JP6745707B2 - 送電線保護リレーシステム及び送電線保護方法 - Google Patents
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Description
本発明は、平行２回線送電線を保護する送電線保護リレーシステム及び送電線保護方法に関する。
下記特許文献１の［背景技術］に示されるように、平行２回線送電線の保護対象区間の両端部に設置される回線選択継電装置が知られている。
かような従来の回線選択継電装置は、平行２回線送電線の１号線の計器用変流器で検出された１号線の電流と、２号線の計器用変流器で検出された２号線の電流との差分を演算する短絡回線選択リレー要素を有しており、これらの電流が等しく差分がない通常の場合には、１号線の開閉器や２号線の開閉器を開放（トリップ）させない。又、保護対象区間外で短絡事故が起こった場合、１号線及び２号線の双方において保護対象区間外の事故点に向かって電流が流れるものの、これらの電流が等しいため、従来の回線選択継電装置は１号線の開閉器や２号線の開閉器を開放させない（特許文献１の図８（ａ）参照）。他方、保護対象区間内で短絡事故が起こった場合、１号線及び２号線の双方において保護対象区間内の事故点に向かって電流が流れ、負荷側の回線選択継電装置において事故点側の回線における電流の向きが通常時と異なることとなって１号線及び２号線の電流の差分が生じ、且つ電源側の回線選択継電装置において事故点側の回線の電流が他方の回線の電流より大きくなってこれらの電流の差分が生じるため、従来の回線選択継電装置の短絡回線選択リレー要素は、故障発生側の回線の開閉器にトリップ指令を発して、故障発生側の回線の開閉器を開放する（特許文献１の図８（ｂ））。
かような従来の回線選択継電装置では、保護対象区間内において誘導電動機や発電機が有ると、電源側の保護対象区間外での短絡事故時に誘導電動機等から事故点に向かって過渡的に事故電流が流れ、短絡回線選択リレー要素が不要動作することがある。即ち、誘導電動機への電源供給停止による惰性運転時に誘導電動機が起電力を生じ、保護対象区間外の事故点へ事故電流を流すことがあり（特許文献１の図９（ａ））、発電機の場合も同様に事故点へ事故電流を流すことがある（特許文献１の図９（ｂ））。これらの場合、通常時と異なり誘導電動機等から電源側へ事故電流が流れ、誘導電動機のない側の回線の電流の向きと異なる向きの事故電流が流れることから、保護対象区間外での短絡事故であるにもかかわらず短絡回線選択リレー要素がトリップ指令を発して開閉器が開放されてしまい、不要な停電が起こってしまう。
かような従来の回線選択継電装置は、平行２回線送電線の１号線の計器用変流器で検出された１号線の電流と、２号線の計器用変流器で検出された２号線の電流との差分を演算する短絡回線選択リレー要素を有しており、これらの電流が等しく差分がない通常の場合には、１号線の開閉器や２号線の開閉器を開放（トリップ）させない。又、保護対象区間外で短絡事故が起こった場合、１号線及び２号線の双方において保護対象区間外の事故点に向かって電流が流れるものの、これらの電流が等しいため、従来の回線選択継電装置は１号線の開閉器や２号線の開閉器を開放させない（特許文献１の図８（ａ）参照）。他方、保護対象区間内で短絡事故が起こった場合、１号線及び２号線の双方において保護対象区間内の事故点に向かって電流が流れ、負荷側の回線選択継電装置において事故点側の回線における電流の向きが通常時と異なることとなって１号線及び２号線の電流の差分が生じ、且つ電源側の回線選択継電装置において事故点側の回線の電流が他方の回線の電流より大きくなってこれらの電流の差分が生じるため、従来の回線選択継電装置の短絡回線選択リレー要素は、故障発生側の回線の開閉器にトリップ指令を発して、故障発生側の回線の開閉器を開放する（特許文献１の図８（ｂ））。
かような従来の回線選択継電装置では、保護対象区間内において誘導電動機や発電機が有ると、電源側の保護対象区間外での短絡事故時に誘導電動機等から事故点に向かって過渡的に事故電流が流れ、短絡回線選択リレー要素が不要動作することがある。即ち、誘導電動機への電源供給停止による惰性運転時に誘導電動機が起電力を生じ、保護対象区間外の事故点へ事故電流を流すことがあり（特許文献１の図９（ａ））、発電機の場合も同様に事故点へ事故電流を流すことがある（特許文献１の図９（ｂ））。これらの場合、通常時と異なり誘導電動機等から電源側へ事故電流が流れ、誘導電動機のない側の回線の電流の向きと異なる向きの事故電流が流れることから、保護対象区間外での短絡事故であるにもかかわらず短絡回線選択リレー要素がトリップ指令を発して開閉器が開放されてしまい、不要な停電が起こってしまう。
そこで、特許文献１の発明では、回線別の短絡回線選択リレー要素に対し、回線別の短絡方向リレー要素が回線毎にアンド回路を介して接続され、これら双方のリレー要素が何れも動作した場合（個々のリレー要素の出力が何れも論理値１であることをアンド回路が把握した場合）、トリップ指令が発せられて開閉器が開放されることで、上述の不要動作が防止されるようになっている。
即ち、１号線短絡回線選択リレー要素は１号線に流れる電流が２号線に流れる電流より大きいときに１号線の短絡事故であると判断し、２号線短絡回線選択リレー要素はその逆である。又、１号線短絡方向リレー要素は１号線の電流と電圧の位相関係から保護対象区間内の短絡事故方向か否かの検出を行い、２号線短絡回線選択リレー要素は２号線の電流と電圧の位相関係による同様の検出を行う。
そして、保護対象区間外で短絡事故が起こった場合でも、従来同様に短絡回線選択リレー要素は作動せず（論理値０）、アンド回路はトリップ指令を発しない（特許文献１の図５）。又、保護対象区間内で短絡事故が起こった場合、短絡回線選択リレー要素は従来同様に作動し（論理値１）、更に１号線短絡方向リレー要素及び２号線短絡方向リレー要素は電流が保護対象区間への方向に流れていることに基づき作動して（論理値１）、アンド回路を通じトリップ指令がなされる（特許文献１の図６）。更に、保護対象区間内に誘導電動機や発電機が有る場合において保護対象区間外（電源側）で短絡事故が起こったときには、短絡回線選択リレー要素は従来同様に作動してしまうものの（論理値１）、１号線短絡方向リレー要素又は２号線短絡方向リレー要素（誘導電動機等のある側の方向リレー要素）は電流が保護対象区間への方向とは逆の方向に流れていることに基づき作動せず（論理値０）、結果トリップ指令はなされない（特許文献１の図７）。
即ち、１号線短絡回線選択リレー要素は１号線に流れる電流が２号線に流れる電流より大きいときに１号線の短絡事故であると判断し、２号線短絡回線選択リレー要素はその逆である。又、１号線短絡方向リレー要素は１号線の電流と電圧の位相関係から保護対象区間内の短絡事故方向か否かの検出を行い、２号線短絡回線選択リレー要素は２号線の電流と電圧の位相関係による同様の検出を行う。
そして、保護対象区間外で短絡事故が起こった場合でも、従来同様に短絡回線選択リレー要素は作動せず（論理値０）、アンド回路はトリップ指令を発しない（特許文献１の図５）。又、保護対象区間内で短絡事故が起こった場合、短絡回線選択リレー要素は従来同様に作動し（論理値１）、更に１号線短絡方向リレー要素及び２号線短絡方向リレー要素は電流が保護対象区間への方向に流れていることに基づき作動して（論理値１）、アンド回路を通じトリップ指令がなされる（特許文献１の図６）。更に、保護対象区間内に誘導電動機や発電機が有る場合において保護対象区間外（電源側）で短絡事故が起こったときには、短絡回線選択リレー要素は従来同様に作動してしまうものの（論理値１）、１号線短絡方向リレー要素又は２号線短絡方向リレー要素（誘導電動機等のある側の方向リレー要素）は電流が保護対象区間への方向とは逆の方向に流れていることに基づき作動せず（論理値０）、結果トリップ指令はなされない（特許文献１の図７）。
