JPH0311922A - 送電方向判別装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は送電方向判別装置に関し、特に、事故点の特定
等に利用できる送電方向判別装置に関する。

〔背景技術〕

電気エネルギーの需要の増大により安定した電力の供給
が必要となり、ケーブルをはじめとする配電線路の信転
性に関する技術の開発が行われている。同様に、突発的
な事故に際しては、速やかに事故点を発見して適切な復
旧作業を行う必要がある。配電線路における事故として
は、絶縁破壊によって導体とシースとが短絡する地絡事
故が代表的であり、二〇地絡事故が生じた場合には事故
点の特定を迅速に行う必要がある。

そこで、従来から行われている事故点の発見方法として
、例えば、配電線路に結合コンデンサ、および変流器等
を取り付け、配電線路の零相電圧および零相電流を検出
することにより、その電圧レベル、および電流レベルに
基づいて地絡事故の検出を行うと共に零相電圧と零相電
流の位相差に基づいて事故方向を特定している。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、従来の変流器（各相毎に変流器（ＺＣＴ）を設
ける場合、および全相に共通した変流器（３ＣＴ）を設
ける場合の両者を含む）を用いて送電方向の判別を行う
方法によると、変流器を固定的に電源側、負荷側と定め
て接続し、事故時に発生する零相電圧、および零相電流
に基づいて事故表示を行っていたにすぎない。従って、
事故時以外に発生しない零相電圧、および零相電流では
方向性の判別が不可能であり、また、変流器を電源側、
負荷側と定めて接続した後、電源側と負荷側の接続替え
を行うことは配電線において困難なことであるため、誤
って接続されていると、事故発見が極めて困難になると
いう問題がある。

従って、本発明の目的は定常時に配電線の送電方向が判
別することができ、これによって事故が発生した場合、
直ちに事故表示、および事故方向の表示を同時に行うこ
とができる送電方向判別装置を提供することである。

〔課題を解決するための手段］ 本発明は以上述べた目的を実現するため、配電線の任意
の一相の相電圧および相電流を検出し、この相電圧と相
電流の位相差に基づいて配電線の送電方向を判別するよ
うにした送電方向判別装置を提供するものである。

即ち、本発明の送電方向判別装置は以下の手段を備えて
いる。

（１）検出手段 配電線の任意の一相の相電圧および相電流を検出するも
のであり、例えば、配電線に結合コンデンサ等を取り付
けることにより、相電圧の検出を行うことができ、また
、相電流の検出は変流器等を配電線に結合することによ
り相電流信号を発生させることができる。

（２）送電方向判別手段 相電圧と相電流の位相差に基づいて配電線の送電方向を
判別するものであり、例えば、相電圧と相電流の位相差
θが、−７０゜〜１１０°、即ち、遅れ７０°から進み
１１０°の範囲内にある場合、配電線の送電方向は順送
と判別し、また、１１０゜〜２９０°、即ち、進ミ１ｌ
Ｏｅから進み２９０’　（７）範囲内にある場合、配電
線の送電方向は逆送と判別するようになっている。この
基準位相の範囲は配電線の接地方式によって変わるので
、接地方式に応じて設定すれば良い。

〔作用〕

検出手段が検出した相電圧と相電流は判別手段へ入力し
、そこで位相差が検出される。その位相差は予め設定し
た基準位相の範囲、即ち、順送方向範囲あるいは逆送方
向範囲の何れに入るかが判定され、その判定結果に基づ
いて送電方向が判別される。

（実施例］ 以下、本発明の送電方向判別装置を詳細に説明する。

第１図は本発明の送電、方向判別装置を適用した事故方
向判別装置を示し、Ｒ，Ｓ、Ｔの３相の配電線路１が形
成されている。Ｒ相の配電線路１には相電圧信号■３を
出力する結合コンデンサＰＤ、および相電流信号ＩＲを
出力する変流器１１が取り付けられ、結合コンデンサＰ
Ｄ、はコンデンサＣＩを介して、また、変流器１１は抵
抗Ｒ，、Ｒ２を介して接地点２４ｂにそれぞれ接続され
ると共にコンデンサＣ１の電源側は出力部２４ａに、抵
抗Ｒ２の電源側は出力部２４ｃにそれぞれ接続され、相
電圧信号■えの出力、および相電流信号１８の出力が行
われる。コンデンサＣＩ、抵抗Ｒ２の接地側は接地点２
４ｂに接続されている。出力部２４ａおよび出力部２４
ｃは相電圧信号Ｖ１１、および相電流信号■えのレベル
検出を行うレベル検出回路１３．１４にそれぞれ接続さ
れ、レベル検出回路１３．１４は正弦波形を矩形波形に
波形変換する波形整形回路１５．１６にそれぞれ接続さ
れている。波形整形回路１５は矩形波形に変換した相電
圧信号Ｖ、Ｉの立上がりを検出して微分パルスに変換す
る。波形整形回路１５は送電方向判別回路１７の入力部
Ａ、に、波形整形回路１６は送電方向判別回路１７の入
力部Ｂ、にそれぞれ接続されている。このような構成か
ら送型方向判別装置が成り、送電方向判別回路１７はそ
の入力部Ａ、、Ａ２からそれぞれ入力した相電圧信号■
□、および相電流信号■やの位相差θに基づいて配電線
路ｌの送電方向を常時判別している。

