JP2006280024A - 機器自動試験システムおよび機器自動試験方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電線路における地絡発生時などに地絡方向継電器や遮断器が正常に動作したか否かを自動的に判定できる機器自動試験システムおよび方法を提供する。
【解決手段】機器自動試験システム１は、電線路３に設けられた零相変流器８と、母線２に設けられた零相変成器９と、零相変流器８および零相変成器９に接続されたかつ動作時限が固定値にされた地絡方向継電器４と、地絡方向継電器４の動作時間経過後に地絡方向継電器４から出力されるトリップ信号Ｖ_DGに基づいて電線路３を遮断する遮断器５と、零相変成器９に接続されたかつ母線２の零相電圧値が所定の値以上になったことを示す出力信号Ｓ_V1を出力する段階式地絡過電圧検出器６と、地絡方向継電器４のトリップ信号Ｖ_DGと段階式地絡過電圧検出器６の出力信号Ｓ_V1とに基づいて地絡方向継電器４および遮断器５の良否判定を行う機器自動試験手段２１，２３，２４とを具備する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、機器自動試験システムおよび機器自動試験方法に関し、特に、配電線などの電線路において地絡が発生した時や、電線路または母線に地絡を人工的に発生させた時に地絡方向継電器や遮断器が正常に動作したか否かを遠方で確認試験するのに好適な機器自動試験システムおよび機器自動試験方法に関する。

近年、開閉器類の遠方化が進んでおり、また、これを自動的に制御する操作支援装置が開発されている。また、配電線などの電線路において地絡状態が発生したときに、地絡状態の発生した配電線および区間を認識する装置が多数提案されている。たとえば、配電線などの電線路において微小な零相電流しか流れない微地絡状態が発生したときに、微地絡状態の発生した配電線および区間を認識する装置として、以下に示すような装置などが提案されている。

下記の特許文献１には、微地絡区間標定装置の信頼性を向上するために、高圧配電線上に子局を分散配置し、かつ、子局に微地絡発生回路を設け、親局からの指令により微地絡を発生させることにより、各子局の動作点検を行うようした微地絡区間標定装置が開示されている。

下記の特許文献２には、配電線において微地絡発生から微地絡発生区間の特定までを短時間で行えるようにするために、配電線の微地絡発生の有無を常時監視する微地絡検出手段と、微地絡検出用の開閉器制御手順を過去の負荷実績を考慮して事前に作成する手順事前計算手段と、微地絡検出手段により検出した微地絡発生配電線に対し手順事前計算手段で作成した手順を適宜実行し微地絡発生区間を順次絞り込む微地絡判定手段と、前記特定された微地絡区間で無停電で切替える開閉器制御手段とから構成された配電線微地絡区間探索装置が開示されている。

下記の特許文献３には、微地絡回線を特定するにあたって、補助ブスによる電力融通時においても各配電線の試開放動作を可能とするために、各配電線毎に地絡順序開閉器を設け、これらの地絡順序開閉器が補助ブスに設けられた遮断器が導通されているか否かによって試開放動作の開始タイミングから自線の遮断器の試開放タイミングまでの時間を変更することによって、同時に２つの配電線が遮断されることはなく、したがって正確に微地絡の発生した配電線を特定することができる微地絡回線検知方法が開示されている。

また、本出願人は、下記の特許文献４において、残留分と１回の母線の１相地絡時の各フィーダに設けた零相変流器（ＺＣＴ）の一次電流（被測定電流）の値を高精度に算出し、かつ、各フィーダの対地零相アドミタンスと対地逆相アドミタンスを高精度に算出することにより、任意抵抗地絡時の各フィーダの零相一次電流及び対地静電容量不平衡を算出又は評価するために、接地変圧器（ＧＰＴ）、零相変流器（ＺＣＴ）、地絡方向継電器（ＤＧＲ）及び地絡過電圧継電器（ＯＶＧＲ）に端子接続した入出力回路と、この入出力回路に接続した計測・出力装置と、この計測・出力装置に接続したコンピュータ及びプリンタを配備して、母線の１相地絡操作を含み、コンピュータからの指示操作により計測・出力装置及び入出力回路切替器を介してＧＰＴ、ＺＣＴ、ＤＧＲ及びＯＶＧＲに対する入出力を行い、かつ、これらの装置出力をデータ取得して演算処理及び表示・出力処理を行うように装置系を構成した配電線地絡保護リレー試験装置を提案した。
特開平５−２７６６５２号公報 特開平６−２０９５２１号公報 特開平９−１０３０２６号公報 特許３３１２１７２公報

しかしながら、非接地系である配電線は対地静電容量を地絡電流の電源としているため比較的に地絡電流が不安定であり、そのための不動作も多く発生している。このため、配電線などの電線路における地絡事故の拡大や波及を未然に防止するには、地絡発生時に配電線を確実に遮断する必要があり、地絡方向継電器および遮断器が正常に動作することが不可欠であるが、これらの機器の点検は、定期的に、人手により機器ごとに停電して行われているだけである。そこで、地絡事故の確実な切離の確実性を高めるために、これらの機器の動作確認を随時に行うことができるようにして、必要と思われるときには直ぐに遠方で試験を行うことができるようにすることが要請されている。

