JPH04170896A - 配電線搬送方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ この発明は、商用周波数と異なる搬送周波数を用いて配
電線情報の伝送を行う配電線搬送方式に関し、特に配電
線状態に応じて子局からの信号周波数を最適の周波数に
設定し、伝送品質を向上させた配電線搬送方式に関する
ものである。

［従来の技術］ 従来より、例えば、配電線の電源端（変電所等）に親局
を設は且つ負荷側の複数地点に子局を設け、配電線を介
して親局からポーリング信号を送信したときの子局から
の応答信号により、種々の情報を遠隔収集する配電線搬
送方式は良く知られている。

この種の情報伝送においては、商用配電線の共用による
相互干渉を防ぐため、５０Ｈｚ又は６０Ｈ２の商用周波
数に対して、数１００Ｈｚの音声周波数が信号搬送に用
いられる。又、送信対象となる子局を特定する親局から
のポーリング信号と配電線情報を含む子局からの応答信
号との干渉を防ぐため、例えば、ポーリング信号は音声
周波数帯の低周波数側、応答信号は高周波数側にそれぞ
れ設定されている。尚、複数の子局から高周波数帯の応
答信号を送出することは、高周波数信号を扱う回路が小
形化されていることから、システム全体の小形化にも寄
与している。

第５図は一般的に用いられている高圧配電線搬送システ
ムを示す概略構成図である。

図において、（１）は変電所等に相当する配電用主変圧
器、（２）は配電用主変圧器（１）の二次側に接続され
た高圧母線である。（３）は高圧母線（２）に接続され
た複数の高圧配電線であり、各高圧配電線（３）の随所
には需要家の負荷機器（図示せず）が接続されている。

（４）は各高圧配ｔ！！（３）の電源端に設けられたフ
ィーダ変流器である。

（５）は高圧配電線（３）の電源端に配設された親局、
（６）は高圧配電線（３）の負荷側の複数地点に配設さ
れた子局である。親局（５）は、音声周波数帯の搬送信
号からなるポーリング信号Ｐを高圧母線（２）に送信す
ると共に、フィーダ変流器（４）を介して子局（６）か
らの応答信号Ｒを受信するようになっている。子局（６
）は、高圧配電線（３）を介して親局（５）からのポー
リング信号Ｐを受信すると共に、高圧配電線（３）及び
フィーダ変流器（・１）を介してポーリング信号Ｐに対
する応答信号Ｒを親局（５）に送信するようになってい
る。

又、高圧配電線（３）は、ポーリング信号Ｐ及び応答信
号Ｒ等の音声周波数帯の搬送信号の伝送路となる金属回
路を構成している。この場合、高圧配電線（３）の電源
端が最もインピーダンスが低いのて、親局（５）から子
局（６）に伝送されるポーリング信号Ｐは電圧信号が用
いられ、子局（６）から親局（５）への搬送信号即ち応
答信号Ｒは電流信号が用いられる。

第６図は第５図内の子局（６）の具体的構成を示すブロ
ック図である。

図において、（７）は高圧配電＆！（３）に接続されて
信号の送受信を行う変圧器であり、子局（６）内への電
源供給を行うと共に、高圧配電線（３）を含む高圧回路
から子局（６）内の回路を絶縁するようになっている。

（８）は変圧器（７）の二次側に接続された結合回路で
あり、変圧器（８）からの商用電圧の流入を抑制すると
共に応答信号Ｒを効率よく送出するためのフィルタを含
んでいる。

（９）は結合回路（８）を介して受信されたポーリング
信号Ｐを受信する受信回路、（１０）は受信回路（９）
で復調されたポーリング信号Ｐに基づいて子局（６）の
動作を制御するｉ制御回路、（１１）はポーリング信号
Ｐに応答して親局（５）に伝送すべき配電線情報Ｊを生
成する伝達情報発生部である。

（１２）は応答信号Ｒを出力するための送信回路であり
、高圧配を線（３）から変圧器（７）を介して印加され
る商用！２ｍ［Ｅと、配ｔｍ情報Ｊに基づいて制御回路
（１０）から出力される送信符号Ｃ及び送信起動停止指
令Ｓと、に基づいて応答信号Ｒを生成するようになって
いる。

第７図は第６図内の送信回路（１２）の具体的構成を示
すブロック図である。

図において、（１３）は水晶振動子等を含む発振回路、
（１４）は発振回路（１３）からの高周波信号からマー
ク周波数ｒ工及びスペース周波数ｆｓを生成する分周回
路、（１５）は制御回路（１０）からの送信符号Ｃに基
づいてマーク周波数ｆ。及びスペース周波数ｆｓの一方
を選択する搬送周波数選択回路である。マーク周波数ｆ
Ｍ及びスペース周波数ｆｓは、応答信号Ｒを生成するた
めに必要な搬送周波数てあり、それぞれ、デジタル送信
符号の「１」及び「０」に対応している。