特許文献１の回線選択継電装置では、保護対象区間内に誘導電動機や発電機が有る場合において保護対象区間外で短絡事故が起こったときであっても、開閉器の不要な開放が防止される。
しかし、１号線にその電流が保護対象区間への方向に流れているか否かを把握する１号線短絡方向リレー要素が設けられ、２号線にその電流が保護対象区間への方向に流れているか否かを把握する２号線短絡方向リレー要素が設けられているため、保護対象区間内で２回線にまたがる異相故障が起こった場合に、短絡方向リレー要素が不動作となる可能性があり、本来の動作を阻害する可能性がある。即ち、２回線にまたがる異相故障では、１号線ないし２号線における電流がそれぞれ半減し、よって各短絡方向リレー要素における電流入力が半減して、故障点までのインピーダンスは２倍となり（アンダーリーチ現象）、各短絡方向リレー要素が動作しない可能性がある。
かような不動作の可能性を低減するため、各短絡方向リレー要素の整定値を増加させると、保護対象区間外であって保護対象区間に近い地点（送電端外部至近地点）において故障が発生した場合に各短絡方向リレー要素が動作してしまい、回線選択継電装置が不要なトリップを行ってしまう可能性がある。
そこで、本発明の主な目的の一つは、保護対象区間内で２回線にまたがる異相地絡故障が起こった場合でも正確に動作する送電線保護リレーシステム，送電線保護方法を提供することにある。
又、本発明の主な目的の一つは、保護対象区間外であって保護対象区間に近い地点において故障が発生した場合でも不要動作を防止することができる送電線保護リレーシステム，送電線保護方法を提供することにある。
しかし、１号線にその電流が保護対象区間への方向に流れているか否かを把握する１号線短絡方向リレー要素が設けられ、２号線にその電流が保護対象区間への方向に流れているか否かを把握する２号線短絡方向リレー要素が設けられているため、保護対象区間内で２回線にまたがる異相故障が起こった場合に、短絡方向リレー要素が不動作となる可能性があり、本来の動作を阻害する可能性がある。即ち、２回線にまたがる異相故障では、１号線ないし２号線における電流がそれぞれ半減し、よって各短絡方向リレー要素における電流入力が半減して、故障点までのインピーダンスは２倍となり（アンダーリーチ現象）、各短絡方向リレー要素が動作しない可能性がある。
かような不動作の可能性を低減するため、各短絡方向リレー要素の整定値を増加させると、保護対象区間外であって保護対象区間に近い地点（送電端外部至近地点）において故障が発生した場合に各短絡方向リレー要素が動作してしまい、回線選択継電装置が不要なトリップを行ってしまう可能性がある。
そこで、本発明の主な目的の一つは、保護対象区間内で２回線にまたがる異相地絡故障が起こった場合でも正確に動作する送電線保護リレーシステム，送電線保護方法を提供することにある。
又、本発明の主な目的の一つは、保護対象区間外であって保護対象区間に近い地点において故障が発生した場合でも不要動作を防止することができる送電線保護リレーシステム，送電線保護方法を提供することにある。
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、送電線保護リレーシステムにおいて、平行２回線送電線の各同相の回線間差電流の大きさ、及び各同相の回線間差電流と電圧との位相差関係から、保護対象区間内の短絡事故回線を検出し動作する回線選択リレーと、平行２回線送電線の各同相の線間電流の和の大きさと、各同相の線間電流の和と線間電圧との位相差関係から、前記保護対象区間の内部短絡事故と外部短絡事故を判別し動作する方向リレーと、前記回線選択リレー及び前記方向リレーの動作状態に基づいて事故回線の遮断器に遮断動作をさせる演算器と、を備えたことを特徴とするものである。
請求項２に記載の発明は、上記発明において、前記回線選択リレー、前記方向リレー、及び前記演算器は、送電端側及び受電端側に設置されており、送電端側において、前記演算器は、前記回線選択リレーの動作及び前記方向リレーの内部短絡事故動作により前記遮断器に遮断動作をさせ、受電端側において、前記演算器は、前記回線選択リレーの動作及び前記方向リレーの外部短絡事故不動作により前記遮断器に遮断動作をさせることを特徴とするものである。
上記目的を達成するために、請求項３に記載の発明は、送電線保護方法において、平行２回線送電線の各同相の回線間差電流の大きさ、及び各同相の回線間差電流と電圧との位相差関係から、保護対象区間内の短絡事故回線を検出し動作する回線選択リレーと、平行２回線送電線の各同相の線間電流の和の大きさと、各同相の線間電流の和と線間電圧との位相差関係から、前記保護対象区間の内部短絡事故と外部短絡事故を判別し動作する方向リレーと、を備えた送電線保護リレーシステムにより、前記回線選択リレーの動作状態及び前記方向リレーの動作状態に基づいて、事故回線の遮断器に遮断動作をさせることを特徴とするものである。
請求項４に記載の発明は、上記発明において、前記送電線保護リレーシステムは、送電端側及び受電端側に設置されており、送電端側において、前記回線選択リレーの動作があり且つ前記方向リレーの内部短絡事故の動作がある状態で、前記遮断器に遮断動作をさせ、受電端側において、前記回線選択リレーの動作があり且つ前記方向リレーの外部短絡事故が不動作である状態で、前記遮断器に遮断動作をさせることを特徴とするものである。
請求項２に記載の発明は、上記発明において、前記回線選択リレー、前記方向リレー、及び前記演算器は、送電端側及び受電端側に設置されており、送電端側において、前記演算器は、前記回線選択リレーの動作及び前記方向リレーの内部短絡事故動作により前記遮断器に遮断動作をさせ、受電端側において、前記演算器は、前記回線選択リレーの動作及び前記方向リレーの外部短絡事故不動作により前記遮断器に遮断動作をさせることを特徴とするものである。
上記目的を達成するために、請求項３に記載の発明は、送電線保護方法において、平行２回線送電線の各同相の回線間差電流の大きさ、及び各同相の回線間差電流と電圧との位相差関係から、保護対象区間内の短絡事故回線を検出し動作する回線選択リレーと、平行２回線送電線の各同相の線間電流の和の大きさと、各同相の線間電流の和と線間電圧との位相差関係から、前記保護対象区間の内部短絡事故と外部短絡事故を判別し動作する方向リレーと、を備えた送電線保護リレーシステムにより、前記回線選択リレーの動作状態及び前記方向リレーの動作状態に基づいて、事故回線の遮断器に遮断動作をさせることを特徴とするものである。
請求項４に記載の発明は、上記発明において、前記送電線保護リレーシステムは、送電端側及び受電端側に設置されており、送電端側において、前記回線選択リレーの動作があり且つ前記方向リレーの内部短絡事故の動作がある状態で、前記遮断器に遮断動作をさせ、受電端側において、前記回線選択リレーの動作があり且つ前記方向リレーの外部短絡事故が不動作である状態で、前記遮断器に遮断動作をさせることを特徴とするものである。
本発明の主な効果の一つは、保護対象区間内で２回線にまたがる異相地絡故障が起こった場合でも正確に動作する送電線保護リレーシステムや送電線保護方法を提供可能であることである。
又、本発明の主な効果の一つは、保護対象区間外であって保護対象区間に近い地点において故障が発生した場合でも不要動作を防止することができる送電線保護リレーシステムや送電線保護方法を提供可能であることである。
又、本発明の主な効果の一つは、保護対象区間外であって保護対象区間に近い地点において故障が発生した場合でも不要動作を防止することができる送電線保護リレーシステムや送電線保護方法を提供可能であることである。
以下、本発明の実施の形態やその変更例が、適宜図面に基づいて説明される。本発明は、下記の形態や変更例に限定されない。
≪構成等≫
