JP3141806B2

JP3141806B2 - 配電線自動区分開閉装置

Info

Publication number: JP3141806B2
Application number: JP09014571A
Authority: JP
Inventors: 俊郎梶間
Original assignee: Nissin Electric Co Ltd
Current assignee: Nissin Electric Co Ltd
Priority date: 1997-01-09
Filing date: 1997-01-09
Publication date: 2001-03-07
Anticipated expiration: 2017-01-09
Also published as: JPH10201082A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、上流側及び下流側
から給電される常閉ループの直接接地系統或いは低抵抗
接地系統の配電線の区分に好適な配電線自動区分開閉装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、中性点が直接接地或いは低抵抗接
地された接地系統は非ループ（樹枝状）に形成され、こ
の場合、図２１に示すように変電所１の配電トランス２
の２次側に遮断器３を介して３相の配電線４が接続され
る。

【０００３】この配電線４は複数の配電線自動区分開閉
装置５の区分開閉器６により、上流側（変電所側）から
順の複数の区間＃０，＃１，＃２，＃３，…に区分され
る。

【０００４】そして、各自動区分開閉装置５は、区分開
閉器６と，この開閉器６を開閉制御する開閉器制御装置
７とからなり、この開閉器制御装置７の開閉制御により
各区分開閉器６の負荷側のそれぞれの自区間＃１，＃
２，＃３，…が接離自在に系統に接続される。

【０００５】この系統のいずれかの区間に地絡，短絡の
事故等が発生して変電所１の遮断器３が開放され、配電
線４が停電すると、従来、つぎに説明する試送電により
変電所の遮断器を再々閉路して事故区間より上流側の健
全区間を復旧することが一般に行われる。

【０００６】例えば図２２に示すように、区間＃２の事
故点Ｐ₁で地絡又は短絡の事故が発生すると、過電流通
電に基づき、遮断器３が直ちに開放されて配電線４が事
故停電になる。また、各区分開閉器６は上流側の電圧消
失に基づいて開放される。

【０００７】そして、事故停電の発生から一定時間が経
過すると、遮断器３が再閉路し、この再閉路後、各区分
開閉器６がそれぞれの上流側の復電に基づいて最上流の
区分開閉器６から順に時限投入される。

【０００８】この時限投入により区間＃２の区分開閉器
６が再閉路すると、遮断器３が再び開放されて配電線４
が停電する。

【０００９】このとき、区間＃２の区分開閉器６は、そ
の上流側の復電から事故検出時限内に開放されて開放状
態にロックされる。

【００１０】そして、停電から一定時間後に遮断器３が
再々閉路し、この再々閉路に基づき、再閉路時と同様、
区間＃１の区分開閉器６が最初に時限投入され、その負
荷側の区間＃１が復電する。

【００１１】さらに、区間＃１の復電から投入時限が経
過しても、このとき、事故区間＃２の区分開閉器６が開
放状態にロックされているため、この区分開閉器６は投
入されず、事故区間＃２が系統から切離される。

【００１２】この事故区間＃２の切離しにより、その上
流側の健全区間＃０，＃１が復電し、試送電による健全
区間の復旧が完了する。

【００１３】また、従来は電力会社の営業所や配電系統
制御センタ等のいわゆる遠方監視制御の基地局設備によ
り、事故区間を特定して事故対策等を施すため、各開閉
器制御装置７が通信線９を介して例えば配電系統制御セ
ンタ１０の通信装置１１に接続され、この通信装置１１
にセンタ１０の監視制御装置１２が接続される。

【００１４】そして、この監視制御装置１２と各開閉器
制御装置７とが、監視制御装置１２を基地局（親局），
各開閉器制御装置７を子局として、ポーリング通信によ
り情報をやりとりし、この情報のやりとりにより監視制
御装置１２は各開閉器制御装置７の３相変流器等のセン
サ８による計測結果等の記憶情報を事故情報として収集
し、この収集の結果に基づき、事故区間を判別して判別
結果のモニタ表示等を行う。

【００１５】ところで、前記試送電により遮断器３を再
々閉路して事故区間＃２を切離し、健全区間＃０，＃１
を復旧する場合、事故停電後直ちに健全区間＃０，＃１
を復旧することができず、しかも、健全区間＃０，＃１
が事故停電後の試送電によっても停電し、復旧までに停
電がくり返し発生する。

【００１６】とくに、直接接地系統或いは低抵抗接地系
統においては、線間短絡よりもはるかに発生頻度の高い
一線地絡事故でも大きな事故電流が流れるため、前述の
様に事故区間の区分開閉器を投入して事故点を検出する
試充電方式では、区分開閉器の負担が大きくなる。

【００１７】したがって、区分開閉器の開閉回数を少な
くし、事故区間の区分開閉器を投入しなくてよい方式が
望まれる。

【００１８】そこで、つぎに説明するように事故停電後
遮断器３が再閉路するまでに、配電系統制御センタ１０
等の遠方監視制御により事故区間＃２の区分開閉器６を
開放し、試送電を行わずに健全区間＃０，＃１を復旧す
ることも考案されている。

【００１９】すなわち、各開閉器制御装置７に電池電源
等の系統停電時のバックアップ電源を備え、例えば図２
２の事故点Ｐ₁で事故が発生すると、同図に示すよう
に、配電線４の事故停電中に各開閉器制御装置７から通
信線９を介して監視制御装置１２にそれぞれの記憶情報
（＃１の情報，＃２の情報，…）を伝送する。

【００２０】さらに、この伝送に基づき監視制御装置１
２により事故区間＃２を特定し、図２３に示すように、
事故停電中に監視制御装置１２から通信線９を介して事
故区間＃２の開閉器制御装置７に開放制御を指令し、こ
の指令に基づいて事故区間＃２の区分開閉器６を開放状
態にロックする。

