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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024030631
(43)【公開日】2024-03-07
(54)【発明の名称】送配電システムおよび中性点接地制御装置
(51)【国際特許分類】
G01R 31/54 20200101AFI20240229BHJP
【ＦＩ】
G01R31/54
【審査請求】未請求
【請求項の数】4
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022133631
(22)【出願日】2022-08-24
(71)【出願人】
【識別番号】507250427
【氏名又は名称】日立ＧＥニュークリア・エナジー株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001807
【氏名又は名称】弁理士法人磯野国際特許商標事務所
(72)【発明者】
【氏名】細川 雄治
【テーマコード（参考）】
2G014
【Ｆターム（参考）】
2G014AA02
2G014AB33
2G014AB49
(57)【要約】
【課題】簡単な装置構成で電路故障を検出でき、電路故障に対応できるようにする。
【解決手段】第１の一次巻線２１とスター結線された第１の二次巻線２２とを備える三相の第１の変圧器２０と、スター結線された第２の一次巻線４１とデルタ結線された第２の二次巻線４２とを備える三相の第２の変圧器４０と、前記第１の二次巻線２２と前記第２の一次巻線４１とを結ぶ三相の第１の電路３４と、前記第１の電路３４における断線故障を検出すると、断線検出信号ＳＡを出力する断線検出部９２と、前記断線検出信号ＳＡが出力されると、前記第１の二次巻線２２の第１の中性点２２Ｎおよび前記第２の一次巻線４１の第２の中性点４１Ｎを接地する接地制御部９６と、を送配電システム１に備えた。
【選択図】図１
【解決手段】第１の一次巻線２１とスター結線された第１の二次巻線２２とを備える三相の第１の変圧器２０と、スター結線された第２の一次巻線４１とデルタ結線された第２の二次巻線４２とを備える三相の第２の変圧器４０と、前記第１の二次巻線２２と前記第２の一次巻線４１とを結ぶ三相の第１の電路３４と、前記第１の電路３４における断線故障を検出すると、断線検出信号ＳＡを出力する断線検出部９２と、前記断線検出信号ＳＡが出力されると、前記第１の二次巻線２２の第１の中性点２２Ｎおよび前記第２の一次巻線４１の第２の中性点４１Ｎを接地する接地制御部９６と、を送配電システム１に備えた。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１の一次巻線とスター結線された第１の二次巻線とを備える三相の第１の変圧器と、
スター結線された第２の一次巻線とデルタ結線された第２の二次巻線とを備える三相の第２の変圧器と、
前記第１の二次巻線と前記第２の一次巻線とを結ぶ三相の第１の電路と、
前記第１の電路における断線故障を検出すると、断線検出信号を出力する断線検出部と、
前記断線検出信号が出力されると、前記第１の二次巻線の第１の中性点および前記第２の一次巻線の第２の中性点を接地する接地制御部と、を備える
ことを特徴とする送配電システム。
スター結線された第２の一次巻線とデルタ結線された第２の二次巻線とを備える三相の第２の変圧器と、
前記第１の二次巻線と前記第２の一次巻線とを結ぶ三相の第１の電路と、
前記第１の電路における断線故障を検出すると、断線検出信号を出力する断線検出部と、
前記断線検出信号が出力されると、前記第１の二次巻線の第１の中性点および前記第２の一次巻線の第２の中性点を接地する接地制御部と、を備える
ことを特徴とする送配電システム。
【請求項2】
前記断線検出信号が出力されると、その後の前記断線検出信号の状態にかかわらず検出結果保持信号を出力し続ける保持回路をさらに備え、
前記接地制御部は、前記検出結果保持信号が出力されている場合に前記第１の中性点および前記第２の中性点を接地させる
ことを特徴とする請求項１に記載の送配電システム。
前記接地制御部は、前記検出結果保持信号が出力されている場合に前記第１の中性点および前記第２の中性点を接地させる
