特開 2025-11736 一括保護システム

(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】P2025011736

(43)【公開日】2025-01-24

(54)【発明の名称】一括保護システム

(51)【国際特許分類】

   H02H 3/28 20060101AFI20250117BHJP

【ＦＩ】

H02H3/28 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023114017

(22)【出願日】2023-07-11

(71)【出願人】

【識別番号】000003078

【氏名又は名称】株式会社東芝

(71)【出願人】

【識別番号】317015294

【氏名又は名称】東芝エネルギーシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100120031

【弁理士】

【氏名又は名称】宮嶋 学

(74)【代理人】

【識別番号】100107582

【弁理士】

【氏名又は名称】関根 毅

(74)【代理人】

【識別番号】100124372

【弁理士】

【氏名又は名称】山ノ井 傑

(72)【発明者】

【氏名】後藤 清

(57)【要約】

【課題】交流ケーブルを使用した長距離送電において、コストを抑えた一括保護システムを提供する。
【解決手段】一つの実施形態によれば、一括保護システムは、第１の昇圧変圧器における二次側及び所内負荷設備側の電流値と、第２の昇圧変圧器における一次側、二次側及び所内負荷設備側の電流値とを取得する第２の取得部と、第２の取得部が取得した電流値に基づいて電気事故の発生を検知する第２の検知部と、第２の検知部が電気事故を検知した際に、遮断指令を出力する第２の制御部とを備える第２の一括保護装置を含む。さらに、第２の検知部は、第１の昇圧変圧器と、第２の昇圧変圧器との間の送電線路へ流入する電流と、流出する電流との差分によって送電線路における電気事故を検知する。さらに、第２の検知部は、第２の昇圧変圧器における一次側巻線を通過する電流と、二次側巻線を通過する電流との比率によって第２の昇圧変圧器における電気事故を検知する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１の昇圧変圧器における二次側及び所内負荷設備側の電流値と、第２の昇圧変圧器における一次側、二次側及び所内負荷設備側の電流値とを取得する第２の取得部と、
前記第２の取得部が取得した電流値に基づいて電気事故の発生を検知する第２の検知部と、
前記第２の検知部が電気事故を検知した際に、遮断指令を出力する第２の制御部とを備える、
第２の一括保護装置を含み、
前記第２の検知部は、
前記第１の昇圧変圧器と、前記第２の昇圧変圧器との間の送電線路へ流入する電流値と流出する電流値との差分によって、前記第１の昇圧変圧器と、前記第２の昇圧変圧器との間の前記送電線路における電気事故を検知し、
前記第２の昇圧変圧器における一次側巻線を通過する電流値及び二次側巻線を通過する電流値の比率によって、前記第２の昇圧変圧器における電気事故を検知する、
一括保護システム。

【請求項2】

前記第１の昇圧変圧器における二次側及び所内負荷設備側の電流値と、前記第２の昇圧変圧器における一次側、二次側及び所内負荷設備側の電流値とを取得する第１の取得部と、
前記第１の取得部が取得した電流値に基づいて、電気事故の発生を検知する第１の検知部と、
前記第１の検知部が電気事故を検知した際に、遮断指令を出力する第１の制御部とを備える、
第１の一括保護装置をさらに含み、
前記第１の検知部は、
前記第１の昇圧変圧器と、前記第２の昇圧変圧器との間の送電線路へ流入する電流値と流出する電流値との差分によって、前記第１の昇圧変圧器と、前記第２の昇圧変圧器との間の前記送電線路における電気事故を検知する、
請求項１に記載の一括保護システム。

【請求項3】

前記一括保護システムは、
前記第２の昇圧変圧器における二次側及び所内負荷設備側の電流値と、第３の昇圧変圧器における一次側、二次側及び所内負荷設備側の電流値とを取得する第３の取得部と、
前記第３の取得部が取得した電流値に基づいて電気事故の発生を検知する第３の検知部と、
前記第３の検知部が電気事故を検知した際に、遮断指令を出力する第３の制御部とを備える、
第３の一括保護装置をさらに含み、
前記第３の検知部は、
前記第２の昇圧変圧器と、前記第３の昇圧変圧器との間の送電線路へ流入する電流値と流出する電流値との差分によって、前記第２の昇圧変圧器と、前記第３の昇圧変圧器との間の前記送電線路における電気事故を検知し、
前記第３の昇圧変圧器における一次側巻線を通過する電流値及び二次側巻線を通過する電流値の比率によって、前記第３の昇圧変圧器における電気事故を検知する、
請求項２に記載の一括保護システム。

【請求項4】

前記第２の制御部は、前記第２の昇圧変圧器における二次側の遮断器を開放する遮断指令を出力する、請求項１に記載の一括保護システム。

【請求項5】

前記第１の制御部は、前記第１の昇圧変圧器における二次側の遮断器を開放する遮断指令を出力する、請求項２に記載の一括保護システム。

【請求項6】

前記第３の制御部は、前記第３の昇圧変圧器における二次側の遮断器を開放する遮断指令を出力する、請求項３に記載の一括保護システム。

【請求項7】

前記第２の昇圧変圧器における一次側の電流値は、直接接地方式により接地された前記第２の昇圧変圧器の接地点における電流値を含む、請求項１に記載の一括保護システム。

【請求項8】

前記第３の昇圧変圧器における一次側の電流値は、直接接地方式により接地された前記第３の昇圧変圧器の接地点における電流値を含む、請求項３に記載の一括保護システム。

【請求項9】

前記第２の昇圧変圧器と前記送電線路との間には、遮断器が設けられていない、請求項１に記載の一括保護システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、一括保護システムに関する。

【背景技術】

【0002】

洋上風力発電における送変電設備の特徴は、洋上風車から系統連系点までの送電距離が長いことが挙げられる。特に、風車の容量が大容量になる場合は、例えば、超高圧（２７５ｋＶ等）での系統接続となり、陸上での送電距離も長距離になるケースが多い。

【0003】

また、近年は、景観維持等の観点から、架空送電ではなく、地中送電が行われる場合があり、この場合、送電には裸線ではなく被覆により絶縁された送電ケーブルが用いられる。

【0004】

超高圧による系統接続において送電距離が長距離となる場合、送電ケーブルは、１５４ｋＶケーブルが選択されることがある。送電ケーブルの充電電流は、距離及び電圧に比例して大きくなるため、これによる電圧変動や無効電力の影響を考慮する必要がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１９－１５４３２１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

送電ケーブルの距離が長距離になるほど充電電流の影響は大きくなり、保護装置の設置等、対策を講じるためのコスト増が想定される。一方、再生エネルギー発電の普及には、設備コストの低減化が望まれており、洋上風力発電においても各事業者は設備コストの低減化に取り組んでいる。