【００２１】そして、遮断器３が再閉路すると、図２４
に示すように、健全区間＃０，＃１を復旧する。

【００２２】なお、図２１〜図２４において、配電線４
等の太線は充電状態にあることを示す。

【００２３】

【発明が解決しようとする課題】前記配電線４等の接地
系統の配電線は、その上流側及び下流側から同時に給電
する同一バンク又は異バンクのループ系統に形成するこ
とができず、ほとんどの場合、前述のいわゆる１電源の
非ループ系統に形成される。

【００２４】これは、ループ系統に形成すると、前記の
試送電による事故区間の切離しができず、また、事故区
間の負荷側も過電流が流れるため、各区間の開閉器制御
装置の記憶情報から事故区間を特定することも困難であ
り、事故区間を自動的に切離すことができないからであ
る。

【００２５】ところで、前記従来の直接接地系統或い
は、低抵抗接地系統の非ループ系統においても、前記の
配電系統制御センタ１０等の基地局設備の遠方監視制御
により健全区間を復旧する場合は、この復旧に事故区間
の自動判定機能等を有するコンピュータ構成の大規模な
監視制御装置１２を備えた基地局設備を要する不都合が
ある。

【００２６】しかも、例えば国内においては、前記基地
局設備を各都道府県に数個所設置するのが一般的であ
り、この場合、配電線４のような配電線網が変電所を中
心にして都市部では半径５〜１０Km，郡部では半径５０
Km程度の規模に形成されるため、基地局設備と配電線網
との距離が５０Km〜１００Kmをこえるケースも多々生
じ、基地局設備と配電線網とを結ぶ長い通信路を要し、
通信線９が極めて長くなり、通信設備の多大な工事等を
要するとともに、通信電力として大電力が必要になる。

【００２７】なお、通信線９による有線通信の代わりに
無線通信を採用したとしても、配電系統制御センタ１０
等の基地局設備には基地局用の大電力の通信設備が必要
である。

【００２８】また、通信線９を省くため、配電線４を利
用した配電線搬送方式で通信を行うと、そのために必要
な通信電力は数メガワットのもの大電力になる。

【００２９】本発明は、前記従来の遠方監視制御の基地
局設備を設けたり、試送電を行うことなく、直接接地系
統或いは、低抵抗接地系統のループ系統の配電線の事故
区間を自動的に切離し、事故区間より上流の健全区間を
迅速に復旧し得る配電線自動区分開閉装置を提供し、直
接接地系統或いは、低抵抗接地系統のループ系統の自動
区分による事故区間の切離しを実現することを課題とす
る。

【００３０】

【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
めに、本発明の配電線自動区分開閉装置においては、開
閉器制御装置に、配電線の停電中の動作電源を形成する
バックアップ電源と、区分開閉器の負荷側の自区間の各
相電流を計測する手段と、地絡又は短絡の事故により各
相電流のいずれかの計測結果が設定値より大きくなった
ときに過電流の発生を検出して各相の過電流の情報を記
憶する手段と、事故の発生前の配電線の所定の２相の線
間電圧と過電流の発生を検出したときの過電流発生相の
相電流との位相差の情報を記憶する手段と、過電流の発
生の検出に基づき，配電線が停電する間に自区間の負荷
側の隣りの区間の開閉器制御装置と通信して負荷側の隣
りの区間の過電流の情報及び位相差の情報を受信する手
段と、自区間の過電流発生相の位相差の記憶値と負荷側
の隣りの区間の当該相の位相差の記憶値との差の絶対値
が９０°より大きくなるときに自区間事故と判定する手
段と、自区間事故の判定により配電線が復電する前に区
分開閉器を開放する手段とを備える。

【００３１】したがって、直接接地系統或いは、低抵抗
接地系統のループ系統の配電線のいずれかの区間に地絡
又は短絡の事故が発生し、配電線の事故相が過電流にな
ると、開閉器制御装置は過電流の発生を検出して各相の
過電流の情報及び所定の２相の線間電圧を基準にしたこ
の電圧と過電流相の相電流の位相との位相差の情報を記
憶する。

【００３２】このとき、過電流は、事故区間及びその上
流の区間では下流側（負荷側）に流れ、事故区間より負
荷側の区間では上流側に流れ、事故直前の配電線の所定
の２相の線間電圧を基準にしたこの電圧と過電流の位相
との位相差は、事故区間及びその上流の区間と，事故区
間より負荷側の区間とで向きがほぼ正反対となることか
ら、１８０゜近く異なることとなる。

【００３３】そして、配電線の事故停電中に、負荷側の
隣りの区間の開閉器制御装置との通信により、負荷側の
隣りの区間の過電流の情報及びその線間電圧との位相差
の情報を受信し、同じ相（過電流相）の自区間の位相差
の記憶値と負荷側の隣りの区間の位相差の記憶値との差
の絶対値を求めると、自区間で事故が発生したときの
み、その差の絶対値が９０°より大きくなり、このこと
から、自区間事故か否かが正確に判定される。

【００３４】さらに、自区間事故であれば配電線が復電
する前に、自区間の区分開閉器を開放するため、事故停
電後、変電所の遮断器が再閉路されて配電線が復電する
までに、事故区間の区分開閉器が開放されて事故区間が
自動的に上流側から切離され、配電線の復電と同時に、
事故区間より上流側の健全区間が復旧する。

【００３５】この場合、配電線の事故停電後、従来の試
送電等を行うことなく、迅速に上流の健全区間が復旧
し、しかも、負荷側の隣りの区間の開閉器制御装置と通
信するのみであるため、従来の遠方監視制御の大規模な
基地局設備やその通信設備は不要である。