図１は、本発明に係る送電線保護リレーシステム１を平行２回線送電線に適用した系統構成図である。
平行２回線送電線は、１号線１Ｌと２号線２Ｌを備えている。１号線１Ｌはａ相，ｂ相，ｃ相を有しており、２号線２Ｌも同様である。平行２回線送電線の１号線１Ｌや２号線２Ｌに接続された負荷は、電源Ｇから送られた電力を受電する。
図１は、本発明に係る送電線保護リレーシステム１を平行２回線送電線に適用した系統構成図である。
平行２回線送電線は、１号線１Ｌと２号線２Ｌを備えている。１号線１Ｌはａ相，ｂ相，ｃ相を有しており、２号線２Ｌも同様である。平行２回線送電線の１号線１Ｌや２号線２Ｌに接続された負荷は、電源Ｇから送られた電力を受電する。
送電線保護リレーシステム１は、平行２回線送電線の保護対象区間Ｐの送電端Ａにおいて、送電端回線選択リレー装置１０Ａを備えており、受電端Ｂにおいて、受電端回線選択リレー装置１０Ｂを備えている。
送電端回線選択リレー装置１０Ａは、演算器１４Ａと、回線選択リレー５０Ａと、方向リレー４４Ａと、を備えている。
受電端回線選択リレー装置１０Ｂは、演算器１４Ｂと、回線選択リレー５０Ｂと、方向リレー４４Ｂと、を備えている。
受電端回線選択リレー装置１０Ｂと、送電端回線選択リレー装置１０Ａとは、基本構成が同一であるため、以下では主に送電端回線選択リレー装置１０Ａについて説明され、受電端回線選択リレー装置１０Ｂについては送電端回線選択リレー装置１０Ａに対する相違点を除き、適宜説明が省略される。
送電端回線選択リレー装置１０Ａは、演算器１４Ａと、回線選択リレー５０Ａと、方向リレー４４Ａと、を備えている。
受電端回線選択リレー装置１０Ｂは、演算器１４Ｂと、回線選択リレー５０Ｂと、方向リレー４４Ｂと、を備えている。
受電端回線選択リレー装置１０Ｂと、送電端回線選択リレー装置１０Ａとは、基本構成が同一であるため、以下では主に送電端回線選択リレー装置１０Ａについて説明され、受電端回線選択リレー装置１０Ｂについては送電端回線選択リレー装置１０Ａに対する相違点を除き、適宜説明が省略される。
図２は、送電端回線選択リレー装置１０Ａのブロック図である。
演算器１４Ａは、１号線１Ｌ用のアンド回路１６Ａ１と、２号線２Ｌ用のアンド回路１６Ａ２を備えている。
演算器１４Ａは、１号線１Ｌ用のアンド回路１６Ａ１と、２号線２Ｌ用のアンド回路１６Ａ２を備えている。
回線選択リレー５０Ａは、１号線１Ｌの変流器ＣＴ１Ａで検出された１号線１Ｌの電流、及び２号線２Ｌの変流器ＣＴ２Ａで検出された２号線２Ｌの電流の入力を受け、その差分が所定の程度以上であると動作して、演算器１４Ａに論理値１を出力する。ここで、回線選択リレー５０Ａは、通常の向きにおいて１号線１Ｌに流れる相電流ＩｐＡ１が２号線２Ｌに流れる相電流ＩｐＡ２より大きいとき（各同相の回線間差電流δＩｐＡ＝ＩｐＡ１−ＩｐＡ２＞０）に、１号線１Ｌの短絡事故であると判断して演算器１４Ａのアンド回路１６Ａ１に論理値１を出力し、２号線２Ｌに流れる相電流ＩｐＡ２が１号線１Ｌに流れる相電流ＩｐＡ１より大きいとき（δＩｐＡ＜０）に、２号線１Ｌの短絡事故であると判断して演算器１４Ａのアンド回路１６Ａ２に論理値１を出力する。
より詳細には、回線選択リレー５０Ａは、短絡選択リレー（５０Ｓ）と短絡選択リレー用過電流リレー（５０ＳＡ）の組合せを含んでいる。短絡選択リレーは、レジスタンスＲ−リアクタンスＸ平面で原点を通る円を描くモー特性において、各相の回線間差電流δＩｐＡと、変成器ＰＴＡで検出された電圧（主に相電圧ＥＡ）から算出される事故点インピーダンスＺＡδが円内に入ったときに動作する。短絡選択リレー用過電流リレーは、各相の回線間差電流δＩｐＡが整定値以上流れたときに動作する。回線選択リレー５０Ａは、短絡選択リレーが動作し、且つ短絡選択リレー用過電流リレーが動作した場合に動作して、論理値１を出力する。
即ち、回線選択リレー５０Ａは、平行２回線送電線の各同相の回線間差電流δＩｐＡの大きさと、各同相の回線間差電流δＩｐＡと電圧との位相差関係から、保護対象区間Ｐ内の短絡事故回線を検出するものである。
尚、送電端回線選択リレー装置１０Ａの構成要素に、変流器ＣＴ１Ａ，ＣＴ２Ａ及び変成器ＰＴＡの少なくとも一方が含まれるものとされても良い。
より詳細には、回線選択リレー５０Ａは、短絡選択リレー（５０Ｓ）と短絡選択リレー用過電流リレー（５０ＳＡ）の組合せを含んでいる。短絡選択リレーは、レジスタンスＲ−リアクタンスＸ平面で原点を通る円を描くモー特性において、各相の回線間差電流δＩｐＡと、変成器ＰＴＡで検出された電圧（主に相電圧ＥＡ）から算出される事故点インピーダンスＺＡδが円内に入ったときに動作する。短絡選択リレー用過電流リレーは、各相の回線間差電流δＩｐＡが整定値以上流れたときに動作する。回線選択リレー５０Ａは、短絡選択リレーが動作し、且つ短絡選択リレー用過電流リレーが動作した場合に動作して、論理値１を出力する。
即ち、回線選択リレー５０Ａは、平行２回線送電線の各同相の回線間差電流δＩｐＡの大きさと、各同相の回線間差電流δＩｐＡと電圧との位相差関係から、保護対象区間Ｐ内の短絡事故回線を検出するものである。
尚、送電端回線選択リレー装置１０Ａの構成要素に、変流器ＣＴ１Ａ，ＣＴ２Ａ及び変成器ＰＴＡの少なくとも一方が含まれるものとされても良い。
方向リレー４４Ａは、１号線１Ｌの電流及び２号線２Ｌの電流の入力を受けてそれらの和を算出し（和回路入力）、その和が所定の程度以上であると動作して、演算器１４Ａに論理値１を出力する。ここで、短絡方向リレー４４Ａは、演算器１４Ａのアンド回路１６Ａ１及びアンド回路１６Ａ２の双方に論理値１を出力する。
より詳細には、方向リレー４４Ａは、短絡方向リレー（４４ＳＤ）である。短絡方向リレーは、図３に実線で示される、Ｒ−Ｘ平面で原点を通る円ＭＡを描くモー特性において、電流（線間電流ＩｎＡ１）と電流（線間電流ＩｎＡ２）の和ΣＩｎＡ＝ＩｎＡ１＋ＩｎＡ２と電圧（線間電圧ＶＡ）から算出される事故点インピーダンスＺＡΣが円ＭＡ内に入ったときに動作する。
即ち、方向リレー４４Ａは、平行２回線送電線の各同相の線間電流の和ΣＩｎＡの大きさと、各同相の線間電流の和ΣＩｎＡと各線間電圧ＶＡとの位相差関係から、保護対象区間Ｐの内部短絡事故と外部短絡事故を判別するものである。
より詳細には、方向リレー４４Ａは、短絡方向リレー（４４ＳＤ）である。短絡方向リレーは、図３に実線で示される、Ｒ−Ｘ平面で原点を通る円ＭＡを描くモー特性において、電流（線間電流ＩｎＡ１）と電流（線間電流ＩｎＡ２）の和ΣＩｎＡ＝ＩｎＡ１＋ＩｎＡ２と電圧（線間電圧ＶＡ）から算出される事故点インピーダンスＺＡΣが円ＭＡ内に入ったときに動作する。
即ち、方向リレー４４Ａは、平行２回線送電線の各同相の線間電流の和ΣＩｎＡの大きさと、各同相の線間電流の和ΣＩｎＡと各線間電圧ＶＡとの位相差関係から、保護対象区間Ｐの内部短絡事故と外部短絡事故を判別するものである。
図４（ａ）は、方向リレー４４Ａに係る送電側の三線図であり、図４（ｂ）はその先行技術に係る図である。図４では、方向リレーと送電線と電源Ｇ以外の要素が省略されている。
図４（ａ）に示されるように、方向リレー４４Ａには、１号線１Ｌの線間電流及び２号線２Ｌの線間電流の和ΣＩｎＡが入力される。そして、方向リレー４４Ａの動作特性式は、１号線１Ｌのａ相ａ１で電流Ｉａが流れ、２号線のｂ相ｂ２で電流Ｉａと逆向きの電流−Ｉｂが流れる場合、即ち２回線にまたがる異相地絡故障（１号線１Ｌのａ相ａ１及び２号線２Ｌのｂ相ｂ２における地絡故障）の場合、次の式（１）の通りである。
Ｚａｂ＝Ｖａｂ／（Ｉａ−（−Ｉｂ））
＝Ｖａｂ／（Ｉａ＋Ｉｂ） ・・（１）
ここで、Ｚａｂは故障点までの距離（送電線リアクタンス）であり、Ｖａｂはａ−ｂ相間電圧である。
尚、他の相についても、上述の場合と同様に考えることができる。
