配電系統の地絡保護システム、配電系統の地絡保護方法、プログラム
【課題】事故回線の全区間の停電を回避することが可能な地絡保護システムを低コストで実現する。
【解決手段】配電線Ｘ（Ｘ＝１〜２）の複数の区間Ｘ−ｋ（ｋ＝１〜ｍ）毎に設置される子局Ｘ−ｋは、零相電流変流器ＺＣＴＸ−ｋにより検出された零相電流Ｉ０の絶対値を検出するとともに、その検出した絶対値が閾値を上回るか否かの判定結果を示す絶対値判定信号ＧＸ−ｋを送信する。配電制御装置２００は、子局Ｘ−ｋより送信された絶対値判定信号ＧＸ−ｋに基づいて、地絡過電圧継電器ＯＶＧＲＸにより配電用遮断器ＣＢＸが遮断される前に、配電線Ｘの全区間Ｘ−ｋを通じた絶対値判定信号ＧＸ−ｋの分布に基づいて地絡事故区間Ｘ−ｐを特定するとともに、その特定した地絡事故区間Ｘ−ｐより電源側の区間Ｘ−（ｐ−１）の子局Ｘ−（ｐ−１）に向けて、区分開閉器ＤＭＸ−（ｐ−１）の開指令を送信する。
【解決手段】配電線Ｘ（Ｘ＝１〜２）の複数の区間Ｘ−ｋ（ｋ＝１〜ｍ）毎に設置される子局Ｘ−ｋは、零相電流変流器ＺＣＴＸ−ｋにより検出された零相電流Ｉ０の絶対値を検出するとともに、その検出した絶対値が閾値を上回るか否かの判定結果を示す絶対値判定信号ＧＸ−ｋを送信する。配電制御装置２００は、子局Ｘ−ｋより送信された絶対値判定信号ＧＸ−ｋに基づいて、地絡過電圧継電器ＯＶＧＲＸにより配電用遮断器ＣＢＸが遮断される前に、配電線Ｘの全区間Ｘ−ｋを通じた絶対値判定信号ＧＸ−ｋの分布に基づいて地絡事故区間Ｘ−ｐを特定するとともに、その特定した地絡事故区間Ｘ−ｐより電源側の区間Ｘ−（ｐ−１）の子局Ｘ−（ｐ−１）に向けて、区分開閉器ＤＭＸ−（ｐ−１）の開指令を送信する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配電系統の地絡保護システム、配電系統の地絡保護方法、プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
配電系統を構成する配電線において地絡事故が発生した場合に地絡事故区間を特定するための技術として、以下の特許文献１、２が提案されている。
【０００３】
特許文献１では、各電柱に子局を設置するとともに、各子局から伝送される情報を収集して地絡点検出を行う親局を設けた地絡点検出システムが開示されている。この地絡点検出の具体的な内容は、次の通りである。
【０００４】
各子局には、配電線のいずれかの相電流と零相電流とを検出する変流器と、この変流器により検出された相電流を基準とした零相電流の位相を検出する位相検出器と、変電所内の地絡方向継電器の動作時間よりもやや小さいか、あるいは１／２程度の値を経過したか否かを監視するタイマと、が備えられている。当該タイマがタイムアップした場合には、当該位相検出器により検出された零相電流の位相が親局に伝送される。
【０００５】
一方、親局の方では、配電用変電所内の地絡方向継電器が動作するという動作情報に基づき地絡発生及び地絡フィーダを検出している。また、親局は、各子局を対象として、当該子局より母線側の子局で検出された零相電流Ｉ０の位相が同相側Ｉ０（進み９０°の電流）であり、且つ当該子局よりも末端側の子局で検出された零相電流Ｉ０の位相が逆相側Ｉ０（遅れ９０°の電流）である等の条件成立を受けて、地絡フィーダ上の地絡事故区間を特定している。
【０００６】
特許文献２では、各配電線の開閉器点の地絡電流を読み取る地絡電流読み取り手段と、この読み取った地絡電流が最大となる配電線を特定する配電線特定手段と、この特定した配電線の地絡電流の基準値を算出する基準値算出手段と、この特定した配電線の各開閉器点より地絡電流を読み取って、各配電線の開閉器で区分される区間前後の開閉器の地絡電流を比較する手段と、この比較された地絡電流の差が最大で基準値以上の区間があったときに当該区間を地絡事故点と判断する比較判断手段と、を有した地絡事故点認識処理装置が開示されている。
【特許文献１】特開平５−２６８７２３号公報
【特許文献２】特開平７−２９８４８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、特許文献１に開示された地絡点検出システムの場合、各電柱に設置される子局には、上記変流器、上記位相検出器、上記タイマ等を設ける必要があり、システム構築コストが高価になるという課題がある。
【０００８】
また、親局では、地絡方向継電器が動作したという動作情報を用いて地絡事故が発生した地絡事故区間の特定を行っているが、この地絡方向継電器の動作は、限時動作（地絡方向継電器の単体動作によりフィーダ遮断器を遮断する場合）であるのか、瞬時動作（地絡過電圧継電器の動作とのＡＮＤ条件によりフィーダ遮断器を遮断する場合）であるのかが不明である。
【０００９】
仮に、地絡方向継電器の動作を限時動作とした場合、地絡事故区間の特定により、少なくとも１回は、当該地絡事故区間を含む地絡フィーダの全区間が停電するという課題がある。言い換えると、地絡事故区間よりも母線側にある健全な区間までもが停電するという課題がある。
【００１０】
一方、地絡方向継電器の動作を瞬時動作とした場合、次のような課題がある。即ち、特許文献１によれば、各子局は、上記タイマによって零相電流の検出時間が変電所内の地絡方向継電器の動作時間（０．２〜２秒）のおおむね１／２程度計時されたとき、零相電流の位相情報を親局に伝送している。しかし、特許文献１には、上記タイマの時間整定値を上記のように整定した理由、特に親局側の地絡事故区間の判定に要する時間との関係により整定した理由について何ら開示がない。
【００１１】
このため、親局では、変電所内の地絡方向継電器の瞬時動作情報と、各子局から上記タイマの時間整定値後に伝送される零相電流の位相情報と、の間に同期（整合性）がとれない虞がある。この結果、親局は、零相電流の位相情報に基づいた各条件の判定結果を得るまでに長時間を要してしまい、地絡事故区間を特定する前に、地絡方向継電器の瞬時動作に基づき地絡フィーダの全区間が停電する虞があるという課題がある。
【００１２】
また、特許文献２に開示された地絡事故点認識処理装置の場合、配電線の各開閉器点より読み取った地絡電流の大きさの比較結果に基づいて地絡フィーダや地絡事故が発生した地絡事故区間の特定を行っており、この特定の際に地絡方向継電器の動作情報を用いていない。従って、特許文献１の場合と同様に、地絡事故区間の特定前に、変電所内の地絡方向継電器の限時動作に基づき地絡フィーダの全区間が停電する虞があるという課題がある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前述した課題を解決する主たる本発明は、母線から遮断器を介して負荷に電力を供給する複数の配電線が複数の区分開閉器により複数の区間に区分される配電系統の地絡保護システムであって、前記複数の配電線毎に設けられ、自回線の地絡事故発生を検出した場合、当該自回線の遮断器を遮断する第１地絡保護装置と、前記複数の区間毎に設けられ、自区間に流れる零相電流を検出する第１零相電流変流器と、前記複数の区間毎に設けられ、前記第１零相電流変流器により検出された零相電流の絶対値を検出するとともに、その検出した絶対値が閾値を上回るか否かの判定結果を示す絶対値判定信号を送信する第１通信端末装置と、前記第１通信端末装置より送信された前記絶対値判定信号に基づいて、前記第１地絡保護装置により事故回線の前記遮断器が遮断される前に、当該事故回線の全区間を通じた前記絶対値判定信号の分布に基づいて地絡事故区間を特定するとともに、その特定した地絡事故区間より母線側の区間の前記第１通信端末装置に向けて、当該母線側の区間の前記区分開閉器の開指令を送信する第２地絡保護装置と、を有することを特徴とする。
【００１４】
また、上記の配電系統の地絡保護システムであって、前記第２地絡保護装置は、前記絶対値判定信号の分布に基づいて、前記配電線の全ての隣り合う二区間の中で、前記母線側の一方の区間における絶対値判定信号が前記閾値を上回り、且つ前記負荷側の他方の区間における絶対値判定信号が前記閾値を下回る二区間を検出し、当該他方の区間を地絡事故区間として特定すること、としてもよい。
【００１５】
また、上記の配電系統の地絡保護システムであって、前記第２地絡保護装置は、前記配電線の全区間を通じた絶対値判定信号を、前記複数の配電線毎に、母線側の区間から負荷側の区間に向かう順に配列したテーブルを格納するデータベースを有すること、としてもよい。
【００１６】
また、上記の配電系統の地絡保護システムであって、前記第１地絡保護装置は、前記母線の零相電圧を検出する接地変圧器と、前記複数の配電線毎に設けられ、保護対象の配電線の前記遮断器に流れる零相電流を検出する第２零相電流変流器と、前記複数の配電線毎に設けられ、前記第２零相電流変流器により検出された零相電流と、前記接地変圧器により検出された零相電圧と、に基づいて、自回線の地絡事故発生を検出したとき、第１動作時間整定値の経過後に地絡検出信号を送信する地絡方向継電器と、前記接地変圧器より検出される零相電圧が前記第１動作時間整定値よりも長い第２動作時間整定値の間継続して上回るとき、前記地絡検出信号を送信した前記地絡方向継電器を介して事故回線の前記遮断器を遮断させる地絡過電圧継電器と、を有し、前記第２地絡保護装置は、同一の地絡事故区間が、前記第２動作時間整定値よりも短い時間の間継続して特定されるとき、前記開指令を送信すること、としてもよい。
【００１７】
また、上記の配電系統の地絡保護システムであって、前記地絡方向継電器から送信される地絡検出信号を受信し、その受信した地絡検出信号を前記第２地絡保護装置に伝送する第２通信端末装置を有し、前記第２地絡保護装置は、前記第２通信端末装置より伝送される地絡検出信号に基づき地絡事故発生を検出し、且つ同一の地絡事故区間が前記第２動作時間整定値から前記第１動作時間整定値を差し引いた時間よりも短い第３動作時間整定値の間継続して特定されるとき、前記開指令を送信すること、としてもよい。
【００１８】
また、上記の配電系統の地絡保護システムであって、前記第１通信端末装置は、前記閾値を、前記地絡方向継電器の地絡試験により得られる零相電圧に対する母線側から負荷側に向けて流れる零相電流の特性分布に基づき、所定の地絡抵抗に応じた当該特性分布上の零相電流として整定すること、としてもよい。
【００１９】
また、上記の配電系統の地絡保護システムであって、前記第２地絡保護装置は、前記第１通信端末装置又は前記第２通信端末装置と通信路を介した通信によって、前記配電系統の遠隔監視制御を行う情報処理装置であること、としてもよい。
【００２０】
前述した課題を解決する主たるその他の本発明は、母線から遮断器を介して負荷に電力を供給する複数の配電線を複数の区間に区分する複数の区分開閉器と、前記複数の配電線毎に設けられ、自回線の地絡事故発生を検出した場合、当該自回線の遮断器を遮断する第１地絡保護装置と、前記複数の区間毎に設けられ、自区間に流れる零相電流を検出する第１零相電流変流器と、前記複数の区間毎に設けられ、前記第１零相電流変流器により検出された零相電流の絶対値を検出するとともに、その検出した絶対値が閾値を上回るか否かの判定結果を示す絶対値判定信号を送信する第１通信端末装置と、を有した配電系統の地絡保護方法であって、前記第１通信端末装置と通信可能に接続された第２地絡保護装置が、前記第１通信端末装置より送信された前記絶対値判定信号を受信するステップと、前記第１地絡保護装置により事故回線の前記遮断器が遮断される前に、当該事故回線の全区間を通じた前記絶対値判定信号の分布に基づいて地絡事故区間を特定するステップと、その特定された前記地絡事故区間より母線側の区間の前記第１通信端末装置に向けて、当該母線側の区間の前記区分開閉器の開指令を送信するステップと、を有することを特徴とする。
【００２１】
前述した課題を解決する主たるその他の更なる本発明は、母線から遮断器を介して負荷に電力を供給する複数の配電線を複数の区間に区分する複数の区分開閉器と、前記複数の配電線毎に設けられ、自回線の地絡事故発生を検出した場合、当該自回線の遮断器を遮断する第１地絡保護装置と、前記複数の区間毎に設けられ、自区間に流れる零相電流を検出する第１零相電流変流器と、前記複数の区間毎に設けられ、前記第１零相電流変流器により検出された零相電流の絶対値を検出するとともに、その検出した絶対値が閾値を上回るか否かの判定結果を示す絶対値判定信号を送信する第１通信端末装置と、を有した配電系統において、前記第１通信端末装置と通信可能に接続された第２地絡保護装置に、前記第１通信端末装置より送信された前記絶対値判定信号を受信する手順と、前記第１地絡保護装置により事故回線の前記遮断器が遮断される前に、当該事故回線の全区間を通じた前記絶対値判定信号の分布に基づいて地絡事故区間を特定する手順と、その特定された前記地絡事故区間より母線側の区間の前記第１通信端末装置に向けて、当該母線側の区間の前記区分開閉器の開指令を送信する手順と、を実行させるためのプログラムである。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、母線から遮断器を介して負荷に電力を供給する複数の配電線が複数の区分開閉器により複数の区間に区分される配電系統にあって、地絡事故が発生した事故回線並びにその事故回線の地絡事故区間を適切に特定するとともに、当該地絡事故区間よりも負荷側の区間のみを停電させることで事故回線の全区間の停電を回避することが可能な地絡保護システムを低コストで実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