【0007】

そこで、本発明の実施形態は、交流ケーブルを使用した長距離送電において、コストを抑えた一括保護システムを提供する。

【課題を解決するための手段】

【0008】

一つの実施形態によれば、一括保護システムは、第１の昇圧変圧器における二次側及び所内負荷設備側の電流値と、第２の昇圧変圧器における一次側、二次側及び所内負荷設備側の電流値とを取得する第２の取得部と、第２の取得部が取得した電流値に基づいて電気事故の発生を検知する第２の検知部と、第２の検知部が電気事故を検知した際に、遮断指令を出力する第２の制御部とを備える第２の一括保護装置を含む。さらに、第２の検知部は、第１の昇圧変圧器と、第２の昇圧変圧器との間の送電線路へ流入する電流と、流出する電流との差分によって送電線路における電気事故を検知する。さらに、第２の検知部は、第２の昇圧変圧器における一次側巻線を通過する電流と、二次側巻線を通過する電流との比率によって第２の昇圧変圧器における電気事故を検知する。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】第１実施形態における発変電系統の概略構成図である。

【図2】比較例における発変電系統の概略構成図である。

【図3】電気事故発生時における遮断器開放箇所の例である。

【図4】第１実施形態における第１の一括保護装置のブロック図の例である。

【図5】第１実施形態における第２の一括保護装置のブロック図の例である。

【図6】第１実施形態における第２の一括保護装置の電気事故検知時のフローチャートの例である。

【図7】第２実施形態における発変電系統の概略構成図である。

【図8】第２実施形態における第３の一括保護装置のブロック図の例である。

【図9】第３実施形態における発変電系統の概略構成図である。

【図10】第４実施形態における第１の一括保護装置のハードウェア構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本開示の実施形態を、図面を参照して説明する。本実施形態は、本発明を限定するものではない。図面は模式的または概念的なものであり、各部分の比率等は、必ずしも現実のものと同一とは限らない。明細書と図面において、既出の図面に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。また、以下の説明では、３巻変圧器において、変圧器の低圧側となる一次巻線側を一次側と呼び、高圧側となる二次巻線側を二次側と呼ぶ。また、所内負荷設備側に電力を供給する三次巻線側については、所内負荷設備側と呼ぶ。また、以下では、昇圧変圧器について、変圧比を６６ｋＶ／１５４ｋＶのように表す。この場合、昇圧変圧器の一次側巻線の電圧は、６６ｋＶであることを表し、二次側巻線の電圧は、１５４ｋＶであることを表す。

【0011】

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態における発変電系統の概略構成図である。

【0012】

図１の発変電系統１００では、洋上風車５０は、一次変電所７０及び二次変電所８０に接続され、それぞれの変電所にて発電電力が昇圧（２段階昇圧）された後、電力系統に接続される。また、一次変電所７０と、二次変電所８０との間は、地中に埋設された１５４ｋＶ電力ケーブル１２によって接続される。長距離ケーブル送電の場合、１５４ｋＶ電力ケーブル１２における静電容量が非常に大きくなり、進み充電電流の低減のため、一次変電所７０及び二次変電所８０に分路リアクトル１３及び１４が設けられる。一次変電所７０は、揚陸変電所とも呼ばれ、二次変電所８０は、連系変電所とも呼ばれる。また、１５４ｋＶ電力ケーブル１２は、送電線路の例である。

【0013】

説明のためこの例では、発変電系統１００は、洋上風車５０、一次変電所７０、１５４ｋＶ電力ケーブル１２、二次変電所８０及びこれらの区間に含まれるケーブルや発変電設備を指す。

【0014】

図１の発変電系統１００では、洋上風車５０によって発電された電力の６６ｋＶの電力は一次変電所７０で１５４ｋＶに昇圧される。また、昇圧された電力は、１５４ｋＶ電力ケーブル１２を介して二次変電所８０に送電され、二次変電所８０で２７５ｋＶに昇圧される。２７５ｋＶに昇圧された電力は、電力会社等が保有する電力系統に系統接続される。また、一次変電所７０と、二次変電所８０との間には、一括保護システム１が構築され、この一括保護システム１は、保護対象区間における変圧器や電力ケーブルの電気事故等、設備の異常の発生を検知した際は、遮断器（ＣＢ：Circuit Breaker）を開放し、発変電系統１００から洋上風車５０等を切り離す。これにより、発変電系統１００は電力系統から切り離され、電気事故の波及を防止することができる。６６ｋＶ／１５４ｋＶ昇圧変圧器１０は、第１の昇圧変圧器の例であり、１５４ｋＶ／２７５ｋＶ昇圧変圧器１１は第２の昇圧変圧器の例である。

【0015】

この構成では、一括保護システム１は、二次変電所８０における１５４ｋＶ／２７５ｋＶ昇圧変圧器１１の二次側の遮断器２５または、一次変電所７０における６６ｋＶ／１５４ｋＶ昇圧変圧器１０の二次側の遮断器２４を開放することで、課電された１５４ｋＶ電力ケーブル１２の進み充電電流を開放する。

【0016】

本実施形態において、一括保護システム１が対象とする保護対象区間は、一次変電所７０に設置される６６ｋＶ／１５４ｋＶ昇圧変圧器１０の二次側から、二次変電所８０に設置される１５４ｋＶ／２７５ｋＶ昇圧変圧器１１の二次側の遮断器２５までとして説明する。この保護対象区間には、２箇所の変電所間を結ぶ１５４ｋＶ電力ケーブル１２や、上述した１５４ｋＶ／２７５ｋＶ昇圧変圧器１１のほか、二次変電所８０における所内負荷設備等、種々の設備が含まれる。

【0017】

この例では、直列に接続された複数の洋上風車５０が互いに並列に接続され、洋上風車５０の群を形成している。洋上風車５０によって発電された電力は、海底ケーブルを通じて、一次変電所７０に送電される。

【0018】

一次変電所７０は、洋上風車５０で発電された電力を受電する。受電した電力は、電圧階級が電圧６６ｋＶから１５４ｋＶに昇圧されて、二次変電所８０に送電される。一次変電所７０に設置される主な設備は、６６ｋＶ／１５４ｋＶ昇圧変圧器１０、分路リアクトル１３、第１の一括保護装置２、遮断器２２、遮断器２３、遮断器２４及び断路器２６である。遮断器２４は、６６ｋＶ／１５４ｋＶ昇圧変圧器１０の二次側に設置される。一次変電所７０は、分路リアクトル１３と、電路との間に分路リアクトル１３用の遮断器が設けられずに、断路器２６が設けられる構成となっている。

【0019】

この例では、６６ｋＶ／１５４ｋＶ昇圧変圧器１０は３巻線変圧器であり、電圧階級を６６ｋＶから１５４ｋＶに昇圧する二次巻線を有するほか、一次変電所７０の所内負荷設備へ電力を供給する電圧に変圧する三次巻線を有する。また、６６ｋＶ／１５４ｋＶ昇圧変圧器１０は、中性点接地方式のうち、抵抗接地方式が採用され、中性点接地抵抗器（ＮＧＲ：Neutral Grounding Resistor）が接続されている。また、一次変電所７０には、６６ｋＶ／１５４ｋＶ昇圧変圧器１０の一次側の遮断器２３から、二次側の遮断器２４までを保護対象区間とする６６ｋＶ／１５４ｋＶ変圧器保護装置（不図示）が設置される。

