JP3221342B2

JP3221342B2 - 配電線自動区分開閉装置

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Publication number: JP3221342B2
Application number: JP01457297A
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: 2001-10-22
Anticipated expiration: 2017-01-09
Also published as: JPH10201083A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、樹枝状（非ルー
プ），非接地系統の配電線の区分に好適な配電線自動区
分開閉装置に関し、詳しくは地絡事故による事故区間の
切離しに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、樹枝状，非接地系統においては、
図１９に示すように変電所１の配電トランス２の非接地
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、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。

【０００３】そして、各配電線自動区分開閉装置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。

【０００４】この系統のいずれかの区間に事故が発生し
て変電所１の遮断器３が開放され、配電線４が事故停電
すると、従来は、つぎに説明する試送電により変電所１
の遮断器３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。

【０００５】例えば図２０に示すように、区間＃２に事
故点Ｐ₁が発生し、過電流通電に基づいて遮断器３が開
放され、配電線４が事故停電すると、事故停電の発生か
ら一定時間経過したときに遮断器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。

【０００６】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。

【０００７】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。

【０００８】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。

【０００９】さらに、区間＃１の復電から投入時限経過
しても、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。

【００１０】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。

【００１１】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。

【００１２】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。

【００１３】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。

【００１４】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。

【００１５】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
０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。

【００１６】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２１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。

【００１７】そして、遮断器３が再閉路すると、図２２
に示すように、健全区間＃０，＃１を復旧する。

【００１８】なお、図１９〜図２２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。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】前記従来の配電線自動
区分開閉装置５の場合、センサ８により各相の電流を計
測し、過電流通流等によるその大きさの変化から事故の
発生を検出する構成であるため、実際には非接地系統の
地絡事故の発生を検出することが困難である。

【００２０】すなわち、非接地系統は接地インピーダン
スが大きく、地絡電流が数百ミリアンペア程度の微小電
流であり、この微小電流によっては、センサ８の各相の
計測電流量がほとんど変化しない。

【００２１】そのため、各相の電流の大きさの変化を監
視しても、地絡事故の発生を検出することができず、地
絡事故の発生時に事故区間を自動区分により切離すこと
ができない問題点がある。

【００２２】また、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。

【００２３】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
５０Ｋｍ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。

【００２４】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。

【００２５】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もの大電力になる。

【００２６】一方、試送電による遮断器３の再々閉路で
健全区間を復旧する場合は、この復旧に基地局設備の遠
方監視制御は要しないが、試送電を行う必要があり、迅
速に復旧することができず、しかも、試送電に伴う停電
が発生する。

【００２７】本発明は、従来の遠方監視制御の基地局設
備等を設けることなく、また、試送電等を行うこともな
く、従来は困難であった樹枝状，非接地系統の配電線の
地絡事故の発生を各区分開閉器側で迅速に検知し、事故
区間を自動的に切離してこの区間より上流の健全区間を
復旧し得る配電線自動区分開閉装置を提供することを課
題とする。

【００２８】

【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、配
電線を区分する区分開閉器毎の開閉器制御装置に、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零相電流を監視する手段
と、配電線の所定の２相の線間電圧を監視する手段と、
線間電圧と零相電流との位相差を求める手段と、零相電
流が設定値より大きいときに地絡事故による過電流の発
生を検出して前記位相差を記憶する手段と、変電所の遮
断器が開放して配電線が停電したときに自区間の負荷側
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
の区間の前記位相差の記憶情報を受信する手段と、自区
間の前記位相差の記憶値と負荷側の隣りの区間の前記位
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、自区間事故の判定に
より変電所の遮断器が再閉路する前に区分開閉器を開放
する手段とを備える。

【００２９】したがって、配電線が事故停電しても、各
区分開閉器の開閉器制御装置はバックアップ電源で動作
する。

【００３０】一方、樹枝状，非接地系統の配電線に地絡
事故が発生すると、この配電線に数百ミリアンペア程度
の地絡事故電流が流れる。

【００３１】そして、非接地系の零相電流は本来は零で
あり、前記の数百ミリアンペアの変化であっても、零相
電流の監視から容易にこの変化を検出することができ、
零相電流が前記数百ミリアンペア程度の所定値より大き
くなったときに、各区分開閉器の開閉器制御装置によ
り、地絡事故の発生が確実に検出される。

