JP7378273B2 - 保護リレー装置 - Google Patents

Description

本開示は、保護リレー装置に関する。

電力系統に発生した故障を検出するために、保護リレー装置は、電流変成器（ＣＴ：Current Transformer）を介して電力系統に流れる電流を取り込む。一般的に、系統故障などで発生する故障電流によりＣＴの１次電流がある値以上になると、ＣＴ鉄心の飽和によって１次電流が２次電流に正しく変換されない状態（例えば、ＣＴ飽和状態とも称される。）となる。ＣＴ飽和状態では、故障電流が正しく保護リレー装置に入力されないため、保護リレー装置の誤動作、誤不動作等が生じてしまう可能性がある。そのため、保護リレー装置においては、ＣＴの飽和を精度よく検出する必要がある。

特表２００６－５２３９４２号公報（特許文献１）は、変流器の２次電流補償方法を開示している。この方法では、変流器の飽和による２次電流の歪みにより実際の２次電流値を正確に認識できなくなることで発生する保護用継電システムの誤動作を防止することを検討している。

特表２００６－５２３９４２号公報

特許文献１では、ＣＴ飽和か否かを判定するための臨界値を適切に設定するために、実際の系統状態、および適用されるＣＴの詳細特性が必要となる。しかし、ＣＴの特性からＣＴ飽和の臨界点を得るための計算は煩雑である。また、ＣＴの詳細特性を入手できない場合も多く、実用的ではないと考えられる。

本開示のある局面における目的は、簡易な構成で精度よくＣＴが飽和しているか否かを判定することが可能な保護リレー装置を提供することである。

ある実施の形態に従う保護リレー装置は、電流変成器によって検出された電力系統の電流の入力を受ける入力部と、電流を微分して電流の１階微分波形を生成する波形生成部と、１階微分波形の第１ゼロクロス点を検出するゼロクロス検出部と、隣接する第１ゼロクロス点間の間隔を示す第１ゼロクロス間隔に基づいて、電流変成器が飽和したか否かを判定する飽和判定部とを備える。

本開示によると、簡易な構成で精度よくＣＴが飽和しているか否かを判定することができる。

実施の形態１に従う保護リレー装置が適用される電力系統を示す図である。 実施の形態１に従う保護リレー装置のハードウェア構成の一例を示す図である。 ＣＴ非飽和時の波形を示す図である。 ＣＴ飽和時の波形を示す図である。 実施の形態１に従う判定方式の一例を示すフローチャートである。 実施の形態１に従う保護リレー装置の機能構成の一例を示すブロック図である。 ＣＴ非飽和時であって、変圧器がインラッシュ状態である場合の波形を示す図である。 ＣＴ飽和時であって、変圧器がインラッシュ状態である場合の波形を示す図である。 ３相の変圧器がインラッシュ状態である場合の波形を示す図である。 実施の形態２に従う判定方式の一例を示すフローチャートである。 実施の形態２に従う保護リレー装置の機能構成の一例を示すブロック図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。

実施の形態１．
＜全体構成＞
図１は、実施の形態１に従う保護リレー装置が適用される電力系統を示す図である。図１に示す電力系統では、送電線３の両端に母線２，４が接続されており、母線２および母線４の遠方に３相の交流電源１０，１１がそれぞれ設けられている。交流電源１０，１１は、例えば、発電機である。

送電線３には遮断器５および変圧器９が設けられている。また、送電線３の各相には電流変成器（ＣＴ：Current Transformer）６が設けられる。ＣＴ６は、送電線３の相電流（例えば、Ａ相電流）を検出する。ＣＴ６により検出された電流は、保護リレー装置１００に入力される。保護リレー装置１００は、ＣＴ６から取り込んだ２次電流（以下、「ＣＴ２次電流」とも称する。）に基づいて、ＣＴ６が飽和したか否かを判定する機能を有している。詳細は後述するが、保護リレー装置１００は、ＣＴ２次電流の１階微分波形のゼロクロス点間の間隔に基づいて、ＣＴ６が飽和したか否かを判定する。

母線２には、電圧変成器（ＶＴ：Voltage Transformer）８が接続されている。電圧変成器８は、母線２側の送電線３の各相電圧（例えば、Ａ相電圧、Ｂ相電圧、Ｃ相電圧）を検出する。電圧変成器８により検出された電圧は、保護リレー装置１００に入力される。

保護リレー装置１００は、電力系統（例えば、送電線３）を保護するためのディジタル形の保護リレーである。保護リレー装置１００は、収集した電気量（例えば、電圧および電流）を用いてリレー演算等の電力系統を保護するために必要な演算を実行し、系統事故の発生有無を判定する。そして、保護リレー装置１００は、送電線３において事故を検出すると、遮断器５に対してトリップ信号を出力する。保護リレー装置１００は、例えば、送電線保護用の電流差動リレー装置、方向リレー装置等で構成される。

図２は、実施の形態１に従う保護リレー装置１００のハードウェア構成の一例を示す図である。図２を参照して、保護リレー装置１００は、補助変成器５１と、ＡＤ（Analog to Digital）変換部５２と、演算処理部７０とを含む。

補助変成器５１は、ＣＴ６により検出された電流と、電圧変成器８により検出された電圧とを取り込み、リレー内部回路での信号処理に適した電圧に変換して出力する。ＡＤ変換部５２は、補助変成器５１から出力される電圧を取り込んでディジタルデータに変換する。具体的には、ＡＤ変換部５２は、アナログフィルタと、サンプルホールド回路と、マルチプレクサと、ＡＤ変換器とを含む。

アナログフィルタは、補助変成器５１から出力される電流の波形信号から高周波のノイズ成分を除去する。サンプルホールド回路は、アナログフィルタから出力される電流の波形信号を予め定められたサンプリング周期でサンプリングする。マルチプレクサは、演算処理部７０から入力されるタイミング信号に基づいて、サンプルホールド回路から入力される波形信号を時系列で順次切り替えてＡＤ変換器に入力する。ＡＤ変換器は、マルチプレクサから入力される波形信号をアナログデータからディジタルデータに変換する。ＡＤ変換器は、ディジタル変換した波形信号（すなわち、ディジタルデータ）を演算処理部７０へ出力する。

演算処理部７０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）７２と、ＲＯＭ７３と、ＲＡＭ７４と、ＤＩ（digital input）回路７５と、ＤＯ（digital output）回路７６と、入力インターフェイス（Ｉ／Ｆ）７７とを含む。これらは、バス７１で結合される。

ＣＰＵ７２は、予めＲＯＭ７３に格納されたプログラムを読み出して実行することによって、保護リレー装置１００の動作を制御する。なお、ＲＯＭ７３には、ＣＰＵ７２によって用いられる各種情報が格納されている。ＣＰＵ７２は、たとえば、マイクロプロセッサである。なお、当該ハードウェアは、ＣＰＵ以外のＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）およびその他の演算機能を有する回路などであってもよい。

