FR3036903A1 - Procede d'injection de signaux par courant porteur en ligne, et dispositif d'injection ou de reception - Google Patents

Abstract

Procédé d'injection de signaux par courant porteur en ligne sur une ligne de transport d'électricité (10) comprenant au moins un premier conducteur de phase (11) et un deuxième conducteur de phase (12), le procédé d'injection comprenant les étapes de : - générer un signal de données (25) ; - générer à partir du signal de données un signal de données déphasé (26) ; - injecter sur le premier conducteur de phase (11) le signal de données et sur le deuxième conducteur de phase (12) le signal de données déphasé. Dispositif d'injection ou de réception pour la mise en œuvre de ce procédé.

Description

1 L'invention concerne un procédé d'injection de signaux par courant porteur en ligne et un dispositif d'injection qui permettent d'améliorer la qualité du signal reçu.

ARRIERE PLAN DE L'INVENTION La transmission d'un signal de données par « courant porteur en ligne » (signal de données CPL) consiste à superposer le signal de données CPL à un courant électrique transporté par une ligne de transport d'électricité. La superposition est réalisée en injectant le signal de données CPL sur la ligne de transport d'électricité via un injecteur (ou plusieurs injecteurs) réalisant un couplage capacitif ou inductif. Lorsque la ligne de transport est une ligne de transport polyphasée, par exemple triphasée, l'injection du signal de données CPL est généralement réalisée soit en injectant le signal de données CPL entre plusieurs conducteurs de phase et un conducteur de neutre (premier cas), soit en injectant le signal de données CPL entre l'un des conducteurs de phase et le conducteur de neutre (deuxième cas). Dans le premier cas, le signal injecté est identique sur chaque conducteur de phase. Les figures 1 et 2 représentent l'injection d'un signal de données CPL dans le premier cas. L'injection est réalisée sur une ligne triphasée 1 comprenant trois conducteurs de phase 3 et un conducteur de neutre 4 grâce à un dispositif d'injection comprenant un transformateur 5. Le transformateur 5 comporte un secondaire 6 présentant une première borne 7 et une deuxième borne 8.

La première borne 7 est connectée aux trois conducteurs de phase 3, et le signal injecté est donc identique (amplitude, fréquence, phase) sur chaque conducteur de phase 3. En référence à la figure 2, la phase du signal de données CPL injecté est identique pour chaque 3036903 2 conducteur de phase 3 (les flèches 9 représentant les phases sont orientées de la même manière). La figure 3 représente l'injection d'un signal de données CPL dans le deuxième cas : le signal de données 5 CAL est injecté sur un seul conducteur de phase 3. Ces méthodes d'injection classique ont pour conséquence que le signal reçu est de qualité médiocre dans au moins deux configurations particulières du réseau électrique.

10 La première configuration est une configuration dans laquelle le signal de données CAL est injecté entre une phase et le neutre d'une ligne polyphasée, par exemple au niveau d'un tableau électrique, ladite phase n'étant pas disponible pour propager le signal de données CPL, par 15 exemple jusqu'à une prise électrique à laquelle est connectée un récepteur du signal de données CAL. Dans cette première configuration, le signal reçu est très atténué car sa propagation est due uniquement à des phénomènes d'induction mutuelle entre les phases ou à des 20 imperfections du réseau (phénomènes rapides, résultant par exemple d'un déséquilibre de charge entre phases, ou bien phénomènes stables dans le temps, résultant par exemple d'une dispersion de propagation ou d'une impédance différente du réseau selon les fréquences du 25 signal de données) résultant de la dissymétrie du réseau. Tous ces phénomènes d'inductions et imperfections sont non prédictifs et éminemment variables au cours du temps ce qui ne permet pas d'avoir un lien stable au cours du temps.