（１６）は商用電源Ｅに基づいて直流電圧を供給する直
流電源回路、（１７）は直流電圧により駆動されて応答
信号Ｒを出力するスイッチング回路、（１８）は制御回
路（１０）からの送信起動停止指令Ｓに基づいてスイッ
チング回Ｂ　（１７）の起動停止を制御する送信起動停
止制御回路である。

応答信号Ｒは、送信起動停止制御回路（１８）の送信指
令の制御下で、マーク周波数ｆ。又はスペース周波数ｆ
ｓに基づいて、周波数偏移変調方式により生成されてい
る。

第８図は第６図内の結合回路（８）の具体的構成を示す
回路図であり、結合回路（８）は、コンデンサＣ１及び
Ｃ２とリアクトルＬ１及びＬ２とから構成されている。

コンデンサＣ！及びリアクトルＬ１を含む入力側の回路
と、コ〉′デンサＣ２及びリアクトルＬ２を含む出力側
の回路とは、それぞれ、応答信号Ｒの搬送周波数である
マーク周波数ｆ。及びスペース周波数ｆｓの中間周波数
［（ｆＭ＋　ｆｓ）／２］に共振設計されており、各リ
アクトルＬ１及びＬ２は、相互インダクタンスＭで結合
されている。従って、コンデンサＣ１及びリアクトルＬ
１を含む回路に入力された応答信号Ｒは、コンデンサＣ
２及びリアクトルＬ２を含む回路から出力されるように
なっている。このような結合回路（８）は、フィルタと
して一般的に良く利用されている。

第９区は子局（６）から親局（５）に伝送される応答信
号Ｒの搬送周波数ｆと信号電流伝送比との関係を示す説
明図である。但し、信号電流伝送比とは、（受信電流レ
ベル）÷（送信電流レベル）で表わされる値である。

回において、斜線部は、高圧配電線（３）の随所に配設
された子局（６）の位置的要因及び時間的要因により変
動する範囲を示している。高圧配ｔｍ（３）は、本来、
商用周波数（５０Ｈｚ又は６０Ｈｚ）の電力分伝達する
ための設備であるため、負荷変動、並びに伝送路距離に
応じた線路インピーダンス、等の影響を受けている。従
って、応答信号Ｒの信号電流伝送比は、第９図のように
搬送周波数ｆに対して時間的及び距に的に変動するため
、搬送周波数ｆとしては適切な周波数帯が用いられなけ
ればならない。

例えば、変動幅ができるだけ小さく且つ最低伝送比がで
きるだけ高いこと、並びに、ポーリング信号Ｐとの干渉
を生じることがなく且つ高調波雑音周波数帯を避けるこ
となどの理由から、搬送周波数ｆは、４５０Ｈｚ帯（４
２０Ｈｚ　〜４８０Ｈｚ）、５１０Ｈｚ帯（４８０Ｈｚ
　〜５４０Ｈｚ）　、５７０Ｈｚ帯（５４０〜６００　
Ｈｚ）のうちの１つの闇波数帯が使用される。

次に、第５図〜第９図を参照しながら、従来の配電線搬
送方式について説明する。ここでは、搬送周波数ｆとし
て５１０Ｈｚ帯を用い、マーク周波数ｆ、とじて４９５
Ｈｚ、スペース周波数ｆｓとして５２５Ｈｚを選定した
場合について説明する。

まず、親局（５）は、配電線情報Ｊを遠隔収集するため
、既知のリップル制御方式等の搬送波によるポーリング
信号Ｐを出力し、複数の子局（６）を順次呼び出す。

こうして呼び出された子局（６）は、ポーリング信号Ｐ
に含まれる制御コードに応じて、伝達情報発生部（１１
）から所要の配電線情報Ｊを求め、この配電線情報Ｊが
含まれた搬送信号を応答信号Ｒとして生成し、これを周
波数偏移変調の電流搬送波によって高圧配電線（３）に
送信する。

このとき、子局（６）において、送信回路（１２）内の
搬送周波数選択回路（１５）は、送信符号Ｃに基づいて
、発振回路（１３）及び分周回路（１４）により予め固
定設定された搬送周波数、即ちマーク周波数Ｌ（４９５
Ｈｚ＞又はスペース周波数ｆｓ（５２５Ｈｚ）を選択し
、スイッチング周波数としてスイッチング回路（１７）
に入力する。又、送信起動停止制御回路（１８）は、送
信起動停止指令Ｓに基づく送信起動指令をスイッチング
回路（１７）に入力する。