ＣＰＵ７２は、バス７１を介して、ＡＤ変換部５２からディジタルデータを取り込む。ＣＰＵ７２は、ＲＯＭ７３に格納されているプログラムに従って、取り込んだディジタルデータを用いて演算を実行する。

ＣＰＵ７２は、演算結果に基づいて、ＤＯ回路７６を介して、外部に信号を出力する。例えば、ＤＯ回路７６は、遮断器５にトリップ信号を出力する。ＣＰＵ７２は、ＤＩ回路７５を介して、外部からの信号を受け取る。入力インターフェイス７７は、典型的には、各種ボタン等であり、系統運用者からの各種設定操作を受け付ける。

＜ＣＴ飽和判定方式＞
図３は、ＣＴ非飽和時の波形を示す図である。図３（ａ）および（ｂ）の縦軸は電流（図中の「Ｉ」に対応）であり、横軸は時間（図中の「ｔ」に対応）である。図３（ａ）を参照して、波形３００はＣＴが飽和していないとき（すなわち、ＣＴ非飽和時）のＣＴ２次電流の波形を示しており、波形３０１はＣＴ２次電流の１階微分波形を示している。図３（ｂ）を参照して、波形３０２はＣＴ非飽和時の２階微分波形を示している。図３（ｂ）は、波形３０１を拡大するように図３（ａ）の縦軸を変更したものである。

ここで、ＣＴ非飽和時のＣＴ２次電流の波形（以下、単に「電流波形」とも称する。）は以下の式（１）で示され、１階微分波形は以下の式（２．１）～（２．３）で示され、２階微分波形は以下の式（３．１）～（３．３）で示される。

Ｉ（ｔ）＝Ｉ_ｐ×ｓｉｎ(ωｔ＋θ）－Ｉ_Ｐ×ｓｉｎ（θ）×ｅｘｐ（－１／Ｔｓ×ｔ）・・・（１）
ここで、式（１）の第一項“Ｉ_ｐ×ｓｉｎ（ωｔ＋θ）”はｓｉｎ成分を表わす定常解であり、第二項“－Ｉ_Ｐ×ｓｉｎ（θ）×ｅｘｐ（－１／Ｔｓ×ｔ）”は直流成分を表わす過渡解である。説明のため、定常解に対応する第一項をＩｓ（ｔ）、過渡解に対応する第ニ項をＩｔ（ｔ）と定義する。

定常解の１階微分式を式（２．１）に示し、過渡解の１階微分式を式（２．２）に示す。また、当該定常解および過渡解を組み合わせた波形の数式を式（２．３）に示す。

Ｉｓ^（１）（ｔ）＝ωＩ_ｐ×ｃоｓ（ωｔ＋θ）・・・（２．１）
Ｉｔ^（１）（ｔ）＝－（１／Ｔｓ）×ｓｉｎ（θ）×ｅｘｐ（－１／Ｔｓ×ｔ）・・・・・・・（２．２）
Ｉ^（１）（ｔ）＝Ｉｓ^（１）（ｔ）＋Ｉｔ^（１）（ｔ）・・・（２．３）
定常解の２階微分式を式（３．１）に示し、過渡解の２階微分式を式（３．２）に示す。また、当該定常解および過渡解を組み合わせた波形の数式を式（３．３）に示す。

Ｉｓ^（２）（ｔ）＝－ω^２Ｉ_ｐ×ｓｉｎ（ωｔ＋θ）・・・（３．１）
Ｉｔ^（２）（ｔ）＝－｛１／（Ｔｓ^２）｝×ｓｉｎ（θ）×ｅｘｐ（－１／Ｔｓ×ｔ）・・・・（３．２）
Ｉ^（２）（ｔ）＝Ｉｓ^（２）（ｔ）＋Ｉｔ^（２）（ｔ）・・・（３．３）
Ｉ_ｐは電流の振幅値、ωは系統の角周波数、θは故障発生時の位相角、Ｔｓは電力系統（具体的には、ＣＴの１次側）の時定数である。式（１）と式（２．１）とを比較すると、電流波形と１階微分波形とは９０°位相がずれており、式（２．１）と式（３．１）とを比較すると、１階微分波形と２階微分波形とは９０°位相がずれていることがわかる。すなわち、微分するごとに位相が９０°シフトする。

なお、サンプリングされたディジタル値の微分演算方式として、簡易的に、隣り合うサンプリング値同士の差分による方式を採用してもよい。この場合、１階微分波形は以下の式（４）で表され、２階微分波形は以下の式（５）で表される。

Ｉ^（１）（ｔ）＝Ｉ（ｔ）－Ｉ（ｔ－Ｔ）・・・（４）
Ｉ^（２）（ｔ）＝Ｉ^（１）（ｔ）－Ｉ^（１）（ｔ－Ｔ）・・・（５）
ここで、Ｉ（ｔ）は現在時刻でサンプリングされた電流値であり、Ｉ（ｔ－Ｔ）は現在時刻よりも時間Ｔだけ前にサンプリングされた電流値であり、Ｉ^（１）（ｔ）は電流の１階微分値である。Ｉ^（１）（ｔ－Ｔ）は現在時刻よりも時間Ｔだけ前での電流の１階微分値であり、Ｉ^（２）（ｔ）は電流の２階微分値である。

図３（ａ）を参照して、ＣＴ非飽和時の１階微分波形を示す波形３０１の各ゼロクロス点Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３の時間間隔（以下、単に「間隔」とも称する。）に着目する。隣り合うゼロクロス点Ｅ１，Ｅ２間の間隔はＴ１であり、隣り合うゼロクロス点Ｅ２，Ｅ３間の間隔もＴ１である。このことから、間隔Ｔ１は系統周期Ｔｓの１／２に相当する。例えば、系統周波数が５０Ｈｚ（すなわち、系統周期Ｔｓが２０ｍｓ）である場合、間隔Ｔ１は１０ｍｓである。

なお、系統周波数は、予め規定された周波数から微小変動する場合がある。そのため、当該変動を考慮して、周波数演算により系統周波数を定期的に算出してもよい。例えば、ＣＴ非飽和時において、波形３０１，３０２のゼロクロス点間の間隔は系統周期Ｔｓの１／２である。そのため、当該間隔と、系統周波数が系統周期Ｔｓの逆数であることとを利用して、系統周波数を算出できる。

