配電線における事故方向判別装置
【課題】分散型電源からの逆潮流がある場合においても変電所を基準とした負荷側の地絡か否かを正確に判別して表示することができる配電線における事故方向判別装置を提供する。
【解決手段】送電方向判別回路４２の判別結果に基づいて、分散型電源１５が連系され、送電方向が変化した場合に、相電流位相差演算回路４４により相電流変化分の位相差Δδの演算が行われ、変化前後の位相差が０°〜４５°の範囲内か否かが相電流位相範囲判定回路４５により判定され、変化前後の位相差が０°〜４５°の範囲内の場合には分散型電源１５からの逆潮流と判定される。一方、変化前後の位相差が０°〜４５°の場合には、相電圧変化分・相電流変化分位相差演算回路４６により電圧変化分ΔＶと電流変化分ΔＩの位相差の演算が行われ、変化前後の位相差が−９０°〜９０°の範囲内か否かが変化分位相範囲判定回路４７によって判定される。
【解決手段】送電方向判別回路４２の判別結果に基づいて、分散型電源１５が連系され、送電方向が変化した場合に、相電流位相差演算回路４４により相電流変化分の位相差Δδの演算が行われ、変化前後の位相差が０°〜４５°の範囲内か否かが相電流位相範囲判定回路４５により判定され、変化前後の位相差が０°〜４５°の範囲内の場合には分散型電源１５からの逆潮流と判定される。一方、変化前後の位相差が０°〜４５°の場合には、相電圧変化分・相電流変化分位相差演算回路４６により電圧変化分ΔＶと電流変化分ΔＩの位相差の演算が行われ、変化前後の位相差が−９０°〜９０°の範囲内か否かが変化分位相範囲判定回路４７によって判定される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配電線における事故方向判別装置に係り、詳しくは系統に分散型電源が存在する場合或いは変電所が切り換わる場合においても地絡事故の方向を正確に判別することができる配電線における事故方向判別装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の架空配電線における事故方向判別装置として、特許文献１に示すものが提案されている。この事故方向判別装置は、配電線の相電圧及び相電流を検出する第１検出手段と、前記配電線の零相電圧及び零相電流を検出する第２検出手段と、前記相電圧と相電流の位相差に基づいて前記配電線の送電方向を判別する送電方向判別手段とを備えている。又、この事故方向判別装置は、前記零相電圧の電圧値と、零相電流の電流値に基づいて地絡事故を検出する地絡検出手段と、前記地絡事故が検出されたとき、前記送電方向と、前記零相電圧及び前記零相電流の位相差に基づいて前記地絡事故の方向を判定する地絡方向判定手段とを備えている。更に、この事故方向判別装置は、前記地絡方向判定手段が地絡事故の方向を負荷側と判定したとき、所定の表示を行う表示手段を備えている。
【０００３】
そして、負荷側の地絡事故の標定に際して、単相の相電圧と相電流の位相差から潮流方向を判定し、地絡事故時の零相電圧と零相電流の位相差から地絡方向の判定を行う。前記潮流方向と地絡方向のアンド条件をもって負荷側の地絡か否かの標定を行うようになっていた。この場合の潮流方向は、地絡事故が発生する直前の演算結果を記憶手段に記憶し、地絡事故発生時の地絡方向と比較して負荷側の地絡事故の標定を行っていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平２−２７５３７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、上記従来の事故方向判別装置は、近年配電系統に分散型電源が連系され、変電所以外からも電力が供給される場合を想定していなかったために、次のような問題が新たに生じた。すなわち、分散型電源によって送電方向が変わる場合があるため、負荷側の地絡事故以外に電源側の事故も表示するという不必要な表示がなされることになる。この様な誤表示になる理由を図４のケース１の系統構成に基づいて説明する。変電所１１Ａに接続された第１表示器２１と第２表示器２２の間に地絡事故が生じた場合、第１表示器２１の判定結果は、送電方向が順潮流（Ｋ→Ｌ）で、変電所１１Ａを基準とした負荷側地絡であるため地絡事故を「有」と判定する。一方、分散型電源１５から第２表示器２２に対し電流が供給されて、送電方向が逆潮流（Ｌ→Ｋ）となった場合には、第２表示器２２は電源側の地絡事故であるにも係わらず負荷側地絡「有」と誤判定する。このように、第１表示器２１は正しい表示を行うが第２表示器２２は誤った表示を行うことになる。図４に示すケース２においては、第１表示器２１及び第２表示器２２が共に逆潮流になって、第１表示器２１は負荷側地絡を「無」と判定し、第２表示器２２は負荷側地絡を「有」と判定する。この場合には第１表示器２１及び第２表示器２２は共に間違った判定を下すことになる。従って、正確な表示を行うことができないという問題があった。
【０００６】
なお、上述の地絡事故の誤表示がなされると、その正しい事故点の特定ができないので、事故の復旧作業に時間を要することになる。
本発明は、上記従来の技術に存する問題点を解消して、分散型電源からの逆潮流がある場合においても変電所を基準とした負荷側の地絡か否かを正確に判別して表示することができる配電線における事故方向判別装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、配電線の相電圧及び相電流を検出する第１検出手段と、前記配電線の零相電圧及び零相電流を検出する第２検出手段と、前記相電圧と相電流の位相差に基づいて前記配電線の送電方向を判別する送電方向判別手段と、前記零相電圧の電圧値と、零相電流の電流値に基づいて地絡事故を検出する地絡検出手段と、前記送電方向が切り換わったときにおけるその前後の相電流変化分の位相差を演算するための相電流位相差演算手段と、前記送電方向が切り換わったときにおけるその前後の相電圧変化分と相電流変化分の位相差を演算する相電圧変化分・相電流変化分位相差演算手段と、前記相電流位相差演算手段により演算された位相差が予め設定された所定位相範囲内にあるか否かを判定するための相電流位相範囲判定手段と、前記変化分位相差演算手段により得られた位相差が予め設定された所定位相範囲内にあるか否かを判定する変化分位相範囲判定手段とにより構成され、前記相電流位相範囲判定手段及び前記変化分位相範囲判定手段による判定結果に基づいて、前記送電方向の補正を行う送電方向補正手段と、前記地絡事故が検出されたとき、前記送電方向補正手段により補正された送電方向と、前記零相電圧及び前記零相電流の位相差とに基づいて前記地絡事故の方向を判定する無停電時地絡方向判定手段と、前記無停電時地絡方向判定手段が地絡事故の方向を負荷側と判定したとき、所定の表示を行う表示手段とを備えたことを要旨とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記相電圧と相電流の変化分を演算するとともに、それらの演算結果が所定の設定範囲を超えたか否かを判定する相電圧変化分・相電流変化分演算判定手段を更に設け、前記送電方向判別手段は、該送電方向判別手段により判別された送電方向が予め設定された設定時間を継続して変化したか否かを判定する継続時間判定機能を備え、設定時間が継続した場合には、前記相電流位相差演算手段の処理動作に移行し、一方、継続しなかった場合には、相電圧変化分・相電流変化分演算判定手段により前記相電圧と相電流の変化分を演算するとともに、それらの演算結果が所定の設定範囲を超えたか否かを判定し、その判定結果が設定範囲を超えたと判定された場合には、前記相電圧変化分・相電流変化分位相差演算手段の演算結果に基づいて、前記変化分位相範囲判定手段により相電圧と相電流の変化分の位相差が所定の設定範囲を超えるか否かを判定し、その判定結果が設定範囲を超えた場合は、分散型電源からの逆潮流と判定し、超えていない場合には、変電所の切り換えによる逆潮流と判定する機能を備えたことを要旨とする。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２において、前記送電方向判別手段は、電源側である変電所の方向を設定するための変電所方向設定手段を備えたことを要旨とする。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１記載の発明は、相電流位相範囲判定手段及び変化分位相範囲判定手段による判定結果に基づいて、送電方向補正手段により前記送電方向の補正が行われる。そして、地絡事故が検出されたとき、無停電時地絡方向判定手段は、送電方向補正手段により補正された送電方向と、零相電圧及び零相電流の位相差とに基づいて地絡事故の方向を判定する。このため、分散型電源からの逆潮流がある場合においても変電所を基準とした負荷側の地絡を正確に判別して表示することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】地絡事故が発生した場合における配電系統の各機器の動作を示すタイミングチャート。
【図２】地絡事故が発生した場合における送電方向と地絡発生位相方向を判定して、負荷側地絡事故を表示する動作を示すフローチャート。
【図３】負荷側地絡事故の判定動作を示すフローチャート。
【図４】地絡事故発生時の系統構成と第１表示器及び第２表示器の判定結果を示す説明図。
【図５】地絡事故発生時の系統構成と第１表示器及び第２表示器の判定結果を示す説明図。
【図６】配電線における送電方向判別機能を備えた事故方向判別装置を示すブロック回路図。
【図７】（ａ），（ｂ）は、Ｒ相電圧基準に対する送電方向の判定位相角の範囲を示す説明図。
【図８】地絡事故の方向を判定するための零相電圧基準に対する零相電流の判定位相角の範囲を示す説明図。
【図９】変電所の切り換えによる逆潮流送電か分散型電源の逆潮流かを判定する相電流変化分の位相差Δδの判定位相角の範囲を示す説明図。
【図１０】変電所の切り換えによる逆潮流か分散型電源からの逆潮流かを判定する相電圧変化分ΔＶ・相電流変化分ΔＩの位相差の判定位相角の範囲を示す説明図。
【図１１】（ａ），（ｂ），（ｃ）は、変電所が切り換わる時の手順を示す説明図。
【図１２】変電所が切り換わった後の等価回路図。
【図１３】（ａ），（ｂ）は、分散型電源からの逆潮流による送電方向の変化状態を示す説明図。
【図１４】分散型電源からの逆潮流が有る状態の等価回路図。
【図１５】分散型電源が系統に連系された場合の地絡事故表示動作を示すタイミングチャート。
【図１６】分散型電源が系統に連系された場合の地絡事故表示動作を示すタイミングチャート。
【図１７】変電所が切り換えられた場合の地絡事故表示動作を示すタイミングチャート。
【図１８】変電所方向をＫ側にセットした場合の送電方向の補正動作を説明するフローチャート。
【図１９】変電所方向をＬ側にセットした場合の送電方向の補正動作を説明するフローチャート。
【図２０】負荷側地絡事故の判定表示動作を説明するフローチャート。
【図２１】この発明の事故方向判別装置の別例を示すブロック回路図。
【図２２】図２１の事故方向判別装置の変電所方向をＫ側にセットした場合の送電方向の補正動作を説明するフローチャート。
【図２３】図２１の事故方向判別装置の変電所方向をＬ側にセットした場合の送電方向の補正動作を説明するフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を具体化した配電線における事故方向判別装置の一実施形態を図１〜図２０に従って説明する。
図６に示すように、変電所１１Ａと変電所１１Ｂは配電線１２によって繋がれており、その途中に遮断器１３Ａが設けられ、この遮断器１３Ａには転送遮断装置１４Ａが設けられている。そして、変電所１１ＡのＺＣＴ（零相変流器：図示略）及び配電線１２に設けたＧＰＴ（接地形計器用変圧器器：図示略）が配電線１２に生じる一線地絡事故の零相電圧と零相電流を検出したときに地絡継電器が動作して前記遮断器１３Ａをトリップし、変電所１１Ａから配電線１２を切り離すようになっている。前記配電線１２の他端には別の変電所１１Ｂ、遮断器１３Ｂ、保護継電器１４Ｂが接続され、必要に応じて負荷２０へ供給する電力を切り換えることが可能な構成になっている。前記配電線１２の途中には分散型電源１５が配設され、負荷２０に電力を供給するようになっている。分散型電源１５には遮断器１３Ｃ及び転送遮断装置１４Ｃが設けられ、転送遮断装置１４Ａの信号に基づいて、転送遮断装置１４Ｃが動作する。すると、所定時間後に分散型電源１５を遮断するようになっている。前記配電線１２の途中には第１表示器２１及び第２表示器２２が図示しない区分開閉器と対応して装着されている。これらの第１表示器２１及び第２表示器２２は同様に構成されているので、図６において一つの第１表示器２１について説明する。
【００１３】
配電線１２のＲ相、Ｓ相及びＴ相には高圧センサー３０がそれぞれ設けられている。この高圧センサー３０は、各相の相電圧を検出する結合コンデンサ３１ａ，３１ｂ，３１ｃ、変流器３２ａ，３２ｂ，３２ｃにより構成されている。前記結合コンデンサ３１ａ，３１ｂ，３１ｃには三相の配電線からの相電圧信号Ｖｒ，Ｖｓ，Ｖｔに基づいて零相電圧信号Ｖ０を出力するための電圧信号処理回路３４が接続されている。又、前記変流器３２ａ，３２ｂ，３２ｃには、三相の配電線からの相電流信号Ｉｒ，Ｉｓ，Ｉｔに基づいて零相電流信号Ｉ０を出力するための電流信号処理回路３５が接続されている。
【００１４】
次に、地絡事故が発生し遮断器１３Ａが作動する「停電有モード」において地絡事故判定表示を行うための構成について説明する。
