JPH0232272A - 過電流弁別方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

発明の目的 （産業上の利用分野） 本発明は、過電流をループ検流及び短絡電流のいずれか
に弁別する方法に関するものである。 （従来の技術） 停電を伴う比較的広範囲の区間の工事ではループ点切換
工法が用いられるが、前記常開型ループ点開閉器の投入
時に互いに異電源の配電線系統間に位相差がある場合に
はループ横流が流れ、このループ横流の大きさによって
は電源となる両変電所の配電線遮断器をトリップさせる
おそれがある。 配電線を瞬時停電させてループ点切換を行なう場合にも
、瞬時停電といえども需要家に対する影響は大きく、ル
ープ点切換遂行を深夜に行なうという時間的制限があっ
た。そこで、本願出願人はループ検流発生時には変電所
の配電線遮断器よりも先に区間開閉器を開放するループ
点切換装置を提案している。これによりループ点開閉器
の投入時にループ横流が発生した場合には区間開閉器が
変電所の配電線遮断器よりも先に開放し、工事区間以外
での瞬時の停電をも伴うことなく工事を遂行することが
できる。 （発明が解決しようとする問題点） しかしながら、ループ点開閉器の投入時に発生する電流
としては短絡電流の場合もあり、ループ検流及び短絡電
流の区別なく区間開閉器を遮断すれば短絡電流遮断によ
る区間開閉器の寿命短縮化が避けられず、区間開閉器の
交換頻度が増大する。 発明の構成 （問題点を解決するための手段） そこで本発明では、大地電圧検出手段により大地電圧を
検出し、線電流検出手段により線電流を検出すると共に
、検出された線電流と検出された大地電圧との位相差を
検出し、この検出位相差及び検出線電流値が予め設定さ
れた範囲内にあれば前記線電流を短絡電流と判定するよ
うにした。 （作用） 即ち、検出された線電流の値が電流値の設定範囲内にあ
るか否かが判定されると共に、この！ｌｉ＊電流と検出
された大地電圧との位相差が位相差の設定範囲内にある
か否かが判定される。電流値及び位相差共に設定範囲内
にあれば短絡電流判定が行われ、電源となる変電所の電
源遮断が行われる。 線電流値が前記設定範囲内に有り、かつ線電流と大地電
圧との位相差が前記設定範囲内に無い場合にはループ横
流判定が行われ、電源遮断を伴うことなくループ点予定
位置での電流遮断が行われる。 （実施例） 以下、本発明をループ点切換装置に具体化した一実施例
を図面に基づいて説明する。 第１図は異電源となる変電所１，２間のループ配電線系
統を示し、変電所１側の配電線系統３には複数の区間開
閉器ＡＳＩ、ＡＳ２．ＡＳ３．ＡＳ４．ＡＳ５が配設さ
れていると共に、配電線系統４には複数の区間開閉器Ａ
Ｓ６．ＡＳ？、ＡＳ８、ＡＳ９．ＡＳＩＯが配設されて
おり、配電線系統３側の区間開閉器ＡＳ５と配電線系統
４側の区間開閉器ＡＳＩＯとの間には常開型ループ点開
閉器ＡＳ　（Ｌ）が常には開放状態に介在されている。 第２図は本実施例のループ点切換用開閉器ＧＳ　（Ｌ）
及びその制御装置Ｃからなるループ点切換装置のブロッ
ク回路図を示し、ループ点切換用開閉器ＧＳ　（Ｌ）に
接続されたバイパス線５，６が第１図に示すように新た
なループ点となる区間開閉器ＡＳ３の電源側及び負荷側
に接続されるようになっている。 ループ点切換用開閉器ＧＳ　（Ｌ）は常開型開閉器であ
り、このループ点切換用開閉器ＧＳ　（Ｌ）の電源側バ
イパス線５にはコンデンサ型計器用変圧器ＺＰＤからな
る大地電圧検出器７が電気的に接続されていると共に、
零相循環電流を検出するための変流器ＺＣＴからなる循
環零相電流検出器８がｉｔ磁的に接続されている。一方
、負荷側バイパス線６には大地電圧検出器７と同様の大
地電圧検出器９が電気的に接続されていると共に、線電
流を検出するための変流器ＣＴからなる線電流検出器１
０がｔｆａ的に接続されている。 これら各検出器７〜１０からの検出信号は制御装置Ｃを
構成する過入力保護回路及びフィルタ回路を経てレベル
判定回路に取り込まれ、各検出信号のレベル判定が行わ
れる。上段の過入力保護回路１１、フィルタ回路１２及
