説明

地絡検出装置

【課題】地絡方向検出の誤判定を防止する。
【解決手段】検出零相電流Io を第1の所定期間記録する零相電流波形記録回路1と記録波形値を記憶する零相電流波形記憶回路2と記憶零相電流を反転させ、検出零相電流と加算して補正零相電流Io′ を出力する零相電流補正回路3と補正零相電流を第2の所定期間の開始時点で記録する補正零相電流振幅値記録回路4と記録振幅値を記憶する補正零相電流振幅値記憶回路5と補正零相電流振幅値差を演算し、この差を元に傾斜値を演算し、この値が設定値以上であれば所定値を出力し、この値が継続している場合にカウント値を増加させ、この値が設定値以上で地絡判定信号を出力する第1の地絡判定回路6と補正零相電流が設定値以上かつ設定時間以上で地絡判定信号を出力する第2の地絡判定回路7と両地絡判定信号が入力されると、そのときの零相電圧Vo と、補正零相電流との位相差を演算する地絡方向検出回路8とを備える。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、3相配電線での地絡点の方向を検出する地絡検出装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
変電所から引き出される3相配電線の適宜の箇所に零相電圧検出器及び零相電流検出器を設け、この零相電圧と零相電流との位相差を求めることにより、地絡点が検出点に対し、電源側であるか負荷側であるかを判定するようにした地絡検出装置は、例えば特許文献1に示されている。
【0003】
3つの電流検出器を使用する場合の零相電流には、各電流検出器の特性差、設置後の配電線の振動(例えば、風)などで揺れることにより、真の地絡分にノイズ分が重畳するため、地絡検出の妨げとなる。この雑音信号は、鉄心を有する電流検出器の場合、ほぼ一定値を保つため初期調整によりほぼ除去できるが、例えば特許文献2に示されるように、鉄心を使用した電流検出器に比較して非常に軽く、電流検出器の小型化を図ることができるため、空芯の電流検出器を用いた場合、配電線が振動(風)などで揺れることにより、大幅に変動することになり、変動すると零相電流も緩慢に大幅に変動する。
【0004】
図2は従来の地絡検出装置を示すブロック図である。地絡検出装置は、零相電流振幅値記録回路14、零相電流振幅値記憶回路15、地絡判定回路16及び地絡方向検出回路18から構成され、地絡判定回路16は、零相電流振幅値差演算回路16a、振幅傾斜値演算回路16b、傾斜値比較回路16c、カウンタ16d及び傾斜継続比較回路16eから構成される。
【0005】
零相電流振幅値記録回路14は、所定期間Tの開始時点tにおける、零相電流検出器(図示しない)により検出された零相電流Io の+側または−側の振幅値を記録する。零相電流振幅値記憶回路15は、記録された振幅値を所定期間T(例えば、1サイクル)の開始毎に更新して記憶する。
【0006】
地絡判定回路16の零相電流振幅値差演算回路16aは、次の所定期間開始時点(所定期間開始時点t+所定期間T)における、零相電流検出器により検出された零相電流Io の+側または−側の振幅値と、前の所定期間開始時点tにおける零相電流Io の振幅値としての、零相電流振幅値記憶回路15に記憶された零相電流Io の振幅値との差(零相電流振幅値差)を所定期間Tの経過毎に演算する。なお、次の所定期間開始時点(所定期間開始時点t+所定期間T)に記憶された振幅値が用いられないように演算される。
振幅傾斜値演算回路16bは、零相電流振幅値差演算回路16aからの零相電流振幅値差を所定期間Tで除した傾斜値を所定期間Tの経過毎に演算する。傾斜値比較回路16cは、予め定められた傾斜設定値(地絡と見なす値(「緩慢」な変動による値ではない))が設定されており、振幅傾斜値演算回路16bからの傾斜値と傾斜設定値とを所定期間Tの経過毎に比較し、傾斜値が傾斜設定値以上であれば、「H」レベルを出力する。カウンタ16dは、傾斜値比較回路16cからの「H」レベル出力が継続している場合に所定期間経過毎にカウント値を増加させる。傾斜継続比較回路16eは、予め定められた傾斜継続設定値が設定されており、カウンタからのカウント値が傾斜継続設定値以上であれば、地絡判定信号を出力すると共に、地絡表示信号を出力する。
【0007】
地絡方向検出回路18は、傾斜継続比較回路16eからの地絡判定信号が入力されると、そのときの零相電圧検出器(図示しない)により検出された零相電圧Vo と、上記のように地絡判定した零相電流Io との位相差θ、すなわち零相電圧Vo の零レベルからの立ち上がりまたは立ち下がり時点から零相電流Io の零レベルからの立ち上がりまたは立ち下がり時点までの時間を演算することにより、地絡点が検出点に対し、電源側または負荷側であるかを判定する。
【特許文献1】特開平5−256891号公報
【特許文献2】特開平10−170590号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