＝＝＝配電自動化システム（地絡保護システム）の全体構成＝＝＝
図２乃至図４を適宜参照しつつ、図１をもとに本発明の一実施形態に係る配電自動化システムの全体構成を以下に説明する。
【００２４】
図１に示す配電自動化システムは、電力会社の支社、営業所２０に設置された配電制御装置２００（本願請求項に係る第２地絡保護装置）を、中継子局６並びに通信網３０並びに通信線３２、３３、３４、３５（メタル通信回線もしくは光通信回線）を介して、配電用変電所１０内に配電線Ｘ（Ｘ＝１〜ｎ）毎に設置される子局Ｘ−０（本願請求項に係る第２通信端末装置）や、配電線Ｘを複数の区間（Ｘ−ｋ（ｋ＝１〜ｍ））に区分する区分開閉器ＤＭ（Ｘ−ｋ）とともに電柱に設置される子局（Ｘ−ｋ）（本願請求項に係る第１通信端末装置）と通信可能に接続して構成される。尚、以下では、ｎは２とし、ｍは全ての配電線Ｘについて同じ自然数であるものとするが、ｎは３以上でもよく、また、ｍは配電線Ｘ毎に異なっていてもよい。
【００２５】
配電自動化システムは、上記の構成を前提として、全子局１−ｋ、２−ｋ（ｋ＝０〜ｍ）と配電制御装置２００との間の通信により配電系統全体の遠隔監視制御を行う。具体的には、配電線１、２の電流情報の自動収集、配電系統の各状態のリアルタイム表示、地絡事故区間の自動分離並びに健全区間の自動復旧を行う地絡保護機能、短絡事故区間の自動分離並びに健全区間の自動復旧を行う短絡保護機能、電力融通計算に基づき他の配電用変電所の配電系統との連系を図る自動系統切替等を行う。
【００２６】
尚、上記の地絡保護機能は、配電制御装置２００（本願請求項に係る第２地絡保護装置）が動作主体となり、地絡事故区間Ｘ−ｐより負荷側の区間Ｘ−ｋ（ｋ＝ｐ〜ｍ）のみ停電させる主保護機能と、後述の地絡方向継電器ＤＧＲ(Directional Ground Relay)１、２及び地絡過電圧継電器ＯＶＧＲ（Over Voltage Ground Relay）を有した地絡保護装置４００ａ、４００ｂ（本願請求項に係る第１地絡保護装置）が動作主体となり、事故回線の全区間Ｘ−ｋ（ｋ＝１〜ｍ）の停電を伴う後備保護機能と、を有している。
【００２７】
まず、主保護機能の概要を説明すると、例えば、配電線１に地絡事故が発生した場合、地絡事故点を含む地絡事故区間１−ｐより電源側の各区間１−ｋ（ｋ＝１〜ｐ−１）には、当該区間及び当該区間よりも電源側にある各区間の対地静電容量Ｃからの地絡電流Ｉｇ１の総和と他の配電線２から流れ込む地絡電流Ｉｇ２とを加算した電流が、地絡事故点に向けて流れる。尚、以下では、電源側から地絡事故点に向けて流れる地絡電流のことを進み零相電流Ｉ０と呼ぶ。この進み零相電流Ｉ０は、後述の零相変流器ＺＣＴ１−ｋ、２−ｋ（ｋ＝１〜ｍ）により零相電圧Ｖ０よりも位相が略９０°進んだ零相電流Ｉ０として検出される。
【００２８】
一方、地絡事故区間１−ｐよりも負荷側の各区間１−ｋ（ｋ＝ｐ＋１〜ｍ）には、当該区間及び当該区間よりも負荷側にある区間の対地静電容量Ｃからの地絡電流Ｉｇ１の総和となる電流が、地絡事故点に向けて流れる。尚、以下では、負荷側から地絡事故点に向けて流れる地絡電流のことを遅れ零相電流Ｉ０と呼ぶ。この遅れ零相電流Ｉ０は、後述の零相変流器ＺＣＴ１−ｋ、２−ｋ（ｋ＝１〜ｍ）により、零相電圧Ｖ０よりも位相が略９０°遅れた零相電流Ｉ０として検出される。
【００２９】
従って、一般的に、地絡事故区間Ｘ−ｐよりも電源側の各区間Ｘ−ｋ（ｋ＝１〜ｐ−１）の進み零相電流Ｉ０の絶対値は、地絡事故区間Ｘ−ｐを含む負荷側の各区間Ｘ−ｋ（ｋ＝ｐ＋１〜ｍ）の遅れ零相電流Ｉ０の絶対値よりも大きくなる。そこで、配電自動化システムは、上記の主保護機能を実現するにあたり、各区間Ｘ−ｋ（ｋ＝１〜ｍ）に設置される子局Ｘ−ｋ（ｋ＝１〜ｍ）に、配電線１、２の全区間の零相電流の絶対値を検出する機能と、この機能より検出した絶対値が所定の閾値を上回るか否かを判定した絶対値判定信号ＧＸ−ｋ（ｋ＝１〜ｍ）を出力する機能と、を備えるようにしている。尚、配電線１、２の情報として各区間１−ｋ、２−ｋ（ｋ〜１〜ｍ）の零相電流Ｉ０の絶対値の変化を検出すれば済むため、配電線の各区間１−ｋ、２−ｋ（ｋ〜１〜ｍ）に高価な地絡方向継電器ＤＧＲ並びに零相電圧検出器ＺＰＤを設けることが不要となり、低コスト化を図ることが可能である。
【００３０】
また、後述の地絡保護装置４００ａ、４００ｂによる配電用遮断器ＣＢ１、２の遮断（即ち、配電線１、２の全区間停電）を伴う後備保護よりも優先して、配電線１、２の全区間を通じた零相電流Ｉ０の絶対値判定信号ＧＸ−ｋ（ｋ＝１〜ｍ）の分布に基づいて地絡事故区間Ｘ−ｐを特定する。そして、地絡事故区間Ｘ−ｐを含む負荷側の区間Ｘ−ｋ（ｋ＝ｐ〜ｍ）のみを後の復旧作業のために停電させることで、地絡事故区間Ｘ−ｐよりも電源側の健全区間Ｘ−ｋ（ｋ＝１〜ｐ−１）の停電を回避している。
【００３１】
具体的には、配電線１、２の全区間を通じた零相電流Ｉ０の絶対値判定信号ＧＸ−ｋ（ｋ＝１〜ｍ）の分布の中で、絶対値が急激に変化する分布の臨界を、配電線の全ての隣り合う二区間の中で、母線側の一方の区間Ｘ−（ｐ−１）における絶対値判定信号ＧＸ−（ｐ−１）が所定の閾値（後述の動作電流整定値Ｉ０ｔｈ３）を上回り、且つ負荷側の他方の区間Ｘ−ｐにおける絶対値判定信号ＧＸ−ｐが所定の閾値を下回る二区間Ｘ−（ｐ−１）、Ｘ−ｐとして検出する。本実施形態では、上記のように、零相電流Ｉ０の絶対値が急激に変化する二区間を検出することで、地絡事故区間Ｘ−ｐの特定を行っている。
【００３２】
一方、後備保護機能は、例えば、配電線１に地絡事故が発生した場合とすると、次のように行われる。配電線１を対象とする地絡保護装置４００ａは、事故回線１の地絡事故発生を検出した場合、配電用遮断器ＣＢ１を遮断する。すると、事故回線１の全ての区分開閉器ＤＭ１−ｋ（ｋ＝１〜ｍ）は配電用遮断器ＣＢ１の遮断に伴い無電圧開放され、事故回線１の全区間停電が発生する。
【００３３】
その後、地絡事故区間１−ｐを特定するために、地絡保護装置４００ａは、配電用遮断器ＣＢ１を再投入（再閉路）する。すると、事故回線１が電源側から充電され、電源側から負荷側に向けて区分開閉器ＤＭ１−ｋ（ｋ＝１〜ｍ）が順に時限投入される。地絡事故区間の区分開閉器ＤＭ１−ｐが時限投入された場合、再度地絡電流が流れるために、配電用遮断器ＣＢ１が地絡保護装置４００ａによって再び遮断（再閉路失敗）される。従って、事故回線１の全ての区分開閉器ＤＭ１−ｋ（ｋ＝１〜ｍ）が再び無電圧開放される。
【００３４】
配電制御装置２００は、再閉路失敗時の地絡事故区間１−ｐの区分開閉器ＤＭ１−ｐの情報を記憶することで、地絡事故区間１−ｐの特定を行う。また、再閉路時と同様に、地絡保護装置４００ａは、配電用遮断器ＣＢ１を再投入（再々閉路）し、電源側から負荷側に向けて区分開閉器ＤＭ１−ｋ（ｋ＝１〜ｍ）が順に時限投入される。尚、地絡事故区間１−ｐの直前の電源側区間の区分開閉器ＤＭ１−（ｐ−１）は時限投入をロックする。
【００３５】
以下では、図１に示す配電自動化システムの各構成を詳細に説明する。
【００３６】
配電用変電所１０には発電所（不図示）より送電された電力を所定の変圧比で降圧する所定結線（Ｙ−Δ結線、Ｙ−Ｙ−Δ結線等）の配電用変圧器Ｔｒが設置される。配電用変圧器Ｔｒの２次側には母線４が接続され、母線４の負荷側には配電用遮断器ＣＢ１、２を介して配電線１、２が延設される。
【００３７】
母線４には接地変圧器ＧＰＴ(Grounding Potential Transformer)の１次巻線（Ｙ巻線）が接続される。尚、１次巻線の中性点は大地に接地される。また、接地変圧器ＧＰＴの２次巻線（オープンΔ巻線）の開放端より、母線４の各相の相電圧を合成（加算）した配電線１、２共通の零相電圧Ｖ０が検出される。尚、接地変圧器ＧＰＴ以外に、接地変圧器ＥＶＴ（Earthed Voltage Transformer）を用いてもよい。
【００３８】
配電用遮断器ＣＢ１、２の周辺に零相変流器ＺＣＴ１−０、２−０と、地絡保護装置４００ａ、４００ｂが設置される。地絡保護装置４００ａ、４００ｂは、各装置共通の地絡過電圧継電器ＯＶＧＲと、地絡方向継電器ＤＧＲ１、２と、により構成される。
【００３９】
零相変流器ＺＣＴ１−０、２−０は、配電線１、２の各相に流れる相電流を合成（加算）することで、地絡事故時の零相電流Ｉ０（進み零相電流Ｉ０又は遅れ零相電流Ｉ０）を検出する。尚、零相変流器ＺＣＴ１−０、２−０は、母線４から負荷に向かう向きを正方向とし、負荷から母線４に向かう向きを負方向として零相電流Ｉ０を検出する。正方向に流れる零相電流Ｉ０は進み零相電流Ｉ０であり、負方向に流れる零相電流Ｉ０は遅れ零相電流Ｉ０である。
【００４０】
零相変流器ＺＣＴ１−０、２−０の二次側には地絡方向継電器ＤＧＲ１、２が接続される。地絡方向継電器ＤＧＲ１、２は、瞬時動作向けの各整定値として、動作電流整定値Ｉ０ｔｈ１、動作電圧整定値Ｖ０ｔｈ１、動作時間整定値ｔｔｈ１（本願請求項に係る「第１動作時間整定値」）、動作位相整定範囲（遅れθａ〜進みθｂ）が夫々整定されている。尚、以下では、動作時間整定値ｔｔｈ１は「０．２ｓ」とする。また、動作電圧整定値Ｖ０ｔｈ１は、既知の地絡抵抗（例えば、６０００Ω）に対応した電圧とする。
【００４１】
地絡方向継電器ＤＧＲ１、２は、接地変圧器ＧＰＴにより検出された零相電圧Ｖ０と、自身と接続される零相変流器ＺＣＴ１−０、２−０により検出された零相電流Ｉ０と、が供給され、零相電圧Ｖ０及び零相電流Ｉ０が上記の瞬時動作の各整定値と照合する場合、直ぐに（動作時間整定値ｔｔｈ１後）動作して地絡事故発生を検出したことを示す地絡事故検出信号Ｄ１、２を送信する。
【００４２】
地絡過電圧継電器ＯＶＧＲは、限時動作向けの各整定値として、動作電圧整定値Ｖ０ｔｈ２、動作時間整定値ｔｔｈ１よりも長い動作時間整定値ｔｔｈ２（本願請求項２に係る第２動作時間整定値）が夫々整定される。また、動作電圧整定値Ｖ０ｔｈ２は、地絡方向継電器ＤＧＲ１、２と同様に、既知の地絡抵抗（例えば、６０００Ω）に対応した電圧とする。
【００４３】
地絡過電圧継電器ＯＶＧＲは、接地変圧器ＧＰＴより検出された零相電圧Ｖ０が供給される。地絡過電圧継電器ＯＶＧＲは、零相電圧Ｖ０が動作電圧整定値Ｖ０ｔｈ２を上回る継続時間が動作時間整定値ｔｔｈ２を超過したときに動作して、地絡方向継電器ＤＧＲ１、２を介して配電用遮断器ＣＢ１、２を遮断させる。
【００４４】
子局１−０、２−０は、地絡方向継電器ＤＧＲ１、２より送信される地絡事故検出信号Ｄ１、Ｄ２を受信すると、所定の伝送手順に基づいて中継子局６を介して配電制御装置２００に送信する。尚、所定の伝送手順には、情報を定周期で送受信するＣＤＴ（Cyclic Data Transfer）方式、イベント情報が発生する度に送受信するＨＤＬＣ(High level Data Link Control)方式等が採用される。
【００４５】
配電線１、２を架設する電柱上には、複数の区間１−ｋ、２−ｋ（ｋ＝１〜ｍ）に区分するための区分開閉器ＤＭ１−ｋ、ＤＭ２−ｋ（ｋ＝１〜ｍ）と、区分開閉器ＤＭ１−ｋ、ＤＭ２−ｋ（ｋ＝１〜ｍ）により区分された区間１−ｋ、２−ｋ（ｋ＝１〜ｍ）を流れる零相電流Ｉ０（進み零相電流Ｉ０又は遅れ零相電流Ｉ０）を検出する零相変流器ＺＣＴ１−ｋ、２−ｋ（ｋ＝１〜ｍ）と、区分開閉器ＤＭ１−ｋ、２−ｋ（ｋ＝１〜ｍ）並びに零相変流器ＺＣＴ１−ｋ、２−ｋ（ｋ＝１〜ｍ）と接続された子局１−ｋ、２−ｋ（ｋ＝１〜ｍ）と、が設置される。
【００４６】
零相変流器ＺＣＴ１−ｋ、２−ｋ（ｋ＝１〜ｍ）は、各区間１−ｋ、２−ｋ（ｋ＝１〜ｍ）に流れる零相電流Ｉ０を、配電用変電所１０から負荷に向かう正方向の進み零相電流Ｉ０、又は負荷から配電用変電所１０に向かう負方向の遅れ零相電流Ｉ０として検出する。
【００４７】
子局１−ｋ、２−ｋ（ｋ＝１〜ｍ）は、零相変流器ＺＣＴ１−ｋ、２−ｋ（ｋ＝１〜ｍ）により供給される零相電流Ｉ０の絶対値を検出する機能と、この機能より検出された絶対値が動作電流整定値Ｉ０ｔｈ３よりも大きいか若しくは小さいかの判定結果（１：｜Ｉ０｜＞Ｉ０ｔｈ３、０：｜Ｉ０｜＜Ｉ０ｔｈ３）を示す絶対値判定信号Ｇ１−ｋ、Ｇ２−ｋ（ｋ＝１〜ｍ）を送信する機能と、を有する。尚、零相電流Ｉ０の絶対値には実効値（瞬時値の二乗平均の平方根）を用いるが、平均値（瞬時値の絶対値を１周期について平均した値）又は最大値（瞬時値の最も大きい値）を用いてもよい。
【００４８】