ことを特徴とする請求項１に記載の送配電システム。
【請求項3】
前記第２の二次巻線に接続された第２の電路と、
前記第２の電路の電圧が所定の動作設定値未満であれば、低電圧信号を出力する低電圧検出部と、をさらに備え、
前記断線検出部は、さらに、前記低電圧信号が出力されると前記断線検出信号を出力する
ことを特徴とする請求項２に記載の送配電システム。
前記第２の電路の電圧が所定の動作設定値未満であれば、低電圧信号を出力する低電圧検出部と、をさらに備え、
前記断線検出部は、さらに、前記低電圧信号が出力されると前記断線検出信号を出力する
ことを特徴とする請求項２に記載の送配電システム。
【請求項4】
第１の一次巻線とスター結線された第１の二次巻線とを備える三相の第１の変圧器と、スター結線された第２の一次巻線とデルタ結線された第２の二次巻線とを備える三相の第２の変圧器と、前記第１の二次巻線と前記第２の一次巻線とを結ぶ三相の第１の電路と、を備える送配電システムにおいて前記第１の電路における断線故障を検出すると、断線検出信号を出力する断線検出部と、
前記断線検出信号が出力されると、前記第１の二次巻線の第１の中性点および前記第２の一次巻線の第２の中性点を接地する接地制御部と、を備える
ことを特徴とする中性点接地制御装置。
前記断線検出信号が出力されると、前記第１の二次巻線の第１の中性点および前記第２の一次巻線の第２の中性点を接地する接地制御部と、を備える
ことを特徴とする中性点接地制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、送配電システムおよび中性点接地制御装置に関する。
【背景技術】
【0002】
三相送電線で一線断線故障が生じると、当該三相送電線から変圧器を介して受電する系統には不平衡電圧が現れる。国内外の発電所などにおいては、所内補機などへの悪影響防止の観点から、断線故障時にそれを検知し、警報もしくは健全系統への電源切替を行うことが一般的である。その一例として、下記特許文献１の請求項１には、「三相の変圧器の一次巻線と、電力源との間に接続された電路に流れる一次側電流を計測する電流センサと、前記変圧器の二次側電圧を計測する電圧センサと、前記一次側電流の位相関係と、前記二次側電圧と、に基づいて前記電路における開放故障の有無を判別し、判別結果を出力する制御部と、を有し、前記制御部は、前記変圧器の二次側電圧における各相の振幅値の相互間の比率のうち、所定の相電圧偏差検出レート以上であるものが存在すると、前記開放故障が生じた旨を示す判定信号を出力することを特徴とする電路故障検知装置。」と記載されている。この文献の記述は本願明細書の一部として包含される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特許第６９２７８９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献１に示された構成では、故障検知や健全系統への電源切替を良好に行えるが、電路の構成によっては、より簡単な装置構成で電路故障を検出でき、電路故障に対応できると考えられる。
この発明は上述した事情に鑑みてなされたものであり、簡単な装置構成で電路故障を検出でき、電路故障に対応できる送配電システムおよび中性点接地制御装置を提供することを目的とする。
この発明は上述した事情に鑑みてなされたものであり、簡単な装置構成で電路故障を検出でき、電路故障に対応できる送配電システムおよび中性点接地制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
上記課題を解決するため本発明の送配電システムは、第１の一次巻線とスター結線された第１の二次巻線とを備える三相の第１の変圧器と、スター結線された第２の一次巻線とデルタ結線された第２の二次巻線とを備える三相の第２の変圧器と、前記第１の二次巻線と前記第２の一次巻線とを結ぶ三相の第１の電路と、前記第１の電路における断線故障を検出すると、断線検出信号を出力する断線検出部と、前記断線検出信号が出力されると、前記第１の二次巻線の第１の中性点および前記第２の一次巻線の第２の中性点を接地する接地制御部と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【0006】