びレベル判定回路１３には大地電圧検出器７，９からの
検出信号が取り込まれ、レベル判定回路１３を経由した
大地電圧位相情報が位相差検出判定回路１４に出力され
ると共に、レベル判定回路１３にて判定された大地電圧
の有無情報がタイマ機能付き電源断検出回路１５に出力
される。 中段の過入力保護回路１６、フィルタ回路１７及びレベ
ル判定回路１８には線電流検出器１０からの検出信号が
取り込まれ、レベル判定回路１８を経由したｗＡｔ流位
相情報が位相差検出判定回路１４に出力されると共に、
レベル判定回路１８にて判定された線電流値レベル情報
が過電流記憶回路１９、トリップ回路２０、動作禁止回
路２１及びＯＲ回路２２に出力される。線電流値が設定
値１１以下の場°合にはレベル判定回路１８からの線電
流値レベル情報に基づいてトリップ回路２０がループ点
切換用開閉器ＧＳ　（Ｌ）遮断用のトリップコイル２３
を作動し、トリップ表示回路２４におけるトリップ表示
が行われる。線電流値が設定範囲（１１，１２３内にあ
る場合には位相差検出判定回路１４が前記大地電圧位相
と線電流位相とを比較し、この位相差が予め設定された
角度範囲〔θ１．θ２〕内にない場合にはループ横流と
判定すると共に、トリップ回路２０及びＯＲ回路２２に
トリップ指令用のＨｉｇｈレベル信号を出力し、トリッ
プ表示回路２５におけるトリップ表示が行われる。前記
位相差が設定範囲〔θ１．θ２〕内にある場合には位相
差検出判定回路１４は短絡電流と判定すると共に、過電
流記憶回路１９に短絡電流判定信号を出力し、過電流記
憶回路１９はこの短絡電流判定を記憶する。又、位相差
検出判定回路１４は各線型線毎の線電流値のばらつきに
基づく弁別判定を行ない、三相のうちの一相が他の二相
と異なる場合には二相短絡の判定が行われる。 線ｔｖＬ値が設定値１２以上の場合には過電流記憶回路
１９がこの線電流値レベル情報に基づいて短絡電流判定
として記憶する。短絡電流判定を記憶する過電流記憶回
路１９は短絡電流判定記憶に応じたＨｉｇｈレベル信号
を第１のＡＮＤ回路２６に出力し、ロック表示回路２７
における口・７り表示及び変電所１．２の配電線遮断器
の遮断が行われる。この電源遮断に伴う大地電圧無状態
が電源断検出回路１５にて検出され、電源断検出回路１
５が変電所１，２の電源遮断に要する時間よりも大きく
なるように設定された遅延時間Ｔ後にＨｉｇｈレベル信
号をＡＮＤ回路２６に出力する。 これによりＡＮＤ回路２６からトリップ指令としてのＨ
ｉｇｈレベル信号がトリップ回路２０及びＯＲ回路２２
に出力される。即ち、電源断検出回路１５、過電流記憶
回路１９及びＡＮＤ回路２６により短絡判定回路が構成
されている。 下段の過入力保護回路２８、フィルタ回路２９及びレベ
ル判定回路３０には循環零相電流検出器８からの検出信
号が取り込まれ、レベル判定回路３０を経由した循環零
相電流情報が動作禁止回路２１に出力される。動作禁止
回路２１は′ｉＩＡ電流値が設定値１．以下かつ循環零
相電流値が設定値１０以下の場合に作動され、トリップ
回路２０の作動が禁止される。線電流値が設定値１．以
下かつ循環零相電流値が設定値１０以上の場合には動作
禁止回路２１からトリップ指令としてのＨｉｇｈレベル
信号がトリップ回路２０及びＯＲ回路２２に出力される
と共に、トリップ表示回路３１においてトリップ表示が
行われる。 大地電圧検出器７．９からの大地電圧有無情報は第２の
ＡＮＤ回路３２に入力され、変電所１側投入状態及びル
ープ点切換用開閉器ＧＳ　（Ｌ）の遮断状態において電
源側バイパス線５及び負荷側バイパス腺６のいずれにも
大地電圧が存在する場合にのみＡＮＤ回路３２からＨｉ
ｇｈレベル信号が出力される。を源側バイパス線５及び
負荷側バイパス線６のいずれにも大地電圧が存在する状
態はループ検流発生を意味し、ループ検流発生を意味す
る第２のＡＮＤ回路３２からの出力Ｈｉｇｈレヘル信号
は第３のＡＮＤ回路３３に入力されると共に、反転回路
３４を介して第４のＡＮＤ回路３５に入力される。第３
，４のＡＮＤ回路３３゜３５にはＯＲ回路２２からの出
力信号がそれぞれ入力され、ｖＡ電流値が設定値１２以