30 La seconde configuration est une configuration dans laquelle le signal de données CPL est injecté entre une phase et le neutre d'une ligne polyphasée, et dans laquelle le neutre n'est pas disponible pour propager le signal de données jusqu'au récepteur. Dans ce cas, à 3036903 3 nouveau, le signal reçu est aussi très atténué et le lien peu stable. OBJET DE L'INVENTION L'invention a pour objet d'améliorer la qualité du 5 signal de données CPL reçu dans les configurations précitées. RESUME DE L'INVENTION En vue de la réalisation de ce but, on propose un procédé d'injection de signaux par courant porteur en 10 ligne sur une ligne de transport d'électricité comprenant au moins un premier conducteur de phase et un deuxième conducteur de phase, le procédé d'injection comprenant les étapes de : - générer un signal de données ; 15 - générer à partir du signal de données un signal de données déphasé ; - injecter sur le premier conducteur de phase le signal de données et sur le deuxième conducteur de phase le signal de données déphasé.

20 En injectant sur le premier conducteur de phase le signal de données CPL et sur le deuxième conducteur de phase le signal de données CPL déphasé, on assure une qualité de signal satisfaisante lorsque l'une des première ou deuxième phases n'est pas disponible à 25 l'endroit de la réception du signal de données, ou bien lorsqu'un conducteur de neutre de la ligne de transport d'électricité n'est pas disponible. Lorsque l'une des première ou deuxième phases n'est pas disponible, le signal de données CPL est récupéré en 30 utilisant le signal de données injecté sur le conducteur de phase disponible. Lorsque le conducteur de neutre n'est pas disponible, le signal de données CPL est par exemple récupéré en soustrayant le signal injecté sur le deuxième conducteur de phase au signal injecté sur le premier 3036903 4 conducteur de phase. L'invention concerne aussi un dispositif d'injection de signaux par courant porteur en ligne sur une ligne de transport d'électricité comprenant un premier conducteur 5 de phase, un deuxième conducteur de phase et un conducteur de neutre, le dispositif comprenant un transformateur comportant un secondaire comprenant une première borne, une deuxième borne et un point milieu, la première borne étant connectée au premier conducteur de 10 phase, la deuxième borne étant connectée au deuxième conducteur de phase, et le point milieu étant connecté au conducteur de neutre de la ligne de transport d'électricité. L'invention sera mieux comprise à la lumière de la 15 description qui suit d'un mode de mise en oeuvre particulier non limitatif de l'invention. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS Il sera fait référence aux dessins annexés, parmi lesquels : 20 - la figure 1 représente schématiquement une ligne de transport d'électricité triphasée comprenant trois conducteurs de phase sur lesquels est injecté un signal de données CPL selon une méthode de l'art antérieur ; 25 - la figure 2 représente schématiquement en coupe transversale les phases des signaux de données CPL injectés sur chaque conducteur de phase de la ligne de la figure 1 ; - la figure 3 est une figure analogue à celle de 30 la figure 2, si ce n'est que le signal de données CPL est injecté sur un seul conducteur de phase de la ligne de la figure 1 ; - la figure 4 représente schématiquement une ligne de transport d'électricité biphasée 35 comprenant deux conducteurs de phase sur 3036903 5 lesquels est injecté un signal de données CPL selon le procédé de l'invention ; - la figure 5 représente schématiquement les phases des signaux de données CPL injectés sur 5 les deux conducteurs de phase de la ligne de la figure 4 ; - la figure 6 représente schématiquement en coupe transversale les phases des signaux de données CPL injectés selon le procédé de l'invention 10 sur chaque conducteur de phase de la ligne de transport d'électricité triphasée ; - la figure 7 est une vue analogue à la figure 5 représente les phases des signaux de données CPL injectés selon le procédé de l'invention 15 sur deux phases de la ligne de transport d'électricité triphasée. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION En référence aux figures 4 et 5, le procédé d'injection de signaux par courant porteur en ligne est 20 ici mis en oeuvre sur une ligne de transport d'électricité 10 qui transporte une puissance électrique alternative. La ligne de transport 10 est une ligne biphasée comprenant un premier conducteur de phase 11, un deuxième conducteur de phase 12 et un conducteur de neutre 13.

