線路特性演算装置および線路特性演算方法
【課題】人工地絡試験を行うことなく高精度かつ的確に地絡継電器の整定が行えるように線路特性を求めることができる線路特性演算装置および線路特性演算方法を提供する。
【解決手段】線路特性演算装置１０は、接地形計器用変圧器３のＧＰＴ三次制限抵抗ＲGPTと並列に接続されたかつ直列接続された測定用抵抗Ｒmおよび切替スイッチＳＷと、切替スイッチＳＷの切替前後の接地形計器用変圧器３の三次電圧Ｖ3に基づいてωＣ値（ＹCまたはＹC−ＹL）を測定するためのωＣ測定部１１と、ωＣ測定部１１によって測定されたωＣ値に基づいて地絡事故時の電力系統全体の地絡電流Ｉ0を算定し、算定した地絡電流Ｉ0に基づいて地絡事故時に第１乃至第ｎの配電線ｆ1〜ｆnを流れる第１乃至第ｎの配電線地絡電流を算定して、第１乃至第ｎの配電線ｆ1〜ｆnの線路特性を算定する線路特性演算部１２とを具備する。
【解決手段】線路特性演算装置１０は、接地形計器用変圧器３のＧＰＴ三次制限抵抗ＲGPTと並列に接続されたかつ直列接続された測定用抵抗Ｒmおよび切替スイッチＳＷと、切替スイッチＳＷの切替前後の接地形計器用変圧器３の三次電圧Ｖ3に基づいてωＣ値（ＹCまたはＹC−ＹL）を測定するためのωＣ測定部１１と、ωＣ測定部１１によって測定されたωＣ値に基づいて地絡事故時の電力系統全体の地絡電流Ｉ0を算定し、算定した地絡電流Ｉ0に基づいて地絡事故時に第１乃至第ｎの配電線ｆ1〜ｆnを流れる第１乃至第ｎの配電線地絡電流を算定して、第１乃至第ｎの配電線ｆ1〜ｆnの線路特性を算定する線路特性演算部１２とを具備する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力系統に設置された地絡継電器の整定用のデータである線路特性を得るのに好適な線路特性演算装置および線路特性演算方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電力系統に設置されている地絡過電圧継電器（ＯＶＧ）や地絡方向継電器（ＤＧＲ）などの地絡継電器の整定（感度調整）は、整定すべき動作点を人工地絡試験によって確認することにより行っている。
【０００３】
たとえば、本出願人による下記の特許文献１には、相ごとの地絡抵抗に対して発生する零相電圧の特性（母線地絡特性）および電力系統の配電線（フィーダ）ごとに１相が任意の抵抗またはコンダクタンスで地絡した場合の各配電線に設けた零相変流器（ＺＣＴ）の一次電流値と零相電圧に対する位相の特性（線路特性）を算出し、かつ、対地静電容量不平衡を評価するようにした配電線地絡保護リレー試験方法が開示されている。
【０００４】
しかしながら、人工地絡試験では、以下に示すような問題が生じていた。
（１）人工地絡試験は活線作業であるため、作業員の危険を伴う。
（２）人工地絡試験は大掛かりな作業であるため、費用が高い。
（３）人工地絡試験を行うと電力系統全体に地絡の影響が及ぶため、電力系統に接続された顧客に継電器のロックをしてもらう必要がある。
【０００５】
そこで、人工地絡試験を行うことなく地絡継電器の動作点決定用のデータである対地静電容量を測定する手法として、下記の特許文献２には、非接地電力系統に接続された接地変圧器（本明細書でいう接地形計器用変圧器（ＧＰＴ）３であるため、以下では「接地形計器用変圧器３」と称する。）の三次側に測定用アドミッタンス（本明細書でいう測定用抵抗Ｒmであるため、以下では「測定用抵抗Ｒm」と称する。）を接続して、測定用抵抗Ｒmの接続前後の接地形計器用変圧器の三次電圧（残留零相電圧）から三相一括の対地静電容量Ｃ（以下、「対地静電容量Ｃ」と称する。）を求めるようにした、電力系統の対地静電容量の測定装置が開示されている。
下記の特許文献３には、検出すべき地絡抵抗値を整定しておくだけで、上述した電力系統の対地静電容量の測定装置における測定原理を用いた対地静電容量Ｃの測定から地絡継電器の動作電圧の最適化までを自動的に行えるようにした地絡保護装置が開示されている。
【０００６】
また、計算のみで地絡継電器の整定を行う手法として、電力系統の線路の架空線およびケーブルの延長などから一線地絡時の地絡電流を計算する手法（以下、「第１の整定手法」と称する。）や、線路の線種および施設条件などから対地静電容量を計算によって求めて地絡時の零相電圧および零相電流を計算する手法（以下、「第２の整定手法」と称する。）などがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第３３１２１７２号公報
【特許文献２】特公平０６−９２９９７号公報
【特許文献３】特許第２９０４７４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記の特許文献１に開示された配電線地絡保護リレー試験方法では、母線地絡特性および線路特性を多数回の人工地絡操作（人工的に地絡を起こす操作）をして測定していたものを、地絡していないときの残留電圧および残留電流と１回の母線の１相地絡時の零相電圧および零相電流の測定に基づいて算出しているが、１回の人工地絡操作は必要でなくすことはできず、この人工地絡操作には安全に対する十分な配慮が必要であると同時に大掛かりで労力を要するという問題があった。
【０００９】
上記の特許文献２，３に開示された電力系統の対地静電容量の測定手法では、測定した対地静電容量Ｃから母線地絡特性を求めて地絡継電器の動作電圧を設定することはできるが、線路特性を求めることはできないため、地絡継電器の動作電流および位相の整定を測定に基づいて線路ごとに適確に行うことができないという問題があった。
【００１０】
上記の第１の整定手法では、地絡継電器の動作電流の整定を線路ごとの一線地絡電流の計算値に基づいて行うことになるが、この方法では任意の目標とする動作地絡抵抗に対する一線地絡電流および地絡継電器の入力電流値を算定することはできず、残留電流分の影響も加味できないという問題があった。また、相ごとの地絡電流の残留電圧による位相のばらつきを算定することができないために位相の整定根拠が乏しく、また、相ごとに地絡時に発生する零相電圧を残留電圧を加味して求められないために地絡継電器の動作電圧の整定根拠が乏しいなど、適確に整定を行うことができないという問題があった。
【００１１】
上記の第２の整定手法では、上記の第１の整定手法での問題に加え、実際の対地静電容量Ｃを厳密に算定することは困難で誤差要因となり、また、計算および計算に必要な膨大な諸元の把握・管理にも多大な労力を要するという問題があった。
【００１２】
本発明の目的は、人工地絡試験を行うことなく高精度かつ適確に地絡継電器の整定が行えるように線路特性を求めることができる線路特性演算装置および線路特性演算方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の線路特性演算装置は、電力系統の線路特性を得るための線路特性演算装置（１０）であって、前記電力系統に接続された接地形計器用変圧器（３）のＧＰＴ三次制限抵抗（ＲGPT）と並列に接続された、かつ、直列接続された測定用抵抗（Ｒm）および切替スイッチ（ＳＷ）と、該切替スイッチの切替前後の前記接地形計器用変圧器の三次電圧（Ｖ3）に基づいて前記電力系統全体の対地静電容量（C）による対地アドミッタンス（ＹC）または合成対地アドミッタンス（ＹC−ＹL）を測定するためのωＣ測定部（１１）と、該ωＣ測定部によって測定された前記対地アドミッタンスまたは前記合成対地アドミッタンスに基づいて地絡事故時の前記電力系統全体の地絡電流（Ｉ0）を算定し、該算定した電力系統全体の地絡電流に基づいて地絡事故時に該電力系統の第１乃至第ｎの配電線（ｆ1〜ｆn）を流れる第１乃至第ｎの配電線地絡電流を算定して、該第１乃至第ｎの配電線の線路特性を算定する線路特性演算部（１２）とを具備することを特徴とする。
ここで、前記線路特性演算部が、第１乃至第３の相残留電圧補償後零相電圧（Ｖ0sa〜Ｖ0sc）と第１乃至第３の相平衡時零相電圧（Ｖ0a〜Ｖ0c）との成す角度（θV0sa−θV0a，θV0sb−θV0b，θV0sc−θV0c）だけ前記第１乃至第ｎの配電線地絡電流の位相を補正し、該位相補正後の第１乃至第ｎの配電線地絡電流に常時の第１乃至第ｎの入力残留電流（ｉ00f1〜ｉ00fn）を加算して、前記第１乃至第ｎの配電線の線路特性を算定してもよい。
前記線路特性演算部が、前記常時の第１乃至第ｎの入力残留電流を加算した前記位相補正後の第１乃至第ｎの配電線地絡電流から該常時の第１乃至第ｎの入力残留電流を除いた電流の前記第１乃至第ｎの配電線に設置された第１乃至第ｎの配電線零相変流器（５1〜５n）の１次換算値を試験電流として求めてもよい。
前記電力系統が、対地間抵抗（Ｒo）の小さい電力系統であり、前記ωＣ測定部が、前記電力系統に接続された接地用変圧器（４）の中性点接地抵抗の抵抗分（ＲNGR）を前記接地形計器用変圧器のＧＰＴ三次制限抵抗（ＲGPT）と前記電力系統の零相等価回路上で別要素にするとともに、該電力系統に接続された第１乃至第ｎの配電線補償リアクトル（Ｌf1〜Ｌfn）の抵抗分（ＲL-f1〜ＲL-fn）の合成抵抗を前記ＧＰＴ三次制限抵抗と該零相等価回路上で別要素にして、前記合成対地アドミッタンスを求めてもよい。
前記接地形計器用変圧器以外の他の接地形計器用変圧器が前記電力系統に存在する場合には、前記ωＣ測定部が、該他の接地形計器用変圧器のＧＰＴ三次制限抵抗も前記ＧＰＴ三次制限抵抗と前記零相等価回路上で別要素にして、前記合成対地アドミッタンスを求めてもよい。
前記ωＣ測定部が、前記零相等価回路の３線一括対地アドミッタンス（Ｙ00）において前記第１乃至第ｎの配電線補償リアクトルの合成リアクトル分（Ｌ’）と該第１乃至第ｎの配電線補償リアクトルの合成抵抗分、前記中性点接地抵抗の抵抗分および前記他の接地形計器用変圧器のＧＰＴ三次制限抵抗の合成抵抗（Ｒ3）とを前記対地静電容量と並列に接続して、前記合成対地アドミッタンスを求めてもよい。
前記ωＣ測定部が、前記接地形計器用変圧器のＧＰＴ三次制限抵抗を“ＲGPT”、前記測定用抵抗を“Ｒm”、前記接地形計器用変圧器の零相内部インピーダンスを“Ｒ0＋ｊωＬ0”、前記第１乃至第ｎの配電線補償リアクトルの合成リアクトル分を“Ｌ’”、前記第１乃至第ｎの配電線補償リアクトルの合成抵抗分、前記中性点接地抵抗の抵抗分、前記他の接地形計器用変圧器のＧＰＴ三次制限抵抗の合成抵抗を“Ｒ3”および前記切替スイッチの切替前後の前記三次電圧の位相差を“θ”とすると、以下のωＣ演算二次方程式を用いて、
ｔａｎθ・（ωＣ’）2＋｛Ａ−Ｂ＋（Ｄ＋Ｅ）・ｔａｎθ｝・ωＣ’＋（Ａ・Ｂ＋Ｄ・Ｅ）・ｔａｎθ＋Ａ・Ｅ−Ｂ・Ｄ＝０
ここで、ωＣ’＝ωＣ−１／ωＬ’
Ａ＝（Ｒ01／β）＋（１／Ｒ3）
Ｂ＝（Ｒ02／γ）＋（１／Ｒ3）
Ｄ＝−（ωＬ0／β）
Ｅ＝−（ωＬ0／γ）
β＝Ｒ012＋（ωＬ0）2
γ＝Ｒ022＋（ωＬ0）2
Ｒ01＝Ｒ0＋ＲGPT
Ｒ02＝Ｒ0＋（ＲGPT・Ｒm）／（ＲGPT＋Ｒm）
前記合成対地アドミッタンスを求めてもよい。
前記切替スイッチを切替制御し、前記ωＣ測定部に前記対地アドミッタンスまたは前記合成対地アドミッタンスを求めるとともに、前記線路特性演算部に前記線路特性を算出するように制御する制御部（１３）をさらに具備してもよい。
前記線路特性演算装置をパーソナルコンピュータ（３０）に接続して前記制御部の機能を該パーソナルコンピュータに行わせてもよい。
前記線路特性演算装置を持ち運び可能な線路特性演算装置（２０）とし、該持ち運び可能な線路特性演算装置を変圧器盤に接続して前記線路特性を算出してもよい。
本発明の線路特性演算方法は、本発明の線路特性演算装置を用いて電力系統の第１乃至第ｎの配電線の線路特性を算定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の線路特性演算装置および線路特性演算方法は、以下に示す効果を奏する。
（１）ωＣ測定による電力系統全体の地絡電流の算定値に基づいて配電線ごとの地絡電流を算定できるため精度が高く、残留電圧による配電線地絡電流の位相の補正ができ、残留電流の影響分を加味して線路特性を算定できるため、計算のみによる手法に比べて地絡継電器の適確な整定を行うことができる。
（２）人工地絡試験に比べて作業の安全性を向上させることができる。
（３）人工地絡試験と同等な精度で適確に地絡継電器の整定を行うことができる。
（４）人工地絡試験と比較して作業が省力化でき、また、誰でもが容易に測定できる。
（５）地絡継電器の整定および最小動作試験のための模擬出力電圧および模擬出力電流を算定または出力したり、他の試験装置の出力制御を行ったりすることができ、容易に試験を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施例による線路特性演算装置１０について説明するための図であり、（ａ）は線路特性演算装置１０の構成を示すブロック図であり、（ｂ）はωＣ測定部１１の構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示したωＣ測定部１１における電力系統全体の対地静電容量Ｃの測定方法について説明するための図であり、（ａ）は非接地電力系統の零相等価回路を示す図であり、（ｂ）はリアクトル系統の零相等価回路を示す図である。
【図３】地絡抵抗Ｒgで一線地絡したときの電力系統全体の地絡電流Ｉ0の計算について説明するための零相等価回路を示す図である。
【図４】一線地絡事故計算に「鳳−テブナンの定理」を適用した場合の零相等価回路を示す図である。
【図５】第ｘの外部事故時入力配電線地絡電流ｉ0fx-outおよび第ｘの内部事故時入力配電線地絡電流ｉ0fx-inの平衡時の残留電圧補償前零相電圧Ｖ0を基準とした特性図を示す図である。
【図６】実際の地絡電流について説明するための図である。
【図７】地絡継電器の整定時の試験電流および試験電圧（模擬出力）の計算について説明するための図である。
【図８】分散リアクトル接地系統における測定回路を説明するための図である。
【図９】上記の特許文献２，３に示された零相等価回路を示す図である。
【図１０】改良したωＣ演算二次方程式を導くために使用した零相等価回路を示す図である。
【図１１】図１に示した線路特性演算装置１０を持ち運び可能な線路特性演算装置２０としたときの線路特性試験時の接続状態を示す図である。
【図１２】図１に示した線路特性演算装置１０を持ち運び可能な線路特性演算装置２０としたときの外形図の一例を示す図であり、（ａ）は上面図であり、（ｂ）は蓋の上面図であり、（ｃ）は正面図であり、（ｄ）は側面図であり、（ｅ）はパネル面を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
上記の目的を、ωＣ測定部によって測定された対地アドミッタンスまたは合成対地アドミッタンスに基づいて地絡事故時の電力系統全体の地絡電流を算定し、算定した電力系統全体の地絡電流に基づいて地絡事故時に電力系統の第１乃至第ｎの配電線を流れる第１乃至第ｎの配電線地絡電流を算定して、第１乃至第ｎの配電線の線路特性を算定することにより実現した。
【実施例１】
【００１７】
以下、本発明の線路特性演算装置および線路特性演算方法の実施例について図面を参照して説明する。
なお、以下の説明では、地絡とは地絡抵抗Ｒgでの一線地絡をいう。
【００１８】
本発明の一実施例による線路特性演算装置１０は、図１（ａ）に示すように、電力系統の母線ｂｕｓ（図４参照）に接続された接地形計器用変圧器（ＧＰＴ）３のオープンデルタ接続された三次巻線出力である三次電圧Ｖ3に基づいて電力系統全体の対地静電容量Cによる対地アドミッタンスＹC（ωＣ値）または合成対地アドミッタンスＹC−ＹL（ωＣ値）を測定するためのωＣ測定部１１と、ωＣ測定部１１によって求められた対地アドミッタンスＹCまたは合成対地アドミッタンスＹC−ＹLに基づいて地絡事故時の電力系統全体の地絡電流Ｉ0を算定し、算定した電力系統全体の地絡電流Ｉ0に基づいて地絡事故時に電力系統の第１乃至第ｎの配電線ｆ1〜ｆn（図４参照）を流れる第１乃至第ｎの配電線地絡電流を算定して、第１乃至第ｎの配電線ｆ1〜ｆnの線路特性を算定するための線路特性演算部１２と、ωＣ測定部１１によって求められた対地アドミッタンスＹCまたは合成対地アドミッタンスＹC−ＹLおよび線路特性演算部１２によって求められた線路特性などを表示するための表示部１３と、ωＣ測定部１１、線路特性演算部１２および表示部１３を制御する制御部１４とを具備する。