下の場合のトリップ指令に伴うＯＲ回路２２からのＨｉ
ｇｈレベル信号出力及び第２のＡＮＤ回路３２からのＨ
ｉｇｈレベル信号出力により第３のＡＮＤ回路３３がＨ
ｉｇｈレベル信号をカウンタ回路３６に出力する。これ
によりカウンタ回路３６がループ横流発生回数をカウン
トする。 一方、電源側バイパス線５又は負荷側バイパスｖＡ６の
いずれか一方に大地電圧が存在しない状態は短絡発生を
意味し、この短絡発生を意味する第２のＡＮＤ回路３２
からの出方Ｌｏｗレベル信号が反転回路３４を経由して
第４のＡＮＤ回路３５にＨｉｇｈレベル信号として入力
される。線電流値が設定値１１以上の短絡発生時のロッ
ク指令後の設定遅延時間Ｔ後に第１のＡＮＤ回路２６か
ら出力されるトリップ指令信号に伴うＯＲ回路２２から
のＨｉｇｈレベル信号と、反転回路３４からのＨｉｇｈ
レベル信号とにより第４のＡＮＤ回路３５がＨｉｇｈレ
ベル信号をカウンタ回路３６に出力する。これによりカ
ウンタ回路３６が短絡発生回数をカウントする。 カウンタ回路３６はループ検流発生回数及び短絡発生回
数を個別にカウントし、ループ検流発生回数が予め規定
された回数ｍに達した場合、あるいは短絡発生回数が予
め規定された回数ｎに達した場合にはカウンタ回路３６
からトリップ禁止指令信号がトリップ禁止回路３７に出
力され、トリップ禁止回路３７が作動する。これにより
トリッブ回路２０が不作動状態におかれると共に、各ト
リップ表示回路２４，２５．３１においてトリップ表示
が行われる。 制御装置Ｃにはさらに検電検相回路３８、その電源回路
３９及び蓄電池４０が組み込まれており、検電検相回路
３８は大地電圧検出器７．９により検出された電源側の
大地電圧及びその位相と、負荷側の大地電圧及びその位
相との比較に基づいて区間開閉器ＡＳ３に対するループ
点切換用開閉器ＧＳ　（Ｌ）のバイパス接続適否を判定
し、この適否判定に基づいてループ点切換用開閉器ＧＳ
（Ｌ）投入禁止用コイル４１の作動が制御される。 次に、前記した設定電流値１１．Ｉ２及び設定位相差θ
１．θ２の設定の仕方について説明する。

【１】 変電所１側の各相の大地電圧をＶａ、Ｖｂ、ＶＣ及び変
電所２側の各相の大地電圧をＵａ、ＵｂＵｃとし、第４
図に示すように変電所１例の大ａが基準大地電圧Ｖａに
対して角度θだけ遅れているとする。Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃ
及びＵａ　、　　Ｕｂ　。 Ｕｃは複素ベクトルであり、第４図の座標は複素座標で
ある。この場合のループ電圧Ｖ　（Ｌ）は次のように表
される。 Ｖ（Ｌ）　　＝　２１　Ｖａ　　Ｉ・５ｉｎ（θ／２）
ｅｘｐ（ｊ　ψ）・　・　・　（１） 但し、 ψ＝ｊａｎ　　−’　　（ｃｏｔ（θ／２）〕ループ電
流１　（Ｌ）は次のように表される。 Ｔ　（Ｌ）　　＝　Ｖ　（Ｌ）　　ｅｘｐ（ψ−ψ　’
）／ＩＺ・　・　・　（２） 但し、ｒを母線インピーダンス、ＲＯ，ＸＯを線路定数
として Ｚ　ｌ　＝　（Ｒ２＋Ｘ２）　　’に ＝　（Ｒｏ　２ｊ！２＋（２ｒ＋　ＸＯ１）２）　’−
ｖψ’　＝ｔａｎ　−’（Ｘ／Ｒ） ＝ｔａｎ　−’　（（２ｒ　＋　ＸＯｌ）／Ｒ（１６）
ループ電流１　（Ｌ）と負荷電流１ａとの合成電流（ル
ープ横流）Ｉａ（Ｌ）はＩ　（Ｌ）を基準として次のよ
うに表される。 Ｉａ　（Ｌ）＝　（１１（Ｌ）１２＋Ｉａ１２＋２１１
ａｉｌｌ（Ｌ）ｌｃｏｓ　α）　’ｘｅｘｐ（ｊβ） 但し α＝１θ゛−（ψ−ψ“） β＝ｔａｎ−１（Ｉａ−ｓｉｎ　　（ｒ／　（ＩＩ（Ｌ
）ｌ申ａｌ・ｃｏｓα）θ’　＝ｃｏｓ−１（力率） 従って、ループ横流Ｉａ（Ｌ）はＶａを基準として次の
ようになる。 Ｘ６ｘｐ（−ｊ　’Ｐ） 但し 甲＝β＋（ψ−ψ′） この場合、実使用状態におけるループ中での大地ａとの
位相差φは次のように表される。 φ；平−θ 一β＋（ψ−ψ１）−θ 従って、ループ横流１ａ（Ｌ）は大地電圧Ｖａ（Ｌ）を
基準として次のように表される。 ’Ｉ　ａ（Ｌ）　＝　　［１Ｉ（Ｌ）１２＋１Ｉａｌ　
２＋２１１ａｉｌｌ（Ｌ）ｌｃｏｓ　　ｃｒ）　　’ｘ
ｅｘｐ（ｊφ） 変電所２側が変電所１側よりも進んでいる場合の位相差
