JPH088518B2 - 配電線搬送用親局装置及び子局装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の利用分野） 本発明は、商用電力供給用の配電線路を搬送信号の伝
送路として使用し、比較的低周波の信号を商用周波に重
畳させて搬送することにより、配電線上で監視・制御信
号やデータ信号などの送受信を行う、配電線搬送用親局
装置及び子局装置の改良に係るものである。

（発明の背景） 配電線路の線間を搬送信号の伝送路として使用し、親
局装置から子局装置へ信号を送る配電線搬送方式は、一
般にリップルコントロール方式と呼ばれ、電力会社が営
業所などから配電系統及び負荷機器に対して行う各種の
監視・制御のための搬送信号の伝送に使用される。

また、子局装置から親局装置へ信号を送る配電線搬送
方式は、電流返送方式と呼ばれ、データの収集に使用さ
れる。

第６図は配電線搬送方式の説明図である。

電力会社の営業所などに設置される中央装置１からの
指令信号は、通信線２により変電所主変圧器３を有する
配電用変電所に設置された変電所装置４へ送られ、変電
所装置４の送信回路５から結合回路６を経て電圧信号と
して変電所母線７へ注入される。

注入された信号は高圧配電線８上を搬送され、柱上変
圧器９を経て低圧配電線10につながる子局装置11により
受信される。

また、子局装置11のデータは、電流信号として低圧配
電線10に注入され、変電所のフィーダ変流器12及び補助
変流器13を経て、受信回路14により受信される。

中央装置１と変電所装置４が親局装置15を構成する。

配電線搬送方式は、親局装置15から子局装置11への信
号伝送の場合、変電所母線７一ケ所への信号の注入によ
り低圧配電線を含む電極供給系統全域の監視・制御が可
能となることから、配電系統自動化システムを構成する
上で非常に有効な方式であるが、信号の伝送路として専
用の信号線を使用する代わりに商用電力供給用の配電線
を使用するため、配電線上に存在する雑音のレベルが時
々刻々変化することによるS/N比の変動が大きいこと
や、変電所装置４の送信回路５の出力レベルを一定の値
としているため、負荷変動に起因する注入点インピーダ
ンスの変化に伴って、信号の注入レベルが変化するとい
う問題点がある。

これらの問題点を解消するため、従来は、信号の標準
注入レベルを商用周波電圧に対して１〜２％と十分な余
裕度を見込んだ高レベルに設定し、信号注入レベルや雑
音レベルの変化があっても十分な信頼性を確保できるよ
うにしていた。

従って、信号伝送時のS/N比は、殆どの適用フィール
ド及び負荷条件において良好な状態が確保されるが、一
方、配電系統に分布する負荷機器に対する影響からは、
信号注入レベルはできるだけ低レベルであることが望ま
しく、配電線搬送方式における大きな課題となってい
た。

（発明の目的） 本発明の第一の目的は、上述した問題点を解決し、信
号伝達の信頼性を確保することができ、しかも、負荷機
器への影響を低減することができる配電線搬送用親局装
置を提供することである。

また、本発明の第二の目的は、上記第一の目的を達成
する上で、親局装置でのS/N比の設定をより正確に行わ
せるためのデータを効率的に親局装置に送ることを可能
にする配電線搬送用子局装置を提供することである。

（発明の特徴） 請求項１記載の本発明は、上記第一の目的を達成する
ために、配電線路の線間に子局装置への信号を注入する
送信手段と、子局装置からの信号を受信する受信手段と
を備えた配電線搬送用親局装置において、信号の注入点
における信号注入レベル、及び信号伝送帯域の雑音レベ
ルを測定する計測手段と、信号の注入点におけるS/N比
を設定する設定手段と、前記計測手段により測定された
信号注入レベルと雑音レベルの変化に応じて、信号注入
レベルを前記設定手段により設定されたS/N比に合うよ
うに調整する自動調整手段と、前記計測手段によりそれ
ぞれ測定された雑音レベル及び前記自動調整手段により
調整された結果の信号注入レベルを記憶・更新する記憶
手段とを設け、以て、信号の注入点でのS/N比を予め設
定された一定の値にすると共に、信号注入レベルを常に
必要最小限の値に調整する、即ち雑音の多い場合には大
きい値に、雑音の少ない場合には小さい値に調整するよ
うにしたことを特徴とする。