また、子局１−ｋ、２−ｋ（ｋ＝１〜ｍ）は、絶対値判定信号Ｇ１−ｋ、Ｇ２−ｋ（ｋ＝１〜ｍ）を所定の伝送手順（ＣＤＴ方式やＨＤＬＣ方式等）に基づいて中継子局６を介して配電制御装置２００に送信する機能を有する。さらに、子局１−ｋ、２−ｋ（ｋ＝１〜ｍ）は、配電制御装置２００から送信された開指令又は閉指令を受信する機能と、この機能により受信した開指令又は閉指令に従って区分開閉器ＤＭ１−ｋ、２−ｋ（ｋ＝１〜ｍ）の開操作又は閉操作を行う機能と、を有する。
【００４９】
尚、子局１−ｋ、２−ｋ（ｋ＝１〜ｍ）の動作電流整定値Ｉ０ｔｈ３は、地絡方向継電器ＤＧＲ１、２の１次試験（人工地絡試験）により得られた地絡抵抗に対する進み零相電流Ｉ０並びに遅れ零相電流Ｉ０の特性分布を用いて整定できる。図２は、かかる特性分布の一例を示したものである。図２に示す特性分布によれば、地絡抵抗が大きくなるに従って、進み零相電流Ｉ０並びに遅れ零相電流Ｉ０は減少することが判明する。また、図２に示す特性分布によれば、進み零相電流Ｉ０は遅れ零相電流Ｉ０よりも総じて小さいことが判明する。
【００５０】
そこで、子局１−ｋ、２−ｋ（ｋ＝１〜ｍ）は、地絡方向継電器ＤＧＲ１、ＤＧＲ２の動作電圧整定値Ｖ０ｔｈ１に対応した地絡抵抗６０００Ωのときの進み零相電流Ｉ０の値を、零相電流Ｉ０の絶対値の比較対象とする動作電流整定値Ｉ０ｔｈ３として整定する。この結果、子局１−ｋ、２−ｋ（ｋ＝１〜ｍ）の動作電流整定値Ｉ０ｔｈ３の整定作業が試行錯誤にならずに済み、零相電流Ｉ０の絶対値の判定をより正確に行うことが可能となる。
【００５１】
尚、図３（ａ）は、進み零相電流Ｉ０と動作電流整定値Ｉ０ｔｈ３との関係を表したベクトル図であり、進み零相電流Ｉ０の位相は零相電圧Ｖ０に対して９０°進んでおり、また、進み零相電流Ｉ０の絶対値は動作電流整定値Ｉ０ｔｈ３を表した円の半径よりも長くなることを表している。一方、図３（ｂ）は、遅れ零相電流Ｉ０と動作電流整定値Ｉ０ｔｈ３との関係を表したベクトル図であり、遅れ零相電流Ｉ０の位相は零相電圧Ｖ０に対して９０°遅れており、また、遅れ零相電流Ｉ０の絶対値は動作電流整定値Ｉ０ｔｈ３を表した円の半径よりも短くなることを表している。
【００５２】
配電制御装置２００は、図４に示すように、親局２０１、データベース２０２、メモリ２０３、ＣＰＵ２０４、入力装置２０５、表示装置２０６、プリンタ２０７がバス２０８を介して通信可能に接続して構成される情報処理装置である。
【００５３】
親局２０１は、通信線３４を介して通信網３０と接続され、所定の伝送手順（ＣＤＴ方式やＨＤＬＣ方式等）に従って中継子局６を介して配電用変電所１０内の子局１−０、子局２−０、配電線１の全子局１−ｋ、配電線２の全子局２−ｋと通信を行う遠隔監視制御装置である。データベース２０２は、後述の地絡事故区間判定テーブル２０２０を格納する。メモリ２０３は、ＣＰＵ２０４より実行されるプログラムや作業データを格納する。
【００５４】
ＣＰＵ２０４は、配電制御装置２００全体の制御を統括するプロセッサであり、メモリ２０３に格納されたプログラムを実行することにより、事故時の系統切替手順の作成、配電線管理運用業務の処理、主保護機能及び後備保護機能のための処理等を行う。入力装置２０５は、キーボード、マウス、タッチパネル等である。表示装置２０６は、配電系統における配電線電流の表示や、特定された事故区間の表示を行う。プリンタ２０７は、運転状況の印字・記録等を行う。
【００５５】
＝＝＝地絡保護装置による後備保護機能＝＝＝
図５、図６に示すフローチャートを用いて、配電用変電所１０内の地絡保護装置４００ａ、４００ｂによる後備保護の内容を説明する。尚、図５は、説明の便宜上、地絡方向継電器ＤＧＲ１、２のアナログシーケンス動作をデジタルシーケンス動作として表現した場合のフローチャートであり、図６は、説明の便宜上、地絡過電圧継電器ＯＶＧＲのアナログシーケンス動作をデジタルシーケンス動作として表現した場合のフローチャートである。つまり、以下に説明される地絡方向継電器ＤＧＲ１、２や地絡過電圧継電器ＯＶＧＲのデジタルシーケンス動作は、実際には、地絡方向継電器ＤＧＲ１、２や地絡過電圧継電器ＯＶＧＲが具備する電磁継電器や時限継電器によるアナログシーケンス動作である。
【００５６】
まず、地絡方向継電器ＤＧＲ１、２は、時間変数ｔ１を０に設定し（Ｓ５００）、当該時間変数ｔ１にサンプリング周期Δｔを加算する（Ｓ５０１）。次に、地絡方向継電器ＤＧＲ１、２は、接地変圧器ＧＰＴより検出された零相電圧Ｖ０と、零相変流器ＺＣＴ１−０、２−０より検出された零相電流Ｉ０と、を取得する（Ｓ５０２）。そして、零相電流Ｉ０の大きさが動作電流整定値Ｉ０ｔｈ１よりも大きく、且つ零相電圧Ｖ０を基準とした零相電流Ｉ０の位相が動作位相整定範囲（θａ〜θｂ）内であるか否かを判定する（Ｓ５０３）。
【００５７】
Ｓ５０３の条件が不成立となる場合（Ｓ５０３：ＮＯ）、Ｓ５００に戻る。Ｓ５０３の条件が成立する場合（Ｓ５０３：ＹＥＳ）、時間変数ｔ１が動作時間整定値ｔｔｈ１を経過したか否かを判定する（Ｓ５０４）。時間変数ｔ１が動作時間整定値ｔｔｈ１を経過していない場合（Ｓ５０４：ＮＯ）、Ｓ５０１に戻る。時間変数ｔ１が動作時間整定値ｔｔｈ１を経過した場合（Ｓ５０４：ＹＥＳ）、地絡方向継電器ＤＧＲ１、２は、地絡事故が発生した旨を示す地絡検出信号Ｄ１、Ｄ２を送信する（Ｓ５０５）。地絡事故検出信号Ｄ１、２は、配電用遮断器ＣＢ１、２のトリップ回路に電流を流す接点を閉じるための信号である。尚、地絡過電圧継電器ＯＶＧＲが動作するまでは、配電用遮断器ＣＢ１、２のトリップ回路に配電用遮断器ＣＢ１、２をトリップさせるための遮断電源が供給されない状態となっている。
【００５８】
一方、地絡過電圧継電器ＯＶＧＲは、時間変数ｔ２を０に設定し（Ｓ６０１）、当該時間変数ｔ２にサンプリング周期Δｔを加算する（Ｓ６０２）。次に、地絡過電圧継電器ＯＶＧＲは、接地変圧器ＧＰＴより検出された零相電圧Ｖ０を取得する（Ｓ６０３）。そして、零相電圧Ｖ０の大きさが動作電圧整定値Ｖｏｔｈ２よりも大きいか否かを判定する（Ｓ６０４）。 Ｓ６０４の条件が不成立となる場合（Ｓ６０４：ＮＯ）、Ｓ６０１に戻る。
【００５９】
一方、Ｓ６０４の条件が成立する場合（Ｓ６０４：ＹＥＳ）、時間変数ｔ２が動作時間整定値ｔｔｈ２を経過したか否かを判定する（Ｓ６０５）。時間変数ｔ２が動作時間整定値ｔｔｈ２を経過していない場合（Ｓ６０５：ＮＯ）、Ｓ６０２に戻る。時間変数ｔ２が動作時間整定値ｔｔｈ２を経過した場合（Ｓ６０５：ＹＥＳ）、地絡過電圧継電器ＯＶＧＲは、事故回線の地絡方向継電器ＤＧＲ１又はＤＧＲ２を介して配電用遮断器ＣＢ１又はＣＢ２を遮断させる（Ｓ６０６）。地絡過電圧継電器ＯＶＧＲが動作することで、遮断器ＣＢ１、２のトリップ回路に遮断器ＣＢ１、２をトリップさせるための遮断電源を供給するための接点が閉じられる。これにより、地絡方向継電器ＤＧＲ１、２により検出された事故回線の遮断器ＣＢ１又はＣＢ２が遮断される、
つまり、地絡過電圧継電器ＯＶＧＲにより地絡事故の発生が検出されてから配電用遮断器ＣＢ１、２−０が遮断されるまでの間に、動作時間整定値ｔｔｈ２を少なくとも要する。
【００６０】
＝＝＝配電制御装置による主保護機能＝＝＝
図７に示すフローチャートを用いて、配電制御装置２００による主保護機能の内容を説明する。
【００６１】
まず、配電制御装置２００は、時間変数ｔ３を０に設定し（Ｓ７００）、当該時間変数ｔ３にサンプリング周期Δｔを加算する（Ｓ７０１）。次に、配電制御装置２００は、配電用変電所１０内の子局１−０、２−０より送信される地絡検出信号Ｄ１、Ｄ２と、配電線１、２の全ての子局１−ｋ、２−ｋ（ｋ＝１〜ｍ）より送信される絶対値判定信号Ｇ１−ｋ、Ｇ２−ｋ（ｋ＝１〜ｍ）と、を所定の伝送手順に従って取得し（Ｓ７０２）、図８に示す地絡事故区間判定テーブル２０２０に格納する（Ｓ７０３）。
【００６２】
図８に示す地絡事故区間判定テーブル２０２０は、レコード（行）に配電線Ｘ（Ｘ＝１〜ｎ）の識別子（例えば、配電線名）を格納し、レコードの各フィールド（列）に、当該レコードが指定する配電線Ｘにおける各子局Ｘ−ｋ（ｋ＝０〜ｍ）より得られた地絡検出信号ＤＸ（Ｘ＝１〜ｎ）又は絶対値判定信号ＧＸ−ｋ（Ｘ＝１〜ｎ、ｋ＝１〜ｍ）の内容を格納して構成される。
【００６３】
また、レコードの最終フィールドに、地絡事故発生により開指令を送信する区分開閉器ＤＭ１−ｋ、２−ｋ（ｋ＝１〜ｍ）の識別子（例えば、区分開閉器名）が格納される。尚、地絡事故区間判定テーブル２０２０はデータベース２０２により管理されるため、各フィールドの内容は常に最新の情報で更新されるとともに、更新履歴の保存や世代管理が行われる。
【００６４】
次に、配電制御装置２００は、地絡事故区間判定テーブル２０２０の各レコードの第１番目のフィールドに格納された地絡検出信号ＤＸ（Ｘ＝１〜ｎ）の内容を参照して、地絡事故が発生した事故回線Ｘ（Ｘ＝１〜ｎのいずれか）の有無を判定する（Ｓ７０４）。事故回線Ｘ（Ｘ＝１〜ｎのいずれか）が検出されなかった場合（Ｓ７０４：ＮＯ）、Ｓ７００に戻る。
【００６５】
事故回線Ｘ（Ｘ＝１〜ｎのいずれか）が検出された場合（Ｓ７０４：ＹＥＳ）、配電制御装置２００は、地絡事故区間判定テーブル２０２０の事故回線（Ｘ＝１〜ｎのいずれか）に対応したレコード内で、第２番目のフィールドから最終の１つ前のフィールドまでの順番に、次の等式が成立するか否かを判定する。
ＧＸ−（ｉ−１） ＥｘＯＲ ＧＸ−ｉ ＝ １
（ｉ＝１〜ｍ） ・・・ 式（１）
式（１）の等式は、隣り合う子局Ｘ−（ｉ−１）、Ｘ−ｉの絶対値判定信号ＧＸ−（ｉ−１）、ＧＸ−ｉの排他的論理和（ＥｘＯＲ）が１であることを表している。
【００６６】
つまり、地絡事故区間Ｘ−ｐよりも電源側の区間Ｘ−ｋ（ｋ＝１〜ｐ−１）の場合、零相変流器ＺＣＴＸ−ｋ（ｋ＝１〜ｐ−１）により検出される零相電流Ｉ０（進み零相電流Ｉ０）の絶対値は、動作電流整定値Ｉ０ｔｈ３よりも大きくなるため、絶対値判定信号ＧＸ−ｋ（ｋ＝１〜ｐ−１）は１である。
【００６７】
一方、地絡事故区間Ｘ−ｐを含む当該地絡事故区間Ｘ−ｐよりも負荷側の区間Ｘ−ｋ（ｋ＝ｐ〜ｍ）の場合、零相変流器ＺＣＴＸ−ｋ（ｋ＝ｐ〜ｍ）により検出される零相電流Ｉ０（遅れ零相電流Ｉ０）の絶対値は、動作電流整定値Ｉ０ｔｈ３よりも小さくなるため、絶対値判定信号ＧＸ−ｋ（ｋ＝ｐ〜ｍ）は０である。
【００６８】
従って、式（１）の等式が成立するときのフィールドの子局Ｘ−ｉに対応した区間Ｘ−ｉが、地絡事故区間として特定されることになる。尚、絶対値判定信号ＧＸ−（ｉ−１）、ＧＸ−ｉの急峻な変化が生じた隣り合う二区間Ｘ−（ｉ−１）、Ｘ−ｉを、式（１）の排他的論理和により検出する他に、例えば、次式のように、絶対値判定信号ＧＸ−（ｉ−１）、ＧＸ−ｉの一方を論理反転（ＮＯＴ）した上で論理積（ＡＮＤ）の結果が１であることで検出してもよい。
ＧＸ−ｉ ＡＮＤ ［ＮＯＴ｛ＧＸ−（ｉ−１）｝］ ＝ １
（ｉ＝１〜ｍ） ・・・ 式（２）
【００６９】
配電制御装置２００は、Ｓ７０５により地絡事故区間Ｘ−ｐ（ｉ＝ｐ）を特定した場合、地絡事故区間判定テーブル２０２０の事故回線Ｘのレコードの最終フィールドに、地絡事故区間Ｘ−ｐに隣接した電源側の区間Ｘ−（ｐ−１）の区分開閉器ＤＭＸ−（ｐ−１）の識別子を格納する。尚、事故回線Ｘ以外の配電線Ｘのレコードの最終フィールドには、開指令を送信する区分開閉器ＤＭＸ−ｋが無い旨を示すフラグを格納する。
【００７０】
次に、配電制御装置２００は、時間変数ｔ３が動作時間整定値ｔｔｈ３を経過したか否かを判定する（Ｓ７０６）。尚、動作時間整定値ｔｔｈ３は、地絡過電圧継電器ＯＶＧＲの動作時間整定値ｔｔｈ２から地絡方向継電器ＤＧＲ１、２の動作時間整定値ｔｔｈ１を差し引いた時間よりも短く整定される。例えば、動作時間整定値ｔｔｈ１を「０．２ｓ」に整定するとともに動作時間整定値ｔｔｈ２を「０．７ｓ」に整定した場合、動作時間整定値ｔｔｈ３を、動作時間整定値ｔｔｈ２（０．７ｓ）から動作時間整定値ｔｔｈ１（０．２ｓ）を差し引いた時間（０．５ｓ）よりも短い「０．３ｓ」に整定する。
【００７１】
時間変数ｔ３が動作時間整定値ｔｔｈ３を経過しない場合（Ｓ７０６：ＮＯ）、Ｓ７０１に戻る。一方、時間変数ｔ３が動作時間整定値ｔｔｈ３を経過した場合（Ｓ７０６：ＹＥＳ）、配電制御装置２００は、子局Ｘ−（ｐ−１）に向けて、区分開閉器ＤＭＸ−（ｐ−１）の開指令を送信する（Ｓ７０７）。これにより、事故回線Ｘの地絡事故区間Ｘ−ｐ以降の区間Ｘ−ｋ（ｋ＝ｐ〜ｍ）が、復旧作業のために停電される。
【００７２】
尚、配電制御装置２００によって区分開閉器ＤＭＸ−（ｐ−１）を開く前に、微地絡のために地絡事故が自然に消弧した場合には、時間変数ｔ３が動作時間整定値ｔｔｈ３を経過しない（Ｓ７０６：ＮＯ）ため、区分開閉器ＤＭＸ−（ｐ−１）を開かずに済ませられる。尚、微地絡の情報はデータベース２０２に履歴保存されるため、後々の事故解析に利用できる。
【００７３】
つまり、地絡方向継電器ＤＧＲ１、２によってＳ５０３の条件成立により地絡事故の発生が検出されてから、配電用制御装置２００によって区分開閉器ＤＭＸ−（ｐ−１）が開くまでの間に、動作時間整定値ｔｔｈ１（０．２ｓ）と動作時間整定値ｔｔｈ３（０．３ｓ）とを加算した時間（０．５ｓ）を少なくとも要する。
【００７４】