従って、スイッチング回路（１７）は、直流電源回路り
１６）からの直流電圧を、選択されたスイッチング周波
数ｆ、又はｆｓでスイッチングすることにより、「１」
及び「０」の符号で構成された応答信号Ｒを生成する。

この応答信号Ｒは、結合回路（８）を介して効率良く高
圧配電線（３）に注入され、更に、フィーダ変流器（４
）を介して親局く５）に取り込まれる。これにより、親
局（５）は、各子局（６）の配電線情報Ｊ、即ち各地点
における電圧情報や電流情報等を遠隔収集することがで
きる。

しかしながら、前述の諸条件により信号電流伝送比が変
動して、第９図の破線で示す境界線（０，３）以下にな
ると、応答信号Ｒが親局（５）に十分に伝送されず、配
電線情報Ｊが得られなくなってしまう。例えば、伝送路
である高圧配電！！（３）の線路インピーダンス（特に
、インダクタンス）と負荷く特に、コンデンサ）との共
振現象が存在するため、搬送周波数によっては負荷変動
等により極端に信号電流伝送比が低下する場合がある。

［発明が解決しようとする課題］ 従来の配電線搬送方式は以上のように、応答信号Ｒの搬
送周波数ｆとして、周波数偏移変調方式の固定設定され
た２つの周波数（４９５Ｈｚ及び５２５８２）のみを使
用しているので、その周波数帯の信号電流伝送比が負荷
変動等で極端に低くなると、親局（５）が応答信号Ｒを
受信することができなくなるという問題点があった。

この発明は上記のような問題点を解決するためになされ
たもので、負荷変動等にかかわらず情報伝送品質を確保
てきる配電線搬送方式を得ることを目的とする。

［課題を解決するための手段〕 この発明に係る配を線搬送方式は、親局が応答信号の受
信状態に基づいて応答信号の搬送周波数を設定すると共
に搬送周波数に対応した選択指令をポーリング信号に付
加し、子局が選択指令を解読して搬送周波数を段階的に
可変設定するようにしたものである。

［作用］ この発明においては、親局が、応答信号の受信状態、即
ち、応答信号の到達レベル（信号電流伝送比）、並びに
応答信号の受信成功又は受信失敗等の情報に基づいて、
子局における応答信号の搬送周波数を設定し、ポーリン
グ信号内の選択指令により子局を制御する。これにより
、子局は、応答信号の搬送周波数を段階的に変更し、信
号電流伝送比を所定レベル以上に確保する。

［実施例］ 以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図はこの発明が適用される配電線搬送装置の子局を示す
ブロック図であり、（３）、（６）、（７）、（９）、
（１１）、Ｃ，Ｊ、Ｓ、Ｅ及びＲは前述と同様のもので
ある。又、（８＾）、（１０＾）、（１２＾）及びＰ＾
は、それぞれ、結合回路（８）、制御回路（１０）、送
信回路（１２）及びポーリング信号Ｐに対応しており、
図示しない親局側の構成は第５図に示した通りである。

制御口１￥ＩＦ　（ＬＯＡ　）は、ポーリング信号Ｐ＾
に含まれる選択指令を解読し、結合回路（８＾）及び送
信回路（１２Ａ）に対して搬送周波数の切換指令Ｆを出
力するようになっている。

送信回路（１２Ａ　）は、切換指令Ｆにより、搬送周波
数が可変設定された応答信号Ｒを出力するようになって
いる。

第２図は送信回路（１２Ａ）の具体的構成を示すブロッ
ク図であり、（１６）〜（１８）は前述と同様のもので
ある。又、（１３＾）、（１４＾）及び（１５＾）は、
それぞれ、発振回路（１３）、分周回路（１４）及び搬
送周波数選択回路（１５）に対応している。

発振回路（１３Δ）は、搬送周波数の種類の増加に対応
できるようになっている。又、分周回路（１４Ａ　）は
、マーク周波数ｆ。及びスペース周波数ｆｓの他に、周
波数帯の異なるマーク周波数ｆ、Ａ（４３５Ｈｚ）及び
スペース周波数ｆｓ−（４６５Ｈｚ）を出力するように
なっている。

搬送周波数選択回路（１５＾）は、制御回路（１０＾）
からの切換指令Ｆにより、５１０Ｈｚ帯の各周波数ｆＭ
及び「Ｓ、又は、４５０Ｈｚ帯の各周波数ｆ□及びｆｓ
Ａのいずれか一方を選択するようになっている。