Ｓ相、およびＴ相の配電線路１には相電圧信号ｖ５、お
よび相電圧信号ＶＴを出力する結合コンデンサＰＤ２、
ＰＤ３が取り付けられ、更に、ＲｌＳ、Ｔの３相の配電
線路ｌには零相電流信号■。

を出力する変流器（ＺＣＴ）１２が取り付けられている
。結合コンデンサＰＤ２およびＰＤ３はコンデンサＣ２
、Ｃ３を介して接地点２５ａおよび２６ａにそれぞれ接
続されると共にコンデンサＣ２、Ｃ１の電源側は出力部
２５ｂおよび２６ｂにそれぞれ接続され、相電圧信号Ｖ
、　、Ｖ、の出力が行われる。電圧検出回路１８には出
力部２４ａ、２５ｂ１および２６ａが接続され、電圧検
出回路１８は相電圧信号ＶＲ１Ｖ、　、Ｖ、を入力する
ことにより零相電圧を検出し、予め定めた電圧レベル、
例えば、６ＫＶの配電線の場合では３８０ｖに達したと
き、零相電圧信号■。を接続された位相反転回路２０に
出力する。一方、変流ｎ１２は電流検出回路１９に接続
され、変流器１２は零相電流信号■。のレベルが予め定
めた電流レベル、例えば、６ＫＶの配電線の場合では１
００ｍＡに達したとき、その零相電流信号Ｉ０を接続さ
れた位相反転回路２０に出力する。即ち、配電線路１に
地絡事故が発生したとき、その零相電圧信号■。および
零相電流信号■。を位相反転回路２０に出力する。位相
反転回路２０は送電方向判別回路１７の出力部Ａ、、Ｂ
、から出力された方向信号の入力に基づいて零相電流信
号■。の位相の反転を制御する。即ち、送電方向判別回
路１７から出力された方向信号が順送の場合、換言する
と、送電方向判別回路１４の出力部Ａ２からｒｌ。

が、出力部Ｂ２から「０」が出力されたとき、位相反転
回路２０は電圧検出回路１８、および電流検出回路１９
から入力した零相電圧信号ｖ０、零相電流信号Ｉ０をそ
のまま通過させて接続された位相比較回路２１に出力し
、送電方向判別回路１７から出力された方向信号が逆送
の場合、換言すると、送電方向判別回路１７の出力部Ａ
２から「Ｏ」が、出力部Ｂ２から「１」が出力されたと
き、位相反転回路２０は零相電流信号１ｏの位相を反転
させ、反転零相電流信号Ｔ０と零相電圧信号■。を接続
された位相比較回路２１に出力する。また、位相反転回
路２０は零相電圧信号■。、および零相電流信号Ｉ０を
入力したとき、送電方向判別回路１７の出力部Ａ、、Ｂ
２から出力された方向信号を一旦記憶し、零相電圧信号
ｙ、、および零相電流信号■。

が出力されるまで次の方向信号を入力しないように構成
されており、地絡事故時に発生するノイズによって送電
方向判別回路１７が万一、誤信号を出力しても問題がな
いようになっている０位相比較回路２１は位相反転回路
２０から出力された零相電圧信号ｖ０と零相電流信号Ｉ
０の位相差、あるいは零相電圧信号Ｖ０と反転零相電流
信号Ｔ０の位相差に基づいて事故点の方向が電源側か、
負荷側かを判定する。即ち、例えば、零相電圧信号Ｖ０
と零相電流信号！。、あるいは反転零相電流信号Ｔ０の
位相差θが、遅れ４５°から進み１３５’の範囲内にあ
る場合、負荷側に事故があると判定し、また、進み１３
５”から３１５＠の範囲内にある場合、電源側に事故が
あると判定する。この位相比較回路２１は負荷側に事故
があると判定したとき、接続された表示灯点滅回路２２
に事故信号を出力し、表示灯点滅回路２２は事故信号の
入力に基づいて接続された表示灯２３を点滅させる。