【００３６】そのため、従来の試送電等を行うことな
く、遠方監視制御の大規模な基地局設備及びその通信設
備等を備えることもなく、隣りの区間の開閉器制御装置
との通信のみにより、従来は行えなかった接地されたル
ープ系統の配電線の事故区間の自動的な切離しが行え、
この切離しにより上流の健全区間を迅速に復旧すること
ができる。

【００３７】

【発明の実施の形態】本発明の実施の１形態につき、図
１ないし図２０を参照して説明する。まず、本形態の接
地されたループ系統は図６に示すように構成され、３相
の配電線１３は上流側の端部が変電所１４の遮断器１５
に接続され、下流側の端部が変電所１６の遮断器１７に
接続され、変電所１４の配電トランス１８の２次側の系
統電源が遮断器１５を介して給電され、同時に、変電所
１６の配電トランス１９の２次側の系統電源が遮断器１
７を介して給電される。

【００３８】なお、変電所１４，１６は同一又は異なる
バンクの変電所であり、配電トランス１８，１９は同一
又は異なる上流系統から給電される。

【００３９】そして、配電線１３は複数の配電線自動区
分開閉装置２０の区分開閉器２１により、例えば５区間
＃０，＃１，＃２，＃３，＃４に区分され、各区分開閉
器２１の負荷側の区間＃１〜＃４が各開閉装置２０の自
区間になる。

【００４０】さらに、各区分開閉器２１は各自動区分開
閉装置２０の開閉器制御装置２２により開閉制御され、
各開閉器制御装置２２は通信線２３を介して負荷側の隣
りの区間＃２〜＃４の開閉器制御装置２２と通信する。

【００４１】また、各区分開閉器２１の負荷側近傍に、
それぞれの負荷側自区間＃１〜＃４の系統電流を相毎に
計測する３相変流器構成の電流センサ２４が設けられ、
このセンサ２４の計測信号は各自動区分開閉装置２０の
開閉器制御装置２２に供給される。

【００４２】そして、本形態の接地系統の場合、各区分
開閉器２１の開閉制御に図２０の配電系統制御センタ１
０等の遠方監視制御の基地局設備を用いないため、同図
の配電系統制御センタ１０は省かれ、このセンタ１０と
自動区分開閉装置５との間の通信路に相当する通信路は
設けられていない。

【００４３】つぎに、各自動区分開閉装置２０の区分開
閉器２１，開閉器制御装置２２及び電流センサ２４は、
区間＃２の配電線自動区分開閉装置２０を示した図１の
ように構成される。

【００４４】そして、区分開閉器２１は、配電線１３の
Ａ，Ｂ，Ｃの各相毎の連動する主回路接点２５ａ，２５
ｂ，２５ｃと、これらの接点２５ａ〜２５ｃに連動する
表示用補助接点２６と、各接点２５ａ〜２５ｃ，２６の
投入コイル２７，開放コイル２８とを備える。

【００４５】また、開閉器制御装置２２は、配電線１３
の所定の２相，例えばＡ，Ｃ相の線間電圧が制御用トラ
ンス２９により単相の駆動電源（制御電源）に加工され
て電源入力回路３０に供給され、この電源入力回路３０
から装置内各部に電源が供給されて動作する。

【００４６】さらに、電源入力回路３０にバックアップ
電源３１の停電バックアップ回路３２が接続され、配電
線１３の系統電源が健全な通常は、制御用トランス３０
から電源入力回路３０，停電バックアップ回路３２を介
してバックアップ電源３１の２次電池３３が充電され、
配電線１３が地絡事故等で停電すると、２次電池３３か
ら停電バックアップ回路３２，電源入力回路３０を介し
て装置内各部に電源が給電され、この給電により開閉器
制御装置２２は配電線１３の停電中にも動作する。

【００４７】そして、開閉器制御装置２２はマイクロコ
ンピュータ構成の制御処理部３４にメモリ３５，電流計
測回路３６，電圧計測回路３７，制御出力回路３８，表
示入力回路３９及び通信用のシリアルインタフェイス４
０等がバス結合され、制御処理部３４により図２，図
３，図４の事故監視制御処理を実行する。

【００４８】このとき、電流センサ２４のＡ，Ｂ，Ｃ各
相の変流器４１ａ，４１ｂ，４１ｃは自区間＃１〜＃４
の各相電流を計測し、電流計測回路３６は変流器４１ａ
〜４１ｃの各相の時々刻々の計測結果の情報を制御処理
部３４に供給し、制御処理部３４は自区間＃１〜＃４の
各相電流を監視する。

【００４９】また、電圧計測回路３７は制御トランス２
９を介したＡ，Ｃ相の線間電圧を計測してその情報を制
御処理部３４に供給し、制御処理部３４はＡ，Ｃ相の線
間電圧を監視する。

【００５０】そして、制御処理部３４は各相電流と過流
検出の設定値とを比較し、地絡又は短絡の事故が発生し
ていずれかの相の電流（相電流）が設定値より大きくな
ると、過電流の発生を検出してメモリ３５に過電流発生
相及びその相電流の位相角等の過電流の情報を記憶す
る。

【００５１】また、Ａ，Ｃ相の線間電圧の位相角の情報
を例えば最新の数サイクルにわたって内部のレジスタ等
に保持して記憶し、事故が発生して過電流の発生を検出
すると、前記レジスタ等に保持した数サイクル前（事故
直前）の線間電圧の情報を読出し、この線間電圧を基準
したベクトル演算により、この電圧の位相角と過電流発
生相の過電流状態の相電流の位相角との位相差を求め、
この位相差の情報もメモリ３５に記憶する。