第３図は結合回路（８＾）の具体的構成を示す回路図で
あり、Ｃ１、Ｃ２、Ｌ　＋　Ｌ　２及びＭは、前述と同
様のものである。

ＣＩＡは入力側のコンデンサＣ１に並列接続されたコン
デンサ、Ｃ２Ａは出力側のコンデンサＣ２に並列接続さ
れたコンデンサ、ＭＳは各コンデンサＣＩＡ及びＣ２Ａ
のそれぞれに直列に挿入された電磁接触器である。電磁
接触器ＭＳは、切換指令Ｆに応じて、コンデンサＣＩＡ
及びＣ２Ａを接続又は切り離すことにより、結合回ｒｎ
＜ｇ＾）のフィルタ構成を変化させ、その共振周波数を
変えるようになっている。

即ち、電磁接触器ＭＳの開放時には、コンデンサＣ１及
びＣ２が、それぞれ、リアクトルＬ１及びＬ２との間で
、マーク周波数ｆ８及びスペース周波数ｆＳの中間周波
数（（ｆＡ＋ｆｓ）／　２　）に共振する。これに対し
、電磁接触器ＭＳを閉成させると、並列接続されたコン
デンサＣＩ及びＣＩＡは、リアクトルＬ１との間で、マ
ーク周波数ｆＭＡ及びスペース周波数ｆＳＡの中間周波
数（（ｆＭＡ＋　ｆｓＡ）／　２　）に共振する。同様
に、出力側のＣＬｕ路において、並列接続されたコンデ
ンサＣ２及びＣ２Ａは、リアクトルＬ２との間で、マー
ク周波数ｆＮＡ及びスペース周波数ｆｓＡの中間周波数
（（ｆ、ｔＡ＋　ｆｓＡ）／２）に共振する。

第４図はポーリング信号Ｐ＾のフレーム構成を示す説明
図であり、Ｐｌはフレーム調歩用の同期コード、Ｐ２は
１つの子局指定用のアドレスコード、Ｐ３は配電線情報
指定用の制御コード、Ｐ、は搬送周波数設定用の選択指
令コードである。

次に、第１図〜第５図及び第９図を参照しながら、この
発明の一実施例について説明する。尚、ここでは、親局
（５）から子局（６）へのポーリング信号ＰＡの伝送は
確実に行われるものとし、子局（６）から親局（５）へ
の応答信号Ｒが変動条件を含むものとする。

通常は、信号電流伝送比の境界線となる０、３（第９図
の破線参照）以上が確保できるので、５１０Ｈｚ帯の搬
送周波数に対して安定した伝送が行われている。従って
、搬送周波数としては、従来と同様に、４９５Ｈｚのマ
ーク周波数ｆ、と、　５２５Ｆ！ｚのスペース周波数ｆ
ｓとが使用されている。

このとき、親局（５）は、受信された応答信号Ｒの健全
性に基づいて、信号を流伝送比が十分確保されているこ
とを判別し、搬送周波数ｆ、及びｆｓを設定するための
選択指令コードＰ４をポーリング信号Ｐ＾に付加する。

子局（６）内の制御回路（１０＾）は、ポーリング信号
Ｐ＾に含まれる選択指令コードＰ、を解読し、搬送周波
数Ｆ。及びｆｓを選択するための切換指令Ｆを、結合回
路（８＾）内の電磁接触器ＭＳと、送信回路（１２＾）
内の搬送周波数選択回路（１５＾）と、に出力する。

搬送周波数選択回路（１５＾）は、切換指令Ｆに基づい
てマーク周波数ｆ。及びスペース周波数ｆｓを選択し、
制御回路（ＩＯＡ　）からの送信符号Ｃに基づいて、マ
ーク周波数ｆ、又はスペース周波数ｆｓをスイッチング
回路（１７）に出力する。以下、前述と同様に、送信回
路（１２Ａ）は、商用電源Ｅ及び送信起動停止指令Ｓに
基づいて応答信号Ｒを生成する。

又、結合回路（８＾）は、切換指令Ｆに基づいて、電磁
接触器ＭＳの開放状態を保持し、搬送周波数ｆ、及びｆ
ｓからなる応答信号Ｒを効率良く通過させる。

一方、負荷が変動して、信号電流伝送比が０．３の境界
線より低下した場合は、親局（５）が応答信号Ｒを受信
できない可能性がある。

この場合、親局（５）は、応答信号Ｒが受信されないこ
とを判別して再ポーリングを行い、低周波数帯側の搬送
周波数ｆＰＩＡ（４３５Ｈｚ）及びｌ５Ａ（４６５Ｈｚ
＞を設定するための選択指令コードＰ、をポーリング信
号Ｐ＾に付加する。