また、請求項２記載の本発明は、上記第二の目的を達
成するために、配電線路により請求項１記載の親局装置
から送られてくる信号を受信する受信手段と、前記親局
装置への信号を注入する送信手段を備えた配電線搬送用
子局装置において、前記親局装置からの信号を受信した
時の信号受信レベル、及び信号の受信点における信号伝
送帯域の雑音レベルを測定する計測手段と、該計測手段
により測定された信号受信レベル、及び信号受信レベル
と雑音レベルとから算出されるS/N比を、前記親局装置
にて信号の注入点におけるS/N比が設定される際に伝送
系全体の状態を把握させるために、前記送信手段により
前記親局装置へ送信させる送信制御手段とを設けたこと
を特徴とする。

（発明の実施例） 第７図は、変電所母線７から配電系統の末端に至る信
号の周波数対伝達率の代表例である。

第７図から明らかなように、低周波帯域ほど信号の伝
達率は安定しており、また、配電線路上の雑音レベルも
低周波帯域ほど均一であることが散られている。

本発明は、低周波帯域における信号伝達率の安定性、
及び雑音レベルの均一性に着目したものであり、即ち、
低周波帯域では、信号伝達率及び雑音レベルが均一であ
ることから、信号の注入点におけるS/N比が信号の受信
点におけるS/N比にほぼ等しくなることを利用して、信
号の注入点における雑音レベルに応じて必要最小限のレ
ベルの信号を注入することにより、過大なレベルの信号
を注入することなく、常に信号伝達の信頼性を確保する
ことを可能とするものである。

第１図は、本発明の一実施例である親局装置のうちの
変電所装置20の信号注入関連部分を示すブロック図であ
る。

第２図は、第１図図示実施例の動作の順序を示すフロ
ーチャートである。

第３図は、本発明の一実施例である親局装置のうちの
中央装置21のS/N比設定関連部分を示すブロック図であ
る。

本実施例では、信号レベルの制御方式としてパルス幅
制御方式を使用する。信号レベルの制御方式としては、
この他にインバータの直流電源電圧をサイリスタにより
制御する方式や、アナログ増幅器を用いてゲインを制御
する方式などがあるが、配電線搬送方式においては、結
合回路を介して商用周波及びその高調波の漏れ電圧が送
信回路に廻り込むため、送信回路の出力電圧を一定に維
持したまま配電線に注入する信号レベルを可変できるパ
ルス幅制御方式が最適である。

配電系統の監視・制御を行う場合は、電力会社の営業
所などの中央装置21の主制御回路22から回線制御回路23
を経て、必要な指令信号を子局装置に発出するが、中央
装置21のS/N比設定回路24では、S/N比を任意の値に設定
でき、主制御回路22は指令信号を送信するに先立って、
信号注入点におけるS/N比の値を変電所装置20に伝達
し、変電所装置20ではこれをレベル調整回路25で受信す
る。但し、このS/N比の伝達は、前回の信号注入時のS/N
比を変更する場合にのみ行い、S/N比を変更しない場合
は省略される。

レベル調整回路25は、電源投入時に、ステップ１で、
標準のパルスデューティをパルス幅制御回路26に与え、
この標準のパルスデューティでインバータ回路27を短時
間駆動する。

インバータ回路27の出力パルスは、変圧器及びコンデ
ンサから成るLC共振回路である結合回路28によって、所
定信号周波数の正弦波に変換され、変電所母線７に試験
的に注入される。