【0020】

また、遮断器２２及び２３は、洋上風車５０の群を発変電系統１００から切り離す。また、遮断器２４は、１５４ｋＶ電力ケーブル１２から洋上風車５０等を切り離す。

【0021】

第１の一括保護装置２は、各測定箇所における電流値及び電圧値から電気事故の発生を検知し、遮断器２４の開放を行う。各測定箇所における電流値の取得は、変流器（ＣＴ：Current Transformer）によって大電流から小電流に変換された値が用いられ、各測定箇所における電圧値の取得は、計器用変圧器（ＶＴ：Voltage Transformer）によって高電圧から低電圧に変換された値が用いられる。また、これらの値の取得は、例えば、計器用変成器（ＶＣＴ：Voltage and Current Transformer）等を用いてもよい。

【0022】

本実施形態では、第１の一括保護装置２は、６６ｋＶ／１５４ｋＶ昇圧変圧器１０の二次側に設けられた変流器３１及び計器用変圧器４１から電流値及び電圧値を取得し、同変圧器の所内負荷設備側に設けられた変流器３０及び計器用変圧器４０から電流値及び電圧値を取得する。また、第１の一括保護装置２は、分路リアクトル１３と、電路との間に設けられた変流器３２から電流値を取得する。

【0023】

また、第１の一括保護装置２は、後述する第２の一括保護装置３から、１５４ｋＶ／２７５ｋＶ昇圧変圧器１１の一次側の電流値等を取得する。第１の一括保護装置２は、６６ｋＶ／１５４ｋＶ昇圧変圧器１０の二次側の電流値と、所内負荷設備側の電流値と、１５４ｋＶ／２７５ｋＶ昇圧変圧器１１の一次側の電流値等とを比較し、電流の漏れがないかを検知する。この例では、第１の一括保護装置２は、６６ｋＶ／１５４ｋＶ昇圧変圧器１０の二次側の電流値として、変流器３１及び３２の値を用いる。また、第１の一括保護装置２は、所内負荷設備側を流れる電流値として変流器３０の値を用いる。また、第１の一括保護装置２は、１５４ｋＶ／２７５ｋＶ昇圧変圧器１１の一次側を流れる電流値として、第２の一括保護装置３が取得した変流器３３、３４等の値を用いる。

【0024】

第１の一括保護装置２は、１５４ｋＶ電力ケーブル１２へ流入する電流値及び１５４ｋＶ電力ケーブルから流出する電流値の差分によって、電流の漏れを検知することができる。例えば、１５４ｋＶ電力ケーブル１２に流入する電流と、流出する電流との和が０にならない場合、電流の漏れが発生していることが分かる。例えば、この電流の漏れは、１５４ｋＶ／２７５ｋＶ昇圧変圧器１１の一次側の変流器３４で検出することができる。このように、第１の一括保護装置２は、電流差動リレーの機能を有し、１５４ｋＶ電力ケーブル１２における電気事故を検知する。

【0025】

また、第１の一括保護装置２と、第２の一括保護装置３とは、それぞれ、通信装置４及び通信装置５を介して、ネットワーク６によって接続されており、常時、ネットワーク６を介して各装置が取得した電流値や電圧値等の測定情報を送受信している。このネットワーク６は、例えば、有線回線、無線回線等の電力保安用通信網に加え、一般公衆回線を用いることができる。第１の一括保護装置２及び第２の一括保護装置３は、電流差動リレーの機能を実現するため、例えば、ＰＣＭ（Pulse Code Modulation）方式を用いることができる。

【0026】

第１の一括保護装置２は、電流の漏れがあった場合、遮断器２４を切り離す遮断指令を出力する。このように、電気事故が発生した場合、洋上風車５０等は、電力系統から切り離される。

【0027】

二次変電所８０は、１５４ｋＶ電力ケーブル１２を介して一次変電所７０から送電された電力を受電する。受電した電力は、電圧階級が電圧１５４ｋＶから２７５ｋＶに昇圧され、電力系統に接続される。二次変電所８０に設置される主な設備は、１５４ｋＶ／２７５ｋＶ昇圧変圧器１１、分路リアクトル１４、第２の一括保護装置３、遮断器２５、断路器２７及び断路器２８である。遮断器２５は、１５４ｋＶ／２７５ｋＶ昇圧変圧器１１の二次側に設置される。二次変電所８０は、分路リアクトル１４と電路との間の遮断器が設けられずに、断路器２７が設けられる構成となっている。加えて、二次変電所８０は、１５４ｋＶ／２７５ｋＶ昇圧変圧器１１と、１５４ｋＶ電力ケーブル１２との間の遮断器が設けられずに、断路器２７が設けられる構成となっている。

【0028】

この例では、１５４ｋＶ／２７５ｋＶ昇圧変圧器１１は３巻変圧器であり、電圧階級を１５４ｋＶから２７５ｋＶに昇圧する二次巻線を有するほか、二次変電所８０の所内負荷設備へ電力を供給する電圧に変圧する三次巻線を有する。また、１５４ｋＶ／２７５ｋＶ昇圧変圧器１１は、中性点接地方式が採用され、抵抗接地方式ではなく、直接接地方式が採用されている。これにより、第２の一括保護装置３は、抵抗接地方式と比較して、サージ電流の流入時等、電気事故発生時の地絡電流をより確実に検出することができる。

【0029】

１５４ｋＶ／２７５ｋＶ昇圧変圧器１１の二次側には、電力系統と、二次変電所８０の設備とを切り離す遮断器２５が設けられている。

【0030】

第２の一括保護装置３は、各測定箇所における電流値及び電圧値から電気事故の発生を検知し、遮断器２５の開放を行う。第２の一括保護装置３は、各測定箇所における電流値及び電圧値について、変流器及び計器用変圧器を用いて取得する。また、第２の一括保護装置３は、これらの値について、例えば、計器用変成器を用いて取得してもよい。

【0031】

本実施形態では、第２の一括保護装置３は、１５４ｋＶ／２７５ｋＶ昇圧変圧器１１の一次側に設けられた変流器３４から電流値を取得し、計器用変圧器４２から電圧値を取得する。また、第２の一括保護装置３は、同変圧器の一次側に設けられた変流器３８及び所内負荷設備側に設けられた変流器３７から電流値を取得し、計器用変圧器４３から電圧値を取得する。また、第２の一括保護装置３は、１５４ｋＶ／２７５ｋＶ昇圧変圧器１１の二次側に設けられた変流器３５及び３６から電流値を取得し、計器用変圧器４４から電圧値を取得する。また、第２の一括保護装置３は、分路リアクトル１４と、電路との間に設けられた変流器３３から電流値を取得する。

【0032】

また、第２の一括保護装置３は、ネットワーク６を介して第１の一括保護装置２が取得した電流値や電圧値等の測定情報を受信する。

【0033】

また、第２の一括保護装置３は、第１の一括保護装置２と同様に、１５４ｋＶ電力ケーブル１２へ流入する電流値及び１５４ｋＶ電力ケーブル１２から流出する電流値の差分によって、電流の漏れがないかを検知するデジタル電流差動リレーの機能を備える。この例では、電流の漏れは、１５４ｋＶ／２７５ｋＶ昇圧変圧器１１の一次側を流れる電流、所内負荷設備側を流れる電流、１５４ｋＶ／２７５ｋＶ昇圧変圧器１１の二次側を流れる電流、６６ｋＶ／１５４ｋＶ昇圧変圧器１０の二次側を流れる電流及び所内負荷設備側を流れる電流の値に基づいて求められる。例えば、第２の一括保護装置３は、デジタル電流差動リレーの機能によって、１５４ｋＶ電力ケーブル１２の地絡事故を検知する。

