JP4489395B2 - 電力系統の対地静電容量測定装置 - Google Patents

Description

本発明は、人工地絡試験を実施することなく、電力系統の対地静電容量を測定する装置に関する。

近年、配電線の地中化により電力系統の対地静電容量が増加して充電電流が増大しており、将来益々著しくなる傾向にある。この充電電流の増大により地絡事故時に流れる電流が大きくなると、公共の安全確保として関係法令に規定されている低圧線路（１００／２００Ｖ線路など）のＢ種接地抵抗値を確保する接地工事が困難になる。

この対策として補償リアクトルを系統母線に設置することにより充電電流を減少させる手段が講じられている。この場合、補償リアクトルの補償容量を対地静電容量に応じて決定しなければならず、過補償あるいは不足補償の状態になると、変電所に設置された地絡検出用継電器が適正感度で動作せず、不動作による事故線路の遮断不能あるいは誤動作による不必要停電が生じる虞がある。

そのため、現状では、人工地絡試験を定期的に行い、地絡検出用保護継電器が正常に動作するか否かを確認し、その動作感度を調整するようにしている。

しかしながら、この人工地絡試験は本質的に活線作業であり、作業人員、費用を要し危険性を伴う。また、電力系統の全体に地絡の影響を与えるため、人工地絡試験を行なう電力系統に接続されている需要家の電気設備管理者や電気保安協会の了承を得る必要があり、その人工地絡試験を適宜に随時実施することが困難であった。

ここで、対地静電容量が判明すれば、補償リアクトルの補償容量、地絡検出用保護継電器の動作点である動作感度を計算することが可能である。従って、系統母線から引出した配電線の線種（架空、ケーブル）、幾何的配置などをデータ収集し、対地静電容量を計算すればよいことになるが、地域面積をカバーするために放射線状に広がって複雑、多岐に亘る電力系統全体におけるデータを正確に把握することは非常に困難である。

そこで、本発明は前記問題点に鑑みて提案されたもので、その目的とするところは、費用が必要で，危険性があり、電力系統全体に影響を与える人工地絡試験を実施することなく、対地静電容量を簡単に測定することができ、補償リアクトルの補償容量を容易に設定し得る電力系統の対地静電容量測定装置を提供することにある。

前記目的を達成するための技術的手段として、本発明は、系統母線から複数の配電線を引出した電力系統について、系統全体の対地静電容量と配電線毎の対地静電容量をそれぞれ測定する装置であって、系統母線に接続された接地用変圧器ＧＴｒの二次側から、微小な測定用電流Ｉｎを系統母線に重畳させる電流重畳部と、その測定用電流の重畳前と重畳後の接地用変圧器ＧＴｒの二次電圧Ｖｎ、配電線毎に設けられた零相変流器ＺＣＴの二次電圧Ｖｓ、系統母線に接続された計器用接地変圧器ＧＰＴの三次電圧Ｖｏｔ（零相電圧）および前記測定用電流Ｉｎを測定する測定部と、前記測定部で測定された測定用電流の重畳前と重畳後の接地用変圧器ＧＴｒの二次電圧Ｖｎ、計器用接地変圧器ＧＰＴの三次電圧Ｖｏｔおよび測定用電流Ｉｎに基づいて、所定の計算式でもって系統全体の対地アドミタンスＹｂを算出すると共に、前記測定部で測定された測定用電流の重畳前と重畳後の零相変流器ＺＣＴの二次電圧Ｖｓおよび計器用接地変圧器ＧＰＴの三次電圧Ｖｏｔに基づいて、所定の計算式でもって配電線の対地アドミタンスＹｆを算出する演算部とを具備したことを特徴とする。

本発明に係る対地静電容量測定装置では、前記系統全体の対地アドミタンスＹｂの虚部が系統全体の対地ωＣとなり、フィーダの対地アドミタンスＹｆの虚部がフィーダの対地ωＣとなることから、系統全体および配電線の対地静電容量を、系統が運転中であっても随時測定することが可能となる。

前記構成において、前記演算部は、配電線の零相変流器ＺＣＴに零相変流比が一定となる値の一次電流を通電させ、その一次電流の通電状態で測定した前記零相変流器ＺＣＴの零相変流比Ｎｚｃｔに基づいて、接地用変圧器ＧＴｒの二次側から重畳された測定用電流Ｉｎによる零相電流Ｉｏの変化分を算出することにより、配電線の対地ωＣを正確に測定することができる。