また、線路特性演算装置１０は、図１（ｂ）に示すように、直列接続された測定用抵抗Ｒmおよび切替スイッチＳＷを内蔵する。測定用抵抗Ｒmおよび切替スイッチＳＷは、接地形計器用変圧器３のＧＰＴ三次制限抵抗ＲGPT（接地形計器用変圧器３の３次巻線に接続された制限抵抗）と並列に接続されている。切替スイッチＳＷは、制御部１４によって切替制御される。
【００１９】
ここで、ωＣ測定部１１は、図１（ｂ）に示すように、二次電圧Ｖ2の位相を基準として切替スイッチＳＷの切替前後の三次電圧Ｖ3の位相を求めてその差（位相差θ）を算出する位相差算出部１１ａと、位相差算出部１１ａで算出された位相差θに基づいて対地アドミッタンスＹCまたは合成対地アドミッタンスＹC−ＹL（ωＣ値）を算出するωＣ算出部１１ｂとを備える。
【００２０】
ωＣ測定部１１は、以下に示す手順１に従って対地アドミッタンスＹCまたは合成対地アドミッタンスＹC−ＹL（ωＣ値）を求める。
（手順１）電力系統全体のωＣ値の測定（ωＣ測定）
図２（ａ）に零相等価回路を示す非接地電力系統については、上記の特許文献２，３に開示された電力系統の対地静電容量の測定手法と同様にして、電力系統に接続された接地形計器用変圧器３（図４参照）の三次側に測定用抵抗Ｒm（不図示）をＧＰＴ三次制限抵抗ＲGPTと並列に接続し、切替スイッチＳＷによる測定用抵抗Ｒmの接続前後の接地形計器用変圧器３の三次電圧Ｖ3の位相差θを計測し、電力系統全体の対地静電容量ＣのアドミッタンスωＣを変数として位相差θについて成立する（１）式に示すωＣ演算二次方程式の解（ωＣ値）を求めることにより、電力系統全体の対地静電容量Ｃによる対地アドミッタンスＹC（ωＣ値）を測定する。
ＲGPT×Ｒm×ｔａｎθ×（ωＣ）2−（ＲGPT−Ｒm）×ωＣ＋ｔａｎθ＝０ （１）
【００２１】
図２（ｂ）に零相等価回路を示すリアクトル系統についても、同様にしてωＣ値を求めることにより、電力系統全体の対地静電容量Ｃによる対地アドミッタンスＹCが電力系統全体の補償リアクトルＬによる対地アドミッタンスＹLで補償された後の合成対地アドミッタンスＹC−ＹL（ωＣ値）を測定する。
ここで、リアクトル系統とは、電力系統に対地静電容量Ｃによる充電電流を補償リアクトルＬにより打ち消して低減する目的で中性点接地リアクトルを設置した以下に示す電力系統などをいう。
（ａ）中性点接地リアクトルを線路に分散して設置した電力系統（分散リアクトル接地系統）
（ｂ）変電所の母線に集中して設置した電力系統（集中リアクトル接地系統）
この２つの電力系統では、地絡電流が小さくなるため、地絡方向継電器の動作電流を補うために、接地変圧器（ＧＴＲ）４（図４参照）に中性点接地抵抗（ＮＧＲ）が設置される。
（ｃ）中性点接地抵抗を設置せずに、充電電流の一部を補償する目的で中性点接地リアクトルのみを設置した電力系統
【００２２】
手順１により、人工地絡試験を行うことなく母線地絡特性が求まり、地絡継電器の動作電圧の整定を行うことができるとともに、電力系統の相ごとの地絡抵抗Ｒgに対する電力系統全体の地絡電流を求めることができる。
【００２３】
線路特性演算部１２は、以下に示す手順２〜９に従って線路特性を求める。
（手順２）地絡事故時（地絡抵抗Ｒgで一線地絡（本明細書では、「一線地絡」と「地絡」とは同意である。）した時）の電力系統全体の地絡電流Ｉ0の算定
電力系統全体の対地アドミッタンスＹ0（ベクトル）は、対地間抵抗（対地静電容量Ｃに並列な抵抗成分）を“Ｒo”とすると、（２−１）式で表される（図３参照）。
Ｙ0＝ｊωＣ＋１／Ｒo （２−１）
したがって、地絡事故時の零相電圧（以下、「残留電圧補償前零相電圧」と称する。）を“Ｖ0”（ベクトル）とすると、地絡事故時の電力系統全体の地絡電流Ｉ0（ベクトル）は、（２−２）式で表される
Ｉ0＝Ｖ0×Ｙ0
＝Ｖ0×（ｊωＣ＋１／Ｒo） （２−２）
（＝Ｉ0C＋Ｉ0R）
ここで、
Ｉ0C（ベクトル）：地絡事故時の電力系統全体の対地静電容量Ｃによる地絡電流
Ｉ0R（ベクトル）：地絡事故時の対地間抵抗Ｒoによる地絡電流
線路特性演算部１２は、（２−２）式を用いて地絡電流Ｉ0を算定する。
なお、対地間抵抗Ｒoとしては、接地形計器用変圧器３のＧＰＴ三次制限抵抗ＲGPT（一次換算値）、接地変圧器４の中性点接地抵抗の抵抗分ＲNGR（接地変圧器抵抗、一次換算値）、補償リアクトルＬの抵抗分ＲL（一次換算値）などが挙げられる。
また、本明細書では、「残留電圧」および「残留電流」とは、電力系統に地絡事故が発生していない健全状態において、常時、電力系統に存在している零相電圧および零相電流をという。
【００２４】
（手順３）地絡事故時の電力系統全体の対地静電容量Ｃによる地絡電流Ｉ0Cの算定
地絡事故時の電力系統全体の対地静電容量Ｃによる地絡電流Ｉ0C（ベクトル）は、（２−３）式で表される。
Ｉ0C＝Ｖ0×ｊωＣ （２−３）
線路特性演算部１２は、（２−３）式を用いて地絡電流Ｉ0Cを算定する。
【００２５】
（手順４）地絡事故時の第１乃至第ｎの配電線対地静電容量Ｃf1〜Ｃfnによる第１乃至第ｎの配電線対地静電容量地絡電流Ｉ0C-f1〜Ｉ0C-fnおよび母線対地静電容量Ｃbusによる母線対地静電容量地絡電流Ｉ0C-busの算定
図４に示す一線地絡事故計算に「鳳−テブナンの定理」を適用した場合の零相等価回路で示されるように、地絡事故時に第１乃至第ｎの配電線ｆ1〜ｆnの第１乃至第ｎの配電線対地静電容量Ｃf1〜Ｃfnによって流れる第１乃至第ｎの配電線地絡電流Ｉ0C-f1〜Ｉ0C-fn（ベクトル）と母線ｂｕｓの母線対地静電容量Ｃbusによって流れる母線対地静電容量地絡電流Ｉ0C-bus（ベクトル）とは、第１乃至第ｎの配電線ｆ1〜ｆnおよび母線ｂｕｓの対地充電電流分担率（上記の第１または第２の整定手法およびこれらを併用するなどの適当な方法により求めた第１乃至第ｎの配電線対地静電容量Ｃf1〜Ｃfnおよび母線対地静電容量Ｃbusの電力系統全体の対地静電容量Ｃに対する割合）を“ｋf1〜ｋfn”および“ｋbus”とすると、（２−４）式および（２−５）式で表される。
Ｉ0C-fx＝Ｉ0C×ｋfx （２−４）
Ｉ0C-bus＝Ｉ0C×ｋbus （２−５）
ここで、
ｘ＝１〜ｎ（以下、同様）
ｋf1＋ｋf2＋・・・＋ｋfn＋ｋbus＝１
線路特性演算部１２は、（２−４）式および（２−５）式を用いて第１乃至第ｎの配電線対地静電容量地絡電流Ｉ0C-f1〜Ｉ0C-fnおよび母線対地静電容量地絡電流Ｉ0C-busを算定する。
【００２６】
上述した手順２〜４により、地絡電流Ｉ0Cは測定により求められるため、上記の第１および第２の整定手法の計算のみによる場合よりも十分に精度よく第１乃至第ｎの配電線対地静電容量地絡電流Ｉ0C-f1〜Ｉ0C-fnおよび母線対地静電容量地絡電流Ｉ0C-busを求めることができる。
【００２７】
（手順５）地絡事故時の対地間抵抗Ｒoによる地絡電流Ｉ0Rの算定（図４参照）
地絡事故時の対地間抵抗Ｒoによる地絡電流Ｉ0Rは、（２−６）式で表される。
Ｉ0R＝Ｖ0／Ｒo
＝Ｖ0×（１／ＲGPT＋１／ＲNGR＋１／ＲL）
＝Ｖ0／ＲGPT＋Ｖ0／ＲNGR＋Ｖ0／ＲL （２−６）
（＝Ｉ0R-GPT＋Ｉ0R-NGR＋Ｉ0R-L）
ここで、
Ｉ0R-GPT＝Ｖ0／ＲGPT：ＧＰＴ三次制限抵抗ＲGPTによる地絡電流
Ｉ0R-NGR＝Ｖ0／ＲNGR：接地変圧器４の中性点接地抵抗の抵抗分ＲNGRによる地絡電流
Ｉ0R-L＝Ｖ0／ＲL：補償リアクトルＬの抵抗分ＲLによる地絡電流
線路特性演算部１２は、（２−６）式を用いて対地間抵抗Ｒoによる地絡電流Ｉ0Rを算定する。
なお、非接地電力系統の場合には、Ｉ0R-NGR＝Ｉ0R-L＝０となり、中性点接地リアクトルのみを設置した電力系統の場合にはＩ0R-NGR＝０となる。
また、補償リアクトルＬの抵抗分ＲLによる地絡電流Ｉ0R-Lは、第１乃至第ｎの配電線ｆ1〜ｆnに設置されている第１乃至第ｎの配電線補償リアクトルＬf1〜Ｌfnの抵抗分（一次換算値）を“ＲL-f1〜ＲL-fn”とすると、（２−７）式で表される。
Ｉ0R-L＝Ｖ0／ＲL
＝Ｖ0×（１／ＲL-f1＋１／ＲL-f2＋・・・＋１／ＲL-fn） （２−７）
（＝Ｉ0R-RL-f1＋Ｉ0R-RL-f2＋・・・＋Ｉ0R-RL-fn）
ここで、
Ｉ0R-RL-f1〜Ｉ0R-RL-fn：第１乃至第ｎの配電線補償リアクトルＬf1〜Ｌfnの抵抗分ＲL-f1〜ＲL-fnによる地絡電流
線路特性演算部１２は、（２−７）式を用いて補償リアクトルＬの抵抗分ＲLによる地絡電流Ｉ0R-Lを算定する。
【００２８】
（手順６）地絡事故時の第１乃至第ｎの配電線ｆ1〜ｆnに流れる第１乃至第ｎの配電線地絡電流の算定
地絡事故時に第１乃至第ｎの配電線ｆ1〜ｆnに流れる第１乃至第ｎの配電線地絡電流は、電力系統全体および全ての配電線内での各相対地静電容量が完全に等しい場合（平衡時）の地絡電流（電力系統全体の対地静電容量Ｃによる地絡電流Ｉ0）と残留電流成分との和として得られる（論文、北川 稔、「高圧配電線系統の地絡保護継電方式に関する研究」参照）。
（ａ）平衡時の配電線地絡電流（図４参照）
（ａ−１）外部事故時（第１乃至第ｎの配電線ｆ1〜ｆnの自身の配電線以外での地絡事故時）
第１乃至第ｎの配電線ｆ1〜ｆnに設置された第１乃至第ｎの配電線零相変流器５1〜５nの１次側には、第１乃至第ｎの配電線ｆ1〜ｆnの第１乃至第ｎの配電線対地静電容量Ｃf1〜Ｃfnによる第１乃至第ｎの配電線対地静電容量地絡電流Ｉ0C-f1〜Ｉ0C-fnと第１乃至第ｎの配電線ｆ1〜ｆnの第１乃至第ｎの配電線対地間抵抗Ｒo-f1〜Ｒo-fnによる第１乃至第ｎの配電線対地間抵抗地絡電流Ｉ0R-f1〜Ｉ0R-fnとが母線ｂｕｓに向かって流れるため、第１乃至第ｎの配電線ｆ1〜ｆnを流れる第１乃至第ｎの外部事故時配電線地絡電流Ｉ0f1-out〜Ｉ0fn-out（ベクトル）は、（２−８）式で表される。
Ｉ0fx-out＝−（Ｉ0C-fx＋Ｉ0R-fx） （２−８）
ここで、
符号は、母線ｂｕｓと反対側に向かって流れる地絡電流の向きを正とする（以下、同様）。
（ａ−２）内部事故時（第１乃至第ｎの配電線ｆ1〜ｆnの自身の配電線での地絡事故時）
たとえば第１の配電線ｆ1で地絡事故が発生した場合には、第１の配電線ｆ1に設置された第１の配電線零相変流器５1の１次側には、電力系統全体の地絡電流Ｉ0が母線ｂｕｓと反対側に向かって流れるとともに、第１の配電線対地静電容量Ｃf1による第１の配電線対地静電容量地絡電流Ｉ0C-f1と第１の配電線対地間抵抗Ｒo-f1による第１の配電線対地間抵抗地絡電流Ｉ0R-f1とが母線ｂｕｓに向かって流れるため、第１の配電線ｆ1を流れる第１の内部事故時地絡電流Ｉ0f1-in（ベクトル）は、（２−９）式で表される。
Ｉ0f1-in＝Ｉ0−（Ｉ0C-f1＋Ｉ0R-f1）
＝（Ｉ0C＋Ｉ0R）−（Ｉ0C-f1＋Ｉ0R-f1）
＝（Ｉ0C−Ｉ0C-f1）＋（Ｉ0R−Ｉ0R-f1） （２−９）
第２乃至第ｎの内部事故時配電線地絡電流Ｉ0f2-in〜Ｉ0fn-inについても同様である。
（ｂ）残留電流成分
地絡事故時の第１乃至第ｎの配電線ｆ1〜ｆnの第１乃至第ｎの残留電流成分Ｉ00f1’〜Ｉ00fn’は、地絡継電器の地絡検出感度程度の地絡抵抗Ｒgでは第１乃至第ｎの配電線ｆ1〜ｆnの常時の第１乃至第ｎの残留電流Ｉ00f1〜Ｉ00fnとほとんど変化しないため、Ｉ00fx’＝Ｉ00fx（ｘ＝１〜ｎ）として取り扱うことができる（論文、北川 稔、「高圧配電線系統の地絡保護継電方式に関する研究」参照）。
よって、第１乃至第ｎの配電線ｆ1〜ｆnについて、常時の第１乃至第ｎの残留電流Ｉ00f1〜Ｉ00fnを計測する。
なお、常時の第１乃至第ｎの残留電流Ｉ00f1〜Ｉ00fnは、通常、微小電流であるため、ベクトルとして計測することは困難である。そこで、第１乃至第ｎの配電線零相変流器５1〜５nの２次電流（以下、「常時の第１乃至第ｎの入力残留電流ｉ00f1〜ｉ00fn」と称する。）の大きさのみをクランプ式電流計で測定し演算できる容易な手法を考案した。
以下ではこの手法について説明するが、常時の第１乃至第ｎの入力残留電流ｉ00f1〜ｉ00fnの位相も測定して演算するようにしてもよい。
【００２９】
（手順９）第１乃至第ｎの配電線ｆ1〜ｆnの線路特性の算定
第１乃至第ｎの配電線ｆ1〜ｆnに設置された地絡継電器には、平衡時の配電線地絡電流の第１乃至第ｎの配電線零相変流器５1〜５nの２次電流と常時の第１乃至第ｎの入力残留電流ｉ00f1〜ｉ00fnとを加算した電流が入力されるため、線路特性演算部１２は、以下の手順で線路特性を描画する。
（ａ）平衡時の入力配電線地絡電流（平衡時の残留電圧補償前零相電圧Ｖ0を基準とした特性図を示す図５参照）
第１乃至第ｎの外部事故時入力配電線地絡電流ｉ0f1-out〜ｉ0fn-out（ベクトル）および第１乃至第ｎの内部事故時入力配電線地絡電流ｉ0f1-in〜ｉ0fn-in（ベクトル）は、（２−１０）式および（２−１１）式で表される。
ｉ0fx-out＝Ｉ0fx-out／ｎzctfx （２−１０）
ｉ0fx-in＝Ｉ0fx-in／ｎzctfx （２−１１）
ここで、
ｎzctfx：第ｘの配電線零相変流器５xの変流比（＝１次電流／２次電流）
（ｂ）実際の地絡電流（図６参照）
（ｂ−１）各相の地絡電流の位相補正
線路特性図は、赤相、白相および青相（第１乃至第３の相）の赤相、白相および青相残留電圧補償後零相電圧Ｖ0sa〜Ｖ0scを基準に（０°として）描画する。赤相、白相および青相残留電圧補償後零相電圧Ｖ0sa〜Ｖ0scは、赤相、白相および青相平衡時零相電圧Ｖ0a〜Ｖ0cと残留電圧Ｖ00との和になる。よって、（２−１２）式に示すように、赤相、白相および青相位相補正値θa〜θc（赤相、白相および青相残留電圧補償後零相電圧Ｖ0sa〜Ｖ0scと赤相、白相および青相平衡時零相電圧Ｖ0a〜Ｖ0cとの成す角度分（θV0sa−θV0a，θV0sb−θV0bおよびθV0sc−θV0c））だけ、第１乃至第ｎの外部事故時入力配電線地絡電流ｉ0f1-out〜ｉ0fn-outの位相および第１乃至第ｎの内部事故時入力配電線地絡電流ｉ0f1-in〜ｉ0fn-inの位相を補正する。
θa＝θV0sa−θV0a
θb＝θV0sb−θV0b （２−１２）
θc＝θV0sc−θV0c
その結果、第１乃至第ｎの配電線零相変流器５1〜５nから各地絡継電器に入力される第１乃至第ｎの赤相外部事故時位相補正後入力配電線地絡電流ｉ0f1-out-a’〜ｉ0fn-out-a’（ベクトル）、第１乃至第ｎの白相外部事故時位相補正後入力配電線地絡電流ｉ0f1-out-b’〜ｉ0fn-out-b’（ベクトル）および第１乃至第ｎの青相外部事故時位相補正後入力配電線地絡電流ｉ0f1-out-c’〜ｉ0fn-out-c’（ベクトル）は、第１乃至第ｎの外部事故時入力配電線地絡電流ｉ0f1-out〜ｉ0fn-outの位相を“θi0f1-out〜θi0fn-out”とすると、（２−１３）式で表わされる。
ｉ0fx-out-a’＝i0fx-out∠（θi0fx-out−θa）
ｉ0fx-out-b’＝i0fx-out∠（θi0fx-out−θb） （２−１３）
ｉ0fx-out-c’＝i0fx-out∠（θi0fx-out−θc）
また、第１乃至第ｎの配電線零相変流器５1〜５nから各地絡継電器に入力される第１乃至第ｎの赤相内部事故時位相補正後入力配電線地絡電流ｉ0f1-in-a’〜ｉ0fn-in-a’（ベクトル）、第１乃至第ｎの白相内部事故時位相補正後入力配電線地絡電流ｉ0f1in-b’〜ｉ0fn-in-b’（ベクトル）および第１乃至第ｎの青相内部事故時位相補正後入力配電線地絡電流ｉ0f1-in-c’〜ｉ0fn-in-c’（ベクトル）は、第１乃至第ｎの内部事故時入力配電線地絡電流ｉ0f1-in〜ｉ0fn-inの位相を“θi0f1-in〜θi0fn-in”とすると、（２−１４）式で表わされる。
ｉ0fx-in-a’＝i0fx-in∠（θi0fx-in−θa）
ｉ0fx-in-b’＝i0fx-in∠（θi0fx-in−θb） （２−１４）
ｉ0fx-in-c’＝i0fx-in∠（θi0fx-in−θc）
（ｂ−２）常時の第１乃至第ｎの入力残留電流ｉ00f1〜ｉ00fnの加算