本発明によれば、簡単な装置構成で電路故障を検出でき、電路故障に対応できる。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【図1】第１実施形態による送配電システムのブロック図である。
【図2】第１実施形態における電圧のベクトル図である。
【図3】第１実施形態における各種波形図の一例である。
【図4】比較例＃１による送配電システムのブロック図である。
【図5】比較例＃１における電圧のベクトル図である。
【図6】比較例＃１における各種波形図の一例である。
【発明を実施するための形態】
【0008】
［実施形態の概要］
上述した特許文献１の内容を受電回路全てに適用することも考えられるが、電路の構成によっては、より簡単な装置構成で電路故障を検出でき、電路故障に対応できると考えられる。例えば、非接地系統の電路では、三相電路のうち、一相が断線した場合、基本的には大きな電圧降下が発生するものと考えられるため、一般的な低電圧リレーで断線故障を検知することも考えられる。一方、三相電路に負荷として電動機が接続されている状況下で一相が断線した場合、低電圧リレーで断線故障を検知することが困難になる場合も考えられる。その理由は、電動機が回転を続けた場合、電動機が誘導電圧を発生させるため、断線した線路の電圧は、断線前と比較して電圧が若干低下するものの、あまり大きく変わらないためである。
上述した特許文献１の内容を受電回路全てに適用することも考えられるが、電路の構成によっては、より簡単な装置構成で電路故障を検出でき、電路故障に対応できると考えられる。例えば、非接地系統の電路では、三相電路のうち、一相が断線した場合、基本的には大きな電圧降下が発生するものと考えられるため、一般的な低電圧リレーで断線故障を検知することも考えられる。一方、三相電路に負荷として電動機が接続されている状況下で一相が断線した場合、低電圧リレーで断線故障を検知することが困難になる場合も考えられる。その理由は、電動機が回転を続けた場合、電動機が誘導電圧を発生させるため、断線した線路の電圧は、断線前と比較して電圧が若干低下するものの、あまり大きく変わらないためである。
【0009】
また、電動機が定出力運転を行っている際、電動機に印加される電圧が低下すると、電動機に流れる電流が増加する。この電流の増加分が大きいと、電動機に対して熱的損傷を招く懸念がある。また、一相が断線した事象を検知できた場合であっても、外部送電系統と受電回路との接続を切り離すと、受電回路に電力供給可能な電源系統の回線数が減少し、電源系の信頼度低下に繋がる。そこで、後述する実施形態においては、通常状態において受電回路に接続する変圧器の中性点を非接地状態にした。中性点を非接地状態にすることにより、断線故障が発生した場合には、その旨を検出しやすくなる。また、断線故障を検出した際には、当該変圧器の中性点を強制的に接地し、受電回路に印加される電圧を、健全時と同等にする。これにより、電動機の熱的損傷を抑制することができ、送電系統からの受電を継続することができる。
【0010】
［第１実施形態］
〈第１実施形態の構成〉
図１は、第１実施形態による送配電システム１のブロック図である。
図１において、送配電システム１は、三相の電路３２，３４（第１の電路），３６（第２の電路），３８と、一次巻線２１（第１の一次巻線）および二次巻線２２（第１の二次巻線）を備える変圧器２０（第１の変圧器）と、一次巻線４１（第２の一次巻線）および二次巻線４２（第２の二次巻線）を備える変圧器４０（第２の変圧器）と、低電圧リレー５０（低電圧検出部）と、負荷設備６０と、センサ部７４，７６と、開閉器８２，８４と、制御部９０（中性点接地制御装置）と、を備えている。
〈第１実施形態の構成〉
図１は、第１実施形態による送配電システム１のブロック図である。
図１において、送配電システム１は、三相の電路３２，３４（第１の電路），３６（第２の電路），３８と、一次巻線２１（第１の一次巻線）および二次巻線２２（第１の二次巻線）を備える変圧器２０（第１の変圧器）と、一次巻線４１（第２の一次巻線）および二次巻線４２（第２の二次巻線）を備える変圧器４０（第２の変圧器）と、低電圧リレー５０（低電圧検出部）と、負荷設備６０と、センサ部７４，７６と、開閉器８２，８４と、制御部９０（中性点接地制御装置）と、を備えている。