φは次のように表される。 φ＝甲十〇 一一β＋（ψ＋ψ“）＋θ

【２】 大地電圧Ｖａ　　（本実施例では３８１０Ａｊｒ：想定
している）と大地電圧Ｕａとが等しく、かつ両者の相対
位相差θが−π／６　≦θ≦π／６の場合、式（１）で
表されるループ電圧Ｖ　（Ｌ）は大地電圧Ｖａと大地電
圧Ｕａとのベクトル合成で求められ、大の軌跡は第５図
に破線で示すように曲線Ｃｖ（１）で表される。大地電
圧Ｖａの値１Ｖａｌと大地電圧Ｕａの値ＩＵａｌとのレ
ベル値間には１０％の相違があり、かつ両者の相対位相
差θが−π／６　≦θ≦π／６の場合、ループ電圧Ｖ　
（Ｌ）のベクトル軌跡は第６図に破線で示すように曲！
’ＪＣｖ（２）、　　Ｃｖ（３）テ表される。曲線Ｃｖ
（２）は１Ｖａｌ＞ｌＵａの場合を表し、曲ｖＡＣｖ（
３）は１Ｖａｌ＜１Ｕａｌの場合を表す。

【３】 １Ｕａｌとが等しく、かつ両者の相対位相差θが一π／
６　≦θ≦π／６の場合、式（２）で表されるループ電
流１　（Ｌ）は、第５図の曲線Ｃｖ（１）として求めら
れたループ電圧Ｖ　（Ｌ）のベクトル軌跡と、配電線の
太さに応じた線路定数Ｒ（１，ｘＯと、母線インピーダ
ンスｒと、変電所１からの距離βとに基づいて算出され
る。を線径が５ｍの場合の（Ｒｏ、　ｒ、　ｘｏ）を（
０，８８Ω／　ｋｍ、０．３６Ω、０゜４４Ω／　ｋｍ
）　、０．５　ｋ＋＋≦ｌ≦６０ｋｍとすると、第５図
のループ電圧ベクトルＶｌ（Ｌ）に対応するループ電流
ベクトルＩ　（Ｌ）の軌跡は第７図に示す曲線Ｃ×（１
）で表され、ループ電圧ベクトルＶ２　（Ｌ）、Ｖ３（
い、；ｔ４（Ｌ）、ｖｓａ、）、Ｖ６（Ｌ）には曲線Ｃ
ｘ　（２）　。 Ｃｘ（３）、　Ｃｘ（４）、　Ｃｘ（５）、　　Ｃｘ（
６）が対応する。ｌ−０，５ｋｍの場合のループ電圧ベ
クトルＶｌ（Ｌ）に対応するループ電流ベクトルＩ　（
Ｌ）の先端は曲線Ｃｘ（１）の先端に位置し、ループ電
圧ベクトル■２（Ｌ）　　・・・Ｖ６　（Ｌ）には曲線
Ｃｘ（２）・・・Ｃｘ（６）の先端が対応する。 曲線Ｃｙ（１）、　　Ｃｙ（２）・・・ＣＶ　（６）は
電線の断面積が６０ｘ２　　（ＲＯ、ｒ、ＸＯ）が（０
，２９Ω／ｋｍ、Ｑ、３６Ω、　０．４０Ω／　ｋｍ）
の場合、曲線Ｃｚ（１）。 Ｃ２（２）・・・Ｃ２（６）は電線の断面積が１２５ｎ
＋２（Ｒｏ、　ｒ、　ｘｏ）が（０，１４Ω／　ｋｍ、
０，３６Ω、０゜３７Ω／　ｋｍ）の場合であり、曲線
Ｃｘ（１）〜Ｃｘ（３）。 Ｃｙ（１）〜Ｃｙ（３）、　　Ｃｚ（１）　〜Ｃｚ（３
）は曲線Ｃｘ（１）Ｃｚ（６）、ＤＩにより包囲される
領域Ｓ１内に含まれ、曲線Ｃｘ（４）〜Ｃｘ（６）、　
Ｃｙ（４）〜Ｃｙ（６）、　　Ｃｚ（４）　〜Ｃｚ　（
６）は曲１ｃｘ（６）、Ｄ２　、Ｄ３により包囲されろ
う置載Ｓ２内に含まれる。従って、電線の断面積π（５
／２）　２鶴〜１２５　ｍ２．０．５１ｕａ≦！≦６０
相よりも遅れる場合のループ電流Ｉ　（Ｌ）のベクトル
軌跡は第７図に示すように領域Ｓｌ内に含まれ、大地電
圧Ｕａの位相が大地電圧Ｖａの位相よりも進んでいる場
合のループ電流１　（Ｌ）のベクトル軌跡は領域Ｓ２内
に含まれる。 １Ｖａｌよりも１０％小さく、かつ両者の相対位相差θ
が一π／６　≦θ≦π／６の場合、式（２）で表される
ループ電流１　（Ｌ）は、第６図の曲ｖＡＣｖ（２）と
して求められたループ電圧Ｖ　（Ｌ）のベクトル軌跡に
基づいて算出され、前記と同様に電線径が５Ｈの場合の
（Ｒ６，ｒ、ｘｏ）を（（１，８８Ω／Ｉｍ、０．３６
Ω、　０．４４Ω／　ｋｍ）　、Ｑ、５　ｋｍ≦ｌ≦６
０ｋｍとすると、第６図のループ電圧ベクトルＶ　７　
（Ｌ）に対応するループ電流ベクトルＩ　（Ｌ）の軌跡
は第８図に示すように曲線Ｃｘ（７）で表され、ループ
電圧べ線Ｃｘ（８）、Ｃｘ（９）、　　Ｃｘ（１０）、
Ｃｘ（１１）、Ｃｘ（１２）、Ｃｘ（１３）の先端が対
応する。 曲線Ｃｙ（７）、　　Ｃｙ（８）・・・Ｃｙ　（１３）
は電線の断面積が６０ｉｎ２の場合、曲線Ｃｚ（７）、
　Ｃｚ（８）　・・・Ｃｚ（１３）は電線の断面積が１
２５ｍｍ２の場合であり、曲線Ｃｘ（７）〜Ｃｘ（１０
）、　Ｃｙ（７）〜Ｃｙ（１０）、　Ｃｚ　（７）　〜
Ｃｚ　（１０）は曲線Ｃｘ（７）、Ｄ４　、Ｄ５により