図４（ａ）に示されるように、方向リレー４４Ａには、１号線１Ｌの線間電流及び２号線２Ｌの線間電流の和ΣＩｎＡが入力される。そして、方向リレー４４Ａの動作特性式は、１号線１Ｌのａ相ａ１で電流Ｉａが流れ、２号線のｂ相ｂ２で電流Ｉａと逆向きの電流−Ｉｂが流れる場合、即ち２回線にまたがる異相地絡故障（１号線１Ｌのａ相ａ１及び２号線２Ｌのｂ相ｂ２における地絡故障）の場合、次の式（１）の通りである。
Ｚａｂ＝Ｖａｂ／（Ｉａ−（−Ｉｂ））
＝Ｖａｂ／（Ｉａ＋Ｉｂ） ・・（１）
ここで、Ｚａｂは故障点までの距離（送電線リアクタンス）であり、Ｖａｂはａ−ｂ相間電圧である。
尚、他の相についても、上述の場合と同様に考えることができる。
これに対し、図４（ｂ）に示される先行技術では、方向リレーが回線別に設けられている。
よって、上述の式（１）の場合と同様に電流Ｉａ，−Ｉｂが流れた場合、１号線１Ｌの方向リレー（４４ＳＤ１）は次の式（２）の動作特性式を有し、２号線２Ｌの方向リレー（４４ＳＤ２）は次の式（３）の動作特性式を有する。
Ｚａｂ１＝Ｖａｂ／Ｉａ ・・（２）
Ｚａｂ２＝Ｖａｂ／Ｉｂ ・・（３）
ここで、Ｚａｂ１は１号線１Ｌの方向リレー４４ＳＤ１がみる故障点までの距離（送電線リアクタンス）であり、Ｚａｂ２は２号線２Ｌの方向リレー４４ＳＤ２がみる故障点までの距離（送電線リアクタンス）である。
かように、先行技術の１号線１Ｌの方向リレー４４ＳＤ１に対する電流入力は、本発明の方向リレー４４Ａに対する電流入力の１／２となり、先行技術の１号線１Ｌの方向リレー４４ＳＤ１は、故障点までの距離について、本発明に係る方向リレー４４Ａの２倍にみてしまう。
従って、先行技術の１号線１Ｌの方向リレー４４ＳＤ１において、確実に故障の検出をするためには、整定値を大きくする必要があり、本発明の方向リレー４４Ａの整定値の２倍以上とする必要がある。即ち、先行技術の１号線１Ｌの方向リレー４４ＳＤ１のモー特性を示す図３の破線の円ＭＰは、本発明の方向リレー４４Ａのモー特性を示す図３の実線の円ＭＡより、２倍程度大きくなる。
以上のことは、先行技術の２号線２Ｌの方向リレー４４ＳＤ２についても、同様である。
よって、上述の式（１）の場合と同様に電流Ｉａ，−Ｉｂが流れた場合、１号線１Ｌの方向リレー（４４ＳＤ１）は次の式（２）の動作特性式を有し、２号線２Ｌの方向リレー（４４ＳＤ２）は次の式（３）の動作特性式を有する。
Ｚａｂ１＝Ｖａｂ／Ｉａ ・・（２）
Ｚａｂ２＝Ｖａｂ／Ｉｂ ・・（３）
ここで、Ｚａｂ１は１号線１Ｌの方向リレー４４ＳＤ１がみる故障点までの距離（送電線リアクタンス）であり、Ｚａｂ２は２号線２Ｌの方向リレー４４ＳＤ２がみる故障点までの距離（送電線リアクタンス）である。
かように、先行技術の１号線１Ｌの方向リレー４４ＳＤ１に対する電流入力は、本発明の方向リレー４４Ａに対する電流入力の１／２となり、先行技術の１号線１Ｌの方向リレー４４ＳＤ１は、故障点までの距離について、本発明に係る方向リレー４４Ａの２倍にみてしまう。
従って、先行技術の１号線１Ｌの方向リレー４４ＳＤ１において、確実に故障の検出をするためには、整定値を大きくする必要があり、本発明の方向リレー４４Ａの整定値の２倍以上とする必要がある。即ち、先行技術の１号線１Ｌの方向リレー４４ＳＤ１のモー特性を示す図３の破線の円ＭＰは、本発明の方向リレー４４Ａのモー特性を示す図３の実線の円ＭＡより、２倍程度大きくなる。
以上のことは、先行技術の２号線２Ｌの方向リレー４４ＳＤ２についても、同様である。
そして、演算器１４Ａは、１号線１Ｌ用のアンド回路１６Ａ１において、回線選択リレー５０Ａから論理値１を受け、且つ方向リレー４４Ａが内部短絡事故の発生を判別して動作することで方向リレー４４Ａ（内部短絡事故）から論理値１を受けると、１号線１Ｌの遮断器１８Ａ１にトリップ指令を発し、遮断器１８Ａ１に遮断動作をさせて（遮断器の開放）、１号線１Ｌをトリップさせる。
同様に、演算器１４Ａは、２号線２Ｌ用のアンド回路１６Ａ２において、回線選択リレー５０Ａから論理値１を受け、且つ方向リレー４４Ａ（内部短絡事故）から論理値１を受けると、２号線２Ｌの遮断器１８Ａ２にトリップ指令を発し、２号線２Ｌをトリップさせる。
尚、送電端回線選択リレー装置１０Ａの構成要素に、遮断器１８Ａ１，１８Ａ２が含まれるものとされても良い。
同様に、演算器１４Ａは、２号線２Ｌ用のアンド回路１６Ａ２において、回線選択リレー５０Ａから論理値１を受け、且つ方向リレー４４Ａ（内部短絡事故）から論理値１を受けると、２号線２Ｌの遮断器１８Ａ２にトリップ指令を発し、２号線２Ｌをトリップさせる。
尚、送電端回線選択リレー装置１０Ａの構成要素に、遮断器１８Ａ１，１８Ａ２が含まれるものとされても良い。
受電端回線選択リレー装置１０Ｂは、送電端回線選択リレー装置１０Ａと同様に成るが、方向リレー４４Ｂの動作の扱いないし演算器１４Ｂの構成に関し相違する。
即ち、方向リレー４４Ｂは、図３の一点鎖線の円ＭＢで示されるように、Ｒ−Ｘ平面で第３象限に入るようなモー特性を有しており、平行２回線送電線の各同相の線間電流の和ΣＩｎＢ＝ＩｎＢ１＋ＩｎＢ２の大きさと、各同相の線間電流の和ΣＩｎＢと各線間電圧ＶＢ（変成器ＰＴＢで検出）との位相差関係から、保護対象区間Ｐの内部短絡事故と外部短絡事故を判別する。
そして、図５に示されるように、方向リレー４４Ｂの論理値の出力は、ノット回路１５Ｂを介して、アンド回路１６Ｂ１，１６Ｂ２に入力される。
従って、方向リレー４４Ｂが外部短絡事故の発生の判別による動作をしていない時、即ち方向リレー４４Ｂ（外部短絡事故）の不動作時において、方向リレー４４Ｂが出力した論理値０はノット回路１５Ｂにより論理値１の出力となり、アンド回路１６Ｂ１，１６Ｂ２に入力される。逆に、方向リレー４４Ｂ（外部短絡事故）の動作時において、方向リレー４４Ｂ（外部短絡事故）が出力した論理値１はノット回路１５Ｂにより論理値０の出力となり、アンド回路１６Ｂ１，１６Ｂ２に入力される。
よって、演算器１４Ｂは、１号線１Ｌに関し、回線選択リレー５０Ｂが１号線１Ｌに対して動作し、且つ方向リレー４４Ｂ（外部短絡事故）が不動作であると、トリップ指令を発する。他方、演算器１４Ｂは、２号線２Ｌに関し、回線選択リレー５０Ｂが２号線２Ｌに対して動作し、且つ方向リレー４４Ｂ（外部短絡事故）が不動作であると、トリップ指令を発する。
これに対し、演算器１４Ｂは、１号線１Ｌに関し、回線選択リレー５０Ｂが１号線１Ｌに対して動作したとしても、方向リレー４４Ｂ（外部短絡事故）が動作していると、トリップ指令を発せず、方向リレー４４Ｂ（外部短絡事故）はトリップ指令を阻止して、遮断機１８Ｂ１による１号線１Ｌの遮断を阻止する。他方、演算器１４Ｂは、２号線２Ｌに関し、回線選択リレー５０Ｂが２号線２Ｌに対して動作したとしても、方向リレー４４Ｂ（外部短絡事故）が動作していると、トリップ指令を発せず、方向リレー４４Ｂ（外部短絡事故）はトリップ指令を阻止して、遮断機１８Ｂ２による２号線２Ｌの遮断を阻止する。
即ち、方向リレー４４Ｂは、図３の一点鎖線の円ＭＢで示されるように、Ｒ−Ｘ平面で第３象限に入るようなモー特性を有しており、平行２回線送電線の各同相の線間電流の和ΣＩｎＢ＝ＩｎＢ１＋ＩｎＢ２の大きさと、各同相の線間電流の和ΣＩｎＢと各線間電圧ＶＢ（変成器ＰＴＢで検出）との位相差関係から、保護対象区間Ｐの内部短絡事故と外部短絡事故を判別する。
そして、図５に示されるように、方向リレー４４Ｂの論理値の出力は、ノット回路１５Ｂを介して、アンド回路１６Ｂ１，１６Ｂ２に入力される。
従って、方向リレー４４Ｂが外部短絡事故の発生の判別による動作をしていない時、即ち方向リレー４４Ｂ（外部短絡事故）の不動作時において、方向リレー４４Ｂが出力した論理値０はノット回路１５Ｂにより論理値１の出力となり、アンド回路１６Ｂ１，１６Ｂ２に入力される。逆に、方向リレー４４Ｂ（外部短絡事故）の動作時において、方向リレー４４Ｂ（外部短絡事故）が出力した論理値１はノット回路１５Ｂにより論理値０の出力となり、アンド回路１６Ｂ１，１６Ｂ２に入力される。