ところで、地絡保護装置４００ａ、４００ｂによる後備保護の場合、地絡過電圧継電器ＯＶＧＲによって地絡事故発生が検出されてから事故回線の全区間停電を伴う配電用遮断器ＣＢ１又はＣＢ２が遮断されるまでの間に少なくとも要した時間は０．７ｓであった。従って、配電制御装置２００による主保護の方が、区分開閉器ＤＭＸ−（ｐ−１）を開くまでに要する時間（０．５ｓ）が短いため、地絡保護装置４００ａ、４００ｂによる後備保護よりも優先されることになる。
【００７５】
＝＝＝配電制御装置による主保護機能の具体例＝＝＝
図９、図１０を用いて、配電制御装置２００による地絡保護の具体例を説明する。尚、図９は、図１に示した配電系統と同一の配電系統を示している。図１０は、図１、図９に示した配電系統に対応する地絡事故区間判定テーブル２０２０の内容を示している。
【００７６】
図９に示すように、配電線１の区間１−３に地絡事故が発生した場合とする。この場合、事故回線１において、区間１−１、１−２には進み零相電流Ｉ０が流れ、区間１−４には遅れ零相電流Ｉ０が流れ、地絡事故区間１−３には区間１−２からの進み零相電流Ｉ０と区間１−４からの遅れ零相電流Ｉ０とが流れる。また、事故回線１以外の配電線２において、区間２−１〜２−４には遅れ零相電流Ｉ０が流れる。
【００７７】
従って、子局１−１、１−２より配電制御装置２００に向けて送信される絶対値判定信号Ｇ１−１、Ｇ１−２の内容は「１」であり、子局１−３、１−４より配電制御装置２００に向けて送信される絶対値判定信号Ｇ１−３、Ｇ１−４の内容は「０」である。また、子局２−１〜２−４より配電制御装置２００に向けて送信される絶対値判定信号Ｇ２−１〜Ｇ２−４の内容は「０」である。
【００７８】
また、事故回線１の零相変流器ＺＣＴ１−０には配電線２から母線４を介して進み零相電流Ｉ０が流れる。このため、地絡方向継電器ＤＧＲ１は、各動作整定値が照合されたことを契機として動作し、その０．２ｓ（動作時間整定値ｔｔｈ１）後に地絡事故が発生した旨を表す地絡検出信号Ｄ１を子局１−０に向けて送信する。一方、配電線２の零相変流器ＺＣＴ２−１には遅れ零相電流Ｉ０が流れるため、地絡方向継電器ＤＧＲ２は、動作位相整定範囲（θａ〜θｂ）内の照合が行われず動作しない。
【００７９】
以上の結果、地絡事故区間判定テーブル２０２０の各フィールドは、図１０に示される内容となる。配電制御装置２００は、図１０に示される地絡事故区間判定テーブル２０２０の第１番目のフィールドを参照することで、配電線１に地絡事故が発生したことを検出する。また、配電制御装置２００は、配電線１に対応したレコードの第２番目のフィールド以降のフィールドに対し、式（１）の等式が成立するか否かを判定する。
【００８０】
例えば、第２番目のフィールドの内容（子局１−１より取得した絶対値判定信号Ｇ１−１）が「１」であり、第３番目のフィールドの内容（子局１−２より取得した絶対値判定信号Ｇ１−２）も「１」である。従って、配電制御装置２００は、第２番目と第３番目のフィールドを参照する場合、式（１）の等式が不成立となることを判定し、区間１−２を地絡事故区間として特定しない。
【００８１】
次に、第３番目のフィールドの内容（子局１−２より取得した絶対値判定信号Ｇ１−２）が「１」であり、第４番目のフィールドの内容（子局１−３より取得した絶対値判定信号Ｇ１−３）が「０」である。従って、配電制御装置２００は、第３番目と第４番目のフィールドが参照される場合、式（１）の等式が成立することを判定し、区間１−３を地絡事故区間として特定する。そして、配電制御装置２００は、地絡事故区間１―３の手前の区間１−２の区分開閉器ＤＭ１−２の識別子を最終フィールドに格納する。
【００８２】
以上、本実施の形態について説明したが、前述した実施例は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更／改良され得るととともに、本発明にはその等価物も含まれる。
【００８３】
例えば、上記の主保護機能は、配電制御装置２００を動作主体としており、配電自動化システムを前提としているが、配電制御装置２００に対応したＣＰＵを具備したデジタル保護継電盤により実現してもよい。つまり、本発明は、配電自動化システムの構成を前提としなくてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明の一実施形態に係る配電自動化システムの全体構成を示した図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る地絡方向継電器ＤＧＲ１、２の１次試験により得られる零相電圧に対する進み零相電流Ｉ０及び遅れ零相電流Ｉ０の特性分布と、当該特性分布に基づき整定される動作電流整定値Ｉ０ｔｈ３を示した図である。
【図３】図３（ａ）は、進み零相電流Ｉ０と動作電流整定値Ｉ０ｔｈ３との関係を表したベクトル図であり、図３（ｂ）は、遅れ零相電流Ｉ０と動作電流整定値Ｉ０ｔｈ３との関係を表したベクトル図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る配電制御装置２００の構成を示した図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る地絡方向継電器ＤＧＲ１、２の動作を説明するためのフローチャートである。
【図６】本発明の一実施形態に係る地絡過電圧継電器ＯＶＧＲ１、２の動作を説明するためのフローチャートである。
【図７】本発明の一実施形態に係る配電制御装置２００の動作を説明するためのフローチャートである。
【図８】本発明の一実施形態に係る地絡事故区間判定テーブル２０２０を示した図である。
【図９】図１に示した配電系統において区間１−３に地絡事故が発生したときの状態を示した図である。
【図１０】図９に示した地絡事故の場合の地絡事故区間判定テーブル２０２０の内容を示した図である。
【符号の説明】
【００８５】
４ 母線
６ 中継子局
１０ 配電用変電所
２０ 支社・営業所
２００ 配電制御装置
２０１ 親局
２０２ データベース
２０２０ 地絡事故区間判定テーブル
２０３ メモリ
２０４ ＣＰＵ
２０５ 受信装置
２０６ 表示装置
２０７ プリンタ
３０ 通信網
３２〜３５ 通信線
４００ 地絡保護装置
Ｔｒ 配電用変圧器
ＣＢＸ（Ｘ＝１〜ｎ） 配電用遮断器
ＤＭＸ−ｋ（Ｘ＝１〜ｎ、ｋ＝１〜ｍ） 区分開閉器
ＺＣＴＸ−ｋ（Ｘ＝１〜ｎ、ｋ＝１〜ｍ） 零相変流器
ＤＧＲＸ（Ｘ＝１〜ｎ） 地絡方向継電器
ＯＶＧＲＸ（Ｘ＝１〜ｎ） 地絡過電圧継電器
ＧＰＴ 接地変圧器
ＧＸ−ｋ（Ｘ＝１〜ｎ、ｋ＝１〜ｍ） 絶対値判定信号
ＤＸ（Ｘ＝１〜ｎ） 地絡検出信号
ＯＸ（Ｘ＝１〜ｎ） 遮断信号
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配電系統の地絡保護システム、配電系統の地絡保護方法、プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
配電系統を構成する配電線において地絡事故が発生した場合に地絡事故区間を特定するための技術として、以下の特許文献１、２が提案されている。
【０００３】
特許文献１では、各電柱に子局を設置するとともに、各子局から伝送される情報を収集して地絡点検出を行う親局を設けた地絡点検出システムが開示されている。この地絡点検出の具体的な内容は、次の通りである。
【０００４】
各子局には、配電線のいずれかの相電流と零相電流とを検出する変流器と、この変流器により検出された相電流を基準とした零相電流の位相を検出する位相検出器と、変電所内の地絡方向継電器の動作時間よりもやや小さいか、あるいは１／２程度の値を経過したか否かを監視するタイマと、が備えられている。当該タイマがタイムアップした場合には、当該位相検出器により検出された零相電流の位相が親局に伝送される。
【０００５】
一方、親局の方では、配電用変電所内の地絡方向継電器が動作するという動作情報に基づき地絡発生及び地絡フィーダを検出している。また、親局は、各子局を対象として、当該子局より母線側の子局で検出された零相電流Ｉ０の位相が同相側Ｉ０（進み９０°の電流）であり、且つ当該子局よりも末端側の子局で検出された零相電流Ｉ０の位相が逆相側Ｉ０（遅れ９０°の電流）である等の条件成立を受けて、地絡フィーダ上の地絡事故区間を特定している。
【０００６】
特許文献２では、各配電線の開閉器点の地絡電流を読み取る地絡電流読み取り手段と、この読み取った地絡電流が最大となる配電線を特定する配電線特定手段と、この特定した配電線の地絡電流の基準値を算出する基準値算出手段と、この特定した配電線の各開閉器点より地絡電流を読み取って、各配電線の開閉器で区分される区間前後の開閉器の地絡電流を比較する手段と、この比較された地絡電流の差が最大で基準値以上の区間があったときに当該区間を地絡事故点と判断する比較判断手段と、を有した地絡事故点認識処理装置が開示されている。
【特許文献１】特開平５−２６８７２３号公報
【特許文献２】特開平７−２９８４８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、特許文献１に開示された地絡点検出システムの場合、各電柱に設置される子局には、上記変流器、上記位相検出器、上記タイマ等を設ける必要があり、システム構築コストが高価になるという課題がある。
【０００８】
また、親局では、地絡方向継電器が動作したという動作情報を用いて地絡事故が発生した地絡事故区間の特定を行っているが、この地絡方向継電器の動作は、限時動作（地絡方向継電器の単体動作によりフィーダ遮断器を遮断する場合）であるのか、瞬時動作（地絡過電圧継電器の動作とのＡＮＤ条件によりフィーダ遮断器を遮断する場合）であるのかが不明である。
【０００９】
仮に、地絡方向継電器の動作を限時動作とした場合、地絡事故区間の特定により、少なくとも１回は、当該地絡事故区間を含む地絡フィーダの全区間が停電するという課題がある。言い換えると、地絡事故区間よりも母線側にある健全な区間までもが停電するという課題がある。
【００１０】
一方、地絡方向継電器の動作を瞬時動作とした場合、次のような課題がある。即ち、特許文献１によれば、各子局は、上記タイマによって零相電流の検出時間が変電所内の地絡方向継電器の動作時間（０．２〜２秒）のおおむね１／２程度計時されたとき、零相電流の位相情報を親局に伝送している。しかし、特許文献１には、上記タイマの時間整定値を上記のように整定した理由、特に親局側の地絡事故区間の判定に要する時間との関係により整定した理由について何ら開示がない。
【００１１】
このため、親局では、変電所内の地絡方向継電器の瞬時動作情報と、各子局から上記タイマの時間整定値後に伝送される零相電流の位相情報と、の間に同期（整合性）がとれない虞がある。この結果、親局は、零相電流の位相情報に基づいた各条件の判定結果を得るまでに長時間を要してしまい、地絡事故区間を特定する前に、地絡方向継電器の瞬時動作に基づき地絡フィーダの全区間が停電する虞があるという課題がある。
【００１２】
また、特許文献２に開示された地絡事故点認識処理装置の場合、配電線の各開閉器点より読み取った地絡電流の大きさの比較結果に基づいて地絡フィーダや地絡事故が発生した地絡事故区間の特定を行っており、この特定の際に地絡方向継電器の動作情報を用いていない。従って、特許文献１の場合と同様に、地絡事故区間の特定前に、変電所内の地絡方向継電器の限時動作に基づき地絡フィーダの全区間が停電する虞があるという課題がある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前述した課題を解決する主たる本発明は、母線から遮断器を介して負荷に電力を供給する複数の配電線が複数の区分開閉器により複数の区間に区分される配電系統の地絡保護システムであって、前記複数の配電線毎に設けられ、自回線の地絡事故発生を検出した場合、当該自回線の遮断器を遮断する第１地絡保護装置と、前記複数の区間毎に設けられ、自区間に流れる零相電流を検出する第１零相電流変流器と、前記複数の区間毎に設けられ、前記第１零相電流変流器により検出された零相電流の絶対値を検出するとともに、その検出した絶対値が閾値を上回るか否かの判定結果を示す絶対値判定信号を送信する第１通信端末装置と、前記第１通信端末装置より送信された前記絶対値判定信号に基づいて、前記第１地絡保護装置により事故回線の前記遮断器が遮断される前に、当該事故回線の全区間を通じた前記絶対値判定信号の分布に基づいて地絡事故区間を特定するとともに、その特定した地絡事故区間より母線側の区間の前記第１通信端末装置に向けて、当該母線側の区間の前記区分開閉器の開指令を送信する第２地絡保護装置と、を有することを特徴とする。
【００１４】
また、上記の配電系統の地絡保護システムであって、前記第２地絡保護装置は、前記絶対値判定信号の分布に基づいて、前記配電線の全ての隣り合う二区間の中で、前記母線側の一方の区間における絶対値判定信号が前記閾値を上回り、且つ前記負荷側の他方の区間における絶対値判定信号が前記閾値を下回る二区間を検出し、当該他方の区間を地絡事故区間として特定すること、としてもよい。