前記結合コンデンサ３１ａ及び変流器３２ａには第１送電方向判別手段としての第１送電方向判別回路３６及び第２送電方向判別手段としての第２送電方向判別回路３７が並列に接続されている。前記第１送電方向判別回路３６は、常時継続してＲ相の相電圧Ｖｒと相電流Ｉｒの位相差に基づいてＲ相の配電線の送電方向を判別して記憶するようになっている。前記第２送電方向判別回路３７は、前記配電線１２が停電されてから再閉路された復電時において新たに送電方向を判別して記憶するようになっている。この実施形態では両判別回路３６，３７は図７（ａ）に示すように、Ｒ相電圧の位相角０°を基準に遅れ−７０°〜進み１１０°の範囲内に相電流Ｉｒの位相が有る場合に、順潮流（Ｋ→Ｌ）と判別し、無い場合に逆潮流（Ｌ→Ｋ）と判別する。
【００１５】
前記電圧信号処理回路３４と電流信号処理回路３５には地絡検出手段としての地絡検出回路３８が接続され、零相電圧Ｖ０の電圧値及び零相電流Ｉ０の電流値に基づいて地絡事故を検出するようになっている。例えば、６ｋＶの配電線の場合、零相電流のレベルが１００ｍＡに、零相電圧のレベルが３８０Ｖに供に達したときに地絡事故であると判定するようになっている。前記第１送電方向判別回路３６及び地絡検出回路３８には第１地絡方向判定手段としての第１地絡方向判定回路３９が接続されている。そして、地絡事故が検出されたとき、前記送電方向と前記零相電圧Ｖ０及び零相電流Ｉ０の位相差に基づいて前記地絡事故の方向を判定するようになっている。この実施形態では、図８に示すように、零相電圧の位相角０°を基準に遅れ−３０°〜進み１５０°の範囲内に零相電流Ｉ０の位相が有り、かつ、送電方向が順潮流（Ｋ→Ｌ）と判別されているときに、負荷側の地絡事故と判定する。又、前記位相−３０°〜１５０°内に零相電流Ｉ０の位相が無い状態で、かつ逆潮流（Ｌ→Ｋ）と判別されているときにも、負荷側の地絡事故と判定する。この判定結果は第１地絡方向判定回路３９に設けた記憶手段により記憶される。
【００１６】
前記第２送電方向判別回路３７と第１地絡方向判定回路３９には第２地絡方向判定手段としての第２地絡方向判定回路４０が接続されている。そして、前記第１地絡方向判定回路３９により判別記憶された地絡事故の方向と、前記第２送電方向判別回路３７により判別された新たな送電方向とに基づいて地絡事故の方向を後述するように新たに判定するようになっている。前記第２地絡方向判定回路４０には新たに判定された地絡事故の方向が負荷側である場合にその地絡事故を表示するための表示灯４１が接続されている。
【００１７】
以上述べた第１及び第２送電方向判別回路３６，３７、地絡検出回路３８、第１及び第２地絡方向判定回路３９，４０は、配電線１２に地絡事故が発生し前記遮断器１３Ａがトリップして、配電線１２が停電する状態において動作する「停電有モード」にて機能するものである。
【００１８】
次に、零相電圧Ｖ０及び零相電流Ｉ０が発生しても遮断器１３Ａが作動しない「停電無モード」において零相電圧Ｖ０及び零相電流Ｉ０が発生した区間の判定表示を行うための回路構成について説明する。
【００１９】
前記結合コンデンサ３１ａ及び変流器３２ａには常時送電方向を判別して記憶する第３送電方向判別手段としての第３送電方向判別回路４２が接続されている。又、前記第３送電方向判別回路４２には、変電所方向設定手段としての変電所方向設定スイッチ４３が接続されている。前記変電所方向設定スイッチ４３は、配電線１２に前記分散型電源１５からの逆潮流がある状態で、第１表示器２１及び第２表示器２２を設置する場合において、前記変電所１１Ａ又は変電所１１Ｂの方向を確定するために設けられている。そして、このスイッチ４３によって、設定された変電所方向を基準として前記第３送電方向判別回路４２はＲ相の相電圧Ｖｒと相電流Ｉｒの位相差の基準位相を決定するようになっている。この実施形態では前記変電所方向設定スイッチ４３にてＫ側に変電所があると設定されている。この設定条件においては、図７（ｂ）に示すように、Ｒ相電圧の位相角０°を基準に遅れ−９０°〜進み９０°の範囲内に相電流Ｉｒの位相が有る場合に、前記第３送電方向判別回路４２が順潮流（Ｋ→Ｌ）と判別し、無い場合には、つまり９０°〜２７０°（−９０°）の場合に逆潮流（Ｌ→Ｋ）と判別する。
【００２０】
図６に示すように、前記結合コンデンサ３１ａ、変流器３２ａ及び第３送電方向判別回路４２には相電流位相差演算手段としての相電流位相差変化分の相電流位相差演算回路４４が接続されている。この相電流位相差演算回路４４によって送電方向が逆潮流に切り換わった時点におけるその前後の相電流の位相差を演算するようになっている。前記相電流位相差演算回路４４には相電流位相範囲判定手段としての相電流位相範囲判定回路４５が接続され、前記相電流位相差演算回路４４によって得られた位相差が予め設定された所定の位相範囲（０°〜４５°）内にあるか否かを判定するようになっている。更に前記相電流位相差演算回路４４によって得られた位相差が予め設定された所定の位相範囲（０°〜４５°）外であった場合に用いるための相電圧変化分・相電流変化分位相差演算手段としての相電圧変化分・相電流変化分位相差演算回路４６が接続されている。この相電圧変化分・相電流変化分位相差演算回路４６によって送電方向が逆潮流に切り換わった時点におけるその前後の相電圧変化と相電流変化の位相差を演算するようになっている。前記相電圧変化分・相電流変化分位相差演算回路４６には変化分位相範囲判定手段としての変化分位相範囲判定回路４７が接続され、前記位相差演算回路４６によって得られた位相差が予め設定された所定の位相範囲（−９０°〜９０°）内にあるか否かを判定するようになっている。
【００２１】
前記第３送電方向判別回路４２、相電流位相範囲判定回路４５及び変化分位相範囲判定回路４７には送電方向補正手段としての送電方向補正回路４９が接続され、相電流位相範囲判定回路４５及び変化分位相範囲判定回路４７の判定結果に基づいて、送電方向の補正を行うようになっている。前記地絡検出回路３８と送電方向補正回路４９には無停電時地絡方向判定手段としての無停電時地絡方向判定回路５０が接続されている。そして、地絡事故が検出されたとき、送電方向補正回路４９により補正された送電方向と、零相電圧Ｖ０と零相電流Ｉ０の位相差とに基づいて予め設定された変電所１１Ａを基準とした負荷側地絡事故か否かを判定するようになっている。無停電時地絡方向判定回路５０は前記表示灯４１に接続されている。
【００２２】
この実施形態では、前記相電流位相差演算回路４４と前記相電流位相範囲判定回路４５及び前記相電圧変化分・相電流変化分位相差演算回路４６と変化分位相範囲判定回路４７によって逆潮流種別判別手段としての逆潮流種別判別回路４８が構成されている。
【００２３】
次に、上述した各回路４４、４５，４６，４７，４９，５０の機能について説明する。
前記相電流位相差演算回路４４及び相電流位相範囲判定回路４５は、分散型電源１５からの逆潮流であるのか、変電所１１Ａから変電所１１Ｂへの切り換えによる逆潮流なのかを判定する。相電流位相差演算回路４４は無停電時送電方向判別回路４２からの判別信号（逆潮流の種別は不明）が出力された時、その前後における相電流変化分の位相差Δδを演算する。そして、送電方向が変化した前後の相電流変化分の位相差Δδが図９に示す０°〜４５°の所定位相範囲内の場合には、分散型電源１５からの逆潮流と判定する。又、前記位相差Δδが０°〜４５°の所定位相範囲外の場合には、前記相電圧変化分・相電流変化分位相差演算回路４６及び変化分位相範囲判定回路４７による判定結果から、分散型電源１５からの逆潮流であるのか、変電所１１Ａから変電所１１Ｂへの切り換えによる逆潮流であるのかを判定する。
【００２４】
前記相電圧変化分・相電流変化分位相差演算回路４６は、無停電時送電方向判別回路４２からの判別信号（逆潮流の種別は不明）が出力された時、その前後における相電圧Ｖｒの変化分ΔＶｒと、相電流Ｉｒの変化分ΔＩｒとの位相差を演算する。そして、電圧変化分ΔＶｒが例えば０°にある時の電流変化分ΔＩｒとの位相差ΔＶｒ−ΔＩｒが図１０に示す−９０°〜９０°の範囲内の場合には、変電所の切り換えによる逆潮流と判定する。又、前記位相差ΔＶｒ−ΔＩｒが−９０°〜９０°の範囲外の場合には分散型電源１５からの逆潮流と判定するようにしている。
【００２５】
ところで、変電所１１Ａ，１１Ｂの切り換え操作を行う手順の一つであるループ点開閉器（図示略）を投入する場合には、ループ点開閉器の左右の電圧位相差が極力近い状態になった時に行われるように電力会社での運用基準が規定されている。又、分散型電源１５においても配電系統へ連系する場合には配電系統の電圧を適正値に維持する必要がある。これらのことから主に自動同期投入装置等を用いて配電系統の電圧位相に分散型電源１５の電圧位相を合わせて投入する操作が行われているため、変電所１１Ａ，１１Ｂの切り換えもしくは分散型電源１５の連系が行われた場合についても電圧には顕著な位相変化が現れない。しかしながら、電流については電圧位相のように同期を取ることを行わないため、送電方向が変化した前後において相電流の位相角に変化が現れる。この時、分散型電源１５からの逆潮流では、相電流の位相変化が緩やかであり相電流変化分の位相差Δδは小さくなる。これは、分散型電源１５の電源容量が変電所１１Ａ（１１Ｂ）の電源容量に比べ当然のことながら小さいため、連系する配電系統に変電所１１Ａ（１１Ｂ）から供給されている相電流に追従するようにして分散型電源１５からの電流は除々に増えるように配電系統へ供給されていくためである。又、変電所１１Ａ（１１Ｂ）の切り換えによる逆潮流では、相電流の位相変化が早く相電流変化分の位相差Δδは大きくなる。これは、切り換えをする変電所１１Ａ（１１Ｂ）の電源容量もその配電系統に供給するために十分な電源容量を備えているため、供給する配電系統に既に流れている相電流に追従せずに電流位相が変化するためである。
【００２６】
但し、分散型電源１５が連系されている状態の配電系統において、その配電系統から分散型電源１５の出力に匹敵するような大容量負荷が脱落した場合には、相電流の位相変化が早く相電流変化分の位相差Δδは大きくなる。
【００２７】
従って、相電流変化分の位相差Δδが大きくなった場合には、変電所１１Ａ，１１Ｂの切り換えによる逆潮流か分散型電源１５による逆潮流かを区別するため、送電方向の変化前と変化後における相電圧変化分と相電流変化分の位相差を判断条件に加え、逆潮流の種別を判断することとした。
【００２８】
前記相電流変化分の位相差Δδの判定基準となる所定位相範囲を、前述の０°〜４５°に設定したのは以下の理由による。即ち、実配電線において、試験して収集したデータをもとに設定したものであって、相電流変化分の位相差Δδが０°〜４５°の範囲内にある場合に分散型電源１５からの逆潮流と判定しても誤判定にならないことが判明し、それ以外の場合には逆潮流の種別の判定が難しいことが判明したからである。
【００２９】
次に、相電流変化分の位相差Δδが大きくなった場合の次の判断条件として用いられる送電方向の変化前と変化後における相電圧変化分と相電流変化分の位相差と、その位相差に基づいて逆潮流の種別を更に判定する理論を以下に順次説明する。
【００３０】
変電所１１Ａ，１１Ｂの切り換えによる逆潮流は、図１１（ａ）〜（ｃ）に示す変電所１１Ａ，１１Ｂの切り換え時の手順により起こり、切り換え前の状態を示す図１１（ａ）はループ点開閉器（図示略）が開放され、区分開閉器１６Ａが閉じられ、かつ区分開閉器１６Ｂが開かれて、変電所１１Ａのみが電源側となっている。ループ状態を示す図１１（ｂ）はループ点開閉器（図示略）が投入され、両区分開閉器１６Ａ，１６Ｂが閉じられ、変電所１１Ａ, １１Ｂがともに電源側となっている。更に、切り換え後を示す図１１（ｃ）はループ点開閉器（図示略）が開放され、区分開閉器１６Ａが開かれ、かつ区分開閉器１６Ｂが閉じられ、変電所１１Ｂが電源側に切り換えられている。図１１（ｃ）に示す変電所１１Ａ，１１Ｂの切り換え後の破線部分の等価回路は、図１２のように示される。
【００３１】
ここで、送電方向の変化前と変化後における相電圧変化分ΔＶと相電流変化分ΔＩは、図１１（ｃ）に示す切り換え後の状態から図１１（ｂ）に示すループ状態を引くことによって得られ、次の（１）〜（３）式によって演算される。
＜ループ＞
【００３２】
【数１】
＜切り換え後＞
【００３３】
【数２】
＜切り換え後＞−＜ループ＞
【００３４】
【数３】
変電所１１Ａ，１１Ｂの切り換えによる相電圧変化分ΔＶと相電流変化分ΔＩの位相差θｓは、第１表示器２１から切り換えられた変電所１１Ｂ側を見たインピーダンス（Ｒ＋ｊＸ）によって決定される。このインピーダンスのうち、抵抗分Ｒは正（Ｒ＞０）であるため、相電圧変化分ΔＶと相電流変化分ΔＩの位相差θｓは、次の不等式（４）のとおりとなり、｜π／２｜以内となる。
【００３５】
【数４】
図１３（ａ）は分散型電源１５からの逆潮流が無い状態を示す。この状態から図１３（ｂ）に示すように分散型電源１５からの逆潮流が有る状態に変化した時の等価回路は、図１４のように示される。
【００３６】
ここで、送電方向の変化前と変化後における相電圧変化分ΔＶと相電流変化分ΔＩは、分散型電源１５からの逆潮有の状態から逆潮無の状態を引くことによって得られ、次の（５）〜（７）式によって演算される。
＜逆潮無＞
【００３７】
【数５】
＜逆潮有＞
【００３８】
【数６】
＜逆潮有＞−＜逆潮無＞
【００３９】
【数７】
分散型電源１５からの逆潮流の有無による相電圧変化分ΔＶと相電流変化分ΔＩの位相差θｇは、第１表示器２１から変電所１１Ａ側を見たインピーダンス（Ｒ＋ｊＸ）によって決定される。このインピーダンスのうち、抵抗分Ｒは正（Ｒ＞０）であるため、相電圧変化分ΔＶと相電流変化分ΔＩの位相差θｇは、次の不等式（８）のとおりとなり、｜π／２｜以上となる。