よって、演算器１４Ｂは、１号線１Ｌに関し、回線選択リレー５０Ｂが１号線１Ｌに対して動作し、且つ方向リレー４４Ｂ（外部短絡事故）が不動作であると、トリップ指令を発する。他方、演算器１４Ｂは、２号線２Ｌに関し、回線選択リレー５０Ｂが２号線２Ｌに対して動作し、且つ方向リレー４４Ｂ（外部短絡事故）が不動作であると、トリップ指令を発する。
これに対し、演算器１４Ｂは、１号線１Ｌに関し、回線選択リレー５０Ｂが１号線１Ｌに対して動作したとしても、方向リレー４４Ｂ（外部短絡事故）が動作していると、トリップ指令を発せず、方向リレー４４Ｂ（外部短絡事故）はトリップ指令を阻止して、遮断機１８Ｂ１による１号線１Ｌの遮断を阻止する。他方、演算器１４Ｂは、２号線２Ｌに関し、回線選択リレー５０Ｂが２号線２Ｌに対して動作したとしても、方向リレー４４Ｂ（外部短絡事故）が動作していると、トリップ指令を発せず、方向リレー４４Ｂ（外部短絡事故）はトリップ指令を阻止して、遮断機１８Ｂ２による２号線２Ｌの遮断を阻止する。
≪動作等≫
以下、送電線保護リレーシステム１の動作例が、主に図６ないし図８に基づいて説明される。尚、これらの図や以下の説明において、送電端Ａ側の１号線１Ｌにおける相電流ＩｐＡ１や線間電流ＩｎＡ１はまとめて電流Ｉ１Ａと示されることがあり、又送電端Ａ側の２号線２Ｌにおける相電流ＩｐＡ２や線間電流ＩｎＡ２はまとめて電流Ｉ２Ａと示されることがあり、受電端Ｂ側についても同様に、まとめて電流Ｉ１Ｂ，Ｉ２Ｂと示されることがある。
送電線保護リレーシステム１の送電端回線選択リレー装置１０Ａは、系統に事故のない通常時、１号線１Ｌの電流Ｉ１Ａと２号線２Ｌの電流Ｉ２Ａは平衡しており、演算器１４Ａにおいて回線選択リレー５０Ａから論理値０を受けているため、１号線１Ｌ及び２号線２Ｌ共にトリップ指令は発せられない。これは、受電端回線選択リレー装置１０Ｂでも同様である。
以下、送電線保護リレーシステム１の動作例が、主に図６ないし図８に基づいて説明される。尚、これらの図や以下の説明において、送電端Ａ側の１号線１Ｌにおける相電流ＩｐＡ１や線間電流ＩｎＡ１はまとめて電流Ｉ１Ａと示されることがあり、又送電端Ａ側の２号線２Ｌにおける相電流ＩｐＡ２や線間電流ＩｎＡ２はまとめて電流Ｉ２Ａと示されることがあり、受電端Ｂ側についても同様に、まとめて電流Ｉ１Ｂ，Ｉ２Ｂと示されることがある。
送電線保護リレーシステム１の送電端回線選択リレー装置１０Ａは、系統に事故のない通常時、１号線１Ｌの電流Ｉ１Ａと２号線２Ｌの電流Ｉ２Ａは平衡しており、演算器１４Ａにおいて回線選択リレー５０Ａから論理値０を受けているため、１号線１Ｌ及び２号線２Ｌ共にトリップ指令は発せられない。これは、受電端回線選択リレー装置１０Ｂでも同様である。
これに対し、送電線保護リレーシステム１は、保護対象区間Ｐ内の１号線１Ｌにおいて短絡Ｆαが発生した場合、図６に示されるように動作する。
即ち、送電端回線選択リレー装置１０Ａにおいて、短絡Ｆα地点への電流Ｉ１Ａが２号線２Ｌの電流Ｉ２Ａに比較して増大するために、回線選択リレー５０Ａが１号線１Ｌに対して動作する（アンド回路１６Ａ１への論理値１の出力）。又、電流の和Ｉ１Ａ＋Ｉ２Ａも増大するので方向リレー４４Ａ（内部短絡事故）も動作する（アンド回路１６Ａ１，１６Ａ２への論理値１の出力）。よって、演算器１４Ａが１号線１Ｌの遮断器１８Ａ１に対しトリップ指令を発する（アンド回路１６Ａ１におけるアンド条件の成立）。
他方、受電端回線選択リレー装置１０Ｂにおいて、同様に短絡Ｆα地点への電流Ｉ１Ｂが２号線２Ｌの電流Ｉ２Ｂに比較し逆方向になるために、回線選択リレー５０Ｂが１号線１Ｌに対して動作する（アンド回路１６Ｂ１への論理値１の出力）。又、短絡Ｆαにより、２号線２Ｌに接続された太陽電池ＰＶ等の保護対象区間Ｐ内の発電機から、２号線２Ｌの受電端Ｂないし保護対象区間Ｐ外の負荷母線を経由して１号線１Ｌの受電端Ｂへ回り込む回り込み電流ＩＲが発生するところ、回り込み電流ＩＲの向きは１号線１Ｌにおける向きと２号線２Ｌにおける向きとで逆になるため、方向リレー４４Ｂ（外部短絡事故）に入力される電流と電圧の位相差関係から、方向リレー４４Ｂ（外部短絡事故）は不動作となって（論理値０）、ノット回路１５Ｂ１を介してアンド回路１６Ｂ１に論理値１を出力する。よって、演算器１４Ｂが１号線１Ｌの遮断器１８Ｂ１に対しトリップ指令を発する（アンド回路１６Ｂ１におけるアンド条件の成立）。
尚、２号線２Ｌにおいて短絡が発生した場合も、上述の１号線１Ｌの短絡Ｆαの場合と同様に、２号線２Ｌに対してトリップ指令が発せられる。
即ち、送電端回線選択リレー装置１０Ａにおいて、短絡Ｆα地点への電流Ｉ１Ａが２号線２Ｌの電流Ｉ２Ａに比較して増大するために、回線選択リレー５０Ａが１号線１Ｌに対して動作する（アンド回路１６Ａ１への論理値１の出力）。又、電流の和Ｉ１Ａ＋Ｉ２Ａも増大するので方向リレー４４Ａ（内部短絡事故）も動作する（アンド回路１６Ａ１，１６Ａ２への論理値１の出力）。よって、演算器１４Ａが１号線１Ｌの遮断器１８Ａ１に対しトリップ指令を発する（アンド回路１６Ａ１におけるアンド条件の成立）。
他方、受電端回線選択リレー装置１０Ｂにおいて、同様に短絡Ｆα地点への電流Ｉ１Ｂが２号線２Ｌの電流Ｉ２Ｂに比較し逆方向になるために、回線選択リレー５０Ｂが１号線１Ｌに対して動作する（アンド回路１６Ｂ１への論理値１の出力）。又、短絡Ｆαにより、２号線２Ｌに接続された太陽電池ＰＶ等の保護対象区間Ｐ内の発電機から、２号線２Ｌの受電端Ｂないし保護対象区間Ｐ外の負荷母線を経由して１号線１Ｌの受電端Ｂへ回り込む回り込み電流ＩＲが発生するところ、回り込み電流ＩＲの向きは１号線１Ｌにおける向きと２号線２Ｌにおける向きとで逆になるため、方向リレー４４Ｂ（外部短絡事故）に入力される電流と電圧の位相差関係から、方向リレー４４Ｂ（外部短絡事故）は不動作となって（論理値０）、ノット回路１５Ｂ１を介してアンド回路１６Ｂ１に論理値１を出力する。よって、演算器１４Ｂが１号線１Ｌの遮断器１８Ｂ１に対しトリップ指令を発する（アンド回路１６Ｂ１におけるアンド条件の成立）。
尚、２号線２Ｌにおいて短絡が発生した場合も、上述の１号線１Ｌの短絡Ｆαの場合と同様に、２号線２Ｌに対してトリップ指令が発せられる。
又、１号線１Ｌ及び２号線２Ｌの２回線にまたがる異相地絡故障の場合、送電端Ａでは、図４（ａ）や式（１）で示されるように、正確な故障地点までの距離測定により方向リレー４４Ａ（内部短絡事故）が動作して、回線選択リレー５０Ａの動作による１号線１Ｌ及び２号線２Ｌのトリップ指令の発令を許容する。
又、受電端Ｂでは、電流と電圧の位相差関係から、方向リレー４４Ｂ（外部短絡事故）は不動作となり、１号線１Ｌ及び２号線２Ｌのトリップ指令の発令を許容する。
又、受電端Ｂでは、電流と電圧の位相差関係から、方向リレー４４Ｂ（外部短絡事故）は不動作となり、１号線１Ｌ及び２号線２Ｌのトリップ指令の発令を許容する。
更に、送電線保護リレーシステム１は、送電端Ａ側の保護対象区間Ｐ外において短絡Ｆβが発生した場合、即ち送電端Ａの外部で短絡故障が発生した場合、図７に示されるように動作する。
即ち、この場合、２号線２Ｌにおける太陽電池ＰＶ等から短絡Ｆβ地点への事故電流Ｉｓが供給されることがある。
そして、送電端回線選択リレー装置１０Ａにおいて、２号線２Ｌにおける電流Ｉ２Ａが事故電流Ｉｓの重畳により１号線１Ｌの電流Ｉ１Ａに比較して事故電流Ｉｓの分変化すると共に、事故電流Ｉｓの方向が保護対象区間Ｐ内の２号線２Ｌにおける短絡事故電流の方向と逆であるために、回線選択リレー５０Ａが１号線１Ｌに対して動作する（アンド回路１６Ａ１への論理値１の出力）。しかし、方向リレー４４Ａ（内部短絡事故）に入力される電流と電圧の位相差関係から、方向リレー４４Ａ（内部短絡事故）は正しく不動作となり（アンド回路１６Ａ１，１６Ａ２への論理値０の出力）、演算器１４Ａを経たトリップ指令の発令を阻止する（アンド回路１６Ａ１，１６Ａ２におけるアンド条件の不成立）。