図３（ｂ）を参照して、ＣＴ非飽和時の２階微分波形を示す波形３０２の各ゼロクロス点Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３の間隔に着目する。隣り合うゼロクロス点Ｆ１，Ｆ２間の間隔はＴ１であり、隣り合うゼロクロス点Ｆ２，Ｆ３間の間隔もＴ１である。このことから、波形３０１のゼロクロス点間の間隔と、波形３０２のゼロクロス点間の間隔とは同じである。

このことから、ＣＴ非飽和時においては、１階微分波形のゼロクロス点間の間隔と、２階微分波形のゼロクロス点間の間隔とは、間隔Ｔ１（すなわち、系統周期Ｔｓの１／２）で一定に保たれていることがわかる。

図４は、ＣＴ飽和時の波形を示す図である。図４（ａ）および（ｂ）の縦軸は電流（図中の「Ｉ」に対応）であり、横軸は時間（図中の「ｔ」に対応）である。図４（ａ）を参照して、波形３５０はＣＴが非飽和から飽和に変化した際の電流波形を示している。波形３５１はＣＴ２次電流の１階微分波形を示している。図４（ｂ）を参照して、波形３５２はＣＴ２次電流の２階微分波形を示している。図４（ｂ）は、波形３５１を拡大するように図４（ａ）の縦軸を変更したものである。

図４（ａ）を参照して、波形３５１において、ＣＴ飽和が発生した後の各ゼロクロス点Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３の間隔に着目する。隣り合うゼロクロス点Ｇ１，Ｇ２間の間隔はＴ３であり、隣り合うゼロクロス点Ｇ２，Ｇ３間の間隔はＴ３ａである。間隔Ｔ３は間隔Ｔ３ａよりもかなり小さく、系統周期Ｔｓの１／２よりもかなり小さい。図４（ａ）の例では、間隔Ｔ３は４．７ｍｓであり、間隔Ｔ３ａは１０．２ｍｓである。そのため、図３（ａ）の例とは異なり、ゼロクロス点の間隔が一定値（例えば、系統周期Ｔｓの１／２）ではないことがわかる。

図４（ｂ）を参照して、波形３５２において、ＣＴ飽和が発生した後の各ゼロクロス点Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３の間隔に着目する。隣り合うゼロクロス点Ｈ１，Ｈ２間の間隔はＴ４であり、ゼロクロス点Ｈ２，Ｈ３間の間隔はＴ４ａである。間隔Ｔ４は間隔Ｔ４ａよりもかなり小さく、系統周期Ｔｓの１／２よりもかなり小さい。図４（ｂ）の例では、間隔Ｔ４は２．２ｍｓであり、間隔Ｔ４ａは９．３ｍｓである。そのため、図３（ｂ）の例とは異なり、ゼロクロス点の間隔が一定値（例えば、系統周期Ｔｓの１／２）ではないことがわかる。

このことから、ＣＴ飽和時においては、１階微分波形のゼロクロス点間の間隔、および２階微分波形のゼロクロス点間の間隔は、一定に保たれていない。また、１階微分波形のゼロクロス点間の各間隔の中には、Ｔｓ／２から大きく逸脱したものが存在する。同様に、２階微分波形のゼロクロス点間の各間隔の中にも、Ｔｓ／２から大きく逸脱したものが存在する。

したがって、図３に示すＣＴ非飽和時の波形と、図４に示すＣＴ飽和時の波形とを比較すると、１階微分波形のゼロクロス点の間隔、および、２階微分波形のゼロクロス点の間隔に差異がある。そのため、保護リレー装置１００は、１階微分波形のゼロクロス点の間隔、および２階微分波形のゼロクロス点の間隔を用いて、ＣＴ飽和の有無を判定する。

図５は、実施の形態１に従う判定方式の一例を示すフローチャートである。典型的には、以下の各ステップは、保護リレー装置１００の演算処理部７０のＣＰＵ７２によって実行される。

図５を参照して、保護リレー装置１００は、ＣＴ６から取り込んだ電流に基づいて、送電線３に流れる電流の異常を検出したか否かを判断する（ステップＳ１０）。典型的には、保護リレー装置１００は、電流変化幅リレー要素により電流の異常を検出する。電流変化幅リレー要素は、例えば、現時点の電流の瞬時値と１サイクル前（もしくは、２サイクル前、３サイクル前など）の電流の瞬時値との差が規定の閾値を超えているか否かを判定する。したがって、電流変化幅リレー要素は、電流の振幅の急変または位相の急変を検出できる。なお、保護リレー装置１００は、電流変化幅リレー要素に代えて、過電流リレー要素を用いて電流の異常を検出してもよい。

電流の異常を検出しない場合（ステップＳ１０においてＮＯ）、保護リレー装置１００は、ステップＳ１０の処理を繰り返す。電流の異常を検出した場合（ステップＳ１０においてＹＥＳ）、保護リレー装置１００は、ステップＳ１２以降の処理を実行する。

ここで、ステップＳ１０の処理は、後述するＣＴ飽和判定を精度よく行なうために実行される。具体的には、図３および図４で説明したように、本実施の形態では、電流の微分波形のゼロクロス点間の間隔を用いてＣＴ飽和の有無が判定される。そのため、微小電流の変動によって微分波形のゼロクロス点が検出されてしまうと、ＣＴ飽和の誤判定を引き起こす可能性がある。電流の異常が検出された場合には（ステップＳ１０においてＹＥＳ）、比較的大きな電流が発生していると想定される。したがって、このような場合に、ゼロクロス点間の間隔を用いたＣＴ飽和判定を実行することで、上記の微小電流に伴うＣＴ飽和の誤判定を防止することができる。

保護リレー装置１００は、ＣＴ６から取り込んだ電流の１階微分波形のゼロクロス点を検出する（ステップＳ１２）。保護リレー装置１００は、当該検出した各ゼロクロス点のタイミングを示す情報（例えば、時刻）をＲＡＭ７４に格納する。続いて、保護リレー装置１００は、ＣＴ６から取り込んだ電流の２階微分波形のゼロクロス点を検出する（ステップＳ１４）。保護リレー装置１００は、当該検出した各ゼロクロス点のタイミングを示す情報をＲＡＭ７４に格納する。例えば、ゼロクロス点は、電流のデータの符号が反転したことに基づいて検出される。

保護リレー装置１００は、１階微分波形のゼロクロス点間の間隔（以下、「間隔Ｔｘ１」とも称する。）が範囲Ｒ１内にあるか否かを判断する（ステップＳ１６）。ここで、図３および図４に示すように、ＣＴ非飽和の場合には１階微分波形のゼロクロス点間の間隔は、電力系統の系統周期Ｔｓの１／２（すなわち、半サイクル）であり、ＣＴ飽和の場合には当該間隔は、系統周期Ｔｓの１／２から大きく逸脱している。そのため、間隔Ｔｘ１に適用される範囲Ｒ１は、系統周期Ｔｓの１／２から正負の許容誤差までの範囲に設定される。例えば、許容誤差がＴｓの１０％（すなわち、Ｔｓ／１０）の場合、範囲Ｒ１は、（Ｔｓ／２－Ｔｓ／１０）～（Ｔｓ／２＋Ｔｓ／１０）である。