上記（２−１３）式で表わされる第１乃至第ｎの赤相外部事故時位相補正後入力配電線地絡電流ｉ0f1-out-a’〜ｉ0fn-out-a’、第１乃至第ｎの白相外部事故時位相補正後入力配電線地絡電流ｉ0f1-out-b’〜ｉ0fn-out-b’および第１乃至第ｎの青相外部事故時位相補正後入力配電線地絡電流ｉ0f1-out-c’〜ｉ0fn-out-c’に第１乃至第ｎの配電線零相変流器５1〜５nから各地絡継電器に入力される常時の第１乃至第ｎの入力残留電流ｉ00f1〜ｉ00fnを加算した第１乃至第ｎの赤相外部事故時残留電流加算後入力配電線地絡電流ｉ0f1-out-a〜ｉ0fn-out-a（ベクトル）、第１乃至第ｎの白相外部事故時残留電流加算後入力配電線地絡電流ｉ0f1-out-b〜ｉ0fn-out-b（ベクトル）および第１乃至第ｎの青相外部事故時残留電流加算後入力配電線地絡電流ｉ0f1-out-c〜ｉ0fn-out-c（ベクトル）は、常時の第１乃至第ｎの入力残留電流ｉ00f1〜ｉ00fnの位相を“α”とすると、（２−１５）式で表わされる。
ｉ0fx-out-a＝ｉ0fx-out-a’ ＋ｉ00fx∠α
＝ｉ0fx-out∠（θi0fx-out−θa）＋ｉ00fx∠α
ｉ0fx-out-b＝ｉ0fx-out-b’ ＋ｉ00fx∠α
＝ｉ0fx-out∠（θi0fx-out−θb）＋ｉ00fx∠α （２−１５）
ｉ0fx-out-c＝ｉ0fx-out-c’ ＋ｉ00fx∠α
＝ｉ0fx-out∠（θi0fx-out−θc）＋ｉ00fx∠α
また、上記（２−１４）式で表わされる第１乃至第ｎの赤相内部事故時位相補正後配電線地絡電流ｉ0f1-in-a’〜ｉ0fn-in-a’、第１乃至第ｎの白相内部事故時位相補正後配電線地絡電流ｉ0f1-in-b’〜ｉ0fn-in-b’および第１乃至第ｎの青相内部事故時位相補正後配電線地絡電流ｉ0f1-in-c’〜ｉ0fn-in-c’に常時の第１乃至第ｎの入力残留電流ｉ00f1〜ｉ00fnを加算した第１乃至第ｎの赤相内部事故時残留電流加算後入力配電線地絡電流ｉ0f1-in-a〜ｉ0fn-in-a（ベクトル）、第１乃至第ｎの白相内部事故時残留電流加算後入力配電線地絡電流ｉ0f1-in-b〜ｉ0fn-in-b（ベクトル）および第１乃至第ｎの青相内部事故時残留電流加算後入力配電線地絡電流ｉ0f1-in-c〜ｉ0fn-in-c（ベクトル）は、（２−１６）式で表わされる。
ｉ0fx-in-a＝ｉ0fx-in-a’＋ｉ00fx∠α
＝i0fx-in∠（θi0fx-in−θa）＋ｉ00fx∠α
ｉ0fx-in-b＝ｉ0fx-in-b’＋ｉ00fx∠α
＝i0fx-in∠（θi0fx-in−θb）＋ｉ00fx∠α （２−１６）
ｉ0fx-in-c＝ｉ0fx-in-c’＋ｉ00fx∠α
＝i0fx-in∠（θi0fx-in−θc）＋ｉ00fx∠α
（２−１５）式および（２−１６）式と図６とは、第１乃至第ｎの赤相外部事故時残留電流加算後入力配電線地絡電流ｉ0f1-out-a〜ｉ0fn-out-a、第１乃至第ｎの白相外部事故時残留電流加算後入力配電線地絡電流ｉ0f1-out-b〜ｉ0fn-out-b、第１乃至第ｎの青相外部事故時残留電流加算後入力配電線地絡電流ｉ0f1-out-c〜ｉ0fn-out-c、第１乃至第ｎの赤相内部事故時残留電流加算後入力配電線地絡電流ｉ0f1-in-a〜ｉ0fn-in-a、第１乃至第ｎの白相内部事故時残留電流加算後入力配電線地絡電流ｉ0f1-in-b〜ｉ0fn-in-bおよび第１乃至第ｎの青相内部事故時残留電流加算後入力配電線地絡電流ｉ0f1-in-c〜ｉ0fn-in-ccが、第１乃至第ｎの赤相外部事故時位相補正後入力配電線地絡電流ｉ0f1-out-a’〜ｉ0fn-out-a’、第１乃至第ｎの白相外部事故時位相補正後入力配電線地絡電流ｉ0f1-out-b’〜ｉ0fn-out-b’、第１乃至第ｎの青相外部事故時位相補正後入力配電線地絡電流ｉ0f1-out-c’〜ｉ0fn-out-c’、第１乃至第ｎの赤相内部事故時位相補正後入力配電線地絡電流ｉ0f1-in-a’〜ｉ0fn-in-a’、第１乃至第ｎの白相内部事故時位相補正後入力配電線地絡電流ｉ0f1in-b’〜ｉ0fn-in-b’および第１乃至第ｎの青相内部事故時位相補正後入力配電線地絡電流ｉ0f1-in-c’〜ｉ0fn-in-c’と大きさが“ｉ00f1〜ｉ00fn”で位相が“α（０°≦α＜３６０°）”のベクトルとの和の集合として、円で表されることを示す。
このようにして、線路特性演算部１２は、第１乃至第ｎの配電線ｆ1〜ｆnの各相での外部事故時および内部事故時の実際の地絡電流の特性図である線路特性を算定する。
【００３０】
制御部１４は、線路特性演算を行う際に、切替スイッチＳＷを切替制御し、ωＣ測定部１１に対地アドミッタンスＹCまたは合成対地アドミッタンスＹC−ＹLを測定するように制御し、線路特性演算部１２に線路特性を算定するように制御するとともに、ωＣ測定部１１によって求められた対地アドミッタンスＹCまたは合成対地アドミッタンスＹC−ＹLおよび線路特性演算部１２によって求められた線路特性などを表示するように表示部１３を制御する。
【００３１】
次に、線路特性演算部１２における地絡継電器の整定時の試験電流および試験電圧（模擬出力）の計算について説明する（図７参照）。
以下に示すようにして、線路特性演算部１２は、整定の目標動作地絡抵抗など任意の地絡抵抗Ｒgに対する試験電流および試験電圧（模擬出力電流および模擬出力電圧）を計算する。
（１）試験電流
常時の第１乃至第ｎの入力残留電流ｉ00f1〜ｉ00fnとしては、実際に第１乃至第ｎの配電線零相変流器５1〜５nの２次側に流れている電流を使い、また、上述したようにして求めた線路特性から得られる第１乃至第ｎの赤相外部事故時残留電流加算後入力配電線地絡電流ｉ0f1-out-a〜ｉ0fn-out-a、第１乃至第ｎの白相外部事故時残留電流加算後入力配電線地絡電流ｉ0f1-out-b〜ｉ0fn-out-b、第１乃至第ｎの青相外部事故時残留電流加算後入力配電線地絡電流ｉ0f1-out-c〜ｉ0fn-out-c、第１乃至第ｎの赤相内部事故時残留電流加算後入力配電線地絡電流ｉ0f1-in-a〜ｉ0fn-in-a、第１乃至第ｎの白相内部事故時残留電流加算後入力配電線地絡電流ｉ0f1-in-b〜ｉ0fn-in-bおよび第１乃至第ｎの青相内部事故時残留電流加算後入力配電線地絡電流ｉ0f1-in-c〜ｉ0fn-in-ccから常時の第１乃至第ｎの入力残留電流ｉ00f1〜ｉ00fnを除いた電流の第１乃至第ｎの配電線零相変流器５1〜５nの１次換算値を第１乃至第ｎの配電線零相変流器５1〜５nの１次側に出力したものを、試験電流とする。
すなわち、（３−１）式で表わされる第１乃至第ｎの赤相外部事故時試験電流Ｉtestf1-out-a〜ｉtestfn-out-a（地絡抵抗Ｒgで他の配電線の赤相が一線地絡した場合を模擬した模擬出力電流）、第１乃至第ｎの白相外部事故時試験電流Ｉtestf1-out-b〜ｉtestfn-out-b（地絡抵抗Ｒgで他の配電線の白相が一線地絡した場合を模擬した模擬出力電流）および第１乃至第ｎの青相外部事故時試験電流Ｉtestf1-out-c〜ｉtestfn-out-c（地絡抵抗Ｒgで他の配電線の青相が一線地絡した場合を模擬した模擬出力電流）を外部事故時の試験電流とする。
Ｉtestfx-out-a＝ｉ0fx-out-a’×ｎzctfx
Ｉtestfx-out-b＝ｉ0fx-out-b’×ｎzctfx （３−１）
Ｉtestfx-out-c＝ｉofx-out-c’×ｎzctfx
また、（３−２）式で表わされる第１乃至第ｎの赤相内部事故時試験電流Ｉtestf1-in-a〜ｉtestfn-in-a（地絡抵抗Ｒgで自配電線の赤相が一線地絡した場合を模擬した模擬出力電流）、第１乃至第ｎの白相内部事故時試験電流Ｉtestf1-in-b〜ｉtestfn-in-b（地絡抵抗Ｒgで自配電線の白相が一線地絡した場合を模擬した模擬出力電流）および第１乃至第ｎの青相内部事故時試験電流Ｉtestf1-in-c〜ｉtestfn-in-c（地絡抵抗Ｒgで自配電線の青相が一線地絡した場合を模擬した模擬出力電流）を内部事故時の試験電流とする。
Ｉtestfx-in-a＝ｉ0fx- in -a’×ｎzctfx
Ｉtestfx- in -b＝ｉ0fx- in -b’×ｎzctfx （３−２）
Ｉtestfx-out-c＝ｉofx- in -c’×ｎzctfx
これにより、常時の第１乃至第ｎの入力残留電流ｉ00f1〜ｉ00fnは、通常、微小電流であり、ベクトルとして計測して、第１乃至第ｎの配電線零相変流器５1〜５nの２次回路に同量を模擬出力することは困難であるが、この手法によれば、計算した平衡時の地絡電流分のみを第１乃至第ｎの配電線零相変流器５1〜５nの１次側に模擬出力し、常時の第１乃至第ｎの入力残留電流ｉ00f1〜ｉ00fnは実在する電流により試験できるため、簡単に試験を行うことができる。
（２）試験電圧（各配電線共通）
（３−３）式で表わされる赤相試験電圧Ｖtest-a（地絡抵抗Ｒgで赤相が一線地絡した場合を模擬した模擬出力電圧）、白相試験電圧Ｖtest-b（地絡抵抗Ｒgで白相が一線地絡した場合を模擬した模擬出力電圧）および青相試験電圧Ｖtest-c（地絡抵抗Ｒgで青相が一線地絡した場合を模擬した模擬出力電圧）を、地絡継電器の電圧入力回路に入力する試験電圧とする。
Ｖtest-a＝Ｖ0sa∠０°
Ｖtest-b＝Ｖ0sb∠０° （３−３）
Ｖtest-c＝Ｖ0sc∠０°
なお、この試験電圧の計算は、整定の目標動作地絡抵抗から行っているが、整定したい動作電圧値や動作電流値に基づいて行ってもよい。
【００３２】
制御部１４は、線路特性演算部１２によって求められた試験電流および試験電圧を表示するように表示部１３を制御する。
【００３３】
次に、分散リアクトル接地系統に対して線路特性演算装置１０を使用する場合におけるωＣ測定部１１の動作について、図８乃至図１０を参照して詳しく説明する。
分散リアクトル接地系統における測定回路は、図８に示すように、非接地高圧電力系統における測定回路に、分散リアクトル接地系統特有の設備である接地変圧器４および第１乃至第ｎの配電線補償リアクトルＬf1〜Ｌfnを加えたものとなる。
したがって、上記の特許文献２，３に開示された測定原理を応用して分散リアクトル接地系統での対地静電容量Ｃの測定を行う場合には、測定原理上影響する諸元として、接地用変圧器４の中性点接地抵抗の抵抗分ＲNGRと第１乃至第ｎの配電線補償リアクトルＬf1〜Ｌfnの抵抗分ＲL-f1〜ＲL-fnとがある。
【００３４】
そこで、中性点接地抵抗の抵抗分ＲNGRは零相回路の抵抗分であるため、接地形計器用変圧器３のＧＰＴ三次制限抵抗ＲGPTに並列に接続されるものとして、従来のωＣ演算二次方程式にＧＰＴ三次制限抵抗ＲGPTと中性点接地抵抗の抵抗分ＲNGRとの合成抵抗を求めて代入して計算してみた。具体的には、上記の特許文献２，３に示された図９に示す零相等価回路においてＧＰＴ三次制限抵抗ＲGPTに中性点接地抵抗の抵抗分ＲNGRが並列に接続されるものとして、対地静電容量Ｃの対地アドミッタンス（ωＣ値）を計算してみた。
また、第１乃至第ｎの配電線補償リアクトルＬf1〜Ｌfnの抵抗分ＲL-f1〜ＲL-fnについては、ωＣ測定を行う場合以外には通常取り扱う必要がないため、認識がなく単にリアクタンス分のみ（リアクタンス分については、静電容量分と相殺されて電力系統の対地静電容量となるため、計算上特に取り扱う必要はない）として考えて、対地アドミッタンス（ωＣ値）を計算してみた。
しかし、この計算方法では、対地アドミッタンス（ωＣ値）の誤差が大きくなり、ωＣ測定できなかった。
【００３５】
そのため、この計算方法ではωＣ測定できなかった原因を計算結果に基づいて検討したところ、中性点接地抵抗の抵抗分ＲNGRの抵抗値が小さく、また、ωＣ測定中の接地形計器用変圧器３の内部インピーダンス（抵抗分およびリアクタンス分）の影響から、単にＧＰＴ三次制限抵抗ＲGPTと中性点接地抵抗の抵抗分ＲNGRとを並列として合成して取り扱うことができなくなっていることが原因であると判明した。
この解決策として、接地形計器用変圧器３を介して電力系統に存在する零相回路の抵抗分（すなわち、中性点接地抵抗の抵抗分ＲNGR）をＧＰＴ三次制限抵抗ＲGPTと対地アドミッタンス（ωＣ値）を計算する零相等価回路上で別の要素にして計算する方法を開発した。
【００３６】
また、第１乃至第ｎの配電線補償リアクトルＬf1〜Ｌfnの抵抗分ＲL-f1〜ＲL-fnについては、当初計算上取り扱っていなかったが、実電力系統で測定した結果、ωＣ測定値に実用上無視できない程度大きな誤差を生じた。そこで、測定した電力系統の電気回路の構成機器と計算条件の整合を再確認・照合して、ωＣ測定結果に影響を与えるものを検証した結果、第１乃至第ｎの配電線補償リアクトルＬf1〜Ｌfnの抵抗分ＲL-f1〜ＲL-fnが影響していることが判明した。
これは、第１乃至第ｎの配電線補償リアクトルＬf1〜Ｌfnの抵抗分ＲL-f1〜ＲL-fnの影響は１台当たりではωＣ測定における計算に影響を与えない程度に十分小さいが、実電力系統では多数の配電線補償リアクトルが分散して並列接地されているため、これが合成されると想定以上に影響が大きくなり計算に影響を与えていることが原因であった。
このため、使用されている配電線補償リアクトルの１台当りの抵抗分の値を調査し、これを並列接地された台数分だけ合成し、上述した中性点接地抵抗の抵抗分ＲNGRの場合と同様にＧＰＴ三次制限抵抗ＲGPTと対地アドミッタンス（ωＣ値）を計算する零相等価回路上で別の要素にして計算するように改良した。
【００３７】
さらに、たとえば変電所構内の測定する電力系統に接地形計器用変圧器が複数台存在する場合は、ωＣ測定時に零相電圧を計測する接地形計器用変圧器３以外の接地形計器用変圧器のＧＰＴ三次制限抵抗も上述した中性点接地抵抗の抵抗分ＲNGRおよび第１乃至第ｎの配電線補償リアクトルＬf1〜Ｌfnの抵抗分ＲL-f1〜ＲL-fnと同様に計算するように改良した。
【００３８】
図１０に、改良したωＣ演算二次方程式を導くために使用した零相等価回路を示す。
この零相等価回路は、図９に示した零相等価回路の３線一括対地アドミッタンスＹ00において、第１乃至第ｎの配電線補償リアクトルＬf1〜Ｌfnの合成リアクトル分Ｌ’と、第１乃至第ｎの配電線補償リアクトルＬf1〜Ｌfnの合成抵抗分、中性点接地抵抗の抵抗分ＲNGRおよび他の接地形計器用変圧器のＧＰＴ三次制限抵抗の合成抵抗Ｒ3とを追加（対地静電容量Ｃと並列に接続）したものである。
この零相等価回路を用いて導出した３線一括対地アドミッタンスＹ00（接続前アドミッタンス）と切替スイッチＳＷをオンすることにより並列接続される既知のアドミッタンスＹ01（測定用抵抗Ｒm）を３線一括対地アドミッタンスＹ00に加えたときの合成アドミッタンスＹ02（接続後アドミッタンス）とは、（４−１）式および（４−２）式でそれぞれ表される。
Ｙ00＝ｊ（ωＣ−１／ωＬ’）＋１／Ｒ3＋１／（ｊωＬ＋Ｒ0＋ＲGPT） （４−１）
Ｙ02＝ｊ（ωＣ−１／ωＬ’）＋１／Ｒ3＋１／｛ｊωＬ＋Ｒ0＋（ＲGPT・Ｒm）／（ＲGPT＋Ｒm）｝ （４−２）
したがって、相電圧を“Ｅ”とし、Ｙ00’を３線一括対地アドミッタンスの不平衡分とすると、切替スイッチＳＷをオフしているときの接続前残留電圧Ｖ0’と切替スイッチＳＷをオンしたときの接続後残留電圧Ｖ0”とは（４−３）式および（４−４）式でそれぞれ表される。
Ｖ0’＝−Ｅ・Ｙ00’／Ｙ00 （４−３）
Ｖ0”＝−Ｅ・Ｙ00’／Ｙ02 （４−４）
（４−３）式および（４−４）式より、３線一括対地アドミッタンスＹ00は、合成アドミッタンスＹ02、接続前残留電圧Ｖ0’および接続後残留電圧Ｖ0”を用いて（４−５）式で表される。
Ｙ00＝（Ｖ0”／Ｖ0’）Ｙ02 （４−５）
その結果、切替スイッチＳＷをオンすることによって接地形計器用変圧器３に接続されるアドミッタンスを３線一括対地アドミッタンスＹ00から合成アドミッタンスＹ02に切り換えたときに接地形計器用変圧器３の三次側に生じる残留電圧の位相差θ（＝φ”−φ’）はこのアドミッタンスの切換前後のアドミッタンスの位相角の差と一致するため、ωＣ測定部１１は（４−６）式に示すωＣ演算二次方程式を用いてωＣ値を求める。
ｔａｎθ・（ωＣ’）2＋｛Ａ−Ｂ＋（Ｄ＋Ｅ）・ｔａｎθ｝・ωＣ’＋（Ａ・Ｂ＋Ｄ・Ｅ）・ｔａｎθ＋Ａ・Ｅ−Ｂ・Ｄ＝０ （４−６）
ここで、ωＣ’＝ωＣ−１／ωＬ’
Ａ＝（Ｒ01／β）＋（１／Ｒ3）
Ｂ＝（Ｒ02／γ）＋（１／Ｒ3）
Ｄ＝−（ωＬ0／β）
Ｅ＝−（ωＬ0／γ）
β＝Ｒ012＋（ωＬ0）2
γ＝Ｒ022＋（ωＬ0）2
Ｒ01＝Ｒ0＋ＲGPT
Ｒ02＝Ｒ0＋（ＲGPT・Ｒm）／（ＲGPT＋Ｒm）
【００３９】