包囲される領域Ｓ３内に含まれ、曲線Ｃｘ（１１）〜Ｃ
ｘ（１３）　、　Ｃｙ（１１）　〜Ｃｙ（１３）　、　
Ｃｚ（１１）　〜Ｃｚ（１３）は曲線Ｃｘ（１３）、Ｄ
６　、　　Ｄ７により包囲される領域Ｓ４内に含まれる
。従って、大地電圧Ｕａ％、電線の断面積ＴＣ（５／２
）　２ｍ〜１２５　ｗ２．０．５ｋｎｉｓｇ≦５９ｋｍ
、及び大地電圧ｔＪａの位相が大地電Ｃｘ（１１）、　
Ｃｘ（１２）、　Ｃｘ（１３）が対応する。１　＝０．
５ｋｍの場合のループ電圧ベクトルＶ　７　（Ｌ）に対
応するループ電流ベクトルＩ　（Ｌ）の先端は曲線Ｃｘ
　（８）の先端に位置し、ループ電圧ベクトルＶＢ（Ｌ
）、　Ｖ９Ｌ）のベクトル軌跡は第８図に示すように領
域Ｓａの位相よりも進んでいる場合のループ電流Ｉ（Ｌ
）のベクトル軌跡は領域Ｓ４内に含まれる。 逆に、大地電圧Ｖａの値ＩＶａｌが大地電圧Ｕａの値Ｉ
Ｕａｌよりも１０％小さい場合、式（２）で表されるル
ープ電流１　（Ｌ）は第６図の曲線Ｃｖ（３）として求
められたループ電圧Ｖ　（Ｌ）のベクトル軌跡に基づい
て算出され、第６図のループ電のベクトル軌跡は曲線Ｃ
ｘ　（１４）で表され、ループｖ　ｔ９　（Ｌ）　、　
Ｖ　２０　（Ｌ）には曲線Ｃｘ（１５）、　Ｃｘ（１６
）、　Ｃｘ（１７）　、　　Ｃｘ（１８）、　Ｃｘ（１
９）、　Ｃｘ（２０）が対応する。 ５　＝０．５　ｍの場合のループ電圧ベクトル■１４（
いに対応するループ電流ベクトルＩ　（Ｌ）の先端は曲
′ｆａｃｘ（１４）の先端に位置し、ループ電圧ベクト
ルＶ１５（Ｌ）　　・・・Ｖ２Ｏ（Ｌ）には曲線Ｃｘ（
１５）　　・”Ｃｘ　（２０）の先端が対応する。 曲線Ｃｙ　（１４）　、　Ｃｙ　（１５）　　・・・Ｃ
ｙ　（２０）はｔ線の断面積が６０Ｗｍ２の場合、曲線
Ｃｚ　（１４）　、　Ｃｚ　（１５）・・・Ｃ２（２０
）はｉ！線の断面積が１２５ｎ＋２の場合であり、曲線
Ｃｘ（１４）　〜Ｃｘ（１７）　、　　Ｃｙ（１４）　
〜Ｃｙ（１７）　、　　Ｃｚ（１４）　〜Ｃｚ（１７）
は曲線Ｃｘ（１４）、Ｃｚ（１３）、　Ｄ８．０９によ
り包囲される領域Ｓ５内に含まれ、曲線Ｃｘ（１８）　
〜Ｃｘ（２０）　、　　Ｃｙ（１Ｂ）　〜Ｃｙ（２０）
　、　　Ｃｚ（１８）　〜Ｃｚ（２０）は曲１ｃｘ（２
０）、　ＤＩＯ。 Ｄｌｌにより包囲される領域Ｓ６内に含まれる。従の値
１白ａ　１の９０％、電線の断面積π（５／２）　２鶴
〜１２５　ｖｍ”　、０．５　’ｕｓ≦Ｅ≦６０ｉ１及
び大地電圧台のループ電流Ｉ　（Ｌ）のベクトル軌跡は
第８図に示すように領域Ｓ５内に含まれ、大地電圧Ｕａ
の位相が大地電圧Ｖａの位相よりも進んでいる場合のル
ープ電流ｉ　（Ｌ）のベクトル軌跡は領域Ｓ６内に含ま
れる。

【４】 第９図は第４図の負荷電流１ａの複素座標系におけるベ
クトル表示を表し、ｌ　Ｉａ　　ｌ　＝３０ＯＡとして
ベクトル１１ａは力率ｃｏｓ　θ’＝０．６の場合、ベ
クトルＩ２ａはｃｏｓθ’−０，７の場合、ベクトル１
３ａは力率ｃｏｓ　θ“＝０．８の場合、ベクトル１４
ａはＣＯ３θ”−０，９の場合である。１Ｔａｌ＜３０
０Ａの場合はベクトルＩｌａ、１２ａ、１３ａ、Ｉ４ａ
の絶対値が小さくなるのみであり、各ベクトルの向きは
変わらない。

【５】 第９図の負荷電流ベクトルＩｌａ、１２ａ、１３ａ、Ｉ
４ａと、第７図に示す領域ＳＬ、Ｓ２とのベクトル合成
が第１０図に示されており、第１１図には０．６≦ｃｏ
ｓ　θ１≦０．９に応じた負荷電流Ｉａと領域ＳＬ、Ｓ
２とを合成して得られるループ横流１ａ（Ｌ）の領域Ｓ
７．Ｓ８が示されている。 ループ点切換用開閉器ＧＳ　（Ｌ）の設置位置が一方の
変電所ｌの間近から他方の変電所２の間近の範囲に至る
ため、基準となる大地電圧Ｖａが大地電圧Ｕａ遅れの場
合には０〜π／６遅れ、大地電圧Ｕａ進みの場合には０
〜π／６進む可能性がある。 そのため、第１１図の大地電圧Ｕａ遅れに対応する領域
Ｓ７が０〜π／６進み、大地電圧Ｕａ進みに対応する領
域Ｓ８が０〜π／６遅れる可能性があり、基準となる大
地電圧Ｖａの進みを考慮したループ検流１ａ（Ｌ）のベ
クトル軌跡領域Ｓ９及び大地電圧Ｖａの遅れを考慮した