第２図は本発明の送電方向判別回路１４の回路図を示し
、入力部ＡＩ　Ｂ、はＮＡＮＤ回路３０に接続され、Ｎ
ＡＮＤ回路３０の出力部Ｃ１は逆方向に向けられたダイ
オード３１に接続されている。ダイオード３１は接続点
３４を介して電源Ｖ側に抵抗Ｒ８を有し、更に、インバ
ータ３２、およびアースされたコンデンサＣ４と接続さ
れ、インバータ３２は直列に接続されたインバータ３３
を介して出力部Ａ２に接続されると共に直接出力部Ｂ２
に接続されている。

以下、本発明の詳細な説明する。

結合コンデンサＰＤ、、ＰＤ！　、ＰＤ３は相電圧を、
変流器１１は相電流を、また、変流器１２は零相電流を
常時検出しており、結合コンデンサＰＤ＋　、ＰＤｚ　
、ＦＤ３は相電圧信号Ｖ、　、Ｖ、、■、を、変流器１
１は相電流に比例した相電流信号Ｉ、を、変流器１２は
零相電流信号■。をそれぞれ出力する。レベル検出回路
１３はコンデンサＣＩの電源側の電圧レベルを、レベル
検出回路１４は抵抗Ｒ，、Ｒ，の分圧レベルを検出し、
レベル検出回路１３は相電圧信号Ｖｌ　　（第３図（ａ
））を、レベル検出回路１４は相電流信号ＩＮ　　（第
３図（ｂ））を波形整形回路１５．１６にそれぞれ出力
する。波形整形回路Ｉ５．１６は正弦波形を矩形波形の
相電圧信号■８（第３図（Ｃ））、および相電流信号Ｉ
Ｒ（第３図（ｄ））に波形変換し、更に波形整形回路１
５は相電圧信号■□の立上がりを検出して微分パルスＤ
に変換する（第３図げ））。相電流信号■８は順送の場
合であり、送電時は反転してＩＲとなる（第３図（ｅ）
）。

波形整形回路１５．１６は相電圧信号■８と、相電流信
号■８を送電方向判別回路１４の入力部Ａ１、Ｂ１に出
力する。送電方向判別回路１４の入力部Ａ、　、Ｂ、か
ら入力した相電圧信号Ｖｌｌ、および相電流信号■８は
ＮＡＮＤ回路３０に出力され、ＮＡＮＤ回路３０は次表
に示す条件に基づいて送電方向が順送の場合には出力部
Ｃから「１」の信号を、逆送の場合には出力部Ｃから「
０」の信号を出力する。

二こで、その原理を説明すると、まず、電力会社の接地
方式より定まる線路定数を考慮して相電流信号１ｉのパ
ルスの立上がりを一７０″、立下がりを１１０°と決め
てお（。そして、パルスの立上がりから立下がりまでの
時間ｊｌ、即ち、「１」の信号が出力されている部分を
逆送、パルスの立下がりから立上がりまでの時間ｔｚ、
即ち、「０」の信号が出力されている部分を順送と決め
おき、このときの相電圧信号■８との関係を比較するこ
とにより、配電線路１の送電方向が順送であるか、逆送
であるかを判別する。前表の真理値テーブルに基づいて
、順送時出力部Ｃから「１」の信号が出力されると、電
源の電圧Ｖに基づいて抵抗Ｒ３を介してコンデンサＣ４
が充電され、インバータ３２に「１」の信号を出力する
ことになる。インバータ３２はその信号を反転してイン
バータ３３、および出力部Ｂ２に「０」の信号を出力す
ると共にインバータ３３は入力した信号を反転して出力
部Ａｔに「１」の信号を出力する。また、逆送時出力部
Ｃから「０」の信号が出力されると、電源の電圧Ｖによ
りダイオード３１が導通し、コンデンサＣ４が充電され
ないためインバータ３２に「０」の信号が出力されるこ
とになり、インバータ３２はその信号を反転してインバ
ータ３３、および出力部Ｂ２に「１」の信号を出力する
と共にインバータ３３は入力した信号を反転して出力部
Ａ２に「０」の信号を出力する。このように、送電方向
判別回路１４は常時、配電線路１の送電方向を監視して
いる。−方、電圧検出回路１８は結合コンデンサＰＤ、
、ＦＤ、、ＰＤ、から検出された相電圧信号■え、Ｖ、
　、ＶＴの電圧レベルを検出しており、零相電圧信号■
。が予め定めた電圧レベルに達したとき、位相反転回路
２０にｖｏを出力する。また、電流検出回路１９は変流
器１３から出力された零相電流信号Ｉ０の電流レベルを
検出しており、予め定めた電流レベルに達したとき零相
電流信号■。を出力する。このとき、配電線の電源側、
もしくは負荷側の何れかに地絡事故が発生すると、電圧
検出回路１８、および電流検出回路１９はその零相電圧
信号■。、および零相電流信号Ｉ０を位相反転回路２０
に出力し、送電方向判別回路１７から出力される方向信
号に基づいて零相電流信号Ｉ０の位相反転が制御される
。即ち、方向信号が逆送の信号である場合、反転零相電
流信号Ｔ０として出力する。位相反転回路２０から位相
比較回路２１に零相電圧信号■。、および零相電流信号
■。、あるいは反転零相電流信号Ｔ０が出力されると、
位相比較回路２１は零相電圧信号ｖ０、および零相電流
信号Ｉ０、あるいは反転零相電流信号Ｔ０の位相差に基
づいて地絡事故の方向が電源側か負荷側かを判定し、負
荷側と判定したとき、事故信号を表示灯点滅回路２２に
出力する。表示灯点滅回路２２は事故信号の入力に基づ
いて表示灯２０を点滅させ、作業者に対して事故表示を
行う。