なお、この場合の零相等価回路の回路定数は、接地形計器用変圧器３の零相内部インピーダンスの抵抗分Ｒ0およびリアクトル分Ｌ0と、ＧＰＴ三次制限抵抗ＲGPTと、測定用抵抗ＲMと、第１乃至第ｎの配電線補償リアクトルＬf1〜Ｌfnの合成抵抗分、中性点接地抵抗の抵抗分RNGRおよび他のＧＰＴ三次制限抵抗の合成抵抗Ｒ3となる。
【００４０】
配電線補償リアクトル抵抗分の補正による効果の一例を以下に示す。
配電線補償リアクトルによる補償電流の合計が２．５Ａタップ×１箇所および２．０Ａタップ×２箇所の計６．５Ａで、２．０Ａタップの一次抵抗および一次リアクタンスが１５６Ωおよび１８９９Ωであり、２．５Ａタップの一次抵抗および一次リアクタンスが１４２Ωおよび１４７０Ωであるとする。
２．０Ａタップの一次抵抗＝１５６Ωを直並列変換（ＲＬ直列回路をＲＬ並列回路に変換）すると、約２３．３ｋΩ（＝１８９９2／１５６＋１５６＝２３２７３Ω）となり、２．５Ａタップの一次抵抗＝１４２Ωを直並列変換すると、約１５．４ｋΩ（＝１４７０2／１４２＋１４２＝１５３６０Ω）となる。
したがって、配電線補償リアクトルの抵抗分の合成抵抗は、約２３．３ｋΩと約２３．３ｋΩと約１５．４ｋΩとの並列抵抗となるため、約６．６３ｋΩとなる。
接地変圧器４の一次−三次変圧比をｎとし、ｎ2＝１０９．３｛＝（６９００／３1/2／３８１）2｝とすると、配電線補償リアクトルの抵抗分の合成抵抗の三次換算値は６０．６６Ω（＝６６３０／１０９．３（Ω））となる。
配電線補償リアクトルの抵抗分の合成抵抗は、中性点接地抵抗の抵抗分RNGRと並列になるので、中性点接地抵抗の抵抗分RNGR＝５．５３Ωとすると、その合成抵抗値は５．０７Ωとなる。
この合成抵抗値（＝５．０７Ω）をＲ3に代入して対地アドミッタンスωＣを計算すると、２．５７８ｍＳとなり、人工地絡試験の算定値＝２．５２３ｍＳに対する誤差が０．０５５ｍＳ（誤差率＝２．２％）となった。一方、配電線補償リアクトル抵抗分の補正をしない場合のωＣの計算値は２．７６１ｍＳとなり、人工地絡試験の算定値＝２．５２３ｍＳに対する誤差が０．２３８ｍＳ（誤差率＝９．４％）となった。
このように、配電線補償リアクトル抵抗分の補正を行うことにより誤差が大幅に改善した。
【００４１】
ここで、集中リアクトル接地系統の場合には、分散リアクトルの抵抗分が１台のみであるとして取り扱うことで、分散リアクトル接地系統の場合と同様に実施することができる。
また、線路に中性点接地リアクトルのみを複数台設置した電力系統の場合には、接地変圧器４の中性点接地抵抗ＲNRGがないため、中性点接地抵抗ＲNRGが無限大であるとして取り扱うことで、分散リアクトル接地系統の場合と同様に実施することができる。
【００４２】
なお、線路特性演算装置１０をパーソナルコンピュータ（パソコン）に接続して制御部１４の機能をパーソナルコンピュータに行わせるようにしてもよい。
【００４３】
また、線路特性演算装置１０を持ち運び可能な線路特性演算装置２０とすることにより、図１１に示すように、持ち運び可能な線路特性演算装置２０を変圧器盤に接続するとともに、持ち運び可能な線路特性演算装置２０をパーソナルコンピュータ３０に接続して制御部１４の機能をパーソナルコンピュータ３０に行わせるようにすれば、操作性の向上を図ることができるとともに、多量の測定条件などのデータの保存・管理を可能とすることができる。
【００４４】
図１２（ａ）〜（ｅ）に、線路特性演算装置１０を持ち運び可能な線路特性演算装置２０としたときの外形図の一例を示す。
この例に示すように、持ち運び可能な線路特性演算装置２０の外形の寸法は横４２２．５ｍｍ、縦３７０．５ｍｍおよび高さ２１６．５ｍｍ（蓋の高さが４５ｍｍ）であり、小型にすることができる。
【００４５】
なお、電力系統によっては接地変圧器４の付加電流回路により第１乃至第ｎの配電線零相変流器５1〜５nの１次側に付加電流Ｉ0R-NGR-fを付加するものがあるが、このような電力系統では、上記（２−８）式および（２−９）式の代わりに以下に示す（５−１）式および（５−２）式を用いることにより、同様にして線路特性を算定することができる。
Ｉ0fx-out＝−（Ｉ0C-fx＋Ｉ0R-NGR-f＋Ｉ0R-fx） （５−１）
Ｉ0f1-in＝（Ｉ0C−Ｉ0C-f1）＋（Ｉ0R−Ｉ0R-NGR-f−Ｉ0R-f1） （５−２）
ここで、
Ｉ0R-NGR-f（＝Ｉ0R-NGR／ｎCT）：接地変圧器４の付加電流回路により第１乃至第ｎの配電線零相変流器５1〜５nの１次側に付加される付加電流
ｎCT 接地変圧器４の付加電流回路用変流器の変流比
【符号の説明】
【００４６】
３ 接地形計器用変圧器
４ 接地変圧器
５1〜５n 第１乃至第ｎの配電線零相変流器
１０ 線路特性演算装置
１１ ωＣ測定部
１１ａ 位相差算出部
１１ｂ ωＣ算出部
１２ 線路特性演算部
１３ 表示部
１４ 制御部
２０ 持ち運び可能な線路特性演算装置
３０ パーソナルコンピュータ
ＳＷ 切替スイッチ
ｂｕｓ 母線
ｆ1〜ｆn 第１乃至第ｎの配電線
ｎZCTf1〜ｎZCTfn 第１乃至第ｎの配電線零相変流器５1〜５nの変流比
ｎCT 接地変圧器４の付加電流回路用変流器の変流比
ｋf1〜kfn 第１乃至第ｎの配電線ｆ1〜ｆnの対地充電電流分担率
ｋbus 母線ｂｕｓの対地充電電流分担率
Ｃ 電力系統全体の対地静電容量
Ｃ00 不平衡分対地静電容量
Ｃbus 母線対地静電容量
Ｃf1〜Ｃfn 第１乃至第ｎの配電線対地静電容量
ωＣ 測定する対地静電容量Ｃの対地アドミッタンス
ＹC 対地静電容量Ｃによる対地アドミッタンス
Ｙ0 電力系統全体の対地アドミッタンス
ＹL 補償リアクトルＬによる対地アドミッタンス
Ｙ00 ３線一括対地アドミッタンス
Ｙ00’ ３線一括対地アドミッタンスの不平衡分
Ｙ01 既知のアドミッタンス
Ｙ02 合成アドミッタンス
Ｒm 測定用抵抗
ＲGPT ＧＰＴ三次制限抵抗
Ｒg 地絡抵抗
Ｒo 対地間抵抗
ＲNGR 中性点接地抵抗の抵抗分
ＲL 補償リアクトルＬの抵抗分
Ｒo-f1〜Ｒo-fn 第１乃至第ｎの配電線対地間抵抗
ＲL-f1〜ＲL-fn 第１乃至第ｎの配電線補償リアクトルＬf1〜Ｌfnの抵抗分
Ｒ0＋ｊωＬ0 接地形計器用変圧器３の零相内部インピーダンス
Ｒ3 合成抵抗
Ｌ 電力系統全体の補償リアクトル
Ｌf1〜Ｌfn 第１乃至第ｎの配電線補償リアクトル
Ｌ’ 合成リアクトル分
Ｅ 相電圧
Ｅn 残留電圧
Ｖ2 二次電圧
Ｖ3 三次電圧
Ｖ0 地絡事故時の残留電圧補償前零相電圧
Ｖ0a〜Ｖ0c 赤相、白相および青相平衡時零相電圧
Ｖ0sa〜V0sc 赤相、白相および青相残留電圧補償後零相電圧
Ｖ00 残留電圧
Ｖtest-a 赤相試験電圧
Ｖtest-b 白相試験電圧
Ｖtest-c 青相試験電圧
V0’ 接続前残留電圧
V0” 接続後残留電圧
Ｉ0 地絡事故時の電力系統全体の地絡電流
Ｉ0C 地絡事故時の対地静電容量Ｃによる地絡電流
Ｉ0C-f1〜Ｉ0C-fn 地絡事故時の第１乃至第ｎの配電線対地静電容量Ｃf1〜Ｃfnによる第１乃至第ｎの配電線対地静電容量地絡電流
Ｉ0C-bus 地絡事故時の母線対地静電容量Ｃbusによる母線対地静電容量地絡電流
Ｉ0R 地絡事故時の対地間抵抗Ｒoによる地絡電流
Ｉ0R-GPT ＧＰＴ三次制限抵抗ＲGPTによる地絡電流
Ｉ0R-NGR 接地変圧器４の中性点接地抵抗の抵抗分ＲNGRによる地絡電流
Ｉ0R-RL 補償リアクトルＬの抵抗分ＲLによる地絡電流
Ｉ0R-RL-f1〜Ｉ0R-RL-fn 第１乃至第ｎの配電線補償リアクトルＬf1〜Ｌfnの抵抗分ＲL-f1〜ＲL-fnによる地絡電流
Ｉ0R-f1〜Ｉ0R-fn 第１乃至第ｎの配電線対地間抵抗Ｒo-f1〜Ｒo-fnによる第１乃至第ｎの配電線対地間抵抗地絡電流
Ｉ0f1-out〜Ｉ0fn-out 第１乃至第ｎの外部事故時配電線地絡電流
Ｉ0f1-in〜Ｉ0fn-in 第１乃至第ｎの内部事故時配電線地絡電流
Ｉ00f1〜Ｉ00fn 常時の第１乃至第ｎの残留電流
Ｉ00f1’〜Ｉ00fn’ 地絡事故時の第１乃至第ｎの残留電流成分
Ｉ0R-NGR-f 接地変圧器４の付加電流回路により第１乃至第ｎの配電線零相変流器５1〜５nの１次側に付加される付加電流
ｉ0f1-out〜ｉ0fn-out 第１乃至第ｎの外部地絡事故時入力配電線地絡電流
ｉ0f1-in〜ｉ0fn-in 第１乃至第ｎの内部地絡事故時入力配電線地絡電流
ｉ00f1〜ｉ00fn 常時の第１乃至第ｎの入力残留電流
ｉ0f1-out-a’〜ｉ0fn-out-a’ 第１乃至第ｎの赤相外部事故時位相補正後入力配電線地絡電流
ｉ0f1-out-b’〜ｉ0fn-out-b’ 第１乃至第ｎの白相外部事故時位相補正後入力配電線地絡電流
ｉ0f1-out-c’〜ｉ0fn-out-c’ 第１乃至第ｎの青相外部事故時位相補正後入力配電線地絡電流
ｉ0f1-in-a’〜ｉ0fn-in-a’ 第１乃至第ｎの赤相内部事故時位相補正後入力配電線地絡電流
ｉ0f1in-b’〜ｉ0fn-in-b’ 第１乃至第ｎの白相内部事故時位相補正後入力配電線地絡電流
ｉ0f1-in-c’〜ｉ0fn-in-c’ 第１乃至第ｎの青相内部事故時位相補正後入力配電線地絡電流
ｉ0f1-out-a〜ｉ0fn-out-a 第１乃至第ｎの赤相外部事故時残留電流加算後入力配電線地絡電流
ｉ0f1-out-b〜ｉ0fn-out-b 第１乃至第ｎの白相外部事故時残留電流加算後入力配電線地絡電流
ｉ0f1-out-c〜ｉ0fn-out-c 第１乃至第ｎの青相外部事故時残留電流加算後入力配電線地絡電流
ｉ0f1-in-a〜ｉ0fn-in-a 第１乃至第ｎの赤相内部事故時残留電流加算後入力配電線地絡電流
ｉ0f1-in-b〜ｉ0fn-in-b 第１乃至第ｎの白相内部事故時残留電流加算後入力配電線地絡電流
ｉ0f1-in-c〜ｉ0fn-in-c 第１乃至第ｎの青相内部事故時残留電流加算後入力配電線地絡電流
ｉtestf1-out-a〜ｉtestfn-out-a 第１乃至第ｎの赤相外部事故時試験電流
ｉtestf1-out-b〜ｉtestfn-out-b 第１乃至第ｎの白相外部事故時試験電流
ｉtestf1-out-c〜ｉtestfn-out-c 第１乃至第ｎの青相外部事故時試験電流
ｉtestf1-in-a〜ｉtestfn-in-a 第１乃至第ｎの赤相内部事故時試験電流
ｉtestf1-in-b〜ｉtestfn-in-b 第１乃至第ｎの白相内部事故時試験電流
ｉtestf1-in-c〜ｉtestfn-in-c 第１乃至第ｎの青相内部事故時試験電流
θ 位相差
θV0a〜θV0c 第１乃至第３の赤相、白相および青相平衡時零相電圧Ｖ0a〜Ｖ0cの位相
θV0sa〜θV0sc 第１乃至第３の赤相、白相および青相残留電圧補償後零相電圧Ｖ0sa〜Ｖ0scの位相
θa〜θc を赤相、白相および青相位相補正値
θi0f1-out〜θi0fn-out 第１乃至第ｎの外部事故時入力配電線地絡電流ｉ0f1-out〜ｉ0fn-outの位相
θi0f1-in〜θi0fn-in 第１乃至第ｎの内部事故時入力配電線地絡電流ｉ0f1-in〜ｉ0fn-inの位相
α 常時の第１乃至第ｎの入力残留電流ｉ00f1〜ｉ00fnの位相
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力系統に設置された地絡継電器の整定用のデータである線路特性を得るのに好適な線路特性演算装置および線路特性演算方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電力系統に設置されている地絡過電圧継電器（ＯＶＧ）や地絡方向継電器（ＤＧＲ）などの地絡継電器の整定（感度調整）は、整定すべき動作点を人工地絡試験によって確認することにより行っている。
【０００３】
たとえば、本出願人による下記の特許文献１には、相ごとの地絡抵抗に対して発生する零相電圧の特性（母線地絡特性）および電力系統の配電線（フィーダ）ごとに１相が任意の抵抗またはコンダクタンスで地絡した場合の各配電線に設けた零相変流器（ＺＣＴ）の一次電流値と零相電圧に対する位相の特性（線路特性）を算出し、かつ、対地静電容量不平衡を評価するようにした配電線地絡保護リレー試験方法が開示されている。
【０００４】
しかしながら、人工地絡試験では、以下に示すような問題が生じていた。
（１）人工地絡試験は活線作業であるため、作業員の危険を伴う。
（２）人工地絡試験は大掛かりな作業であるため、費用が高い。
（３）人工地絡試験を行うと電力系統全体に地絡の影響が及ぶため、電力系統に接続された顧客に継電器のロックをしてもらう必要がある。
【０００５】
そこで、人工地絡試験を行うことなく地絡継電器の動作点決定用のデータである対地静電容量を測定する手法として、下記の特許文献２には、非接地電力系統に接続された接地変圧器（本明細書でいう接地形計器用変圧器（ＧＰＴ）３であるため、以下では「接地形計器用変圧器３」と称する。）の三次側に測定用アドミッタンス（本明細書でいう測定用抵抗Ｒmであるため、以下では「測定用抵抗Ｒm」と称する。）を接続して、測定用抵抗Ｒmの接続前後の接地形計器用変圧器の三次電圧（残留零相電圧）から三相一括の対地静電容量Ｃ（以下、「対地静電容量Ｃ」と称する。）を求めるようにした、電力系統の対地静電容量の測定装置が開示されている。
下記の特許文献３には、検出すべき地絡抵抗値を整定しておくだけで、上述した電力系統の対地静電容量の測定装置における測定原理を用いた対地静電容量Ｃの測定から地絡継電器の動作電圧の最適化までを自動的に行えるようにした地絡保護装置が開示されている。
【０００６】
また、計算のみで地絡継電器の整定を行う手法として、電力系統の線路の架空線およびケーブルの延長などから一線地絡時の地絡電流を計算する手法（以下、「第１の整定手法」と称する。）や、線路の線種および施設条件などから対地静電容量を計算によって求めて地絡時の零相電圧および零相電流を計算する手法（以下、「第２の整定手法」と称する。）などがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第３３１２１７２号公報
【特許文献２】特公平０６−９２９９７号公報
【特許文献３】特許第２９０４７４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記の特許文献１に開示された配電線地絡保護リレー試験方法では、母線地絡特性および線路特性を多数回の人工地絡操作（人工的に地絡を起こす操作）をして測定していたものを、地絡していないときの残留電圧および残留電流と１回の母線の１相地絡時の零相電圧および零相電流の測定に基づいて算出しているが、１回の人工地絡操作は必要でなくすことはできず、この人工地絡操作には安全に対する十分な配慮が必要であると同時に大掛かりで労力を要するという問題があった。
【０００９】
上記の特許文献２，３に開示された電力系統の対地静電容量の測定手法では、測定した対地静電容量Ｃから母線地絡特性を求めて地絡継電器の動作電圧を設定することはできるが、線路特性を求めることはできないため、地絡継電器の動作電流および位相の整定を測定に基づいて線路ごとに適確に行うことができないという問題があった。
【００１０】
上記の第１の整定手法では、地絡継電器の動作電流の整定を線路ごとの一線地絡電流の計算値に基づいて行うことになるが、この方法では任意の目標とする動作地絡抵抗に対する一線地絡電流および地絡継電器の入力電流値を算定することはできず、残留電流分の影響も加味できないという問題があった。また、相ごとの地絡電流の残留電圧による位相のばらつきを算定することができないために位相の整定根拠が乏しく、また、相ごとに地絡時に発生する零相電圧を残留電圧を加味して求められないために地絡継電器の動作電圧の整定根拠が乏しいなど、適確に整定を行うことができないという問題があった。
【００１１】
上記の第２の整定手法では、上記の第１の整定手法での問題に加え、実際の対地静電容量Ｃを厳密に算定することは困難で誤差要因となり、また、計算および計算に必要な膨大な諸元の把握・管理にも多大な労力を要するという問題があった。
【００１２】