本発明の目的は、地絡方向継電器や遮断器の動作試験を随時に遠方で行うことができる機器自動試験システムおよび機器自動試験方法を提供することにある。

本発明の機器自動試験システムは、母線（２）から分岐された電線路（３）に設けられた零相変流器（８）と、前記母線に設けられた零相変成器（９）と、前記零相変流器および前記零相変成器に接続された地絡継電器（４）と、該地絡継電器の動作時間経過後に該地絡継電器から出力されるトリップ信号（Ｖ_DG）に基づいて前記電線路を遮断する遮断器（５）と、前記零相変成器に接続された、かつ、前記母線の零相電圧値が所定の値以上になったことを示す出力信号（Ｓ_V1）を出力する地絡過電圧検出器（６）と、前記地絡継電器のトリップ信号と前記地絡過電圧検出器の出力信号とに基づいて、前記地絡継電器および前記遮断器の良否判定を行う機器自動試験手段（２１，２３，２４）とを具備することを特徴とする。
ここで、前記機器自動試験手段が、所定の時間間隔で前記地絡継電器のトリップ信号を取得するとともに前記地絡過電圧検出器の出力信号を取得する子局側遠方監視制御装置（２１）と、該子局側遠方監視制御装置と通信回線（２２）を介して相互接続された親局側遠方監視制御装置（２３）であって、前記電線路において地絡が発生すると、地絡の継続時間を含む時間範囲の前記トリップ信号および前記出力信号のデータの送信を前記子局側遠方監視制御装置に要求する要求信号を前記通信回線を介して該子局側遠方監視制御装置に送信し、該子局側遠方監視制御装置から前記トリップ信号および前記出力信号のデータを受信する親局側遠方監視制御装置（２３）と、該親局側遠方監視制御装置から入力される前記トリップ信号および前記出力信号のデータに基づいて、前記地絡継電器および前記遮断器の良否判定を行う試験支援装置（２４）とを備えてもよい。
前記電線路と他の電線路との間に設けられたバイパス開閉器（５２）と、前記電線路に設けられた第１開閉器（５３）と、前記電線路（３）に地絡を人工的に発生させる地絡発生装置（５０）とをさらに具備し、前記機器自動試験手段が、所定の時間間隔で前記地絡継電器のトリップ信号を取得するとともに前記地絡過電圧検出器の出力信号を取得する子局側遠方監視制御装置（２１）と、該子局側遠方監視制御装置と通信回線（２２）を介して相互接続された親局側遠方監視制御装置（２３）であって、前記電線路において地絡を人工的に発生させると、該人工的に発生された地絡の継続時間を含む時間範囲の前記トリップ信号および前記出力信号のデータの送信を前記子局側遠方監視制御装置に要求する要求信号を前記通信回線を介して該子局側遠方監視制御装置に送信し、該子局側遠方監視制御装置から前記トリップ信号および前記出力信号のデータを受信する親局側遠方監視制御装置（２３）と、前記バイパス開閉器および前記第１開閉器を開閉させる操作と、前記地絡発生装置を用いて前記電線路に地絡を人工的に発生させる操作とを行うとともに、前記親局側遠方監視制御装置から入力される前記トリップ信号および前記出力信号のデータに基づいて前記地絡継電器および前記遮断器の良否判定を行う試験支援装置（２４）とを備えてもよい。
前記地絡発生装置が、前記電線路の代わりに前記母線に地絡を人工的に発生させ、該人工的に発生させた地絡の接地線の帰路線を前記零相変流器に通してもよい。
前記地絡継電器が、動作時限が固定された地絡方向継電器であってもよい。

本発明の機器自動試験方法は、機器自動試験手段（２１，２３，２４）が、母線（２）の零相電圧値が所定の値以上になったことを示す地絡過電圧検出器の出力信号（Ｓ_V1）を取得する第１のステップ（Ｓ１１；Ｓ２２）と、前記機器自動試験手段が、前記母線から分岐された電線路（３）に地絡が発生すると所定の動作時間経過後に地絡継電器（４）から遮断器（５）に出力されるトリップ信号（Ｖ_DG）を取得する第２のステップ（Ｓ１２；Ｓ２３）と、前記機器自動試験手段が、前記トリップ信号により前記遮断器が前記電線路を遮断することで、前記地絡過電圧検出器の出力信号が出力されなくなったことを検出する第３のステップ（Ｓ１３；Ｓ２４）と、前記機器自動試験手段が、前記地絡継電器のトリップ信号と前記地絡過電圧検出器の出力信号とに基づいて前記地絡継電器および前記遮断器の良否判定を行う第４のステップ（Ｓ１５，Ｓ１６；Ｓ２６，Ｓ２７）とを具備することを特徴とする。
ここで、前記第１，第２および第３のステップにおいて、子局側遠方監視制御装置（２１）が、所定の時間間隔で、前記地絡過電圧検出器の出力信号およびトリップ信号（Ｖ_DG）を取得し、前記第４のステップの前に、前記子局側遠方監視制御装置と通信回線（２２）を介して相互接続された親局側遠方監視制御装置（２３）から、前記電線路において地絡（事故による接地）が発生すると、地絡の継続時間を含む時間範囲の前記地絡継電器のトリップ信号および前記地絡過電圧検出器の出力信号のデータの送信を前記子局側遠方監視制御装置に要求する要求信号を前記通信回線を介して該子局側遠方監視制御装置に送信する第５のステップをさらに備え、該第５のステップ後に、前記親局側遠方監視制御装置に接続された試験支援装置（２４）が、前記地絡過電圧検出器の出力信号に基づいて、前記母線に零相電圧が発生した時刻である零相電圧発生時刻と、前記母線の地絡電圧が回復して零相電圧が復帰した時刻である零相電圧復帰時刻とを求め、前記試験支援装置が、前記求めた零相電圧復帰時刻から前記求めた零相電圧発生時刻を引いて地絡継続時間（ｘ）を求め、前記試験支援装置が、前記地絡継電器のトリップ信号に基づいて、該トリップ信号が入力されてきた時刻であるトリップ信号入力時刻を求め、前記試験支援装置が、前記求めた地絡継続時間から、前記求めたトリップ信号入力時刻から前記求めた零相電圧復帰時刻までの時間を引くことにより、前記地絡継電器が動作を開始してから前記トリップ信号を出力するまでの動作時間（ｙ）を求め、前記試験支援装置が、前記求めた地絡継電器の動作時間と前記地絡継電器の動作時限とを比較して、該地絡継電器の良否を判定し、前記試験支援装置が、前記求めたトリップ信号入力時刻から前記求めた零相電圧復帰時刻までの時間を算出することにより、前記遮断器の動作時間（ｚ）を求め、前記試験支援装置が、前記求めた遮断器の動作時間（ｚ）に基づいて前記遮断器の良否を判定してもよい。
前記第１のステップの前に、前記遮断器の試開放ができるように、前記電線路の負荷に他の電線路から電気を供給したのちに、該電線路に地絡を人工的に発生する第６のステップ（Ｓ２１）をさらに具備し、前記第１，第２および第３のステップにおいて、子局側遠方監視制御装置（２１）が、所定の時間間隔で、前記地絡過電圧検出器の出力信号およびトリップ信号（Ｖ_DG）を取得し、前記第４のステップの前に、前記子局側遠方監視制御装置と通信回線（２２）を介して相互接続された親局側遠方監視制御装置（２３）から、前記電線路に地絡を人工的に発生させると、該人工的に発生された地絡の継続時間を含む時間範囲の前記地絡継電器のトリップ信号と前記地絡過電圧検出器の出力信号のデータの送信を前記子局側遠方監視制御装置に要求する要求信号を前記通信回線を介して該親局側遠方監視制御装置に送信する第７のステップをさらに備え、該第７のステップ後に、前記親局側遠方監視制御装置に接続された試験支援装置（２４）が、前記地絡過電圧検出器の出力信号に基づいて、前記母線に零相電圧が発生した時刻である零相電圧発生時刻と、前記母線の地絡電圧が回復して零相電圧が復帰した時刻である零相電圧復帰時刻とを求め、
前記試験支援装置が、前記求めた零相電圧復帰時刻から前記求めた零相電圧発生時刻を引いて人工地絡継続時間（ｘ）を求め、前記試験支援装置が、前記地絡継電器のトリップ信号に基づいて、該トリップ信号が入力されてきた時刻であるトリップ信号入力時刻を求め、前記試験支援装置が、前記求めた人工地絡継続時間から、前記求めたトリップ信号入力時刻から前記求めた零相電圧復帰時刻までの時間を引くことにより、前記地絡継電器が動作を開始してから前記トリップ信号を出力するまでの動作時間（ｙ）を求め、前記試験支援装置が、前記求めた地絡継電器の動作時間と前記地絡継電器の動作時限とを比較して、該地絡継電器の良否を判定し、前記試験支援装置が、前記求めたトリップ信号入力時刻から前記求めた零相電圧復帰時刻までの時間を算出することにより、前記遮断器の動作時間（ｚ）を求め、前記試験支援装置が、前記求めた遮断器の動作時間（ｚ）に基づいて前記遮断器の良否を判定してもよい。