間隔Ｔｘ１が範囲Ｒ１に含まれない場合（ステップＳ１６においてＮＯ）、保護リレー装置１００は、ＣＴ６が飽和していると判定する（ステップＳ１８）。この場合、保護リレー装置１００は、例えば、外部故障の際にＣＴ飽和によって生じる差電流を検出しても、誤動作しないように動作特性（例えば、動作領域、動作タイマ等）を変更する。

間隔Ｔｘ１が範囲Ｒ１に含まれる場合（ステップＳ１６においてＹＥＳ）、保護リレー装置１００は、２階微分波形のゼロクロス点間の間隔（以下、「間隔Ｔｘ２」とも称する。）が範囲Ｒ１内にあるか否かを判断する（ステップＳ２０）。図３および図４に示すように、ＣＴ非飽和の場合には２階微分波形のゼロクロス点間の間隔は、系統周期Ｔｓの１／２であり、ＣＴ飽和の場合には当該間隔は、系統周期Ｔｓの１／２から大きく逸脱している。そのため、間隔Ｔｘ１と同様に間隔Ｔｘ２にも範囲Ｒ１が適用される。

間隔Ｔｘ２が範囲Ｒ１に含まれない場合（ステップＳ２０においてＮＯ）、保護リレー装置１００は、ＣＴ６が飽和していると判定する（ステップＳ１８）。間隔Ｔｘ２が範囲Ｒ１に含まれる場合（ステップＳ２０においてＹＥＳ）、保護リレー装置１００は、ＣＴ６が飽和していないと判定する（ステップＳ２４）。この場合には、電流の異常が電力系統の故障によるものと推定される。そのため、例えば、電力系統の故障が保護対象の内部で発生している場合には、保護リレー装置１００は動作して、トリップ信号を遮断器５に出力する。

図５のフローチャートでは、保護リレー装置１００は、間隔Ｔｘ１および間隔Ｔｘ２の少なくとも一方が範囲Ｒ１外である場合にＣＴ飽和が発生したと判定し、間隔Ｔｘ１および間隔Ｔｘ２が範囲Ｒ１内である場合にＣＴ飽和が発生していないと判定する。そのため、保護リレー装置１００は、間隔Ｔｘ１および間隔Ｔｘ２の両方を用いることでより精度よくＣＴ飽和の判定を行なうことができる。

ただし、保護リレー装置１００は、間隔Ｔｘ１または間隔Ｔｘ２のみを用いてＣＴ飽和の有無を判定してもよい。例えば、保護リレー装置１００は、間隔Ｔｘ１が範囲Ｒ１内にある場合にＣＴ飽和が発生していないと判定し、間隔Ｔｘ１が範囲Ｒ１外である場合にＣＴ飽和が発生したと判定してもよい。同様に、保護リレー装置１００は、間隔Ｔｘ２が範囲Ｒ１内にある場合にＣＴ飽和が発生していないと判定し、間隔Ｔｘ２が範囲Ｒ１外である場合にＣＴ飽和が発生したと判定してもよい。

（変形例）
上記のＣＴ飽和判定方式では、１階微分波形のゼロクロス点間の間隔と、２階微分波形のゼロクロス点間の間隔とに着目してＣＴ飽和の有無を判定する方式について説明した。変形例では、１階微分波形のゼロクロス点と、２階微分波形のゼロクロス点との間隔に着目してＣＴ飽和の有無を判定する方式について説明する。

ゼロクロス点間の間隔を利用してＣＴ飽和を判定するためには、最低でも２つのゼロクロス点を検出する必要がある。ただし、判定の信頼性を考慮すると、実用的には３つ以上のゼロクロス点を検出することが好ましい。以下では、３つのゼロクロス点を検出して、隣り合うゼロクロス点間の各間隔を用いてＣＴ飽和の有無を判定する場合を想定する。

図３を参照して、１階微分波形のゼロクロス点間の間隔を用いてＣＴ飽和の有無を判定する場合、ゼロクロス点Ｅ１，Ｅ２との間隔と、ゼロクロス点Ｅ２，Ｅ３との間隔とが範囲Ｒ１内であるか否かを判定する必要がある。そのため、１つ目のゼロクロス点Ｅ１を検出してから、１サイクル（すなわち、系統周期Ｔｓ）後の３つ目のゼロクロス点Ｅ３を検出するまでは、ＣＴが非飽和であるとの判定を確定できない。２階微分波形のゼロクロス点間の間隔を用いてＣＴ飽和の有無を判定する場合も同様に、１つ目のゼロクロス点Ｆ１を検出してから、１サイクル後の３つ目のゼロクロス点Ｆ３を検出するまでは、ＣＴが非飽和であるとの判定を確定できない。

ここで、１階微分波形のゼロクロス点と、２階微分波形のゼロクロス点との間隔に着目する。具体的には、図３（ｂ）を参照して、波形３０１のゼロクロス点Ｅ１～Ｅ３と、波形３０２のゼロクロス点Ｆ１～Ｆ３との間隔に着目する。隣り合うゼロクロス点Ｅ１，Ｆ１間の間隔はＴ２であり、隣り合うゼロクロス点Ｆ１，Ｅ２間の間隔もＴ２である。このことから、間隔Ｔ２は、間隔Ｔ１の１／２であり、すなわち、系統周期Ｔｓの１／４に相当する。例えば、系統周期Ｔｓが２０ｍｓである場合、間隔Ｔ２は５ｍｓである。このように、ＣＴ非飽和時においては、１階微分波形のゼロクロス点と、２階微分波形のゼロクロス点とは、間隔Ｔ２で一定に保たれている。

図４（ｂ）を参照して、波形３５１のゼロクロス点Ｇ１～Ｇ３と、波形３５２のゼロクロス点Ｈ１～Ｈ３との間隔に着目する。隣り合うゼロクロス点Ｇ１，Ｈ１間の間隔はＴ５であり、隣り合うゼロクロス点Ｈ１，Ｇ２間の間隔はＴ５ａである。間隔Ｔ５ａは間隔Ｔ５よりもかなり小さく、系統周期Ｔｓの１／４よりもかなり小さい。図４（ｂ）の例では、間隔Ｔ５は４．１ｍｓであり、間隔Ｔ５ａは０．８ｍｓである。そのため、図３（ｂ）の例とは異なり、ゼロクロス点の間隔が一定値（例えば、系統周期Ｔｓの１／４）ではないことがわかる。