【００３２】また、地絡事故が発生すると、事故点に零
相電圧が発生した状態になり、零相電流は、事故点より
上流，すなわち事故区間及びその上流区間では上流側に
流れ、事故点より下流区間では下流側に流れ、このと
き、系統の所定の２相，例えばＡ，Ｃ相の線間電圧を基
準にしたこの電圧と事故点より上流の零相電流との位相
差と、前記線間電圧と事故点より下流の零相電流との位
相差との差が大きく、その差の絶対値は９０°より大き
くなる。

【００３３】そのため、地絡事故の発生を検出したとき
に、各区分開閉器の開閉器制御装置は、自区間の前記位
相差を記憶し、この位相差の記憶値と負荷側の隣りの区
間の開閉器制御装置から受信した前記負荷側の隣りの区
間の位相差の記憶値との差の絶対値を求めることによ
り、この絶対値が９０°より大きくなることから自区間
事故を検出する。

【００３４】そして、自区間事故を検出すると、変電所
の遮断器が再閉路する前に、この区間の開閉器制御装置
により、その区間の区分開閉器が開放されて事故区間が
自動的に切離される。

【００３５】この切離しにより、変電所の遮断器が再閉
路すると、事故区間より上流の健全区間が直ちに復旧す
る。

【００３６】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、変電所の遮断器が再閉路したと
きに迅速に健全区間が復旧する。

【００３７】しかも、区分開閉器毎の開閉器制御装置
が、それぞれの負荷側の隣接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。

【００３８】そのため、従来の試送電等を行うことな
く、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、区分開閉器毎の開閉器制御装置により、隣り
の区間の開閉器制御装置との通信のみにより、従来は困
難であった樹枝状，非接地系統の配電線の地絡事故の発
生を検出して事故区間より上流の健全区間を迅速に復旧
することができる。

【００３９】

【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１８を参照して説明する。まず、本形態の樹
枝状，非接地系統は図５に示すように構成され、従来と
同様、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。

【００４０】そして、配電線４は複数の配電線自動区分
開閉装置１３の区分開閉器１４により、従来と同様、複
数の区間＃０，＃１，＃２，＃３，…に区分される。

【００４１】さらに、各区分開閉器１４は各自動区分開
閉装置１３の開閉器制御装置１５により開閉制御され、
各開閉器制御装置１５は通信線１６を介して負荷側の隣
りの区間＃２，＃３，＃４，…の開閉器制御装置１５と
通信する。

【００４２】また、各区分開閉器１４の負荷側近傍に、
それぞれの負荷側自区間＃１，＃２，＃３，…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１７が
設けられ、このセンサ１７の計測信号は各自動区分開閉
装置１３の開閉器制御装置１５に供給される。

【００４３】そして、本形態の接地系統の場合、各区分
開閉器１４の開閉制御に図１９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必要としないため、
同図の配電系統制御センタ１０は省かれ、このセンタ１
０と配電線自動区分開閉装置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。

【００４４】つぎに、各配電線自動区分開閉装置１３の
区分開閉器１４，開閉器制御装置１５及び電流センサ１
７は、区間＃２の配電線自動区分開閉装置１３を示した
図１のように構成される。

【００４５】そして、区分開閉器１４は、配電線１の
Ａ，Ｂ，Ｃの各相毎の連動する主回路接点１８ａ，１８
ｂ，１８ｃと、これらの接点１８ａ〜１８ｃに連動する
表示用補助接点１９と、各接点１８ａ〜１８ｃ，１９の
投入コイル２０，開放コイル２１とを備える。

【００４６】また、開閉器制御装置１５は、配電線４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２２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２３に供給され、この電源入力回路２３か
ら装置内各部に電源が供給されて動作する。

【００４７】さらに、電源入力回路２３にバックアップ
電源２４の停電バックアップ回路２５が接続され、配電
線４の系統電源が健全な通常は、制御用トランス２２か
ら電源入力回路２３，停電バックアップ回路２５を介し
てバックアップ電源２４の２次電池２６が充電され、配
電線４が地絡事故等で停電すると、２次電池２６から停
電バックアップ回路２５，電源入力回路２３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１５は配電線４の停電中にも動作する。