【００１５】
また、上記の配電系統の地絡保護システムであって、前記第２地絡保護装置は、前記配電線の全区間を通じた絶対値判定信号を、前記複数の配電線毎に、母線側の区間から負荷側の区間に向かう順に配列したテーブルを格納するデータベースを有すること、としてもよい。
【００１６】
また、上記の配電系統の地絡保護システムであって、前記第１地絡保護装置は、前記母線の零相電圧を検出する接地変圧器と、前記複数の配電線毎に設けられ、保護対象の配電線の前記遮断器に流れる零相電流を検出する第２零相電流変流器と、前記複数の配電線毎に設けられ、前記第２零相電流変流器により検出された零相電流と、前記接地変圧器により検出された零相電圧と、に基づいて、自回線の地絡事故発生を検出したとき、第１動作時間整定値の経過後に地絡検出信号を送信する地絡方向継電器と、前記接地変圧器より検出される零相電圧が前記第１動作時間整定値よりも長い第２動作時間整定値の間継続して上回るとき、前記地絡検出信号を送信した前記地絡方向継電器を介して事故回線の前記遮断器を遮断させる地絡過電圧継電器と、を有し、前記第２地絡保護装置は、同一の地絡事故区間が、前記第２動作時間整定値よりも短い時間の間継続して特定されるとき、前記開指令を送信すること、としてもよい。
【００１７】
また、上記の配電系統の地絡保護システムであって、前記地絡方向継電器から送信される地絡検出信号を受信し、その受信した地絡検出信号を前記第２地絡保護装置に伝送する第２通信端末装置を有し、前記第２地絡保護装置は、前記第２通信端末装置より伝送される地絡検出信号に基づき地絡事故発生を検出し、且つ同一の地絡事故区間が前記第２動作時間整定値から前記第１動作時間整定値を差し引いた時間よりも短い第３動作時間整定値の間継続して特定されるとき、前記開指令を送信すること、としてもよい。
【００１８】
また、上記の配電系統の地絡保護システムであって、前記第１通信端末装置は、前記閾値を、前記地絡方向継電器の地絡試験により得られる零相電圧に対する母線側から負荷側に向けて流れる零相電流の特性分布に基づき、所定の地絡抵抗に応じた当該特性分布上の零相電流として整定すること、としてもよい。
【００１９】
また、上記の配電系統の地絡保護システムであって、前記第２地絡保護装置は、前記第１通信端末装置又は前記第２通信端末装置と通信路を介した通信によって、前記配電系統の遠隔監視制御を行う情報処理装置であること、としてもよい。
【００２０】
前述した課題を解決する主たるその他の本発明は、母線から遮断器を介して負荷に電力を供給する複数の配電線を複数の区間に区分する複数の区分開閉器と、前記複数の配電線毎に設けられ、自回線の地絡事故発生を検出した場合、当該自回線の遮断器を遮断する第１地絡保護装置と、前記複数の区間毎に設けられ、自区間に流れる零相電流を検出する第１零相電流変流器と、前記複数の区間毎に設けられ、前記第１零相電流変流器により検出された零相電流の絶対値を検出するとともに、その検出した絶対値が閾値を上回るか否かの判定結果を示す絶対値判定信号を送信する第１通信端末装置と、を有した配電系統の地絡保護方法であって、前記第１通信端末装置と通信可能に接続された第２地絡保護装置が、前記第１通信端末装置より送信された前記絶対値判定信号を受信するステップと、前記第１地絡保護装置により事故回線の前記遮断器が遮断される前に、当該事故回線の全区間を通じた前記絶対値判定信号の分布に基づいて地絡事故区間を特定するステップと、その特定された前記地絡事故区間より母線側の区間の前記第１通信端末装置に向けて、当該母線側の区間の前記区分開閉器の開指令を送信するステップと、を有することを特徴とする。
【００２１】
前述した課題を解決する主たるその他の更なる本発明は、母線から遮断器を介して負荷に電力を供給する複数の配電線を複数の区間に区分する複数の区分開閉器と、前記複数の配電線毎に設けられ、自回線の地絡事故発生を検出した場合、当該自回線の遮断器を遮断する第１地絡保護装置と、前記複数の区間毎に設けられ、自区間に流れる零相電流を検出する第１零相電流変流器と、前記複数の区間毎に設けられ、前記第１零相電流変流器により検出された零相電流の絶対値を検出するとともに、その検出した絶対値が閾値を上回るか否かの判定結果を示す絶対値判定信号を送信する第１通信端末装置と、を有した配電系統において、前記第１通信端末装置と通信可能に接続された第２地絡保護装置に、前記第１通信端末装置より送信された前記絶対値判定信号を受信する手順と、前記第１地絡保護装置により事故回線の前記遮断器が遮断される前に、当該事故回線の全区間を通じた前記絶対値判定信号の分布に基づいて地絡事故区間を特定する手順と、その特定された前記地絡事故区間より母線側の区間の前記第１通信端末装置に向けて、当該母線側の区間の前記区分開閉器の開指令を送信する手順と、を実行させるためのプログラムである。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、母線から遮断器を介して負荷に電力を供給する複数の配電線が複数の区分開閉器により複数の区間に区分される配電系統にあって、地絡事故が発生した事故回線並びにその事故回線の地絡事故区間を適切に特定するとともに、当該地絡事故区間よりも負荷側の区間のみを停電させることで事故回線の全区間の停電を回避することが可能な地絡保護システムを低コストで実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
＝＝＝配電自動化システム（地絡保護システム）の全体構成＝＝＝
図２乃至図４を適宜参照しつつ、図１をもとに本発明の一実施形態に係る配電自動化システムの全体構成を以下に説明する。
【００２４】
図１に示す配電自動化システムは、電力会社の支社、営業所２０に設置された配電制御装置２００（本願請求項に係る第２地絡保護装置）を、中継子局６並びに通信網３０並びに通信線３２、３３、３４、３５（メタル通信回線もしくは光通信回線）を介して、配電用変電所１０内に配電線Ｘ（Ｘ＝１〜ｎ）毎に設置される子局Ｘ−０（本願請求項に係る第２通信端末装置）や、配電線Ｘを複数の区間（Ｘ−ｋ（ｋ＝１〜ｍ））に区分する区分開閉器ＤＭ（Ｘ−ｋ）とともに電柱に設置される子局（Ｘ−ｋ）（本願請求項に係る第１通信端末装置）と通信可能に接続して構成される。尚、以下では、ｎは２とし、ｍは全ての配電線Ｘについて同じ自然数であるものとするが、ｎは３以上でもよく、また、ｍは配電線Ｘ毎に異なっていてもよい。
【００２５】
配電自動化システムは、上記の構成を前提として、全子局１−ｋ、２−ｋ（ｋ＝０〜ｍ）と配電制御装置２００との間の通信により配電系統全体の遠隔監視制御を行う。具体的には、配電線１、２の電流情報の自動収集、配電系統の各状態のリアルタイム表示、地絡事故区間の自動分離並びに健全区間の自動復旧を行う地絡保護機能、短絡事故区間の自動分離並びに健全区間の自動復旧を行う短絡保護機能、電力融通計算に基づき他の配電用変電所の配電系統との連系を図る自動系統切替等を行う。
【００２６】
尚、上記の地絡保護機能は、配電制御装置２００（本願請求項に係る第２地絡保護装置）が動作主体となり、地絡事故区間Ｘ−ｐより負荷側の区間Ｘ−ｋ（ｋ＝ｐ〜ｍ）のみ停電させる主保護機能と、後述の地絡方向継電器ＤＧＲ(Directional Ground Relay)１、２及び地絡過電圧継電器ＯＶＧＲ（Over Voltage Ground Relay）を有した地絡保護装置４００ａ、４００ｂ（本願請求項に係る第１地絡保護装置）が動作主体となり、事故回線の全区間Ｘ−ｋ（ｋ＝１〜ｍ）の停電を伴う後備保護機能と、を有している。
【００２７】
まず、主保護機能の概要を説明すると、例えば、配電線１に地絡事故が発生した場合、地絡事故点を含む地絡事故区間１−ｐより電源側の各区間１−ｋ（ｋ＝１〜ｐ−１）には、当該区間及び当該区間よりも電源側にある各区間の対地静電容量Ｃからの地絡電流Ｉｇ１の総和と他の配電線２から流れ込む地絡電流Ｉｇ２とを加算した電流が、地絡事故点に向けて流れる。尚、以下では、電源側から地絡事故点に向けて流れる地絡電流のことを進み零相電流Ｉ０と呼ぶ。この進み零相電流Ｉ０は、後述の零相変流器ＺＣＴ１−ｋ、２−ｋ（ｋ＝１〜ｍ）により零相電圧Ｖ０よりも位相が略９０°進んだ零相電流Ｉ０として検出される。
【００２８】
一方、地絡事故区間１−ｐよりも負荷側の各区間１−ｋ（ｋ＝ｐ＋１〜ｍ）には、当該区間及び当該区間よりも負荷側にある区間の対地静電容量Ｃからの地絡電流Ｉｇ１の総和となる電流が、地絡事故点に向けて流れる。尚、以下では、負荷側から地絡事故点に向けて流れる地絡電流のことを遅れ零相電流Ｉ０と呼ぶ。この遅れ零相電流Ｉ０は、後述の零相変流器ＺＣＴ１−ｋ、２−ｋ（ｋ＝１〜ｍ）により、零相電圧Ｖ０よりも位相が略９０°遅れた零相電流Ｉ０として検出される。
【００２９】
従って、一般的に、地絡事故区間Ｘ−ｐよりも電源側の各区間Ｘ−ｋ（ｋ＝１〜ｐ−１）の進み零相電流Ｉ０の絶対値は、地絡事故区間Ｘ−ｐを含む負荷側の各区間Ｘ−ｋ（ｋ＝ｐ＋１〜ｍ）の遅れ零相電流Ｉ０の絶対値よりも大きくなる。そこで、配電自動化システムは、上記の主保護機能を実現するにあたり、各区間Ｘ−ｋ（ｋ＝１〜ｍ）に設置される子局Ｘ−ｋ（ｋ＝１〜ｍ）に、配電線１、２の全区間の零相電流の絶対値を検出する機能と、この機能より検出した絶対値が所定の閾値を上回るか否かを判定した絶対値判定信号ＧＸ−ｋ（ｋ＝１〜ｍ）を出力する機能と、を備えるようにしている。尚、配電線１、２の情報として各区間１−ｋ、２−ｋ（ｋ〜１〜ｍ）の零相電流Ｉ０の絶対値の変化を検出すれば済むため、配電線の各区間１−ｋ、２−ｋ（ｋ〜１〜ｍ）に高価な地絡方向継電器ＤＧＲ並びに零相電圧検出器ＺＰＤを設けることが不要となり、低コスト化を図ることが可能である。
【００３０】
また、後述の地絡保護装置４００ａ、４００ｂによる配電用遮断器ＣＢ１、２の遮断（即ち、配電線１、２の全区間停電）を伴う後備保護よりも優先して、配電線１、２の全区間を通じた零相電流Ｉ０の絶対値判定信号ＧＸ−ｋ（ｋ＝１〜ｍ）の分布に基づいて地絡事故区間Ｘ−ｐを特定する。そして、地絡事故区間Ｘ−ｐを含む負荷側の区間Ｘ−ｋ（ｋ＝ｐ〜ｍ）のみを後の復旧作業のために停電させることで、地絡事故区間Ｘ−ｐよりも電源側の健全区間Ｘ−ｋ（ｋ＝１〜ｐ−１）の停電を回避している。
【００３１】
具体的には、配電線１、２の全区間を通じた零相電流Ｉ０の絶対値判定信号ＧＸ−ｋ（ｋ＝１〜ｍ）の分布の中で、絶対値が急激に変化する分布の臨界を、配電線の全ての隣り合う二区間の中で、母線側の一方の区間Ｘ−（ｐ−１）における絶対値判定信号ＧＸ−（ｐ−１）が所定の閾値（後述の動作電流整定値Ｉ０ｔｈ３）を上回り、且つ負荷側の他方の区間Ｘ−ｐにおける絶対値判定信号ＧＸ−ｐが所定の閾値を下回る二区間Ｘ−（ｐ−１）、Ｘ−ｐとして検出する。本実施形態では、上記のように、零相電流Ｉ０の絶対値が急激に変化する二区間を検出することで、地絡事故区間Ｘ−ｐの特定を行っている。
【００３２】
一方、後備保護機能は、例えば、配電線１に地絡事故が発生した場合とすると、次のように行われる。配電線１を対象とする地絡保護装置４００ａは、事故回線１の地絡事故発生を検出した場合、配電用遮断器ＣＢ１を遮断する。すると、事故回線１の全ての区分開閉器ＤＭ１−ｋ（ｋ＝１〜ｍ）は配電用遮断器ＣＢ１の遮断に伴い無電圧開放され、事故回線１の全区間停電が発生する。
【００３３】
その後、地絡事故区間１−ｐを特定するために、地絡保護装置４００ａは、配電用遮断器ＣＢ１を再投入（再閉路）する。すると、事故回線１が電源側から充電され、電源側から負荷側に向けて区分開閉器ＤＭ１−ｋ（ｋ＝１〜ｍ）が順に時限投入される。地絡事故区間の区分開閉器ＤＭ１−ｐが時限投入された場合、再度地絡電流が流れるために、配電用遮断器ＣＢ１が地絡保護装置４００ａによって再び遮断（再閉路失敗）される。従って、事故回線１の全ての区分開閉器ＤＭ１−ｋ（ｋ＝１〜ｍ）が再び無電圧開放される。
【００３４】
配電制御装置２００は、再閉路失敗時の地絡事故区間１−ｐの区分開閉器ＤＭ１−ｐの情報を記憶することで、地絡事故区間１−ｐの特定を行う。また、再閉路時と同様に、地絡保護装置４００ａは、配電用遮断器ＣＢ１を再投入（再々閉路）し、電源側から負荷側に向けて区分開閉器ＤＭ１−ｋ（ｋ＝１〜ｍ）が順に時限投入される。尚、地絡事故区間１−ｐの直前の電源側区間の区分開閉器ＤＭ１−（ｐ−１）は時限投入をロックする。
【００３５】
以下では、図１に示す配電自動化システムの各構成を詳細に説明する。
【００３６】
配電用変電所１０には発電所（不図示）より送電された電力を所定の変圧比で降圧する所定結線（Ｙ−Δ結線、Ｙ−Ｙ−Δ結線等）の配電用変圧器Ｔｒが設置される。配電用変圧器Ｔｒの２次側には母線４が接続され、母線４の負荷側には配電用遮断器ＣＢ１、２を介して配電線１、２が延設される。
【００３７】