このことから、ＣＴ飽和時においては、１階微分波形のゼロクロス点と、２階微分波形のゼロクロス点との間隔は、一定に保たれていない。また、１階微分波形のゼロクロス点と２階微分波形のゼロクロス点との各間隔の中には、Ｔｓ／４から大きく逸脱したもの（例えば、間隔Ｔ５ａ）が存在する。

したがって、保護リレー装置１００は、１階微分波形のゼロクロス点間の間隔、および、１階微分波形のゼロクロス点と２階微分波形のゼロクロス点との間隔を用いてＣＴ飽和の有無を判定できる。具体的には、１階微分波形のゼロクロス点間の間隔が範囲Ｒ１内であり、かつ、１階微分波形のゼロクロス点と２階微分波形のゼロクロス点との間隔が範囲Ｒ２内である場合に、保護リレー装置１００はＣＴが飽和していないと判定する。

ＣＴ非飽和の場合には、１階微分波形のゼロクロス点と２階微分波形のゼロクロス点との間隔は系統周期Ｔｓの１／４であり、ＣＴ飽和の場合には当該間隔は、系統周期Ｔｓの１／４から大きく逸脱している。そのため、範囲Ｒ２は、系統周期Ｔｓの１／４から正負の許容誤差までの範囲に設定される。例えば、許容誤差がＴｓの５％（すなわち、Ｔｓ／２０）の場合、範囲Ｒ２は、（Ｔｓ／４－Ｔｓ／２０）～（Ｔｓ／４＋Ｔｓ／２０）である。なお、範囲Ｒ２は、範囲Ｒ１よりも小さい範囲である。

図３の例の場合、ゼロクロス点Ｅ１，Ｅ２間の間隔が範囲Ｒ１内であり、かつ、ゼロクロス点Ｅ１，Ｆ１間の間隔が範囲Ｒ２内であるため、保護リレー装置１００はＣＴが飽和していないと判定する。この場合、ゼロクロス点Ｅ１を検出してから、半サイクル後のゼロクロス点Ｅ２を検出すれば、ＣＴが非飽和であると判定できる。そのため、１階微分波形のゼロクロス点間の間隔のみを用いて判定するよりも高速な判定が可能となる。

また、１階微分波形のゼロクロス点間の間隔が範囲Ｒ１外であり、かつ、１階微分波形のゼロクロス点と２階微分波形のゼロクロス点との間隔が範囲Ｒ２外である場合に、保護リレー装置１００はＣＴが飽和していると判定する。

図４の例の場合、ゼロクロス点Ｇ１，Ｇ２間の間隔が範囲Ｒ１外であり、かつ、ゼロクロス点Ｈ１，Ｇ２間の間隔が範囲Ｒ２外であるため、保護リレー装置１００はＣＴが飽和していると判定する。この場合、ゼロクロス点Ｇ１，Ｈ１，Ｇ２を検出すれば、ＣＴが飽和していると判定できる。一方、１階微分波形のゼロクロス点間の間隔のみを用いてＣＴ飽和の有無を判定する場合には、ゼロクロス点Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３を検出しなければＣＴが飽和していると判定できない。そのため、変形例によると高速な判定が可能となる。

＜機能構成＞
図６は、実施の形態１に従う保護リレー装置１００の機能構成の一例を示すブロック図である。図６を参照して、保護リレー装置１００は、主たる機能構成として、入力部１５２と、異常検出部１５４と、波形生成部１５６と、ゼロクロス検出部１５８と、飽和判定部１６０とを含む。これらの各機能は、例えば、保護リレー装置１００のＣＰＵ７２がメモリ（例えば、ＲＯＭ７３、ＲＡＭ７４）に格納されたプログラムを実行することによって実現される。なお、これらの機能の一部または全部はハードウェアで実現されるように構成されていてもよい。

入力部１５２は、ＣＴ６により検出された電力系統の電流の入力を受け付ける。なお、入力部１５２は、ＶＴ８により検出された電力系統の電圧の入力を受け付けてもよい。

異常検出部１５４は、ＣＴ６から取り込んだ電流に基づいて、電力系統の電流の異常を検出する。具体的には、異常検出部１５４は、電流変化幅リレー要素として機能し、現時点の電流の瞬時値と１サイクル前の電流の瞬時値との差が規定の閾値Ｔｈ１を超えている場合に、電流の異常を検出する。なお、異常検出部１５４は、過電流リレー要素として機能し、電流の実効値が閾値Ｔｈ２を超えている場合に、電流の異常を検出してもよい。

波形生成部１５６は、ＣＴ６から取得された電流を微分して当該電流の１階微分波形を生成する。また、波形生成部１５６は、１階微分波形をさらに微分して当該電流の２階微分波形を生成する。

ゼロクロス検出部１５８は、１階微分波形および２階微分波形のゼロクロス点を検出する。ゼロクロス検出部１５８は、例えば、ヒステリシス付きのコンパレータで構成されており、グランドレベル付近に設定された閾値Ｈ，Ｌと比較することで、１階微分波形および２階微分波形のゼロクロス点を検出する。このように、コンパレータの閾値にヒステリシス特性を持たせることにより、ディジタル変換後のノイズによるゼロクロス点の誤検出を防止する。

ここで、１階微分波形のゼロクロス点を「第１ゼロクロス点」と称し、２階微分波形のゼロクロス点を「第２ゼロクロス点」と称する。隣接する第１ゼロクロス点間の間隔を「第１ゼロクロス間隔」と称し、隣接する第２ゼロクロス点間の間隔を「第２ゼロクロス間隔」と称する。隣接する第１および第２ゼロクロス点間の間隔を「第３ゼロクロス間隔」と称する。

図３の場合、第１ゼロクロス点はゼロクロス点Ｅ１～Ｅ３であり、第１ゼロクロス間隔は間隔Ｔ１である。第２ゼロクロス点はゼロクロス点Ｆ１～Ｆ３であり、第２ゼロクロス間隔は間隔Ｔ１である。第３ゼロクロス間隔は間隔Ｔ２である。図４の場合、第１ゼロクロス点はゼロクロス点Ｇ１～Ｇ３であり、第１ゼロクロス間隔は間隔Ｔ３，Ｔ３ａである。第２ゼロクロス点はゼロクロス点Ｈ１～Ｈ３であり、第２ゼロクロス間隔は間隔Ｔ４，Ｔ４ａである。第３ゼロクロス間隔は間隔Ｔ５，Ｔ５ａである。