本発明の機器自動試験システムおよび機器自動試験方法は、以下に示す効果を奏する。
（１）微地絡を含めた地絡の発生時の地絡方向継電器および遮断器の動作時間を地絡方向継電器のトリップ信号と母線の零相電圧が所定の値以上になったことを示す段階式地絡過電圧検出器の出力信号とに基づいて求めることができるので、地絡発生時に、または、必要と思われるときに電線路または母線に地絡を人工的に発生させれば地絡方向継電器および遮断器が正常に動作したか否かを遠方で頻繁に試験することができる。
（２）母線の零相電圧が所定の値以上になったことを示す段階式地絡過電圧検出器の出力信号に基づいて地絡継続時間も自動的に求めることができる。

地絡方向継電器や遮断器の動作試験を随時に遠方で行うという目的を、地絡方向継電器のトリップ信号と母線の零相電圧が所定の値以上になったことを示す段階式地絡過電圧検出器の出力信号とに基づいて地絡方向継電器および遮断器の良否判定を行うことにより実現した。

以下、本発明の機器自動試験システムおよび機器自動試験方法の実施例について図面を参照して説明する。
本発明の第１の実施例による機器自動試験システム１は、配電線などの電線路において地絡が発生した時に地絡方向継電器や遮断器が正常に動作したか否かを遠方で試験するためのものであり、図１に示すように、分岐点において母線２から分岐された配電線（電線路）３に設けられた地絡方向継電器（ＤＧ＋ＯＶＧ）４と、配電線３に設けられたかつ地絡方向継電器４のトリップ信号Ｖ_DGに基づいて配電線３を遮断する遮断器（ＣＢ）５と、母線２に設けられた段階式地絡過電圧検出器６と、子局側遠方監視制御装置（以下、「子局側テレコン」と称する。）２１と、子局側テレコン２１と通信回線２２を介して接続された親局側遠方監視制御装置（以下、「親局側テレコン」と称する。）２３と、親局側テレコン２３に接続された試験支援装置２４とを備えている。

ここで、配電線３には零相変流器（ＺＣＴ）８が設けられており、当該配電線３（１次側）において地絡が生じると零相変流器８により地絡方向継電器４に零相電流（以下、「Ｉ₀電流」と称する。）を供給するようにしている。また、母線２には零相変成器（ＧＰＴ）９が設けられており、母線２の零相電圧（以下、「Ｖ₀電圧」と称する。）を零相変成器（ＧＰＴ）９により低電圧に変換して地絡方向継電器４および段階式地絡過電圧検出器６（２次側）に出力するようにしている。

地絡方向継電器４は、地絡事故が発生すると動作を開始するが、０．５秒以上の地絡事故に対応するために動作時限は０．５秒に固定されている。
また、地絡方向継電器４は、２つの要素のＶ₀電圧およびＩ₀電流の大きさおよび位相により動作し、Ｖ₀電圧が約８ＶかつＩ₀電流が約３ｍＡで位相が９０度といったような整定は、実際に６，０００Ωの地絡を基準に地絡させてそれぞれの特性により整定が行われている。

段階式地絡過電圧検出器６は、Ｖ₀電圧（オープンデルタ）で動作し、たとえば、Ｖ₀電圧が８Ｖ以上であることを示すＶ１出力信号Ｓ_V1と、Ｖ₀電圧が５０Ｖ以上であることを示すＶ２出力信号と、Ｖ₀電圧が１５０Ｖ以上であることを示すＶ３出力信号とを出力する。なお、機器自動試験システム１では、Ｖ₀電圧が８Ｖ以上であることを示すＶ１出力信号Ｓ_V1を用いて地絡方向継電器４および遮断器５の動作試験を行うため、段階式地絡過電圧検出器６はＶ１出力信号Ｓ_V1のみを子局側テレコン２１に出力する。