【0011】
変圧器２０の二次巻線２２はスター結線であり、一次巻線２１は、スター結線であってもデルタ結線であってもよい。変圧器４０の一次巻線４１はスター結線であり、二次巻線４２はデルタ結線である。電路３２は、送電網２００と、変圧器２０の一次巻線２１と、に接続されている。電路３４は、変圧器２０の二次巻線２２と、変圧器４０の一次巻線４１と、に接続されている。すなわち、変圧器２０（第１の変圧器）は、一次巻線２１とスター結線された二次巻線２２（第１の二次巻線）とを備え、変圧器４０（第２の変圧器）は、スター結線された一次巻線４１（第２の一次巻線）とデルタ結線された二次巻線４２（第２の二次巻線）とを備える。
【0012】
電路３６は、変圧器４０の二次巻線４２と、低電圧リレー５０と、に接続されている。また、電路３８は、低電圧リレー５０と、負荷設備６０と、に接続されている。負荷設備６０は、例えば発電所の補機であり、電動機６２と、その他各種の機器（図示せず）と、を備えている。センサ部７４，７６は、変圧器４０の一次巻線４１および二次巻線４２における電圧を計測する。さらに、センサ部７４，７６は、一次巻線４１および二次巻線４２に流れる電流を計測してもよい。
【0013】
低電圧リレー５０は、電路３６における電圧を監視し、当該電圧が所定の動作設定値以上であれば、電路３６，３８を接続する。一方、当該電圧が動作設定値未満であれば、低電圧リレー５０は電路３６，３８の間を遮断する。また、この場合、低電圧リレー５０は、制御部９０に対して、低電圧が生じた旨を報知する低電圧信号ＳＬを出力する。開閉器８２は、制御部９０からの制御信号に基づいて、変圧器２０の二次巻線２２の中性点２２Ｎ（第１の中性点）と、接地点Ｅとの間を開閉する。同様に、開閉器８４は、制御部９０からの制御信号に基づいて、変圧器４０の一次巻線４１の中性点４１Ｎ（第２の中性点）と、接地点Ｅとの間を開閉する。
【0014】
制御部９０は、断線検出部９２と、保持回路９４と、接地制御部９６と、を備えている。断線検出部９２は、センサ部７４，７６の検出信号に基づいて、電路３４に断線事故が発生したか否かを検出し、断線を検出した場合には、断線検出信号ＳＡを出力する。なお、断線検出部９２は公知の種々の回路を適用することができ、例えば特許文献１に記載された装置を適用してもよく、さらに簡単に構成された装置を適用してもよい。また、断線検出部９２は、低電圧リレー５０が低電圧信号ＳＬを出力した場合も、断線検出信号ＳＡを出力する。これにより、例えば電路３６が断線した場合等において、センサ部７６の検出信号によって断線故障が検出できなかった場合にも、断線検出部９２は、断線検出信号ＳＡを出力することができる。
【0015】
保持回路９４は、断線検出信号ＳＡが出力されると、その後に断線検出信号ＳＡがオフになったとしても、ユーザによって所定のリセット操作が為されるまで検出結果保持信号ＳＢとして出力し続ける。保持回路９４には、例えばラッチングリレーを適用することができる。接地制御部９６は、保持回路９４が検出結果保持信号ＳＢを出力している場合は、開閉器８２，８４を閉状態に設定し、それ以外の場合は開閉器８２，８４を開状態に設定する。
【0016】
〈第１実施形態の動作〉
次に、本実施形態の動作を説明する。
電路３４のうち一相に断線事故が生じると、断線検出部９２がその旨を検出して断線検出信号ＳＡを出力する。これにより、保持回路９４は、その後も検出結果保持信号ＳＢを出力し続ける。保持回路９４が検出結果保持信号ＳＢを出力すると、接地制御部９６は、開閉器８２，８４を閉状態に設定する。これにより、中性点２２Ｎ，４１Ｎが接地されるため、センサ部７４，７６による検出結果は、正常時のものに近くなる（この点は図２を参照して後述する）。
次に、本実施形態の動作を説明する。
電路３４のうち一相に断線事故が生じると、断線検出部９２がその旨を検出して断線検出信号ＳＡを出力する。これにより、保持回路９４は、その後も検出結果保持信号ＳＢを出力し続ける。保持回路９４が検出結果保持信号ＳＢを出力すると、接地制御部９６は、開閉器８２，８４を閉状態に設定する。これにより、中性点２２Ｎ，４１Ｎが接地されるため、センサ部７４，７６による検出結果は、正常時のものに近くなる（この点は図２を参照して後述する）。