飽和判定部１６０は、上記のゼロクロス間隔を用いて、ＣＴ６の飽和の有無を判定する。ある局面では、飽和判定部１６０は、第１ゼロクロス間隔に基づいて、ＣＴ６が飽和したか否かを判定する。具体的には、第１ゼロクロス間隔が範囲Ｒ１外である場合に、飽和判定部１６０はＣＴ６が飽和していると判定する。より詳細には、飽和判定部１６０は、各第１ゼロクロス間隔のうちのいずれか（例えば、間隔Ｔ３）が範囲Ｒ１外である場合に、ＣＴ６が飽和していると判定する。典型的には、範囲Ｒ１は、系統周期Ｔｓの１／２を中心値とする許容誤差範囲である。

また、飽和判定部１６０は、第１ゼロクロス間隔および第２ゼロクロス間隔に基づいて、ＣＴ６が飽和したか否かを判定してもよい。具体的には、第１ゼロクロス間隔が範囲Ｒ１外であるとの条件、および第２ゼロクロス間隔が範囲Ｒ１外であるとの条件のうちの少なくとも一方を満たす場合に、飽和判定部１６０はＣＴ６が飽和していると判定する。

他の局面では、飽和判定部１６０は、第１ゼロクロス間隔および第３ゼロクロス間隔に基づいて、ＣＴ６が飽和したか否かを判定する。具体的には、第１ゼロクロス間隔が範囲Ｒ１外であって、かつ、第３ゼロクロス間隔が範囲Ｒ２（ただし、範囲Ｒ２は範囲Ｒ１よりも小さい）外である場合に、飽和判定部１６０は、ＣＴ６が飽和していると判定する。典型的には、範囲Ｒ２は、系統周期Ｔｓの１／４を中心値とする許容誤差範囲である。

また、異常検出部１５４により電力系統の電流の異常が検出された場合に、飽和判定部１６０は、ＣＴ６の上記の飽和判定処理を実行してもよい。飽和判定処理は、第１～第３ゼロクロス間隔を用いてＣＴ６が飽和したか否かを判定する処理を含む。

＜利点＞
実施の形態１によると、ＣＴから取り込んだ電流の微分波形のゼロクロス点間隔を用いることで、簡易に精度よく当該ＣＴが飽和しているか否かを判定できる。そのため、ＣＴ飽和に伴う保護リレー装置の誤動作および誤不動作を防止することができる。また、系統事故電流が発生しても十分飽和しないようなＣＴ飽和特性を有する高価なＣＴを選定する必要もない。

実施の形態２．
上述した実施の形態１では、電流の微分波形を利用してＣＴ飽和の有無を判定する構成について説明した。ここで、図１に示すように、電力系統に変圧器９が配置されている場合、変圧器９の充電時あるいは変圧器に連携している送電線の再閉路時には励磁突入電流（あるいは、「インラッシュ電流」とも称する）が発生する。そのため、このインラッシュ電流による保護リレー装置１００の誤動作も防止する必要がある。

実施の形態２では、ＣＴ飽和の有無に加えて、変圧器９におけるインラッシュ電流の発生の有無を判定する方式について説明する。なお、以下の説明では、変圧器９にインラッシュ電流が発生している状態を「インラッシュ状態」とも称する。なお、以下の図７および図８では、説明の容易化のため、単相の変圧器がインラッシュ状態になったときの電流波形について説明する。

図７は、ＣＴ非飽和時であって、変圧器がインラッシュ状態である場合の波形を示す図である。図７（ａ）および（ｂ）の縦軸は電流（図中の「Ｉ」に対応）であり、横軸は時間（図中の「ｔ」に対応）である。図７（ａ）を参照して、波形４００はＣＴ非飽和時かつインラッシュ状態におけるＣＴ２次電流の波形を示しており、波形４０１はＣＴ２次電流の１階微分波形を示している。図７（ｂ）を参照して、波形４０２はＣＴ２次電流の２階微分波形を示している。図７（ｂ）は、波形４０１を拡大するように図７（ａ）の縦軸を変更したものである。

図７（ａ）を参照して、１階微分波形を示す波形４０１の各ゼロクロス点Ｊ１，Ｊ２，Ｊ３の間隔に着目する。隣り合うゼロクロス点Ｊ１，Ｊ２間の間隔はＴ６であり、隣り合うゼロクロス点Ｊ２，Ｊ３間の間隔はＴ６ａである。間隔Ｔ６と間隔Ｔ６ａとは、系統周期Ｔｓ（例えば、２０ｍｓ）の１／２に近い値となっている。図７（ａ）の例では、間隔Ｔ６は８．２ｍｓであり、間隔Ｔ６ａは１１．８ｍｓである。

図７（ｂ）を参照して、２階微分波形を示す波形４０２の各ゼロクロス点Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３の間隔に着目する。隣り合うゼロクロス点Ｋ１，Ｋ２間の間隔はＴ７であり、隣り合うゼロクロス点Ｋ２，Ｋ３間の間隔はＴ７ａであり、隣り合うゼロクロス点Ｋ３，Ｋ４間の間隔はＴ７ｂである。間隔Ｔ７ｂは、系統周期Ｔｓの１／２に近い値となっているが、間隔Ｔ７，Ｔ７ａはＴｓ／２から大きく逸脱している。図７（ｂ）の例では、間隔Ｔ７は６．４ｍｓであり、間隔Ｔ７ａは５．６ｍｓであり、Ｔ７ｂは８．０ｍｓである。

さらに、１階微分波形のゼロクロス点と、２階微分波形のゼロクロス点との間隔に着目する。具体的には、図７（ｂ）を参照して、ゼロクロス点Ｊ１～Ｊ３と、ゼロクロス点Ｋ１～Ｋ４との間隔に着目する。隣り合うゼロクロス点Ｋ１，Ｊ１間の間隔はＴ８であり、隣り合うゼロクロス点Ｊ１，Ｋ２間の間隔はＴ８ａであり、隣り合うゼロクロス点Ｋ２，Ｊ２間の間隔はＴ８ｂであり、隣り合うゼロクロス点Ｊ２，Ｋ３間の間隔はＴ８ｃであり、ゼロクロス点Ｋ３，Ｊ３間の間隔はＴ８ｄである。

ここで、図４で説明したように、ＣＴが飽和しておらず、かつインラッシュ状態でもない場合には、１階微分波形のゼロクロス点と２階微分波形のゼロクロス点との間隔はＴ２（すなわち、Ｔｓ／４）で一定に保たれていた。しかし、図７（ｂ）では、１階微分波形のゼロクロス点と２階微分波形のゼロクロス点との間隔は一定に保たれておらず、Ｔｓ／４から大きく逸脱したもの（例えば、間隔Ｔ８ｃ）が存在する。図７（ｂ）の例では、間隔Ｔ８，Ｔ８ａ，Ｔ８ｂ，Ｔ８ｃ，Ｔ８ｄは、それぞれ３．３ｍｓ、４．５ｍｓ、３．８ｍｓ、１．９ｍｓ、６．５ｍｓである。