【００４８】そして、開閉器制御装置１５はマイクロコ
ンピュータ構成の制御処理部２７にメモリ２８，電流計
測回路２９，電圧計測回路３０，制御出力回路３１，表
示入力回路３２及び通信用のシリアルインタフェイス３
３等がバス結合されて形成され、制御処理部２７により
図２，図３の事故監視制御処理を実行する。

【００４９】このとき、電流計測回路２９に電流センサ
１７のＡ，Ｂ，Ｃ各相の変流器３４ａ，３４ｂ，３４ｃ
の計測信号が供給され、電流計測回路２９は各相の電流
のベクトル和を演算して自区間＃１，＃２，＃３，…の
零相電流を求め、電流計測回路２９からの零相電流の情
報により制御処理部２７が自区間＃１，＃２，＃３，…
の零相電流を監視する。

【００５０】また、電圧計測回路３０は制御トランス２
２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２７に供給し、各区間＃１，＃２，＃３，…の
制御処理部２７はそれぞれのＡ，Ｃ相の線間電圧を監視
する。

【００５１】そして、制御処理部２７は線間電圧の位相
を基準にして自区間＃１，＃２，＃３，…の線間電圧の
位相角と零相電流の位相角との位相差を求め、本来は零
に保たれる零相電流が地絡事故により数百ミリアンペア
程度の設定値より大きくなると、地絡事故による過電流
の発生を検出してそのときの位相差をメモリ２８に記憶
する。

【００５２】なお、線間電圧の位相角，零相電流の大き
さ及び位相角は、例えば周知のデジタル波形処理によ
り、線間電圧，零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３１は制御処理部２
７の制御により、区分開閉器１４の投入コイル２０，開
放コイル２１を駆動して区分開閉器１４を投入，開放す
る。

【００５４】また、表示入力回路３２に表示用補助接点
１９の接点信号が供給され、この接点信号により制御処
理部２７は区分開閉器１４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３３は通
信モデム３５を介して通信線１６に接続され、各区間＃
１，＃２，＃３，…の開閉器制御装置１５が通信線１６
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１
５と通信する。

【００５６】そして、制御処理部２７，シリアルインタ
フェース３２，通信モデム３５により、変電所１の遮断
器３が開放して配電線４が停電したときに負荷側次区間
の開閉器制御装置１５と通信して負荷側次区間のメモリ
２８に記憶された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２７は、メモリ２８に
記憶した自区間の前記位相差の記憶値と負荷側次区間の
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を形成し、制御出
力回路３１，開放コイル２１とともに、自区間事故の判
定により遮断器３が再閉路する前に区分開閉器１４を開
放する手段を形成する。

【００５８】つぎに、制御処理部２７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２８をリセット等した後、ステップＳ₂に
より電圧計測回路３０の計測結果に基づいてＡ，Ｃ相間
の現在の線間電圧の位相角を把握し、ステップＳ₃，Ｓ
₄により電流計測回路３０の計測時に基づいて自区間＃
１，＃２，＃３，…の零相電流の大きさ（絶対値）及び
位相角を求め、この零相電流が数百ミリアンペア程度の
設定値より大きいか否かをステップＳ₅により判別す
る。

【００５９】そして、通常は零相電流が設定値より小さ
く、前記線間電圧が健全で系統電圧も消失していないた
め、ステップＳ₄，Ｓ₅を否定（ＮＯ）で通過してステ
ップＳ₂に戻り、ステップＳ₂〜Ｓ₅のループにより地
絡事故の発生を監視する。

【００６０】つぎに、例えば図６に示すように区間＃２
の事故点Ｐ₂で地絡事故が発生すると、零相電流が設定
値より大きくなる。

【００６１】このとき、ステップＳ₄かステップＳ_6aに
移行し、Ａ，Ｃ相間の線間電圧の位相を基準にして、そ
の線間電圧と零相電流との位相差を求め、この位相差を
メモリ２８に書込んで記憶する。

【００６２】そして、変電所１の遮断器３が過電流通電
等で開放されて配電線４が停電するまで、ステップＳ₅
からステップＳ₂に戻ってメモリ２８の記憶を更新し、
メモリ２８に地絡事故により配電線４が停電する直前の
線間電圧と零相電流との位相差を記憶する。