子局側テレコン２１は、所定の時間間隔（たとえば、１０ｍｓ）で、地絡方向継電器４からトリップ信号Ｖ_DGを取り込むとともに段階式地絡過電圧検出器６からＶ１出力信号Ｓ_V1を取り込んで、取り込んだトリップ信号Ｖ_DGおよびＶ１出力信号Ｓ_V1のデータを格納する。また、子局側テレコン２１は、ＳＯＥ（Sequence of Events）機能を備えており、親局側テレコン２３のＳＯＥ要求に応じて、トリップ信号Ｖ_DGおよびＶ１出力信号Ｓ_V1のデータのうちの要求された時間範囲のものを親局側テレコン２３に通信回線２２を介して伝送（たとえば、パケット伝送）する。

親局側テレコン２３は、監視制御所に設置されており、トリップ信号Ｖ_DGおよびＶ１出力信号Ｓ_V1のデータの送信を子局側テレコン２１に要求するＳＯＥ要求信号を子局側テレコン２１に送信することによって、子局側テレコン２１からトリップ信号Ｖ_DGおよびＶ１出力信号Ｓ_V1のデータを取得する。
試験支援装置２４は、親局側テレコン２３から入力されるトリップ信号Ｖ_DGおよびＶ１出力信号Ｓ_V1のデータに基づいて、地絡方向継電器４および遮断器５の良否を判定する。

次に、本実施例による機器自動試験システム１の動作（本発明の第１の実施例による機器自動試験方法）について、図２に示すフローチャートおよび図３に示すタイミングチャートを参照して説明する。
図３に示す時刻ｔ１に配電線３において地絡が発生すると、地絡が発生した配電線３においては他の回線からのＩ₀電流が流れ込むとともに、母線２にはＶ₀電圧が発生する。その結果、地絡の発生とほぼ同時に、地絡方向継電器４が零相変流器（ＺＣＴ）からのＩ₀電流と零相変成器９からのＶ₀電圧とにより動作を開始するとともに、段階式地絡過電圧検出器６がＶ１出力信号Ｓ_V1を子局側テレコン２１に出力する（ステップＳ１１）。

地絡方向継電器４が動作を開始すると、遮断器５に配電線３を遮断させるトリップ信号Ｖ_DGが地絡方向継電器４から遮断器５および子局側テレコン２１に出力される。このとき、トリップ信号Ｖ_DGは、地絡が発生した時刻ｔ１から地絡方向継電器４の動作時間ｙ（地絡方向継電器４が正常動作している場合には、地絡方向継電器４の動作時限である０．５秒）経過後の時刻ｔ２に、遮断器５および子局側テレコン２１に出力される（ステップＳ１２）。

遮断器５は、地絡方向継電器４からトリップ信号Ｖ_DGが入力されると、配電線３を遮断する動作を開始するが、遮断機５に固有の一定の動作時間ｚ（たとえば、５０ｍｓ）が経過した時刻ｔ３に、配電線３の遮断を完了する（ステップＳ１３）。

遮断器５により配電線３が遮断されると、配電線３を流れる電流が遮断されると同時に母線２のＶ₀電圧が、残留電圧がないとすると０ボルト（以下、説明の簡単のため、残留電圧はないものとする。）に回復する。その結果、段階式地絡過電圧検出器６から子局側テレコン２１にＶ１出力信号Ｓ_V1が出力されなくなる（ステップＳ１３）。

子局側テレコン２１は、トリップ信号Ｖ_DGおよびＶ１出力信号Ｓ_V1を所定の時間間隔で常時取り込んで、取り込んだトリップ信号Ｖ_DGおよびＶ１出力信号Ｓ_V1のデータを格納する。また、配電線３において地絡が発生すると、親局側テレコン２３は、トリップ信号Ｖ_DGおよびＶ１出力信号Ｓ_V1のデータの送信を子局側テレコン２１に要求するＳＯＥ要求信号を、通信回線２２を介して子局側テレコン２１に送信する。子局側テレコン２１は、このＳＯＥ要求信号を受信すると、保管されている要求された時間範囲のトリップ信号Ｖ_DGおよびＶ１出力信号Ｓ_V1のデータを親局側テレコン２３に通信回線２２を介してパケット伝送する。親局側テレコン２３は、このトリップ信号Ｖ_DGおよびＶ１出力信号Ｓ_V1のデータを受信すると、試験支援装置２４に出力する（ステップＳ１４）。

試験支援装置２４は、このトリップ信号Ｖ_DGおよびＶ１出力信号Ｓ_V1のデータに基づいて、以下のようにして地絡方向継電器４および遮断器５が正常に動作したか否かを判定する。

試験支援装置２４は、段階式地絡過電圧検出器６のＶ１出力信号Ｓ_V1に基づいて、母線２にＶ₀電圧が発生した時刻であるＶ₀発生時刻（＝ｔ１）と、母線２の地絡電圧が０ボルトに回復してＶ₀電圧が復帰した時刻であるＶ₀復帰時刻（＝ｔ３）とを求める（ステップＳ１５）。すなわち、試験支援装置２４は、Ｖ１出力信号Ｓ_V1が段階式地絡過電圧検出器６から子局側テレコン２１に入力された時刻（すなわち、図３に示すように、Ｖ１出力信号Ｓ_V1がロウレベルからハイレベルになった時刻）において配電線３に地絡が発生したと判断して、Ｖ₀発生時刻（＝ｔ１）を求める。また、試験支援装置２４は、Ｖ１出力信号Ｓ_V1が段階式地絡過電圧検出器６から子局側テレコン２１に入力されなくなった時刻（すなわち、図３に示すように、Ｖ１出力信号Ｓ_V1がハイレベルからロウレベルになった時刻）において母線２のＶ₀電圧が復帰したと判断して、Ｖ₀復帰時刻（＝ｔ３）を求める。