このことから、ＣＴ非飽和時においては変圧器がインラッシュ状態であっても、１階微分波形のゼロクロス点間の間隔は概ねＴｓ／２で一定に保たれているが、２階微分波形のゼロクロス点間の間隔は、Ｔｓ／２から逸脱するものが多く一定に保たれていない。また、１階微分波形のゼロクロス点と２階微分波形のゼロクロス点との間隔は、Ｔｓ／４から逸脱するものが多く一定に保たれていない。

図８は、ＣＴ飽和時であって、変圧器がインラッシュ状態である場合の波形を示す図である。図８（ａ）および（ｂ）の縦軸は電流（図中の「Ｉ」に対応）であり、横軸は時間（図中の「ｔ」に対応）である。図８（ａ）を参照して、波形４５０はＣＴ飽和時かつインラッシュ状態におけるＣＴ２次電流の波形を示しており、波形４５１はＣＴ２次電流の１階微分波形を示している。図８（ｂ）を参照して、波形４５２はＣＴ２次電流の２階微分波形を示している。図８（ｂ）は、波形４５１を拡大するように図８（ａ）の縦軸を変更したものである。

図８（ａ）を参照して、波形４５１において、ＣＴ飽和が発生した後の各ゼロクロス点Ｌ１～Ｌ４の間隔に着目する。ゼロクロス点Ｌ１，Ｌ２間の間隔はＴ９であり、ゼロクロス点Ｌ２，Ｌ３間の間隔はＴ９ａであり、ゼロクロス点Ｌ３，Ｌ４間の間隔はＴ９ｂである。図８（ａ）の例では、間隔Ｔ９，Ｔ９ａ，Ｔ９ｂは、それぞれ６．０ｍｓ，９．８ｍｓ，４．２ｍｓである。間隔Ｔ９ａは、系統周期Ｔｓの１／２に近い値となっているが、間隔Ｔ９，Ｔ９ｂはＴｓ／２から大きく逸脱している。

図８（ｂ）を参照して、波形４５２において、ＣＴ飽和が発生した後の各ゼロクロス点Ｍ１～Ｍ５の間隔に着目する。ゼロクロス点Ｍ１，Ｍ２間の間隔をＴ１０、ゼロクロス点Ｍ２，Ｍ３間の間隔をＴ１０ａ、ゼロクロス点Ｍ３，Ｍ４間の間隔をＴ１０ｂ、ゼロクロス点Ｍ４，Ｍ５間の間隔をＴ１０ｃとする。図８（ｂ）の例では、間隔Ｔ１０，Ｔ１０ａ，Ｔ１０ｂ，Ｔ１０ｃは、それぞれ５．８ｍｓ，７．５ｍｓ，３．２ｍｓ，３．５ｍｓである。間隔Ｔ１０～Ｔ１０ｃは、Ｔｓ／２から大きく逸脱している。同様に、１階微分波形のゼロクロス点と２階微分波形のゼロクロス点との間隔は一定に保たれておらず、Ｔｓ／４から大きく逸脱したものが多い。

このことから、ＣＴ飽和時においては変圧器がインラッシュ状態である場合、１階微分波形のゼロクロス点間の間隔、２階微分波形のゼロクロス点間の間隔、および、１階微分波形のゼロクロス点と２階微分波形のゼロクロス点との間隔は、一定に保たれていない。具体的には、１階微分波形のゼロクロス点間の各間隔の中には、Ｔｓ／２から大きく逸脱したものが存在し、２階微分波形のゼロクロス点間の各間隔の中にも、Ｔｓ／２から大きく逸脱したものが存在する。１階微分波形のゼロクロス点と２階微分波形のゼロクロス点との各間隔の中には、Ｔｓ／４から大きく逸脱したものが存在する。

したがって、ＣＴ非飽和時であってインラッシュ状態である場合の図７に示す波形と、ＣＴ飽和時であってインラッシュ状態である場合の図８に示す波形とを比較すると、１階微分波形のゼロクロス点の間隔に差異がある。また、ＣＴ非飽和時であってインラッシュ状態ではない場合の図３に示す波形と、図７に示す波形とを比較すると、１階微分波形および２階微分波形のゼロクロス点の間隔に差異がある。そのため、保護リレー装置１００は、１階微分波形のゼロクロス点の間隔と、１階微分波形および２階微分波形のゼロクロス点の間隔とを用いて、ＣＴ飽和の有無および変圧器におけるインラッシュ状態の有無を判定する。

上述したように、図７および図８では、単相の変圧器がインラッシュ状態になったときの電流波形について説明したが、３相の変圧器でも同様である。

図９は、３相の変圧器がインラッシュ状態である場合の波形を示す図である。図９（ａ）を参照して、波形５００，５１０，５２０は、それぞれ、ＣＴ非飽和時におけるＡ相，Ｂ相，Ｃ相の電流波形を示している。図９（ｂ）を参照して、波形５５０，５６０，５７０は、それぞれ、ＣＴ飽和時におけるＡ相，Ｂ相，Ｃ相の電流波形を示している。具体的には、図９（ｂ）ではＡ相に設けられたＣＴが飽和した場合を想定している。

図９（ａ）の波形５００と図７（ａ）の波形４００とは同様の傾向を示す波形であり、図９（ｂ）の波形５５０と図８（ａ）の波形４５０とは同様の傾向を示す波形である。そのため、３相の変圧器であっても、保護リレー装置１００は、１階微分波形のゼロクロス点の間隔と、１階微分波形および２階微分波形のゼロクロス点の間隔とを用いて、ＣＴ飽和の有無および変圧器におけるインラッシュ状態の有無を判定できる。

図１０は、実施の形態２に従う判定方式の一例を示すフローチャートである。典型的には、以下の各ステップは、保護リレー装置１００の演算処理部７０のＣＰＵ７２によって実行される。

図１０を参照して、ステップＳ１０～Ｓ１６の各処理は、図５に示す各処理と同様であるため、その詳細は説明は繰り返さない。１階微分波形のゼロクロス点間の間隔Ｔｘ１が範囲Ｒ１内である場合（ステップＳ１６においてＹＥＳ）、保護リレー装置１００は、１階微分波形のゼロクロス点と、２階微分波形のゼロクロス点との間隔（以下、「間隔Ｔｘ１２」とも称する。）が範囲Ｒ２内であるか否かを判断する（ステップＳ５０）。