本発明の目的は、人工地絡試験を行うことなく高精度かつ適確に地絡継電器の整定が行えるように線路特性を求めることができる線路特性演算装置および線路特性演算方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の線路特性演算装置は、電力系統の線路特性を得るための線路特性演算装置（１０）であって、前記電力系統に接続された接地形計器用変圧器（３）のＧＰＴ三次制限抵抗（ＲGPT）と並列に接続された、かつ、直列接続された測定用抵抗（Ｒm）および切替スイッチ（ＳＷ）と、該切替スイッチの切替前後の前記接地形計器用変圧器の三次電圧（Ｖ3）に基づいて前記電力系統全体の対地静電容量（C）による対地アドミッタンス（ＹC）または合成対地アドミッタンス（ＹC−ＹL）を測定するためのωＣ測定部（１１）と、該ωＣ測定部によって測定された前記対地アドミッタンスまたは前記合成対地アドミッタンスに基づいて地絡事故時の前記電力系統全体の地絡電流（Ｉ0）を算定し、該算定した電力系統全体の地絡電流に基づいて地絡事故時に該電力系統の第１乃至第ｎの配電線（ｆ1〜ｆn）を流れる第１乃至第ｎの配電線地絡電流を算定して、該第１乃至第ｎの配電線の線路特性を算定する線路特性演算部（１２）とを具備することを特徴とする。
ここで、前記線路特性演算部が、第１乃至第３の相残留電圧補償後零相電圧（Ｖ0sa〜Ｖ0sc）と第１乃至第３の相平衡時零相電圧（Ｖ0a〜Ｖ0c）との成す角度（θV0sa−θV0a，θV0sb−θV0b，θV0sc−θV0c）だけ前記第１乃至第ｎの配電線地絡電流の位相を補正し、該位相補正後の第１乃至第ｎの配電線地絡電流に常時の第１乃至第ｎの入力残留電流（ｉ00f1〜ｉ00fn）を加算して、前記第１乃至第ｎの配電線の線路特性を算定してもよい。
前記線路特性演算部が、前記常時の第１乃至第ｎの入力残留電流を加算した前記位相補正後の第１乃至第ｎの配電線地絡電流から該常時の第１乃至第ｎの入力残留電流を除いた電流の前記第１乃至第ｎの配電線に設置された第１乃至第ｎの配電線零相変流器（５1〜５n）の１次換算値を試験電流として求めてもよい。
前記電力系統が、対地間抵抗（Ｒo）の小さい電力系統であり、前記ωＣ測定部が、前記電力系統に接続された接地用変圧器（４）の中性点接地抵抗の抵抗分（ＲNGR）を前記接地形計器用変圧器のＧＰＴ三次制限抵抗（ＲGPT）と前記電力系統の零相等価回路上で別要素にするとともに、該電力系統に接続された第１乃至第ｎの配電線補償リアクトル（Ｌf1〜Ｌfn）の抵抗分（ＲL-f1〜ＲL-fn）の合成抵抗を前記ＧＰＴ三次制限抵抗と該零相等価回路上で別要素にして、前記合成対地アドミッタンスを求めてもよい。
前記接地形計器用変圧器以外の他の接地形計器用変圧器が前記電力系統に存在する場合には、前記ωＣ測定部が、該他の接地形計器用変圧器のＧＰＴ三次制限抵抗も前記ＧＰＴ三次制限抵抗と前記零相等価回路上で別要素にして、前記合成対地アドミッタンスを求めてもよい。
前記ωＣ測定部が、前記零相等価回路の３線一括対地アドミッタンス（Ｙ00）において前記第１乃至第ｎの配電線補償リアクトルの合成リアクトル分（Ｌ’）と該第１乃至第ｎの配電線補償リアクトルの合成抵抗分、前記中性点接地抵抗の抵抗分および前記他の接地形計器用変圧器のＧＰＴ三次制限抵抗の合成抵抗（Ｒ3）とを前記対地静電容量と並列に接続して、前記合成対地アドミッタンスを求めてもよい。
前記ωＣ測定部が、前記接地形計器用変圧器のＧＰＴ三次制限抵抗を“ＲGPT”、前記測定用抵抗を“Ｒm”、前記接地形計器用変圧器の零相内部インピーダンスを“Ｒ0＋ｊωＬ0”、前記第１乃至第ｎの配電線補償リアクトルの合成リアクトル分を“Ｌ’”、前記第１乃至第ｎの配電線補償リアクトルの合成抵抗分、前記中性点接地抵抗の抵抗分、前記他の接地形計器用変圧器のＧＰＴ三次制限抵抗の合成抵抗を“Ｒ3”および前記切替スイッチの切替前後の前記三次電圧の位相差を“θ”とすると、以下のωＣ演算二次方程式を用いて、
ｔａｎθ・（ωＣ’）2＋｛Ａ−Ｂ＋（Ｄ＋Ｅ）・ｔａｎθ｝・ωＣ’＋（Ａ・Ｂ＋Ｄ・Ｅ）・ｔａｎθ＋Ａ・Ｅ−Ｂ・Ｄ＝０
ここで、ωＣ’＝ωＣ−１／ωＬ’
Ａ＝（Ｒ01／β）＋（１／Ｒ3）
Ｂ＝（Ｒ02／γ）＋（１／Ｒ3）
Ｄ＝−（ωＬ0／β）
Ｅ＝−（ωＬ0／γ）
β＝Ｒ012＋（ωＬ0）2
γ＝Ｒ022＋（ωＬ0）2
Ｒ01＝Ｒ0＋ＲGPT
Ｒ02＝Ｒ0＋（ＲGPT・Ｒm）／（ＲGPT＋Ｒm）
前記合成対地アドミッタンスを求めてもよい。
前記切替スイッチを切替制御し、前記ωＣ測定部に前記対地アドミッタンスまたは前記合成対地アドミッタンスを求めるとともに、前記線路特性演算部に前記線路特性を算出するように制御する制御部（１３）をさらに具備してもよい。
前記線路特性演算装置をパーソナルコンピュータ（３０）に接続して前記制御部の機能を該パーソナルコンピュータに行わせてもよい。
前記線路特性演算装置を持ち運び可能な線路特性演算装置（２０）とし、該持ち運び可能な線路特性演算装置を変圧器盤に接続して前記線路特性を算出してもよい。
本発明の線路特性演算方法は、本発明の線路特性演算装置を用いて電力系統の第１乃至第ｎの配電線の線路特性を算定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の線路特性演算装置および線路特性演算方法は、以下に示す効果を奏する。
（１）ωＣ測定による電力系統全体の地絡電流の算定値に基づいて配電線ごとの地絡電流を算定できるため精度が高く、残留電圧による配電線地絡電流の位相の補正ができ、残留電流の影響分を加味して線路特性を算定できるため、計算のみによる手法に比べて地絡継電器の適確な整定を行うことができる。
（２）人工地絡試験に比べて作業の安全性を向上させることができる。
（３）人工地絡試験と同等な精度で適確に地絡継電器の整定を行うことができる。
（４）人工地絡試験と比較して作業が省力化でき、また、誰でもが容易に測定できる。
（５）地絡継電器の整定および最小動作試験のための模擬出力電圧および模擬出力電流を算定または出力したり、他の試験装置の出力制御を行ったりすることができ、容易に試験を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施例による線路特性演算装置１０について説明するための図であり、（ａ）は線路特性演算装置１０の構成を示すブロック図であり、（ｂ）はωＣ測定部１１の構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示したωＣ測定部１１における電力系統全体の対地静電容量Ｃの測定方法について説明するための図であり、（ａ）は非接地電力系統の零相等価回路を示す図であり、（ｂ）はリアクトル系統の零相等価回路を示す図である。
【図３】地絡抵抗Ｒgで一線地絡したときの電力系統全体の地絡電流Ｉ0の計算について説明するための零相等価回路を示す図である。
【図４】一線地絡事故計算に「鳳−テブナンの定理」を適用した場合の零相等価回路を示す図である。
【図５】第ｘの外部事故時入力配電線地絡電流ｉ0fx-outおよび第ｘの内部事故時入力配電線地絡電流ｉ0fx-inの平衡時の残留電圧補償前零相電圧Ｖ0を基準とした特性図を示す図である。
【図６】実際の地絡電流について説明するための図である。
【図７】地絡継電器の整定時の試験電流および試験電圧（模擬出力）の計算について説明するための図である。
【図８】分散リアクトル接地系統における測定回路を説明するための図である。
【図９】上記の特許文献２，３に示された零相等価回路を示す図である。
【図１０】改良したωＣ演算二次方程式を導くために使用した零相等価回路を示す図である。
【図１１】図１に示した線路特性演算装置１０を持ち運び可能な線路特性演算装置２０としたときの線路特性試験時の接続状態を示す図である。
【図１２】図１に示した線路特性演算装置１０を持ち運び可能な線路特性演算装置２０としたときの外形図の一例を示す図であり、（ａ）は上面図であり、（ｂ）は蓋の上面図であり、（ｃ）は正面図であり、（ｄ）は側面図であり、（ｅ）はパネル面を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
上記の目的を、ωＣ測定部によって測定された対地アドミッタンスまたは合成対地アドミッタンスに基づいて地絡事故時の電力系統全体の地絡電流を算定し、算定した電力系統全体の地絡電流に基づいて地絡事故時に電力系統の第１乃至第ｎの配電線を流れる第１乃至第ｎの配電線地絡電流を算定して、第１乃至第ｎの配電線の線路特性を算定することにより実現した。
【実施例１】
【００１７】
以下、本発明の線路特性演算装置および線路特性演算方法の実施例について図面を参照して説明する。
なお、以下の説明では、地絡とは地絡抵抗Ｒgでの一線地絡をいう。
【００１８】
本発明の一実施例による線路特性演算装置１０は、図１（ａ）に示すように、電力系統の母線ｂｕｓ（図４参照）に接続された接地形計器用変圧器（ＧＰＴ）３のオープンデルタ接続された三次巻線出力である三次電圧Ｖ3に基づいて電力系統全体の対地静電容量Cによる対地アドミッタンスＹC（ωＣ値）または合成対地アドミッタンスＹC−ＹL（ωＣ値）を測定するためのωＣ測定部１１と、ωＣ測定部１１によって求められた対地アドミッタンスＹCまたは合成対地アドミッタンスＹC−ＹLに基づいて地絡事故時の電力系統全体の地絡電流Ｉ0を算定し、算定した電力系統全体の地絡電流Ｉ0に基づいて地絡事故時に電力系統の第１乃至第ｎの配電線ｆ1〜ｆn（図４参照）を流れる第１乃至第ｎの配電線地絡電流を算定して、第１乃至第ｎの配電線ｆ1〜ｆnの線路特性を算定するための線路特性演算部１２と、ωＣ測定部１１によって求められた対地アドミッタンスＹCまたは合成対地アドミッタンスＹC−ＹLおよび線路特性演算部１２によって求められた線路特性などを表示するための表示部１３と、ωＣ測定部１１、線路特性演算部１２および表示部１３を制御する制御部１４とを具備する。
また、線路特性演算装置１０は、図１（ｂ）に示すように、直列接続された測定用抵抗Ｒmおよび切替スイッチＳＷを内蔵する。測定用抵抗Ｒmおよび切替スイッチＳＷは、接地形計器用変圧器３のＧＰＴ三次制限抵抗ＲGPT（接地形計器用変圧器３の３次巻線に接続された制限抵抗）と並列に接続されている。切替スイッチＳＷは、制御部１４によって切替制御される。
【００１９】
ここで、ωＣ測定部１１は、図１（ｂ）に示すように、二次電圧Ｖ2の位相を基準として切替スイッチＳＷの切替前後の三次電圧Ｖ3の位相を求めてその差（位相差θ）を算出する位相差算出部１１ａと、位相差算出部１１ａで算出された位相差θに基づいて対地アドミッタンスＹCまたは合成対地アドミッタンスＹC−ＹL（ωＣ値）を算出するωＣ算出部１１ｂとを備える。
【００２０】
ωＣ測定部１１は、以下に示す手順１に従って対地アドミッタンスＹCまたは合成対地アドミッタンスＹC−ＹL（ωＣ値）を求める。
（手順１）電力系統全体のωＣ値の測定（ωＣ測定）
図２（ａ）に零相等価回路を示す非接地電力系統については、上記の特許文献２，３に開示された電力系統の対地静電容量の測定手法と同様にして、電力系統に接続された接地形計器用変圧器３（図４参照）の三次側に測定用抵抗Ｒm（不図示）をＧＰＴ三次制限抵抗ＲGPTと並列に接続し、切替スイッチＳＷによる測定用抵抗Ｒmの接続前後の接地形計器用変圧器３の三次電圧Ｖ3の位相差θを計測し、電力系統全体の対地静電容量ＣのアドミッタンスωＣを変数として位相差θについて成立する（１）式に示すωＣ演算二次方程式の解（ωＣ値）を求めることにより、電力系統全体の対地静電容量Ｃによる対地アドミッタンスＹC（ωＣ値）を測定する。
ＲGPT×Ｒm×ｔａｎθ×（ωＣ）2−（ＲGPT−Ｒm）×ωＣ＋ｔａｎθ＝０ （１）
【００２１】
図２（ｂ）に零相等価回路を示すリアクトル系統についても、同様にしてωＣ値を求めることにより、電力系統全体の対地静電容量Ｃによる対地アドミッタンスＹCが電力系統全体の補償リアクトルＬによる対地アドミッタンスＹLで補償された後の合成対地アドミッタンスＹC−ＹL（ωＣ値）を測定する。
ここで、リアクトル系統とは、電力系統に対地静電容量Ｃによる充電電流を補償リアクトルＬにより打ち消して低減する目的で中性点接地リアクトルを設置した以下に示す電力系統などをいう。
（ａ）中性点接地リアクトルを線路に分散して設置した電力系統（分散リアクトル接地系統）
（ｂ）変電所の母線に集中して設置した電力系統（集中リアクトル接地系統）
この２つの電力系統では、地絡電流が小さくなるため、地絡方向継電器の動作電流を補うために、接地変圧器（ＧＴＲ）４（図４参照）に中性点接地抵抗（ＮＧＲ）が設置される。
（ｃ）中性点接地抵抗を設置せずに、充電電流の一部を補償する目的で中性点接地リアクトルのみを設置した電力系統
【００２２】
手順１により、人工地絡試験を行うことなく母線地絡特性が求まり、地絡継電器の動作電圧の整定を行うことができるとともに、電力系統の相ごとの地絡抵抗Ｒgに対する電力系統全体の地絡電流を求めることができる。
【００２３】
線路特性演算部１２は、以下に示す手順２〜９に従って線路特性を求める。
（手順２）地絡事故時（地絡抵抗Ｒgで一線地絡（本明細書では、「一線地絡」と「地絡」とは同意である。）した時）の電力系統全体の地絡電流Ｉ0の算定
電力系統全体の対地アドミッタンスＹ0（ベクトル）は、対地間抵抗（対地静電容量Ｃに並列な抵抗成分）を“Ｒo”とすると、（２−１）式で表される（図３参照）。
Ｙ0＝ｊωＣ＋１／Ｒo （２−１）
したがって、地絡事故時の零相電圧（以下、「残留電圧補償前零相電圧」と称する。）を“Ｖ0”（ベクトル）とすると、地絡事故時の電力系統全体の地絡電流Ｉ0（ベクトル）は、（２−２）式で表される
Ｉ0＝Ｖ0×Ｙ0
＝Ｖ0×（ｊωＣ＋１／Ｒo） （２−２）
（＝Ｉ0C＋Ｉ0R）
ここで、
Ｉ0C（ベクトル）：地絡事故時の電力系統全体の対地静電容量Ｃによる地絡電流
Ｉ0R（ベクトル）：地絡事故時の対地間抵抗Ｒoによる地絡電流
線路特性演算部１２は、（２−２）式を用いて地絡電流Ｉ0を算定する。
なお、対地間抵抗Ｒoとしては、接地形計器用変圧器３のＧＰＴ三次制限抵抗ＲGPT（一次換算値）、接地変圧器４の中性点接地抵抗の抵抗分ＲNGR（接地変圧器抵抗、一次換算値）、補償リアクトルＬの抵抗分ＲL（一次換算値）などが挙げられる。
また、本明細書では、「残留電圧」および「残留電流」とは、電力系統に地絡事故が発生していない健全状態において、常時、電力系統に存在している零相電圧および零相電流をという。
【００２４】
（手順３）地絡事故時の電力系統全体の対地静電容量Ｃによる地絡電流Ｉ0Cの算定
地絡事故時の電力系統全体の対地静電容量Ｃによる地絡電流Ｉ0C（ベクトル）は、（２−３）式で表される。
Ｉ0C＝Ｖ0×ｊωＣ （２−３）
線路特性演算部１２は、（２−３）式を用いて地絡電流Ｉ0Cを算定する。
【００２５】
（手順４）地絡事故時の第１乃至第ｎの配電線対地静電容量Ｃf1〜Ｃfnによる第１乃至第ｎの配電線対地静電容量地絡電流Ｉ0C-f1〜Ｉ0C-fnおよび母線対地静電容量Ｃbusによる母線対地静電容量地絡電流Ｉ0C-busの算定
図４に示す一線地絡事故計算に「鳳−テブナンの定理」を適用した場合の零相等価回路で示されるように、地絡事故時に第１乃至第ｎの配電線ｆ1〜ｆnの第１乃至第ｎの配電線対地静電容量Ｃf1〜Ｃfnによって流れる第１乃至第ｎの配電線地絡電流Ｉ0C-f1〜Ｉ0C-fn（ベクトル）と母線ｂｕｓの母線対地静電容量Ｃbusによって流れる母線対地静電容量地絡電流Ｉ0C-bus（ベクトル）とは、第１乃至第ｎの配電線ｆ1〜ｆnおよび母線ｂｕｓの対地充電電流分担率（上記の第１または第２の整定手法およびこれらを併用するなどの適当な方法により求めた第１乃至第ｎの配電線対地静電容量Ｃf1〜Ｃfnおよび母線対地静電容量Ｃbusの電力系統全体の対地静電容量Ｃに対する割合）を“ｋf1〜ｋfn”および“ｋbus”とすると、（２−４）式および（２−５）式で表される。
Ｉ0C-fx＝Ｉ0C×ｋfx （２−４）
Ｉ0C-bus＝Ｉ0C×ｋbus （２−５）
ここで、
ｘ＝１〜ｎ（以下、同様）
ｋf1＋ｋf2＋・・・＋ｋfn＋ｋbus＝１
線路特性演算部１２は、（２−４）式および（２−５）式を用いて第１乃至第ｎの配電線対地静電容量地絡電流Ｉ0C-f1〜Ｉ0C-fnおよび母線対地静電容量地絡電流Ｉ0C-busを算定する。
【００２６】
上述した手順２〜４により、地絡電流Ｉ0Cは測定により求められるため、上記の第１および第２の整定手法の計算のみによる場合よりも十分に精度よく第１乃至第ｎの配電線対地静電容量地絡電流Ｉ0C-f1〜Ｉ0C-fnおよび母線対地静電容量地絡電流Ｉ0C-busを求めることができる。
【００２７】
（手順５）地絡事故時の対地間抵抗Ｒoによる地絡電流Ｉ0Rの算定（図４参照）
地絡事故時の対地間抵抗Ｒoによる地絡電流Ｉ0Rは、（２−６）式で表される。
Ｉ0R＝Ｖ0／Ｒo
＝Ｖ0×（１／ＲGPT＋１／ＲNGR＋１／ＲL）