【００５２】なお、線間電圧の位相角の情報，各相電流
の大きさ及び位相角の情報は、例えば周知のデジタル波
形処理により、線間電圧，各相電流をそれぞれサンプリ
ングしてフーリエ積分し、それぞれの波形をフーリエ解
析して得られる。

【００５３】つぎに、制御出力回路３８は制御処理部３
４の制御により、区分開閉器２１の投入コイル２７，開
放コイル２８を駆動して区分開閉器２１を投入，開放す
る。

【００５４】また、表示入力回路３９に表示用補助接点
２６の接点信号が供給され、この接点信号により制御処
理部３４は区分開閉器２１の開閉状態を把握する。

【００５５】さらに、シリアルインタフェース４０は通
信モデム４２を介して通信線２３に接続され、各区間＃
１〜＃４の開閉器制御装置２２が通信線２３を介してそ
れぞれの負荷側の隣りの区間（以下負荷側次区間とい
う）＃２，＃３，＃４の開閉器制御装置２２と通信す
る。

【００５６】そして、制御処理部３４，シリアルインタ
フェース４０，通信モデム４２により配電線１３が停電
したときに負荷側次区間の開閉器制御装置２２と通信し
て負荷側次区間のメモリ３５過電流の情報及び位相差の
情報を受信する手段が形成される。

【００５７】さらに、制御処理部３４は、自区間が過電
流の情報の記憶有りになり、過電流の発生を検出したと
きに、メモリ３５の自区間の発生相の位相差の記憶値と
負荷側次区間の当該相の位相差の記憶値との差の絶対値
を求めて、この絶対値が９０°より大きくなるときに自
区間事故と判定する手段を形成し、制御出力回路３８，
開放コイル２９とともに、自区間事故の判定により配電
線４が再充電されて復電する前に区分開閉器２０を開放
する手段を形成する。

【００５８】つぎに、制御処理部３４の事故監視制御処
理について説明する。まず、図２のステップＳ₁の初期
設定でメモリ３５をリセット等した後、ステップにより
自区間＃１〜＃４のＡ，Ｃ相間の線間電圧を保持し、ス
テップＳ₃〜ステップＳ₉により地絡又は短絡の事故に
よる過電流の発生を監視する。

【００５９】そして、いずれかの区間，例えば図７に示
すように区間＃２の事故点Ｐ₂で事故が発生し、Ａ，
Ｂ，Ｃの各相のいずれか１相でもその相電流が過電流に
なって設定値より大きくなると、ステップＳ₄，Ｓ₆，
Ｓ₈によりその過電流を検出してステップＳ_10a，Ｓ
_11a，Ｓ_12aに移行し、発生相及びその電流ベクトル等
の過電流の情報をメモリ３５に書込む。

【００６０】また、瞬時的な事故等の際に系統の復電に
伴う過電流の消滅を検出してメモリ２８の記憶消去を行
うため、ステップＳ_10b，Ｓ_11b，Ｓ_12bにより各相のリ
セットカウントメモリに消滅検出時間Ｎ_a，Ｎ_b，Ｎ_c
の初期値（設定値）をセットする。

【００６１】そして、ステップＳ₉により系統電圧有り
と検出されてステップＳ₄，Ｓ₆，Ｓ₈により過電流の
消失が検出されると、ステップＳ_10c，Ｓ_11c，Ｓ_12cに
より各、リセットカウントメモリの各相それぞれの時間
Ｎ_a，Ｎ_b，Ｎ_cを１ずつカウントダウンし、時間
Ｎ_a，Ｎ_b，Ｎ_cが０になると、メモリ３５の該当する
相の記憶値を消去する。

【００６２】なお、ステップＳ_10c，Ｓ_11c，Ｓ_12cは、
具体的には図３の（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように
構成されている。

【００６３】一方、事故が継続して変電所１４，１６の
遮断器１５，１７が開放し、配電線１３が停電すれば、
その系統電圧が消失してステップＳ₉からステップＳ₁₃
に移行する。

【００６４】そして、事故発生直前（一定サイクル前）
に保持した系統正常時の線間電圧の位相角とメモリ３５
に記憶した事故発生時の過電流相の相電流の位相角との
位相差を求め、その情報をメモリ３５に記憶した後、図
４のステップＳ₁₄に移行する。

【００６５】さらに、ステップＳ₁₄により過電流の発生
の検出を確認すると、ステップＳ₁₅に移行し、最も負荷
側の区間＃４の制御処理部３４を除く各制御処理部３４
が内蔵のタイマを起動し、それぞれの各荷側次区間＃２
〜＃４の呼出し待機時間Ｎｉ（＝Ｎ₁，Ｎ₂，Ｎ₃）
（秒）を計測する。

【００６６】この待機時間Ｎｉは各開閉器制御装置２２
が負荷側次区間の開閉器制御装置２２を呼出して情報を
受信する時間をずらし、通信線２３の共有による情報の
衝突を防止するために設定され、本実施の形態において
は、最上流の区間＃１の開閉器制御装置２２から順に呼
出しを行うため、Ｎ₁＜Ｎ₂＜Ｎ₃に設定されている。

【００６７】そして、ステップＳ₁₆により系統電圧の消
失の有，無を判定し、停電の継続を確認すると、ステッ
プＳ₁₇，Ｓ₁₈を介してステップＳ₁₆に戻るループにより
呼出し待機時間Ｎｉが経過するまで上流側の隣りの区間
（以下上流側次区間という）の開閉器制御装置２２から
の呼出しを監視する。