又、受電端回線選択リレー装置１０Ｂにおいて、２号線２Ｌにおける太陽電池ＰＶ等から１号線１Ｌへの回り込み電流ＩＲが発生する可能性があり、回り込み電流ＩＲが回線選択リレー５０Ｂ（短絡選択リレー用過電流リレー）の整定値より大きい場合には、方向リレー４４Ｂ（外部短絡事故）は不動作となり（論理値０）、ノット回路１５Ｂ１，１５Ｂ２を介して１号線１Ｌに対するトリップ指令の発令が許容される（アンド回路１６Ｂ１，１６Ｂ２への論理値１の出力）。その指令に基づく受電端Ｂのみにおける１号線１Ｌのトリップは、停電を引き起こさないため、その指令の発令は問題ない。尚、かような動作は、従来の回線別の方向リレー（４４ＳＤ１，４４ＳＤ２）の場合でも同様である。
即ち、この場合、２号線２Ｌにおける太陽電池ＰＶ等から短絡Ｆβ地点への事故電流Ｉｓが供給されることがある。
そして、送電端回線選択リレー装置１０Ａにおいて、２号線２Ｌにおける電流Ｉ２Ａが事故電流Ｉｓの重畳により１号線１Ｌの電流Ｉ１Ａに比較して事故電流Ｉｓの分変化すると共に、事故電流Ｉｓの方向が保護対象区間Ｐ内の２号線２Ｌにおける短絡事故電流の方向と逆であるために、回線選択リレー５０Ａが１号線１Ｌに対して動作する（アンド回路１６Ａ１への論理値１の出力）。しかし、方向リレー４４Ａ（内部短絡事故）に入力される電流と電圧の位相差関係から、方向リレー４４Ａ（内部短絡事故）は正しく不動作となり（アンド回路１６Ａ１，１６Ａ２への論理値０の出力）、演算器１４Ａを経たトリップ指令の発令を阻止する（アンド回路１６Ａ１，１６Ａ２におけるアンド条件の不成立）。
又、受電端回線選択リレー装置１０Ｂにおいて、２号線２Ｌにおける太陽電池ＰＶ等から１号線１Ｌへの回り込み電流ＩＲが発生する可能性があり、回り込み電流ＩＲが回線選択リレー５０Ｂ（短絡選択リレー用過電流リレー）の整定値より大きい場合には、方向リレー４４Ｂ（外部短絡事故）は不動作となり（論理値０）、ノット回路１５Ｂ１，１５Ｂ２を介して１号線１Ｌに対するトリップ指令の発令が許容される（アンド回路１６Ｂ１，１６Ｂ２への論理値１の出力）。その指令に基づく受電端Ｂのみにおける１号線１Ｌのトリップは、停電を引き起こさないため、その指令の発令は問題ない。尚、かような動作は、従来の回線別の方向リレー（４４ＳＤ１，４４ＳＤ２）の場合でも同様である。
そして、送電端Ａにおいて短絡Ｆβが発生した場合、従来の回線別の方向リレー（４４ＳＤ１，４４ＳＤ２，図４（ｂ），図３の円ＭＰ）では、故障相以外のインピーダンスが保護範囲内に入ってしまう現象を生じる可能性があり、保護対象区間Ｐ外の短絡Ｆβであるにもかかわらず、回線別の方向リレーが回線選択リレーによるトリップを阻止できずに、回線選択リレーが動作して、誤ったトリップがなされることがある。
即ち、例えば送電端Ａの至近距離において短絡Ｆβがａ，ｂ相で発生した場合（至近端ａｂ相故障）、従来の回線別の方向リレーには、故障電流がａｂ相で外部方向（保護対象区間Ｐ内から送電端Ａへの方向）に流れる。このとき、ａｂ相の遅れ相であるｂｃ相に係る回線別の方向リレーには、ｂ相の故障電流のみが入力され、図３に示されるように、電源のインピーダンスＺｇに対する故障点（ａｂ相）のインピーダンスＺａｂに対して２倍の大きさで６０°位相が遅れた遅れ相（ｂｃ相）のインピーダンスＺｂｃが、ｂｃ相に係る回線別の方向リレーの保護範囲（円ＭＰ）内に入ってしまい、ｂｃ相に係る回線別の方向リレーが不要動作してしまう。
これに対し、送電線保護リレーシステム１では、方向リレー４４Ａ（内部短絡事故）には１号線１Ｌの電流Ｉ１Ａと２号線２Ｌの電流Ｉ２Ａの和（線間電流の和ΣＩｎＡ）が入力されるので、モー特性に係る円ＭＡを従来の円ＭＰのように大きくする必要がなく、上述の場合であっても遅れ相（ｂｃ相）のインピーダンスＺｂｃは円ＭＡに入らずに、方向リレー４４Ａ（内部短絡事故）が不要動作せず、回線選択リレー５０Ａの動作が正しく阻止される。
かような動作は、他の相の場合であっても同様である。
即ち、例えば送電端Ａの至近距離において短絡Ｆβがａ，ｂ相で発生した場合（至近端ａｂ相故障）、従来の回線別の方向リレーには、故障電流がａｂ相で外部方向（保護対象区間Ｐ内から送電端Ａへの方向）に流れる。このとき、ａｂ相の遅れ相であるｂｃ相に係る回線別の方向リレーには、ｂ相の故障電流のみが入力され、図３に示されるように、電源のインピーダンスＺｇに対する故障点（ａｂ相）のインピーダンスＺａｂに対して２倍の大きさで６０°位相が遅れた遅れ相（ｂｃ相）のインピーダンスＺｂｃが、ｂｃ相に係る回線別の方向リレーの保護範囲（円ＭＰ）内に入ってしまい、ｂｃ相に係る回線別の方向リレーが不要動作してしまう。
これに対し、送電線保護リレーシステム１では、方向リレー４４Ａ（内部短絡事故）には１号線１Ｌの電流Ｉ１Ａと２号線２Ｌの電流Ｉ２Ａの和（線間電流の和ΣＩｎＡ）が入力されるので、モー特性に係る円ＭＡを従来の円ＭＰのように大きくする必要がなく、上述の場合であっても遅れ相（ｂｃ相）のインピーダンスＺｂｃは円ＭＡに入らずに、方向リレー４４Ａ（内部短絡事故）が不要動作せず、回線選択リレー５０Ａの動作が正しく阻止される。
かような動作は、他の相の場合であっても同様である。
他方、送電線保護リレーシステム１は、受電端Ｂ側の保護対象区間Ｐ外において短絡Ｆγが発生した場合、即ち受電端Ｂの外部で短絡故障が発生した場合、図８に示されるように動作する。
即ち、送電端回線選択リレー装置１０Ａにおいて、短絡Ｆγの影響を受けた電流Ｉ１Ａ，Ｉ２Ａが何れも受電端Ｂに向かう方向となるため、方向リレー４４Ａ（内部短絡事故）は回線選択リレー５０Ａの動作に基づくトリップ指令の発令を許容する（アンド回路１６Ａ１への論理値１の出力）。しかし、この場合、１号線１Ｌの電流Ｉ１Ａと２号線２Ｌの電流Ｉ２Ａの差電流（各同相の回線間差電流δＩｐＡ）が回線選択リレー５０Ａ（短絡選択リレー用過電流リレー）の整定値以上となる場合は少なく、演算器１４Ａを介してトリップ指令が発せられる可能性は極めて低い（回線選択リレー５０Ａ不動作によるアンド回路１６Ａ１，１６Ａ２の各アンド条件の不成立）。
又、受電端回線選択リレー装置１０Ｂでは、方向リレー４４Ｂ（外部短絡事故）は動作し（論理値１）、ノット回路１５Ｂ１，１５Ｂ２により論理値０としてアンド回路１６Ｂ１，１６Ｂ２に出力されるため、回線選択リレー５０Ｂの動作に基づくトリップ指令の発令が阻止される（アンド回路１６Ｂ１，１６Ｂ２におけるアンド条件の不成立）。
即ち、送電端回線選択リレー装置１０Ａにおいて、短絡Ｆγの影響を受けた電流Ｉ１Ａ，Ｉ２Ａが何れも受電端Ｂに向かう方向となるため、方向リレー４４Ａ（内部短絡事故）は回線選択リレー５０Ａの動作に基づくトリップ指令の発令を許容する（アンド回路１６Ａ１への論理値１の出力）。しかし、この場合、１号線１Ｌの電流Ｉ１Ａと２号線２Ｌの電流Ｉ２Ａの差電流（各同相の回線間差電流δＩｐＡ）が回線選択リレー５０Ａ（短絡選択リレー用過電流リレー）の整定値以上となる場合は少なく、演算器１４Ａを介してトリップ指令が発せられる可能性は極めて低い（回線選択リレー５０Ａ不動作によるアンド回路１６Ａ１，１６Ａ２の各アンド条件の不成立）。
又、受電端回線選択リレー装置１０Ｂでは、方向リレー４４Ｂ（外部短絡事故）は動作し（論理値１）、ノット回路１５Ｂ１，１５Ｂ２により論理値０としてアンド回路１６Ｂ１，１６Ｂ２に出力されるため、回線選択リレー５０Ｂの動作に基づくトリップ指令の発令が阻止される（アンド回路１６Ｂ１，１６Ｂ２におけるアンド条件の不成立）。
≪効果等≫