＝Ｖ0／ＲGPT＋Ｖ0／ＲNGR＋Ｖ0／ＲL （２−６）
（＝Ｉ0R-GPT＋Ｉ0R-NGR＋Ｉ0R-L）
ここで、
Ｉ0R-GPT＝Ｖ0／ＲGPT：ＧＰＴ三次制限抵抗ＲGPTによる地絡電流
Ｉ0R-NGR＝Ｖ0／ＲNGR：接地変圧器４の中性点接地抵抗の抵抗分ＲNGRによる地絡電流
Ｉ0R-L＝Ｖ0／ＲL：補償リアクトルＬの抵抗分ＲLによる地絡電流
線路特性演算部１２は、（２−６）式を用いて対地間抵抗Ｒoによる地絡電流Ｉ0Rを算定する。
なお、非接地電力系統の場合には、Ｉ0R-NGR＝Ｉ0R-L＝０となり、中性点接地リアクトルのみを設置した電力系統の場合にはＩ0R-NGR＝０となる。
また、補償リアクトルＬの抵抗分ＲLによる地絡電流Ｉ0R-Lは、第１乃至第ｎの配電線ｆ1〜ｆnに設置されている第１乃至第ｎの配電線補償リアクトルＬf1〜Ｌfnの抵抗分（一次換算値）を“ＲL-f1〜ＲL-fn”とすると、（２−７）式で表される。
Ｉ0R-L＝Ｖ0／ＲL
＝Ｖ0×（１／ＲL-f1＋１／ＲL-f2＋・・・＋１／ＲL-fn） （２−７）
（＝Ｉ0R-RL-f1＋Ｉ0R-RL-f2＋・・・＋Ｉ0R-RL-fn）
ここで、
Ｉ0R-RL-f1〜Ｉ0R-RL-fn：第１乃至第ｎの配電線補償リアクトルＬf1〜Ｌfnの抵抗分ＲL-f1〜ＲL-fnによる地絡電流
線路特性演算部１２は、（２−７）式を用いて補償リアクトルＬの抵抗分ＲLによる地絡電流Ｉ0R-Lを算定する。
【００２８】
（手順６）地絡事故時の第１乃至第ｎの配電線ｆ1〜ｆnに流れる第１乃至第ｎの配電線地絡電流の算定
地絡事故時に第１乃至第ｎの配電線ｆ1〜ｆnに流れる第１乃至第ｎの配電線地絡電流は、電力系統全体および全ての配電線内での各相対地静電容量が完全に等しい場合（平衡時）の地絡電流（電力系統全体の対地静電容量Ｃによる地絡電流Ｉ0）と残留電流成分との和として得られる（論文、北川 稔、「高圧配電線系統の地絡保護継電方式に関する研究」参照）。
（ａ）平衡時の配電線地絡電流（図４参照）
（ａ−１）外部事故時（第１乃至第ｎの配電線ｆ1〜ｆnの自身の配電線以外での地絡事故時）
第１乃至第ｎの配電線ｆ1〜ｆnに設置された第１乃至第ｎの配電線零相変流器５1〜５nの１次側には、第１乃至第ｎの配電線ｆ1〜ｆnの第１乃至第ｎの配電線対地静電容量Ｃf1〜Ｃfnによる第１乃至第ｎの配電線対地静電容量地絡電流Ｉ0C-f1〜Ｉ0C-fnと第１乃至第ｎの配電線ｆ1〜ｆnの第１乃至第ｎの配電線対地間抵抗Ｒo-f1〜Ｒo-fnによる第１乃至第ｎの配電線対地間抵抗地絡電流Ｉ0R-f1〜Ｉ0R-fnとが母線ｂｕｓに向かって流れるため、第１乃至第ｎの配電線ｆ1〜ｆnを流れる第１乃至第ｎの外部事故時配電線地絡電流Ｉ0f1-out〜Ｉ0fn-out（ベクトル）は、（２−８）式で表される。
Ｉ0fx-out＝−（Ｉ0C-fx＋Ｉ0R-fx） （２−８）
ここで、
符号は、母線ｂｕｓと反対側に向かって流れる地絡電流の向きを正とする（以下、同様）。
（ａ−２）内部事故時（第１乃至第ｎの配電線ｆ1〜ｆnの自身の配電線での地絡事故時）
たとえば第１の配電線ｆ1で地絡事故が発生した場合には、第１の配電線ｆ1に設置された第１の配電線零相変流器５1の１次側には、電力系統全体の地絡電流Ｉ0が母線ｂｕｓと反対側に向かって流れるとともに、第１の配電線対地静電容量Ｃf1による第１の配電線対地静電容量地絡電流Ｉ0C-f1と第１の配電線対地間抵抗Ｒo-f1による第１の配電線対地間抵抗地絡電流Ｉ0R-f1とが母線ｂｕｓに向かって流れるため、第１の配電線ｆ1を流れる第１の内部事故時地絡電流Ｉ0f1-in（ベクトル）は、（２−９）式で表される。
Ｉ0f1-in＝Ｉ0−（Ｉ0C-f1＋Ｉ0R-f1）
＝（Ｉ0C＋Ｉ0R）−（Ｉ0C-f1＋Ｉ0R-f1）
＝（Ｉ0C−Ｉ0C-f1）＋（Ｉ0R−Ｉ0R-f1） （２−９）
第２乃至第ｎの内部事故時配電線地絡電流Ｉ0f2-in〜Ｉ0fn-inについても同様である。
（ｂ）残留電流成分
地絡事故時の第１乃至第ｎの配電線ｆ1〜ｆnの第１乃至第ｎの残留電流成分Ｉ00f1’〜Ｉ00fn’は、地絡継電器の地絡検出感度程度の地絡抵抗Ｒgでは第１乃至第ｎの配電線ｆ1〜ｆnの常時の第１乃至第ｎの残留電流Ｉ00f1〜Ｉ00fnとほとんど変化しないため、Ｉ00fx’＝Ｉ00fx（ｘ＝１〜ｎ）として取り扱うことができる（論文、北川 稔、「高圧配電線系統の地絡保護継電方式に関する研究」参照）。
よって、第１乃至第ｎの配電線ｆ1〜ｆnについて、常時の第１乃至第ｎの残留電流Ｉ00f1〜Ｉ00fnを計測する。
なお、常時の第１乃至第ｎの残留電流Ｉ00f1〜Ｉ00fnは、通常、微小電流であるため、ベクトルとして計測することは困難である。そこで、第１乃至第ｎの配電線零相変流器５1〜５nの２次電流（以下、「常時の第１乃至第ｎの入力残留電流ｉ00f1〜ｉ00fn」と称する。）の大きさのみをクランプ式電流計で測定し演算できる容易な手法を考案した。
以下ではこの手法について説明するが、常時の第１乃至第ｎの入力残留電流ｉ00f1〜ｉ00fnの位相も測定して演算するようにしてもよい。
【００２９】
（手順９）第１乃至第ｎの配電線ｆ1〜ｆnの線路特性の算定
第１乃至第ｎの配電線ｆ1〜ｆnに設置された地絡継電器には、平衡時の配電線地絡電流の第１乃至第ｎの配電線零相変流器５1〜５nの２次電流と常時の第１乃至第ｎの入力残留電流ｉ00f1〜ｉ00fnとを加算した電流が入力されるため、線路特性演算部１２は、以下の手順で線路特性を描画する。
（ａ）平衡時の入力配電線地絡電流（平衡時の残留電圧補償前零相電圧Ｖ0を基準とした特性図を示す図５参照）
第１乃至第ｎの外部事故時入力配電線地絡電流ｉ0f1-out〜ｉ0fn-out（ベクトル）および第１乃至第ｎの内部事故時入力配電線地絡電流ｉ0f1-in〜ｉ0fn-in（ベクトル）は、（２−１０）式および（２−１１）式で表される。
ｉ0fx-out＝Ｉ0fx-out／ｎzctfx （２−１０）
ｉ0fx-in＝Ｉ0fx-in／ｎzctfx （２−１１）
ここで、
ｎzctfx：第ｘの配電線零相変流器５xの変流比（＝１次電流／２次電流）
（ｂ）実際の地絡電流（図６参照）
（ｂ−１）各相の地絡電流の位相補正
線路特性図は、赤相、白相および青相（第１乃至第３の相）の赤相、白相および青相残留電圧補償後零相電圧Ｖ0sa〜Ｖ0scを基準に（０°として）描画する。赤相、白相および青相残留電圧補償後零相電圧Ｖ0sa〜Ｖ0scは、赤相、白相および青相平衡時零相電圧Ｖ0a〜Ｖ0cと残留電圧Ｖ00との和になる。よって、（２−１２）式に示すように、赤相、白相および青相位相補正値θa〜θc（赤相、白相および青相残留電圧補償後零相電圧Ｖ0sa〜Ｖ0scと赤相、白相および青相平衡時零相電圧Ｖ0a〜Ｖ0cとの成す角度分（θV0sa−θV0a，θV0sb−θV0bおよびθV0sc−θV0c））だけ、第１乃至第ｎの外部事故時入力配電線地絡電流ｉ0f1-out〜ｉ0fn-outの位相および第１乃至第ｎの内部事故時入力配電線地絡電流ｉ0f1-in〜ｉ0fn-inの位相を補正する。
θa＝θV0sa−θV0a
θb＝θV0sb−θV0b （２−１２）
θc＝θV0sc−θV0c
その結果、第１乃至第ｎの配電線零相変流器５1〜５nから各地絡継電器に入力される第１乃至第ｎの赤相外部事故時位相補正後入力配電線地絡電流ｉ0f1-out-a’〜ｉ0fn-out-a’（ベクトル）、第１乃至第ｎの白相外部事故時位相補正後入力配電線地絡電流ｉ0f1-out-b’〜ｉ0fn-out-b’（ベクトル）および第１乃至第ｎの青相外部事故時位相補正後入力配電線地絡電流ｉ0f1-out-c’〜ｉ0fn-out-c’（ベクトル）は、第１乃至第ｎの外部事故時入力配電線地絡電流ｉ0f1-out〜ｉ0fn-outの位相を“θi0f1-out〜θi0fn-out”とすると、（２−１３）式で表わされる。
ｉ0fx-out-a’＝i0fx-out∠（θi0fx-out−θa）
ｉ0fx-out-b’＝i0fx-out∠（θi0fx-out−θb） （２−１３）
ｉ0fx-out-c’＝i0fx-out∠（θi0fx-out−θc）
また、第１乃至第ｎの配電線零相変流器５1〜５nから各地絡継電器に入力される第１乃至第ｎの赤相内部事故時位相補正後入力配電線地絡電流ｉ0f1-in-a’〜ｉ0fn-in-a’（ベクトル）、第１乃至第ｎの白相内部事故時位相補正後入力配電線地絡電流ｉ0f1in-b’〜ｉ0fn-in-b’（ベクトル）および第１乃至第ｎの青相内部事故時位相補正後入力配電線地絡電流ｉ0f1-in-c’〜ｉ0fn-in-c’（ベクトル）は、第１乃至第ｎの内部事故時入力配電線地絡電流ｉ0f1-in〜ｉ0fn-inの位相を“θi0f1-in〜θi0fn-in”とすると、（２−１４）式で表わされる。
ｉ0fx-in-a’＝i0fx-in∠（θi0fx-in−θa）
ｉ0fx-in-b’＝i0fx-in∠（θi0fx-in−θb） （２−１４）
ｉ0fx-in-c’＝i0fx-in∠（θi0fx-in−θc）
（ｂ−２）常時の第１乃至第ｎの入力残留電流ｉ00f1〜ｉ00fnの加算
上記（２−１３）式で表わされる第１乃至第ｎの赤相外部事故時位相補正後入力配電線地絡電流ｉ0f1-out-a’〜ｉ0fn-out-a’、第１乃至第ｎの白相外部事故時位相補正後入力配電線地絡電流ｉ0f1-out-b’〜ｉ0fn-out-b’および第１乃至第ｎの青相外部事故時位相補正後入力配電線地絡電流ｉ0f1-out-c’〜ｉ0fn-out-c’に第１乃至第ｎの配電線零相変流器５1〜５nから各地絡継電器に入力される常時の第１乃至第ｎの入力残留電流ｉ00f1〜ｉ00fnを加算した第１乃至第ｎの赤相外部事故時残留電流加算後入力配電線地絡電流ｉ0f1-out-a〜ｉ0fn-out-a（ベクトル）、第１乃至第ｎの白相外部事故時残留電流加算後入力配電線地絡電流ｉ0f1-out-b〜ｉ0fn-out-b（ベクトル）および第１乃至第ｎの青相外部事故時残留電流加算後入力配電線地絡電流ｉ0f1-out-c〜ｉ0fn-out-c（ベクトル）は、常時の第１乃至第ｎの入力残留電流ｉ00f1〜ｉ00fnの位相を“α”とすると、（２−１５）式で表わされる。
ｉ0fx-out-a＝ｉ0fx-out-a’ ＋ｉ00fx∠α
＝ｉ0fx-out∠（θi0fx-out−θa）＋ｉ00fx∠α
ｉ0fx-out-b＝ｉ0fx-out-b’ ＋ｉ00fx∠α
＝ｉ0fx-out∠（θi0fx-out−θb）＋ｉ00fx∠α （２−１５）
ｉ0fx-out-c＝ｉ0fx-out-c’ ＋ｉ00fx∠α
＝ｉ0fx-out∠（θi0fx-out−θc）＋ｉ00fx∠α
また、上記（２−１４）式で表わされる第１乃至第ｎの赤相内部事故時位相補正後配電線地絡電流ｉ0f1-in-a’〜ｉ0fn-in-a’、第１乃至第ｎの白相内部事故時位相補正後配電線地絡電流ｉ0f1-in-b’〜ｉ0fn-in-b’および第１乃至第ｎの青相内部事故時位相補正後配電線地絡電流ｉ0f1-in-c’〜ｉ0fn-in-c’に常時の第１乃至第ｎの入力残留電流ｉ00f1〜ｉ00fnを加算した第１乃至第ｎの赤相内部事故時残留電流加算後入力配電線地絡電流ｉ0f1-in-a〜ｉ0fn-in-a（ベクトル）、第１乃至第ｎの白相内部事故時残留電流加算後入力配電線地絡電流ｉ0f1-in-b〜ｉ0fn-in-b（ベクトル）および第１乃至第ｎの青相内部事故時残留電流加算後入力配電線地絡電流ｉ0f1-in-c〜ｉ0fn-in-c（ベクトル）は、（２−１６）式で表わされる。
ｉ0fx-in-a＝ｉ0fx-in-a’＋ｉ00fx∠α
＝i0fx-in∠（θi0fx-in−θa）＋ｉ00fx∠α
ｉ0fx-in-b＝ｉ0fx-in-b’＋ｉ00fx∠α
＝i0fx-in∠（θi0fx-in−θb）＋ｉ00fx∠α （２−１６）
ｉ0fx-in-c＝ｉ0fx-in-c’＋ｉ00fx∠α
＝i0fx-in∠（θi0fx-in−θc）＋ｉ00fx∠α
（２−１５）式および（２−１６）式と図６とは、第１乃至第ｎの赤相外部事故時残留電流加算後入力配電線地絡電流ｉ0f1-out-a〜ｉ0fn-out-a、第１乃至第ｎの白相外部事故時残留電流加算後入力配電線地絡電流ｉ0f1-out-b〜ｉ0fn-out-b、第１乃至第ｎの青相外部事故時残留電流加算後入力配電線地絡電流ｉ0f1-out-c〜ｉ0fn-out-c、第１乃至第ｎの赤相内部事故時残留電流加算後入力配電線地絡電流ｉ0f1-in-a〜ｉ0fn-in-a、第１乃至第ｎの白相内部事故時残留電流加算後入力配電線地絡電流ｉ0f1-in-b〜ｉ0fn-in-bおよび第１乃至第ｎの青相内部事故時残留電流加算後入力配電線地絡電流ｉ0f1-in-c〜ｉ0fn-in-ccが、第１乃至第ｎの赤相外部事故時位相補正後入力配電線地絡電流ｉ0f1-out-a’〜ｉ0fn-out-a’、第１乃至第ｎの白相外部事故時位相補正後入力配電線地絡電流ｉ0f1-out-b’〜ｉ0fn-out-b’、第１乃至第ｎの青相外部事故時位相補正後入力配電線地絡電流ｉ0f1-out-c’〜ｉ0fn-out-c’、第１乃至第ｎの赤相内部事故時位相補正後入力配電線地絡電流ｉ0f1-in-a’〜ｉ0fn-in-a’、第１乃至第ｎの白相内部事故時位相補正後入力配電線地絡電流ｉ0f1in-b’〜ｉ0fn-in-b’および第１乃至第ｎの青相内部事故時位相補正後入力配電線地絡電流ｉ0f1-in-c’〜ｉ0fn-in-c’と大きさが“ｉ00f1〜ｉ00fn”で位相が“α（０°≦α＜３６０°）”のベクトルとの和の集合として、円で表されることを示す。
このようにして、線路特性演算部１２は、第１乃至第ｎの配電線ｆ1〜ｆnの各相での外部事故時および内部事故時の実際の地絡電流の特性図である線路特性を算定する。
【００３０】
制御部１４は、線路特性演算を行う際に、切替スイッチＳＷを切替制御し、ωＣ測定部１１に対地アドミッタンスＹCまたは合成対地アドミッタンスＹC−ＹLを測定するように制御し、線路特性演算部１２に線路特性を算定するように制御するとともに、ωＣ測定部１１によって求められた対地アドミッタンスＹCまたは合成対地アドミッタンスＹC−ＹLおよび線路特性演算部１２によって求められた線路特性などを表示するように表示部１３を制御する。
【００３１】
次に、線路特性演算部１２における地絡継電器の整定時の試験電流および試験電圧（模擬出力）の計算について説明する（図７参照）。
以下に示すようにして、線路特性演算部１２は、整定の目標動作地絡抵抗など任意の地絡抵抗Ｒgに対する試験電流および試験電圧（模擬出力電流および模擬出力電圧）を計算する。
（１）試験電流
常時の第１乃至第ｎの入力残留電流ｉ00f1〜ｉ00fnとしては、実際に第１乃至第ｎの配電線零相変流器５1〜５nの２次側に流れている電流を使い、また、上述したようにして求めた線路特性から得られる第１乃至第ｎの赤相外部事故時残留電流加算後入力配電線地絡電流ｉ0f1-out-a〜ｉ0fn-out-a、第１乃至第ｎの白相外部事故時残留電流加算後入力配電線地絡電流ｉ0f1-out-b〜ｉ0fn-out-b、第１乃至第ｎの青相外部事故時残留電流加算後入力配電線地絡電流ｉ0f1-out-c〜ｉ0fn-out-c、第１乃至第ｎの赤相内部事故時残留電流加算後入力配電線地絡電流ｉ0f1-in-a〜ｉ0fn-in-a、第１乃至第ｎの白相内部事故時残留電流加算後入力配電線地絡電流ｉ0f1-in-b〜ｉ0fn-in-bおよび第１乃至第ｎの青相内部事故時残留電流加算後入力配電線地絡電流ｉ0f1-in-c〜ｉ0fn-in-ccから常時の第１乃至第ｎの入力残留電流ｉ00f1〜ｉ00fnを除いた電流の第１乃至第ｎの配電線零相変流器５1〜５nの１次換算値を第１乃至第ｎの配電線零相変流器５1〜５nの１次側に出力したものを、試験電流とする。
すなわち、（３−１）式で表わされる第１乃至第ｎの赤相外部事故時試験電流Ｉtestf1-out-a〜ｉtestfn-out-a（地絡抵抗Ｒgで他の配電線の赤相が一線地絡した場合を模擬した模擬出力電流）、第１乃至第ｎの白相外部事故時試験電流Ｉtestf1-out-b〜ｉtestfn-out-b（地絡抵抗Ｒgで他の配電線の白相が一線地絡した場合を模擬した模擬出力電流）および第１乃至第ｎの青相外部事故時試験電流Ｉtestf1-out-c〜ｉtestfn-out-c（地絡抵抗Ｒgで他の配電線の青相が一線地絡した場合を模擬した模擬出力電流）を外部事故時の試験電流とする。
Ｉtestfx-out-a＝ｉ0fx-out-a’×ｎzctfx