【００４０】
【数８】
よって、電圧変化分ΔＶｒが０°にある時の電流変化分ΔＩｒとの位相差ΔＶｒ−ΔＩｒが−９０°〜９０°の範囲内の場合には、変電所１１Ａ，１１Ｂの切り換えによる逆潮流と判定でき、前記位相差ΔＶｒ−ΔＩｒが−９０°〜９０°の範囲外の場合には分散型電源１５からの逆潮流と判定できる。
【００４１】
そして、相電流位相範囲判定回路４５又は変化分位相範囲判定回路４７により分散型電源１５からの逆潮流と判定された場合には、送電方向補正回路４９により、送電方向判別回路４２が判別記憶していた変化前の送電方向のままロックし、予め設定された変電所１１Ａを基準とした正しい送電方向を維持する。なお、変化分位相範囲判定回路４７によって変電所１１Ａから変電所１１Ｂへの切り換えによる逆潮流と判定された場合には、変電所を基準とした正しい送電方向であるため変化前の送電方向を維持するためのロックは行われない。更に、無停電時地絡方向判定回路５０は、送電方向補正回路４９によって補正が行われた適正な送電方向と地絡検出回路３８により予め判定記憶されていた地絡方向とに基づいて無停電時地絡方向判定回路５０において負荷側地絡の有無を判定する。
【００４２】
次に、前記のように構成した配電線の地絡方向判別装置についてその動作を停電有モードと停電無モードに分けて説明する。
（停電有モードの場合）
配電線１２が停電する状態において動作する「停電有モード」では、図１のタイミングチャートに示すように、所定時間後に変電所１１Ａの遮断器１３Ａがトリップし、所定時間後に転送遮断装置１４Ａが動作する。そして、転送遮断装置１４Ｃ及び遮断器１３Ｃが動作すると所定時間後に分散型電源１５が停止し、第１表示器２１及び第２表示器２２の電源がオフになる。地絡事故から所定時間が経過すると変電所１１Ａの遮断器１３Ａが再閉路される。その後、分散型電源１５は停止したままに保持される。この停電有モードにおいては、分散型電源１５は地絡事故の後に一時単独運転状態となるが一定時間後には停止し、遮断器１３Ａの再閉路後に起動して運転状態でないことを前提としている。なお、この前提は分散型電源１５に関する「電力系統連系技術要件ガイドライン」に沿ったものである。
【００４３】
次に、図２に示すフローチャートに基づいて図１に示すように分散型電源１５が停止されるまでの間の公知の動作について説明する。
ステップＳ１において、第１送電方向判別回路３６により常時送電方向の判別が行われる。ステップＳ２において、地絡検出回路３８により地絡事故の発生が検出されると、ステップＳ３により零相電圧Ｖ０と零相電流Ｉ０の位相差が演算される。その後、ステップＳ４において、第１送電方向判別回路３６による常時の送電方向が順潮流（Ｋ→Ｌ）であるか否かが判断される。そして、ステップＳ４において、Ｙｅｓと判断された場合には、ステップＳ５において、第１地絡方向判定回路３９により地絡発生位相方向が負荷側（Ｋ→Ｌ）か否かが判断される。Ｙｅｓの場合にはステップＳ６において負荷側地絡「有」を記憶手段に記憶すると共に負荷側地絡事故の表示が行われる。
【００４４】
一方、ステップＳ４において、Ｎｏと判断された場合には、ステップＳ７において、第２地絡方向判定回路４０により地絡発生位相方向が電源側（Ｌ→Ｋ）か否かが判断され、Ｙｅｓの場合にはステップＳ６において負荷側地絡「有」を記憶手段に記憶すると共に負荷側地絡事故の表示が行われる。Ｎｏの場合にはステップＳ８で負荷側地絡「無」を記憶手段により記憶し、負荷側地絡事故の表示は行われない。又、ステップＳ５でＮｏの場合にはステップＳ８に移行する。
【００４５】
次に、図３に示すフローチャートに基づいて変電所１１Ａの遮断器が再閉路された場合の地絡方向判定表示動作について説明する。
図３のステップＳ１において、第２送電方向判別回路３７により復電時の送電方向の判定が行われる。ステップＳ２において、地絡事故が発生したか否かが地絡検出回路３８により確認される。ステップＳ２において、Ｙｅｓの場合には、ステップＳ３において、復電時の送電方向が順潮流（Ｋ→Ｌ）か否かが判断される。そして、ステップＳ３においてＹｅｓの場合にはステップＳ４において第１地絡方向判定回路３９によって予め判定記憶されていた地絡発生位相方向が負荷側（Ｋ→Ｌ）か否かが判断される。そして、ステップＳ４においてＹｅｓと判断された場合には、ステップＳ５において表示灯４１による負荷側地絡事故の表示の継続を行う。
【００４６】
一方、ステップＳ３において、Ｎｏと判別された場合には、ステップＳ６において第２地絡方向判定回路４０により記憶されている地絡発生位相方向が電源側（Ｌ→Ｋ）か否かが判断される。そして、Ｙｅｓの場合にはステップＳ５において表示灯４１による負荷側地絡事故の表示の継続を行う。Ｎｏの場合にはステップＳ７において表示灯４１による負荷側地絡事故の表示が復帰され非表示に切り替えられる。
【００４７】
図４及び図５は、地絡事故発生時における系統構成をケース１〜ケース５に分けて、第１表示器２１及び第２表示器２２の送電方向と負荷側地絡の有無を表したものである。ケース１は第１表示器２１と第２表示器２２の間で地絡事故が発生し、分散型電源１５から第２表示器２２に電力が供給された状態を示す。従来においては第１表示器２１及び第２表示器２２共に負荷側地絡事故が「有」の判定が行われるという問題があったが、本実施形態の場合には、第１表示器２１は地絡事故が「有」、第２表示器２２は「無」の正しい判定が行われる。
【００４８】
ケース２は第１表示器２１と第２表示器２２の間で地絡事故が発生し、第１表示器２１と第２表示器２２が共に逆潮流を判定した状態を示す。従来においては、第１表示器２１が負荷側地絡を「無」と判定し、第２表示器２２が負荷側地絡を「有」と判定する間違った表示が行われるという問題があった。しかし、本実施形態においては第１表示器２１及び第２表示器２２共に正しい判定表示が行われる。
【００４９】
なお、図５に示すケース３は変電所１１Ａから変電所１１Ｂに切り換えられ、第１表示器２１及び第２表示器２２が逆潮流と判別された状態を示す。又、ケース４は分散型電源１５が存在せず、第１表示器２１及び第２表示器２２共に順潮流の状態を示す。更にケース５は、分散型電源１５がない系統で変電所１１Ｂに切り換えられ、第１表示器２１及び第２表示器２２が共に逆潮流と判別された状態を示す。ケース３〜ケース５については、第１表示器２１及び第２表示器２２が共に正しい判定表示を行い、公知の図２に示す判定方法においても正しい判定表示が行われることが確認できた。
（停電無モードの場合）
図１５及び図１６は配電系統に分散型電源１５が連系され、変電所１１Ａ，１１Ｂの切り換えが行われず、分散型電源１５による逆潮流により送電方向が変化した場合の送電方向の判別と、その補正動作及び地絡事故時の第１表示器２１，第２表示器２２の変電所１１Ａを基準とした負荷側地絡の表示動作を示すタイミングチャートである。又、図１７は分散型電源１５が連系されていないか解列されていて、変電所１１Ａが変電所１１Ｂに切り換えられた場合の図１５及び図１６と同様の表示動作を示すタイミングチャートである。
【００５０】
次に、図１５及び図１６に関係する図１８のフローチャートにより送電方向の補正動作を説明する。
図１８のステップＳ１では変電所方向設定スイッチ４３によって変電所方向がＫ側（変電所１１Ａ）にセットされる。ステップ２において、第３送電方向判別回路４２によって常時送電方向の判別が行われる。ステップＳ３において、同じく前記送電方向判別回路４２によって送電方向が１秒間継続して変化したか否かが判別され、Ｙｅｓの場合にはステップＳ４において相電流位相差演算回路４４により送電方向変化前後の相電流変化分の位相差Δδの演算が行われる。そして、ステップＳ５おいて変化前後の相電流変化分の位相差Δδが４５°より大きいか否かが相電流位相範囲判定回路４５によって判定される。
【００５１】
なお、ステップＳ５では分散型電源１５からの逆潮流か否かが判断され、Ｎｏ、つまり分散型電源１５からの逆潮流の場合には、ステップＳ８において、送電方向補正回路４９により送電方向変化後の送電方向が変化前の送電方向のままロックされることで補正され、送電方向補正回路４９の記憶媒体に送電方向が順潮流（Ｋ→Ｌ）と記憶（セット）される。
【００５２】
一方、前述のステップＳ５において、Ｙｅｓと判断された場合にはステップＳ６において相電圧変化分・相電流変化分位相差演算回路４６により送電方向変化前後の電圧変化分（ΔＶ）と電流変化分（ΔＩ）の位相差∠（ΔＶ−ΔＩ）の演算が行われる。そして、ステップＳ７において変化前後の電圧変化分（ΔＶ）と電流変化分（ΔＩ）の位相差の絶対値| ∠（ΔＶ−ΔＩ）| が９０°以上か否かが変化分位相範囲判定回路４７によって判定される。即ちステップＳ７によって、最終的に変電所の切り換えによる逆潮流か、分散型電源１５からの逆潮流かが判断され、Ｙｅｓ、つまり分散型電源１５からの逆潮流の場合には、ステップＳ８において、前述したように送電方向補正回路４９により送電方向変化後の送電方向が変化前の送電方向のままロックされることで補正され、送電方向補正回路４９の記憶媒体に送電方向が順潮流（Ｋ→Ｌ）として記憶（セット）される。そして、ステップＳ１０において、第３送電方向判別回路４２により常時送電方向の判別が行われる。ステップＳ１１において、同じく無停電時送電方向判別回路４２により送電方向が１秒間継続して変化前の送電方向へ戻ったか否かが判定され、Ｙｅｓの場合には、ステップＳ１３において、送電方向補正回路４９の記憶媒体に記憶（セット）されている変化前の送電方向を維持するためのロックと、順潮流（Ｋ→Ｌ）の記憶（セット）が解除され、ステップＳ２において、再び第３送電方向判別回路４２によって常時送電方向の判別が行われる。
【００５３】
一方、ステップＳ１１において、Ｎｏと判定された場合、ステップＳ１２において、変化前後の相電流変化分ΔＩの位相差Δδが３０°より大きく、かつ変化前後の相電流変化分ΔＩの大きさ（電流値）が５Ａ（アンペア）より大きいかを相電流位相範囲判定回路４５によって判定し、Ｙｅｓの場合には、送電方向補正回路４９の記憶媒体（図示略）に記憶（セット）されている変化前の送電方向を維持するためのロックの解除と、順潮流（Ｋ→Ｌ）の記憶（セット）が解除され、ステップＳ６に戻る。一方、ステップＳ１２において、Ｎｏと判定された場合には、ステップＳ１０に戻る。
【００５４】
一方、前述のステップＳ７において、Ｎｏと判定された場合、つまり変電所１１Ａ，１１Ｂの切り換えによる逆潮流と判断された場合には、ステップＳ９において、送電方向補正回路４９により送電方向変化後の送電方向が変化前の送電方向のままロックされることなく送電方向補正回路４９の記憶媒体に送電方向が逆潮流（Ｌ→Ｋ）として記憶（セット）され、その後、ステップＳ２において、第３送電方向判別回路４２によって常時送電方向の判別が行われる。
【００５５】
図１８に示すフローチャートにより、結論として、変電所１１Ａ，１１Ｂの切り換えによる逆潮流の場合には、潮流方向は潮流変化後のままでロックする補正が行われず、分散型電源１５による逆潮流の場合には潮流方向は変化前の送電方向のままロックされることで、補正が行われることになる。
【００５６】
図１９は、ステップＳ１において変電所方向設定スイッチ４３によって変電所方向がＬ側にセットされた場合を示し、図１８の動作と同様であるため詳しい説明を省略する。異なる箇所の概要を述べるとステップＳ７において送電方向変化前後の電圧変化分（ΔＶ）と電流変化分（ΔＩ）の位相差の絶対値| ∠（ΔＶ−ΔＩ）| が９０°以下か否かが変化分位相範囲判定回路４７によって判定され、Ｙｅｓ、つまり分散型電源１５からの逆潮流の場合には、ステップＳ８において、送電方向補正回路４９により送電方向変化後の送電方向が変化前の送電方向のままロックされることで補正され、送電方向補正回路４９の記憶媒体に送電方向が順潮流（Ｌ→Ｋ）として、記憶（セット）される。一方、ステップＳ７において、Ｎｏと判定された場合には、ステップＳ９において、送電方向補正回路４９により送電方向変化後の送電方向が変化前のままロックされることなく送電方向補正回路４９の記憶媒体に送電方向が逆潮流（Ｋ→Ｌ）として記憶（セット）される。
【００５７】
次に、上述した送電方向の反転補正動作と連係して行われる負荷側地絡事故の表示動作を図２０のフローチャートに基づいて説明する。
図１５のステップＳ１において地絡検出回路３８により地絡事故が発生したか否かが検出され、ステップＳ２において同じく地絡検出回路３８により零相電圧と零相電流の演算が行われる。次にステップＳ３において図１８もしくは図１９のフローチャートに基づいて行われた処理において送電方向補正回路４９の記憶媒体（図示略）に記憶（セット）されている送電方向が無停電時地絡方向判定回路５０によって順潮流( Ｋ→Ｌ) か否かが判断される。Ｙｅｓの場合にはステップＳ２において演算した結果、つまり零相電圧と零相電流の位相差が−３０°〜１５０°の位相範囲内の場合には、ステップＳ４において無停電時地絡方向判定回路５０によって負荷側地絡（Ｋ→Ｌ）と判定し、零相電圧と零相電流の位相差が上記位相範囲外の場合には、電源側地絡（Ｌ→Ｋ）と判定する。このステップＳ４においてＹｅｓと判断された場合には、ステップＳ５で表示灯４１により負荷側地絡事故の表示が行われる。
【００５８】
一方、ステップＳ３においてＮｏと判断された場合には、ステップＳ６において地絡発生位相方向は負荷側地絡（Ｌ→Ｋ）か否かが無停電時地絡方向判定回路５０によって判断され、Ｙｅｓの場合には、ステップＳ１において負荷側地絡事故が表示される。又、ステップ５においてＮｏと判断された場合には、ステップＳ７に移行し、負荷側地絡事故は表示されない。更に、ステップＳ４においてＮｏと判断された場合には、ステップＳ７へ移行する。