地絡判定回路から地絡判定信号が出力されると、地絡方向検出回路により上記位相差θが演算されるが、地絡が発生する寸前まで零相電流の「振幅値の変動」がプラス方向に継続して変動している場合、この変動は、零相電流と同位相のノイズ分に、このノイズ分と同位相の真の地絡分が重畳されたことによるものであるので、上記位相差θが正しい位相差となる。ところが、地絡が発生する寸前まで零相電流の「振幅値の変動」がマイナス方向に継続して変動した場合、この変動は、零相電流と同位相のノイズ分に、このノイズ分と逆位相の真の地絡分が重畳されたことによるものであるので、零相電圧と真の地絡分による位相差(θ+半サイクル)が正しいものとなる。したがって、上記位相差θでは地絡方向が正しく判定されないという問題が生じる。
【0009】
本発明の目的は、地絡方向検出の誤判定を防止した地絡検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明は、変電所から引き出される3相配電線の適宜の箇所に零相電圧検出器及び零相電流検出器を設け、検出された零相電圧と零相電流との位相差を求めることにより、地絡点が検出点に対し、電源側であるか負荷側であるかを判定するようにした地絡検出装置に係るものである。
【0011】
第1の発明は、検出された零相電流の波形を第1の所定期間記録する零相電流波形記録回路と、記録された波形値を第1の所定期間の経過毎に更新して記憶させる零相電流波形記憶回路と、記憶された零相電流を反転させた反転零相電流と検出された零相電流とを加算して補正零相電流を出力する零相電流補正回路と、補正零相電流の振幅値を第2の所定期間の開始時点で記録する補正零相電流振幅値記録回路と、記録された振幅値を第2の所定期間の開始毎に更新して記憶する補正零相電流振幅値記憶回路、補正零相電流と記憶された補正零相電流との補正零相電流振幅値差を演算し、補正零相電流振幅値差を第2の所定期間で除した傾斜値を演算し、傾斜値が傾斜設定値以上であれば所定レベルを出力し、所定レベル出力が継続している場合にカウント値を増加させ、カウント値が傾斜継続設定値以上であれば、第1の地絡判定信号を出力する第1の地絡判定回路と、補正零相電流が設定電流値以上かつ設定時間以上であれば、第2の地絡判定信号を出力する第2の地絡判定回路と、第1の地絡判定信号及び第2の地絡判定信号が共に入力されたときの、検出された零相電圧と補正零相電流との位相差を演算する地絡方向検出回路とを備えたものである。
【発明の効果】
【0012】
以上のように、第1の発明によれば、所定期間毎に検出された零相電流に、この所定期間直前の所定期間に検出された零相電流の位相を反転させて加算することにより、検出された零相電流に含まれるノイズ分が除去されて真の地絡分が検出され、零相電圧と真の地絡分による位相差で地絡判定するので、地絡方向検出の誤判定を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0013】
図1は本発明の地絡検出装置に係る一実施形態を示すブロック図である。地絡検出装置は、零相電流波形記録回路1、零相電流波形記憶回路2、零相電流補正回路3、補正零相電流振幅値記録回路4、補正零相電流振幅値記憶回路5、第1の地絡判定回路6、第2の地絡判定回路7及び地絡方向検出回路8から構成され、零相電流補正回路3は、反転回路3a及び加算回路3bから構成される。第1の地絡判定回路6は、補正零相電流振幅値差演算回路6a、振幅傾斜値演算回路6b、傾斜値比較回路6c、カウンタ6d及び傾斜継続比較回路6eから構成される。
【0014】
零相電流波形記録回路1は、第1の所定期間T1(例えば、2〜3サイクル)における、零相電流検出器により検出された零相電流Io の波形を記録する。零相電流波形記憶回路2は、記録された波形値を所定期間T1の経過毎に更新して記憶する。
【0015】
零相電流補正回路3の反転回路3aは、零相電流波形記憶回路2に記憶された零相電流Io の位相を反転させる。加算回路3bは、反転回路3aからの反転零相電流と零相電流検出器により検出された零相電流Io とを位相を合わせて加算して補正零相電流Io′ を出力する。なお、次の所定期間T1の経過時点に記憶された波形値が用いられないように演算される。
【0016】
補正零相電流振幅値記録回路4は、第2の所定期間T2の開始時点tにおける、加算回路3bからの補正零相電流Io′ の+側または−側の振幅値を記録する。補正零相電流振幅値記憶回路5は、記録された振幅値を所定期間T2(例えば、1サイクル)の開始毎に更新して記憶する。
【0017】