【0034】

この例では、第２の一括保護装置３は、１５４ｋＶ／２７５ｋＶ昇圧変圧器１１の一次側の電流値として、変流器３３、３４及び３８の値を用いる。また、第２の一括保護装置３は、所内設備側を流れる電流値として、変流器３７の値を用いる。また、第２の一括保護装置３は、１５４ｋＶ／２７５ｋＶ昇圧変圧器１１の二次側の電流値として、変流器３５及び３６の値を用いる。また、第１の一括保護装置２は、６６ｋＶ／１５４ｋＶ昇圧変圧器１０の二次側の電流値として、第１の一括保護装置２が取得した変流器３１、３２の値を用いる。また、第２の一括保護装置３は、６６ｋＶ／１５４ｋＶ昇圧変圧器１０の所内負荷設備側を流れる電流値として、変流器３０の値を用いる。

【0035】

１５４ｋＶ／２７５ｋＶ昇圧変圧器１１の変圧比の関係により、一次側及び二次側における電流値は異なる。そのため、第２の一括保護装置３は、例えば、計器用変圧器４２、４３及び４４等で取得した電圧値から、その電圧値に対応する電流値に換算し、電流の漏れがあるかを検知する。同様に、第２の一括保護装置３は、第１の一括保護装置２から取得する電流値についても、計器用変圧器４１によって検出された電圧値に対応する電流値に換算し、電流の漏れがあるか検知する。

【0036】

また、第２の一括保護装置３は、１５４ｋＶ／２７５ｋＶ昇圧変圧器１１の一次巻線を通過する電流値及び二次巻線を通過する電流値を比較して、この値の比率が一定以上となった際に電気事故の発生を検知する比率差動リレーの機能を有する。第２の一括保護装置３は、１５４ｋＶ／２７５ｋＶ昇圧変圧器１１の一次巻線を通過する電流値及び二次巻線を通過する電流値の比率が一定以上であった場合に、１５４ｋＶ／２７５ｋＶ昇圧変圧器１１における電気事故を検知し、遮断器２５を切り離す遮断指令を出力する。例えば、第２の一括保護装置３は、比率差動リレーの機能によって、１５４ｋＶ／２７５ｋＶ昇圧変圧器１１の短絡事故を検知する。

【0037】

図２は、比較例における発変電系統の概略構成図である。

【0038】

比較例における発変電系統１００では、第１の一括保護装置２及び第２の一括保護装置３は設けられていない。代わりに、６６ｋＶ／１５４ｋＶ昇圧変圧器１０、１５４ｋＶ電力ケーブル１２、１５４ｋＶ／２７５ｋＶ昇圧変圧器１１、分路リアクトル１３及び分路リアクトル１４それぞれに保護装置が備えられる。比較例の構成では、電気事故の発生の際に、それぞれの保護装置の保護対象区間に応じて、発変電系統１００を遮断でき、電気事故の波及を抑えることができる反面、遮断器や、保護装置の数が増加するため、大幅なコスト増となる。比較例では、１５４ｋＶ電力ケーブル１２から二次変電所８０の設備を切り離すために、二次変電所８０には、１５４ｋＶ電力ケーブル１２と、１５４ｋＶ／２７５ｋＶ昇圧変圧器１１との間に遮断器４８が設けられる。また、分路リアクトル１３及び分路リアクトル１４は、それぞれ電路との間に遮断器４６及び遮断器４７が必要になる。

【0039】

また、上述の通り、長距離ケーブル送電によって、１５４ｋＶ電力ケーブル１２における静電容量が非常に大きくなる場合、遮断器４８等に進み充電電流の開放能力を確保するため、分路リアクトル１３及び１４は、容量を大きくすることが必要となる。一方で、電路に備えられる遮断器４８は、進み充電電流を低減するため、上位電圧機種の遮断器が採用される場合がある。例えば、二次変電所８０に設けられる１５４ｋＶ／２７５ｋＶ昇圧変圧器１１の一次側の遮断器４８は、３００ｋＶガス遮断器（ＧＣＢ）が採用され、コスト面で高額となる。

【0040】

比較例では、６６ｋＶ／１５４ｋＶ昇圧変圧器１０における保護装置（６６ｋＶ／１５４ｋＶ変圧器保護装置とも呼ぶ）の保護対象区間は、６６ｋＶ／１５４ｋＶ昇圧変圧器１０の一次側の遮断器２３から二次側の遮断器２４までとなる。また、１５４ｋＶ電力ケーブル１２における保護装置（送電線保護装置とも呼ぶ）の保護対象区間は、１５４ｋＶ電力ケーブル１２の一次側の遮断器２４から二次側の遮断器４８までとなる。また、１５４ｋＶ／２７５ｋＶ昇圧変圧器１１における保護装置（１５４ｋＶ／２７５ｋＶ変圧器保護装置とも呼ぶ）の保護対象区間は、１５４ｋＶ／２７５ｋＶ昇圧変圧器１１における一次側の遮断器４８から二次側の遮断器２５までとなる。また、分路リアクトル１３及び１４における保護装置の保護対象区間は、それぞれ、遮断器４６から接地点（不図示）、遮断器４７から接地点（不図示）までである。

【0041】

図３は、電気事故発生時における遮断器開放箇所の例である。

【0042】

図３Ａは、１５４ｋＶ電力ケーブル１２で地絡事故が発生した際、第１実施形態における一括保護システム１が遮断器を開放する箇所を説明する図の例であり、図３Ｂは、１５４ｋＶ電力ケーブル１２で電気事故発が発生した際、比較例における送電線保護装置が遮断器を開放する箇所を説明する図の例である。

【0043】

図３Ａでは、１５４ｋＶ電力ケーブル１２で地絡事故が発生した際、第２の一括保護装置３が事故を検知する例について説明する。図３Ａでは、１５４ｋＶ／２７５ｋＶ昇圧変圧器１１は、接地方式として、直接接地方式を採用しているため、地絡電流は、この接地点から大地に流れ込む。第２の一括保護装置３は、この電流を変流器３４によって検知し、１５４ｋＶ電力ケーブル１２へ流入する電流及び流出する電流の差分がゼロにならないことによって、電気事故を検知する。第２の一括保護装置３は、１５４ｋＶ／２７５ｋＶ昇圧変圧器１１の二次側に設置された遮断器２５を開放する。

【0044】

一方、図３Ｂでは、１５４ｋＶ電力ケーブル１２で地絡事故が発生した際、送電線保護装置が事故を検知した場合の例について説明する。図３Ｂでは、１５４ｋＶ電力ケーブル１２を保護する送電線保護装置は、地絡事故発生時の大電流を検知し、１５４ｋＶ電力ケーブル１２へ流入する電流及び流出する電流の差分がゼロにならないことによって、電気事故を検知する。送電線保護装置は、１５４ｋＶ／２７５ｋＶ昇圧変圧器１１の一次側に設置された遮断器４８を開放する。