【００５９】
ここで、第３送電方向判別回路４２の潮流方向を判定する位相範囲を−９０°〜９０°の範囲に設定した理由を以下に説明する。
分散型電源１５からの逆潮流が及ぶ場合と、変電所１１Ａ，１１Ｂの切り換え時には有効電力が変化する。有効電力Ｐは、相電圧Ｖ、相電流Ｉ、相電圧Ｖ及び相電流Ｉの力率角θとすると、次式で示される。
【００６０】
Ｐ＝３Ｖ・Ｉｃｏｓθ
上式のｃｏｓθは９０°もしくは−９０°で０となり、θ＜９０°→θ＞−９０°又はθ＞−９０°→θ＜９０°には、プラス→マイナスの値となり、極性が変化することから判定処理上において明確に潮流方向が変化することが捉えられるので、−９０°〜９０°の範囲に設定した。又、無停電時送電方向判別回路４２の記憶媒体には−９０°〜９０°の位相範囲であった場合には順潮流（Ｋ→Ｌ）と記憶（セット）され、それ以外は逆潮流（Ｌ→Ｋ）と記憶（セット）される。
【００６１】
次に、無停電時地絡方向判定回路５０によって、変電所を基準とした負荷側地絡を判定する動作を更に説明する。
相電流位相差演算回路４４及び相電流位相範囲判定回路４５と、相電圧変化分・相電流変化分位相差演算回路４６及び変化分位相範囲判定回路４７とにおいてそれぞれ演算が行われる。そして、無停電時地絡方向判定回路５０において変電所１１Ａから変電所１１Ｂの切り換え時には送電方向補正回路４９に記憶（セット）された送電方向が変化した変電所１１Ｂ方向と、地絡方向とのアンド条件をもって変電所１１Ｂを基準とした負荷側地絡か否かを判定する。反対に、分散型電源１５からの逆潮流の場合には、送電方向補正回路４９に記憶（セット）された送電方向が変化する前の変電所１１Ａ方向としてロックされた送電方向と、地絡方向とのアンド条件をもって変電所１１Ａを基準とした負荷側地絡か否かを判定する。
【００６２】
一例として、分散型電源１５の連系によって、有効電力の極性が変化するのは、分散型電源１５と該分散型電源１５の逆潮流のみによって賄われている負荷２０との間に設置されている第２表示器２２であって、逆潮流（Ｌ→Ｋ) を示す範囲に入るからである。一方、第１表示器２１については、分散型電源１５の潮流が及ばない位置にあり、変電所からの供給によって賄われているため分散型電源１５が連系されている場合においても順潮流（Ｋ→Ｌ) を示す範囲に入り極性は変化せず、分散型電源１５からの逆潮流が及んでいるか否かを判別することができる。その後の処理として第２表示器２２の送電方向は補正され送電方向補正回路４９に記憶（セット）された送電方向が変化する前の変電所方向をロックした送電方向と地絡方向とのアンド条件をもって変電所を基準とした負荷側地絡を判定する。第１表示器２１の送電方向は送電方向補正回路４９に記憶（セット）された送電方向が変化したままの変電所方向をロックしない送電方向と地絡方向とのアンド条件をもって変電所を基準とした負荷側地絡を判定する。
【００６３】
上記実施形態の配電線における事故方向判別装置によれば、以下のような特徴を得ることができる。
（１）上記実施形態では、停電有モードにおいて、第１送電方向判別回路３６の判別結果に基づいて、第１地絡方向判定回路３９により地絡方向を判定し、この判定結果を記憶する。遮断器１３Ａが再閉路された後、第２送電方向判別回路３７の判別結果に基づいて第２地絡方向判定回路４０により地絡方向を判定し、負荷側地絡の場合にそれを表示する。このため、分散型電源１５が連系されている系統であっても負荷側地絡を正確に判定して表示することができる。
【００６４】
（２）上記実施形態では、停電無モードにおいて、第３送電方向判別回路４２の判別結果に基づいて、分散型電源１５が連系され、送電方向が変化した場合に、相電流位相差演算回路４４により相電流変化分の位相差Δδの演算が行われ、変化前後の位相差が０°〜４５°の範囲内か否かが相電流位相範囲判定回路４５により判定され、変化前後の位相差が０°〜４５°の範囲内の場合には分散型電源１５からの逆潮流と判定され、一方、変化前後の位相差が０°〜４５°の場合には、相電圧変化分・相電流変化分位相差演算回路４６により電圧変化分ΔＶと電流変化分ΔＩの位相差の演算が行われる。そして、変化前後の位相差が−９０°〜９０°の範囲内か否かが変化分位相範囲判定回路４７によって判定される。
【００６５】
更に、送電方向変化後の送電方向が順潮流（Ｋ→Ｌ）か否かが送電方向補正回路４９に記憶（セット）される。この記憶（セット）された送電方向の補正結果に基づいて無停電時地絡方向判定回路５０により負荷側地絡の判定が行われる。従って、無停電時において送電方向が変化しても負荷側地絡か否かを正確に判定することができる。
【００６６】
次に、この発明の別の実施形態を図２１〜図２３に基づいて説明する。図２１は送電方向判別装置の別例を示すブロック回路図、図２２，２３は図２１の回路図に基づく処理動作のフローチャートである。この別の実施形態においては、図２１に示すように、前記相電圧変化分・相電流変化分位相差演算回路４６の上流側に相電圧変化分・相電流変化分演算判定手段としての相電圧変化分・相電流変化分演算判定回路５１を接続している。この演算判定回路５１は、相電圧変化分ΔＶと電流変化分ΔＩが設定値を超えたか否かを判断し、かつ相電圧変化分ΔＶと電流変化分ΔＩの位相差を演算する機能を備えている。
【００６７】
そして、前述した実施形態の図１８に示すステップＳ３において、Ｎｏと判断された場合に、図２２に示すステップＳ１５〜Ｓ１７の処理を行うようにしたものである。ステップＳ１５において、前記演算判定回路５１によって相電圧と相電流の電圧変化分ΔＶが設定値（例えば３Ｖ）、電流変化分ΔＩが設定値（例えば３Ａ）を超えたか否かが判断され、Ｙｅｓの場合には、ステップＳ１６において、前記位相差演算回路４６によって相電圧と相電流の変化前後の電圧変化分ΔＶと電流変化分ΔＩの位相差∠ΔＶ−ΔＩが演算される。次に、ステップＳ１７において、演算された位相差∠ΔＶ−ΔＩが所定位相角（９０°）以上か否かが判定されるとともに、この判定結果が予め設定された設定回数を超えたか否かがカウントされる。そして、ステップＳ１７において、Ｙｅｓと判断された場合には、分散型電源１５からの逆潮流と判定し、ステップＳ８に移行する。反対に、ステップＳ１７において、Ｎｏと判断された場合には、変電所の切り換えによる逆潮流と判定し、ステップＳ９に移行する。
【００６８】
上述したステップＳ１５〜Ｓ１７を設けた理由を以下に説明する。
ステップＳ３において送電方向が１秒間継続して変化した場合には、大方の場合において送電方向が変化したことを判定することができる。しかし、レアケースにおいては、設定された１秒以下の場合においても変電所１１Ａ，１１Ｂの切り換えによる逆潮流と分散型電源１５からの逆潮流の場合が考えられる。すなわち、変電所１１Ａから変電所１１Ｂへの切り換えの場合は、例えば変電所１１Ｂからの潮流が分散型電源１５の出力の大小によって第１表示器２１へ到達したりしなかったりするため、分散型電源１５の出力の大小が１秒以内に変動する場合において短時間（１秒以下）に送電方向が切り換わることがある。又、分散型電源１５からの逆潮流の場合は、例えば第１表示器２１が分散型電源１５の連系点と負荷２０との間に設置されている場合において、分散型電源１５の出力変動ないしは負荷２０の電力消費の変化によって短時間（１秒以下）に送電方向が切り換わることがある。従って、所定設定時間の１秒以下の場合においても変電所１１Ａ，１１Ｂの切り換えによる逆潮流か分散型電源１５からの逆潮流かを判別することにより判別精度を向上することができる。
【００６９】
次に、ステップＳ１７において位相差が９０°以上となる回数が設定回数を超えたか否かを判定する理由を以下に説明する。
ステップＳ３でＮｏとなった場合にはステップＳ１５において電圧変化分ΔＶが３Ｖ、電流変化分ΔＩが３Ａを超えるか否かという位相以外の電圧及び電流を判別要素として用いているため、位相差が一定でない状態での相電圧及び相電流から変化分位相範囲判定回路４７を用いて位相差ΔＶ−ΔＩが９０°以上か否かを演算することとなる。そのために設定回数以上の変化があったか否かを確認することとした。確認する理由としては、ステップＳ３において送電方向が１秒間継続しておらず、短時間に位相が変化している状態の相電圧及び相電流から位相差∠ΔＶ−ΔＩを判別しようとするために、判別する所定判別時間内（例えば本実施例では変化前後各４０ｍｓ）において、判定精度を向上するために設定回数を定め、多い回数の条件をセットするようにした。なお、ステップ３において、Ｙｅｓの場合には送電方向が１秒間継続しているためステップＳ７において位相差∠ΔＶ−ΔＩが変化することは無いが前述したステップＳ１７と同様の処理を行なってもよい。
【００７０】
図２３は変電所方向がＬ側にセットされた場合のフローチャートである。この処理動作は図１９の変電所方向がＫ側にセットされた場合の処理動作のうちステップＳ７と、Ｓ１７の判定において所定の設定範囲内であるか否かが逆となる。又、ステップＳ８，Ｓ９においても変電所方向をロックするしないの基準が逆となるが、その他の処理動作は図１９の処理動作と同様であるため説明を省略する。
【００７１】
なお、前記実施形態は以下のように変更して具体化することができる。
○ 前記相電流位相範囲判定回路４５の所定位相範囲を、０°〜４５°に代えて、０°〜４０°又は０°〜５０°に設定してもよい。
【００７２】
○ 前記第１送電方向判別回路３６の所定位相範囲を、−９０°〜９０°に設定してもよい。
○ 前記第１送電方向判別回路３６を前記第３送電方向判別回路４２に置き換えてもよい。
【００７３】
○ 前述した第１表示器２１及び第２表示器２２の各種の位相範囲、設定値については、変電所からの切り換え信号によって切り換えられるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００７４】
Ｉ，Ｉｒ…相電流、Ｖ，Ｖｒ…相電圧、Δδ，θｇ，θｓ，ΔＶｒ−ΔＩｒ，ΔＶｒ−ΔＩｒ…位相差、ΔＩ…相電流変化分、ΔＩ，ΔＩｒ…電流変化分、ΔＶ，ΔＶｒ…電圧変化分、ΔＶ…相電圧変化分、Ｉ０…零相電流、Ｖ０…零相電圧、ΔＩｒ，ΔＶｒ…変化分、１１Ａ，１１Ｂ…変電所、１２…配電線、１５…分散型電源、２０…負荷。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配電線における事故方向判別装置に係り、詳しくは系統に分散型電源が存在する場合或いは変電所が切り換わる場合においても地絡事故の方向を正確に判別することができる配電線における事故方向判別装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の架空配電線における事故方向判別装置として、特許文献１に示すものが提案されている。この事故方向判別装置は、配電線の相電圧及び相電流を検出する第１検出手段と、前記配電線の零相電圧及び零相電流を検出する第２検出手段と、前記相電圧と相電流の位相差に基づいて前記配電線の送電方向を判別する送電方向判別手段とを備えている。又、この事故方向判別装置は、前記零相電圧の電圧値と、零相電流の電流値に基づいて地絡事故を検出する地絡検出手段と、前記地絡事故が検出されたとき、前記送電方向と、前記零相電圧及び前記零相電流の位相差に基づいて前記地絡事故の方向を判定する地絡方向判定手段とを備えている。更に、この事故方向判別装置は、前記地絡方向判定手段が地絡事故の方向を負荷側と判定したとき、所定の表示を行う表示手段を備えている。
【０００３】
そして、負荷側の地絡事故の標定に際して、単相の相電圧と相電流の位相差から潮流方向を判定し、地絡事故時の零相電圧と零相電流の位相差から地絡方向の判定を行う。前記潮流方向と地絡方向のアンド条件をもって負荷側の地絡か否かの標定を行うようになっていた。この場合の潮流方向は、地絡事故が発生する直前の演算結果を記憶手段に記憶し、地絡事故発生時の地絡方向と比較して負荷側の地絡事故の標定を行っていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平２−２７５３７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、上記従来の事故方向判別装置は、近年配電系統に分散型電源が連系され、変電所以外からも電力が供給される場合を想定していなかったために、次のような問題が新たに生じた。すなわち、分散型電源によって送電方向が変わる場合があるため、負荷側の地絡事故以外に電源側の事故も表示するという不必要な表示がなされることになる。この様な誤表示になる理由を図４のケース１の系統構成に基づいて説明する。変電所１１Ａに接続された第１表示器２１と第２表示器２２の間に地絡事故が生じた場合、第１表示器２１の判定結果は、送電方向が順潮流（Ｋ→Ｌ）で、変電所１１Ａを基準とした負荷側地絡であるため地絡事故を「有」と判定する。一方、分散型電源１５から第２表示器２２に対し電流が供給されて、送電方向が逆潮流（Ｌ→Ｋ）となった場合には、第２表示器２２は電源側の地絡事故であるにも係わらず負荷側地絡「有」と誤判定する。このように、第１表示器２１は正しい表示を行うが第２表示器２２は誤った表示を行うことになる。図４に示すケース２においては、第１表示器２１及び第２表示器２２が共に逆潮流になって、第１表示器２１は負荷側地絡を「無」と判定し、第２表示器２２は負荷側地絡を「有」と判定する。この場合には第１表示器２１及び第２表示器２２は共に間違った判定を下すことになる。従って、正確な表示を行うことができないという問題があった。