Ｉtestfx-out-b＝ｉ0fx-out-b’×ｎzctfx （３−１）
Ｉtestfx-out-c＝ｉofx-out-c’×ｎzctfx
また、（３−２）式で表わされる第１乃至第ｎの赤相内部事故時試験電流Ｉtestf1-in-a〜ｉtestfn-in-a（地絡抵抗Ｒgで自配電線の赤相が一線地絡した場合を模擬した模擬出力電流）、第１乃至第ｎの白相内部事故時試験電流Ｉtestf1-in-b〜ｉtestfn-in-b（地絡抵抗Ｒgで自配電線の白相が一線地絡した場合を模擬した模擬出力電流）および第１乃至第ｎの青相内部事故時試験電流Ｉtestf1-in-c〜ｉtestfn-in-c（地絡抵抗Ｒgで自配電線の青相が一線地絡した場合を模擬した模擬出力電流）を内部事故時の試験電流とする。
Ｉtestfx-in-a＝ｉ0fx- in -a’×ｎzctfx
Ｉtestfx- in -b＝ｉ0fx- in -b’×ｎzctfx （３−２）
Ｉtestfx-out-c＝ｉofx- in -c’×ｎzctfx
これにより、常時の第１乃至第ｎの入力残留電流ｉ00f1〜ｉ00fnは、通常、微小電流であり、ベクトルとして計測して、第１乃至第ｎの配電線零相変流器５1〜５nの２次回路に同量を模擬出力することは困難であるが、この手法によれば、計算した平衡時の地絡電流分のみを第１乃至第ｎの配電線零相変流器５1〜５nの１次側に模擬出力し、常時の第１乃至第ｎの入力残留電流ｉ00f1〜ｉ00fnは実在する電流により試験できるため、簡単に試験を行うことができる。
（２）試験電圧（各配電線共通）
（３−３）式で表わされる赤相試験電圧Ｖtest-a（地絡抵抗Ｒgで赤相が一線地絡した場合を模擬した模擬出力電圧）、白相試験電圧Ｖtest-b（地絡抵抗Ｒgで白相が一線地絡した場合を模擬した模擬出力電圧）および青相試験電圧Ｖtest-c（地絡抵抗Ｒgで青相が一線地絡した場合を模擬した模擬出力電圧）を、地絡継電器の電圧入力回路に入力する試験電圧とする。
Ｖtest-a＝Ｖ0sa∠０°
Ｖtest-b＝Ｖ0sb∠０° （３−３）
Ｖtest-c＝Ｖ0sc∠０°
なお、この試験電圧の計算は、整定の目標動作地絡抵抗から行っているが、整定したい動作電圧値や動作電流値に基づいて行ってもよい。
【００３２】
制御部１４は、線路特性演算部１２によって求められた試験電流および試験電圧を表示するように表示部１３を制御する。
【００３３】
次に、分散リアクトル接地系統に対して線路特性演算装置１０を使用する場合におけるωＣ測定部１１の動作について、図８乃至図１０を参照して詳しく説明する。
分散リアクトル接地系統における測定回路は、図８に示すように、非接地高圧電力系統における測定回路に、分散リアクトル接地系統特有の設備である接地変圧器４および第１乃至第ｎの配電線補償リアクトルＬf1〜Ｌfnを加えたものとなる。
したがって、上記の特許文献２，３に開示された測定原理を応用して分散リアクトル接地系統での対地静電容量Ｃの測定を行う場合には、測定原理上影響する諸元として、接地用変圧器４の中性点接地抵抗の抵抗分ＲNGRと第１乃至第ｎの配電線補償リアクトルＬf1〜Ｌfnの抵抗分ＲL-f1〜ＲL-fnとがある。
【００３４】
そこで、中性点接地抵抗の抵抗分ＲNGRは零相回路の抵抗分であるため、接地形計器用変圧器３のＧＰＴ三次制限抵抗ＲGPTに並列に接続されるものとして、従来のωＣ演算二次方程式にＧＰＴ三次制限抵抗ＲGPTと中性点接地抵抗の抵抗分ＲNGRとの合成抵抗を求めて代入して計算してみた。具体的には、上記の特許文献２，３に示された図９に示す零相等価回路においてＧＰＴ三次制限抵抗ＲGPTに中性点接地抵抗の抵抗分ＲNGRが並列に接続されるものとして、対地静電容量Ｃの対地アドミッタンス（ωＣ値）を計算してみた。
また、第１乃至第ｎの配電線補償リアクトルＬf1〜Ｌfnの抵抗分ＲL-f1〜ＲL-fnについては、ωＣ測定を行う場合以外には通常取り扱う必要がないため、認識がなく単にリアクタンス分のみ（リアクタンス分については、静電容量分と相殺されて電力系統の対地静電容量となるため、計算上特に取り扱う必要はない）として考えて、対地アドミッタンス（ωＣ値）を計算してみた。
しかし、この計算方法では、対地アドミッタンス（ωＣ値）の誤差が大きくなり、ωＣ測定できなかった。
【００３５】
そのため、この計算方法ではωＣ測定できなかった原因を計算結果に基づいて検討したところ、中性点接地抵抗の抵抗分ＲNGRの抵抗値が小さく、また、ωＣ測定中の接地形計器用変圧器３の内部インピーダンス（抵抗分およびリアクタンス分）の影響から、単にＧＰＴ三次制限抵抗ＲGPTと中性点接地抵抗の抵抗分ＲNGRとを並列として合成して取り扱うことができなくなっていることが原因であると判明した。
この解決策として、接地形計器用変圧器３を介して電力系統に存在する零相回路の抵抗分（すなわち、中性点接地抵抗の抵抗分ＲNGR）をＧＰＴ三次制限抵抗ＲGPTと対地アドミッタンス（ωＣ値）を計算する零相等価回路上で別の要素にして計算する方法を開発した。
【００３６】
また、第１乃至第ｎの配電線補償リアクトルＬf1〜Ｌfnの抵抗分ＲL-f1〜ＲL-fnについては、当初計算上取り扱っていなかったが、実電力系統で測定した結果、ωＣ測定値に実用上無視できない程度大きな誤差を生じた。そこで、測定した電力系統の電気回路の構成機器と計算条件の整合を再確認・照合して、ωＣ測定結果に影響を与えるものを検証した結果、第１乃至第ｎの配電線補償リアクトルＬf1〜Ｌfnの抵抗分ＲL-f1〜ＲL-fnが影響していることが判明した。
これは、第１乃至第ｎの配電線補償リアクトルＬf1〜Ｌfnの抵抗分ＲL-f1〜ＲL-fnの影響は１台当たりではωＣ測定における計算に影響を与えない程度に十分小さいが、実電力系統では多数の配電線補償リアクトルが分散して並列接地されているため、これが合成されると想定以上に影響が大きくなり計算に影響を与えていることが原因であった。
このため、使用されている配電線補償リアクトルの１台当りの抵抗分の値を調査し、これを並列接地された台数分だけ合成し、上述した中性点接地抵抗の抵抗分ＲNGRの場合と同様にＧＰＴ三次制限抵抗ＲGPTと対地アドミッタンス（ωＣ値）を計算する零相等価回路上で別の要素にして計算するように改良した。
【００３７】
さらに、たとえば変電所構内の測定する電力系統に接地形計器用変圧器が複数台存在する場合は、ωＣ測定時に零相電圧を計測する接地形計器用変圧器３以外の接地形計器用変圧器のＧＰＴ三次制限抵抗も上述した中性点接地抵抗の抵抗分ＲNGRおよび第１乃至第ｎの配電線補償リアクトルＬf1〜Ｌfnの抵抗分ＲL-f1〜ＲL-fnと同様に計算するように改良した。
【００３８】
図１０に、改良したωＣ演算二次方程式を導くために使用した零相等価回路を示す。
この零相等価回路は、図９に示した零相等価回路の３線一括対地アドミッタンスＹ00において、第１乃至第ｎの配電線補償リアクトルＬf1〜Ｌfnの合成リアクトル分Ｌ’と、第１乃至第ｎの配電線補償リアクトルＬf1〜Ｌfnの合成抵抗分、中性点接地抵抗の抵抗分ＲNGRおよび他の接地形計器用変圧器のＧＰＴ三次制限抵抗の合成抵抗Ｒ3とを追加（対地静電容量Ｃと並列に接続）したものである。
この零相等価回路を用いて導出した３線一括対地アドミッタンスＹ00（接続前アドミッタンス）と切替スイッチＳＷをオンすることにより並列接続される既知のアドミッタンスＹ01（測定用抵抗Ｒm）を３線一括対地アドミッタンスＹ00に加えたときの合成アドミッタンスＹ02（接続後アドミッタンス）とは、（４−１）式および（４−２）式でそれぞれ表される。
Ｙ00＝ｊ（ωＣ−１／ωＬ’）＋１／Ｒ3＋１／（ｊωＬ＋Ｒ0＋ＲGPT） （４−１）
Ｙ02＝ｊ（ωＣ−１／ωＬ’）＋１／Ｒ3＋１／｛ｊωＬ＋Ｒ0＋（ＲGPT・Ｒm）／（ＲGPT＋Ｒm）｝ （４−２）
したがって、相電圧を“Ｅ”とし、Ｙ00’を３線一括対地アドミッタンスの不平衡分とすると、切替スイッチＳＷをオフしているときの接続前残留電圧Ｖ0’と切替スイッチＳＷをオンしたときの接続後残留電圧Ｖ0”とは（４−３）式および（４−４）式でそれぞれ表される。
Ｖ0’＝−Ｅ・Ｙ00’／Ｙ00 （４−３）
Ｖ0”＝−Ｅ・Ｙ00’／Ｙ02 （４−４）
（４−３）式および（４−４）式より、３線一括対地アドミッタンスＹ00は、合成アドミッタンスＹ02、接続前残留電圧Ｖ0’および接続後残留電圧Ｖ0”を用いて（４−５）式で表される。
Ｙ00＝（Ｖ0”／Ｖ0’）Ｙ02 （４−５）
その結果、切替スイッチＳＷをオンすることによって接地形計器用変圧器３に接続されるアドミッタンスを３線一括対地アドミッタンスＹ00から合成アドミッタンスＹ02に切り換えたときに接地形計器用変圧器３の三次側に生じる残留電圧の位相差θ（＝φ”−φ’）はこのアドミッタンスの切換前後のアドミッタンスの位相角の差と一致するため、ωＣ測定部１１は（４−６）式に示すωＣ演算二次方程式を用いてωＣ値を求める。
ｔａｎθ・（ωＣ’）2＋｛Ａ−Ｂ＋（Ｄ＋Ｅ）・ｔａｎθ｝・ωＣ’＋（Ａ・Ｂ＋Ｄ・Ｅ）・ｔａｎθ＋Ａ・Ｅ−Ｂ・Ｄ＝０ （４−６）
ここで、ωＣ’＝ωＣ−１／ωＬ’
Ａ＝（Ｒ01／β）＋（１／Ｒ3）
Ｂ＝（Ｒ02／γ）＋（１／Ｒ3）
Ｄ＝−（ωＬ0／β）
Ｅ＝−（ωＬ0／γ）
β＝Ｒ012＋（ωＬ0）2
γ＝Ｒ022＋（ωＬ0）2
Ｒ01＝Ｒ0＋ＲGPT
Ｒ02＝Ｒ0＋（ＲGPT・Ｒm）／（ＲGPT＋Ｒm）
【００３９】
なお、この場合の零相等価回路の回路定数は、接地形計器用変圧器３の零相内部インピーダンスの抵抗分Ｒ0およびリアクトル分Ｌ0と、ＧＰＴ三次制限抵抗ＲGPTと、測定用抵抗ＲMと、第１乃至第ｎの配電線補償リアクトルＬf1〜Ｌfnの合成抵抗分、中性点接地抵抗の抵抗分RNGRおよび他のＧＰＴ三次制限抵抗の合成抵抗Ｒ3となる。
【００４０】
配電線補償リアクトル抵抗分の補正による効果の一例を以下に示す。
配電線補償リアクトルによる補償電流の合計が２．５Ａタップ×１箇所および２．０Ａタップ×２箇所の計６．５Ａで、２．０Ａタップの一次抵抗および一次リアクタンスが１５６Ωおよび１８９９Ωであり、２．５Ａタップの一次抵抗および一次リアクタンスが１４２Ωおよび１４７０Ωであるとする。
２．０Ａタップの一次抵抗＝１５６Ωを直並列変換（ＲＬ直列回路をＲＬ並列回路に変換）すると、約２３．３ｋΩ（＝１８９９2／１５６＋１５６＝２３２７３Ω）となり、２．５Ａタップの一次抵抗＝１４２Ωを直並列変換すると、約１５．４ｋΩ（＝１４７０2／１４２＋１４２＝１５３６０Ω）となる。
したがって、配電線補償リアクトルの抵抗分の合成抵抗は、約２３．３ｋΩと約２３．３ｋΩと約１５．４ｋΩとの並列抵抗となるため、約６．６３ｋΩとなる。
接地変圧器４の一次−三次変圧比をｎとし、ｎ2＝１０９．３｛＝（６９００／３1/2／３８１）2｝とすると、配電線補償リアクトルの抵抗分の合成抵抗の三次換算値は６０．６６Ω（＝６６３０／１０９．３（Ω））となる。
配電線補償リアクトルの抵抗分の合成抵抗は、中性点接地抵抗の抵抗分RNGRと並列になるので、中性点接地抵抗の抵抗分RNGR＝５．５３Ωとすると、その合成抵抗値は５．０７Ωとなる。
この合成抵抗値（＝５．０７Ω）をＲ3に代入して対地アドミッタンスωＣを計算すると、２．５７８ｍＳとなり、人工地絡試験の算定値＝２．５２３ｍＳに対する誤差が０．０５５ｍＳ（誤差率＝２．２％）となった。一方、配電線補償リアクトル抵抗分の補正をしない場合のωＣの計算値は２．７６１ｍＳとなり、人工地絡試験の算定値＝２．５２３ｍＳに対する誤差が０．２３８ｍＳ（誤差率＝９．４％）となった。
このように、配電線補償リアクトル抵抗分の補正を行うことにより誤差が大幅に改善した。
【００４１】
ここで、集中リアクトル接地系統の場合には、分散リアクトルの抵抗分が１台のみであるとして取り扱うことで、分散リアクトル接地系統の場合と同様に実施することができる。
また、線路に中性点接地リアクトルのみを複数台設置した電力系統の場合には、接地変圧器４の中性点接地抵抗ＲNRGがないため、中性点接地抵抗ＲNRGが無限大であるとして取り扱うことで、分散リアクトル接地系統の場合と同様に実施することができる。
【００４２】
なお、線路特性演算装置１０をパーソナルコンピュータ（パソコン）に接続して制御部１４の機能をパーソナルコンピュータに行わせるようにしてもよい。
【００４３】
また、線路特性演算装置１０を持ち運び可能な線路特性演算装置２０とすることにより、図１１に示すように、持ち運び可能な線路特性演算装置２０を変圧器盤に接続するとともに、持ち運び可能な線路特性演算装置２０をパーソナルコンピュータ３０に接続して制御部１４の機能をパーソナルコンピュータ３０に行わせるようにすれば、操作性の向上を図ることができるとともに、多量の測定条件などのデータの保存・管理を可能とすることができる。
【００４４】
図１２（ａ）〜（ｅ）に、線路特性演算装置１０を持ち運び可能な線路特性演算装置２０としたときの外形図の一例を示す。
この例に示すように、持ち運び可能な線路特性演算装置２０の外形の寸法は横４２２．５ｍｍ、縦３７０．５ｍｍおよび高さ２１６．５ｍｍ（蓋の高さが４５ｍｍ）であり、小型にすることができる。
【００４５】
なお、電力系統によっては接地変圧器４の付加電流回路により第１乃至第ｎの配電線零相変流器５1〜５nの１次側に付加電流Ｉ0R-NGR-fを付加するものがあるが、このような電力系統では、上記（２−８）式および（２−９）式の代わりに以下に示す（５−１）式および（５−２）式を用いることにより、同様にして線路特性を算定することができる。
Ｉ0fx-out＝−（Ｉ0C-fx＋Ｉ0R-NGR-f＋Ｉ0R-fx） （５−１）
Ｉ0f1-in＝（Ｉ0C−Ｉ0C-f1）＋（Ｉ0R−Ｉ0R-NGR-f−Ｉ0R-f1） （５−２）
ここで、
Ｉ0R-NGR-f（＝Ｉ0R-NGR／ｎCT）：接地変圧器４の付加電流回路により第１乃至第ｎの配電線零相変流器５1〜５nの１次側に付加される付加電流
ｎCT 接地変圧器４の付加電流回路用変流器の変流比
【符号の説明】
【００４６】
３ 接地形計器用変圧器
４ 接地変圧器
５1〜５n 第１乃至第ｎの配電線零相変流器
１０ 線路特性演算装置
１１ ωＣ測定部
１１ａ 位相差算出部
１１ｂ ωＣ算出部
１２ 線路特性演算部
１３ 表示部
１４ 制御部
２０ 持ち運び可能な線路特性演算装置
３０ パーソナルコンピュータ
ＳＷ 切替スイッチ
ｂｕｓ 母線
ｆ1〜ｆn 第１乃至第ｎの配電線
ｎZCTf1〜ｎZCTfn 第１乃至第ｎの配電線零相変流器５1〜５nの変流比
ｎCT 接地変圧器４の付加電流回路用変流器の変流比
ｋf1〜kfn 第１乃至第ｎの配電線ｆ1〜ｆnの対地充電電流分担率
ｋbus 母線ｂｕｓの対地充電電流分担率
Ｃ 電力系統全体の対地静電容量
Ｃ00 不平衡分対地静電容量
Ｃbus 母線対地静電容量
Ｃf1〜Ｃfn 第１乃至第ｎの配電線対地静電容量
ωＣ 測定する対地静電容量Ｃの対地アドミッタンス
ＹC 対地静電容量Ｃによる対地アドミッタンス
Ｙ0 電力系統全体の対地アドミッタンス
ＹL 補償リアクトルＬによる対地アドミッタンス
Ｙ00 ３線一括対地アドミッタンス
Ｙ00’ ３線一括対地アドミッタンスの不平衡分
Ｙ01 既知のアドミッタンス
Ｙ02 合成アドミッタンス
Ｒm 測定用抵抗
ＲGPT ＧＰＴ三次制限抵抗
Ｒg 地絡抵抗
Ｒo 対地間抵抗
ＲNGR 中性点接地抵抗の抵抗分
ＲL 補償リアクトルＬの抵抗分
Ｒo-f1〜Ｒo-fn 第１乃至第ｎの配電線対地間抵抗
ＲL-f1〜ＲL-fn 第１乃至第ｎの配電線補償リアクトルＬf1〜Ｌfnの抵抗分
Ｒ0＋ｊωＬ0 接地形計器用変圧器３の零相内部インピーダンス
Ｒ3 合成抵抗
Ｌ 電力系統全体の補償リアクトル
Ｌf1〜Ｌfn 第１乃至第ｎの配電線補償リアクトル
Ｌ’ 合成リアクトル分
Ｅ 相電圧
Ｅn 残留電圧
Ｖ2 二次電圧
Ｖ3 三次電圧
Ｖ0 地絡事故時の残留電圧補償前零相電圧
Ｖ0a〜Ｖ0c 赤相、白相および青相平衡時零相電圧
Ｖ0sa〜V0sc 赤相、白相および青相残留電圧補償後零相電圧
Ｖ00 残留電圧
Ｖtest-a 赤相試験電圧
Ｖtest-b 白相試験電圧
Ｖtest-c 青相試験電圧
V0’ 接続前残留電圧
V0” 接続後残留電圧
Ｉ0 地絡事故時の電力系統全体の地絡電流
Ｉ0C 地絡事故時の対地静電容量Ｃによる地絡電流
Ｉ0C-f1〜Ｉ0C-fn 地絡事故時の第１乃至第ｎの配電線対地静電容量Ｃf1〜Ｃfnによる第１乃至第ｎの配電線対地静電容量地絡電流
Ｉ0C-bus 地絡事故時の母線対地静電容量Ｃbusによる母線対地静電容量地絡電流