【0045】

図４は、第１実施形態における第１の一括保護装置のブロック図の例である。

【0046】

本実施形態では、第１の一括保護装置２は、第１の取得部１１０、第１の検知部１２０、第１の制御部１３０、第１の記憶部１４０及び第１の通信部１５０を備える。

【0047】

また、第１の一括保護装置２は、例えばＰＣ（Personal Computer）に第１の一括保護装置２用のプログラムをインストールすることで実現できる。第１の一括保護装置２内のＣＰＵ（Central Processing Unit）が、第１の一括保護装置２のプログラムを実行することにより、第１の取得部１１０、第１の検知部１２０、第１の制御部１３０、第１の記憶部１４０及び第１の通信部１５０の機能が実現される。第１の記憶部１４０は、取得した電流値及び電圧値を記憶する領域を備え、例えば、ＨＤＤ（Hard Disc Drive）上の補助記憶装置上に構築される。

【0048】

第１の取得部１１０は、６６ｋＶ／１５４ｋＶ昇圧変圧器１０の二次側に設けられた変流器３１、３２及び計器用変圧器４１から電流値及び電圧値を取得し、同変圧器の所内負荷設備側に設けられた変流器３０及び計器用変圧器４０から電流値及び電圧値を取得する。また、取得した値は、第１の記憶部１４０に格納される。第１の記憶部１４０に格納された電流値及び電圧値は、例えば、ログ解析等に用いられる。

【0049】

第１の検知部１２０は、第１の取得部１１０が取得した値に基づいて、電気事故の発生を検知する。この例では、電流の漏れは、６６ｋＶ／１５４ｋＶ昇圧変圧器１０の二次側及び所内負荷設備側を流れる電流と、１５４ｋＶ／２７５ｋＶ昇圧変圧器１１の一次側、二次側及び所内負荷設備側を流れる電流とに基づいて検知される。例えば、第１の検知部１２０は、これらの値から、１５４ｋＶ電力ケーブル１２へ流入する電流値及び流出する電流値の差分を計算し、差分がゼロでない場合、電流の漏れがあると検知する。

【0050】

第１の制御部１３０は、第１の検知部１２０が電気事故の発生を検知した場合、遮断器２４を開放する遮断指令を出力する。遮断器２４は、遮断指令によって解放される。

【0051】

第１の通信部１５０は、ネットワーク６を介して、後述する第２の一括保護装置３の第２の通信部と接続される。第１の取得部１１０は、第１の通信部１５０を介して、第２の一括保護装置３から１５４ｋＶ／２７５ｋＶ昇圧変圧器１１の一次側の電流値及び電圧値、二次側の電流値及び電圧値に加え、所内負荷設備側の電流値及び電圧値を取得する。また、第１の取得部１１０が取得した一次変電所に関する電流値及び電圧値は、第１の通信部１５０を介して、第２の一括保護装置３の第２の通信部に伝送され、第２の一括保護装置３における電気事故発生の検知に用いられる。

【0052】

図５は、第１実施形態における第２の一括保護装置のブロック図の例である。

【0053】

本実施形態では、第２の一括保護装置３は、第２の取得部２１０、第２の検知部２２０、第２の制御部２３０、第２の記憶部２４０及び第２の通信部２５０を備える。

【0054】

第２の一括保護装置３は、第１の一括保護装置２と同様に、例えばＰＣに第２の一括保護装置３用のプログラムをインストールすることで実現できる。第２の一括保護装置３内のＣＰＵが、第２の一括保護装置３のプログラムを実行することにより、第２の取得部２１０、第２の検知部２２０、第２の制御部２３０、第２の記憶部２４０及び第２の通信部２５０の機能が実現される。第２の記憶部２４０は、取得した電流値及び電圧値を記憶する領域を備え、例えば、ＨＤＤ上の補助記憶装置上に構築される。

【0055】

第２の取得部２１０は、上述した変流器３３～３７及び計器用変圧器４２～４４より、電流値及び電圧値を取得する。取得した値は、第２の記憶部２４０に格納される。第２の記憶部２４０に格納された電流値及び電圧値は、例えば、ログ解析等に用いられる。

【0056】

第２の検知部２２０は、第２の取得部２１０が取得した値に基づいて、電気事故の発生を検知する。この例では、電流の漏れは、１５４ｋＶ／２７５ｋＶ昇圧変圧器１１の一次側を流れる電流、所内設備側を流れる電流、二次側を流れる電流に加え、６６ｋＶ／１５４ｋＶ昇圧変圧器１０の二次側を流れる電流及び所内負荷設備側を流れる電流の値に基づいて検知される。例えば、第２の検知部２２０は、これらの値から、１５４ｋＶ電力ケーブル１２へ流入する電流値及び流出する電流値の差分を計算し、差分がゼロでない場合、電流の漏れがあると検知する。また、第２の検知部２２０は１５４ｋＶ／２７５ｋＶ昇圧変圧器１１の一次側巻線を通過する電流値及び二次側巻線を通過する電流値を比較して、この比率が一定以上となった際に電気事故の発生を検知する。

【0057】

第２の制御部２３０は、第２の検知部２２０が電気事故の発生を検知した場合、遮断器２５を開放する遮断指令を出力する。遮断器２５は、遮断指令によって解放される。

【0058】

第２の通信部２５０は、ネットワーク６を介して、第１の一括保護装置２の第１の通信部１５０と接続される。第２の取得部２１０は、第１の通信部１５０を介して、第１の一括保護装置２から６６ｋＶ／１５４ｋＶ昇圧変圧器１０の二次側の電流値及び電圧値に加え、所内負荷設備側の電流値及び電圧値を取得する。また、第２の取得部２１０が取得した二次変電所８０に関する電流値及び電圧値は、第２の通信部２５０を介して、第１の一括保護装置２の第１の通信部１５０に伝送され、第１の一括保護装置２における電気事故発生の検知に用いられる。

【0059】

図６は、第１実施形態における第２の一括保護装置の電気事故検知時のフローチャートの例である。

【0060】

本フローチャートでは、第１実施形態における第２の一括保護装置３が電気事故を検出する際のフローチャートについて説明するが、第１の一括保護装置２については同様のフローにより電流の漏れ検知を行っているため、説明を省略する。また、このフローチャートは、周期的に繰り返し実行される。

【0061】

ステップＳ１では、第２の取得部２１０は、１５４ｋＶ／２７５ｋＶ昇圧変圧器１１の一次側に設けられた変流器３３、３４及び３８から電流値を取得し、計器用変圧器４２から電圧値を取得する。また、第２の取得部２１０は、同変圧器の所内負荷設備側に設けられた変流器３７から電流値を取得し、計器用変圧器４３から電圧値を取得する。また、第２の取得部２１０は、１５４ｋＶ／２７５ｋＶ昇圧変圧器１１の二次側に設けられた変流器３５、３６から電流値を取得し、計器用変圧器４４から電圧値を取得する。また、第２の取得部２１０は、第１の一括保護装置２より、６６ｋＶ／１５４ｋＶ昇圧変圧器１０の二次側における電流値及び電圧値を取得し、所内負荷設備側における電流値及び電圧値を取得する。ステップＳ２では、第２の検知部２２０は、１５４ｋＶ／２７５ｋＶ昇圧変圧器１１の一次側を流れる電流、所内設備側を流れる電流、二次側を流れる電流に加え、６６ｋＶ／１５４ｋＶ昇圧変圧器１０の二次側を流れる電流及び所内負荷設備側を流れる電流の値から、２７５ｋＶ電力ケーブル１２へ流入する電流値及び流出する電流値の差分を計算し、電流の漏れを検知する。