【０００６】
なお、上述の地絡事故の誤表示がなされると、その正しい事故点の特定ができないので、事故の復旧作業に時間を要することになる。
本発明は、上記従来の技術に存する問題点を解消して、分散型電源からの逆潮流がある場合においても変電所を基準とした負荷側の地絡か否かを正確に判別して表示することができる配電線における事故方向判別装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、配電線の相電圧及び相電流を検出する第１検出手段と、前記配電線の零相電圧及び零相電流を検出する第２検出手段と、前記相電圧と相電流の位相差に基づいて前記配電線の送電方向を判別する送電方向判別手段と、前記零相電圧の電圧値と、零相電流の電流値に基づいて地絡事故を検出する地絡検出手段と、前記送電方向が切り換わったときにおけるその前後の相電流変化分の位相差を演算するための相電流位相差演算手段と、前記送電方向が切り換わったときにおけるその前後の相電圧変化分と相電流変化分の位相差を演算する相電圧変化分・相電流変化分位相差演算手段と、前記相電流位相差演算手段により演算された位相差が予め設定された所定位相範囲内にあるか否かを判定するための相電流位相範囲判定手段と、前記変化分位相差演算手段により得られた位相差が予め設定された所定位相範囲内にあるか否かを判定する変化分位相範囲判定手段とにより構成され、前記相電流位相範囲判定手段及び前記変化分位相範囲判定手段による判定結果に基づいて、前記送電方向の補正を行う送電方向補正手段と、前記地絡事故が検出されたとき、前記送電方向補正手段により補正された送電方向と、前記零相電圧及び前記零相電流の位相差とに基づいて前記地絡事故の方向を判定する無停電時地絡方向判定手段と、前記無停電時地絡方向判定手段が地絡事故の方向を負荷側と判定したとき、所定の表示を行う表示手段とを備えたことを要旨とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記相電圧と相電流の変化分を演算するとともに、それらの演算結果が所定の設定範囲を超えたか否かを判定する相電圧変化分・相電流変化分演算判定手段を更に設け、前記送電方向判別手段は、該送電方向判別手段により判別された送電方向が予め設定された設定時間を継続して変化したか否かを判定する継続時間判定機能を備え、設定時間が継続した場合には、前記相電流位相差演算手段の処理動作に移行し、一方、継続しなかった場合には、相電圧変化分・相電流変化分演算判定手段により前記相電圧と相電流の変化分を演算するとともに、それらの演算結果が所定の設定範囲を超えたか否かを判定し、その判定結果が設定範囲を超えたと判定された場合には、前記相電圧変化分・相電流変化分位相差演算手段の演算結果に基づいて、前記変化分位相範囲判定手段により相電圧と相電流の変化分の位相差が所定の設定範囲を超えるか否かを判定し、その判定結果が設定範囲を超えた場合は、分散型電源からの逆潮流と判定し、超えていない場合には、変電所の切り換えによる逆潮流と判定する機能を備えたことを要旨とする。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２において、前記送電方向判別手段は、電源側である変電所の方向を設定するための変電所方向設定手段を備えたことを要旨とする。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１記載の発明は、相電流位相範囲判定手段及び変化分位相範囲判定手段による判定結果に基づいて、送電方向補正手段により前記送電方向の補正が行われる。そして、地絡事故が検出されたとき、無停電時地絡方向判定手段は、送電方向補正手段により補正された送電方向と、零相電圧及び零相電流の位相差とに基づいて地絡事故の方向を判定する。このため、分散型電源からの逆潮流がある場合においても変電所を基準とした負荷側の地絡を正確に判別して表示することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】地絡事故が発生した場合における配電系統の各機器の動作を示すタイミングチャート。
【図２】地絡事故が発生した場合における送電方向と地絡発生位相方向を判定して、負荷側地絡事故を表示する動作を示すフローチャート。
【図３】負荷側地絡事故の判定動作を示すフローチャート。
【図４】地絡事故発生時の系統構成と第１表示器及び第２表示器の判定結果を示す説明図。
【図５】地絡事故発生時の系統構成と第１表示器及び第２表示器の判定結果を示す説明図。
【図６】配電線における送電方向判別機能を備えた事故方向判別装置を示すブロック回路図。
【図７】（ａ），（ｂ）は、Ｒ相電圧基準に対する送電方向の判定位相角の範囲を示す説明図。
【図８】地絡事故の方向を判定するための零相電圧基準に対する零相電流の判定位相角の範囲を示す説明図。
【図９】変電所の切り換えによる逆潮流送電か分散型電源の逆潮流かを判定する相電流変化分の位相差Δδの判定位相角の範囲を示す説明図。
【図１０】変電所の切り換えによる逆潮流か分散型電源からの逆潮流かを判定する相電圧変化分ΔＶ・相電流変化分ΔＩの位相差の判定位相角の範囲を示す説明図。
【図１１】（ａ），（ｂ），（ｃ）は、変電所が切り換わる時の手順を示す説明図。
【図１２】変電所が切り換わった後の等価回路図。
【図１３】（ａ），（ｂ）は、分散型電源からの逆潮流による送電方向の変化状態を示す説明図。
【図１４】分散型電源からの逆潮流が有る状態の等価回路図。
【図１５】分散型電源が系統に連系された場合の地絡事故表示動作を示すタイミングチャート。
【図１６】分散型電源が系統に連系された場合の地絡事故表示動作を示すタイミングチャート。
【図１７】変電所が切り換えられた場合の地絡事故表示動作を示すタイミングチャート。
【図１８】変電所方向をＫ側にセットした場合の送電方向の補正動作を説明するフローチャート。
【図１９】変電所方向をＬ側にセットした場合の送電方向の補正動作を説明するフローチャート。
【図２０】負荷側地絡事故の判定表示動作を説明するフローチャート。
【図２１】この発明の事故方向判別装置の別例を示すブロック回路図。
【図２２】図２１の事故方向判別装置の変電所方向をＫ側にセットした場合の送電方向の補正動作を説明するフローチャート。
【図２３】図２１の事故方向判別装置の変電所方向をＬ側にセットした場合の送電方向の補正動作を説明するフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を具体化した配電線における事故方向判別装置の一実施形態を図１〜図２０に従って説明する。
図６に示すように、変電所１１Ａと変電所１１Ｂは配電線１２によって繋がれており、その途中に遮断器１３Ａが設けられ、この遮断器１３Ａには転送遮断装置１４Ａが設けられている。そして、変電所１１ＡのＺＣＴ（零相変流器：図示略）及び配電線１２に設けたＧＰＴ（接地形計器用変圧器器：図示略）が配電線１２に生じる一線地絡事故の零相電圧と零相電流を検出したときに地絡継電器が動作して前記遮断器１３Ａをトリップし、変電所１１Ａから配電線１２を切り離すようになっている。前記配電線１２の他端には別の変電所１１Ｂ、遮断器１３Ｂ、保護継電器１４Ｂが接続され、必要に応じて負荷２０へ供給する電力を切り換えることが可能な構成になっている。前記配電線１２の途中には分散型電源１５が配設され、負荷２０に電力を供給するようになっている。分散型電源１５には遮断器１３Ｃ及び転送遮断装置１４Ｃが設けられ、転送遮断装置１４Ａの信号に基づいて、転送遮断装置１４Ｃが動作する。すると、所定時間後に分散型電源１５を遮断するようになっている。前記配電線１２の途中には第１表示器２１及び第２表示器２２が図示しない区分開閉器と対応して装着されている。これらの第１表示器２１及び第２表示器２２は同様に構成されているので、図６において一つの第１表示器２１について説明する。
【００１３】
配電線１２のＲ相、Ｓ相及びＴ相には高圧センサー３０がそれぞれ設けられている。この高圧センサー３０は、各相の相電圧を検出する結合コンデンサ３１ａ，３１ｂ，３１ｃ、変流器３２ａ，３２ｂ，３２ｃにより構成されている。前記結合コンデンサ３１ａ，３１ｂ，３１ｃには三相の配電線からの相電圧信号Ｖｒ，Ｖｓ，Ｖｔに基づいて零相電圧信号Ｖ０を出力するための電圧信号処理回路３４が接続されている。又、前記変流器３２ａ，３２ｂ，３２ｃには、三相の配電線からの相電流信号Ｉｒ，Ｉｓ，Ｉｔに基づいて零相電流信号Ｉ０を出力するための電流信号処理回路３５が接続されている。
【００１４】
次に、地絡事故が発生し遮断器１３Ａが作動する「停電有モード」において地絡事故判定表示を行うための構成について説明する。
前記結合コンデンサ３１ａ及び変流器３２ａには第１送電方向判別手段としての第１送電方向判別回路３６及び第２送電方向判別手段としての第２送電方向判別回路３７が並列に接続されている。前記第１送電方向判別回路３６は、常時継続してＲ相の相電圧Ｖｒと相電流Ｉｒの位相差に基づいてＲ相の配電線の送電方向を判別して記憶するようになっている。前記第２送電方向判別回路３７は、前記配電線１２が停電されてから再閉路された復電時において新たに送電方向を判別して記憶するようになっている。この実施形態では両判別回路３６，３７は図７（ａ）に示すように、Ｒ相電圧の位相角０°を基準に遅れ−７０°〜進み１１０°の範囲内に相電流Ｉｒの位相が有る場合に、順潮流（Ｋ→Ｌ）と判別し、無い場合に逆潮流（Ｌ→Ｋ）と判別する。
【００１５】
前記電圧信号処理回路３４と電流信号処理回路３５には地絡検出手段としての地絡検出回路３８が接続され、零相電圧Ｖ０の電圧値及び零相電流Ｉ０の電流値に基づいて地絡事故を検出するようになっている。例えば、６ｋＶの配電線の場合、零相電流のレベルが１００ｍＡに、零相電圧のレベルが３８０Ｖに供に達したときに地絡事故であると判定するようになっている。前記第１送電方向判別回路３６及び地絡検出回路３８には第１地絡方向判定手段としての第１地絡方向判定回路３９が接続されている。そして、地絡事故が検出されたとき、前記送電方向と前記零相電圧Ｖ０及び零相電流Ｉ０の位相差に基づいて前記地絡事故の方向を判定するようになっている。この実施形態では、図８に示すように、零相電圧の位相角０°を基準に遅れ−３０°〜進み１５０°の範囲内に零相電流Ｉ０の位相が有り、かつ、送電方向が順潮流（Ｋ→Ｌ）と判別されているときに、負荷側の地絡事故と判定する。又、前記位相−３０°〜１５０°内に零相電流Ｉ０の位相が無い状態で、かつ逆潮流（Ｌ→Ｋ）と判別されているときにも、負荷側の地絡事故と判定する。この判定結果は第１地絡方向判定回路３９に設けた記憶手段により記憶される。
【００１６】
前記第２送電方向判別回路３７と第１地絡方向判定回路３９には第２地絡方向判定手段としての第２地絡方向判定回路４０が接続されている。そして、前記第１地絡方向判定回路３９により判別記憶された地絡事故の方向と、前記第２送電方向判別回路３７により判別された新たな送電方向とに基づいて地絡事故の方向を後述するように新たに判定するようになっている。前記第２地絡方向判定回路４０には新たに判定された地絡事故の方向が負荷側である場合にその地絡事故を表示するための表示灯４１が接続されている。
【００１７】
以上述べた第１及び第２送電方向判別回路３６，３７、地絡検出回路３８、第１及び第２地絡方向判定回路３９，４０は、配電線１２に地絡事故が発生し前記遮断器１３Ａがトリップして、配電線１２が停電する状態において動作する「停電有モード」にて機能するものである。
【００１８】
次に、零相電圧Ｖ０及び零相電流Ｉ０が発生しても遮断器１３Ａが作動しない「停電無モード」において零相電圧Ｖ０及び零相電流Ｉ０が発生した区間の判定表示を行うための回路構成について説明する。
【００１９】
前記結合コンデンサ３１ａ及び変流器３２ａには常時送電方向を判別して記憶する第３送電方向判別手段としての第３送電方向判別回路４２が接続されている。又、前記第３送電方向判別回路４２には、変電所方向設定手段としての変電所方向設定スイッチ４３が接続されている。前記変電所方向設定スイッチ４３は、配電線１２に前記分散型電源１５からの逆潮流がある状態で、第１表示器２１及び第２表示器２２を設置する場合において、前記変電所１１Ａ又は変電所１１Ｂの方向を確定するために設けられている。そして、このスイッチ４３によって、設定された変電所方向を基準として前記第３送電方向判別回路４２はＲ相の相電圧Ｖｒと相電流Ｉｒの位相差の基準位相を決定するようになっている。この実施形態では前記変電所方向設定スイッチ４３にてＫ側に変電所があると設定されている。この設定条件においては、図７（ｂ）に示すように、Ｒ相電圧の位相角０°を基準に遅れ−９０°〜進み９０°の範囲内に相電流Ｉｒの位相が有る場合に、前記第３送電方向判別回路４２が順潮流（Ｋ→Ｌ）と判別し、無い場合には、つまり９０°〜２７０°（−９０°）の場合に逆潮流（Ｌ→Ｋ）と判別する。
【００２０】