母線４には接地変圧器ＧＰＴ(Grounding Potential Transformer)の１次巻線（Ｙ巻線）が接続される。尚、１次巻線の中性点は大地に接地される。また、接地変圧器ＧＰＴの２次巻線（オープンΔ巻線）の開放端より、母線４の各相の相電圧を合成（加算）した配電線１、２共通の零相電圧Ｖ０が検出される。尚、接地変圧器ＧＰＴ以外に、接地変圧器ＥＶＴ（Earthed Voltage Transformer）を用いてもよい。
【００３８】
配電用遮断器ＣＢ１、２の周辺に零相変流器ＺＣＴ１−０、２−０と、地絡保護装置４００ａ、４００ｂが設置される。地絡保護装置４００ａ、４００ｂは、各装置共通の地絡過電圧継電器ＯＶＧＲと、地絡方向継電器ＤＧＲ１、２と、により構成される。
【００３９】
零相変流器ＺＣＴ１−０、２−０は、配電線１、２の各相に流れる相電流を合成（加算）することで、地絡事故時の零相電流Ｉ０（進み零相電流Ｉ０又は遅れ零相電流Ｉ０）を検出する。尚、零相変流器ＺＣＴ１−０、２−０は、母線４から負荷に向かう向きを正方向とし、負荷から母線４に向かう向きを負方向として零相電流Ｉ０を検出する。正方向に流れる零相電流Ｉ０は進み零相電流Ｉ０であり、負方向に流れる零相電流Ｉ０は遅れ零相電流Ｉ０である。
【００４０】
零相変流器ＺＣＴ１−０、２−０の二次側には地絡方向継電器ＤＧＲ１、２が接続される。地絡方向継電器ＤＧＲ１、２は、瞬時動作向けの各整定値として、動作電流整定値Ｉ０ｔｈ１、動作電圧整定値Ｖ０ｔｈ１、動作時間整定値ｔｔｈ１（本願請求項に係る「第１動作時間整定値」）、動作位相整定範囲（遅れθａ〜進みθｂ）が夫々整定されている。尚、以下では、動作時間整定値ｔｔｈ１は「０．２ｓ」とする。また、動作電圧整定値Ｖ０ｔｈ１は、既知の地絡抵抗（例えば、６０００Ω）に対応した電圧とする。
【００４１】
地絡方向継電器ＤＧＲ１、２は、接地変圧器ＧＰＴにより検出された零相電圧Ｖ０と、自身と接続される零相変流器ＺＣＴ１−０、２−０により検出された零相電流Ｉ０と、が供給され、零相電圧Ｖ０及び零相電流Ｉ０が上記の瞬時動作の各整定値と照合する場合、直ぐに（動作時間整定値ｔｔｈ１後）動作して地絡事故発生を検出したことを示す地絡事故検出信号Ｄ１、２を送信する。
【００４２】
地絡過電圧継電器ＯＶＧＲは、限時動作向けの各整定値として、動作電圧整定値Ｖ０ｔｈ２、動作時間整定値ｔｔｈ１よりも長い動作時間整定値ｔｔｈ２（本願請求項２に係る第２動作時間整定値）が夫々整定される。また、動作電圧整定値Ｖ０ｔｈ２は、地絡方向継電器ＤＧＲ１、２と同様に、既知の地絡抵抗（例えば、６０００Ω）に対応した電圧とする。
【００４３】
地絡過電圧継電器ＯＶＧＲは、接地変圧器ＧＰＴより検出された零相電圧Ｖ０が供給される。地絡過電圧継電器ＯＶＧＲは、零相電圧Ｖ０が動作電圧整定値Ｖ０ｔｈ２を上回る継続時間が動作時間整定値ｔｔｈ２を超過したときに動作して、地絡方向継電器ＤＧＲ１、２を介して配電用遮断器ＣＢ１、２を遮断させる。
【００４４】
子局１−０、２−０は、地絡方向継電器ＤＧＲ１、２より送信される地絡事故検出信号Ｄ１、Ｄ２を受信すると、所定の伝送手順に基づいて中継子局６を介して配電制御装置２００に送信する。尚、所定の伝送手順には、情報を定周期で送受信するＣＤＴ（Cyclic Data Transfer）方式、イベント情報が発生する度に送受信するＨＤＬＣ(High level Data Link Control)方式等が採用される。
【００４５】
配電線１、２を架設する電柱上には、複数の区間１−ｋ、２−ｋ（ｋ＝１〜ｍ）に区分するための区分開閉器ＤＭ１−ｋ、ＤＭ２−ｋ（ｋ＝１〜ｍ）と、区分開閉器ＤＭ１−ｋ、ＤＭ２−ｋ（ｋ＝１〜ｍ）により区分された区間１−ｋ、２−ｋ（ｋ＝１〜ｍ）を流れる零相電流Ｉ０（進み零相電流Ｉ０又は遅れ零相電流Ｉ０）を検出する零相変流器ＺＣＴ１−ｋ、２−ｋ（ｋ＝１〜ｍ）と、区分開閉器ＤＭ１−ｋ、２−ｋ（ｋ＝１〜ｍ）並びに零相変流器ＺＣＴ１−ｋ、２−ｋ（ｋ＝１〜ｍ）と接続された子局１−ｋ、２−ｋ（ｋ＝１〜ｍ）と、が設置される。
【００４６】
零相変流器ＺＣＴ１−ｋ、２−ｋ（ｋ＝１〜ｍ）は、各区間１−ｋ、２−ｋ（ｋ＝１〜ｍ）に流れる零相電流Ｉ０を、配電用変電所１０から負荷に向かう正方向の進み零相電流Ｉ０、又は負荷から配電用変電所１０に向かう負方向の遅れ零相電流Ｉ０として検出する。
【００４７】
子局１−ｋ、２−ｋ（ｋ＝１〜ｍ）は、零相変流器ＺＣＴ１−ｋ、２−ｋ（ｋ＝１〜ｍ）により供給される零相電流Ｉ０の絶対値を検出する機能と、この機能より検出された絶対値が動作電流整定値Ｉ０ｔｈ３よりも大きいか若しくは小さいかの判定結果（１：｜Ｉ０｜＞Ｉ０ｔｈ３、０：｜Ｉ０｜＜Ｉ０ｔｈ３）を示す絶対値判定信号Ｇ１−ｋ、Ｇ２−ｋ（ｋ＝１〜ｍ）を送信する機能と、を有する。尚、零相電流Ｉ０の絶対値には実効値（瞬時値の二乗平均の平方根）を用いるが、平均値（瞬時値の絶対値を１周期について平均した値）又は最大値（瞬時値の最も大きい値）を用いてもよい。
【００４８】
また、子局１−ｋ、２−ｋ（ｋ＝１〜ｍ）は、絶対値判定信号Ｇ１−ｋ、Ｇ２−ｋ（ｋ＝１〜ｍ）を所定の伝送手順（ＣＤＴ方式やＨＤＬＣ方式等）に基づいて中継子局６を介して配電制御装置２００に送信する機能を有する。さらに、子局１−ｋ、２−ｋ（ｋ＝１〜ｍ）は、配電制御装置２００から送信された開指令又は閉指令を受信する機能と、この機能により受信した開指令又は閉指令に従って区分開閉器ＤＭ１−ｋ、２−ｋ（ｋ＝１〜ｍ）の開操作又は閉操作を行う機能と、を有する。
【００４９】
尚、子局１−ｋ、２−ｋ（ｋ＝１〜ｍ）の動作電流整定値Ｉ０ｔｈ３は、地絡方向継電器ＤＧＲ１、２の１次試験（人工地絡試験）により得られた地絡抵抗に対する進み零相電流Ｉ０並びに遅れ零相電流Ｉ０の特性分布を用いて整定できる。図２は、かかる特性分布の一例を示したものである。図２に示す特性分布によれば、地絡抵抗が大きくなるに従って、進み零相電流Ｉ０並びに遅れ零相電流Ｉ０は減少することが判明する。また、図２に示す特性分布によれば、進み零相電流Ｉ０は遅れ零相電流Ｉ０よりも総じて小さいことが判明する。
【００５０】
そこで、子局１−ｋ、２−ｋ（ｋ＝１〜ｍ）は、地絡方向継電器ＤＧＲ１、ＤＧＲ２の動作電圧整定値Ｖ０ｔｈ１に対応した地絡抵抗６０００Ωのときの進み零相電流Ｉ０の値を、零相電流Ｉ０の絶対値の比較対象とする動作電流整定値Ｉ０ｔｈ３として整定する。この結果、子局１−ｋ、２−ｋ（ｋ＝１〜ｍ）の動作電流整定値Ｉ０ｔｈ３の整定作業が試行錯誤にならずに済み、零相電流Ｉ０の絶対値の判定をより正確に行うことが可能となる。
【００５１】
尚、図３（ａ）は、進み零相電流Ｉ０と動作電流整定値Ｉ０ｔｈ３との関係を表したベクトル図であり、進み零相電流Ｉ０の位相は零相電圧Ｖ０に対して９０°進んでおり、また、進み零相電流Ｉ０の絶対値は動作電流整定値Ｉ０ｔｈ３を表した円の半径よりも長くなることを表している。一方、図３（ｂ）は、遅れ零相電流Ｉ０と動作電流整定値Ｉ０ｔｈ３との関係を表したベクトル図であり、遅れ零相電流Ｉ０の位相は零相電圧Ｖ０に対して９０°遅れており、また、遅れ零相電流Ｉ０の絶対値は動作電流整定値Ｉ０ｔｈ３を表した円の半径よりも短くなることを表している。
【００５２】
配電制御装置２００は、図４に示すように、親局２０１、データベース２０２、メモリ２０３、ＣＰＵ２０４、入力装置２０５、表示装置２０６、プリンタ２０７がバス２０８を介して通信可能に接続して構成される情報処理装置である。
【００５３】
親局２０１は、通信線３４を介して通信網３０と接続され、所定の伝送手順（ＣＤＴ方式やＨＤＬＣ方式等）に従って中継子局６を介して配電用変電所１０内の子局１−０、子局２−０、配電線１の全子局１−ｋ、配電線２の全子局２−ｋと通信を行う遠隔監視制御装置である。データベース２０２は、後述の地絡事故区間判定テーブル２０２０を格納する。メモリ２０３は、ＣＰＵ２０４より実行されるプログラムや作業データを格納する。
【００５４】
ＣＰＵ２０４は、配電制御装置２００全体の制御を統括するプロセッサであり、メモリ２０３に格納されたプログラムを実行することにより、事故時の系統切替手順の作成、配電線管理運用業務の処理、主保護機能及び後備保護機能のための処理等を行う。入力装置２０５は、キーボード、マウス、タッチパネル等である。表示装置２０６は、配電系統における配電線電流の表示や、特定された事故区間の表示を行う。プリンタ２０７は、運転状況の印字・記録等を行う。
【００５５】
＝＝＝地絡保護装置による後備保護機能＝＝＝
図５、図６に示すフローチャートを用いて、配電用変電所１０内の地絡保護装置４００ａ、４００ｂによる後備保護の内容を説明する。尚、図５は、説明の便宜上、地絡方向継電器ＤＧＲ１、２のアナログシーケンス動作をデジタルシーケンス動作として表現した場合のフローチャートであり、図６は、説明の便宜上、地絡過電圧継電器ＯＶＧＲのアナログシーケンス動作をデジタルシーケンス動作として表現した場合のフローチャートである。つまり、以下に説明される地絡方向継電器ＤＧＲ１、２や地絡過電圧継電器ＯＶＧＲのデジタルシーケンス動作は、実際には、地絡方向継電器ＤＧＲ１、２や地絡過電圧継電器ＯＶＧＲが具備する電磁継電器や時限継電器によるアナログシーケンス動作である。
【００５６】
まず、地絡方向継電器ＤＧＲ１、２は、時間変数ｔ１を０に設定し（Ｓ５００）、当該時間変数ｔ１にサンプリング周期Δｔを加算する（Ｓ５０１）。次に、地絡方向継電器ＤＧＲ１、２は、接地変圧器ＧＰＴより検出された零相電圧Ｖ０と、零相変流器ＺＣＴ１−０、２−０より検出された零相電流Ｉ０と、を取得する（Ｓ５０２）。そして、零相電流Ｉ０の大きさが動作電流整定値Ｉ０ｔｈ１よりも大きく、且つ零相電圧Ｖ０を基準とした零相電流Ｉ０の位相が動作位相整定範囲（θａ〜θｂ）内であるか否かを判定する（Ｓ５０３）。
【００５７】
Ｓ５０３の条件が不成立となる場合（Ｓ５０３：ＮＯ）、Ｓ５００に戻る。Ｓ５０３の条件が成立する場合（Ｓ５０３：ＹＥＳ）、時間変数ｔ１が動作時間整定値ｔｔｈ１を経過したか否かを判定する（Ｓ５０４）。時間変数ｔ１が動作時間整定値ｔｔｈ１を経過していない場合（Ｓ５０４：ＮＯ）、Ｓ５０１に戻る。時間変数ｔ１が動作時間整定値ｔｔｈ１を経過した場合（Ｓ５０４：ＹＥＳ）、地絡方向継電器ＤＧＲ１、２は、地絡事故が発生した旨を示す地絡検出信号Ｄ１、Ｄ２を送信する（Ｓ５０５）。地絡事故検出信号Ｄ１、２は、配電用遮断器ＣＢ１、２のトリップ回路に電流を流す接点を閉じるための信号である。尚、地絡過電圧継電器ＯＶＧＲが動作するまでは、配電用遮断器ＣＢ１、２のトリップ回路に配電用遮断器ＣＢ１、２をトリップさせるための遮断電源が供給されない状態となっている。
【００５８】
一方、地絡過電圧継電器ＯＶＧＲは、時間変数ｔ２を０に設定し（Ｓ６０１）、当該時間変数ｔ２にサンプリング周期Δｔを加算する（Ｓ６０２）。次に、地絡過電圧継電器ＯＶＧＲは、接地変圧器ＧＰＴより検出された零相電圧Ｖ０を取得する（Ｓ６０３）。そして、零相電圧Ｖ０の大きさが動作電圧整定値Ｖｏｔｈ２よりも大きいか否かを判定する（Ｓ６０４）。 Ｓ６０４の条件が不成立となる場合（Ｓ６０４：ＮＯ）、Ｓ６０１に戻る。
【００５９】
一方、Ｓ６０４の条件が成立する場合（Ｓ６０４：ＹＥＳ）、時間変数ｔ２が動作時間整定値ｔｔｈ２を経過したか否かを判定する（Ｓ６０５）。時間変数ｔ２が動作時間整定値ｔｔｈ２を経過していない場合（Ｓ６０５：ＮＯ）、Ｓ６０２に戻る。時間変数ｔ２が動作時間整定値ｔｔｈ２を経過した場合（Ｓ６０５：ＹＥＳ）、地絡過電圧継電器ＯＶＧＲは、事故回線の地絡方向継電器ＤＧＲ１又はＤＧＲ２を介して配電用遮断器ＣＢ１又はＣＢ２を遮断させる（Ｓ６０６）。地絡過電圧継電器ＯＶＧＲが動作することで、遮断器ＣＢ１、２のトリップ回路に遮断器ＣＢ１、２をトリップさせるための遮断電源を供給するための接点が閉じられる。これにより、地絡方向継電器ＤＧＲ１、２により検出された事故回線の遮断器ＣＢ１又はＣＢ２が遮断される、
つまり、地絡過電圧継電器ＯＶＧＲにより地絡事故の発生が検出されてから配電用遮断器ＣＢ１、２−０が遮断されるまでの間に、動作時間整定値ｔｔｈ２を少なくとも要する。
【００６０】
＝＝＝配電制御装置による主保護機能＝＝＝
図７に示すフローチャートを用いて、配電制御装置２００による主保護機能の内容を説明する。
【００６１】
まず、配電制御装置２００は、時間変数ｔ３を０に設定し（Ｓ７００）、当該時間変数ｔ３にサンプリング周期Δｔを加算する（Ｓ７０１）。次に、配電制御装置２００は、配電用変電所１０内の子局１−０、２−０より送信される地絡検出信号Ｄ１、Ｄ２と、配電線１、２の全ての子局１−ｋ、２−ｋ（ｋ＝１〜ｍ）より送信される絶対値判定信号Ｇ１−ｋ、Ｇ２−ｋ（ｋ＝１〜ｍ）と、を所定の伝送手順に従って取得し（Ｓ７０２）、図８に示す地絡事故区間判定テーブル２０２０に格納する（Ｓ７０３）。
【００６２】
図８に示す地絡事故区間判定テーブル２０２０は、レコード（行）に配電線Ｘ（Ｘ＝１〜ｎ）の識別子（例えば、配電線名）を格納し、レコードの各フィールド（列）に、当該レコードが指定する配電線Ｘにおける各子局Ｘ−ｋ（ｋ＝０〜ｍ）より得られた地絡検出信号ＤＸ（Ｘ＝１〜ｎ）又は絶対値判定信号ＧＸ−ｋ（Ｘ＝１〜ｎ、ｋ＝１〜ｍ）の内容を格納して構成される。
【００６３】