【００６８】この監視中に上流側次区間の開閉器制御装
置２２から呼出されると、ステップＳ₁₉によりメモリ３
５の記憶情報を読出し、この記憶情報に基づく応答信号
（返信信号）を上流側次区間の開閉器制御装置２２に伝
送する。

【００６９】さらに、呼出し待機時間Ｎｉが経過する
と、ステップＳ₁₈からステップＳ₂₀に移行して負荷側次
区間の開閉器制御装置２２に過電流の情報及び位相差の
情報の呼出しを送出（伝送）し、この呼出しに基づく負
荷側次区間の開閉器制御装置２２からの応答信号を受信
すると、ステップＳ₂₁を介してステップＳ₂₂に移行す
る。

【００７０】そして、同一の過電流相につき、メモリ３
５の自区間＃１〜＃３の位相差の記憶値と，受信した負
荷側次区間＃２〜＃４の位相差の記憶値との差の絶対値
を求める。

【００７１】このとき、図７の過電流通過の方向を示す
矢印線からも明らかなように、事故区間＃２及びその上
流の区間＃０，＃１の過電流は負荷側に流れ、事故区間
＃２より負荷側の区間＃３，＃４の過電流は上流側に流
れ、事故区間＃２の過電流とその負荷側次区間＃３の過
電流とは、図９に示すように位相差がほぼ１８０°ず
れ、それ以外の区間＃１，＃３の過電流とその負荷側次
区間＃２，＃４の過電流とは、図８，図１０に示すよう
に位相差がほぼ同じになる。

【００７２】なお、図８，図９，図１０のθ（＃１），
θ（＃２），θ（＃３），θ（＃４）は、Ａ，Ｃ相の線
間電圧を基準にした区間＃１，＃２，＃３，＃４の過電
流相の位相差を示す。

【００７３】したがって、９０°をしきい値として前記
位相差の差の絶対値が９０°より大きいか否かを識別
し、その結果から自区間事故か否かを判定する。

【００７４】この判定により従来は不可能であった常閉
ループの接地系統の配電線１３の事故区間の特定が行
え、自区間で事故が発生して前記位相差の差の絶対値が
９０°より大きくなると、自区間事故の判定に基づき、
図４のステップＳ₂₂からステップＳ₂₃に移行し、開放コ
イル２８を通電駆動して自区間の区分開閉器２１を開放
状態にロックする。

【００７５】さらに、ステップＳ₂₂で自区間事故と判定
したときは、ステップＳ₂₃からステップＳ₂₄に移行し、
ステップＳ₂₂で他区間事故と判定したときは、このステ
ップＳ₂₂からステップＳ₂₄に移行する。

【００７６】そして、ステップＳ₂₄により停電継続を確
認すると、変電所１４，１６の遮断器１８，１９の再閉
路等で配電線１３の系統電源が復旧するまで、ステップ
Ｓ₂₅〜Ｓ₂₇のループにより上流側次区間の開閉器制御装
置２２からの呼出しを検出して応答信号を送し、系統電
圧が復旧すればステップＳ₂₇から図２のステップＳ₁に
戻る。

【００７７】なお、ステップＳ₁₆，Ｓ₂₄により配電線１
３の系統電源の復旧が検出されたときにも、図２のステ
ップＳ₁に戻る。

【００７８】したがって、配電線１３が事故停電する
と、この停電中に事故区間＃２の区分開閉器２１が開放
状態にロックされ、配電線１３が復電したときに、事故
区間＃２が上流側から自動的に切離され、事故区間＃２
より上流の健全区間＃０，＃１が復旧する。

【００７９】つぎに、図６の配電系統において、図７の
区間＃２に地絡事故が発生した場合の系統全体の動作に
ついて、図５のタイミングチャートを参照して説明す
る。

【００８０】まず、ｔ₁に区間＃２の事故点Ｐ₂で地絡
又は短絡の事故が発生し、変電所１４，１６の遮断器１
５，１７が適当な時限動作でｔ₂に開放し、図５の
（ａ）に示すように、配電線１３の系統電圧（配電線電
圧）が消失して電圧有りの状態から電圧無しの状態，す
なわち停電になると、ｔ₁の過電流通電により、各区間
＃１〜＃４の開閉器制御装置２２は図５の（ｂ），
（ｆ），（ｊ），（ｎ）に示すように過電流通電を検出
してメモリ３５に過電流の情報を記憶し、同時に電圧と
の位相差の情報もメモリ３５に記憶する。

【００８１】さらに、ｔ₂の事故停電と同時に各開閉器
制御装置２２のタイマが作動し、ｔ₂から呼出し待機時
間Ｎ₁が経過すると、図５の（ｃ）に示すように区間＃
１の開閉器制御装置２２が負荷側次区間＃２の開閉器制
御装置２２に呼出信号を送信し、同図の（ｈ）に示すこ
の呼出信号の受信に基づき、区間＃２の開閉器制御装置
２２は同図の（ｇ）に示すように、メモリ３５の記憶情
報（＃２の情報）を読出して応答信号を上流側次区間＃
１の開閉器制御装置２２に送信する。

【００８２】そして、区間＃１の開閉器制御装置２２
は、メモリ３５の自区間＃１の過電流相の位相差と，図
５の（ｄ）に示す受信した負荷側次区間＃２の同じ過電
流相の位相差との差の絶対値が９０°より大きいか否か
を識別する。

【００８３】このとき、図８に示すように区間＃１，＃
２の位相差θ（＃１），θ（＃２）が共に約４５°前，
後になり、その差の絶対値が９０°より小さいため、区
間＃１の開閉器制御装置２２は、区間＃１が事故区間で
ないことを識別し、他区間事故であると判定する。