ステップ２で、レベル検出フィルタ29は、注入された
試験信号を変圧器30を経て商用周波より分離し、A/Dコ
ンバータ31は試験信号をディジタル化し、レベル計測回
路32は信号注入レベルを測定する。レベル調整回路25
は、ステップ３で、測定された信号注入レベルと、その
時に使用したパルスデューティをレベル記憶回路33に記
憶させる。

次にステップ４で、レベル検出フィルタ29は、信号注
入点である変電所母線７の雑音を商用周波と分離し、A/
Dコンバータ31は雑音をディジタル化し、レベル計測回
路32はそのレベルを測定し、ステップ５で、レベル記憶
回路33にその結果を記憶する。送信指令（ステップ６）
及びS/N比データ（ステップ７）が、いずれも中央装置2
1から送られていない時には、雑音レベル計測及びデー
タ記憶は常時行われる。

送信指令に先立って、S/N比データが中央装置21から
送られてくると、ステップ７からステップ８へ移行し、
レベル調整回路25は、測定した雑音レベルに対して、中
央装置21により設定されたS/N比となる信号注入レベル
に対応したパルス幅制御信号のパルスデューティをレベ
ル記憶回路33のデータを基に算出し、パルス幅制御回路
26に転送する。

パルス幅制御回路26は、ステップ６で、中央装置21か
らの指令信号を受けると、先に設定したS/N比となる信
号注入レベルに対応したパルスデューティのパルス幅制
御信号によりインバータ回路27を制御し、インバータ回
路27は、結合回路28を介して所定のレベルで電圧信号を
変電所母線７に注入する。

また、ステップ10で、レベル計測回路32は信号注入開
始直後に、信号注入レベルの計測を行い、ステップ11
で、注入点におけるS/N比が予め設定された値に対して
差が生じている場合は、ステップ12で、所定のS/N比と
なるまで繰り返し信号注入レベルを修正すると共に、ス
テップ13で、最終的に修正された信号注入レベルに対応
するパルス幅制御信号のパルスデューティでレベル記憶
回路33のデータを更新し、次回信号送信時のパルスデュ
ーティ算出のデータとする。

更に、レベル調整回路25は、信号の注入を終了した後
（ステップ14）、ステップ15で、中央装置21に信号注入
レベルのデータを返送し、中央装置21の操作盤にこれを
表示して操作者がこれを確認できるようにする。

設定されるS/N比の値としては、通常の場合20dB程度
とすれば十分であり、これに対する信号注入レベルは、
商用周波電圧の0.1〜0.2％となるので、信号注入レベル
は従来と比較して約1/10となり、負荷機器への影響が大
幅に低減される。

なお、ステップ１〜３は必ずしも必要ではない。

電力会社が行う配電系統の遠隔監視・制御機能として
は、電力量計の自動検針データの収集、配電系統の開閉
器制御、配電線の電圧・電流などの配電線管理情報の収
集、及び負荷制御があるが、これらの機能の中で子局装
置11からデータ信号の返送を必要としない負荷制御の場
合は、負荷制御受信器が配電系統の低圧末端に設置され
ており、信号注入点でのS/N比で受信側の信頼性を予測
するのが困難であること、及び受信状態の確認を行えな
いことにより、任意のS/N比の設定を行わず、予めレベ
ル調整回路25に設定された従来と同様の十分なS/N比が
期待できる高レベルで信号を注入するようにし、信号レ
ベルの調整は行わない。

また、自動検針、開閉器制御、及び配電管理情報収集
の場合には、時間帯や頻度が異なるので、異なるS/N比
を設定することが望ましい。

次に、親局装置のみならず、親局装置にデータ信号の
返送機能を有する子局装置においても、親局装置から送
られてきた信号レベル、及び信号の受信点における雑音
レベルを測定する計測手段を設けて、信号の受信状態を
親局装置に返送するようにした配電線搬送用子局装置に
ついて説明する。