かような送電線保護リレーシステム１は、平行２回線送電線（１号線１Ｌ，２号線２Ｌ）の各同相の回線間差電流（δＩｐＡ，δＩｐＢ）の大きさ、及び各同相の回線間差電流と電圧（相電圧ＥＡ，ＥＢ）との位相差関係から、保護対象区間Ｐ内の短絡事故回線を検出し動作する回線選択リレー５０Ａ（５０Ｂ）と、平行２回線送電線（１号線１Ｌ，２号線２Ｌ）の各同相の線間電流の和（ΣＩｎＡ，ΣＩｎＢ）の大きさと、各同相の線間電流の和と線間電圧（ＶＡ，ＶＢ）との位相差関係から、保護対象区間Ｐの内部短絡事故と外部短絡事故を判別し動作する方向リレー４４Ａ（４４Ｂ）と、回線選択リレー５０Ａ（５０Ｂ）及び方向リレー４４Ａ（４４Ｂ）の動作状態に基づいて、事故回線の遮断器１８Ａ１，１８Ａ２（１８Ｂ１，１８Ｂ２）に遮断動作をさせる演算器１４Ａ（１４Ｂ）と、を備えている。
よって、方向リレーに１号線１Ｌの電流Ｉ１Ａ（Ｉ２Ａ）と２号線２Ｌの電流Ｉ１Ｂ（Ｉ２Ｂ）が和回路で入力され、短絡事故地点までの距離（送電線インピーダンス）が正確に把握されることとなり、２回線にまたがる保護対象区間Ｐ内の異相地絡故障であっても確実に検出することができる（図４（ａ）参照）。又、保護対象区間Ｐ内に太陽電池ＰＶ等の発電機が存在しても、保護対象区間Ｐ内の短絡事故時における正しい遮断動作が、送電端Ａ−受電端Ｂ間の通信を要しない状態で確保されるし、保護対象区間Ｐの送電端Ａ外部の短絡Ｆβ時に区間内発電機からの事故電流が短絡Ｆβ地点へ流れ（外部流出電流）、回線選択リレー５０Ａが誤動作したとしても、方向リレー４４Ａ（内部短絡事故）がトリップ指令の発令を阻止して、遮断器１８Ａ１，１８Ａ２が正不動作となる。更に、送電端Ａ外部で短絡Ｆβが発生したとしても、方向リレー４４Ａ（モー特性）の整定値が従来の回線別の方向リレーの整定値が半分であるから、遅れ相インピーダンスによる方向リレー４４Ａ（内部短絡事故）の誤動作が防止され、誤ってトリップ指令がなされて遮断器１８Ａ１，１８Ａ２により停電が発生する事態が防止される。従って、保護対象区間Ｐ内に複数の太陽電池ＰＶ等が連係された場合でも、不要遮断が発生しない送電線保護リレーシステム１が提供される。
又、回線選択リレー５０Ａ，５０Ｂ、方向リレー４４Ａ，４４Ｂ、及び演算器１６Ａ，１６Ｂは、送電端Ａ側及び受電端Ｂ側に設置されており、送電端Ａ側において、演算器１６Ａは、回線選択リレー５０Ａの動作及び方向リレー４４Ａ（内部短絡事故）の動作により遮断器１８Ａ１，１８Ａ２に遮断動作をさせ、受電端Ｂ側において、演算器１６Ｂは、回線選択リレー５０Ｂの動作及び方向リレー４４Ｂ（外部短絡事故）の不動作により遮断器１８Ｂ１，１８Ｂ２に遮断動作をさせる。
よって、回線選択リレー５０Ａ，５０Ｂ及び方向リレー４４Ａ，４４Ｂの動作又は不動作に係る遮断条件が送電端Ａ側と受電端Ｂ側で変わることとなり、受電端Ｂにおいて、外部短絡事故時に外部流出電流が発生して方向リレー４４Ｂ（外部短絡事故）が動作すると、遮断条件を充足しないために遮断が正しく阻止されることとなる。
かような送電線保護リレーシステム１は、平行２回線送電線（１号線１Ｌ，２号線２Ｌ）の各同相の回線間差電流（δＩｐＡ，δＩｐＢ）の大きさ、及び各同相の回線間差電流と電圧（相電圧ＥＡ，ＥＢ）との位相差関係から、保護対象区間Ｐ内の短絡事故回線を検出し動作する回線選択リレー５０Ａ（５０Ｂ）と、平行２回線送電線（１号線１Ｌ，２号線２Ｌ）の各同相の線間電流の和（ΣＩｎＡ，ΣＩｎＢ）の大きさと、各同相の線間電流の和と線間電圧（ＶＡ，ＶＢ）との位相差関係から、保護対象区間Ｐの内部短絡事故と外部短絡事故を判別し動作する方向リレー４４Ａ（４４Ｂ）と、回線選択リレー５０Ａ（５０Ｂ）及び方向リレー４４Ａ（４４Ｂ）の動作状態に基づいて、事故回線の遮断器１８Ａ１，１８Ａ２（１８Ｂ１，１８Ｂ２）に遮断動作をさせる演算器１４Ａ（１４Ｂ）と、を備えている。
よって、方向リレーに１号線１Ｌの電流Ｉ１Ａ（Ｉ２Ａ）と２号線２Ｌの電流Ｉ１Ｂ（Ｉ２Ｂ）が和回路で入力され、短絡事故地点までの距離（送電線インピーダンス）が正確に把握されることとなり、２回線にまたがる保護対象区間Ｐ内の異相地絡故障であっても確実に検出することができる（図４（ａ）参照）。又、保護対象区間Ｐ内に太陽電池ＰＶ等の発電機が存在しても、保護対象区間Ｐ内の短絡事故時における正しい遮断動作が、送電端Ａ−受電端Ｂ間の通信を要しない状態で確保されるし、保護対象区間Ｐの送電端Ａ外部の短絡Ｆβ時に区間内発電機からの事故電流が短絡Ｆβ地点へ流れ（外部流出電流）、回線選択リレー５０Ａが誤動作したとしても、方向リレー４４Ａ（内部短絡事故）がトリップ指令の発令を阻止して、遮断器１８Ａ１，１８Ａ２が正不動作となる。更に、送電端Ａ外部で短絡Ｆβが発生したとしても、方向リレー４４Ａ（モー特性）の整定値が従来の回線別の方向リレーの整定値が半分であるから、遅れ相インピーダンスによる方向リレー４４Ａ（内部短絡事故）の誤動作が防止され、誤ってトリップ指令がなされて遮断器１８Ａ１，１８Ａ２により停電が発生する事態が防止される。従って、保護対象区間Ｐ内に複数の太陽電池ＰＶ等が連係された場合でも、不要遮断が発生しない送電線保護リレーシステム１が提供される。
又、回線選択リレー５０Ａ，５０Ｂ、方向リレー４４Ａ，４４Ｂ、及び演算器１６Ａ，１６Ｂは、送電端Ａ側及び受電端Ｂ側に設置されており、送電端Ａ側において、演算器１６Ａは、回線選択リレー５０Ａの動作及び方向リレー４４Ａ（内部短絡事故）の動作により遮断器１８Ａ１，１８Ａ２に遮断動作をさせ、受電端Ｂ側において、演算器１６Ｂは、回線選択リレー５０Ｂの動作及び方向リレー４４Ｂ（外部短絡事故）の不動作により遮断器１８Ｂ１，１８Ｂ２に遮断動作をさせる。
よって、回線選択リレー５０Ａ，５０Ｂ及び方向リレー４４Ａ，４４Ｂの動作又は不動作に係る遮断条件が送電端Ａ側と受電端Ｂ側で変わることとなり、受電端Ｂにおいて、外部短絡事故時に外部流出電流が発生して方向リレー４４Ｂ（外部短絡事故）が動作すると、遮断条件を充足しないために遮断が正しく阻止されることとなる。
更に、送電線保護リレーシステム１の動作により、次のような送電線保護方法が実行される。
即ち、平行２回線送電線（１号線１Ｌ，２号線２Ｌ）の各同相の回線間差電流（δＩｐＡ，δＩｐＢ）の大きさ、及び各同相の回線間差電流と電圧（相電圧ＥＡ，ＥＢ）との位相差関係から、保護対象区間Ｐ内の短絡事故回線を検出し動作する回線選択リレー５０Ａ（５０Ｂ）と、平行２回線送電線（１号線１Ｌ，２号線２Ｌ）の各同相の線間電流の和（ΣＩｎＡ，ΣＩｎＢ）の大きさと、各同相の線間電流の和と線間電圧（ＶＡ，ＶＢ）との位相差関係から、保護対象区間Ｐの内部短絡事故と外部短絡事故を判別し動作する方向リレー４４Ａ（４４Ｂ）と、を備えた送電線保護リレーシステム１により、回線選択リレー５０Ａ（５０Ｂ）の動作又は不動作及び方向リレー４４Ａ（４４Ｂ）の動作又は不動作が所定の状態であると、事故回線の遮断器１８Ａ１，１８Ａ２（１８Ｂ１，１８Ｂ２）に遮断動作をさせることを特徴とする送電線保護方法である。
この方法により、短絡事故地点までの距離が正確に把握される。又、保護対象区間Ｐ内において太陽電池ＰＶ等の発電機が多数接続されていたとしても、保護対象区間Ｐ内の短絡事故時における正しい遮断動作が送電端Ａ−受電端Ｂ間の通信なしで確保され、保護対象区間Ｐ外の短絡事故時における不要遮断が防止される。
又、上記送電線保護方法において、送電線保護リレーシステム１は、送電端Ａ側及び受電端Ｂ側に設置されており、送電端Ａ側において、回線選択リレー５０Ａの動作があり且つ方向リレー４４Ａ（内部短絡事故）の動作がある状態で、遮断器１８Ａ１，１８Ａ２に遮断動作をさせ、受電端Ｂ側において、回線選択リレー５０Ｂの動作があり且つ方向リレー４４Ｂ（外部短絡事故）が不動作である状態で、遮断器１８Ｂ１，１８Ｂ２に遮断動作をさせる。
よって、受電端Ｂにおいて、各回線の電流が和回路入力される方向リレー４４Ｂが配置されたとしても、正しくトリップ指令が発せられあるいは阻止されることとなる。