また、前記構成において、前記配電線の零相変流器ＺＣＴに端子電圧測定器を接続し、その端子電圧測定器の入力回路に抵抗を並列に接続したことにより、通電電流によるインピーダンス変動の影響を低減することにより、端子電圧測定による一次電流測定をより正確に行なうことができる。

本発明によれば、費用が必要で，危険性があり、電力系統全体に影響を与える人工地絡試験を実施することなく、系統の対地静電容量を、電力系統が運転中であっても随時、簡単に測定することができ、補償リアクトルの補償容量を容易に設定し得る対地静電容量測定装置を提供できる。

本発明に係る電力系統の対地静電容量測定装置の実施形態を、以下、図面に基づいて詳述する。図３は系統母線から複数の配電線を引出した電力系統回路図である。なお、以下で説明する測定値はベクトル値であり、計算もベクトル計算である。

この測定装置では、図３に示すように変電所などの系統母線に設置された中性点接地抵抗ＮＧＲ用の接地用変圧器ＧＴｒの二次側から、系統の運転に支障を来たさない程度の比較的微小な測定用電流Ｉｎを系統に重畳させて通電し、その重畳通電前と重畳通電後（重畳通電中を意味する）の計器用接地変圧器ＧＰＴの三次電圧Ｖｏｔ、接地用変圧器ＧＴｒの二次電圧Ｖｎおよび配電線毎の零相変流器ＺＣＴ１〜ＺＣＴｎの負担時（例えば地絡継電器ＤＧＲなどが接続されている時）の二次電圧Ｖｓ１〜Ｖｓｎ、前記測定用電流であるＧＴｒ重畳電流Ｉｎおよび配電線毎のＺＣＴ電流Ｉｏ（零相電流）とその位相（ベクトル計算のために必要）を計測して重畳通電後の値から重畳通電前の値を減算することによりその変化分に基づいて系統全体の対地静電容量と配電線毎の対地静電容量を算定する。

この実施形態では、予め測定していた接地用変圧器ＧＴｒ、計器用接地変圧器ＧＰＴおよび配電線毎の零相変流器ＺＣＴ１〜ＺＣＴｎの特性、計器用接地変圧器ＧＰＴに接続された制限抵抗Ｒｎ、および前述した重畳通電前と重畳通電後の測定値と中性点接地抵抗ＮＧＲの値から、系統全体の対地静電容量と配電線毎の対地静電容量を算出する。

このようにして、系統が運転中であっても系統全体の対地静電容量と配電線毎の対地静電容量を随時測定することができる。この系統全体の対地静電容量と配電線毎の対地静電容量を測定するための対地ωＣの計算式（以下はベクトル計算）は、次のとおりである。なお、図４は後述の計算説明で参照するための図３の零相等価回路を示す。

この測定では、ＧＰＴ三次電圧Ｖｏｔ、ＧＴｒ二次電圧ＶｎおよびＺＣＴ二次電圧Ｖｓ１〜Ｖｓｎ、ＧＴｒ重畳電流ＩｎおよびＺＣＴ電流Ｉｏ（零相電流）のすべてについて、その重畳通電前の値と重畳通電後の値を測定し、その変化分（重ねの理）を用いて、例えばＧＴｒ二次電圧Ｖｎの変化分ΔＶｎは、ΔＶｎ＝（重畳通電後のＶｎ）−（重畳通電前のＶｎ）として計算する。