【００６３】なお、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_6bによりリセットカウントメモリに
消滅検出時間Ｎ_nの初期値（設定値）をセットする。

【００６４】そして、ステップＳ₄により過電流の消失
が検出されると、サブステップＳ_a，Ｓ_b，Ｓ_c，Ｓ_d
からなるＳ_6cによりリセットカウントメモリのＮ_nを１
ずつカウントダウンし、時間Ｎ_nが０になると、メモリ
２８の位相差の記憶値を消去する。

【００６５】一方、事故が継続して配電線４が停電する
と、メモリ２８に前記位相差を記憶してステップＳ₅か
ら図３のステップＳ₇に移行する。

【００６６】そして、零相電流が設定値より大きく、地
絡事故が継続していると、ステップＳ₇からステップＳ
₈に移行して内蔵のタイマを起動し、負荷側次区間＃
２，＃３，＃４，…の呼出し待機時間Ｎｉ（＝Ｎ₁，Ｎ
₂，Ｎ₃，…）（秒）を計測する。

【００６７】この待機時間Ｎｉは各開閉器制御装置１５
が負荷側次区間の開閉器制御装置１５を呼出して情報を
受信する時間をずらし、通信線１６の共用による情報の
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１５から順に呼
出しを行うため、Ｎ₁＜Ｎ₂＜Ｎ₃…に設定されてい
る。

【００６８】そして、ステップＳ₉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
Ｓ₁₀，Ｓ₁₂からステップＳ₉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１５からの呼出
しを監視する。

【００６９】この監視中に上流側次区間の開閉器制御装
置１５から呼出されると、ステップＳ₁₁によりメモリ２
８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１５に伝
送する。

【００７０】さらに、呼出し待機時間Ｎｉが経過する
と、ステップＳ₁₂からステップＳ₁₃に移行して負荷側次
区間の開閉器制御装置１５に過電流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１５からの応答信号を受信すると、ステップＳ
₁₄からステップＳ₁₅に移行し、このステップＳ₁₅により
メモリ２８の自区間の前記位相差の記憶値と受信した負
荷側次区間の前記位相差の記憶値との差の絶対値を求
め、この絶対値が９０°より大きいか否かにより自区間
事故の有無を判定する。

【００７１】そして、自区間で地絡事故が発生したとき
は、前記差の絶対値が９０°より大きくなり、このと
き、ステップＳ₁₅からステップＳ₁₆に移行し、開放コイ
ル２１を通電駆動して自区間の区分開閉器１４を開放状
態にロックし、事故区間（自区間）を系統から切離す。

【００７２】さらに、自区間事故と判定したときは、ス
テップＳ₁₆からステップＳ₁₇に移行し、ステップＳ₁₅で
他区間事故と判定したときは、ステップＳ₁₅からステッ
プＳ₁₇に移行する。

【００７３】そして、ステップＳ₁₇により停電継続を確
認すると、変電所１の遮断器３の再閉路等で系統電圧が
復旧するまでステップＳ₁₈〜Ｓ₂₀のループにより上流側
次区間の開閉器制御装置１５からの呼出しを監視し、呼
出しを検出すると、応答信号を送し、系統電圧が復旧す
ればステップＳ₂₀から図２のステップＳ₁に戻る。

【００７４】なお、ステップＳ₉，Ｓ₁₇により系統電圧
の復電が検出されたときにも、図２のステップＳ₁に戻
る。

【００７５】したがって、配電線４が地絡事故によっ
て、事故停電すると、この停電中に事故区間の区分開閉
器１４が開放状態にロックされて事故区間が自動的に切
離され、変電所１の遮断器３が再投入されたときに、自
区間より上流の各健全区間が復旧する。

【００７６】つぎに、図５の配電系統において、図６に
示すように区間＃２の事故点Ｐ₂で地絡事故が発生した
場合の系統全体の動作について、図４のタイミングチャ
ートを参照して説明する。