【0017】
センサ部７４，７６の検出結果が正常時のものに近くなると、断線検出部９２は、「電路３４は断線していない」と判定し、断線検出信号ＳＡをオフにすることも考えられる。しかし、この場合においても、保持回路９４は検出結果保持信号ＳＢを出力し続けるため、接地制御部９６によって、中性点２２Ｎ，４１Ｎは接地状態のまま維持される。
【0018】
図２は、第１実施形態における電圧のベクトル図である。
図２に示す電圧ベクトルＶ１０Ｒ，Ｖ１０Ｓ，Ｖ１０Ｔは、電路３４の正常時における、変圧器４０の一次巻線４１に現れるＲ相、Ｓ相、Ｔ相の電圧ベクトルである。また、電圧ベクトルＶ２０ＲＳ，Ｖ２０ＳＴ，Ｖ２０ＴＲは、電路３４の正常時における、変圧器４０の二次巻線４２に現れる線間電圧の電圧ベクトルである。
図２に示す電圧ベクトルＶ１０Ｒ，Ｖ１０Ｓ，Ｖ１０Ｔは、電路３４の正常時における、変圧器４０の一次巻線４１に現れるＲ相、Ｓ相、Ｔ相の電圧ベクトルである。また、電圧ベクトルＶ２０ＲＳ，Ｖ２０ＳＴ，Ｖ２０ＴＲは、電路３４の正常時における、変圧器４０の二次巻線４２に現れる線間電圧の電圧ベクトルである。
【0019】
また、電圧ベクトルＶ１１Ｒ，Ｖ１１Ｓ，Ｖ１１Ｔは、電路３４のＴ相が断線した場合における、変圧器４０の一次巻線４１に現れるＲ相、Ｓ相、Ｔ相の電圧ベクトルである。また、電圧ベクトルＶ２１ＲＳ，Ｖ２１ＳＴ，Ｖ２１ＴＲは、電路３４のＴ相が断線した場合における、変圧器４０の二次巻線４２に現れる線間電圧の電圧ベクトルである。
【0020】
電路３４（図１参照）のＴ相に断線事故が生じると、電圧ベクトルＶ１１Ｔは一瞬喪失する。すると、制御部９０（図１参照）の断線検出部９２は電路３４のＴ相に断線事故が発生したか旨を検出し、接地制御部９６は中性点２２Ｎ，４１Ｎを接地する。すると、電圧ベクトルＶ１０Ｒ，Ｖ１０Ｓの位相関係が維持されるため、二次巻線４２に現れる電圧ベクトルＶ２１ＲＳ，Ｖ２１ＳＴ，Ｖ２１ＴＲは、正常時の電圧ベクトルＶ２０ＲＳ，Ｖ２０ＳＴ，Ｖ２０ＴＲと、近似するものになる。この二次巻線４２における電圧によって、破線で示す電圧ベクトルＶ１１Ｔが誘起される。
【0021】
この結果、断線事故が発生する前の電圧ベクトルＶ１０Ｒ，Ｖ１０Ｓ，Ｖ１０Ｔ，Ｖ２０ＲＳ，Ｖ２０ＳＴ，Ｖ２０ＴＲと、断線事故が発生し中性点２２Ｎ，４１Ｎを接地した後の電圧ベクトルＶ１１Ｒ，Ｖ１１Ｓ，Ｖ１１Ｔ，Ｖ２１ＲＳ，Ｖ２１ＳＴ，Ｖ２１ＴＲと、は、近似したものになる。これにより、負荷設備６０（図１参照）は、断線事故が発生する前と同様に、運転を継続することができる。
【0022】
その後、ユーザは、電路３４を修復した後、保持回路９４をリセットする。保持回路９４がリセットされると、接地制御部９６は開閉器８２，８４を開状態に設定するため、中性点２２Ｎ，４１Ｎは、再び非接地状態に戻る。中性点２２Ｎ，４１Ｎが非接地状態になると、電路３４に再び断線事故が発生した際に、制御部９０がその旨を検出できるようになる。
【0023】
図３は、第１実施形態における各種波形図の一例である。
電圧Ｖ２ＲＳ，Ｖ２ＳＴ，Ｖ２ＴＲは、それぞれ、二次巻線４２におけるＲ－Ｓ相間、Ｓ－Ｔ相間、Ｔ－Ｒ相間の線間電圧である。また、電流Ｉ２Ｒ，Ｉ２Ｓ，Ｉ２Ｔは、それぞれ、二次巻線４２のＲ相、Ｓ相、Ｔ相の出力電流である。何れの波形図も横軸は時刻であり、縦軸は電圧または電流である。故障発生時刻ｔｆは、一次巻線４１に接続された電路３４のＴ相に断線事故が発生した時刻である。図示の例は、故障発生時刻ｔｆに制御部９０が直ちに断線事故を検出し中性点２２Ｎ，４１Ｎを接地した例である。このため、故障発生時刻ｔｆの前後において、各電圧および電流波形には大きな変化が生じていない。
電圧Ｖ２ＲＳ，Ｖ２ＳＴ，Ｖ２ＴＲは、それぞれ、二次巻線４２におけるＲ－Ｓ相間、Ｓ－Ｔ相間、Ｔ－Ｒ相間の線間電圧である。また、電流Ｉ２Ｒ，Ｉ２Ｓ，Ｉ２Ｔは、それぞれ、二次巻線４２のＲ相、Ｓ相、Ｔ相の出力電流である。何れの波形図も横軸は時刻であり、縦軸は電圧または電流である。故障発生時刻ｔｆは、一次巻線４１に接続された電路３４のＴ相に断線事故が発生した時刻である。図示の例は、故障発生時刻ｔｆに制御部９０が直ちに断線事故を検出し中性点２２Ｎ，４１Ｎを接地した例である。このため、故障発生時刻ｔｆの前後において、各電圧および電流波形には大きな変化が生じていない。