前記ＧＴｒ重畳電流ＩｎによるＧＴｒ二次電圧の変化分をΔＶｎとすると、中性点接地抵抗ＮＧＲ（抵抗値Ｒｎｇｒ）に流れるＮＧＲ電流Ｉｒの変化分ΔＩｒは、
ΔＩｒ＝ΔＶｎ／Ｒｎｇｒ …(1)
となり、系統母線に設置された補償リアクトルＰＣ（Ｌｂ）に流れるリアクトル電流Ｉｌの変化分ΔＩｌは、
ΔＩｌ＝ΔＶｎ／Ｌｂ …(2)
となる。接地用変圧器ＧＴｒの零相変圧比をＮｇｔｒ（既知値）とし、系統全体の対地アドミタンスをＹｂとすると、その対地アドミタンスＹｂに流れるＧＴｒ一次重畳電流Ｉｙｂの変化分ΔＩｙｂは、
ΔＩｙｂ＝（Ｉｎ−ΔＩｒ−ΔＩｌ）／Ｎｇｔｒ …(3)
となる。計器用接地変圧器ＧＰＴの三次電圧Ｖｏｔの変化分ΔＶｏｔと零相変圧比Ｎｇｐｔ（既知値）から、系統全体の零相電圧Ｖｏ、つまり、計器用接地変圧器ＧＰＴの一次電圧の変化分ΔＶｏは、
ΔＶｏ＝ΔＶｏｔ・Ｎｇｐｔ …(4)
となり、系統全体の対地アドミタンスＹｂは、零相電圧Ｖｏの変化分ΔＶｏと、ＧＴｒ一次重畳電流Ｉｙｂ、つまり、接地用変圧器ＧＴｒの一次電流の変化分ΔＩｙｂから、
Ｙｂ＝ΔＩｙｂ／ΔＶｏ …(5)
であり、系統全体の対地ωＣは対地アドミタンスＹｂの虚部となる。

また、配電線の零相変流器ＺＣＴの一次電流の変化分ΔＩｏは、零相変流器ＺＣＴの二次電圧の変化分ΔＶｓと零相変流器ＺＣＴにおける一次電流に対する二次電圧の比ｎから、
ΔＩｏ＝ΔＶｓ・ｎ …(6)
となり、各配電線毎の対地アドミタンスＹｆは、計器用接地変圧器ＧＰＴの一次電圧の変化分ΔＶｏと零相変流器ＺＣＴの一次電流の変化分ΔＩｏから、
Ｙｆ＝ΔＩｏ／ΔＶｏ …(7)
であり、配電線毎の対地ωＣは対地アドミタンスＹｆの虚部となる。

なお、図３の電力系統回路では、地絡事故時、配電線毎の補償リアクトルＬ１〜Ｌｎ，Ｌｂが過補償の時の地絡継電器ＤＧＲの誤動作を防止するために接地用変圧器ＧＴｒの中性点にＧＴｒ中性点変流器ＣＴを設置し、その二次電流を配電線毎の零相変流器ＺＣＴ１〜ＺＣＴｎに環流させているので、配電線の対地ωＣを測定するためには零相電流ＩｏからＣＴ二次電流Ｉｃｔを差し引く必要がある。つまり、ＧＴｒ中性点変流器ＣＴの変流比をＮｃｔとすると、ＣＴ二次電流Ｉｃｔは、
Ｉｃｔ＝Ｉｃ／Ｎｃｔ …(8)
となり、各配電線毎の対地アドミタンスＹｆは、
Ｙｆ＝（Ｉｏ−Ｉｃｔ）／Ｖｏ …(9)
となる。

ここで、接地用変圧器ＧＴｒの零相インピーダンスＺｇｔｒは、次の計算に基づいて求めることができる。接地用変圧器ＧＴｒの一次電圧Ｖｎｐは、ＧＴｒ二次電圧Ｖｎおよび零相変圧比Ｎｇｔｒから、
Ｖｎｐ＝Ｖｎ・Ｎｇｔｒ …(10)
となり、零相インピーダンスＺｇｔｒの端子電圧Ｖｇｔｒは、零相電圧Ｖｏ、一次電圧Ｖｎｐから、
Ｖｇｔｒ＝（Ｖｎｐ−Ｖｏ） …(11)
となり、接地用変圧器ＧＴｒの零相インピーダンス（一次値）Ｚｇｔｒは、
Ｚｇｔｒ＝Ｖｇｔｒ／Ｉｃ …(12)
となる。

図１は前述した対地静電容量を測定するための回路構成を具備した測定装置を示す。この測定装置は、各電圧、電流および位相を測定し、測定対象の切り替え制御と測定時間およびタイミング制御、測定記録を実行する測定部１と、測定対象となる零相変流器ＺＣＴの切り替え、ＺＣＴ重畳電流制御を実行する操作制御部２と、ＧＴｒ重畳電流の電源と操作を実行する電流重畳部３と、各地絡継電器ＤＧＲの端子電圧測定のために絶縁および増幅を実行するプリアンプ部４とで構成される。