【００７７】まず、ｔ₁に区間＃２の事故点Ｐ₂で地絡
事故が発生し、変電所１の遮断器３が適当な時限動作で
ｔ₂に開放し、図４の（ａ）に示すように、配電線４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、停電直前の各
区間＃１，＃２，＃３，…の零相電流が設定値より大き
くなり、同図の（ｂ），（ｆ），（ｊ），（ｎ）に示す
ように、各区間＃１，＃２，＃３，…の開閉器制御装置
１５はメモリ２８に前記の線間電圧と零相電流との位相
差を記憶する。

【００７８】さらに、ｔ₂の事故停電と同時に各開閉器
制御装置１５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４の（ｃ）に示すように区間＃
１の開閉器制御装置１５が負荷側次区間＃２の開閉器制
御装置１５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
１５は同図の（ｇ）に示すように、メモリ２８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１５に送信する。

【００７９】そして、区間＃１の開閉器制御装置１５
は、メモリ２８の自区間＃１の前記位相差の記憶値と図
４の（ｄ）に示す受信した負荷側次区間＃２の前記位相
差の記憶値との差の絶対値を演算する。

【００８０】このとき、停電直前の区間＃１，＃２の零
相電流は共に上流に流れ、線間電圧に対するそれぞれの
零相電流の位相差をθ（＃１），θ（＃２）とすると、
図７に示すように区間＃１，＃２の位相差θ（＃１），
θ（＃２）は共にほぼ＋４５°になる。

【００８１】そのため、両区間＃１，＃２の位相差θ
（＃１），θ（＃２）の差の絶対値が９０°より小さく
なり、区間＃１の開閉器制御装置１５は、自区間＃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。

【００８２】そして、他区間事故の判定をしたときは、
開閉器制御装置１５が区分開閉器１４を開放状態にロッ
クしないため、区間＃１の区分開閉器１４は図４の
（ｅ）に示すように投入状態に保たれる。

【００８３】つぎに、ｔ₂から呼出し待機時間Ｎ₂が経
過すると、図４の（ｇ）に示すように、区間＃２の開閉
器制御装置１５が負荷側次区間＃３の開閉器制御装置１
５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１５が同
図の（ｋ）に示すように、メモリ２８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１５に送信する。

【００８４】そして、区間＃２の開閉器制御装置１５
は、メモリ２８の自区間＃２の前記位相差の記憶値と図
４の（ｈ）に示す受信した負荷側次区間＃３の前記位相
差の記憶値との差の絶対値を求める。

【００８５】このとき、停電直前の区間＃２の零相電流
は上流側に流れ、区間＃３の零相電流は下流側に流れ、
それぞれの位相差をθ（＃２），θ（＃３）とすると、
図８に示すように位相差θ（＃２），θ（＃３）がほぼ
１８０゜ずれて＋４５°，−１３５°それぞれになる。

【００８６】そのため、両区間＃２，＃３の位相差θ
（＃２），θ（＃３）の差の絶対値が９０°より大きく
なり、区間＃２の開閉器制御装置１５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。

【００８７】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１５は図４の（ｉ）に示すように
自区間＃２の区分開閉器１４を開放状態にロックし、区
間＃２を系統から切離す。

【００８８】つぎに、ｔ₂から呼出し待機時間Ｎ₃が経
過すると、図４の（ｋ）に示すように区間＃３の開閉器
制御装置１５が負荷側次区間＃４の開閉器制御装置１５
に呼出信号を送信して区間＃１，＃２の開閉器制御装置
１５と同様に動作する。

【００８９】このとき、停電直前の両区間＃３，＃４の
零相電流は共に下流側に流れ、それぞれの線間電圧に対
する位相差をθ（＃３），θ（＃４）とすると、図９に
示すように両区間＃３，＃４の位相差θ（＃３），θ
（＃４）は共にほぼ−１３５°になる。

【００９０】そのため、両区間＃３，＃４の位相差θ
（＃３），θ（＃４）の差の絶対値が９０°より小さく
なり、区間＃３の開閉器制御装置１５は、区間＃１の開
閉器制御装置１５と同様、他区間事故であると判定し、
この判定に基づき、区間＃３の区分開閉器１４は図４の
（ｍ）に示すように投入状態に保たれる。