第４図は、本発明の一実施例である配電線搬送用子局
装置40のブロック図である。

第５図は、子局装置40の動作の順序を示すフローチャ
ートである。

子局装置40では、ステップ20で、低圧配電線10上の雑
音を受信フィルタ41が商用周波から分離し、A/Dコンバ
ータ42がディジタル値に変換して、レベル計測回路43が
そのレベルを常時測定し、ステップ21で、レベル記憶回
路44がこのデータを記憶する。

ステップ22で、受信回路45が信号有りを検出すると、
ステップ23で、レベル計測回路43が信号レベルを測定し
て、ステップ24で、この信号レベル及び雑音レベルに対
するS/N比を算出し、ステップ25で、レベル記憶回路44
にこれらのデータを記憶させる。ステップ26で、受信回
路45は受信した信号が自己の呼出指令信号であることを
判別すると、ステップ27で指令内容を受信する。受信さ
れた指令内容に応じて負荷監視制御回路46が動作し、監
視結果などのデータを送信制御回路47へ入力する。ま
た、レベル計測回路43は、信号レベル及びS/N比をレベ
ル記憶回路44から読みだし、送信制御回路47へ入力す
る。これにより、ステップ28で、送信回路48は返送デー
タに付加して信号レベル及びS/N比を親局装置へ返送す
る。

親局装置では、受信点における信号の受信状態を示す
データにより、前述の信号注入点における雑音レベルや
S/N比のデータと併せて、伝送系全体の状態が把握で
き、従って、S/N比の設定をより正確に行うことができ
る。

なお、信号の受信状態に係るデータを常時返送データ
に付加して、子局装置40から親局装置に返送することに
より、返送データが冗長となり、配電系統自動化システ
ムの運用性を損なうような場合は、親局装置から子局装
置40への指令の中に指示ビットを付加し、必要に応じて
データを返送させるようにしてもよい。

（発明と実施例の対応） 第１図のインバータ回路27及び結合回路28が請求項１
記載の発明の送信手段に相当し、第１図のレベル計測回
路32が計測手段に、第２図のS/N比設定回路24が設定手
段に、第１図のレベル調整回路25が自動調整手段に、第
１図のレベル記憶回路33が記憶手段に、それぞれ相当す
る。

また、第４図の受信フィルタ41及び受信回路45が請求
項２記載の発明の受信手段に相当し、第４図のレベル計
測回路43が計測手段に、送信制御回路47が送信制御手段
に、それぞれ相当する。

（発明の効果） 以上説明したように、請求項１記載の本発明によれ
ば、配電線搬送用親局装置に、信号の注入点における信
号注入レベル、及び信号伝送帯域の雑音レベルを測定す
る計測手段と、信号の注入点におけるS/N比を設定する
設定手段と、前記計測手段により測定された信号注入レ
ベルと雑音レベルの変化に応じて、信号注入レベルを前
記設定手段により設定されたS/N比に合うように調整す
る自動調整手段と、前記計測手段によりそれぞれ測定さ
れた雑音レベル及び前記自動調整手段により調整された
結果の信号注入レベルを記憶・更新する記憶手段とを設
け、以て、信号の注入点でのS/N比を予め設定された一
定の値にすると共に、信号注入レベルを常に必要最小限
の値に調整する、即ち雑音の多い場合には大きい値に、
雑音の少ない場合には小さい値に調整するようにしたか
ら、信号伝達の信頼性を確保することができ、しかも、
負荷機器への影響を低減することができる。また、信号
の注入点での信号注入レベル及び雑音レベルを測定し、
その変化に応じて信号注入レベルを調整していて、この
調整は子局装置の応答とは無関係であるから、所定の信
号注入レベルへの調整を短時間で行うことができる。更
に、調整結果として信号注入レベルを記憶手段により記
憶・更新するようにしたから、自動調整手段の作動を容
易なものにすることができる。