なお、前述した測定部１は、ＲＳ−２３２Ｃのインターフェースを介してパーソナルコンピュータによる演算部５と接続することにより制御される。また、プリアンプ部４は、地絡継電器ＤＧＲの近傍に取り付けられ、１Ω程度の入力抵抗を有する。また、図２は前述の測定装置による各電圧、電流および位相の測定を実行するためのフローチャートを示す。

前述した対地静電容量の測定においては、電圧変動による測定値のばらつきが存在し、かつ、既設の関連機器、例えば接地用変圧器ＧＴｒや計器用接地変圧器ＧＰＴ、零相変流器ＺＣＴの特性による測定精度に左右されることが判明している。

まず、前述の電圧変動には、系統の高圧側電圧の変動、ＧＴｒ重畳電源による変動、ＺＣＴ重畳電流による変動がある。系統の高圧側電圧の変動については、測定電流の重畳通電前、重畳通電後に各値を測定する回数と時間間隔を短くすることにより、電圧変動による測定値のばらつきを抑制することができる。

例えば、測定電流を重畳通電する０．２秒前に各値を測定し、その重畳通電の２．０秒後に重畳通電後の各値を測定する。また、測定タイミングは０．２秒の測定所要時間とすることが好ましく、測定の時間帯では急激な変動が発生する時間帯を避け、数回以上の測定結果をトリミング平均することが望ましい。ＧＴｒ重畳電源による変動、ＺＣＴ重畳電流による変動については、安定化電源を採用することにより、電圧変動による測定値のばらつきを抑制することが可能である。

一方、接地用変圧器ＧＴｒや計器用接地変圧器ＧＰＴ、零相変流器ＺＣＴの特性が測定精度に大きく影響するため、これら接地用変圧器ＧＴｒや計器用接地変圧器ＧＰＴ、零相変流器ＺＣＴの特性を実測する必要がある。接地用変圧器ＧＴｒについては、零相変圧比と零相インピーダンスの各値、計器用接地変圧器ＧＰＴについては、零相インピーダンスと制限抵抗の各値、また、零相変流器ＺＣＴについては、地絡継電器ＤＧＲと組み合わせた零相変流比と位相差の各値を正確に測定する必要がある。

これら接地用変圧器ＧＴｒや計器用接地変圧器ＧＰＴ、零相変流器ＺＣＴの零相特性を、系統の対地静電容量測定に先立って予め測定しておく必要がある。

まず、接地用変圧器ＧＴｒの零相変圧比と零相インピーダンスの測定は以下の要領で行なう。接地用変圧器ＧＴｒの二次電圧を測定して高圧側（一次側）に換算するに際して、零相変圧比Ｎｇｔｒにより計算するが、接地用変圧器ＧＴｒは全負荷状態の電圧降下分を見越して定格値のＮｇｔｒより小さく設計されているのが通常である。従って、無負荷状態での零相変圧比と二次短絡時の零相インピーダンスを測定する。

接地用変圧器ＧＴｒの零相変圧比は、図５に示す測定回路でもって行なう。この測定回路において、高圧側ＬＢＳを「切」にして無充電状態とし、接地用変圧器ＧＴｒの高圧側端子Ｕ，Ｖ，Ｗを一括短絡して接地間に高圧電圧計測用の変圧器ＰＴを接続する。この接地用変圧器ＧＴｒの二次端子ａ−ｆ間に測定用電圧Ｖｎを印加し、高圧側の電圧Ｖｐ、位相θｇｔｒを計測する。これにより、零相変圧比Ｎｇｔｒは、Ｎｇｔｒ＝Ｖｐ／Ｖｎで計算し、位相差はθｇｔｒとなる。

一方、接地用変圧器ＧＴｒの零相インピーダンスの測定は、図６に示す測定回路でもって行なう。なお、図６中（後述の図７も同様）、Ｅｉは安定化電源（電流出力）、ＩｐはＧＰＴ一次通電電流、ＶｐはＧＰＴ一次電圧、θは位相差計、Ｒｅｆは位相測定の基準である。この測定回路において、高圧側ＬＢＳを「切」にして無充電状態とし、接地用変圧器ＧＴｒの二次端子ａ−ｆ間を短絡し、高圧側端子Ｕ，Ｖ，Ｗを一括短絡して接地間に測定用電流を通電する。そのときの通電電流Ｉｐと高圧側端子電圧Ｖｐ、位相θを測定して零相インピーダンスを計算する。この零相インピーダンスＺｇｔｒは、Ｚｇｔｒ＝Ｖｐ／Ｉｐで計算し、位相差＝θでベクトル計算を行なう。ここで、Ｒ分が実部、ωＬ分が虚部、零相インピーダンスＺｇｔｒが絶対値で求める。