ループ横流１ａ（Ｌ）のベクトル軌跡領域ＳＩＯが第１
１図に示されている。領域Ｓ９は座標原点を中心に領域
Ｓ７を正方向へπ７６回転移動した領域であり、領域Ｓ
ＩＯは座標原点を中心に領域Ｓ８を負方向へπ７６回転
移動した領域である。従って、大地電圧Ｖａの０〜π／
６の進みあるいは遅れを考慮したループ横流１ａ（Ｌ）
のベクトル軌跡は領域Ｓ７と領域Ｓ９との間の掃過領域
及び領域Ｓ８と領域Ｓ１０との間の掃過領域に含まれる
。 第１２図には０．６≦ｃｏｓ　θ９≦０．９に応じた負
荷１ｉｉ１ａと第８図の３３　、Ｓ４．Ｓ５　、Ｓ６と
を合成して得られるループ横流１ａ（Ｌ）の領域Ｓ１１
゜５１２、　５１３．　　Ｓ１４が示されていると共に
、大地電圧Ｖａの進み及び遅れに応じて領域Ｓｌｌ、　
　Ｓｉ３を正方向へπ／６回動配置した領域Ｓ１５．　
　ＳＬ？及び領域３１２．　３１４を負方向へπ７６回
動配置した領域８１６、　３１８が示されている。従っ
て、大地電圧ＶａのＯ〜π／６の進みあるいは遅れを考
慮したループ横流１ａ（Ｌ）のベクトル軌跡は領域Ｓｌ
ｌ、　　３１３間、領域Ｓ１５．　３１７間及び領域Ｓ
１２．　３１４間、領域Ｓ１６、　３１８間の各掃過領
域に含まれる。

【６】 第１３図は三相短絡の回路モデルを示し、第１４図に示
す短絡電流Ｉｓは三相対称として大地電圧Ｖａを基準に
すると次のように表される。 ｌ５＝Ｖａ／Ｚ ＝ｌＶａｌ・ｅｘｐ（ｊ　ψ）／Ｉ　　２１・　・　・
　（３） 但し、変電所ｌから短絡位置までの距離をβＳとすると ＩＺｌ＝　（（Ｒ（１６ｓ）２＋　（ＸＯｊ２ｓ＋ｒ）
　２）　’ｔψ　＝ｊａｎ　−’　（Ｘ／Ｒ） ＝ｔａｎ　’　（（ＸＯ６ｓ＋ｒ）　／Ｒｏ　ｉｓ　）
ここでｉｓ−〇とするとψ−π／２、ｌ　３−４ｏｏと
するとψ−ｊａｎ　’　（ｘｇ　／Ｒｏ　）となる。従
って、短絡電流Ｉｓは基準の大地電圧Ｖａに対して次の
範囲で遅れる。 ｊａｎ　’　（ｘｏ　／　Ｒｏ　）≦ψ≦π／２

【７】 ０．５　ｋｍ≦Ａｓ≦３０ｋｍとした場合の式（３）か
ら得られる短絡電流Ｉｓのベクトル軌跡が第１５図に示
されており、曲線Ｃｓ　（１）は電線径５龍、曲線Ｃｓ
　（２）は電線断面積６０ｔ１２、曲ＩＣ５（３）は電
線断面積１２５１ｍ２の各場合に対応し、各面′ｆａＣ
ｓ（１）。 Ｃｓ　（２）　、　　Ｃｓ　（３）の先端はｉｓ　−０
，５１ｕａに対応する。 従って、電線断面積π（５／２）　２籠２〜１２５鶴２
０．５１≦ｌｓ≦３Ｑｋｍの場合の短絡電流Ｉｓのベク
トル軌跡は曲線Ｃ５（１）、　　Ｃ５（３）、　　Ｄｌ
ｌで包囲される領域Ｓ１９に含まれ、第９図に示す負荷
電流１ａと領域Ｓ１９との合成領域Ｓ２０は曲線Ｃｓ　
（３）と鎖線曲線とにより包囲される領域である。

【８】 第１６図は第１１図の領域Ｓ７．Ｓ８．Ｓ９゜５ｉＯ１
第１２図の領域３１１．　３１２．　　Ｓ１３．　３１
４゜Ｓ１５．　３１６．　３１７．　３１８及び第１５
図の領域Ｓ２０を重ね合わせた領域図であり、この領域
図によりループ横流Ｉａ（Ｌ）のベクトル軌跡と重なり
合わない短絡電流Ｉｓのベクトル軌跡の領域が電流値１
４００Ａ以上かつ位相角が一８３″〜−３１″と判断さ
れる。この場合、ループ横流１ａ（いは２５０ＯＡ以下
のため、線電流が２５００　Ａ以上の場合には位相角に
関係なく短絡電流判定を下すことができる。従って、前
記した設定電流値（Ｉｔ、１２）として（１４００Ａ、
　２５００Ａ）　、設定位相差（θ１．θ２）として（
−８３°、−３１＠）を設定することがループ横流であ
る。 以上

【１】〜

【８】に従って設定された電流値（■旨　
１２）及び位相差（θ旨　θ２）に基づを備えた制御装
置Ｃ及びループ点切換用開閉器ＧＳ　（Ｌ）を区間開閉
器ＡＳ３にてバイパス接続した場合の作用を第３図（ａ
）、　　（ｂ）のフローチャー°トに従って説明する。 なお、第３図（ａ）の記号■、■、■は第３図（ｂ）の
記号■、■、■にそれぞれ接続している。 ループ点切換用開閉器Ｏ３（Ｌ）投入と同時に区間開閉
器ＡＳ３が開放され、この状態で負荷電流１ａが線電流
検出器１０により検出されると共に、残留零相電流Ｉｒ
が循環零相電流検出器８により検出され、図示しない表