25 L'injection d'un signal de données par courant porteur en ligne est réalisée sur la ligne de transport 10 grâce à un dispositif d'injection de l'invention comprenant un transformateur 15 comportant un primaire 16 et un secondaire 17. Le secondaire 17 du transformateur 30 15 présente une première borne 18, une deuxième borne 19 et un point milieu 20. La première borne 18 est connectée au premier conducteur de phase 11 de la ligne de transport 10, la deuxième borne 19 est connectée au deuxième conducteur de 35 phase 12 de la ligne de transport 10, et le point milieu 3036903 6 20 est connecté au conducteur de neutre 13 de la ligne de transport 10. Un premier filtre 21 est connecté à la première borne 18 du secondaire 17 du transformateur 15 et un 5 deuxième filtre 22 est connecté à la deuxième borne 19 du secondaire 17 du transformateur 15. Le premier filtre 21 et le deuxième filtre 22 comportent chacun une capacité 23 et une inductance 24 montées en série respectivement sur le premier conducteur de phase 11 et sur le deuxième 10 conducteur de phase 12. Le premier filtre 21 et le deuxième filtre 22 sont destinés à réduire l'amplitude d'une tension de la puissance électrique alternative transportée par la ligne de transport 10 et à favoriser la transmission du signal 15 de données CPL. Le premier filtre 21 et le deuxième filtre 22 atténuent ainsi tout signal de fréquence proche de la fréquence de la puissance électrique alternative transportée par la ligne de transport 10 (typiquement 20 50Hz ou 60Hz) et favorisent la transmission de tout signal de fréquence proche de la fréquence porteuse du signal de données CPL (typiquement supérieure à 35kHz). Le premier filtre 21 et le deuxième filtre 22 sont pour cela dimensionnés chacun pour résonner autour de la 25 fréquence porteuse du signal de données CPL. Le procédé d'injection de l'invention comprend tout d'abord l'étape de générer un signal de données CPL 25, ledit signal de données CPL 25 étant appliqué au primaire 16 du transformateur 15 puis reproduit au secondaire 17.

30 Le procédé d'injection comporte ensuite l'étape de générer à partir du signal de données CPL 25 un signal de données CPL déphasé 26. La manière dont le transformateur 15 est connecté à la ligne de transport 10 permet de générer un signal de 35 données CPL déphasé 26 en opposition de phase avec le 3036903 7 signal de données CPL 25 (voir figure 5). Le signal de données CPL 25 est injecté entre le premier conducteur de phase 11 et le conducteur de neutre 13 de la ligne de transport, et le signal de données CPL 5 déphasé 26 est injecté entre le deuxième conducteur 12 de phase et le conducteur de neutre 13 de la ligne de transport 10. Ainsi, si le premier conducteur de phase 11 (respectivement le deuxième conducteur de phase 12) n'est 10 pas disponible à l'endroit où le signal de données CPL est réceptionné, le signal de données CPL peut être obtenu en utilisant le deuxième conducteur de phase 12 (respectivement le premier conducteur de phase 11) et le conducteur de neutre 13.

15 De même, si le conducteur de neutre 13 n'est pas disponible à l'endroit où le signal de données CPL est réceptionné, le signal de données CPL peut être obtenu en soustrayant au signal cheminant sur le premier conducteur de phase 11 le signal cheminant sur le deuxième 20 conducteur de phase 12 (ou inversement). Comme les signaux cheminant sur le premier conducteur de phase 11 et sur le deuxième conducteur de phase 12 sont en opposition de phase, la puissance du signal reçu est importante.