次に、計器用接地変圧器ＧＰＴの零相インピーダンスを測定して算出する。この零相インピーダンスと接続されている制限抵抗による電圧降下を計算し、計器用接地変圧器ＧＰＴの無負荷時の誤差補正分を勘案して計器用接地変圧器ＧＰＴの実零相変圧比を算定する。

この計器用接地変圧器ＧＰＴの零相インピーダンスの測定は、図７に示す測定回路でもって行なう。この測定回路において、高圧側端子Ｕ，Ｖ，Ｗの接続を外し、計器用接地変圧器ＧＰＴの三次端子ａ−ｆ間を短絡する。高圧側端子Ｕ，Ｖ，Ｗを一括短絡して接地間に測定用電流Ｉｐを通電する。そのときの高圧側端子Ｕ，Ｖ，Ｗと接地間電圧Ｖｐ、位相θを測定する。測定した通電電流Ｉｐ、端子間電圧Ｖｐ、位相θから零相インピーダンスＺｇｐｔを算定する。

また、計器用接地変圧器ＧＰＴの無負荷時の零相変圧比は、誤差階級３Ｇの１／２（−１．５％）を補正しているとし、零相インピーダンスと制限抵抗による分圧を計算して実零相変圧比を計算する。位相差は無負荷時を０（ｄｅｇ）とし、零相インピーダンスと制限抵抗の関係のみによるものとする。その計算式としては、
Ｎｇｐｔ＝ｎ＊（Ｚ＋Ｒｎ＊ｎ²）／（Ｒｎ＊ｎ²）
となる。なお、位相差θは、インピーダンス（Ｚ＋Ｒｎ＊ｎ²）の位相のマイナス値である。

次に、零相変流器ＺＣＴの零相変流比と位相差の各値からなるＺＣＴ特性を測定する。配電線毎に対地静電容量を測定するためには、配電線毎に零相電流を実測する必要がある。接地用変圧器ＧＴｒの二次重畳電流について、重畳通電前の零相電圧Ｖｏ１および零相電流Ｉｏ１と、重畳通電後の零相電圧Ｖｏ２および零相電流Ｉｏ２を測定すれば、重畳による変化分から配電線の対地アドミタンスＹを、
Ｙ＝（Ｉｏ２−Ｉｏ１）／（Ｖｏ２−Ｖｏ１）
で計算し、対地ωＣを算定することができる。

零相変流器ＺＣＴはその構造上、一次側は貫通（一回巻き）であり、一次零相電流はｍＡ単位の電流値であるため、入力ＡＴが通常の変流器ＣＴよりも非常に小さい。従って、励磁インピーダンスの影響が大きく、一次零相電流値と二次負担インピーダンスにより変化が大きく、零相変流比は特定できない。対地静電容量の測定時の一次電流が数ｍＡ程度では測定不能である。

零相電流Ｉｏの測定用零相変流器を既設の保護継電器用の零相変流器で共用する場合、通常の零相変流器の検出一次零相電流値は地絡故障電流を検出する目的から、この測定装置のように比較的微小な電流値を測定する目的では測定誤差が非常に大きいためにそのまま使用することが困難である。

そこで、地絡継電器ＤＧＲの接続状態で一次電流が数１００ｍＡ程度から変流比の直線性がよくなることから、対地静電容量の測定時、零相変流器ＺＣＴの一次側に０．６Ａから１．０Ａ程度の電流を連続通電して測定する。前述したようにＧＴｒ重畳電流の通電後から通電前の値を差し引くため、零相電流Ｉｏの測定用零相変流器を既設の保護継電器用の零相変流器で共用する場合、通常の零相変流器の検出通電した電流値である一次電流は計算で消去される。対地静電容量の測定前に、この零相変流器ＺＣＴの一次電流を通電したときの零相変流比を一度測定しておけば、対地静電容量の測定時のＧＴｒ重畳電流による零相電流Ｉｏの変化分を計算できる。