また、試験支援装置２４は、Ｖ₀復帰時刻（＝ｔ３）からＶ₀発生時刻（＝ｔ１）を引いて、地絡継続時間ｘ（＝ｔ３−ｔ１）を求める（ステップＳ１５）。
ただし、厳密に言えば、地絡発生から段階式地絡過電圧検出器６がＶ１出力信号Ｓ_V1を出力するまでには過渡時間があり、また、母線２の地絡電圧の回復から段階式地絡過電圧検出器６がＶ１出力信号Ｓ_V1を出力しなくなるまでには過渡時間があるため、段階式地絡過電圧検出器６のＶ１出力信号Ｓ_V1の出力発生時刻（Ｖ₀発生時刻）と地絡発生時刻とは一致せず、また、段階式地絡過電圧検出器６のＶ１出力信号Ｓ_V1の出力停止時刻とＶ₀復帰時刻とは一致しない。しかしながら、一般には、これらの過渡時間がほぼ同じであるため、また、地絡継続時間ｘに比べて段階式地絡過電圧検出器の過渡時間は非常に短いため、段階式地絡過電圧検出器６がＶ１出力信号Ｓ_V1を出力している時間（図３のＶ１出力信号Ｓ_V1がハイレベルである時間）と地絡継続時間ｘとは等しいと言える。
なお、これらの過渡時間が予め分かっている場合には、過渡時間を考慮して地絡継続時間ｘを算出するようにしてもよい。

さらに、試験支援装置２４は、地絡方向継電器４のトリップ信号Ｖ_DGに基づいて、トリップ信号Ｖ_DGが入力されてきた時刻（図３で、トリップ信号Ｖ_DGがロウレベルからハイレベルになる時刻）であるトリップ信号入力時刻（＝ｔ２）を求める（ステップＳ１５）。

（１）地絡方向継電器４の良否判定
続いて、試験支援装置２４は、地絡継続時間ｘ（＝ｔ３−ｔ１）から、トリップ信号入力時刻（＝ｔ２）からＶ₀復帰時刻（＝ｔ３）までの時間（＝ｔ３−ｔ２）を引くことにより、地絡方向継電器４が動作を開始してからトリップ信号Ｖ_DGを出力するまでの動作時間ｙ（＝（ｔ３−ｔ１）−（ｔ３−ｔ２）＝ｔ２−ｔ１）を求める。、試験支援装置２４は、求めた地絡方向継電器４の動作時間ｙ（＝ｔ２−ｔ１）と地絡方向継電器４の動作時限（０．５秒）とを比較して両者が等しければ、地絡方向継電器４は正常に動作していると判定する（ステップＳ１６）。

（２）遮断器５の良否判定
試験支援装置２４は、トリップ信号入力時刻（＝ｔ２）からＶ₀復帰時刻（＝ｔ３）までの時間を算出することにより、遮断器５の動作時間ｚ（＝ｔ３−ｔ２）を求める。子局側テレコン２１は、求めた遮断器５の動作時間ｚ（＝ｔ３−ｔ２）が５０ｍｓであれば、遮断器５は正常に動作していると判定する（ステップＳ１６）。

次に、本発明の第２の実施例による機器自動試験システムおよび機器自動試験方法について説明する。
本実施例による機器自動試験システム３０は、配電線などの電線路に地絡を人工的に発生させた時に地絡方向継電器や遮断器が正常に動作したか否かを遠方で試験するためのものであり、図４に示すように、配電線（電線路）３に地絡を人工的に発生させるための地絡発生装置５０と、配電線（電線路）３に設けられた第１開閉器（第１ＡＳ）５３と、配電線３と隣回線との間に設けられたバイパス開閉器５２とをさらに備えている点で、図１に示した第１の実施例による機器自動試験システム１と異なる。

ここで、地絡発生装置５０は、地絡検出感度がたとえば６，０００Ωとされている。また、地絡発生装置５０を用いて配電線３に地絡を人工的に発生させる場合には、試験支援装置２４から地絡発生装置５０に接地指令を送信することにより地絡発生装置５０の接地棒５１を配電線３に所定の期間だけ接触させて配電線３を接地させる操作が行われる。

また、配電線３に地絡を人工的に発生させるときには、遮断器５を試開放しても配電線３の負荷に隣回線（隣の配電線）から電気を供給するために、試験支援装置２４からバイパス開閉器５２および第１開閉器５３に開閉制御指令を送信することにより所定の期間だけバイパス開閉器５２を閉じるとともに第１開閉器５３を開く操作が行われる。

次に、本実施例による機器自動試験システム３０の動作（本発明の第２の実施例による機器自動試験方法）について、図５に示すフローチャートおよび図６に示すタイミングチャートを参照して説明する。
配電線３に地絡を人工的に発生させて地絡方向継電器４および遮断器５の動作試験を行うときには、遮断器５の試開放ができるようにするために、開閉制御指令が試験支援装置２４からバイパス開閉器５２および第１開閉器５３に送信されて、バイパス開閉器５２が閉じられるとともに、第１開閉器５３が開かれる（ステップＳ２１）。その後、接地指令が試験支援装置２４から地絡発生装置５０に送信されて、地絡発生装置５０の接地棒５１を配電線３に接触させて配電線３を接地させることにより、配電線３に地絡が人工的に発生される（ステップＳ２１）。

このようにして、図６に示す時刻ｔ１において配電線３に地絡を人工的に発生させたときの地絡方向検出器４，段階式地絡過電圧検出器５，子局側テレコン２１および親局側テレコン２３は、上述した第１の実施例による機器自動試験システム１におけるステップＳ１１〜Ｓ１４（図２参照）と同様な動作を行う（ステップＳ２２〜Ｓ２５）。これにより、子局側テレコン２１に保管されているかつ親局側テレコン２３から要求された時間範囲のトリップ信号Ｖ_DGおよびＶ１出力信号Ｓ_V1のデータが、試験支援装置２４に取り込まれる。