また、請求項２記載の本発明によれば、配電線搬送用
子局装置に、請求項１記載の親局装置からの信号を受信
した時の信号受信レベル、及び信号の受信点における信
号伝送帯域の雑音レベルを測定する計測手段と、該計測
手段により測定された信号受信レベル、及び信号受信レ
ベルと雑音レベルとから算出されるS/N比を、前記親局
装置にて信号の注入点におけるS/N比が設定される際に
伝送系全体の状態を把握させるために、前記送信手段に
より前記親局装置へ送信させる送信制御手段とを設けた
から、親局装置でのS/N比の設定をより正確に行わせる
ためのデータを効率的に親局装置に送ることが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である配電線搬送用親局装置
の一部を構成する変電所装置の信号注入関連部分を示す
ブロック図、第２図は第１図図示実施例の信号注入動作
の順序を示すフローチャート、第３図は本発明の一実施
例である配電線搬送用親局装置の残りの一部を構成する
中央装置のS/N比設定関連部分を示すブロック図、第４
図は本発明の一実施例である配電線搬送用子局装置を示
すブロック図、第５図は第４図図示実施例の動作の順序
を示すフローチャート、第６図は従来の配電線搬送方式
を示す構成図、第７図は高圧配電線路の信号の周波数対
伝達率特性を示す図である。 １……中央装置、４……変電所装置、11……子局装置、
15……親局装置、20……変電所装置、21……中央装置、
24……S/N比設定回路、25……レベル調整回路、26……
パルス幅制御回路、27……インバータ回路、29……結合
回路、29……レベル検出フイルタ、31……A/Dコンバー
タ、32……レベル計測回路、33……レベル記憶回路、40
……子局装置、41……受信フイルタ、42……A/Dコンバ
ータ、43……レベル計測回路、44……レベル記憶回路、
45……受信回路、46……負荷監視制御回路、47……送信
制御回路、48……送信回路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 及川 昌洋 宮城県仙台市一番町３丁目７番１号 東北 電力株式会社内 (72)発明者 駒沢 聰 東京都品川区東五反田２丁目２番７号 大 崎電気工業株式会社内 (72)発明者 小山 恭一 東京都品川区東五反田２丁目２番７号 大 崎電気工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−151122（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−21415（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−48735（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−42152（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭53−88742（ＪＰ，Ｕ)

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】配電線路の線間に子局装置への信号を注入
   する送信手段と、子局装置からの信号を受信する受信手
   段とを備えた配電線搬送用親局装置において、信号の注
   入点における信号注入レベル、及び信号伝送帯域の雑音
   レベルを測定する計測手段と、信号の注入点におけるS/
   N比を設定する設定手段と、前記計測手段により測定さ
   れた信号注入レベルと雑音レベルの変化に応じて、信号
   注入レベルを前記設定手段により設定されたS/N比に合
   うように調整する自動調整手段と、前記計測手段により
   それぞれ測定された雑音レベル及び前記自動調整手段に
   より調整された結果の信号注入レベルを記憶・更新する
   記憶手段とを設けたことを特徴とする配電線搬送用親局
   装置。
2. 【請求項２】配電線路により請求項１記載の親局装置か
   ら送られてくる信号を受信する受信手段と、前記親局装
   置への信号を注入する送信手段を備えた配電線搬送用子
   局装置において、前記親局装置からの信号を受信した時
   の信号受信レベル、及び信号の受信点における信号伝送
   帯域の雑音レベルを測定する計測手段と、該計測手段に
   より測定された信号受信レベル、及び信号受信レベルと
   雑音レベルとから算出されるS/N比を、前記親局装置に
   て信号の注入点におけるS/N比が設定される際に伝送系
   全体の状態を把握させるために、前記送信手段により前
   記親局装置へ送信させる送信制御手段とを設けたことを
   特徴とする配電線搬送用子局装置。