【0024】
［比較例］
〈比較例＃１〉
以下、本実施形態の効果を明らかにするため、各種比較例について説明する。
図４は、比較例＃１による送配電システム２のブロック図である。なお、以下の説明において、上述した第１実施形態の各部に対応する部分には同一の符号を付し、その説明を省略する場合がある。
送配電システム２は、第１実施形態の送配電システム１（図１参照）と同様に、三相の電路３２，３４，３６，３８と、変圧器２０と、変圧器４０と、低電圧リレー５０と、負荷設備６０と、を備えている。但し、送配電システム２には、第１実施形態の送配電システム１（図１参照）におけるセンサ部７４，７６、開閉器８２，８４、および制御部９０は設けられていない。
〈比較例＃１〉
以下、本実施形態の効果を明らかにするため、各種比較例について説明する。
図４は、比較例＃１による送配電システム２のブロック図である。なお、以下の説明において、上述した第１実施形態の各部に対応する部分には同一の符号を付し、その説明を省略する場合がある。
送配電システム２は、第１実施形態の送配電システム１（図１参照）と同様に、三相の電路３２，３４，３６，３８と、変圧器２０と、変圧器４０と、低電圧リレー５０と、負荷設備６０と、を備えている。但し、送配電システム２には、第１実施形態の送配電システム１（図１参照）におけるセンサ部７４，７６、開閉器８２，８４、および制御部９０は設けられていない。
【0025】
図５は、比較例＃１における電圧のベクトル図である。
図５に示す電圧ベクトルＶ１０Ｒ，Ｖ１０Ｓ，Ｖ１０Ｔ、および電圧ベクトルＶ２０ＲＳ，Ｖ２０ＳＴ，Ｖ２０ＴＲは、図２に示したものと同様に、電路３４の正常時における、変圧器４０の一次巻線４１および二次巻線４２に現れる電圧である。
図５に示す電圧ベクトルＶ１０Ｒ，Ｖ１０Ｓ，Ｖ１０Ｔ、および電圧ベクトルＶ２０ＲＳ，Ｖ２０ＳＴ，Ｖ２０ＴＲは、図２に示したものと同様に、電路３４の正常時における、変圧器４０の一次巻線４１および二次巻線４２に現れる電圧である。
【0026】
また、電圧ベクトルＶ１５Ｒ，Ｖ１５Ｓ，Ｖ１５Ｔは、電路３４のＴ相が断線した場合における、変圧器４０の一次巻線４１に現れるＲ相、Ｓ相、Ｔ相の電圧ベクトルの一例である。なお、電圧ベクトルＶ１５Ｔは零ベクトルである。また、電圧ベクトルＶ２５ＲＳ，Ｖ２５ＳＴ，Ｖ２５ＴＲは、電路３４のＴ相が断線した場合における、変圧器４０の二次巻線４２に現れる線間電圧の電圧ベクトルの一例である。比較例１においては、中性点２２Ｎ，４１Ｎが接地されないため、断線事故によって中性点２２Ｎ，４１Ｎの電位が大きく変動するため、例えば図示のように各電圧ベクトルが大きく変化する。
【0027】
但し、図５に示した例は、電動機６２（図４参照）が運転していなかった場合の例である。電動機６２が断線事故の前後において運転を継続した場合には、図５に示した例ほどには電圧ベクトルが変化しないことも考えられる。これは、電動機６２が二次巻線４２の各線間電圧をなるべく維持するように機能し得るためである。
【0028】
図６は、比較例＃１における各種波形図の一例である。
但し、図６に示す例は、電動機６２が断線事故の前後において運転を継続し、二次巻線４２の各線間電圧をなるべく維持するように機能していることを想定している。
図６において、図３のものと同様に、電圧Ｖ２ＲＳ，Ｖ２ＳＴ，Ｖ２ＴＲは、二次巻線４２における線間電圧であり、電流Ｉ２Ｒ，Ｉ２Ｓ，Ｉ２Ｔは、二次巻線４２のＲ相、Ｓ相、Ｔ相の出力電流である。また、故障発生時刻ｔｆは、一次巻線４１に接続された電路３４のＴ相に断線事故が発生した時刻である。
但し、図６に示す例は、電動機６２が断線事故の前後において運転を継続し、二次巻線４２の各線間電圧をなるべく維持するように機能していることを想定している。
図６において、図３のものと同様に、電圧Ｖ２ＲＳ，Ｖ２ＳＴ，Ｖ２ＴＲは、二次巻線４２における線間電圧であり、電流Ｉ２Ｒ，Ｉ２Ｓ，Ｉ２Ｔは、二次巻線４２のＲ相、Ｓ相、Ｔ相の出力電流である。また、故障発生時刻ｔｆは、一次巻線４１に接続された電路３４のＴ相に断線事故が発生した時刻である。
【0029】