試験支援装置２４は、段階式地絡過電圧検出器６のＶ１出力信号Ｓ_V1に基づいて、母線２にＶ₀電圧が発生した時刻であるＶ₀発生時刻（＝ｔ１）と、母線２の地絡電圧が０ボルトに回復してＶ₀電圧が復帰した時刻であるＶ₀復帰時刻（＝ｔ３）とを求める（ステップＳ２６）。すなわち、試験支援装置２４は、Ｖ１出力信号Ｓ_V1が段階式地絡過電圧検出器６から子局側テレコン２１に入力された時刻（すなわち、図６に示すように、Ｖ１出力信号Ｓ_V1がロウレベルからハイレベルになった時刻）において配電線３に人工地絡（人工的に発生された地絡）が発生したと判断して、Ｖ₀発生時刻（＝ｔ１）を求める。また、試験支援装置２４は、Ｖ１出力信号Ｓ_V1が段階式地絡過電圧検出器６から子局側テレコン２１に入力されなくなった時刻（すなわち、図６に示すように、Ｖ１出力信号Ｓ_V1がハイレベルからロウレベルになった時刻）において母線２のＶ₀電圧が復帰したと判断して、Ｖ₀復帰時刻（＝ｔ３）を求める。

また、試験支援装置２４は、Ｖ₀復帰時刻（＝ｔ３）からＶ₀発生時刻（＝ｔ１）を引いて、人工地絡継続時間ｘ（＝ｔ３−ｔ１）を求める（ステップＳ２６）。
ただし、厳密に言えば、地絡の人工的発生から段階式地絡過電圧検出器６がＶ１出力信号Ｓ_V1を出力するまでには過渡時間があり、また、母線２の地絡電圧の回復から段階式地絡過電圧検出器６がＶ１出力信号Ｓ_V1を出力しなくなるまでには過渡時間があるため、段階式地絡過電圧検出器６のＶ１出力信号Ｓ_V1の出力発生時刻（Ｖ₀発生時刻）と人工地絡発生時刻とは一致せず、また、段階式地絡過電圧検出器６のＶ１出力信号Ｓ_V1の出力停止時刻とＶ₀復帰時刻とは一致しない。しかしながら、一般には、これらの過渡時間がほぼ同じであるため、また、人工地絡継続時間ｘに比べて段階式地絡過電圧検出器の過渡時間は非常に短いため、段階式地絡過電圧検出器６がＶ１出力信号Ｓ_V1を出力している時間（図３のＶ１出力信号Ｓ_V1がハイレベルである時間）と人工地絡継続時間ｘとは等しいと言える。
なお、これらの過渡時間が予め分かっている場合には、過渡時間を考慮して人工地絡継続時間ｘを算出するようにしてもよい。

さらに、試験支援装置２４は、地絡方向継電器４からのトリップ信号Ｖ_DGに基づいて、トリップ信号Ｖ_DGが入力されてきた時刻（図３で、トリップ信号Ｖ_DGがロウレベルからハイレベルになる時刻）であるトリップ信号入力時刻（＝ｔ２）を求める（ステップＳ２６）。

（１）地絡方向継電器４の良否判定
続いて、試験支援装置２４は、人工地絡継続時間ｘ（＝ｔ３−ｔ１）から、トリップ信号入力時刻（＝ｔ２）からＶ₀復帰時刻（＝ｔ３）までの時間（＝ｔ３−ｔ２）を引くことにより、地絡方向継電器４が動作を開始してからトリップ信号Ｖ_DGを出力するまでの動作時間ｙ（＝（ｔ３−ｔ１）−（ｔ３−ｔ２）＝ｔ２−ｔ１）を求める。試験支援装置２４は、求めた地絡方向継電器４の動作時間ｙ（＝ｔ２−ｔ１）と地絡方向継電器４の動作時限（０．５秒）とを比較して両者が等しければ、地絡方向継電器４は正常に動作したと判定する（ステップＳ１５）。

（２）遮断器５の良否判定
試験支援装置２４は、トリップ信号入力時刻（＝ｔ２）からＶ₀復帰時刻（＝ｔ３）までの時間を算出することにより、遮断器５の動作時間ｚ（＝ｔ３−ｔ２）を求める。試験支援装置２４は、求めた遮断器５の動作時間ｚ（＝ｔ３−ｔ２）が５０ｍｓであれば、遮断器５は正常に動作したと判定する。

なお、各配電線３に地絡を人工的に発生させるために、各配電線３と地絡発生装置５０との間にスイッチを設けて、スイッチ制御装置からのスイッチ開閉制御信号に従ってこのスイッチを開閉させて地絡発生装置５０を介して各配電線３を順次接地させるようにしてもよい。
この場合には、スイッチ制御装置から試験支援装置２４にスイッチ開閉制御信号を出力することにより、試験支援装置２４は、スイッチ開閉制御信号に基づいて試験回線であるか否かを確認しながら地絡方向継電器４および遮断器５の動作試験を行うことができる。また、試験支援装置２４にスイッチ制御装置を設けて、スイッチ制御装置から子局側テレコン２１にスイッチ開閉制御信号を出力することにより、同様にして、親局側テレコン２３および試験支援装置２４は、スイッチ開閉制御信号に基づいて該試験回線であるか否かを確認しながら地絡方向継電器４および遮断器５の動作試験を行うことができる。
また、スイッチ制御装置を子局側テレコン２１側に接続して、遠隔制御することにより、多回線の一連の機器動作試験を全自動化することができる。

さらに、地絡発生装置５０を用いて配電線３に地絡を人工的に発生させたが、地絡発生装置５０を母線２に設けて、地絡発生装置５０の接地棒５１を母線２に接触させて、母線２に地絡を人工的に発生させてもよい。この場合には、試験回線となる配電線３の地絡となるように、母線２に接触させた接地棒５１から接地点に帰る帰路線を、試験回線となる配電線３の零相変流器（ＺＣＴ）８に通す必要がある。