【0062】

電流値の比較の結果、電流の漏れがない場合（ステップＳ２のＮＯ）、ステップＳ３では、第２の検知部２２０は、１５４ｋＶ／２７５ｋＶ昇圧変圧器１１の一次側巻線を通過する電流値及び二次側巻線を通過する電流値を比較する。第２の検知部２２０は、一次側巻線を通過する電流値と、二次側巻線を通過する電流値との比率の算出に当たり、閾値を用いることが考えられる。例えば、この閾値は、第２の記憶部２４０にあらかじめ格納し、第２の一括保護装置３用プログラムの実行時に、メモリにロードしてもよい。電流値の比較の結果、比率が閾値以上でない場合（ステップＳ３のＮＯ）、第１の一括保護装置２は、処理を終了する。電流値の比較の結果、比率が閾値以上であった場合（ステップＳ３のＹＥＳ）、ステップＳ４では、第２の検知部２２０は、電気事故が発生したと検知する。例えば、第２の検知部２２０は、１５４ｋＶ／２７５ｋＶ昇圧変圧器１１で短絡事故が発生したことを検知する。

【0063】

ステップＳ５では、第２の制御部２３０は、遮断器２５を開放する遮断指令を出力し、処理を終了する。また、ステップＳ２において、第２の検知部２２０による電流値の比較の結果、電流の漏れがあった場合（ステップＳ２のＹＥＳ）、ステップＳ４に移行し、第２の検知部２２０は、電気事故が発生したと検知する。例えば、第２の検知部２２０は、１５４ｋＶ電力ケーブル１２で電気事故が発生したことを検知する。電気事故の検知により、上述と同様にステップＳ５では、第２の制御部２３０は、遮断器２５を開放する遮断指令を出力し、処理を終了する。

【0064】

本実施形態では、１５４ｋＶ電力ケーブル１２を用いて地中送電する例を取り上げたが、一括保護システム１は、架空送電の場合にも適用することができる。架空送電の場合は、裸線を用いるため、分路リアクトル１３及び１４は容量を少量化したり、または設置を省略することが可能である。

【0065】

また、本実施形態では、説明のため１系統の送電系統のみを取り上げたが、一括保護システム１は、２系統や３系統といった送電系統が多重化された場合にも適用することができる。例えば、一括保護システム１は、増設した系統ごとに採用される。

【0066】

また、本実施形態では、第１の一括保護装置２は、遮断指令として、遮断器２４を開放する例を取り上げたが、遮断器２５を開放する構成としてもよい。この場合、遮断指令は、例えば、ネットワーク６を介して伝送される。

【0067】

また、二次変電所８０は、変流器３８を備えない構成としてもよい。変流器３８を備えないことで、二次変電所８０の構成をさらに簡略化することができる。第２の一括保護装置３は変流器３８の値を取得しないため、１５４ｋＶ／２７５ｋＶ昇圧変圧器１１で発生した短絡事故か、または１５４ｋＶ電力ケーブル１２で発生した地絡事故かを区別を行わない。第２の一括保護装置３は、発変電系統１００における電流の流入及び流出の有無に加え、１５４ｋＶ／２７５ｋＶ昇圧変圧器１１の一次側巻線を通過する電流値及び二次側巻線を通過する電流値の比較に基づいて、発変電系統１００で発生した電気事故として検知する。電気事故の発生時は、保守作業員が障害調査を行い、事故の発生箇所を特定する。

【0068】

本実施形態によれば、一括保護システム１は、２段階昇圧を行う発変電系統１００において、保護対象区間を広く定義し、その区間での電気事故を一括して監視を行うことで大幅な設備導入コスト減が可能となる。例えば、一括保護システム１を用いることで、一次変電所７０及び二次変電所８０は、遮断器４６、４７及び４８を設けずに、断路器２６、２７及び２８を設置する構成とすることができ、コスト減が可能となる。保護対象区間を広く設けることは、電気事故の波及範囲が広がるという懸念があるが、一括保護システム１によって、発変電系統１００で発生した電気事故を二次変電所８０までの範囲で抑えることができ、電力系統への波及を防止することができる。

【0069】

また、本実施形態によれば、二次変電所８０は、１５４ｋＶ／２７５ｋＶ昇圧変圧器１１の接地方式を直接接地方式とすることで、第２の一括保護装置３での地絡電流の検知について確実性を向上させることができる。

【0070】

（第２実施形態）
図７は、第２実施形態における発変電系統の概略構成図である。

【0071】

本実施形態では、洋上風車５０によって発電された電力は、一次変電所７０、二次変電所８０及び三次変電所９０それぞれで昇圧され、電力系統に系統接続される。

【0072】

発電された電力は、一次変電所７０では、６６ｋＶから１５４ｋＶに昇圧され、二次変電所８０では、１５４ｋＶから２７５ｋＶに昇圧され、三次変電所９０では、２７５ｋＶから５００ｋＶに昇圧される。２７５ｋＶ／５００ｋＶ昇圧変圧器５１は、第３の昇圧変圧器の例である。

【0073】

三次変電所９０は、２７５ｋＶ電力ケーブル６２を介して二次変電所８０から送電された電力を受電し、電圧階級を電圧２７５ｋＶから５００ｋＶに昇圧して、電力系統に接続する。三次変電所９０に設置される主な設備は、２７５ｋＶ／５００ｋＶ昇圧変圧器５１、分路リアクトル５２、第３の一括保護装置７、遮断器５９、断路器５５及び断路器５６である。遮断器５９は、２７５ｋＶ／５００ｋＶ昇圧変圧器５１の二次側に設置される。三次変電所９０は、分路リアクトル５２と電路との間の分路リアクトル５２用の遮断器が設けられずに、断路器５５が設けられる構成となっている。加えて、三次変電所９０は、２７５ｋＶ／５００ｋＶ昇圧変圧器５１と、２７５ｋＶ電力ケーブル６２との間の遮断器が設けられずに、断路器５６が設けられる構成となっている。

【0074】

また、２７５ｋＶ／５００ｋＶ昇圧変圧器５１は、一次巻線側の接地点に直接接地方式が採用されている。２７５ｋＶ電力ケーブル６２で地絡事故が発生した際、地絡電流は、この接地点から大地に流れ込む。第３の一括保護装置７は、この電流を変流器６３によって検知する。

【0075】

この例では、説明のため、発変電系統１００は、洋上風車５０、一次変電所７０、１５４ｋＶ電力ケーブル１２、二次変電所８０、２７５ｋＶ電力ケーブル６２、三次変電所９０及びこれらの区間に含まれるケーブルや発変電設備を指す。

【0076】

一次変電所７０及び二次変電所８０の主な構成は、第１実施形態と同様であるため、差異のみ説明する。二次変電所８０には、通信装置９が設けられており、第２の一括保護装置３と、第３の一括保護装置７とは、それぞれ、通信装置８及び通信装置９を介して、ネットワーク６によって接続されており、常時、ネットワーク６を介して各装置が取得した電流値及び電圧値等の測定情報を送受信している。