また、レコードの最終フィールドに、地絡事故発生により開指令を送信する区分開閉器ＤＭ１−ｋ、２−ｋ（ｋ＝１〜ｍ）の識別子（例えば、区分開閉器名）が格納される。尚、地絡事故区間判定テーブル２０２０はデータベース２０２により管理されるため、各フィールドの内容は常に最新の情報で更新されるとともに、更新履歴の保存や世代管理が行われる。
【００６４】
次に、配電制御装置２００は、地絡事故区間判定テーブル２０２０の各レコードの第１番目のフィールドに格納された地絡検出信号ＤＸ（Ｘ＝１〜ｎ）の内容を参照して、地絡事故が発生した事故回線Ｘ（Ｘ＝１〜ｎのいずれか）の有無を判定する（Ｓ７０４）。事故回線Ｘ（Ｘ＝１〜ｎのいずれか）が検出されなかった場合（Ｓ７０４：ＮＯ）、Ｓ７００に戻る。
【００６５】
事故回線Ｘ（Ｘ＝１〜ｎのいずれか）が検出された場合（Ｓ７０４：ＹＥＳ）、配電制御装置２００は、地絡事故区間判定テーブル２０２０の事故回線（Ｘ＝１〜ｎのいずれか）に対応したレコード内で、第２番目のフィールドから最終の１つ前のフィールドまでの順番に、次の等式が成立するか否かを判定する。
ＧＸ−（ｉ−１） ＥｘＯＲ ＧＸ−ｉ ＝ １
（ｉ＝１〜ｍ） ・・・ 式（１）
式（１）の等式は、隣り合う子局Ｘ−（ｉ−１）、Ｘ−ｉの絶対値判定信号ＧＸ−（ｉ−１）、ＧＸ−ｉの排他的論理和（ＥｘＯＲ）が１であることを表している。
【００６６】
つまり、地絡事故区間Ｘ−ｐよりも電源側の区間Ｘ−ｋ（ｋ＝１〜ｐ−１）の場合、零相変流器ＺＣＴＸ−ｋ（ｋ＝１〜ｐ−１）により検出される零相電流Ｉ０（進み零相電流Ｉ０）の絶対値は、動作電流整定値Ｉ０ｔｈ３よりも大きくなるため、絶対値判定信号ＧＸ−ｋ（ｋ＝１〜ｐ−１）は１である。
【００６７】
一方、地絡事故区間Ｘ−ｐを含む当該地絡事故区間Ｘ−ｐよりも負荷側の区間Ｘ−ｋ（ｋ＝ｐ〜ｍ）の場合、零相変流器ＺＣＴＸ−ｋ（ｋ＝ｐ〜ｍ）により検出される零相電流Ｉ０（遅れ零相電流Ｉ０）の絶対値は、動作電流整定値Ｉ０ｔｈ３よりも小さくなるため、絶対値判定信号ＧＸ−ｋ（ｋ＝ｐ〜ｍ）は０である。
【００６８】
従って、式（１）の等式が成立するときのフィールドの子局Ｘ−ｉに対応した区間Ｘ−ｉが、地絡事故区間として特定されることになる。尚、絶対値判定信号ＧＸ−（ｉ−１）、ＧＸ−ｉの急峻な変化が生じた隣り合う二区間Ｘ−（ｉ−１）、Ｘ−ｉを、式（１）の排他的論理和により検出する他に、例えば、次式のように、絶対値判定信号ＧＸ−（ｉ−１）、ＧＸ−ｉの一方を論理反転（ＮＯＴ）した上で論理積（ＡＮＤ）の結果が１であることで検出してもよい。
ＧＸ−ｉ ＡＮＤ ［ＮＯＴ｛ＧＸ−（ｉ−１）｝］ ＝ １
（ｉ＝１〜ｍ） ・・・ 式（２）
【００６９】
配電制御装置２００は、Ｓ７０５により地絡事故区間Ｘ−ｐ（ｉ＝ｐ）を特定した場合、地絡事故区間判定テーブル２０２０の事故回線Ｘのレコードの最終フィールドに、地絡事故区間Ｘ−ｐに隣接した電源側の区間Ｘ−（ｐ−１）の区分開閉器ＤＭＸ−（ｐ−１）の識別子を格納する。尚、事故回線Ｘ以外の配電線Ｘのレコードの最終フィールドには、開指令を送信する区分開閉器ＤＭＸ−ｋが無い旨を示すフラグを格納する。
【００７０】
次に、配電制御装置２００は、時間変数ｔ３が動作時間整定値ｔｔｈ３を経過したか否かを判定する（Ｓ７０６）。尚、動作時間整定値ｔｔｈ３は、地絡過電圧継電器ＯＶＧＲの動作時間整定値ｔｔｈ２から地絡方向継電器ＤＧＲ１、２の動作時間整定値ｔｔｈ１を差し引いた時間よりも短く整定される。例えば、動作時間整定値ｔｔｈ１を「０．２ｓ」に整定するとともに動作時間整定値ｔｔｈ２を「０．７ｓ」に整定した場合、動作時間整定値ｔｔｈ３を、動作時間整定値ｔｔｈ２（０．７ｓ）から動作時間整定値ｔｔｈ１（０．２ｓ）を差し引いた時間（０．５ｓ）よりも短い「０．３ｓ」に整定する。
【００７１】
時間変数ｔ３が動作時間整定値ｔｔｈ３を経過しない場合（Ｓ７０６：ＮＯ）、Ｓ７０１に戻る。一方、時間変数ｔ３が動作時間整定値ｔｔｈ３を経過した場合（Ｓ７０６：ＹＥＳ）、配電制御装置２００は、子局Ｘ−（ｐ−１）に向けて、区分開閉器ＤＭＸ−（ｐ−１）の開指令を送信する（Ｓ７０７）。これにより、事故回線Ｘの地絡事故区間Ｘ−ｐ以降の区間Ｘ−ｋ（ｋ＝ｐ〜ｍ）が、復旧作業のために停電される。
【００７２】
尚、配電制御装置２００によって区分開閉器ＤＭＸ−（ｐ−１）を開く前に、微地絡のために地絡事故が自然に消弧した場合には、時間変数ｔ３が動作時間整定値ｔｔｈ３を経過しない（Ｓ７０６：ＮＯ）ため、区分開閉器ＤＭＸ−（ｐ−１）を開かずに済ませられる。尚、微地絡の情報はデータベース２０２に履歴保存されるため、後々の事故解析に利用できる。
【００７３】
つまり、地絡方向継電器ＤＧＲ１、２によってＳ５０３の条件成立により地絡事故の発生が検出されてから、配電用制御装置２００によって区分開閉器ＤＭＸ−（ｐ−１）が開くまでの間に、動作時間整定値ｔｔｈ１（０．２ｓ）と動作時間整定値ｔｔｈ３（０．３ｓ）とを加算した時間（０．５ｓ）を少なくとも要する。
【００７４】
ところで、地絡保護装置４００ａ、４００ｂによる後備保護の場合、地絡過電圧継電器ＯＶＧＲによって地絡事故発生が検出されてから事故回線の全区間停電を伴う配電用遮断器ＣＢ１又はＣＢ２が遮断されるまでの間に少なくとも要した時間は０．７ｓであった。従って、配電制御装置２００による主保護の方が、区分開閉器ＤＭＸ−（ｐ−１）を開くまでに要する時間（０．５ｓ）が短いため、地絡保護装置４００ａ、４００ｂによる後備保護よりも優先されることになる。
【００７５】
＝＝＝配電制御装置による主保護機能の具体例＝＝＝
図９、図１０を用いて、配電制御装置２００による地絡保護の具体例を説明する。尚、図９は、図１に示した配電系統と同一の配電系統を示している。図１０は、図１、図９に示した配電系統に対応する地絡事故区間判定テーブル２０２０の内容を示している。
【００７６】
図９に示すように、配電線１の区間１−３に地絡事故が発生した場合とする。この場合、事故回線１において、区間１−１、１−２には進み零相電流Ｉ０が流れ、区間１−４には遅れ零相電流Ｉ０が流れ、地絡事故区間１−３には区間１−２からの進み零相電流Ｉ０と区間１−４からの遅れ零相電流Ｉ０とが流れる。また、事故回線１以外の配電線２において、区間２−１〜２−４には遅れ零相電流Ｉ０が流れる。
【００７７】
従って、子局１−１、１−２より配電制御装置２００に向けて送信される絶対値判定信号Ｇ１−１、Ｇ１−２の内容は「１」であり、子局１−３、１−４より配電制御装置２００に向けて送信される絶対値判定信号Ｇ１−３、Ｇ１−４の内容は「０」である。また、子局２−１〜２−４より配電制御装置２００に向けて送信される絶対値判定信号Ｇ２−１〜Ｇ２−４の内容は「０」である。
【００７８】
また、事故回線１の零相変流器ＺＣＴ１−０には配電線２から母線４を介して進み零相電流Ｉ０が流れる。このため、地絡方向継電器ＤＧＲ１は、各動作整定値が照合されたことを契機として動作し、その０．２ｓ（動作時間整定値ｔｔｈ１）後に地絡事故が発生した旨を表す地絡検出信号Ｄ１を子局１−０に向けて送信する。一方、配電線２の零相変流器ＺＣＴ２−１には遅れ零相電流Ｉ０が流れるため、地絡方向継電器ＤＧＲ２は、動作位相整定範囲（θａ〜θｂ）内の照合が行われず動作しない。
【００７９】
以上の結果、地絡事故区間判定テーブル２０２０の各フィールドは、図１０に示される内容となる。配電制御装置２００は、図１０に示される地絡事故区間判定テーブル２０２０の第１番目のフィールドを参照することで、配電線１に地絡事故が発生したことを検出する。また、配電制御装置２００は、配電線１に対応したレコードの第２番目のフィールド以降のフィールドに対し、式（１）の等式が成立するか否かを判定する。
【００８０】
例えば、第２番目のフィールドの内容（子局１−１より取得した絶対値判定信号Ｇ１−１）が「１」であり、第３番目のフィールドの内容（子局１−２より取得した絶対値判定信号Ｇ１−２）も「１」である。従って、配電制御装置２００は、第２番目と第３番目のフィールドを参照する場合、式（１）の等式が不成立となることを判定し、区間１−２を地絡事故区間として特定しない。
【００８１】
次に、第３番目のフィールドの内容（子局１−２より取得した絶対値判定信号Ｇ１−２）が「１」であり、第４番目のフィールドの内容（子局１−３より取得した絶対値判定信号Ｇ１−３）が「０」である。従って、配電制御装置２００は、第３番目と第４番目のフィールドが参照される場合、式（１）の等式が成立することを判定し、区間１−３を地絡事故区間として特定する。そして、配電制御装置２００は、地絡事故区間１―３の手前の区間１−２の区分開閉器ＤＭ１−２の識別子を最終フィールドに格納する。
【００８２】
以上、本実施の形態について説明したが、前述した実施例は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更／改良され得るととともに、本発明にはその等価物も含まれる。
【００８３】
例えば、上記の主保護機能は、配電制御装置２００を動作主体としており、配電自動化システムを前提としているが、配電制御装置２００に対応したＣＰＵを具備したデジタル保護継電盤により実現してもよい。つまり、本発明は、配電自動化システムの構成を前提としなくてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明の一実施形態に係る配電自動化システムの全体構成を示した図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る地絡方向継電器ＤＧＲ１、２の１次試験により得られる零相電圧に対する進み零相電流Ｉ０及び遅れ零相電流Ｉ０の特性分布と、当該特性分布に基づき整定される動作電流整定値Ｉ０ｔｈ３を示した図である。
【図３】図３（ａ）は、進み零相電流Ｉ０と動作電流整定値Ｉ０ｔｈ３との関係を表したベクトル図であり、図３（ｂ）は、遅れ零相電流Ｉ０と動作電流整定値Ｉ０ｔｈ３との関係を表したベクトル図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る配電制御装置２００の構成を示した図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る地絡方向継電器ＤＧＲ１、２の動作を説明するためのフローチャートである。
【図６】本発明の一実施形態に係る地絡過電圧継電器ＯＶＧＲ１、２の動作を説明するためのフローチャートである。
【図７】本発明の一実施形態に係る配電制御装置２００の動作を説明するためのフローチャートである。
【図８】本発明の一実施形態に係る地絡事故区間判定テーブル２０２０を示した図である。
【図９】図１に示した配電系統において区間１−３に地絡事故が発生したときの状態を示した図である。
【図１０】図９に示した地絡事故の場合の地絡事故区間判定テーブル２０２０の内容を示した図である。
【符号の説明】
【００８５】
４ 母線
６ 中継子局
１０ 配電用変電所
２０ 支社・営業所
２００ 配電制御装置
２０１ 親局
２０２ データベース
２０２０ 地絡事故区間判定テーブル
２０３ メモリ
２０４ ＣＰＵ
２０５ 受信装置
２０６ 表示装置
２０７ プリンタ
３０ 通信網
３２〜３５ 通信線
４００ 地絡保護装置
Ｔｒ 配電用変圧器
ＣＢＸ（Ｘ＝１〜ｎ） 配電用遮断器
ＤＭＸ−ｋ（Ｘ＝１〜ｎ、ｋ＝１〜ｍ） 区分開閉器
ＺＣＴＸ−ｋ（Ｘ＝１〜ｎ、ｋ＝１〜ｍ） 零相変流器
ＤＧＲＸ（Ｘ＝１〜ｎ） 地絡方向継電器
ＯＶＧＲＸ（Ｘ＝１〜ｎ） 地絡過電圧継電器
ＧＰＴ 接地変圧器
ＧＸ−ｋ（Ｘ＝１〜ｎ、ｋ＝１〜ｍ） 絶対値判定信号
ＤＸ（Ｘ＝１〜ｎ） 地絡検出信号
ＯＸ（Ｘ＝１〜ｎ） 遮断信号
【特許請求の範囲】
【請求項１】
母線から遮断器を介して負荷に電力を供給する複数の配電線が複数の区分開閉器により複数の区間に区分される配電系統の地絡保護システムであって、
前記複数の配電線毎に設けられ、自回線の地絡事故発生を検出した場合、当該自回線の遮断器を遮断する第１地絡保護装置と、
前記複数の区間毎に設けられ、自区間に流れる零相電流を検出する第１零相電流変流器と、
前記複数の区間毎に設けられ、前記第１零相電流変流器により検出された零相電流の絶対値を検出するとともに、その検出した絶対値が閾値を上回るか否かの判定結果を示す絶対値判定信号を送信する第１通信端末装置と、
前記第１通信端末装置より送信された前記絶対値判定信号に基づいて、前記第１地絡保護装置により事故回線の前記遮断器が遮断される前に、当該事故回線の全区間を通じた前記絶対値判定信号の分布に基づいて地絡事故区間を特定するとともに、その特定した地絡事故区間より母線側の区間の前記第１通信端末装置に向けて、当該母線側の区間の前記区分開閉器の開指令を送信する第２地絡保護装置と、
を有することを特徴とする配電系統の地絡保護システム。
【請求項２】
請求項２に記載の配電系統の地絡保護システムであって、
前記第２地絡保護装置は、