示回路にて表示される。検出負荷電流１ａの表示に基づ
いてレベル判定回路１８における整定値１．が設定され
ると共に、検出残留零相電流Ｉｒの表示に基づいてレベ
ル判定回路３０における整定値ｉ０が設定される。 この設定後、図示しないスタートスイッチのＯＮ操作に
より制御装置Ｃが作動し、ループ点開閉器Ａｓ　（Ｌ）
の投入が行われる。 ループ点開閉器ＡＳ　（Ｌ）の投入により線電流検出器
１０が２５００　Ａ以上の過電流を検出した場合、過電
流記憶回路１９がこの過電流を短絡電流として記憶し、
Ｈｉｇｈレベル信号をＡＮＤ回路２６に出力する。これ
によりロック表示回路２７におけるロック表示及び変電
所１の配電線遮断器の遮断が行われる。この電源遮断に
伴う大地電圧無状態が電源断検出回路１５にて検出され
、電源断検出回路１５が遅延時間Ｔ後にＨｉｇｈレベル
信号を第１のＡＮＤ回路２６に出力する。これによりＡ
ＮＤ回路２６からトリップ指令としてのＨｉｇｈレベル
信号がトリップ回路２０及びＯＲ回路２２に出力され、
ループ点切換用開閉器ＧＳ　（Ｌ）が変電所１．２の電
源遮断以後に自動開放される。 ｖＡｔｍ検出１１０　カ１４００Ａ〜２５００Ａ　ノ過
’ｔｌ流ヲ検出した場合、位相差検出判定回路１４は各
線型線毎の線電流値のばらつきに基づく弁別判定を行な
い、三相のうちの一相が他の二相と異なる場合には二相
短絡の判定を行なう。この短絡判定を行なった位相差検
出判定回路１４は過電流記憶回路１９に短絡電流判定信
号を出力し、過電流記憶回路１９はこの短絡電流判定を
記憶する。以後、前記と同様に変電所１，２の電源遮断
及びループ点切換用開閉器ＧＳ　（Ｌ）の自動開放が行
われる。 三相いずれの′４ＩＡｔ流も同一値の場合には位相差検
出判定回路１４は大地電圧位相と線電流位相とを比較し
、この位相差が設定範囲〔θｌ、θ２〕内にない場合に
はループ検流と判定すると共に、トリップ回路２０及び
ＯＲ回路２２にトリップ指令用のＨｉｇｈレベル信号を
出力し、トリップ表示回路２５におけるトリップ表示及
びループ点切換用開閉器ＧＳ　（Ｌ）の自動開放が行わ
れる。前記位相差が設定範囲〔θ１．θ２〕内にある場
合には位相差検出判定回路１４は三相短絡電流と判定す
ると共に、過電流記憶回路１９、に短絡電流判定信号を
出力し、過電流記憶回路１９はこの短絡電流判定を記憶
する。以後、前記と同様に変電所１．２の電源遮断及び
ループ点切換用開閉器ＧＳ（Ｌ）の自動開放が行われる
。 線電流検出器１０が整定値１．〜１４００　Ａの電流を
検出した場合、この線電流レベル値情報に基づいてトリ
ップ表示回路２４におけるトリップ表示及びループ点切
換用開閉器ＧＳ　（Ｌ）の自動開放が行われる。 このように整定値１０以上の線電流値検出の場合には、
線電流の位相と大地電圧の位相との比較及び線電流値レ
ベルに基づいてループ点開閉器ＡＳ　（Ｌ）投入状態で
の発生電流が短絡電流及びループ横流のいずれかに弁別
される。この弁別に基づいてループ点切換用開閉器ＧＳ
　（Ｌ）の開放時期が変電所１，２の１ｔＢ遮断前及び
遮断後のいずれかに特定され、ループ横流の場合にはル
ープ点切換用開閉器ＧＳ　（Ｌ）の開放は変電所１，２
の電源遮断前に、短絡電流の場合には変電所１．　２の
電源遮断後に行われる。従って、電流遮断による比較的
容量の小さい開閉器の早期劣化が回避され、ループ点切
換用開閉器ＧＳ　（Ｌ）の寿命延長を図ることができる
。しかもループ横流による変電所１，２の不要な電源遮
断も確実に回避される。 Ｉｏ〜２５００Ａのループ横流及びＩ　ｏ　〜１４００
Ａの短絡電流発生では、変電所１，２の電源遮断に至る
ことなくループ点切換用開閉器ＧＳ　（Ｌ）が遮断され
るが、この遮断後の電源側の大地電圧が大地電圧検出器
７により検出されると共に、負荷側の大地電圧が大地電
圧検出器９により検出され、ｔ′ｒＡ側にのみ大地電圧
が存在する場合にはカウンタ回路３６が短絡電流発生と
してカウントし、双方に大地電圧が存在する場合にはカ
ウンタ回路３６がループ横流発生としてカウントする。 短絡電流発生のカウント回数が設定値ｎに達した場合、
あるいはループ検流発生のカウント回数が設定値ｍに達