【0077】

また、二次変電所８０の二次側には、分路リアクトル６５が設けられ、分路リアクトル６５と電路の間には、断路器６６が設けられる。第２の一括保護装置３は、変流器６７によって、この分路リアクトル６５を流れる電流値を取得する。

【0078】

本実施形態では、一次変電所７０と、二次変電所８０と、三次変電所９０との間には、一括保護システム１が構築され、この一括保護システム１は、保護対象区間における変圧器や電力ケーブルの電気事故等、異常の発生を検知した際は、遮断器２４、２５または５９を開放し、発変電系統１００から、洋上風車５０等を切り離す。これにより、発変電系統１００は電力系統から切り離され、電気事故の波及を防止することができる。

【0079】

この構成では、第３の一括保護装置７は、三次変電所９０における２７５ｋＶ／５００ｋＶ昇圧変圧器５１の二次側の遮断器５９を開放することで、課電された２７５ｋＶ電力ケーブル６２の進み充電電流を開放する。

【0080】

本実施形態では、第１の一括保護装置２及び第２の一括保護装置３は、遮断指令として、それぞれ遮断器２４及び２５を開放する例を取り上げたが、遮断器５９を開放する構成としてもよい。この場合、遮断指令は、例えば、ネットワーク６を介して伝送される。

【0081】

本実施形態では、第３の一括保護装置７は、２７５ｋＶ／５００ｋＶ昇圧変圧器５１の一次側に備えられた計器用変圧器５４から電圧値を取得し、変流器３９、５３及び６３から電流値を取得する。また、第３の一括保護装置７は、同変圧器の所内負荷設備側に備えられた変流器５７から電流値を取得し、計器用変圧器５８から電圧値を取得する。また、第３の一括保護装置７は、２７５ｋＶ／５００ｋＶ昇圧変圧器５１の二次側に備えられた変流器６０、６４から電流値を取得し、計器用変圧器６１から電圧値を取得する。

【0082】

また、第３の一括保護装置７は、第２の一括保護装置３と同様に、２７５ｋＶ電力ケーブル６２へ流入する電流値及び流出する電流値の差分によって、電流の漏れがないかを検知するデジタル電流差動リレーの機能を備える。この例では、電流の漏れは、２７５ｋＶ／５００ｋＶ昇圧変圧器５１の一次側を流れる電流、所内設備側を流れる電流、２７５ｋＶ／５００ｋＶ昇圧変圧器５１の二次側を流れる電流の値、１５４ｋＶ／２７５ｋＶ昇圧変圧器１１の二次側を流れる電流及び所内負荷設備側を流れる電流の値に基づいて求められる。

【0083】

本実施形態において、一括保護システム１が対象とする保護対象区間は、一次変電所７０に設置される６６ｋＶ／１５４ｋＶ昇圧変圧器１０の二次側から、三次変電所９０に設置される２７５ｋＶ／５００ｋＶ昇圧変圧器５１の二次側の遮断器５９までとなる。この保護対象区間には、一次変電所７０と、二次変電所８０との間を結ぶ１５４ｋＶ電力ケーブル１２、二次変電所８０と、三次変電所９０との間を結ぶ２７５ｋＶ電力ケーブル６２、１５４ｋＶ／２７５ｋＶ昇圧変圧器１１及び２７５ｋＶ／５００ｋＶ昇圧変圧器５１のほか、二次変電所８０や三次変電所９０における所内負荷設備等、種々の設備が含まれる。

【0084】

図８は、第２実施形態における第３の一括保護装置のブロック図の例である。

【0085】

本実施形態では、第３の一括保護装置７は、第３の取得部３１０、第３の検知部３２０、第３の制御部３３０、第３の記憶部３４０及び第３の通信部３５０を備える。

【0086】

第３の一括保護装置７は、第１の一括保護装置２と同様に、例えばＰＣに第３の一括保護装置７用のプログラムをインストールすることで実現できる。第３の一括保護装置７内のＣＰＵが、第３の一括保護装置７のプログラムを実行することにより、第３の取得部３１０、第３の検知部３２０、第３の制御部３３０、第３の記憶部３４０及び第３の通信部３５０の機能が実現される。第３の記憶部３４０は、取得した電流値及び電圧値を記憶する領域を備え、例えば、ＨＤＤ上の補助記憶装置上に構築される。

【0087】

第３の取得部３１０は、上述した変流器３９、５３、５７、６０、６３、６４及び計器用変圧器５４、５８、６１より、電流値及び電圧値を取得する。取得した値は、第３の記憶部３４０に格納される。第３の記憶部３４０に格納された電流値及び電圧値は、例えば、ログ解析等に用いられる。

【0088】

第３の検知部３２０は、第３の取得部３１０が取得した値に基づいて、電気事故の発生を検知する。この例では、電流の漏れは、２７５ｋＶ／５００ｋＶ昇圧変圧器５１の一次側を流れる電流、二次側を流れる電流及び所内設備側を流れる電流に加え、１５４ｋＶ／２７５ｋＶ昇圧変圧器１１の二次側を流れる電流及び所内負荷設備側を流れる電流の値に基づいて求められる。例えば、第３の検知部３２０は、これらの値から、２７５ｋＶ電力ケーブル６２へ流入する電流値及び流出する電流値の差分を計算し、差分がゼロでない場合、電流の漏れがあると検知する。また、第３の検知部３２０は２７５ｋＶ／５００ｋＶ昇圧変圧器５１の一次側巻線を通過する電流値及び二次側巻線を通過する電流値を比較して、この比率が一定以上となった際に電気事故の発生を検知する。

【0089】

第３の制御部３３０は、第３の検知部３２０が電気事故の発生を検知した場合、遮断器５９を開放する遮断指令を出力する。遮断器５９は、遮断指令によって解放される。

【0090】

第３の通信部３５０は、ネットワーク６を介して、第２の一括保護装置３の第２の通信部２５０と接続される。第３の取得部３１０は、第３の通信部３５０を介して、第２の一括保護装置３から１５４ｋＶ／２７５ｋＶ昇圧変圧器１１の二次側の電流値及び電圧値に加え、所内負荷設備側の電流値及び電圧値を取得する。また、第３の取得部３１０が取得した三次変電所９０に関する電流値及び電圧値は、第３の通信部３５０を介して、第２の一括保護装置３の第２の通信部２５０に伝送され、第２の一括保護装置３における電気事故発生の検知に用いられる。

【0091】

本実施形態によれば、一括保護システム１は、３段階昇圧を行う発変電系統１００において、保護対象区間を広く定義し、その区間での電気事故を一括して監視を行うことで大幅な設備導入コスト減が可能となる。例えば、一括保護システム１を用いることで、三次変電所９０は、２７５ｋＶ／５００ｋＶ昇圧変圧器５１と、２７５ｋＶ電力ケーブル６２との間の遮断器を設けずに、断路器５６を設置する構成とすることができる。また三次変電所９０は、分路リアクトル５２と、電路との間の遮断器を設けずに、断路器５５を設置する構成とすることができる。これらの遮断器の設置の省略によりコスト減が可能となる。保護対象区間を広く設けることは、電気事故の波及範囲が広がるという懸念があるが、一括保護システム１によって、発変電系統１００で発生した電気事故を三次変電所９０までの範囲で抑えることができ、電力系統への波及を防止することができる。