【００８４】そして、他区間事故の判定をしたときは、
開閉器制御装置２２が区分開閉器２１を開放状態にロッ
クしないため、区間＃１の区分開閉器２１は図５の
（ｅ）に示すように投入状態に保たれる。

【００８５】つぎに、ｔ₂から呼出し待機時間Ｎ₂が経
過すると、図５の（ｇ）に示すように、区間＃２の開閉
器制御装置２２が負荷側次区間＃３の開閉器制御装置２
２に呼出信号を送信し、同図の（ｌ）に示すこの呼出信
号の受信に基づき、区間＃３の開閉器制御装置２２が同
図の（ｋ）に示すようにメモリ３５の記憶情報（＃３の
情報）を読出して応答信号を上流側次区間＃２の開閉器
制御装置２２に送信する。

【００８６】そして、区間＃２の開閉器制御装置２２
も、メモリ３５の自区間＃２の過電流相の位相差と図５
の（ｈ）に示す受信した負荷側次区間＃３の同じ過電流
相の位相差との差の絶対値が９０°より大きいか否かを
識別し、このとき、図９に示すように区間＃２，＃３の
位相差θ（＃２），θ（＃３）が約４５°，約２２５°
（−１３５°）になり、その差の絶対値が９０°より大
きくなる。

【００８７】そのため、区間＃２の開閉器制御装置２２
は、自区間＃２が事故区間であることを識別し、自区間
事故であると判定する。

【００８８】そして、自区間事故の判定に基づき、区間
＃２の開閉器制御装置２２は図５の（ｉ）に示すように
自区間＃２の区分開閉器２１を開放状態にロックし、区
間＃２を系統の上流側から自動的に切離す。

【００８９】つぎに、ｔ₂から呼出し待機時間Ｎ₃が経
過すると、図５の（ｋ）に示すように区間＃３の開閉器
制御装置２２が負荷側次区間＃４の開閉器制御装置２２
に呼出信号を送信して区間＃１，＃２の開閉器制御装置
２２と同様に動作する。

【００９０】このとき、図１０に示すように区間＃３，
＃４の位相差θ（＃３），θ（＃４）が共に約２２５°
（−１３５°）前，後になり、その差の絶対値が９０°
より小さくなるため、区間＃３の開閉器制御装置２２
は、区間＃１の開閉器制御装置２２と同様、他区間事故
であると判定し、その区分開閉器２１を図５の（ｍ）に
示すように投入状態に保つ。

【００９１】さらに、最も負荷側の区間＃４の開閉器制
御装置２２は、図５の（ｏ）に示すように、区間＃３に
応答信号を送信すると、その後同図の（ｐ）に示すよう
に、応答信号を受信することがなく、自区間事故の有，
無の判定を行わず、そのため、同図の（ｑ）に示すよう
に区分開閉器２１を投入状態に保つ。

【００９２】この結果、配電線１３の事故停電中に、図
１１に示すように事故区間＃２の区分開閉器２１が開放
状態にロックされ、事故区間＃２が自動的に上流系統か
ら切離され、変電所１４の遮断器１５が再閉路し、配電
線１３が再充電されて復電すると、従来の試送電の場合
のような再停電が発生せず、図１２に示すように、事故
区間＃２より上流の健全区間＃０，＃１が直ちに復旧す
る。

【００９３】つぎに、開閉器制御装置２２間の通信信号
について説明する。開閉器制御装置２２間の通信は、例
えば、各開閉器制御装置２２にそれぞれアドレスを設定
し、つぎに説明する信号フォーマットで行われる。

【００９４】そして、前記の呼出信号及び応答信号は、
一般的なデジタル伝送の場合と同様、図１３（ａ），
（ｂ）に示すフレーム構成に形成され、呼出信号は同図
（ａ）に示すように先頭から順の同期信号ＳＹＮＣ，相
手先のアドレスＡＤ₁，送信元のアドレスＡＤ₂，情報
種別ＩＤ，情報（データ）ＤＡＴ₁，終了フラグＥＮＤ
のエリアからなり、応答信号は同図（ｂ）に示すよう
に、先頭から順の同期信号ＳＹＮＣ，相手先のアドレス
ＡＤ₁，送信元のアドレスＡＤ₂，情報種別ＩＤ，情報
（データ）ＤＡＴ₂〜ＤＡＴ₅，終了フラグＥＮＤのエ
リアからなる。

【００９５】さらに、各エリアは図１４に示すようにそ
れぞれスタートビットｓｔ，データｄａｔａ，ストップ
ビットｓｐ，パリティビットｐｔからなり、スタートビ
ットｓｔは論理０，ストップビットｓｐは論理１であ
る。

【００９６】なお、データｄａｔａはＤＡＴ₃〜ＤＡＴ
₅のエリアでは１６ビットであり、それ以外のエリアで
は８ビットである。

【００９７】そして、ＩＤのエリアのデータｄａｔａの
８ビットは、呼出し（呼出信号），応答（応答信号）に
応じて図１５に示すようになる。

【００９８】また、呼出信号のＤＡＴ₁のエリアのデー
タｄａｔａの８ビットは、その内容に応じて図１６に示
すようになる。

【００９９】さらに、応答信号のＤＡＴ₂のエリアのデ
ータｄａｔａの各ビットａ₀，ａ₁，…_,ａ₇は図１７
に示すように、自区間の区分開閉器２１の入切（開閉器
状態），系統電圧の有無（電圧有り），過電流情報の有
無（過電流有り），…，応答状態（応答良好）の表示に
割当てられ、ビットａ₀は論理１，０が入，切に対応
し、ビットａ₁は論理１，０が電圧の有，無に対応し、
ビットａ₂は論理１，０が過電流情報の有，無に対応す
る。