【００９１】さらに、ｔ₂から呼出し待機時間Ｎ₄が経
過すると、図４の（ｏ）に示すように、区間＃４の開閉
器制御装置１５は負荷側次区間＃５の開閉器制御装置１
５に呼出信号を送信し、この呼出しに基づく同図の
（ｐ）に示す区間＃５の応答信号を受信し、このとき、
区間＃４，＃５の前記位相差もほぼ等しく図９と同様に
なるため、区間＃４の開閉器制御装置１５も他区間事故
と判定し、この判定に基づき、同図の（ｑ）に示すよう
に区間＃４の区分開閉器１４も投入状態に保たれる。

【００９２】以降、残りの各開閉器制御装置１５も＃
３，＃４，＃５の開閉器制御装置１５と同様に動作し、
いずれも他区間事故と判定してそれぞれの区分開閉器１
４を投入状態に保持する。

【００９３】したがって、変電所１の遮断器３の再投入
前の配電線４の事故停電中に、図１０に示すように事故
区間＃２の区分開閉器１４のみがその開閉器制御装置１
５の矢印線の開放制御で開放状態にロックされ、事故区
間＃２が自動的に系統から切離される。

【００９４】そのため、遮断器３が再閉路すると、従来
の試送電の場合のような再停電が発生せず、図１１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。

【００９５】なお、開閉器制御装置１５間の通信は、例
えば、各開閉器制御装置１５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。

【００９６】まず、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１２（ａ），
（ｂ）の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ＥＮ
Ｄ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，情報（データ）ＤＡＴ₃，終了フ
ラグＥＮＤのエリアからなる。

【００９７】さらに、各エリアは図１３に示すようにそ
れぞれスタートビットｓｔ，８ビットの情報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。

【００９８】そして、情報種別ＩＤのエリアの情報ｄａ
ｔａの８ビットは、呼出し（呼出信号），応答（応答信
号）に応じて図１４に示すようになる。

【００９９】また、呼出信号の情報ＤＡＴ₁のエリアの
情報ｄａｔａの８ビットは、その内容に応じて図１５に
示すようになる。

【０１００】さらに、応答信号の情報ＤＡＴ₂のエリア
の情報ｄａｔａの各ビットｂ_{0 ,}ｂ₁，…，ｂ₇は図１
６（ａ）に示すように、自区間の区分開閉器１４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），…，応答情報（応答良好）
の表示に割当てられ、位相差の情報伝送に割当てられる
情報ＤＡＴ₂のエリアの情報ｄａｔａの各ビットｂ_{0 ,}
ｂ₁，…，ｂ₇は同図（ｂ）に示すように、最上位ビッ
トｂ₀が正，負の符号ビットに使用され、残りの７ビッ
トｂ₁〜ｂ₇が２°間隔の０°〜１８０°の位相差の数
値に使用され、この７ビットｂ₁〜ｂ₇の数値の２倍が
実際の位相差の絶対値になる。

【０１０１】なお、図１６（ａ）のビットｂ₀は論理
１，０が入，切に対応し、ビットｂ₁は論理１，０が電
圧の有，無に対応し、ビットｂ₂は論理１，０が過電流
情報の有，無に対応する。

【０１０２】そのため、前記の区間＃１の開閉器制御装
置１５から負荷側次区間＃２の開閉器制御装置１５への
呼出信号，この呼出信号に対する応答信号は図１７の
（ａ），（ｂ）に示すようになり、区間＃２の開閉器制
御装置１５から負荷側次区間＃３の開閉器制御装置１５
への呼出信号、この呼出信号に対する応答信号は図１８
の（ａ），（ｂ）に示すようになる。

【０１０３】そして、通信線１６を介した各区間＃１，
＃２，＃３，…の開閉器制御装置１５とそれぞれの負荷
側次区間＃２，＃３，＃４，…の開閉器制御装置１５と
の間の通信により、配電線４の事故停電中に事故区間＃
２の区分開閉器１４が開放状態にロックされて事故区間
＃２が系統から切離されるため、従来の試送電を行う場
合のような停電のくり返しなく、遮断器３の再閉路によ
り直ちに健全区間＃０，＃１が復電する。

【０１０４】また、従来の図１９の配電系統制御センタ
１０のような遠方監視制御の基地局設備が不要で配電線
１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１５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。

【０１０５】そして、通信線１６を省いて各開閉器制御
装置１５に無線送受信機能を付加し、開閉器制御装置１
５間の通信を無線通信にしてもよく、この場合、無通信
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。