図６に示すように、前記結合コンデンサ３１ａ、変流器３２ａ及び第３送電方向判別回路４２には相電流位相差演算手段としての相電流位相差変化分の相電流位相差演算回路４４が接続されている。この相電流位相差演算回路４４によって送電方向が逆潮流に切り換わった時点におけるその前後の相電流の位相差を演算するようになっている。前記相電流位相差演算回路４４には相電流位相範囲判定手段としての相電流位相範囲判定回路４５が接続され、前記相電流位相差演算回路４４によって得られた位相差が予め設定された所定の位相範囲（０°〜４５°）内にあるか否かを判定するようになっている。更に前記相電流位相差演算回路４４によって得られた位相差が予め設定された所定の位相範囲（０°〜４５°）外であった場合に用いるための相電圧変化分・相電流変化分位相差演算手段としての相電圧変化分・相電流変化分位相差演算回路４６が接続されている。この相電圧変化分・相電流変化分位相差演算回路４６によって送電方向が逆潮流に切り換わった時点におけるその前後の相電圧変化と相電流変化の位相差を演算するようになっている。前記相電圧変化分・相電流変化分位相差演算回路４６には変化分位相範囲判定手段としての変化分位相範囲判定回路４７が接続され、前記位相差演算回路４６によって得られた位相差が予め設定された所定の位相範囲（−９０°〜９０°）内にあるか否かを判定するようになっている。
【００２１】
前記第３送電方向判別回路４２、相電流位相範囲判定回路４５及び変化分位相範囲判定回路４７には送電方向補正手段としての送電方向補正回路４９が接続され、相電流位相範囲判定回路４５及び変化分位相範囲判定回路４７の判定結果に基づいて、送電方向の補正を行うようになっている。前記地絡検出回路３８と送電方向補正回路４９には無停電時地絡方向判定手段としての無停電時地絡方向判定回路５０が接続されている。そして、地絡事故が検出されたとき、送電方向補正回路４９により補正された送電方向と、零相電圧Ｖ０と零相電流Ｉ０の位相差とに基づいて予め設定された変電所１１Ａを基準とした負荷側地絡事故か否かを判定するようになっている。無停電時地絡方向判定回路５０は前記表示灯４１に接続されている。
【００２２】
この実施形態では、前記相電流位相差演算回路４４と前記相電流位相範囲判定回路４５及び前記相電圧変化分・相電流変化分位相差演算回路４６と変化分位相範囲判定回路４７によって逆潮流種別判別手段としての逆潮流種別判別回路４８が構成されている。
【００２３】
次に、上述した各回路４４、４５，４６，４７，４９，５０の機能について説明する。
前記相電流位相差演算回路４４及び相電流位相範囲判定回路４５は、分散型電源１５からの逆潮流であるのか、変電所１１Ａから変電所１１Ｂへの切り換えによる逆潮流なのかを判定する。相電流位相差演算回路４４は無停電時送電方向判別回路４２からの判別信号（逆潮流の種別は不明）が出力された時、その前後における相電流変化分の位相差Δδを演算する。そして、送電方向が変化した前後の相電流変化分の位相差Δδが図９に示す０°〜４５°の所定位相範囲内の場合には、分散型電源１５からの逆潮流と判定する。又、前記位相差Δδが０°〜４５°の所定位相範囲外の場合には、前記相電圧変化分・相電流変化分位相差演算回路４６及び変化分位相範囲判定回路４７による判定結果から、分散型電源１５からの逆潮流であるのか、変電所１１Ａから変電所１１Ｂへの切り換えによる逆潮流であるのかを判定する。
【００２４】
前記相電圧変化分・相電流変化分位相差演算回路４６は、無停電時送電方向判別回路４２からの判別信号（逆潮流の種別は不明）が出力された時、その前後における相電圧Ｖｒの変化分ΔＶｒと、相電流Ｉｒの変化分ΔＩｒとの位相差を演算する。そして、電圧変化分ΔＶｒが例えば０°にある時の電流変化分ΔＩｒとの位相差ΔＶｒ−ΔＩｒが図１０に示す−９０°〜９０°の範囲内の場合には、変電所の切り換えによる逆潮流と判定する。又、前記位相差ΔＶｒ−ΔＩｒが−９０°〜９０°の範囲外の場合には分散型電源１５からの逆潮流と判定するようにしている。
【００２５】
ところで、変電所１１Ａ，１１Ｂの切り換え操作を行う手順の一つであるループ点開閉器（図示略）を投入する場合には、ループ点開閉器の左右の電圧位相差が極力近い状態になった時に行われるように電力会社での運用基準が規定されている。又、分散型電源１５においても配電系統へ連系する場合には配電系統の電圧を適正値に維持する必要がある。これらのことから主に自動同期投入装置等を用いて配電系統の電圧位相に分散型電源１５の電圧位相を合わせて投入する操作が行われているため、変電所１１Ａ，１１Ｂの切り換えもしくは分散型電源１５の連系が行われた場合についても電圧には顕著な位相変化が現れない。しかしながら、電流については電圧位相のように同期を取ることを行わないため、送電方向が変化した前後において相電流の位相角に変化が現れる。この時、分散型電源１５からの逆潮流では、相電流の位相変化が緩やかであり相電流変化分の位相差Δδは小さくなる。これは、分散型電源１５の電源容量が変電所１１Ａ（１１Ｂ）の電源容量に比べ当然のことながら小さいため、連系する配電系統に変電所１１Ａ（１１Ｂ）から供給されている相電流に追従するようにして分散型電源１５からの電流は除々に増えるように配電系統へ供給されていくためである。又、変電所１１Ａ（１１Ｂ）の切り換えによる逆潮流では、相電流の位相変化が早く相電流変化分の位相差Δδは大きくなる。これは、切り換えをする変電所１１Ａ（１１Ｂ）の電源容量もその配電系統に供給するために十分な電源容量を備えているため、供給する配電系統に既に流れている相電流に追従せずに電流位相が変化するためである。
【００２６】
但し、分散型電源１５が連系されている状態の配電系統において、その配電系統から分散型電源１５の出力に匹敵するような大容量負荷が脱落した場合には、相電流の位相変化が早く相電流変化分の位相差Δδは大きくなる。
【００２７】
従って、相電流変化分の位相差Δδが大きくなった場合には、変電所１１Ａ，１１Ｂの切り換えによる逆潮流か分散型電源１５による逆潮流かを区別するため、送電方向の変化前と変化後における相電圧変化分と相電流変化分の位相差を判断条件に加え、逆潮流の種別を判断することとした。
【００２８】
前記相電流変化分の位相差Δδの判定基準となる所定位相範囲を、前述の０°〜４５°に設定したのは以下の理由による。即ち、実配電線において、試験して収集したデータをもとに設定したものであって、相電流変化分の位相差Δδが０°〜４５°の範囲内にある場合に分散型電源１５からの逆潮流と判定しても誤判定にならないことが判明し、それ以外の場合には逆潮流の種別の判定が難しいことが判明したからである。
【００２９】
次に、相電流変化分の位相差Δδが大きくなった場合の次の判断条件として用いられる送電方向の変化前と変化後における相電圧変化分と相電流変化分の位相差と、その位相差に基づいて逆潮流の種別を更に判定する理論を以下に順次説明する。
【００３０】
変電所１１Ａ，１１Ｂの切り換えによる逆潮流は、図１１（ａ）〜（ｃ）に示す変電所１１Ａ，１１Ｂの切り換え時の手順により起こり、切り換え前の状態を示す図１１（ａ）はループ点開閉器（図示略）が開放され、区分開閉器１６Ａが閉じられ、かつ区分開閉器１６Ｂが開かれて、変電所１１Ａのみが電源側となっている。ループ状態を示す図１１（ｂ）はループ点開閉器（図示略）が投入され、両区分開閉器１６Ａ，１６Ｂが閉じられ、変電所１１Ａ, １１Ｂがともに電源側となっている。更に、切り換え後を示す図１１（ｃ）はループ点開閉器（図示略）が開放され、区分開閉器１６Ａが開かれ、かつ区分開閉器１６Ｂが閉じられ、変電所１１Ｂが電源側に切り換えられている。図１１（ｃ）に示す変電所１１Ａ，１１Ｂの切り換え後の破線部分の等価回路は、図１２のように示される。
【００３１】
ここで、送電方向の変化前と変化後における相電圧変化分ΔＶと相電流変化分ΔＩは、図１１（ｃ）に示す切り換え後の状態から図１１（ｂ）に示すループ状態を引くことによって得られ、次の（１）〜（３）式によって演算される。
＜ループ＞
【００３２】
【数１】
＜切り換え後＞
【００３３】
【数２】
＜切り換え後＞−＜ループ＞
【００３４】
【数３】
変電所１１Ａ，１１Ｂの切り換えによる相電圧変化分ΔＶと相電流変化分ΔＩの位相差θｓは、第１表示器２１から切り換えられた変電所１１Ｂ側を見たインピーダンス（Ｒ＋ｊＸ）によって決定される。このインピーダンスのうち、抵抗分Ｒは正（Ｒ＞０）であるため、相電圧変化分ΔＶと相電流変化分ΔＩの位相差θｓは、次の不等式（４）のとおりとなり、｜π／２｜以内となる。
【００３５】
【数４】
図１３（ａ）は分散型電源１５からの逆潮流が無い状態を示す。この状態から図１３（ｂ）に示すように分散型電源１５からの逆潮流が有る状態に変化した時の等価回路は、図１４のように示される。
【００３６】
ここで、送電方向の変化前と変化後における相電圧変化分ΔＶと相電流変化分ΔＩは、分散型電源１５からの逆潮有の状態から逆潮無の状態を引くことによって得られ、次の（５）〜（７）式によって演算される。
＜逆潮無＞
【００３７】
【数５】
＜逆潮有＞
【００３８】
【数６】
＜逆潮有＞−＜逆潮無＞
【００３９】
【数７】
分散型電源１５からの逆潮流の有無による相電圧変化分ΔＶと相電流変化分ΔＩの位相差θｇは、第１表示器２１から変電所１１Ａ側を見たインピーダンス（Ｒ＋ｊＸ）によって決定される。このインピーダンスのうち、抵抗分Ｒは正（Ｒ＞０）であるため、相電圧変化分ΔＶと相電流変化分ΔＩの位相差θｇは、次の不等式（８）のとおりとなり、｜π／２｜以上となる。
【００４０】
【数８】
よって、電圧変化分ΔＶｒが０°にある時の電流変化分ΔＩｒとの位相差ΔＶｒ−ΔＩｒが−９０°〜９０°の範囲内の場合には、変電所１１Ａ，１１Ｂの切り換えによる逆潮流と判定でき、前記位相差ΔＶｒ−ΔＩｒが−９０°〜９０°の範囲外の場合には分散型電源１５からの逆潮流と判定できる。
【００４１】
そして、相電流位相範囲判定回路４５又は変化分位相範囲判定回路４７により分散型電源１５からの逆潮流と判定された場合には、送電方向補正回路４９により、送電方向判別回路４２が判別記憶していた変化前の送電方向のままロックし、予め設定された変電所１１Ａを基準とした正しい送電方向を維持する。なお、変化分位相範囲判定回路４７によって変電所１１Ａから変電所１１Ｂへの切り換えによる逆潮流と判定された場合には、変電所を基準とした正しい送電方向であるため変化前の送電方向を維持するためのロックは行われない。更に、無停電時地絡方向判定回路５０は、送電方向補正回路４９によって補正が行われた適正な送電方向と地絡検出回路３８により予め判定記憶されていた地絡方向とに基づいて無停電時地絡方向判定回路５０において負荷側地絡の有無を判定する。
【００４２】
次に、前記のように構成した配電線の地絡方向判別装置についてその動作を停電有モードと停電無モードに分けて説明する。
（停電有モードの場合）
配電線１２が停電する状態において動作する「停電有モード」では、図１のタイミングチャートに示すように、所定時間後に変電所１１Ａの遮断器１３Ａがトリップし、所定時間後に転送遮断装置１４Ａが動作する。そして、転送遮断装置１４Ｃ及び遮断器１３Ｃが動作すると所定時間後に分散型電源１５が停止し、第１表示器２１及び第２表示器２２の電源がオフになる。地絡事故から所定時間が経過すると変電所１１Ａの遮断器１３Ａが再閉路される。その後、分散型電源１５は停止したままに保持される。この停電有モードにおいては、分散型電源１５は地絡事故の後に一時単独運転状態となるが一定時間後には停止し、遮断器１３Ａの再閉路後に起動して運転状態でないことを前提としている。なお、この前提は分散型電源１５に関する「電力系統連系技術要件ガイドライン」に沿ったものである。
【００４３】
次に、図２に示すフローチャートに基づいて図１に示すように分散型電源１５が停止されるまでの間の公知の動作について説明する。
ステップＳ１において、第１送電方向判別回路３６により常時送電方向の判別が行われる。ステップＳ２において、地絡検出回路３８により地絡事故の発生が検出されると、ステップＳ３により零相電圧Ｖ０と零相電流Ｉ０の位相差が演算される。その後、ステップＳ４において、第１送電方向判別回路３６による常時の送電方向が順潮流（Ｋ→Ｌ）であるか否かが判断される。そして、ステップＳ４において、Ｙｅｓと判断された場合には、ステップＳ５において、第１地絡方向判定回路３９により地絡発生位相方向が負荷側（Ｋ→Ｌ）か否かが判断される。Ｙｅｓの場合にはステップＳ６において負荷側地絡「有」を記憶手段に記憶すると共に負荷側地絡事故の表示が行われる。
【００４４】
一方、ステップＳ４において、Ｎｏと判断された場合には、ステップＳ７において、第２地絡方向判定回路４０により地絡発生位相方向が電源側（Ｌ→Ｋ）か否かが判断され、Ｙｅｓの場合にはステップＳ６において負荷側地絡「有」を記憶手段に記憶すると共に負荷側地絡事故の表示が行われる。Ｎｏの場合にはステップＳ８で負荷側地絡「無」を記憶手段により記憶し、負荷側地絡事故の表示は行われない。又、ステップＳ５でＮｏの場合にはステップＳ８に移行する。
【００４５】
次に、図３に示すフローチャートに基づいて変電所１１Ａの遮断器が再閉路された場合の地絡方向判定表示動作について説明する。
図３のステップＳ１において、第２送電方向判別回路３７により復電時の送電方向の判定が行われる。ステップＳ２において、地絡事故が発生したか否かが地絡検出回路３８により確認される。ステップＳ２において、Ｙｅｓの場合には、ステップＳ３において、復電時の送電方向が順潮流（Ｋ→Ｌ）か否かが判断される。そして、ステップＳ３においてＹｅｓの場合にはステップＳ４において第１地絡方向判定回路３９によって予め判定記憶されていた地絡発生位相方向が負荷側（Ｋ→Ｌ）か否かが判断される。そして、ステップＳ４においてＹｅｓと判断された場合には、ステップＳ５において表示灯４１による負荷側地絡事故の表示の継続を行う。
【００４６】
一方、ステップＳ３において、Ｎｏと判別された場合には、ステップＳ６において第２地絡方向判定回路４０により記憶されている地絡発生位相方向が電源側（Ｌ→Ｋ）か否かが判断される。そして、Ｙｅｓの場合にはステップＳ５において表示灯４１による負荷側地絡事故の表示の継続を行う。Ｎｏの場合にはステップＳ７において表示灯４１による負荷側地絡事故の表示が復帰され非表示に切り替えられる。