地絡継電器ＤＧＲに直列にシャント抵抗を挿入し、その端子電圧を測定することによりＺＣＴ二次電流を測定する。この場合、零相変流比は安定しており対地静電容量の測定上も問題はないが、ＺＣＴ二次回路に抵抗を割り込ませることは零相変流器の負荷抵抗を増加させることになって好ましくなく、また、系統の運転中に対地静電容量測定のため、ＺＣＴ二次回路に直列に抵抗を割り込ませることは、ＺＣＴ二次回路の開放を防止するための測定用の回路構成が複雑になり、常時接続されて地絡保護を行なう継電器の動作の信頼性を損なう可能性がある。

そこで、対地静電容量の測定のときだけ、ＺＣＴ二次電圧、つまり、地絡継電器ＤＧＲの端子電圧を測定し、一次電流値に換算して零相電流値を得るようにしてもよいが、この場合、ＺＣＴ特性（一次／二次変成比）が不安定で対地静電容量の測定も非常に不安定となる。つまり、地絡継電器ＤＧＲの入力インピーダンスが電流値によって変動する場合があり、大きな測定誤差を生じる可能性がある。

これに対して、地絡継電器ＤＧＲの端子電圧測定器の入力回路に１Ω程度の抵抗器を接続し、測定は抵抗器並列の端子電圧を計測することにより、ＤＧＲ入力インピーダンスの変動の影響を低減することができる。その抵抗は電流により抵抗値が変動せず、ＤＧＲ入力インピーダンスが変動しても抵抗との並列インピーダンスが対地静電容量測定に影響を及ぼさない程度の比較的小さい値とする。

前述した零相変流器ＺＣＴの一次電流値を得るためには、零相変流器ＺＣＴの一次電流に対する二次電圧の比と位相差を測定しておいて、対地静電容量の測定データから零相変流器ＺＣＴの一次電流値を算出しなければならない。

この零相変流器ＺＣＴの零相特性、つまり、一次電流に対する二次電圧の比と位相差を測定する測定回路を図８に示す。この比と位相差の測定と計算は以下の手順に基づいて行なわれる。なお、以下の説明において、ＩｐはＺＣＴ重畳電流、ＩｏはＧＴｒ重畳電流による零相電流（一次値）、Ｉｏｏは零相残留電流（一次値）、ｎは零相変流器ＺＣＴにおける一次電流に対する二次電圧の比、ＺｐはＺＣＴ重畳電流分圧インピーダンス、ＺｒはＺＣＴ負担インピーダンス（ＤＧＲ）、Ｖｓ１はＧＴｒ重畳前のＺＣＴ二次電圧（補償合成）、Ｖｓ２はＧＴｒ重畳後のＺＣＴ二次電圧（補償合成）である。
(i)Ｓｗ２：ＯＮ、Ｉｐを通電した状態でＺＣＴ二次電圧Ｖｓ１、θ１を測定する。
（Ｖｓ１，θ１）＝（Ｉｐの補償残留分＋Ｉｏｏ）／ｎ
(ii)Ｓｗ１：ＯＮ、Ｉｏを通電しＶｓ２、θ２を測定する。
（Ｖｓ２，θ２）＝（Ｉｐの補償残留分＋Ｉｏｏ＋Ｉｏ）／ｎ
(iii)Ｖｓ２からＶｓ１を減算し、Ｖｓ、θを求める。
（Ｖｓ，θ）＝（Ｖｓ２，θ２）−（Ｖｓ１，θ１）
(iv)Ｖｓ，θｏとＩｏの関係は(i) (ii)から
Ｖｓ＝（Ｉｏ／ｎ，θｏ）
(v)零相変流器ＺＣＴにおける一次電流に対する二次電圧の比ｎと位相差θｅは、
ｎ＝Ｉｏ／Ｖｓ
θｅ＝θｏ