このように、送電方向を判別し、判別した送電方向に基
づいて零相電流信号の位相を制御することにより、零相
電圧信号と零相電流信号の位相差に基づいて的確に事故
方向を特定することができる。

［発明の効果］ 以上説明した通り、本発明の送電方向判別装置によると
、配電線の任意の一相の相電圧および相電流を検出し、
この相電圧と相電流の位相差に基づいて配電線の送電方
向を判別するようにしたため、定常時に送電方向の判別
が可能となり、これによって事故が発生した場合、直ち
に事故表示、および事故方向の表示を同時に行うことが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の送電方向判別装置を適用した事故方向
判別装置を示す説明図、第２図は送電方向判別回路を示
す回路図、第３図は相電圧信号および相電流信号を示す
タイミングチャート。 符号の説明 １−・−・・・−・・・−・・・配電線路　　　１１−
・・−・−一−−−・−・・変流器１２−・・−・−・
・−・−変流器（ＺＣＴ）１３．１４−・−・・−−−
一−−−レベル検出回路１５．１６・−・・−・・・−
・−波形整形回路１７・−・−・−・・・−・・・送電
方向判別回路１８−・・−・・−・−・−電圧検出回路
１９−・−・・・・・・・−電流検出回路２０−・−・
−・−・−・−・位相反転回路２ｔ−一−−・−・・−
・−・位相比較回路２２−・−・−・・・・・−表示灯
点滅回路２３・・・・−・・−・−・−・・−表示灯２
４　ａ　、　２４　ｃ　、　２５　ｂ　、　２６　ｂ・
−−−−−−−−−−一出力部２４ｂ、２５ａ、２６　
ａ　＝−−−−−−−−−−一接地点３０−・・−−−
〜−−−・・・・−ＮＡＮＤ回路　３Ｉ・−・−・・−
・−・−ダイオード３２．３３・−・・・・・−・・・
−・・インバータ３ｔ−一一一・−・−・・−・−・・
接続点ＰＤ＋　５ＰＤｚ　、ＰＤｙ・・−・・−・−・
−結合コンデンサＣＩ〜Ｃ４・−・−・・・−・−・コ
ンデンサＲｔ　””　Ｒ３・・−・・・−・・−抵抗Ａ
ｔ　、Ｂ　＋・−・−一一一一・・・−人力部Ａｚ　、
Ｂ　２　、ＣＩ”−’−”−・−・・−・−出力部■え
、ＶＳ　、■Ｔ　”−−−−−−−−一・・−相電圧信
号ＩＲ１ＴＳ、・■、・−・−・・−・−相電流信号■
。−−−−一−・・・・−・・零相電流信号Ｔ０・−・
−・・・・−・反転零相電流信号Ｖ０−・−・−・−−
一−−・零相電圧信号第２図 １窮３図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）配電線の任意の一相の相電圧および相電流を検出
   する検出手段と、 前記相電圧と前記相電流の位相差に基づいて前記配電線
   の送電方向を判別する送電方向判別手段とを備えたこと
   を特徴とする送電方向判別装置。
2. （２）前記送電方向判別手段は、前記相電圧と前記相電
   流の位相差が−７０゜〜１１０゜の範囲内にある場合、
   前記配電線の送電方向を順送と判別し、前記相電圧と前
   記相電流の位相差が１１０゜〜２９０゜の範囲内にある
   場合、前記配電線の送電方向を逆送と判別する請求項第
   １項記載の送電方向判別装置。