【００４７】
図４及び図５は、地絡事故発生時における系統構成をケース１〜ケース５に分けて、第１表示器２１及び第２表示器２２の送電方向と負荷側地絡の有無を表したものである。ケース１は第１表示器２１と第２表示器２２の間で地絡事故が発生し、分散型電源１５から第２表示器２２に電力が供給された状態を示す。従来においては第１表示器２１及び第２表示器２２共に負荷側地絡事故が「有」の判定が行われるという問題があったが、本実施形態の場合には、第１表示器２１は地絡事故が「有」、第２表示器２２は「無」の正しい判定が行われる。
【００４８】
ケース２は第１表示器２１と第２表示器２２の間で地絡事故が発生し、第１表示器２１と第２表示器２２が共に逆潮流を判定した状態を示す。従来においては、第１表示器２１が負荷側地絡を「無」と判定し、第２表示器２２が負荷側地絡を「有」と判定する間違った表示が行われるという問題があった。しかし、本実施形態においては第１表示器２１及び第２表示器２２共に正しい判定表示が行われる。
【００４９】
なお、図５に示すケース３は変電所１１Ａから変電所１１Ｂに切り換えられ、第１表示器２１及び第２表示器２２が逆潮流と判別された状態を示す。又、ケース４は分散型電源１５が存在せず、第１表示器２１及び第２表示器２２共に順潮流の状態を示す。更にケース５は、分散型電源１５がない系統で変電所１１Ｂに切り換えられ、第１表示器２１及び第２表示器２２が共に逆潮流と判別された状態を示す。ケース３〜ケース５については、第１表示器２１及び第２表示器２２が共に正しい判定表示を行い、公知の図２に示す判定方法においても正しい判定表示が行われることが確認できた。
（停電無モードの場合）
図１５及び図１６は配電系統に分散型電源１５が連系され、変電所１１Ａ，１１Ｂの切り換えが行われず、分散型電源１５による逆潮流により送電方向が変化した場合の送電方向の判別と、その補正動作及び地絡事故時の第１表示器２１，第２表示器２２の変電所１１Ａを基準とした負荷側地絡の表示動作を示すタイミングチャートである。又、図１７は分散型電源１５が連系されていないか解列されていて、変電所１１Ａが変電所１１Ｂに切り換えられた場合の図１５及び図１６と同様の表示動作を示すタイミングチャートである。
【００５０】
次に、図１５及び図１６に関係する図１８のフローチャートにより送電方向の補正動作を説明する。
図１８のステップＳ１では変電所方向設定スイッチ４３によって変電所方向がＫ側（変電所１１Ａ）にセットされる。ステップ２において、第３送電方向判別回路４２によって常時送電方向の判別が行われる。ステップＳ３において、同じく前記送電方向判別回路４２によって送電方向が１秒間継続して変化したか否かが判別され、Ｙｅｓの場合にはステップＳ４において相電流位相差演算回路４４により送電方向変化前後の相電流変化分の位相差Δδの演算が行われる。そして、ステップＳ５おいて変化前後の相電流変化分の位相差Δδが４５°より大きいか否かが相電流位相範囲判定回路４５によって判定される。
【００５１】
なお、ステップＳ５では分散型電源１５からの逆潮流か否かが判断され、Ｎｏ、つまり分散型電源１５からの逆潮流の場合には、ステップＳ８において、送電方向補正回路４９により送電方向変化後の送電方向が変化前の送電方向のままロックされることで補正され、送電方向補正回路４９の記憶媒体に送電方向が順潮流（Ｋ→Ｌ）と記憶（セット）される。
【００５２】
一方、前述のステップＳ５において、Ｙｅｓと判断された場合にはステップＳ６において相電圧変化分・相電流変化分位相差演算回路４６により送電方向変化前後の電圧変化分（ΔＶ）と電流変化分（ΔＩ）の位相差∠（ΔＶ−ΔＩ）の演算が行われる。そして、ステップＳ７において変化前後の電圧変化分（ΔＶ）と電流変化分（ΔＩ）の位相差の絶対値| ∠（ΔＶ−ΔＩ）| が９０°以上か否かが変化分位相範囲判定回路４７によって判定される。即ちステップＳ７によって、最終的に変電所の切り換えによる逆潮流か、分散型電源１５からの逆潮流かが判断され、Ｙｅｓ、つまり分散型電源１５からの逆潮流の場合には、ステップＳ８において、前述したように送電方向補正回路４９により送電方向変化後の送電方向が変化前の送電方向のままロックされることで補正され、送電方向補正回路４９の記憶媒体に送電方向が順潮流（Ｋ→Ｌ）として記憶（セット）される。そして、ステップＳ１０において、第３送電方向判別回路４２により常時送電方向の判別が行われる。ステップＳ１１において、同じく無停電時送電方向判別回路４２により送電方向が１秒間継続して変化前の送電方向へ戻ったか否かが判定され、Ｙｅｓの場合には、ステップＳ１３において、送電方向補正回路４９の記憶媒体に記憶（セット）されている変化前の送電方向を維持するためのロックと、順潮流（Ｋ→Ｌ）の記憶（セット）が解除され、ステップＳ２において、再び第３送電方向判別回路４２によって常時送電方向の判別が行われる。
【００５３】
一方、ステップＳ１１において、Ｎｏと判定された場合、ステップＳ１２において、変化前後の相電流変化分ΔＩの位相差Δδが３０°より大きく、かつ変化前後の相電流変化分ΔＩの大きさ（電流値）が５Ａ（アンペア）より大きいかを相電流位相範囲判定回路４５によって判定し、Ｙｅｓの場合には、送電方向補正回路４９の記憶媒体（図示略）に記憶（セット）されている変化前の送電方向を維持するためのロックの解除と、順潮流（Ｋ→Ｌ）の記憶（セット）が解除され、ステップＳ６に戻る。一方、ステップＳ１２において、Ｎｏと判定された場合には、ステップＳ１０に戻る。
【００５４】
一方、前述のステップＳ７において、Ｎｏと判定された場合、つまり変電所１１Ａ，１１Ｂの切り換えによる逆潮流と判断された場合には、ステップＳ９において、送電方向補正回路４９により送電方向変化後の送電方向が変化前の送電方向のままロックされることなく送電方向補正回路４９の記憶媒体に送電方向が逆潮流（Ｌ→Ｋ）として記憶（セット）され、その後、ステップＳ２において、第３送電方向判別回路４２によって常時送電方向の判別が行われる。
【００５５】
図１８に示すフローチャートにより、結論として、変電所１１Ａ，１１Ｂの切り換えによる逆潮流の場合には、潮流方向は潮流変化後のままでロックする補正が行われず、分散型電源１５による逆潮流の場合には潮流方向は変化前の送電方向のままロックされることで、補正が行われることになる。
【００５６】
図１９は、ステップＳ１において変電所方向設定スイッチ４３によって変電所方向がＬ側にセットされた場合を示し、図１８の動作と同様であるため詳しい説明を省略する。異なる箇所の概要を述べるとステップＳ７において送電方向変化前後の電圧変化分（ΔＶ）と電流変化分（ΔＩ）の位相差の絶対値| ∠（ΔＶ−ΔＩ）| が９０°以下か否かが変化分位相範囲判定回路４７によって判定され、Ｙｅｓ、つまり分散型電源１５からの逆潮流の場合には、ステップＳ８において、送電方向補正回路４９により送電方向変化後の送電方向が変化前の送電方向のままロックされることで補正され、送電方向補正回路４９の記憶媒体に送電方向が順潮流（Ｌ→Ｋ）として、記憶（セット）される。一方、ステップＳ７において、Ｎｏと判定された場合には、ステップＳ９において、送電方向補正回路４９により送電方向変化後の送電方向が変化前のままロックされることなく送電方向補正回路４９の記憶媒体に送電方向が逆潮流（Ｋ→Ｌ）として記憶（セット）される。
【００５７】
次に、上述した送電方向の反転補正動作と連係して行われる負荷側地絡事故の表示動作を図２０のフローチャートに基づいて説明する。
図１５のステップＳ１において地絡検出回路３８により地絡事故が発生したか否かが検出され、ステップＳ２において同じく地絡検出回路３８により零相電圧と零相電流の演算が行われる。次にステップＳ３において図１８もしくは図１９のフローチャートに基づいて行われた処理において送電方向補正回路４９の記憶媒体（図示略）に記憶（セット）されている送電方向が無停電時地絡方向判定回路５０によって順潮流( Ｋ→Ｌ) か否かが判断される。Ｙｅｓの場合にはステップＳ２において演算した結果、つまり零相電圧と零相電流の位相差が−３０°〜１５０°の位相範囲内の場合には、ステップＳ４において無停電時地絡方向判定回路５０によって負荷側地絡（Ｋ→Ｌ）と判定し、零相電圧と零相電流の位相差が上記位相範囲外の場合には、電源側地絡（Ｌ→Ｋ）と判定する。このステップＳ４においてＹｅｓと判断された場合には、ステップＳ５で表示灯４１により負荷側地絡事故の表示が行われる。
【００５８】
一方、ステップＳ３においてＮｏと判断された場合には、ステップＳ６において地絡発生位相方向は負荷側地絡（Ｌ→Ｋ）か否かが無停電時地絡方向判定回路５０によって判断され、Ｙｅｓの場合には、ステップＳ１において負荷側地絡事故が表示される。又、ステップ５においてＮｏと判断された場合には、ステップＳ７に移行し、負荷側地絡事故は表示されない。更に、ステップＳ４においてＮｏと判断された場合には、ステップＳ７へ移行する。
【００５９】
ここで、第３送電方向判別回路４２の潮流方向を判定する位相範囲を−９０°〜９０°の範囲に設定した理由を以下に説明する。
分散型電源１５からの逆潮流が及ぶ場合と、変電所１１Ａ，１１Ｂの切り換え時には有効電力が変化する。有効電力Ｐは、相電圧Ｖ、相電流Ｉ、相電圧Ｖ及び相電流Ｉの力率角θとすると、次式で示される。
【００６０】
Ｐ＝３Ｖ・Ｉｃｏｓθ
上式のｃｏｓθは９０°もしくは−９０°で０となり、θ＜９０°→θ＞−９０°又はθ＞−９０°→θ＜９０°には、プラス→マイナスの値となり、極性が変化することから判定処理上において明確に潮流方向が変化することが捉えられるので、−９０°〜９０°の範囲に設定した。又、無停電時送電方向判別回路４２の記憶媒体には−９０°〜９０°の位相範囲であった場合には順潮流（Ｋ→Ｌ）と記憶（セット）され、それ以外は逆潮流（Ｌ→Ｋ）と記憶（セット）される。
【００６１】
次に、無停電時地絡方向判定回路５０によって、変電所を基準とした負荷側地絡を判定する動作を更に説明する。
相電流位相差演算回路４４及び相電流位相範囲判定回路４５と、相電圧変化分・相電流変化分位相差演算回路４６及び変化分位相範囲判定回路４７とにおいてそれぞれ演算が行われる。そして、無停電時地絡方向判定回路５０において変電所１１Ａから変電所１１Ｂの切り換え時には送電方向補正回路４９に記憶（セット）された送電方向が変化した変電所１１Ｂ方向と、地絡方向とのアンド条件をもって変電所１１Ｂを基準とした負荷側地絡か否かを判定する。反対に、分散型電源１５からの逆潮流の場合には、送電方向補正回路４９に記憶（セット）された送電方向が変化する前の変電所１１Ａ方向としてロックされた送電方向と、地絡方向とのアンド条件をもって変電所１１Ａを基準とした負荷側地絡か否かを判定する。
【００６２】
一例として、分散型電源１５の連系によって、有効電力の極性が変化するのは、分散型電源１５と該分散型電源１５の逆潮流のみによって賄われている負荷２０との間に設置されている第２表示器２２であって、逆潮流（Ｌ→Ｋ) を示す範囲に入るからである。一方、第１表示器２１については、分散型電源１５の潮流が及ばない位置にあり、変電所からの供給によって賄われているため分散型電源１５が連系されている場合においても順潮流（Ｋ→Ｌ) を示す範囲に入り極性は変化せず、分散型電源１５からの逆潮流が及んでいるか否かを判別することができる。その後の処理として第２表示器２２の送電方向は補正され送電方向補正回路４９に記憶（セット）された送電方向が変化する前の変電所方向をロックした送電方向と地絡方向とのアンド条件をもって変電所を基準とした負荷側地絡を判定する。第１表示器２１の送電方向は送電方向補正回路４９に記憶（セット）された送電方向が変化したままの変電所方向をロックしない送電方向と地絡方向とのアンド条件をもって変電所を基準とした負荷側地絡を判定する。
【００６３】
上記実施形態の配電線における事故方向判別装置によれば、以下のような特徴を得ることができる。
（１）上記実施形態では、停電有モードにおいて、第１送電方向判別回路３６の判別結果に基づいて、第１地絡方向判定回路３９により地絡方向を判定し、この判定結果を記憶する。遮断器１３Ａが再閉路された後、第２送電方向判別回路３７の判別結果に基づいて第２地絡方向判定回路４０により地絡方向を判定し、負荷側地絡の場合にそれを表示する。このため、分散型電源１５が連系されている系統であっても負荷側地絡を正確に判定して表示することができる。
【００６４】
（２）上記実施形態では、停電無モードにおいて、第３送電方向判別回路４２の判別結果に基づいて、分散型電源１５が連系され、送電方向が変化した場合に、相電流位相差演算回路４４により相電流変化分の位相差Δδの演算が行われ、変化前後の位相差が０°〜４５°の範囲内か否かが相電流位相範囲判定回路４５により判定され、変化前後の位相差が０°〜４５°の範囲内の場合には分散型電源１５からの逆潮流と判定され、一方、変化前後の位相差が０°〜４５°の場合には、相電圧変化分・相電流変化分位相差演算回路４６により電圧変化分ΔＶと電流変化分ΔＩの位相差の演算が行われる。そして、変化前後の位相差が−９０°〜９０°の範囲内か否かが変化分位相範囲判定回路４７によって判定される。
【００６５】
更に、送電方向変化後の送電方向が順潮流（Ｋ→Ｌ）か否かが送電方向補正回路４９に記憶（セット）される。この記憶（セット）された送電方向の補正結果に基づいて無停電時地絡方向判定回路５０により負荷側地絡の判定が行われる。従って、無停電時において送電方向が変化しても負荷側地絡か否かを正確に判定することができる。
【００６６】