前記絶対値判定信号の分布に基づいて、前記配電線の全ての隣り合う二区間の中で、前記母線側の一方の区間における絶対値判定信号が前記閾値を上回り、且つ前記負荷側の他方の区間における絶対値判定信号が前記閾値を下回る二区間を検出し、当該他方の区間を地絡事故区間として特定すること、
を特徴とする配電系統の地絡保護システム。
【請求項３】
請求項２に記載の配電系統の地絡保護システムであって、
前記第２地絡保護装置は、
前記配電線の全区間を通じた絶対値判定信号を、前記複数の配電線毎に、母線側の区間から負荷側の区間に向かう順に配列したテーブルを格納するデータベースを有すること、
を特徴とする配電系統の地絡保護システム。
【請求項４】
請求項１に記載の配電系統の地絡保護システムであって、
前記第１地絡保護装置は、
前記母線の零相電圧を検出する接地変圧器と、
前記複数の配電線毎に設けられ、保護対象の配電線の前記遮断器に流れる零相電流を検出する第２零相電流変流器と、
前記複数の配電線毎に設けられ、前記第２零相電流変流器により検出された零相電流と、前記接地変圧器により検出された零相電圧と、に基づいて、自回線の地絡事故発生を検出したとき、第１動作時間整定値の経過後に地絡検出信号を送信する地絡方向継電器と、
前記接地変圧器より検出される零相電圧が前記第１動作時間整定値よりも長い第２動作時間整定値の間継続して上回るとき、前記地絡検出信号を送信した前記地絡方向継電器を介して事故回線の前記遮断器を遮断させる地絡過電圧継電器と、
を有し、
前記第２地絡保護装置は、
同一の地絡事故区間が、前記第２動作時間整定値よりも短い時間の間継続して特定されるとき、前記開指令を送信すること、
を特徴とする配電系統の地絡保護システム。
【請求項５】
請求項４に記載の配電系統の地絡保護システムであって、
前記地絡方向継電器から送信される地絡検出信号を受信し、その受信した地絡検出信号を前記第２地絡保護装置に伝送する第２通信端末装置を有し、
前記第２地絡保護装置は、
前記第２通信端末装置より伝送される地絡検出信号に基づき地絡事故発生を検出し、且つ同一の地絡事故区間が前記第２動作時間整定値から前記第１動作時間整定値を差し引いた時間よりも短い第３動作時間整定値の間継続して特定されるとき、前記開指令を送信すること、
を特徴とする配電系統の地絡保護システム。
【請求項６】
請求項４又は５に記載の配電系統の地絡保護システムであって、
前記第１通信端末装置は、
前記閾値を、前記地絡方向継電器の地絡試験により得られる地絡抵抗に対する母線側から負荷側に向けて流れる零相電流の特性分布に基づき、所定の地絡抵抗に応じた当該特性分布上の零相電流として整定すること、
を特徴とする配電系統の地絡保護システム。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の配電系統の地絡保護システムであって、
前記第２地絡保護装置は、
前記第１通信端末装置又は前記第２通信端末装置と通信路を介した通信によって、前記配電系統の遠隔監視制御を行う情報処理装置であること、
を特徴とする配電系統の地絡保護システム。
【請求項８】
母線から遮断器を介して負荷に電力を供給する複数の配電線を複数の区間に区分する複数の区分開閉器と、
前記複数の配電線毎に設けられ、自回線の地絡事故発生を検出した場合、当該自回線の配電線の遮断器を遮断する第１地絡保護装置と、
前記複数の区間毎に設けられ、自区間に流れる零相電流を検出する第１零相電流変流器と、
前記複数の区間毎に設けられ、前記第１零相電流変流器により検出された零相電流の絶対値を検出するとともに、その検出した絶対値が閾値を上回るか否かの判定結果を示す絶対値判定信号を送信する第１通信端末装置と、
を有した配電系統の地絡保護方法であって、
前記第１通信端末装置と通信可能に接続された第２地絡保護装置が、
前記第１通信端末装置より送信された前記絶対値判定信号を受信するステップと、
前記第１地絡保護装置により事故回線の前記遮断器が遮断される前に、当該事故回線の全区間を通じた前記絶対値判定信号の分布に基づいて地絡事故区間を特定するステップと、
特定された前記地絡事故区間より母線側の区間の前記第１通信端末装置に向けて、当該母線側の区間の前記区分開閉器の開指令を送信するステップと、
を有することを特徴とする配電系統の地絡保護方法。
【請求項９】
母線から遮断器を介して負荷に電力を供給する複数の配電線を複数の区間に区分する複数の区分開閉器と、
前記複数の配電線毎に設けられ、自回線の配電線の地絡事故発生を検出した場合、当該自回線の配電線の遮断器を遮断する第１地絡保護装置と、
前記複数の区間毎に設けられ、自区間に流れる零相電流を検出する第１零相電流変流器と、
前記複数の区間毎に設けられ、前記第１零相電流変流器により検出された零相電流の絶対値を検出するとともに、その検出した絶対値が閾値を上回るか否かの判定結果を示す絶対値判定信号を送信する第１通信端末装置と、
を有した配電系統において、前記第１通信端末装置と通信可能に接続された第２地絡保護装置に、
前記第１通信端末装置より送信された前記絶対値判定信号を受信する手順と、
前記第１地絡保護装置により事故回線の前記遮断器が遮断される前に、当該事故回線の全区間を通じた前記絶対値判定信号の分布に基づいて地絡事故区間を特定する手順と、
特定された前記地絡事故区間より母線側の区間の前記第１通信端末装置に向けて、当該母線側の区間の前記区分開閉器の開指令を送信する手順と、
を実行させるためのプログラム。
【請求項１】
母線から遮断器を介して負荷に電力を供給する複数の配電線が複数の区分開閉器により複数の区間に区分される配電系統の地絡保護システムであって、
前記複数の配電線毎に設けられ、自回線の地絡事故発生を検出した場合、当該自回線の遮断器を遮断する第１地絡保護装置と、
前記複数の区間毎に設けられ、自区間に流れる零相電流を検出する第１零相電流変流器と、
前記複数の区間毎に設けられ、前記第１零相電流変流器により検出された零相電流の絶対値を検出するとともに、その検出した絶対値が閾値を上回るか否かの判定結果を示す絶対値判定信号を送信する第１通信端末装置と、
前記第１通信端末装置より送信された前記絶対値判定信号に基づいて、前記第１地絡保護装置により事故回線の前記遮断器が遮断される前に、当該事故回線の全区間を通じた前記絶対値判定信号の分布に基づいて地絡事故区間を特定するとともに、その特定した地絡事故区間より母線側の区間の前記第１通信端末装置に向けて、当該母線側の区間の前記区分開閉器の開指令を送信する第２地絡保護装置と、
を有することを特徴とする配電系統の地絡保護システム。
【請求項２】
請求項２に記載の配電系統の地絡保護システムであって、
前記第２地絡保護装置は、
前記絶対値判定信号の分布に基づいて、前記配電線の全ての隣り合う二区間の中で、前記母線側の一方の区間における絶対値判定信号が前記閾値を上回り、且つ前記負荷側の他方の区間における絶対値判定信号が前記閾値を下回る二区間を検出し、当該他方の区間を地絡事故区間として特定すること、
を特徴とする配電系統の地絡保護システム。
【請求項３】
請求項２に記載の配電系統の地絡保護システムであって、
前記第２地絡保護装置は、
前記配電線の全区間を通じた絶対値判定信号を、前記複数の配電線毎に、母線側の区間から負荷側の区間に向かう順に配列したテーブルを格納するデータベースを有すること、
を特徴とする配電系統の地絡保護システム。
【請求項４】
請求項１に記載の配電系統の地絡保護システムであって、
前記第１地絡保護装置は、
前記母線の零相電圧を検出する接地変圧器と、
前記複数の配電線毎に設けられ、保護対象の配電線の前記遮断器に流れる零相電流を検出する第２零相電流変流器と、
前記複数の配電線毎に設けられ、前記第２零相電流変流器により検出された零相電流と、前記接地変圧器により検出された零相電圧と、に基づいて、自回線の地絡事故発生を検出したとき、第１動作時間整定値の経過後に地絡検出信号を送信する地絡方向継電器と、
前記接地変圧器より検出される零相電圧が前記第１動作時間整定値よりも長い第２動作時間整定値の間継続して上回るとき、前記地絡検出信号を送信した前記地絡方向継電器を介して事故回線の前記遮断器を遮断させる地絡過電圧継電器と、
を有し、
前記第２地絡保護装置は、
同一の地絡事故区間が、前記第２動作時間整定値よりも短い時間の間継続して特定されるとき、前記開指令を送信すること、
を特徴とする配電系統の地絡保護システム。
【請求項５】
請求項４に記載の配電系統の地絡保護システムであって、
前記地絡方向継電器から送信される地絡検出信号を受信し、その受信した地絡検出信号を前記第２地絡保護装置に伝送する第２通信端末装置を有し、
前記第２地絡保護装置は、
前記第２通信端末装置より伝送される地絡検出信号に基づき地絡事故発生を検出し、且つ同一の地絡事故区間が前記第２動作時間整定値から前記第１動作時間整定値を差し引いた時間よりも短い第３動作時間整定値の間継続して特定されるとき、前記開指令を送信すること、
を特徴とする配電系統の地絡保護システム。
【請求項６】
請求項４又は５に記載の配電系統の地絡保護システムであって、
前記第１通信端末装置は、
前記閾値を、前記地絡方向継電器の地絡試験により得られる地絡抵抗に対する母線側から負荷側に向けて流れる零相電流の特性分布に基づき、所定の地絡抵抗に応じた当該特性分布上の零相電流として整定すること、
を特徴とする配電系統の地絡保護システム。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の配電系統の地絡保護システムであって、
前記第２地絡保護装置は、
前記第１通信端末装置又は前記第２通信端末装置と通信路を介した通信によって、前記配電系統の遠隔監視制御を行う情報処理装置であること、
を特徴とする配電系統の地絡保護システム。
【請求項８】
母線から遮断器を介して負荷に電力を供給する複数の配電線を複数の区間に区分する複数の区分開閉器と、
前記複数の配電線毎に設けられ、自回線の地絡事故発生を検出した場合、当該自回線の配電線の遮断器を遮断する第１地絡保護装置と、
前記複数の区間毎に設けられ、自区間に流れる零相電流を検出する第１零相電流変流器と、
前記複数の区間毎に設けられ、前記第１零相電流変流器により検出された零相電流の絶対値を検出するとともに、その検出した絶対値が閾値を上回るか否かの判定結果を示す絶対値判定信号を送信する第１通信端末装置と、
を有した配電系統の地絡保護方法であって、
前記第１通信端末装置と通信可能に接続された第２地絡保護装置が、
前記第１通信端末装置より送信された前記絶対値判定信号を受信するステップと、
前記第１地絡保護装置により事故回線の前記遮断器が遮断される前に、当該事故回線の全区間を通じた前記絶対値判定信号の分布に基づいて地絡事故区間を特定するステップと、
特定された前記地絡事故区間より母線側の区間の前記第１通信端末装置に向けて、当該母線側の区間の前記区分開閉器の開指令を送信するステップと、
を有することを特徴とする配電系統の地絡保護方法。
【請求項９】
母線から遮断器を介して負荷に電力を供給する複数の配電線を複数の区間に区分する複数の区分開閉器と、
前記複数の配電線毎に設けられ、自回線の配電線の地絡事故発生を検出した場合、当該自回線の配電線の遮断器を遮断する第１地絡保護装置と、
前記複数の区間毎に設けられ、自区間に流れる零相電流を検出する第１零相電流変流器と、
前記複数の区間毎に設けられ、前記第１零相電流変流器により検出された零相電流の絶対値を検出するとともに、その検出した絶対値が閾値を上回るか否かの判定結果を示す絶対値判定信号を送信する第１通信端末装置と、
を有した配電系統において、前記第１通信端末装置と通信可能に接続された第２地絡保護装置に、
前記第１通信端末装置より送信された前記絶対値判定信号を受信する手順と、
前記第１地絡保護装置により事故回線の前記遮断器が遮断される前に、当該事故回線の全区間を通じた前記絶対値判定信号の分布に基づいて地絡事故区間を特定する手順と、
特定された前記地絡事故区間より母線側の区間の前記第１通信端末装置に向けて、当該母線側の区間の前記区分開閉器の開指令を送信する手順と、
を実行させるためのプログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１０−１６１８６５（Ｐ２０１０−１６１８６５Ａ）
【公開日】平成２２年７月２２日（２０１０．７．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２０１１（Ｐ２００９−２０１１）
【出願日】平成２１年１月７日（２００９．１．７）
【出願人】（０００２１１３０７）中国電力株式会社 (6,505)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年７月２２日（２０１０．７．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１月７日（２００９．１．７）
【出願人】（０００２１１３０７）中国電力株式会社 (6,505)
【Ｆターム（参考）】
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