【0092】

（第３実施形態）
図９は、第３実施形態における発変電系統の概略構成図である。

【0093】

本実施形態では、第１実施形態とは異なり、二次変電所８０には、１５４ｋＶ／５００ｋＶ昇圧変圧器６８が設けられる。１５４ｋＶ／５００ｋＶ昇圧変圧器６８以外の構成は、第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。１５４ｋＶ／５００ｋＶ昇圧変圧器６８は、第２の昇圧変圧器の例である。

【0094】

第２の一括保護装置３は、各測定箇所における電流値及び電圧値から電気事故の発生を検知し、遮断器２５の開放を行う。このように、変圧器の変圧比が異なる場合であっても、一括保護システム１は、遮断指令によって、発変電系統１００を電力系統から切り離し、電気事故の波及を防止することができる。

【0095】

本実施形態によれば、一括保護システム１は、２段階昇圧を行う発変電系統１００において、二次変電所８０での昇圧パターンが異なる場合であっても、保護対象区間を広く定義し、その区間での電気事故を一括して監視を行うことで大幅な設備導入コスト減が可能となる。

【0096】

（第４実施形態）
図１０は、第４実施形態における第１の一括保護装置のハードウェア構成図である。

【0097】

図１０の第１の一括保護装置２は、ＣＰＵ等のプロセッサ４５２と、ＲＡＭ等の主記憶装置４５３と、ＨＤＤ等の補助記憶装置４５４と、ＬＡＮ（Local Area Network）ボード等のネットワークインタフェース４５５と、メモリスロットやメモリポート等のデバイスインタフェース４５６、と、これらの機器を互いに接続するバス４５７とを備えている。第１の一括保護装置２は例えば、ＰＣ等のコンピュータであり、キーボードやマウス等といった外付けの入力装置や、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）モニタ等の出力装置を備えている。

【0098】

本実施形態においては、第１の一括保護装置２の情報処理をコンピュータに実行させるためのプログラムが、補助記憶装置４５４内にインストールされている。第１の一括保護装置２は、このプログラムを主記憶装置４５３にロードして、プロセッサ４５２により実行する。これにより、図４に示す第１の取得部１１０、第１の検知部１２０、第１の制御部１３０、第１の通信部１５０及び第１の記憶部１４０の機能を第１の一括保護装置２内で実現し、第１～３実施形態で説明した電力設備の一括保護が可能となる。なお、この情報処理により生成されたデータは、主記憶装置４５３に一時的に保持されるか、補助記憶装置４５４内に格納され保存される。

【0099】

また、第１の記憶部１４０は、補助記憶装置４５４上に構築される。上述した閾値は、補助記憶装置４５４内に格納されている。閾値は、このプログラムの実行時に主記憶装置４５３にロードされる。

【0100】

また、第１の一括保護装置２及び第２の一括保護装置３は、ネットワークインタフェース４５５を介して、ネットワーク６に接続される。また、第１の一括保護装置２は、第１の通信部１５０によって、ネットワークインタフェース４５５を制御し、第２の一括保護装置３が取得した電流値及び電圧値の値を受信する。

【0101】

第１の一括保護装置２用のプログラムは例えば、このプログラムを記録した外部装置４５８をデバイスインタフェース４５６に装着し、このプログラムを外部装置４５８から補助記憶装置４５４に格納することでインストール可能である。外部装置４５８の例は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体や、このような記録媒体を内蔵する記録装置である。記録媒体の例はＣＤ－ＲＯＭ（Compact Disk Read Only Memory）、ＣＤ－Ｒ（Compact Disk Recordable）、フレキシブルディスク、ＤＶＤ－ＲＯＭ(Digital Versatile Disk Read Only Memory)、ＤＶＤ－Ｒ (Digital Versatile Disk Recordable)であり、記録装置の例はＨＤＤである。また、このプログラムは例えば、このプログラムをネットワークインタフェース４５５を介してダウンロードすることでインストール可能である。

【0102】

本実施形態によれば、第１～３実施形態における第１の一括保護装置２の機能をソフトウェアにより実現することが可能となる。第２の一括保護装置３または第３の一括保護装置７についても同様に実現することができる。

【0103】

以上、いくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例としてのみ提示したものであり、発明の範囲を限定することを意図したものではない。本明細書で説明した新規な第１の一括保護装置２は、その他の様々な形態で実施することができる。また、本明細書で説明した第１の一括保護装置２の形態に対し、発明の要旨を逸脱しない範囲内で、種々の省略、置換、変更を行うことができる。添付の特許請求の範囲及びこれに均等な範囲は、発明の範囲や要旨に含まれるこのような形態や変形例を含むように意図されている。

【符号の説明】

【0104】

１：一括保護システム、２：第１の一括保護装置、３：第２の一括保護装置、
４：通信装置、５：通信装置、６：ネットワーク、７：第３の一括保護装置、
８：通信装置、９：通信装置、１０：６６ｋＶ／１５４ｋＶ昇圧変圧器、
１１：１５４ｋＶ／２７５ｋＶ昇圧変圧器、１２：１５４ｋＶ電力ケーブル、
１３：分路リアクトル、１４：分路リアクトル、２２：遮断器、
２３：遮断器、２４：遮断器、２５：遮断器、２６：断路器、
２７：断路器、２８：断路器、３０：変流器、３１：変流器、３２：変流器、
３３：変流器、３４：変流器、３５：変流器、３６：変流器、３７：変流器、
３８：変流器、３９：変流器、４０：計器用変圧器、４１：計器用変圧器、
４２：計器用変圧器、４３：計器用変圧器、４４：計器用変圧器、
４６：遮断器、４７：遮断器、４８：遮断器、５０：洋上風車、
５１：２７５ｋＶ／５００ｋＶ昇圧変圧器、５２：分路リアクトル、
５３：変流器、５４：計器用変圧器、５５：断路器、５６：断路器、
５７：変流器、５８：計器用変圧器、５９：遮断器、６０：変流器、
６１：計器用変圧器、６２：２７５ｋＶ電力ケーブル、６３：変流器、
６４：変流器、６５：分路リアクトル、６６：断路器、６７：変流器、
６８：１５４ｋＶ／５００ｋＶ昇圧変圧器、７０：一次変電所、
８０：二次変電所、９０：三次変電所、１００：発変電系統、
１１０：第１の取得部、１２０：第１の検知部、１３０：第１の制御部、
１４０：第１の記憶部、１５０：第１の通信部、２１０：第２の取得部、
２２０：第２の検知部、２３０：第２の制御部、２４０：第２の記憶部、
２５０：第２の通信部、３１０：第３の取得部、３２０：第３の検知部、
３３０：第３の制御部、３４０：第３の記憶部、３５０：第３の通信部
４５２：プロセッサ、４５３：主記憶装置、４５４：補助記憶装置、
４５５：ネットワークインタフェース、４５６：デバイスインタフェース、
４５７：バス、４５８：外部装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】