【０１００】つぎに、図１８（ａ）に示す応答信号のＤ
ＡＴ₃，ＤＡＴ₄，ＤＡＴ₅はＡ，Ｂ，Ｃ相の過電流の
情報及び位相差の情報の伝送に割当てられ、それぞれの
１６ビットｂ₀〜ｂ₁₅のデータｄａｔａは、先頭の２ビ
ットｂ₀，ｂ₁が同図（ｂ）に示す相の表示に用いら
れ、つぎの１ビットが過電流の有無に用いられ、以降の
各ビットが０°〜３６０°の位相差の情報に用いられ
る。

【０１０１】そのため、前記の区間＃１の開閉器制御装
置２２から負荷側次区間＃２の開閉器制御装置２２への
呼出信号，この呼出信号に対する応答信号は図１９の
（ａ），（ｂ）に示すようになり、区間＃２の開閉器制
御装置２２から負荷側次区間＃３の開閉器制御装置２２
への呼出信号、この呼出信号に対する応答信号は図２０
（ａ），（ｂ）に示すようになる。

【０１０２】以上説明したように、通信線２３を介した
区間＃１〜＃３の開閉器制御装置２２とそれぞれの負荷
側次区間＃２〜＃４の開閉器制御装置２２との間の通信
により、配電線１３の事故停電中に事故区間＃２の区分
開閉器２１が開放状態にロックされて事故区間＃２が系
統上流から自動的に切離され、従来の試送電を行う場合
のような停電のくり返しなく、配電線１３の復電により
直ちに健全区間＃０，＃１が復旧するため、上流側及び
負荷側から給電される接地されたループ系の配電線１３
の自動区分による事故区間の切離しが再停電等なく迅速
に行える。

【０１０３】そして、従来の図２１の配電系統制御セン
タ１０のような基地局設備が不要で同図の配電線４から
基地局設備までの通信線等を省いて健全区間＃０，＃１
を迅速に復電することができ、この場合、隣りの区間の
開閉器制御装置２２との間の比較的短距離の通信でよい
ため、通信電力が前記基地局設備と通信する場合より著
しく少なくて済む利点もある。

【０１０４】なお、通信線２３を省いて各開閉器制御装
置２２に無線送受信機能を付加し、開閉器制御装置２２
間の通信を無線通信にしてもよく、この場合、無線通信
の電力は数キロワットの小電力でよく、例えば、特定小
電力無線の小形のトランシーバ用モデムを用いて極めて
安価かつ小形に形成することができる。

【０１０５】また、通信線２３を省いて配電線搬送方式
で通信するようにしてもよく、この場合も必要な通信電
力は従来より大幅に少なくなる。

【０１０６】そして、国内の配電系統には勿論、海外の
配電系統にも適用することができる。

【０１０７】なお、開閉器制御装置２２の内部構成や通
信フォーマット等は本実施の形態のものに限られるもの
ではない。

【０１０８】また、所定の２相はＡ，Ｃ相以外であって
もよく、３相以外の多相の系統にも適用できるのは勿論
である。

【０１０９】ところで、事故区間＃２より負荷側の健全
区間＃３，＃４の復旧も同時に行う場合は、例えば、負
荷側次区間の呼出信号に図１８（ａ）のＤＡＴ₃〜ＤＡ
Ｔ₅のエリアを付加して呼出しを行う開閉器制御装置２
２の区間の過電流の情報及び電圧との位相差の情報を負
荷側次区間の開閉器制御装置２２に伝送し、この負荷側
次区間の開閉器制御装置２２の制御処理部３４により、
メモリ３５の自区間の位相差の記憶値と受信した上流側
次区間の位相差の記憶値との差の絶対値が９０°より大
きいか否かを判別し、９０°より大きければ上流側次区
間が事故区間であると判定して自区間の区分開閉器２１
を開放状態にロックすればよい。

【０１１０】この場合、例えば図４のステップＳ₁₉，Ｓ
₂₆のつぎに前記の判別及び区分開閉器２１の開放制御の
ステップを付加すればよい。

【０１１１】そして、事故区間＃２及びその負荷側次区
間＃３の区分開閉器２１が開放ロックされ、事故区間＃
２の上，下両側の区分開閉器２１が開放状態になると、
配電線１３の上流側からの復電により区間＃０，＃１が
復旧するとともに、配電線１３の下流側からの復電によ
り区間＃４，＃３が復旧し、配電線１３の全ての健全区
間が自動区分で迅速に復旧する。

【０１１２】なお、呼出信号に過電流の情報及び位相差
の情報を付加して負荷側次区間の開閉器制御装置２２に
伝送する代わりに、自区間事故の判定をしたときに、自
区間の区分開閉器２１を開放するとともに、通信線２３
を介して負荷側次区間の開閉器制御装置２２に開放指令
を伝送し、この指令に基づき、事故区間の負荷側次区間
の区分開閉器２１を開放状態にロックしてもよい。

【０１１３】この場合は、例えば図４のステップＳ₂₃の
つぎに負荷側次区間の開閉器制御装置２２への開放指令
の送信のステップを設け、同図のステップＳ₁₇，Ｓ₂₅と
ステップＳ₁₉，Ｓ₂₆との間それぞれに、上流側次区間の
装置からの開放指令の受信か否かの判断のステップと、
この判断が開放指令の受信のときに区分開閉器の開放制
御を実行するステップを設ければよい。