間隔Ｔｘ１２が範囲Ｒ２内である場合（ステップＳ５０においてＹＥＳ）、保護リレー装置１００は、ＣＴ６が飽和しておらず、かつ変圧器９がインラッシュ状態ではないと判定する（ステップＳ５２）。この場合には、電流の異常が電力系統の故障によるものと推定される。そのため、例えば、電力系統の故障が保護対象の内部で発生している場合には、保護リレー装置１００は動作して、トリップ信号を遮断器５に出力する。一方、間隔Ｔｘ１２が範囲Ｒ２外である場合（ステップＳ５０においてＮＯ）、保護リレー装置１００は、ＣＴ６は非飽和状態であり、かつ変圧器９がインラッシュ状態であると判定する（ステップＳ５４）。

また、間隔Ｔｘ１が範囲Ｒ１外である場合（ステップＳ１６においてＮＯ）、保護リレー装置１００は、間隔Ｔｘ１２が範囲Ｒ２内であるか否かを判断する（ステップＳ５６）。間隔Ｔｘ１２が範囲Ｒ２外である場合（ステップＳ５６においてＮＯ）、保護リレー装置１００は、ＣＴ６が飽和していると判定する（ステップＳ５８）。

間隔Ｔｘ１２が範囲Ｒ２内である場合（ステップＳ５６においてＹＥＳ）、保護リレー装置１００は、ステップＳ１２の処理に戻る。ここで、間隔Ｔｘ１が範囲Ｒ１外であって、かつ間隔Ｔｘ１２が範囲Ｒ２内というケース（すなわち、ステップＳ１６でＮＯかつステップＳ５６でＹＥＳ）は通常は起こらないと考えられる。そのため、保護リレー装置１００は、ステップＳ１２の処理に戻って再度判定処理を実行する。

＜機能構成＞
図１１は、実施の形態２に従う保護リレー装置１００の機能構成の一例を示すブロック図である。図１１を参照して、実施の形態２に従う保護リレー装置１００の機能構成は、図６に示す実施の形態１に従う保護リレー装置１００の機能構成に、インラッシュ判定部１６２を追加した構成に相当する。

インラッシュ判定部１６２は、隣接する第１ゼロクロス点間の間隔である第１ゼロクロス間隔と、隣接する第１および第２ゼロクロス点間の間隔である第３ゼロクロス間隔とに基づいて、変圧器９がインラッシュ状態であるか否かを判定する。

図７の場合、第１ゼロクロス点はゼロクロス点Ｊ１～Ｊ３であり、第１ゼロクロス間隔は間隔Ｔ６，Ｔ６ａである。第２ゼロクロス点はゼロクロス点Ｋ１～Ｋ４であり、第２ゼロクロス間隔は間隔Ｔ７～Ｔ７ｂである。第３ゼロクロス間隔は間隔Ｔ８～Ｔ８ｄである。図８の場合、第１ゼロクロス点はゼロクロス点Ｌ１～Ｌ４であり、第１ゼロクロス間隔は間隔Ｔ９～Ｔ９ｂである。第２ゼロクロス点はゼロクロス点Ｍ１～Ｍ５であり、第２ゼロクロス間隔は間隔Ｔ１０～Ｔ１０ｃである。第３ゼロクロス間隔は、ゼロクロス点Ｌ１，Ｍ１間、ゼロクロス点Ｍ１，Ｌ２間、ゼロクロス点Ｌ２，Ｍ２間等の間隔である。

第１ゼロクロス間隔が範囲Ｒ１内であって、かつ、第３ゼロクロス間隔が範囲Ｒ２外である場合に、インラッシュ判定部１６２は、変圧器９がインラッシュ状態であると判定する。なお、異常検出部１５４により電力系統の電流の異常が検出された場合に、インラッシュ判定部１６２は、このような変圧器９のインラッシュ状態の判定処理を実行してもよい。

＜利点＞
実施の形態２によると、ＣＴから取り込んだ電流の微分波形のゼロクロス点間隔を用いることで、ＣＴ飽和の有無に加えて、インラッシュ状態の有無も判定できる。そのため、ＣＴ飽和およびインラッシュ電流に伴う保護リレー装置の誤動作および誤不動作を防止できる。

その他の実施の形態．
上述の実施の形態として例示した構成は、本発明の構成の一例であり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、一部を省略する等、変更して構成することも可能である。また、上述した実施の形態において、他の実施の形態で説明した処理および構成を適宜採用して実施する場合であってもよい。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

２，４ 母線、３ 送電線、５ 遮断器、８ 電圧変成器、９ 変圧器、１０，１１ 交流電源、５１ 補助変成器、５２ ＡＤ変換部、７０ 演算処理部、７１ バス、７２ ＣＰＵ、７３ ＲＯＭ、７４ ＲＡＭ、７５ ＤＩ回路、７６ ＤＯ回路、７７ 入力インターフェイス、１００ 保護リレー装置、１５２ 入力部、１５４ 異常検出部、１５６ 波形生成部、１５８ ゼロクロス検出部、１６０ 飽和判定部、１６２ インラッシュ判定部。

Claims (4)

1. 電流変成器によって検出された電力系統の電流の入力を受ける入力部と、
   前記電流を微分して前記電流の１階微分波形を生成する波形生成部と、
   前記１階微分波形の第１ゼロクロス点を検出するゼロクロス検出部と、
   隣接する前記第１ゼロクロス点間の間隔を示す第１ゼロクロス間隔に基づいて、前記電流変成器が飽和したか否かを判定する飽和判定部とを備え、
   前記波形生成部は、前記１階微分波形を微分して前記電流の２階微分波形をさらに生成し、
   前記ゼロクロス検出部は、前記２階微分波形の第２ゼロクロス点をさらに検出し、
   前記第１ゼロクロス間隔が第１範囲外であって、かつ、隣接する前記第１および第２ゼロクロス点間の間隔を示す第３ゼロクロス間隔が前記第１範囲よりも小さい第２範囲外である場合に、前記飽和判定部は、前記電流変成器が飽和していると判定する、保護リレー装置。
2. 前記第１範囲は、系統周期の１／２を中心値とする許容誤差範囲であり、
   前記第２範囲は、系統周期の１／４を中心値とする許容誤差範囲である、請求項１に記載の保護リレー装置。
3. 前記電力系統には、変圧器が配置されており、
   前記第１ゼロクロス間隔と、前記第３ゼロクロス間隔とに基づいて、前記変圧器がインラッシュ状態であるか否かを判定するインラッシュ判定部をさらに備え、
   前記第１ゼロクロス間隔が前記第１範囲内であって、かつ、前記第３ゼロクロス間隔が前記第２範囲外である場合に、前記インラッシュ判定部は、前記変圧器がインラッシュ状態であると判定する、請求項１または請求項２に記載の保護リレー装置。
4. 前記電流の異常を検出する異常検出部をさらに備え、
   前記異常検出部により前記電流の異常が検出された場合に、前記飽和判定部は、前記電流変成器の飽和判定処理を実行する、請求項１～請求項３のいずれか１項に記載の保護リレー装置。

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