図示の例において、電圧Ｖ２ＲＳ，Ｖ２ＳＴは、故障発生時刻ｔｆ以降、若干低下しており、電圧Ｖ２ＴＲは、故障発生時刻ｔｆ以降、若干上昇している。但し、電動機６２が二次巻線４２の各線間電圧をなるべく維持するように機能しているため、各電圧の変化は、さほど大きくなっていない。このように、各線間電圧の低下が小さい場合には、これら線間電圧は低電圧リレー５０の動作設定値よりも高い値に維持され、低電圧リレー５０が電路３６，３８間を遮断しない状態が維持される。
【0030】
ここで、電動機６２が定出力運転を行っている場合には、電圧の低下に伴って、電流が増加する。特に、図示の例においては、故障発生時刻ｔｆ以降、Ｔ相の電流Ｉ２Ｔが大きくなっている。電流値の上昇による電動機６２の熱的損傷防止する為、電動機６２にはサーマルリレーが設置されていることが多い。しかし、サーマルリレーが動作するには、整定値以上の電流と、ある程度の通電時間が必要となる。図示のケースのようにＴ相の電流Ｉ２Ｔのみが大きくなると、サーマルリレーでの検知が困難になることがある。そして、この状態が長時間継続することにより、電動機６２等の機器の損傷を招く懸念がある。
【0031】
〈比較例＃２〉
次に、比較例＃２について説明する。
比較例＃２については図示を省略するが、以下の点を除いて第１実施形態と同様の構成（図１参照）を備えている。すなわち、比較例＃２においては、中性点２２Ｎ，４１Ｎが常時接地されており、第１実施形態における開閉器８２，８４、保持回路９４および接地制御部９６は設けられていない。比較例＃２においては、中性点２２Ｎ，４１Ｎが常時接地されているため、各部の波形およびベクトルは、第１実施形態のもの（図２、図３参照）と同様になる。
次に、比較例＃２について説明する。
比較例＃２については図示を省略するが、以下の点を除いて第１実施形態と同様の構成（図１参照）を備えている。すなわち、比較例＃２においては、中性点２２Ｎ，４１Ｎが常時接地されており、第１実施形態における開閉器８２，８４、保持回路９４および接地制御部９６は設けられていない。比較例＃２においては、中性点２２Ｎ，４１Ｎが常時接地されているため、各部の波形およびベクトルは、第１実施形態のもの（図２、図３参照）と同様になる。
【0032】
しかし、中性点２２Ｎ，４１Ｎを常時接地していると、電路３４における断線事故を検出することが困難になる。この状態で断線事故を検出するためには、断線検出部９２として、例えば特許文献１に示されているような高価な装置を適用する必要があり、断線検出部９２を簡略化してコストダウンを図ることが困難になる。
【0033】
［実施形態の効果］
以上のように上述の実施形態によれば、送配電システム１は、第１の一次巻線（２１）とスター結線された第１の二次巻線（２２）とを備える三相の第１の変圧器（２０）と、スター結線された第２の一次巻線（４１）とデルタ結線された第２の二次巻線（４２）とを備える三相の第２の変圧器（４０）と、第１の二次巻線（２２）と第２の一次巻線（４１）とを結ぶ三相の第１の電路（３４）と、第１の電路（３４）における断線故障を検出すると、断線検出信号ＳＡを出力する断線検出部９２と、断線検出信号ＳＡが出力されると、第１の二次巻線（２２）の第１の中性点（２２Ｎ）および第２の一次巻線（４１）の第２の中性点（４１Ｎ）を接地する接地制御部９６と、を備える。これにより、第１の二次巻線（２２）の第１の中性点（２２Ｎ）および第２の一次巻線（４１）の第２の中性点（４１Ｎ）が非接地状態であるときに断線検出部９２が断線故障を検出するため、簡単な装置構成で電路故障を検出できる。さらに、接地制御部９６が第１の中性点（２２Ｎ）および第２の中性点（４１Ｎ）を接地することにより、電路故障に対応できる。