また、零相変流器ＺＣＴの零相特性測定は、図９に示す測定回路を用いることも可能である。なお、以下の説明において、ＥはＺＣＴ一次通電電流用電源、Ｉｐは測定用ＺＣＴ一次通電電流、Ｒｅｆは位相測定の基準、ＳＷは測定用電流方向切替スイッチ、ＺＣＴは測定対象ＺＣＴ、ＤＧＲは地絡継電器、ＶｓはＺＣＴ二次電圧、θはＺＣＴ二次電圧位相、Ｂｕｓは電力系統の母線、Ｃは配電線の対地静電容量である。この測定回路においては、測定用電流Ｉｐを零相変流器の一次側（貫通孔に通した電線）に通電し、その時の二次電圧Ｖｓ１と位相θ１を測定する。次にスイッチＳＷを切り替えてＩｐの逆方向の電流を通電し、その時の二次電圧Ｖｓ２、θ２を測定する。

零相変流器ＺＣＴの零相変流比をＮｚｃｔとすると、
Ｎｚｃｔ＝２・Ｉｐ／（Ｖｓ１−Ｖｓ２）
となる。位相差θは、（Ｖｓ１−Ｖｓ２）の位相となる。

対地静電容量の不平衡、系統全体の対地静電容量の不平衡による残留零相電圧により常時ＺＣＴ一次側に流れている零相残留電流Ｉｚは、
Ｉｚ＝Ｖｓ１（ｏｒ２）・Ｎｚｃｔ（位相はθ）−Ｉｐ
となる。このように各値を測定し、変成比、位相差を算定する。

本発明に係る電力系統の対地静電容量測定装置の実施形態で、測定装置の回路構成を示すブロック図である。 図１の測定装置により対地静電容量を測定する手順を示すフローチャートである。 系統母線から配電線を引出した電力系統回路例図である。 対地静電容量の計算手順を説明するための零相等価回路である。 ＧＴｒ零相変圧比を測定するための測定回路の構成図である。 ＧＴｒ零相インピーダンスを測定するための測定回路の一例を示す構成図である。 ＧＰＴ零相インピーダンスを測定するための測定回路の一例を示す構成図である。 ＺＣＴによる零相電流を測定するための測定回路の一例を示す構成図である。 ＺＣＴによる零相電流を測定するための測定回路の他例を示す構成図である。

符号の説明

１ 測定部
３ 電流重畳部
５ 演算部

Claims (3)

1. 系統母線から配電線を引出した電力系統について、系統全体の対地静電容量と配電線毎の対地静電容量をそれぞれ測定する装置であって、
   配電線に供給中の系統母線に接続された接地用変圧器ＧＴｒの二次側から、微小な測定用電流Ｉｎを系統母線に重畳させる電流重畳部と、
   その測定用電流の重畳前と重畳後の接地用変圧器ＧＴｒの二次電圧Ｖｎ、各配電線に設けられた零相変流器ＺＣＴの二次電圧Ｖｓ、系統母線に接続された計器用接地変圧器ＧＰＴの三次電圧Ｖｏｔおよび前記測定用電流Ｉｎを測定する測定部と、
   前記測定部で測定された測定用電流の重畳前と重畳後の接地用変圧器ＧＴｒの二次電圧Ｖｎ、計器用接地変圧器ＧＰＴの三次電圧Ｖｏｔおよび測定用電流Ｉｎに基づいて、所定の計算式でもって系統全体の対地アドミタンスＹｂを算出すると共に、前記測定部で測定された測定用電流の重畳前と重畳後の零相変流器ＺＣＴの二次電圧Ｖｓおよび計器用接地変圧器ＧＰＴの三次電圧Ｖｏｔに基づいて、所定の計算式でもって配電線の対地アドミタンスＹｆを算出する演算部と、
   を具備したことを特徴とする電力系統の対地静電容量測定装置。
2. 前記演算部は、配電線の零相変流器ＺＣＴに零相変流比Ｎｚｃｔが一定となる値の一次電流を通電させ、その一次電流の通電状態で測定した前記零相変流器ＺＣＴの零相変流比Ｎｚｃｔに基づいて、接地用変圧器ＧＴｒの二次側から重畳された測定用電流Ｉｎによる零相電流Ｉｏの変化分を算出する請求項１に記載の電力系統の対地静電容量測定装置。
3. 前記配電線の零相変流器ＺＣＴに負担時の端子電圧測定器を接続し、その端子電圧測定器の入力回路に抵抗を並列に接続した請求項１に記載の電力系統の対地静電容量測定装置。