即ち、平行２回線送電線（１号線１Ｌ，２号線２Ｌ）の各同相の回線間差電流（δＩｐＡ，δＩｐＢ）の大きさ、及び各同相の回線間差電流と電圧（相電圧ＥＡ，ＥＢ）との位相差関係から、保護対象区間Ｐ内の短絡事故回線を検出し動作する回線選択リレー５０Ａ（５０Ｂ）と、平行２回線送電線（１号線１Ｌ，２号線２Ｌ）の各同相の線間電流の和（ΣＩｎＡ，ΣＩｎＢ）の大きさと、各同相の線間電流の和と線間電圧（ＶＡ，ＶＢ）との位相差関係から、保護対象区間Ｐの内部短絡事故と外部短絡事故を判別し動作する方向リレー４４Ａ（４４Ｂ）と、を備えた送電線保護リレーシステム１により、回線選択リレー５０Ａ（５０Ｂ）の動作又は不動作及び方向リレー４４Ａ（４４Ｂ）の動作又は不動作が所定の状態であると、事故回線の遮断器１８Ａ１，１８Ａ２（１８Ｂ１，１８Ｂ２）に遮断動作をさせることを特徴とする送電線保護方法である。
この方法により、短絡事故地点までの距離が正確に把握される。又、保護対象区間Ｐ内において太陽電池ＰＶ等の発電機が多数接続されていたとしても、保護対象区間Ｐ内の短絡事故時における正しい遮断動作が送電端Ａ−受電端Ｂ間の通信なしで確保され、保護対象区間Ｐ外の短絡事故時における不要遮断が防止される。
又、上記送電線保護方法において、送電線保護リレーシステム１は、送電端Ａ側及び受電端Ｂ側に設置されており、送電端Ａ側において、回線選択リレー５０Ａの動作があり且つ方向リレー４４Ａ（内部短絡事故）の動作がある状態で、遮断器１８Ａ１，１８Ａ２に遮断動作をさせ、受電端Ｂ側において、回線選択リレー５０Ｂの動作があり且つ方向リレー４４Ｂ（外部短絡事故）が不動作である状態で、遮断器１８Ｂ１，１８Ｂ２に遮断動作をさせる。
よって、受電端Ｂにおいて、各回線の電流が和回路入力される方向リレー４４Ｂが配置されたとしても、正しくトリップ指令が発せられあるいは阻止されることとなる。
≪変更例等≫
尚、本発明の形態は、上記形態に限定されず、次にそれぞれ示す変更例を適宜有するものである。
上記形態において、更に後備設備が設けられたり、その後備設備と各種リレー等が（演算器を介して）接続されたりしても良い。
演算器内の回路の種類や数や配置ないし演算器の数は、論理的に同等な他の回路に係る種類や数に変えられても良く、例えば受電端側の方向リレーにノット回路が組み込まれたり、その方向リレーの特性（動作条件）自体が真逆に設定されたりしても良い。
上記形態は、回線選択リレー方式に従ったものであったが、ＰＣＭ電流作動リレー方式に従った送電線保護リレーシステムや送電線保護方法に対しても、本発明は適用可能である。
尚、本発明の形態は、上記形態に限定されず、次にそれぞれ示す変更例を適宜有するものである。
上記形態において、更に後備設備が設けられたり、その後備設備と各種リレー等が（演算器を介して）接続されたりしても良い。
演算器内の回路の種類や数や配置ないし演算器の数は、論理的に同等な他の回路に係る種類や数に変えられても良く、例えば受電端側の方向リレーにノット回路が組み込まれたり、その方向リレーの特性（動作条件）自体が真逆に設定されたりしても良い。
上記形態は、回線選択リレー方式に従ったものであったが、ＰＣＭ電流作動リレー方式に従った送電線保護リレーシステムや送電線保護方法に対しても、本発明は適用可能である。
１・・送電線保護リレーシステム、１Ｌ・・１号線（回線）、２Ｌ・・２号線（回線）、１４Ａ，１４Ｂ・・演算器、１８Ａ１，１８Ａ２，１８Ｂ１，１８Ｂ２・・遮断器、４４Ａ，４４Ｂ・・方向リレー、５０Ａ，５０Ｂ・・回線選択リレー、Ａ・・送電端、Ｂ・・受電端、Ｐ・・保護対象区間、ＰＶ・・太陽電池（保護対象区間内発電機）、ＥＡ・・相電圧（送電端）、ＥＢ・・相電圧（受電端）、ＶＡ・・線間電圧（送電端）、ＶＢ・・線間電圧（受電端）。
Claims (4)
- 平行２回線送電線の各同相の回線間差電流の大きさ、及び各同相の回線間差電流と電圧との位相差関係から、保護対象区間内の短絡事故回線を検出し動作する回線選択リレーと、
平行２回線送電線の各同相の線間電流の和の大きさと、各同相の線間電流の和と線間電圧との位相差関係から、前記保護対象区間の内部短絡事故と外部短絡事故を判別し動作する方向リレーと、
前記回線選択リレー及び前記方向リレーの動作状態に基づいて事故回線の遮断器に遮断動作をさせる演算器と、
を備えた
ことを特徴とする送電線保護リレーシステム。 - 前記回線選択リレー、前記方向リレー、及び前記演算器は、送電端側及び受電端側に設置されており、
送電端側において、前記演算器は、前記回線選択リレーの動作及び前記方向リレーの内部短絡事故動作により前記遮断器に遮断動作をさせ、
受電端側において、前記演算器は、前記回線選択リレーの動作及び前記方向リレーの外部短絡事故不動作により前記遮断器に遮断動作をさせる
ことを特徴とする請求項１に記載の送電線保護リレーシステム。 - 平行２回線送電線の各同相の回線間差電流の大きさ、及び各同相の回線間差電流と電圧との位相差関係から、保護対象区間内の短絡事故回線を検出し動作する回線選択リレーと、
平行２回線送電線の各同相の線間電流の和の大きさと、各同相の線間電流の和と線間電圧との位相差関係から、前記保護対象区間の内部短絡事故と外部短絡事故を判別し動作する方向リレーと、
を備えた送電線保護リレーシステムにより、
前記回線選択リレーの動作状態及び前記方向リレーの動作状態に基づいて、事故回線の遮断器に遮断動作をさせる
ことを特徴とする送電線保護方法。 - 前記送電線保護リレーシステムは、送電端側及び受電端側に設置されており、
送電端側において、前記回線選択リレーの動作があり且つ前記方向リレーの内部短絡事故の動作がある状態で、前記遮断器に遮断動作をさせ、
受電端側において、前記回線選択リレーの動作があり且つ前記方向リレーの外部短絡事故が不動作である状態で、前記遮断器に遮断動作をさせる
ことを特徴とする請求項３に記載の送電線保護方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2016223481A JP6745707B2 (ja) | 2016-11-16 | 2016-11-16 | 送電線保護リレーシステム及び送電線保護方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP2016223481A JP6745707B2 (ja) | 2016-11-16 | 2016-11-16 | 送電線保護リレーシステム及び送電線保護方法 |
Publications (2)
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|---|---|
| JP2018082567A JP2018082567A (ja) | 2018-05-24 |
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ID=62197914
Family Applications (1)
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| JP2016223481A Active JP6745707B2 (ja) | 2016-11-16 | 2016-11-16 | 送電線保護リレーシステム及び送電線保護方法 |
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|---|---|---|---|---|
| CN111562516B (zh) * | 2020-05-27 | 2023-05-23 | 南方电网科学研究院有限责任公司 | 基于序突变量阻抗判别电源故障方法、系统及设备 |
-
2016
- 2016-11-16 JP JP2016223481A patent/JP6745707B2/ja active Active
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| JP2018082567A (ja) | 2018-05-24 |
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