以上のように上述の実施形態によれば、送配電システム１は、第１の一次巻線（２１）とスター結線された第１の二次巻線（２２）とを備える三相の第１の変圧器（２０）と、スター結線された第２の一次巻線（４１）とデルタ結線された第２の二次巻線（４２）とを備える三相の第２の変圧器（４０）と、第１の二次巻線（２２）と第２の一次巻線（４１）とを結ぶ三相の第１の電路（３４）と、第１の電路（３４）における断線故障を検出すると、断線検出信号ＳＡを出力する断線検出部９２と、断線検出信号ＳＡが出力されると、第１の二次巻線（２２）の第１の中性点（２２Ｎ）および第２の一次巻線（４１）の第２の中性点（４１Ｎ）を接地する接地制御部９６と、を備える。これにより、第１の二次巻線（２２）の第１の中性点（２２Ｎ）および第２の一次巻線（４１）の第２の中性点（４１Ｎ）が非接地状態であるときに断線検出部９２が断線故障を検出するため、簡単な装置構成で電路故障を検出できる。さらに、接地制御部９６が第１の中性点（２２Ｎ）および第２の中性点（４１Ｎ）を接地することにより、電路故障に対応できる。
【0034】
また、送配電システム１は、断線検出信号ＳＡが出力されると、その後の断線検出信号ＳＡの状態にかかわらず検出結果保持信号ＳＢを出力し続ける保持回路９４をさらに備え、接地制御部９６は、検出結果保持信号ＳＢが出力されている場合に第１の中性点（２２Ｎ）および第２の中性点（４１Ｎ）を接地させると一層好ましい。これにより、第１の中性点（２２Ｎ）および第２の中性点（４１Ｎ）を継続的に接地できるようになり、第２の変圧器（４０）から負荷設備（６０）に対して電力を継続的に供給できる。
【0035】
また、送配電システム１は、第２の二次巻線（４２）に接続された第２の電路（３６）と、第２の電路（３６）の電圧が所定の動作設定値未満であれば、低電圧信号ＳＬを出力する低電圧検出部（５０）と、をさらに備え、断線検出部９２は、さらに、低電圧信号ＳＬが出力されると断線検出信号ＳＡを出力すると一層好ましい。これにより、第２の電路（３６）において断線事故等が発生した場合であっても、断線検出部９２は断線検出信号ＳＡを出力できるようになる。
【0036】
［変形例］
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。上述した実施形態は本発明を理解しやすく説明するために例示したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、上記実施形態の構成に他の構成を追加してもよく、構成の一部について他の構成に置換をすることも可能である。また、図中に示した制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上で必要な全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。上述した実施形態は本発明を理解しやすく説明するために例示したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、上記実施形態の構成に他の構成を追加してもよく、構成の一部について他の構成に置換をすることも可能である。また、図中に示した制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上で必要な全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。
【符号の説明】
【0037】
１ 送配電システム
２０ 変圧器（第１の変圧器）
２１ 一次巻線（第１の一次巻線）
２２ 二次巻線（第１の二次巻線）
２２Ｎ 中性点（第１の中性点）
３４ 電路（第１の電路）
３６ 電路（第２の電路）
４０ 変圧器（第２の変圧器）
４１ 一次巻線（第２の一次巻線）
４１Ｎ 中性点（第２の中性点）
４２ 二次巻線（第２の二次巻線）
５０ 低電圧リレー（低電圧検出部）
９０ 制御部（中性点接地制御装置）
９２ 断線検出部
９４ 保持回路
９６ 接地制御部
ＳＡ 断線検出信号
ＳＢ 検出結果保持信号
ＳＬ 低電圧信号
２０ 変圧器（第１の変圧器）
２１ 一次巻線（第１の一次巻線）
２２ 二次巻線（第１の二次巻線）
２２Ｎ 中性点（第１の中性点）
３４ 電路（第１の電路）
３６ 電路（第２の電路）
４０ 変圧器（第２の変圧器）
４１ 一次巻線（第２の一次巻線）
４１Ｎ 中性点（第２の中性点）
４２ 二次巻線（第２の二次巻線）
５０ 低電圧リレー（低電圧検出部）
９０ 制御部（中性点接地制御装置）
９２ 断線検出部
９４ 保持回路
９６ 接地制御部
ＳＡ 断線検出信号
ＳＢ 検出結果保持信号
ＳＬ 低電圧信号
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】