した場合には全てのトリップ表示回路２４゜２５．３１
におけるトリップ表示が行われる。これにより規定回数
ｍあるいはｎのカウントアツプが判断され、短絡電流あ
るいはループ横流の遮断に伴うループ点切換用開閉器Ｇ
Ｓ　（Ｌ）（Ｑ％化尺度として規定回数ｍ及びｎを設定
することによりループ点切換用開閉器ＧＳ　（Ｌ）の寿
命を知ることができる。 線電流値が整定値１０以下かつ循環零相電流値が整定値
ｉ０以下の場合、動作禁止回路２１の作動によりトリッ
プ回路２０の作動が禁止される。 この場合、ループ点開閉器Ａｓ　（Ｌ）の投入によるル
ープ横流発生も検出されないため、制御装置Ｃによりル
ープ点開閉器ＡＳ　（Ｌ）投入を把握することができな
い。そこで、作業者がループ点開閉器ＡＳ　（Ｌ）投入
を確認した後、ループ点切換用開閉器Ｏ３（Ｌ）の手動
開放が行われる。 線電流値が整定値１．以下かつ循環零相電流値が整定価
１０以上の場合にはループ点開閉器ＡＳ（Ｌ）投入によ
るループ横流発生として把握され、動作禁止回路２１か
らトリ・７１指令としてのＨｉｇｈレヘル信号がトリッ
プ回路２０及びＯＲ回路２２に出力されると共に、トリ
ップ表示回路３１においてトリップ表示及びループ点切
換用開閉器Ｏ３（Ｌ）の自動開放が行われる。 本発明は勿論前記実施例にのみ限定されるものではなく
、例えば変電所内にて本発明の過電流弁別方法を適用し
、短絡判定に基づいて変電所の配電線遮断器の遮断制御
を行なうようにてもよい。 発明の効果 以上詳述したように本発明は、検出された線電流と検出
された大地電圧との位相差及び検出線電流値が予め設定
された範囲内にあれば前記ｖＡｔ流を短絡電流と判定す
るようにしたので、比較的容量の小さい開閉器による短
絡電流遮断を回避し得るループ点切換工法あるいはルー
プ横流と区別して変電所での電源遮断に用いることがで
き、開閉器の早期劣化防止あるいはループ横流による電
源遮断回避を図り得るという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明を具体化した一実施例を示し、第１図はル
ープ配電線系統を示す路体回路図、第２図はループ点切
換用開閉器ＧＳ　（Ｌ）及び制御装置Ｃ内のブロック回
路図、第３図はフローチャート、第４図はループ横流を
算出するための説明グラフ、第５図は変電所１側の大地
電圧と変電所２側の大地電圧とが等しい場合のループ電
圧を算出するための説明グラフ、第６図は変電所１例の
大地電圧と変電所１側の大地電圧とが等しくない場合の
ループ電圧を算出するための説明グラフ、第７図は第５
図を基に算出して得られるループ電流のベクトル軌跡を
示すグラフ、第８図は第６図を基に算出して得られるル
ープ電流のベクトル軌跡を示すグラフ、第９図は負荷電
流のベクトルを示すグラフ、第１０図は第７図のループ
電流と第９図の負荷電流とを合成して得られるループ横
流のベクトル軌跡を示すグラフ、第１１図は基準となる
大地電圧の進み及び遅れを考慮して第８図のループ横流
のベクトル軌跡を拡張設定したグラフ、第１２図は基準
となる大地電圧の進み及び遅れを考慮して第１０図のル
ープ横流のベクトル軌跡を拡張設定したグラフ、第１３
図は三相短絡状態のモデルを示す回路図、第１４図は大
地電圧と短絡電流との関係を示すグラフ、第１５図は短
絡電流のベクトル軌跡を示すグラフ、第１６図は第１２
図のループ検流のベクトル軌跡と第１５図の短絡電流の
ベクトル軌跡とを重ね合わせたグラフで成る。 大地電圧検出手段としての大地電圧検出器７゜９、線電
流検出手段としての線電流検出器１０、過電流弁別手段
としての位相差検出判定回路１４゜特許出願人　　中部
電力　　　　　株式会社エナジーサポート　株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　大地電圧検出手段により大地電圧を検出し、線電流
   検出手段により線電流を検出すると共に、検出された線
   電流と検出された大地電圧との位相差を検出し、この検
   出位相差及び検出線電流値が予め設定された範囲内にあ
   れば前記線電流を短絡電流と判定する過電流弁別方法。