の２個の相電圧の内、遅れ相の相電圧対
応の１個の不足レベル検出回路の検出が無いことをもっ
て、当該対象相の断線・欠相と判定することを特徴とす
る断線・欠相検出装置。 - 【請求項２】３相線路の３個の線間電圧を導入する各線
間電圧対応の３個の入力トランスと、上記各線間電圧対
応の入力トランスの出力を、各々整流平滑する各線間電
圧対応の３個の整流平滑回路と、上記各線間電圧対応の
整流平滑回路の出力が、各々所定のレベルを下回ったこ
とを検出する各線間電圧対応の３個の不足レベル検出回
路と、上記各線間電圧対応の不足レベル検出回路の出力
の有無の組合せによって３相線路の任意の１相の断線・
欠相状態を判定するロジック回路とから成る断線・欠相
検出装置において、上記ロジック回路によって、欠相検
出対象相を含まない１個の線間電圧対応の不足レベル検
出回路の検出が無く、かつ当該対象相を含む２個の線間
電圧の内、遅れ相の線間電圧対応の１個の不足レベル検
出回路の検出が有ることをもって、当該対象相の断線・
欠相と判定することを特徴とする断線・欠相検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2261204A JP2997525B2 (ja) | 1990-09-29 | 1990-09-29 | 断線・欠相検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2261204A JP2997525B2 (ja) | 1990-09-29 | 1990-09-29 | 断線・欠相検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04138384A JPH04138384A (ja) | 1992-05-12 |
| JP2997525B2 true JP2997525B2 (ja) | 2000-01-11 |
Family
ID=17358591
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2261204A Expired - Lifetime JP2997525B2 (ja) | 1990-09-29 | 1990-09-29 | 断線・欠相検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2997525B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4655207B2 (ja) * | 2005-05-27 | 2011-03-23 | 東北電力株式会社 | 断線検出システム |
| CN104297609B (zh) * | 2013-07-19 | 2017-05-24 | 瑞昱半导体股份有限公司 | 判断第一接脚与第二接脚连接状态的检测电路与检测方法 |
-
1990
- 1990-09-29 JP JP2261204A patent/JP2997525B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04138384A (ja) | 1992-05-12 |
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