【０１０６】また、通信線１６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。

【０１０７】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。

【０１０８】なお、開閉器制御装置１５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。

【０１０９】また、所定の２相はＡ，Ｃ相以外であって
もよいのは勿論であり、配電線４は３相に限定されるも
のではない。

【０１１０】

【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４の事故停電中に、各区分開閉器１４の開閉
器制御装置１５が、それぞれのバックアップ電源２４で
動作し、このとき、開閉器制御装置１５は、自区間の零
相電流の監視に基づき、その変化から樹枝状，非接地系
統の配電線４の地絡事故の発生を確実に検出することが
できる。

【０１１１】また、地絡事故が発生したときに、所定の
２相，例えばＡ，Ｃ相の線間電圧を基準に計測した事故
点より上流の前記線間電圧と零相電流との位相差と，事
故点より下流の同じ線間電圧と零相電流の位相差との差
が±９０°より大きくなり、その絶対値が９０°より大
きくなるため、各区分開閉器１４の開閉器制御装置１５
は、自区間の前記位相差の記憶値と負荷側の隣りの区間
の開閉器制御装置１５から受信した前記負荷側の隣りの
区間の位相差の記憶値との差の絶対値を求めることによ
り、この絶対値が９０°より大きくなることから自区間
事故を検出することができる。

【０１１２】そして、自区間事故であれば、変電所１の
遮断器３が再閉路する前に、自区間の区分開閉器１４を
開放して事故区間を自動的に切離すことができるため、
遮断器３が再閉路すると、事故区間より上流の健全区間
を直ちに復旧することができる。

【０１１３】この場合、配電線４の事故停電後、従来の
試送電等を行うことなく、変電所１の遮断器３が再閉路
するまでに迅速に健全区間を復旧することができ、しか
も、各区分開閉器１４の開閉器制御装置１５が、それぞ
れの負荷側の隣接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。

【０１１４】そのため、従来の試送電等を行うことな
く、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、各区分開閉器１４の開閉器制御装置１５によ
り、隣りの区間の開閉器制御装置１５との通信のみによ
り、従来は困難であった樹枝状，非接地系統の配電線４
の地絡事故の発生を検出し、事故区間より上流の健全区
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】図１の動作説明用の第２のフローチャートであ
る。

【図４】（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５】図１の開閉器制御装置が設けられた配電系統の
通電中の系統図である。

【図６】図５の配電系統の事故停電時の系統図である。

【図７】図６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８】図６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９】図６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１０】図５の配電系統の事故区間の切離し説明用の
系統図である。

【図１１】図５の配電系統の復電時の系統図である。

【図１２】（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１３】図１２の通信フォーマットの各エリアの構成
説明図である。

【図１４】図１２の通信フォーマットの一部の情報内容
の説明図である。

【図１５】図１２の通信フォーマットの呼出信号のとき
の一部の情報内容の説明図である。

【図１６】（ａ），（ｂ）はそれぞれ図１２の通信フォ
ーマットの応答信号のときの一部の情報内容の説明図で
ある。

【図１７】（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１８】（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１９】基地局設備を有する従来系統の通電中の系統
図である。

【図２０】図１９の従来系統の事故停電時の系統図であ
る。

【図２１】図１９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２２】図１９の従来系統の復電時の系統図である。

【符号の説明】

１変電所３遮断器４配電線１４区分開閉器１５開閉器制御装置１６通信線１７電流センサ２４バックアップ電源２７制御処理部２８メモリ２９電流計測回路３０電圧計測回路３５通信モデム

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】樹枝状，非接地系統の配電線を区分する
区分開閉器毎に、それぞれの開閉を制御する開閉器制御
装置を設けた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零相電流を監視する
手段と、前記配電線の所定の２相の線間電圧を監視する手段と、前記線間電圧と前記零相電流との位相差を求める手段
と、前記零相電流が設定値より大きいときに地絡事故による
過電流の発生を検出して前記位相差を記憶する手段と、変電所の遮断器が開放して前記配電線が停電したときに
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位相差の記憶
情報を受信する手段と、前記自区間の前記位相差の記憶値と前記負荷側の隣りの
区間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遮断器が再閉路する前
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。