25 La structure particulière du transformateur 15 et la manière dont il est connecté à la ligne de transport 10 présentent un avantage additionnel. On sait qu'il est préférable de transmettre un signal de données CPL sous forme de courant (à basse impédance) lorsque le réseau de 30 réception est très chargé et sous forme de tension (à haute impédance) lorsque le réseau de réception est peu chargé. Ici, lorsque le premier conducteur de phase 11 est utilisé pour alimenter un premier réseau de réception et que le deuxième conducteur de phase 12 est utilisé 35 pour alimenter un deuxième réseau de réception, le 3036903 8 secondaire 17 du transformateur 15 adapte automatiquement les niveaux de tension et de courant (selon la puissance disponible pour le signal de données CPL) entre le premier réseau de réception et le deuxième réseau de 5 réception pour optimiser leur alimentation en fonction de leur charge. L'injection d'un signal de données CPL selon le procédé de l'invention peut bien sûr être réalisée sur une ligne de transport d'électricité polyphasée 10 différente, par exemple sur une ligne de transport triphasée 30, visible sur la figure 6. La ligne de transport triphasée 30 comporte trois conducteurs de phase 31 et un conducteur de neutre 32. Les phases des signaux injectés sur chaque conducteur de phase 31 sont 15 différentes. Chaque signal injecté sur un conducteur de phase 31 est déphasé de 120° (211/3 rad) par rapport au signal injecté sur le conducteur de phase 31 adjacent. On note, en référence à la figure 7, que le signal de données CPL peut bien sûr être injecté selon le 20 procédé de l'invention sur seulement deux conducteurs de phase 31 de la ligne de transport triphasée 30. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit mais englobe toute variante entrant dans le champ de l'invention telle que définie par les 25 revendications. Comme on l'a vu plus tôt, l'injection de signaux de données CPL selon le procédé de l'invention peut être mis en oeuvre sur des lignes polyphasées comportant un nombre de phases quelconque. L'injection selon le procédé de 30 l'invention peut être réalisée sur un nombre quelconque (supérieur ou égal à deux) de conducteurs quelconques de la ligne polyphasée utilisée. Le déphasage entre chaque signal de données CPL injecté peut bien sûr être différent de H rad ou de 211/3 35 rad.

3036903 9 On note aussi que le dispositif d'injection présenté comportant le transformateur 15 peut parfaitement être utilisé pour recevoir des signaux par courant porteur en ligne sur une ligne de transport d'électricité.

Claims (6)

1. REVENDICATIONS1. Procédé d'injection de signaux par courant porteur en ligne sur une ligne de transport d'électricité (10 ; 30) comprenant au moins un premier conducteur de phase (11 ; 31) et un deuxième conducteur de phase (12 ; 31), le procédé d'injection comprenant les étapes de : - générer un signal de données (25) ; - générer à partir du signal de données un signal de données déphasé (26) ; - injecter sur le premier conducteur de phase (11 ; 31) le signal de données et sur le deuxième conducteur de phase (12 ; 31) le signal de données déphasé.
2. 2. Procédé d'injection selon la revendication 1, dans lequel le signal de données (25) et le signal de données déphasé (26) sont en opposition de phase.
3. 3. Procédé d'injection selon l'un des revendications précédentes, dans lequel l'injection est réalisée via un transformateur (15) comportant un secondaire (17) comprenant une première borne (18), une deuxième borne (19) et un point milieu (20), la première borne étant connectée au premier conducteur de phase, la deuxième borne étant connectée au deuxième conducteur de phase, et le point milieu étant connecté à un conducteur de neutre (13) de la ligne de transport d'électricité.
4. 4. Dispositif d'injection ou de réception de signaux par courant porteur en ligne sur une ligne de transport d'électricité (10 ; 30) comprenant un premier conducteur de phase (11 ; 31), un deuxième conducteur de phase (12 ; 31) et un conducteur de neutre (13 ; 32), le dispositif d'injection ou de réception comprenant un transformateur (15) comportant un secondaire (17) comprenant une première borne (18), une deuxième borne (19) et un point milieu (20), la première borne étant 3036903 11 connectée au premier conducteur de phase, la deuxième borne étant connectée au deuxième conducteur de phase, et le point milieu étant connecté au conducteur de neutre (13) de la ligne de transport d'électricité. 5
5. 5. Dispositif d'injection ou de réception selon la revendication 4, dans lequel un premier filtre (21) est connecté à la première borne et un deuxième filtre (22) est connecté à la deuxième borne, le premier filtre et le deuxième filtre étant destinés à réduire 10 l'amplitude d'une tension d'une puissance électrique alternative transportée par la ligne de transport et à favoriser une émission ou une réception du signal de données.
6. 6. Dispositif d'injection ou de réception 15 selon la revendication 5, dans le premier filtre 21 et le deuxième filtre 22 comportent chacun une capacité 23 et une inductance 24 montées en série respectivement sur le premier conducteur de phase 11 et sur le deuxième conducteur de phase 12.