【０１１４】

【発明の効果】本発明は、以下に記載する効果を奏す
る。配電線１３のいずれかの区間に地絡又は短絡が発生
して事故相が過電流になると、開閉器制御装置２２が過
電流の発生を検出して各相の過電流の情報及び所定の２
相の線間電圧を基準にした過電流相の相電流の所定の線
間電圧との位相差の情報を記憶する。

【０１１５】そして、配電線１３の事故停電中に、負荷
側の隣りの区間の開閉器制御装置２２との通信により、
負荷側の隣りの区間の過電流の情報及び前記位相差の情
報を受信し、同じ相（過電流相）の自区間の位相差の記
憶値と負荷側の隣りの区間の位相差の記憶値との差の絶
対値を求め、このとき、自区間で事故が発生すれば、そ
の差の絶対値が９０°より大きくなり、このことから、
自区間事故か否かを正確に判定することができる。

【０１１６】さらに、自区間事故であれば配電線１３が
復電する前に、自区間の区分開閉器２１を開放するた
め、事故停電後、配電線が復電するまでに、事故区間の
区分開閉器２１を開放して事故区間を自動的に上流側か
ら切離すことができ、配電線の復電と同時に事故区間よ
り上流側の健全区間を復旧することができる。

【０１１７】この場合、配電線１３の事故停電後、従来
の非ループ系統で行われている試送電等を行うことなく
迅速に上流の健全区間が復旧し、しかも、負荷側の隣り
の区間の開閉器制御装置２２と通信するのみであるた
め、遠方監視制御の大規模な基地局設備やその通信設備
は不要である。

【０１１８】そのため、試送電等を行うことなく、遠方
監視制御の大規模な基地局設備及びその通信設備等を備
えることもなく、隣りの区間の開閉器制御装置２２との
通信のみにより、従来は行えなかった中性点が接地され
たループ系統の配電線１３の事故区間の自動的な切離し
が実現し、この切離しにより上流の健全区間を迅速に復
旧することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の１形態の回路ブロック図であ
る。

【図２】図１の動作説明用の第１のフローチャートであ
る。

【図３】（ａ），（ｂ），（ｃ）はそれぞれ図２の一部
の詳細なフローチャートである。

【図４】図１の動作説明用の第２のフローチャートであ
る。

【図５】（ａ）〜（ｑ）は図１の開閉器制御装置が設け
られた配電線に地絡事故が発生したときの動作説明用の
タイミングチャートである。

【図６】図１の開閉器制御装置が設けられた接地された
ループ系統の配電線の通電中の系統図である。

【図７】図６の系統の事故停電時の系統図である。

【図８】図７の区間＃１の開閉器制御装置の事故区間判
定の説明図である。

【図９】図７の区間＃２の開閉器制御装置の事故区間判
定の説明図である。

【図１０】図７の区間＃３の開閉器制御装置の事故区間
判定の説明図である。

【図１１】図７の事故区間の切離し説明用の系統図であ
る。

【図１２】図７の復電時の系統図である。

【図１３】（ａ），（ｂ）は図１の開閉器制御装置の呼
出信号，応答信号の通信フォーマットの説明図である。

【図１４】図１３の通信フォーマットの各エリアの構成
説明図である。

【図１５】図１３の両信号の一部の情報内容の説明図で
ある。

【図１６】図１３の呼出信号の他の一部の情報内容の説
明図である。

【図１７】図１３の応答信号の他の一部の情報内容の説
明図である。

【図１８】（ａ），（ｂ）は図１３の応答信号のさらに
他の一部の構成及び情報内容の説明図である。

【図１９】（ａ），（ｂ）は図６の区間＃１の開閉器制
御装置の呼出信号，応答信号の説明図である。

【図２０】（ａ），（ｂ）は図６の区間＃２の開閉器制
御装置の呼出信号，応答信号の説明図である。

【図２１】基地局設備を有する従来の非ループ系統の配
電線の通電中の系統図である。

【図２２】図２１の従来系統の事故停電時の系統図であ
る。

【図２３】図２１の従来系統の事故区間の切離し説明用
の系統図である。

【図２４】図２１の従来系統の復電時の系統図である。

【符号の説明】

１３配電線２１区分開閉器２２開閉器制御装置３１バックアップ電源３５メモリ３６電流計測回路３７電圧計測回路４２通信モデム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H02H 7/26 H02H 3/38 H02J 3/00 H02J 13/00 311

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】上流側及び負荷側から給電される，中性
点が直接接地或いは低抵抗接地されたループ系統の配電
線を区分する区分開閉器と、前記区分開閉器の開閉を制
御する開閉器制御装置とからなる配電線自動区分開閉装
置において、前記開閉器制御装置に、前記配電線の停電中の動作電源を形成するバックアップ
電源と、前記区分開閉器の負荷側の自区間の各相電流を計測する
手段と、地絡又は短絡の事故により前記各相電流のいずれかの計
測結果が設定値より大きくなったときに過電流の発生を
検出して各相の過電流の情報を記憶する手段と、前記事故の発生前の前記配電線の所定の２相の線間電圧
と前記過電流の発生を検出したときの過電流発生相の相
電流との位相差の情報を記憶する手段と、前記過電流の発生の検出に基づき，前記配電線が停電す
る間に前記自区間の負荷側の隣りの区間の前記開閉器制
御装置と通信して前記負荷側の隣りの区間の前記過電流
の情報及び前記位相差の情報を受信する手段と、前記自区間の前記過電流発生相の位相差の記憶値と前記
負荷側の隣りの区間の当該相の前記位相差の記憶値との
差の絶対値が９０°より大きくなるときに自区間事故と
判定する手段と、前記自区間事故の判定により前記配電線が復電する前に
前記区分開閉器を開放する手段とを備えたことを特徴と
する配電線自動区分開閉装置。