第1の地絡判定回路6の補正零相電流振幅値差演算回路6aは、次の所定期間開始時点(所定期間開始時点t+所定期間T2)における、加算回路3bからの補正零相電流Io′ の+側または−側の振幅値と、前の所定期間開始時点tにおける補正零相電流Io′の振幅値としての、補正零相電流振幅値記憶回路5に記憶された補正零相電流Io′ の振幅値との差(補正零相電流振幅値差)を所定期間T2の経過毎に演算する。なお、次の所定期間開始時点(所定期間開始時点t+所定期間T2)に記憶された振幅値が用いられないように演算される。振幅傾斜値演算回路6bは、補正零相電流振幅値差演算回路6aからの補正零相電流振幅値差を所定期間T2で除した傾斜値を所定期間T2の経過毎に演算する。傾斜値比較回路6cは、予め定められた傾斜設定値(地絡と見なす値(「緩慢」な変動による値ではない))が設定されており、振幅傾斜値演算回路6bからの傾斜値と傾斜設定値とを所定期間T2の経過毎に比較し、傾斜値が傾斜設定値以上であれば、「H」レベルを出力する。カウンタ6dは、傾斜値比較回路6cからの「H」レベル出力が継続している場合にカウント値を増加させる。傾斜継続比較回路6eは、予め定められた傾斜継続設定値が設定されており、カウンタからのカウント値が傾斜継続設定値以上であれば、第1の地絡判定信号を出力する。
【0018】
第2の地絡判定回路7は、予め定められた地絡判定値が設定されており、補正零相電流Io′ が設定電流値以上かつ設定時間以上であれば、第2の地絡判定信号を出力すると共に、地絡表示信号を出力する。
【0019】
地絡方向検出回路8は、第1の地絡判定回路6からの第1の地絡判定信号及び第2の地絡判定回路7からの第2の地絡判定信号が共に入力されると、そのときの零相電圧検出器(図示しない)により検出された零相電圧Vo と、上記のように地絡判定した補正零相電流Io′ との位相差θ、すなわち補正零相電圧の零レベルからの立ち上がりまたは立ち下がり時点から補正零相電流の零レベルからの立ち上がりまたは立ち下がり時点までの時間を演算することにより、地絡点が検出点に対し、電源側または負荷側であるかを判定する。
【0020】
このような構成において、所定期間毎に検出された零相電流に、この所定期間直前の所定期間に検出された零相電流の位相を反転させて加算することにより、検出された零相電流に含まれるノイズ分が除去されて真の地絡分としての補正零相電流Io′ が検出され、零相電圧Vo と補正零相電流Io′ との位相差で地絡判定するので、地絡方向検出の誤判定が防止される。
【図面の簡単な説明】
【0021】
【図1】本発明の地絡検出装置に係る一実施形態を示すブロック図である。
【図2】従来の地絡検出装置を示すブロック図である。
【符号の説明】
【0022】
1 零相電流波形記録回路
2 零相電流波形記憶回路
3 零相電流補正回路
4 補正零相電流振幅値記録回路
5 補正零相電流振幅値記憶回路
6 第1の地絡判定回路
7 第2の地絡判定回路
8 地絡方向検出回路
Io 零相電流
Io′補正零相電流
Vo 零相電圧

【特許請求の範囲】
【請求項1】
変電所から引き出される3相配電線の適宜の箇所に零相電圧検出器及び零相電流検出器を設け、検出された零相電圧と零相電流との位相差を求めることにより、地絡点が検出点に対し、電源側であるか負荷側であるかを判定するようにした地絡検出装置であって、 検出された零相電流の波形を第1の所定期間記録する零相電流波形記録回路と、
記録された波形値を第1の所定期間の経過毎に更新して記憶させる零相電流波形記憶回路と、
記憶された零相電流を反転させた反転零相電流と検出された零相電流とを加算して補正零相電流を出力する零相電流補正回路と、
前記補正零相電流の振幅値を第2の所定期間の開始時点で記録する補正零相電流振幅値記録回路と、
記録された振幅値を第2の所定期間の開始毎に更新して記憶する補正零相電流振幅値記憶回路、
前記補正零相電流と記憶された補正零相電流との補正零相電流振幅値差を演算し、補正零相電流振幅値差を第2の所定期間で除した傾斜値を演算し、傾斜値が傾斜設定値以上であれば所定レベルを出力し、所定レベル出力が継続している場合にカウント値を増加させ、カウント値が傾斜継続設定値以上であれば、第1の地絡判定信号を出力する第1の地絡判定回路と、
前記補正零相電流が設定電流値以上かつ設定時間以上であれば、第2の地絡判定信号を出力する第2の地絡判定回路と、
前記第1の地絡判定信号及び第2の地絡判定信号が共に入力されたときの、検出された零相電圧と補正零相電流との位相差を演算する地絡方向検出回路とを備えた地絡検出装置。

【図1】
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【図2】
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【公開番号】特開2009−247140(P2009−247140A)
【公開日】平成21年10月22日(2009.10.22)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−91678(P2008−91678)
【出願日】平成20年3月31日(2008.3.31)
【出願人】(000000262)株式会社ダイヘン (990)
【Fターム(参考)】