以上説明したように、本発明による機器自動試験システムおよび機器自動試験方法では、遠隔地の監視制御所に設けられた親局側テレコンおよび試験支援装置において地絡方向継電器および遮断器の動作試験を行うことができるとともに、地絡方向継電器および遮断器に関する情報を一括管理することもできる。

また、本発明の機器自動試験システムおよび機器自動試験方法は、６．６ｋＶおよび２２ｋＶなどの配電線に限らず、２２ｋＶ以上の送電線にも適用することができる。
さらに、配電線で現在用いられているＤＭ遠方制御装置（配電自動化装置）を組み合わせることもできる。

なお、子局側テレコン２１および親局側テレコン２３を用いて地絡方向継電器４および遮断器５の動作試験を遠隔地の監視制御所で行ったが、子局側テレコン２１および試験支援装置２４の機能を備えた装置を現地に設置して、現地でこれらの機器の動作試験を行ってもよい。

以上説明したように、本発明の機器自動試験システムおよび機器自動試験方法は、配電線などの電線路において地絡が発生した時や、電線路または母線に地絡を人工的に発生させた時に地絡方向継電器や遮断器が正常に動作したか否かを遠方で試験するのに利用することができる。

本発明の第１の実施例による機器自動試験システムの構成を示す図である。（実施例１） 図１に示した機器自動試験システム１の動作を説明するためのフローチャートである。（実施例１） 図１に示した機器自動試験システム１の動作を説明するためのタイミングチャートである。（実施例１） 本発明の第２の実施例による機器自動試験システムの構成を示す図である。（実施例２） 図４に示した機器自動試験システム３０の動作を説明するためのフローチャートである。（実施例２） 図４に示した機器自動試験システム３０の動作を説明するためのタイミングチャートである。（実施例２）

符号の説明

１，３０ 機器自動試験システム
２ 母線
３ 配電線
４ 地絡方向継電器
５ 遮断器
６ 段階式地絡過電圧検出器
８ 零相変流器（ＺＣＴ）
９ 零相変成器（ＧＰＴ）
２１ 子局側テレコン
２２ 通信回線
２３ 親局側テレコン
２４ 試験支援装置
５０ 地絡発生装置
５１ 接地棒
５２ 第１開閉器
５３ バイパス開閉器
Ｓ１１〜Ｓ１６，Ｓ２１〜Ｓ２７ ステップ

Claims (8)