Ｉ0R 地絡事故時の対地間抵抗Ｒoによる地絡電流
Ｉ0R-GPT ＧＰＴ三次制限抵抗ＲGPTによる地絡電流
Ｉ0R-NGR 接地変圧器４の中性点接地抵抗の抵抗分ＲNGRによる地絡電流
Ｉ0R-RL 補償リアクトルＬの抵抗分ＲLによる地絡電流
Ｉ0R-RL-f1〜Ｉ0R-RL-fn 第１乃至第ｎの配電線補償リアクトルＬf1〜Ｌfnの抵抗分ＲL-f1〜ＲL-fnによる地絡電流
Ｉ0R-f1〜Ｉ0R-fn 第１乃至第ｎの配電線対地間抵抗Ｒo-f1〜Ｒo-fnによる第１乃至第ｎの配電線対地間抵抗地絡電流
Ｉ0f1-out〜Ｉ0fn-out 第１乃至第ｎの外部事故時配電線地絡電流
Ｉ0f1-in〜Ｉ0fn-in 第１乃至第ｎの内部事故時配電線地絡電流
Ｉ00f1〜Ｉ00fn 常時の第１乃至第ｎの残留電流
Ｉ00f1’〜Ｉ00fn’ 地絡事故時の第１乃至第ｎの残留電流成分
Ｉ0R-NGR-f 接地変圧器４の付加電流回路により第１乃至第ｎの配電線零相変流器５1〜５nの１次側に付加される付加電流
ｉ0f1-out〜ｉ0fn-out 第１乃至第ｎの外部地絡事故時入力配電線地絡電流
ｉ0f1-in〜ｉ0fn-in 第１乃至第ｎの内部地絡事故時入力配電線地絡電流
ｉ00f1〜ｉ00fn 常時の第１乃至第ｎの入力残留電流
ｉ0f1-out-a’〜ｉ0fn-out-a’ 第１乃至第ｎの赤相外部事故時位相補正後入力配電線地絡電流
ｉ0f1-out-b’〜ｉ0fn-out-b’ 第１乃至第ｎの白相外部事故時位相補正後入力配電線地絡電流
ｉ0f1-out-c’〜ｉ0fn-out-c’ 第１乃至第ｎの青相外部事故時位相補正後入力配電線地絡電流
ｉ0f1-in-a’〜ｉ0fn-in-a’ 第１乃至第ｎの赤相内部事故時位相補正後入力配電線地絡電流
ｉ0f1in-b’〜ｉ0fn-in-b’ 第１乃至第ｎの白相内部事故時位相補正後入力配電線地絡電流
ｉ0f1-in-c’〜ｉ0fn-in-c’ 第１乃至第ｎの青相内部事故時位相補正後入力配電線地絡電流
ｉ0f1-out-a〜ｉ0fn-out-a 第１乃至第ｎの赤相外部事故時残留電流加算後入力配電線地絡電流
ｉ0f1-out-b〜ｉ0fn-out-b 第１乃至第ｎの白相外部事故時残留電流加算後入力配電線地絡電流
ｉ0f1-out-c〜ｉ0fn-out-c 第１乃至第ｎの青相外部事故時残留電流加算後入力配電線地絡電流
ｉ0f1-in-a〜ｉ0fn-in-a 第１乃至第ｎの赤相内部事故時残留電流加算後入力配電線地絡電流
ｉ0f1-in-b〜ｉ0fn-in-b 第１乃至第ｎの白相内部事故時残留電流加算後入力配電線地絡電流
ｉ0f1-in-c〜ｉ0fn-in-c 第１乃至第ｎの青相内部事故時残留電流加算後入力配電線地絡電流
ｉtestf1-out-a〜ｉtestfn-out-a 第１乃至第ｎの赤相外部事故時試験電流
ｉtestf1-out-b〜ｉtestfn-out-b 第１乃至第ｎの白相外部事故時試験電流
ｉtestf1-out-c〜ｉtestfn-out-c 第１乃至第ｎの青相外部事故時試験電流
ｉtestf1-in-a〜ｉtestfn-in-a 第１乃至第ｎの赤相内部事故時試験電流
ｉtestf1-in-b〜ｉtestfn-in-b 第１乃至第ｎの白相内部事故時試験電流
ｉtestf1-in-c〜ｉtestfn-in-c 第１乃至第ｎの青相内部事故時試験電流
θ 位相差
θV0a〜θV0c 第１乃至第３の赤相、白相および青相平衡時零相電圧Ｖ0a〜Ｖ0cの位相
θV0sa〜θV0sc 第１乃至第３の赤相、白相および青相残留電圧補償後零相電圧Ｖ0sa〜Ｖ0scの位相
θa〜θc を赤相、白相および青相位相補正値
θi0f1-out〜θi0fn-out 第１乃至第ｎの外部事故時入力配電線地絡電流ｉ0f1-out〜ｉ0fn-outの位相
θi0f1-in〜θi0fn-in 第１乃至第ｎの内部事故時入力配電線地絡電流ｉ0f1-in〜ｉ0fn-inの位相
α 常時の第１乃至第ｎの入力残留電流ｉ00f1〜ｉ00fnの位相
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力系統の線路特性を得るための線路特性演算装置（１０）であって、
前記電力系統に接続された接地形計器用変圧器（３）のＧＰＴ三次制限抵抗（ＲGPT）と並列に接続された、かつ、直列接続された測定用抵抗（Ｒm）および切替スイッチ（ＳＷ）と、
該切替スイッチの切替前後の前記接地形計器用変圧器の三次電圧（Ｖ3）に基づいて前記電力系統全体の対地静電容量（C）による対地アドミッタンス（ＹC）または合成対地アドミッタンス（ＹC−ＹL）を測定するためのωＣ測定部（１１）と、
該ωＣ測定部によって測定された前記対地アドミッタンスまたは前記合成対地アドミッタンスに基づいて地絡事故時の前記電力系統全体の地絡電流（Ｉ0）を算定し、該算定した電力系統全体の地絡電流に基づいて地絡事故時に該電力系統の第１乃至第ｎの配電線（ｆ1〜ｆn）を流れる第１乃至第ｎの配電線地絡電流を算定して、該第１乃至第ｎの配電線の線路特性を算定する線路特性演算部（１２）と、
を具備することを特徴とする、線路特性演算装置。
【請求項２】
前記線路特性演算部が、
第１乃至第３の相残留電圧補償後零相電圧（Ｖ0sa〜Ｖ0sc）と第１乃至第３の相平衡時零相電圧（Ｖ0a〜Ｖ0c）との成す角度（θV0sa−θV0a，θV0sb−θV0b，θV0sc−θV0c）だけ前記第１乃至第ｎの配電線地絡電流の位相を補正し、
該位相補正後の第１乃至第ｎの配電線地絡電流に常時の第１乃至第ｎの入力残留電流（ｉ00f1〜ｉ00fn）を加算して、前記第１乃至第ｎの配電線の線路特性を算定する、
ことを特徴とする、請求項１記載の線路特性演算装置。
【請求項３】
前記線路特性演算部が、前記常時の第１乃至第ｎの入力残留電流を加算した前記位相補正後の第１乃至第ｎの配電線地絡電流から該常時の第１乃至第ｎの入力残留電流を除いた電流の前記第１乃至第ｎの配電線に設置された第１乃至第ｎの配電線零相変流器（５1〜５n）の１次換算値を試験電流として求めることを特徴とする、請求項２記載の線路特性演算装置。
【請求項４】
前記電力系統が、対地間抵抗（Ｒo）の小さい電力系統であり、
前記ωＣ測定部が、前記電力系統に接続された接地用変圧器（４）の中性点接地抵抗の抵抗分（ＲNGR）を前記接地形計器用変圧器のＧＰＴ三次制限抵抗（ＲGPT）と前記電力系統の零相等価回路上で別要素にするとともに、該電力系統に接続された第１乃至第ｎの配電線補償リアクトル（Ｌf1〜Ｌfn）の抵抗分（ＲL-f1〜ＲL-fn）の合成抵抗を前記ＧＰＴ三次制限抵抗と該零相等価回路上で別要素にして、前記合成対地アドミッタンスを求める、
ことを特徴とする、請求項１乃至３いずれかに記載の線路特性演算装置。
【請求項５】
前記接地形計器用変圧器以外の他の接地形計器用変圧器が前記電力系統に存在する場合には、前記ωＣ測定部が、該他の接地形計器用変圧器のＧＰＴ三次制限抵抗も前記ＧＰＴ三次制限抵抗と前記零相等価回路上で別要素にして、前記合成対地アドミッタンスを求めることを特徴とする、請求項４記載の線路特性演算装置。
【請求項６】
前記ωＣ測定部が、前記零相等価回路の３線一括対地アドミッタンス（Ｙ00）において前記第１乃至第ｎの配電線補償リアクトルの合成リアクトル分（Ｌ’）と該第１乃至第ｎの配電線補償リアクトルの合成抵抗分、前記中性点接地抵抗の抵抗分および前記他の接地形計器用変圧器のＧＰＴ三次制限抵抗の合成抵抗（Ｒ3）とを前記合成対地アドミッタンスと並列に接続して、前記対地静電容量を求めることを特徴とする、請求項４または５記載の線路特性演算装置。
【請求項７】
前記ωＣ測定部が、前記接地形計器用変圧器のＧＰＴ三次制限抵抗を“ＲGPT”、前記測定用抵抗を“Ｒm”、前記接地形計器用変圧器の零相内部インピーダンスを“Ｒ0＋ｊωＬ0”、前記第１乃至第ｎの配電線補償リアクトルの合成リアクトル分を“Ｌ’”、前記第１乃至第ｎの配電線補償リアクトルの合成抵抗分、前記中性点接地抵抗の抵抗分、前記他の接地形計器用変圧器のＧＰＴ三次制限抵抗の合成抵抗を“Ｒ3”および前記切替スイッチの切替前後の前記三次電圧の位相差を“θ”とすると、以下のωＣ演算二次方程式を用いて、
ｔａｎθ・（ωＣ’）2＋｛Ａ−Ｂ＋（Ｄ＋Ｅ）・ｔａｎθ｝・ωＣ’＋（Ａ・Ｂ＋Ｄ・Ｅ）・ｔａｎθ＋Ａ・Ｅ−Ｂ・Ｄ＝０
ここで、ωＣ’＝ωＣ−１／ωＬ’
Ａ＝（Ｒ01／β）＋（１／Ｒ3）
Ｂ＝（Ｒ02／γ）＋（１／Ｒ3）
Ｄ＝−（ωＬ0／β）
Ｅ＝−（ωＬ0／γ）
β＝Ｒ012＋（ωＬ0）2
γ＝Ｒ022＋（ωＬ0）2
Ｒ01＝Ｒ0＋ＲGPT
Ｒ02＝Ｒ0＋（ＲGPT・Ｒm）／（ＲGPT＋Ｒm）
前記合成対地アドミッタンスを求めることを特徴とする、請求項６記載の線路特性演算装置。
【請求項８】
前記切替スイッチを切替制御し、前記ωＣ測定部に前記対地アドミッタンスまたは前記合成対地アドミッタンスを求めるとともに、前記線路特性演算部に前記線路特性を算出するように制御する制御部（１３）をさらに具備することを特徴とする、請求項１乃至７いずれかに記載の線路特性演算装置。
【請求項９】
前記線路特性演算装置をパーソナルコンピュータ（３０）に接続して前記制御部の機能を該パーソナルコンピュータに行わせることを特徴とする、請求項８記載の線路特性演算装置。
【請求項１０】
前記線路特性演算装置を持ち運び可能な線路特性演算装置（２０）とし、該持ち運び可能な線路特性演算装置を変圧器盤に接続して前記線路特性を算出することを特徴とする、請求項９記載の線路特性演算装置。
【請求項１１】
請求項１乃至１０いずれかに記載の線路特性演算装置を用いて電力系統の第１乃至第ｎの配電線の線路特性を算定することを特徴とする、線路特性演算方法。
【請求項１】
電力系統の線路特性を得るための線路特性演算装置（１０）であって、
前記電力系統に接続された接地形計器用変圧器（３）のＧＰＴ三次制限抵抗（ＲGPT）と並列に接続された、かつ、直列接続された測定用抵抗（Ｒm）および切替スイッチ（ＳＷ）と、
該切替スイッチの切替前後の前記接地形計器用変圧器の三次電圧（Ｖ3）に基づいて前記電力系統全体の対地静電容量（C）による対地アドミッタンス（ＹC）または合成対地アドミッタンス（ＹC−ＹL）を測定するためのωＣ測定部（１１）と、
該ωＣ測定部によって測定された前記対地アドミッタンスまたは前記合成対地アドミッタンスに基づいて地絡事故時の前記電力系統全体の地絡電流（Ｉ0）を算定し、該算定した電力系統全体の地絡電流に基づいて地絡事故時に該電力系統の第１乃至第ｎの配電線（ｆ1〜ｆn）を流れる第１乃至第ｎの配電線地絡電流を算定して、該第１乃至第ｎの配電線の線路特性を算定する線路特性演算部（１２）と、
を具備することを特徴とする、線路特性演算装置。
【請求項２】
前記線路特性演算部が、
第１乃至第３の相残留電圧補償後零相電圧（Ｖ0sa〜Ｖ0sc）と第１乃至第３の相平衡時零相電圧（Ｖ0a〜Ｖ0c）との成す角度（θV0sa−θV0a，θV0sb−θV0b，θV0sc−θV0c）だけ前記第１乃至第ｎの配電線地絡電流の位相を補正し、
該位相補正後の第１乃至第ｎの配電線地絡電流に常時の第１乃至第ｎの入力残留電流（ｉ00f1〜ｉ00fn）を加算して、前記第１乃至第ｎの配電線の線路特性を算定する、
ことを特徴とする、請求項１記載の線路特性演算装置。
【請求項３】
前記線路特性演算部が、前記常時の第１乃至第ｎの入力残留電流を加算した前記位相補正後の第１乃至第ｎの配電線地絡電流から該常時の第１乃至第ｎの入力残留電流を除いた電流の前記第１乃至第ｎの配電線に設置された第１乃至第ｎの配電線零相変流器（５1〜５n）の１次換算値を試験電流として求めることを特徴とする、請求項２記載の線路特性演算装置。
【請求項４】
前記電力系統が、対地間抵抗（Ｒo）の小さい電力系統であり、
前記ωＣ測定部が、前記電力系統に接続された接地用変圧器（４）の中性点接地抵抗の抵抗分（ＲNGR）を前記接地形計器用変圧器のＧＰＴ三次制限抵抗（ＲGPT）と前記電力系統の零相等価回路上で別要素にするとともに、該電力系統に接続された第１乃至第ｎの配電線補償リアクトル（Ｌf1〜Ｌfn）の抵抗分（ＲL-f1〜ＲL-fn）の合成抵抗を前記ＧＰＴ三次制限抵抗と該零相等価回路上で別要素にして、前記合成対地アドミッタンスを求める、
ことを特徴とする、請求項１乃至３いずれかに記載の線路特性演算装置。
【請求項５】
前記接地形計器用変圧器以外の他の接地形計器用変圧器が前記電力系統に存在する場合には、前記ωＣ測定部が、該他の接地形計器用変圧器のＧＰＴ三次制限抵抗も前記ＧＰＴ三次制限抵抗と前記零相等価回路上で別要素にして、前記合成対地アドミッタンスを求めることを特徴とする、請求項４記載の線路特性演算装置。
【請求項６】
前記ωＣ測定部が、前記零相等価回路の３線一括対地アドミッタンス（Ｙ00）において前記第１乃至第ｎの配電線補償リアクトルの合成リアクトル分（Ｌ’）と該第１乃至第ｎの配電線補償リアクトルの合成抵抗分、前記中性点接地抵抗の抵抗分および前記他の接地形計器用変圧器のＧＰＴ三次制限抵抗の合成抵抗（Ｒ3）とを前記合成対地アドミッタンスと並列に接続して、前記対地静電容量を求めることを特徴とする、請求項４または５記載の線路特性演算装置。
【請求項７】
前記ωＣ測定部が、前記接地形計器用変圧器のＧＰＴ三次制限抵抗を“ＲGPT”、前記測定用抵抗を“Ｒm”、前記接地形計器用変圧器の零相内部インピーダンスを“Ｒ0＋ｊωＬ0”、前記第１乃至第ｎの配電線補償リアクトルの合成リアクトル分を“Ｌ’”、前記第１乃至第ｎの配電線補償リアクトルの合成抵抗分、前記中性点接地抵抗の抵抗分、前記他の接地形計器用変圧器のＧＰＴ三次制限抵抗の合成抵抗を“Ｒ3”および前記切替スイッチの切替前後の前記三次電圧の位相差を“θ”とすると、以下のωＣ演算二次方程式を用いて、
ｔａｎθ・（ωＣ’）2＋｛Ａ−Ｂ＋（Ｄ＋Ｅ）・ｔａｎθ｝・ωＣ’＋（Ａ・Ｂ＋Ｄ・Ｅ）・ｔａｎθ＋Ａ・Ｅ−Ｂ・Ｄ＝０
ここで、ωＣ’＝ωＣ−１／ωＬ’
Ａ＝（Ｒ01／β）＋（１／Ｒ3）
Ｂ＝（Ｒ02／γ）＋（１／Ｒ3）
Ｄ＝−（ωＬ0／β）
Ｅ＝−（ωＬ0／γ）
β＝Ｒ012＋（ωＬ0）2
γ＝Ｒ022＋（ωＬ0）2
Ｒ01＝Ｒ0＋ＲGPT
Ｒ02＝Ｒ0＋（ＲGPT・Ｒm）／（ＲGPT＋Ｒm）
前記合成対地アドミッタンスを求めることを特徴とする、請求項６記載の線路特性演算装置。
【請求項８】
前記切替スイッチを切替制御し、前記ωＣ測定部に前記対地アドミッタンスまたは前記合成対地アドミッタンスを求めるとともに、前記線路特性演算部に前記線路特性を算出するように制御する制御部（１３）をさらに具備することを特徴とする、請求項１乃至７いずれかに記載の線路特性演算装置。
【請求項９】
前記線路特性演算装置をパーソナルコンピュータ（３０）に接続して前記制御部の機能を該パーソナルコンピュータに行わせることを特徴とする、請求項８記載の線路特性演算装置。
【請求項１０】
前記線路特性演算装置を持ち運び可能な線路特性演算装置（２０）とし、該持ち運び可能な線路特性演算装置を変圧器盤に接続して前記線路特性を算出することを特徴とする、請求項９記載の線路特性演算装置。
【請求項１１】
請求項１乃至１０いずれかに記載の線路特性演算装置を用いて電力系統の第１乃至第ｎの配電線の線路特性を算定することを特徴とする、線路特性演算方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１１−２０９０３０（Ｐ２０１１−２０９０３０Ａ）
【公開日】平成２３年１０月２０日（２０１１．１０．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−７５５４０（Ｐ２０１０−７５５４０）
【出願日】平成２２年３月２９日（２０１０．３．２９）
【出願人】（０００２１１３０７）中国電力株式会社 (6,505)
【出願人】（０００２１４５６０）長谷川電機工業株式会社 (25)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月２０日（２０１１．１０．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月２９日（２０１０．３．２９）
【出願人】（０００２１１３０７）中国電力株式会社 (6,505)
【出願人】（０００２１４５６０）長谷川電機工業株式会社 (25)
【Ｆターム（参考）】
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