従って、子局（６）内の制御回路（ＩＯＡ）は、選択指
令コードＰ４に応じた切換指令Ｆを出力し、これにより
、搬送周波数選択回路（１５Ａ）はマーク周波数ｆ、Ｌ
Ａ（４３５Ｈｚ）及びスペース周波数ｆｓＡ（４６５Ｈ
ｚ）を選択する。又、結合回路（８＾）は、電磁接触器
ＭＳを閉成して、搬送周波数ｆＭＡ及びｆｓからなる応
答信号Ｒを効率良く通過させる。

こうして、搬送周波数を段階的に切換えることにより、
信号電流伝送比が境界線（０，３＞以上に十分大きく維
持され、応答信号Ｒは正常に親局（５）に受信されるよ
うになる。

通常時に戻り、搬送周波数ｆイ及びｆｓにおける信号電
流伝送比が境界線以上に回復した場合、応答信号Ｒの搬
送周波数はｆ。及びｆｓに設定される。このように、伝
送路である高圧配電線（３）の特性変化に応じて応答信
号Ｒの搬送周波数が選択されるので、情報伝送システム
として必要な伝送品質を確保することができる。

尚、上記実施例では、応答信号Ｒとして、周波数偏移変
調方式による２種類の搬送周波数を選択する場合につい
て説明したが、３種類以上の搬送周波数を選択するよう
にしてもよい。

又、応答信号Ｒを生成するために周波数偏移変調方式を
用いたが、これに限らず、振幅偏移変調方式や位相偏移
変調方式等を用いてもよい。

又、搬送周波数として数１００Ｈｚの音声周波数帯を用
いたが、これに限定されるものではなく、他の周波数帯
を用いてもよい。

又、伝送路となる配電線が高圧配電線（３）である場合
を示したが、更に高圧の特別高圧配電線や配電用主変圧
器（１）を用いない低圧配電線であってもよく、高圧配
電線（３）と低圧配電線とにまたがる場合に適用しても
同等の効果を奏することは言う才でもない。

［発明の効果コ 以上のようにこの発明によれば、親局が応答信号の受信
状態に基づいて応答信号の搬送周波数を設定すると共に
搬送周波数に対応した選択指令をポーリング信号に付加
し、子局が選択指令を解読、して搬送周波数を段階的に
可変設定し、子局から親局への信号電流伝送比を所定レ
ベル以上に確保するようにしたので、負荷変動等にかか
わらず情報伝送品質を確保できる配電線搬送方式が得ら
れる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例が適用される配電線搬送シ
ステムの子局の具体的構成を示すブロック図、第２図は
第１図内の送信回路の具体的構成を示すブロック図、第
３図は第１図内の結合回路の具体的構成を示す回路図、
第４図はこの発明によるポーリング信号のフレーム構成
を示す説明図、第５図は一般的な配電線搬送システムを
示す概略構成図、第６図は第５図内の子局の具体的構成
を示すブロック図、第７図は第６図内の送信回路の具体
的構成を示すブロック図、第８図は第６図内の結合回路
の具体的構成を示す回路図、第９図は搬送周波数に対す
る信号電流伝送比をの変動幅を示す説明図である。 （３）・・・高圧配電線　　　（５）・・・親局（６〉
・・・子局　　　　　　（１０＾）・制御回路（１２＾
）・送信回路 （１５＾）・・・搬送周波数選択回路 Ｐ＾　ポーリング信号　　Ｐ、・・−選択指令コードＲ
・・・応答信号　　　　　Ｊ・・・配電線情報Ｆ・・・
切換指令 ｒ、１．ｆｓ、ｆ、、、ｆｓＡ−搬送周波数面、図中、
同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 配電線の金属回路を信号伝送路として、前記配電線の電
   源端に配設された親局から、前記配電線の負荷側の複数
   地点に配設された子局に対してポーリング信号を送信し
   、前記子局からの応答信号により配電線情報を遠隔収集
   する配電線搬送方式において、 前記親局は、前記応答信号の受信状態に基づいて前記応
   答信号の搬送周波数を設定すると共に、この搬送周波数
   に対応した選択指令を前記ポーリング信号に付加し、 前記子局は、前記選択指令を解読して前記搬送周波数を
   段階的に可変設定することを特徴とする配電線搬送方式
   。