1. 母線（２）から分岐された電線路（３）に設けられた零相変流器（８）と、
   前記母線に設けられた零相変成器（９）と、
   前記零相変流器および前記零相変成器に接続された地絡継電器（４）と、
   該地絡継電器の動作時間経過後に該地絡継電器から出力されるトリップ信号（Ｖ_DG）に基づいて前記電線路を遮断する遮断器（５）と、
   前記零相変成器に接続された、かつ、前記母線の零相電圧値が所定の値以上になったことを示す出力信号（Ｓ_V1）を出力する地絡過電圧検出器（６）と、
   前記地絡継電器のトリップ信号と前記地絡過電圧検出器の出力信号とに基づいて、前記地絡継電器および前記遮断器の良否判定を行う機器自動試験手段（２１，２３，２４）と、
   を具備することを特徴とする、機器自動試験システム。
2. 前記機器自動試験手段が、
   所定の時間間隔で前記地絡継電器のトリップ信号を取得するとともに前記地絡過電圧検出器の出力信号を取得する子局側遠方監視制御装置（２１）と、
   該子局側遠方監視制御装置と通信回線（２２）を介して相互接続された親局側遠方監視制御装置（２３）であって、前記電線路において地絡が発生すると、地絡の継続時間を含む時間範囲の前記トリップ信号および前記出力信号のデータの送信を前記子局側遠方監視制御装置に要求する要求信号を前記通信回線を介して該子局側遠方監視制御装置に送信し、該子局側遠方監視制御装置から前記トリップ信号および前記出力信号のデータを受信する親局側遠方監視制御装置（２３）と、
   該親局側遠方監視制御装置から入力される前記トリップ信号および前記出力信号のデータに基づいて、前記地絡継電器および前記遮断器の良否判定を行う試験支援装置（２４）と、
   を備える、請求項１記載の機器自動試験システム。
3. 前記電線路と他の電線路との間に設けられたバイパス開閉器（５２）と、
   前記電線路に設けられた第１開閉器（５３）と、
   前記電線路（３）に地絡を人工的に発生させる地絡発生装置（５０）と、
   をさらに具備し、
   前記機器自動試験手段が、
   所定の時間間隔で前記地絡継電器のトリップ信号を取得するとともに前記地絡過電圧検出器の出力信号を取得する子局側遠方監視制御装置（２１）と、
   該子局側遠方監視制御装置と通信回線（２２）を介して相互接続された親局側遠方監視制御装置（２３）であって、前記電線路において地絡を人工的に発生させると、該人工的に発生された地絡の継続時間を含む時間範囲の前記トリップ信号および前記出力信号のデータの送信を前記子局側遠方監視制御装置に要求する要求信号を前記通信回線を介して該子局側遠方監視制御装置に送信し、該子局側遠方監視制御装置から前記トリップ信号および前記出力信号のデータを受信する親局側遠方監視制御装置（２３）と、
   前記バイパス開閉器および前記第１開閉器を開閉させる操作と、前記地絡発生装置を用いて前記電線路に地絡を人工的に発生させる操作とを行うとともに、前記親局側遠方監視制御装置から入力される前記トリップ信号および前記出力信号のデータに基づいて前記地絡継電器および前記遮断器の良否判定を行う試験支援装置（２４）と、
   を備える、請求項１記載の機器自動試験システム。
4. 前記地絡発生装置が、前記電線路の代わりに前記母線に地絡を人工的に発生させ、
   該人工的に発生させた地絡の接地線の帰路線を前記零相変流器に通す、
   ことを特徴とする、請求項３記載の機器試験システム。
5. 前記地絡継電器が、動作時限が固定された地絡方向継電器であることを特徴とする、請求項１乃至４いずれかに記載の機器自動試験システム。
6. 機器自動試験手段（２１，２３，２４）が、母線（２）の零相電圧値が所定の値以上になったことを示す地絡過電圧検出器の出力信号（Ｓ_V1）を取得する第１のステップ（Ｓ１１；Ｓ２２）と、
   前記機器自動試験手段が、前記母線から分岐された電線路（３）に地絡が発生すると所定の動作時間経過後に地絡継電器（４）から遮断器（５）に出力されるトリップ信号（Ｖ_DG）を取得する第２のステップ（Ｓ１２；Ｓ２３）と、
   前記機器自動試験手段が、前記トリップ信号により前記遮断器が前記電線路を遮断することで、前記地絡過電圧検出器の出力信号が出力されなくなったことを検出する第３のステップ（Ｓ１３；Ｓ２４）と、
   前記機器自動試験手段が、前記地絡継電器のトリップ信号と前記地絡過電圧検出器の出力信号とに基づいて前記地絡継電器および前記遮断器の良否判定を行う第４のステップ（Ｓ１５，Ｓ１６；Ｓ２６，Ｓ２７）と、
   を具備することを特徴とする、機器自動試験方法。
7. 前記第１，第２および第３のステップにおいて、子局側遠方監視制御装置（２１）が、所定の時間間隔で、前記地絡過電圧検出器の出力信号およびトリップ信号（Ｖ_DG）を取得し、
   前記第４のステップの前に、前記子局側遠方監視制御装置と通信回線（２２）を介して相互接続された親局側遠方監視制御装置（２３）から、前記電線路において地絡（事故による接地）が発生すると、地絡の継続時間を含む時間範囲の前記地絡継電器のトリップ信号および前記地絡過電圧検出器の出力信号のデータの送信を前記子局側遠方監視制御装置に要求する要求信号を前記通信回線を介して該子局側遠方監視制御装置に送信する第５のステップをさらに備え、
   該第５のステップ後に、
   前記親局側遠方監視制御装置に接続された試験支援装置（２４）が、前記地絡過電圧検出器の出力信号に基づいて、前記母線に零相電圧が発生した時刻である零相電圧発生時刻と、前記母線の地絡電圧が回復して零相電圧が復帰した時刻である零相電圧復帰時刻とを求め、
   前記試験支援装置が、前記求めた零相電圧復帰時刻から前記求めた零相電圧発生時刻を引いて地絡継続時間（ｘ）を求め、
   前記試験支援装置が、前記地絡継電器のトリップ信号に基づいて、該トリップ信号が入力されてきた時刻であるトリップ信号入力時刻を求め、
   前記試験支援装置が、前記求めた地絡継続時間から、前記求めたトリップ信号入力時刻から前記求めた零相電圧復帰時刻までの時間を引くことにより、前記地絡継電器が動作を開始してから前記トリップ信号を出力するまでの動作時間（ｙ）を求め、
   前記試験支援装置が、前記求めた地絡継電器の動作時間と前記地絡継電器の動作時限とを比較して、該地絡継電器の良否を判定し、
   前記試験支援装置が、前記求めたトリップ信号入力時刻から前記求めた零相電圧復帰時刻までの時間を算出することにより、前記遮断器の動作時間（ｚ）を求め、
   前記試験支援装置が、前記求めた遮断器の動作時間（ｚ）に基づいて前記遮断器の良否を判定する、
   ことを特徴とする、請求項６記載の機器自動試験方法。
8. 前記第１のステップの前に、
   前記遮断器の試開放ができるように、前記電線路の負荷に他の電線路から電気を供給したのちに、該電線路に地絡を人工的に発生する第６のステップ（Ｓ２１）をさらに具備し、
   前記第１，第２および第３のステップにおいて、子局側遠方監視制御装置（２１）が、所定の時間間隔で、前記地絡過電圧検出器の出力信号およびトリップ信号（Ｖ_DG）を取得し、
   前記第４のステップの前に、前記子局側遠方監視制御装置と通信回線（２２）を介して相互接続された親局側遠方監視制御装置（２３）から、前記電線路に地絡を人工的に発生させると、該人工的に発生された地絡の継続時間を含む時間範囲の前記地絡継電器のトリップ信号と前記地絡過電圧検出器の出力信号のデータの送信を前記子局側遠方監視制御装置に要求する要求信号を前記通信回線を介して該親局側遠方監視制御装置に送信する第７のステップをさらに備え、
   該第７のステップ後に、
   前記親局側遠方監視制御装置に接続された試験支援装置（２４）が、前記地絡過電圧検出器の出力信号に基づいて、前記母線に零相電圧が発生した時刻である零相電圧発生時刻と、前記母線の地絡電圧が回復して零相電圧が復帰した時刻である零相電圧復帰時刻とを求め、
   前記試験支援装置が、前記求めた零相電圧復帰時刻から前記求めた零相電圧発生時刻を引いて人工地絡継続時間（ｘ）を求め、
   前記試験支援装置が、前記地絡継電器のトリップ信号に基づいて、該トリップ信号が入力されてきた時刻であるトリップ信号入力時刻を求め、
   前記試験支援装置が、前記求めた人工地絡継続時間から、前記求めたトリップ信号入力時刻から前記求めた零相電圧復帰時刻までの時間を引くことにより、前記地絡継電器が動作を開始してから前記トリップ信号を出力するまでの動作時間（ｙ）を求め、
   前記試験支援装置が、前記求めた地絡継電器の動作時間と前記地絡継電器の動作時限とを比較して、該地絡継電器の良否を判定し、
   前記試験支援装置が、前記求めたトリップ信号入力時刻から前記求めた零相電圧復帰時刻までの時間を算出することにより、前記遮断器の動作時間（ｚ）を求め、
   前記試験支援装置が、前記求めた遮断器の動作時間（ｚ）に基づいて前記遮断器の良否を判定する、
   ことを特徴とする、請求項６記載の機器自動試験方法。

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