次に、この発明の別の実施形態を図２１〜図２３に基づいて説明する。図２１は送電方向判別装置の別例を示すブロック回路図、図２２，２３は図２１の回路図に基づく処理動作のフローチャートである。この別の実施形態においては、図２１に示すように、前記相電圧変化分・相電流変化分位相差演算回路４６の上流側に相電圧変化分・相電流変化分演算判定手段としての相電圧変化分・相電流変化分演算判定回路５１を接続している。この演算判定回路５１は、相電圧変化分ΔＶと電流変化分ΔＩが設定値を超えたか否かを判断し、かつ相電圧変化分ΔＶと電流変化分ΔＩの位相差を演算する機能を備えている。
【００６７】
そして、前述した実施形態の図１８に示すステップＳ３において、Ｎｏと判断された場合に、図２２に示すステップＳ１５〜Ｓ１７の処理を行うようにしたものである。ステップＳ１５において、前記演算判定回路５１によって相電圧と相電流の電圧変化分ΔＶが設定値（例えば３Ｖ）、電流変化分ΔＩが設定値（例えば３Ａ）を超えたか否かが判断され、Ｙｅｓの場合には、ステップＳ１６において、前記位相差演算回路４６によって相電圧と相電流の変化前後の電圧変化分ΔＶと電流変化分ΔＩの位相差∠ΔＶ−ΔＩが演算される。次に、ステップＳ１７において、演算された位相差∠ΔＶ−ΔＩが所定位相角（９０°）以上か否かが判定されるとともに、この判定結果が予め設定された設定回数を超えたか否かがカウントされる。そして、ステップＳ１７において、Ｙｅｓと判断された場合には、分散型電源１５からの逆潮流と判定し、ステップＳ８に移行する。反対に、ステップＳ１７において、Ｎｏと判断された場合には、変電所の切り換えによる逆潮流と判定し、ステップＳ９に移行する。
【００６８】
上述したステップＳ１５〜Ｓ１７を設けた理由を以下に説明する。
ステップＳ３において送電方向が１秒間継続して変化した場合には、大方の場合において送電方向が変化したことを判定することができる。しかし、レアケースにおいては、設定された１秒以下の場合においても変電所１１Ａ，１１Ｂの切り換えによる逆潮流と分散型電源１５からの逆潮流の場合が考えられる。すなわち、変電所１１Ａから変電所１１Ｂへの切り換えの場合は、例えば変電所１１Ｂからの潮流が分散型電源１５の出力の大小によって第１表示器２１へ到達したりしなかったりするため、分散型電源１５の出力の大小が１秒以内に変動する場合において短時間（１秒以下）に送電方向が切り換わることがある。又、分散型電源１５からの逆潮流の場合は、例えば第１表示器２１が分散型電源１５の連系点と負荷２０との間に設置されている場合において、分散型電源１５の出力変動ないしは負荷２０の電力消費の変化によって短時間（１秒以下）に送電方向が切り換わることがある。従って、所定設定時間の１秒以下の場合においても変電所１１Ａ，１１Ｂの切り換えによる逆潮流か分散型電源１５からの逆潮流かを判別することにより判別精度を向上することができる。
【００６９】
次に、ステップＳ１７において位相差が９０°以上となる回数が設定回数を超えたか否かを判定する理由を以下に説明する。
ステップＳ３でＮｏとなった場合にはステップＳ１５において電圧変化分ΔＶが３Ｖ、電流変化分ΔＩが３Ａを超えるか否かという位相以外の電圧及び電流を判別要素として用いているため、位相差が一定でない状態での相電圧及び相電流から変化分位相範囲判定回路４７を用いて位相差ΔＶ−ΔＩが９０°以上か否かを演算することとなる。そのために設定回数以上の変化があったか否かを確認することとした。確認する理由としては、ステップＳ３において送電方向が１秒間継続しておらず、短時間に位相が変化している状態の相電圧及び相電流から位相差∠ΔＶ−ΔＩを判別しようとするために、判別する所定判別時間内（例えば本実施例では変化前後各４０ｍｓ）において、判定精度を向上するために設定回数を定め、多い回数の条件をセットするようにした。なお、ステップ３において、Ｙｅｓの場合には送電方向が１秒間継続しているためステップＳ７において位相差∠ΔＶ−ΔＩが変化することは無いが前述したステップＳ１７と同様の処理を行なってもよい。
【００７０】
図２３は変電所方向がＬ側にセットされた場合のフローチャートである。この処理動作は図１９の変電所方向がＫ側にセットされた場合の処理動作のうちステップＳ７と、Ｓ１７の判定において所定の設定範囲内であるか否かが逆となる。又、ステップＳ８，Ｓ９においても変電所方向をロックするしないの基準が逆となるが、その他の処理動作は図１９の処理動作と同様であるため説明を省略する。
【００７１】
なお、前記実施形態は以下のように変更して具体化することができる。
○ 前記相電流位相範囲判定回路４５の所定位相範囲を、０°〜４５°に代えて、０°〜４０°又は０°〜５０°に設定してもよい。
【００７２】
○ 前記第１送電方向判別回路３６の所定位相範囲を、−９０°〜９０°に設定してもよい。
○ 前記第１送電方向判別回路３６を前記第３送電方向判別回路４２に置き換えてもよい。
【００７３】
○ 前述した第１表示器２１及び第２表示器２２の各種の位相範囲、設定値については、変電所からの切り換え信号によって切り換えられるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００７４】
Ｉ，Ｉｒ…相電流、Ｖ，Ｖｒ…相電圧、Δδ，θｇ，θｓ，ΔＶｒ−ΔＩｒ，ΔＶｒ−ΔＩｒ…位相差、ΔＩ…相電流変化分、ΔＩ，ΔＩｒ…電流変化分、ΔＶ，ΔＶｒ…電圧変化分、ΔＶ…相電圧変化分、Ｉ０…零相電流、Ｖ０…零相電圧、ΔＩｒ，ΔＶｒ…変化分、１１Ａ，１１Ｂ…変電所、１２…配電線、１５…分散型電源、２０…負荷。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
配電線の相電圧及び相電流を検出する第１検出手段と、
前記配電線の零相電圧及び零相電流を検出する第２検出手段と、
前記相電圧と相電流の位相差に基づいて前記配電線の送電方向を判別する送電方向判別手段と、
前記零相電圧の電圧値と、零相電流の電流値に基づいて地絡事故を検出する地絡検出手段と、
前記送電方向が切り換わったときにおけるその前後の相電流変化分の位相差を演算するための相電流位相差演算手段と、
前記送電方向が切り換わったときにおけるその前後の相電圧変化分と相電流変化分の位相差を演算する相電圧変化分・相電流変化分位相差演算手段と、
前記相電流位相差演算手段により演算された位相差が予め設定された所定位相範囲内にあるか否かを判定するための相電流位相範囲判定手段と、
前記変化分位相差演算手段により得られた位相差が予め設定された所定位相範囲内にあるか否かを判定する変化分位相範囲判定手段と
により構成され、
前記相電流位相範囲判定手段及び前記変化分位相範囲判定手段による判定結果に基づいて、前記送電方向の補正を行う送電方向補正手段と、
前記地絡事故が検出されたとき、前記送電方向補正手段により補正された送電方向と、前記零相電圧及び前記零相電流の位相差とに基づいて前記地絡事故の方向を判定する無停電時地絡方向判定手段と、
前記無停電時地絡方向判定手段が地絡事故の方向を負荷側と判定したとき、所定の表示を行う表示手段と
を備えた配電線における事故方向判別装置。
【請求項２】
請求項１において、前記相電圧と相電流の変化分を演算するとともに、それらの演算結果が所定の設定範囲を超えたか否かを判定する相電圧変化分・相電流変化分演算判定手段を更に設け、前記送電方向判別手段は、該送電方向判別手段により判別された送電方向が予め設定された設定時間を継続して変化したか否かを判定する継続時間判定機能を備え、設定時間が継続した場合には、前記相電流位相差演算手段の処理動作に移行し、一方、継続しなかった場合には、相電圧変化分・相電流変化分演算判定手段により前記相電圧と相電流の変化分を演算するとともに、それらの演算結果が所定の設定範囲を超えたか否かを判定し、その判定結果が設定範囲を超えたと判定された場合には、前記相電圧変化分・相電流変化分位相差演算手段の演算結果に基づいて、前記変化分位相範囲判定手段により相電圧と相電流の変化分の位相差が所定の設定範囲を超えるか否かを判定し、その判定結果が設定範囲を超えた場合は、分散型電源からの逆潮流と判定し、超えていない場合には、変電所の切り換えによる逆潮流と判定する機能を備えたことを特徴とする配電線における事故方向判別装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記送電方向判別手段は、電源側である変電所の方向を設定するための変電所方向設定手段を備えた配電線における事故方向判別装置。
【請求項１】
配電線の相電圧及び相電流を検出する第１検出手段と、
前記配電線の零相電圧及び零相電流を検出する第２検出手段と、
前記相電圧と相電流の位相差に基づいて前記配電線の送電方向を判別する送電方向判別手段と、
前記零相電圧の電圧値と、零相電流の電流値に基づいて地絡事故を検出する地絡検出手段と、
前記送電方向が切り換わったときにおけるその前後の相電流変化分の位相差を演算するための相電流位相差演算手段と、
前記送電方向が切り換わったときにおけるその前後の相電圧変化分と相電流変化分の位相差を演算する相電圧変化分・相電流変化分位相差演算手段と、
前記相電流位相差演算手段により演算された位相差が予め設定された所定位相範囲内にあるか否かを判定するための相電流位相範囲判定手段と、
前記変化分位相差演算手段により得られた位相差が予め設定された所定位相範囲内にあるか否かを判定する変化分位相範囲判定手段と
により構成され、
前記相電流位相範囲判定手段及び前記変化分位相範囲判定手段による判定結果に基づいて、前記送電方向の補正を行う送電方向補正手段と、
前記地絡事故が検出されたとき、前記送電方向補正手段により補正された送電方向と、前記零相電圧及び前記零相電流の位相差とに基づいて前記地絡事故の方向を判定する無停電時地絡方向判定手段と、
前記無停電時地絡方向判定手段が地絡事故の方向を負荷側と判定したとき、所定の表示を行う表示手段と
を備えた配電線における事故方向判別装置。
【請求項２】
請求項１において、前記相電圧と相電流の変化分を演算するとともに、それらの演算結果が所定の設定範囲を超えたか否かを判定する相電圧変化分・相電流変化分演算判定手段を更に設け、前記送電方向判別手段は、該送電方向判別手段により判別された送電方向が予め設定された設定時間を継続して変化したか否かを判定する継続時間判定機能を備え、設定時間が継続した場合には、前記相電流位相差演算手段の処理動作に移行し、一方、継続しなかった場合には、相電圧変化分・相電流変化分演算判定手段により前記相電圧と相電流の変化分を演算するとともに、それらの演算結果が所定の設定範囲を超えたか否かを判定し、その判定結果が設定範囲を超えたと判定された場合には、前記相電圧変化分・相電流変化分位相差演算手段の演算結果に基づいて、前記変化分位相範囲判定手段により相電圧と相電流の変化分の位相差が所定の設定範囲を超えるか否かを判定し、その判定結果が設定範囲を超えた場合は、分散型電源からの逆潮流と判定し、超えていない場合には、変電所の切り換えによる逆潮流と判定する機能を備えたことを特徴とする配電線における事故方向判別装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記送電方向判別手段は、電源側である変電所の方向を設定するための変電所方向設定手段を備えた配電線における事故方向判別装置。
【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１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
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【図１０】
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【図１２】
【図１３】
【図１４】
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【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【公開番号】特開２０１１−２４７９０５（Ｐ２０１１−２４７９０５Ａ）
【公開日】平成２３年１２月８日（２０１１．１２．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１８８３８８（Ｐ２０１１−１８８３８８）
【出願日】平成２３年８月３１日（２０１１．８．３１）
【分割の表示】特願２００５−５８２３０（Ｐ２００５−５８２３０）の分割
【原出願日】平成１７年３月２日（２００５．３．２）
【出願人】（０００２２２０３７）東北電力株式会社 (228)
【出願人】（０００１０２６３６）エナジーサポート株式会社 (51)
【出願人】（０００１４４１０８）株式会社三英社製作所 (35)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１２月８日（２０１１．１２．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月３１日（２０１１．８．３１）
【分割の表示】特願２００５−５８２３０（Ｐ２００５−５８２３０）の分割
【原出願日】平成１７年３月２日（２００５．３．２）
【出願人】（０００２２２０３７）東北電力株式会社 (228)
【出願人】（０００１０２６３６）エナジーサポート株式会社 (51)
【出願人】（０００１４４１０８）株式会社三英社製作所 (35)
【Ｆターム（参考）】
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