JPH03118737A - 配電線搬送通信用中継装置 - Google Patents

配電線搬送通信用中継装置

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JPH03118737A
JPH03118737A JP1254231A JP25423189A JPH03118737A JP H03118737 A JPH03118737 A JP H03118737A JP 1254231 A JP1254231 A JP 1254231A JP 25423189 A JP25423189 A JP 25423189A JP H03118737 A JPH03118737 A JP H03118737A
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謙二 藤原
Keizo Ikeda
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  • Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)

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] 本発明は、配電線搬送通信方式で用いる中継装置に関す
るものである。
[従来の技術] 配電系統の遠隔制御方式の一つである搬送波方式におい
ては、3相の配電線路の特定の2線間に搬送波電圧信号
または搬送波電流信号を注入用トランスを介して注入し
、周波数変位方式により変電所に設けられている変電所
子局と配電系統の末端に設けられている開閉器に付属し
ている開閉器子局との間で通信を行っている。営業所に
設けられている親局と変電所子局との間は通信線を用い
て通信を行っている。
親局から開閉器子局に伝送される信号は「下り信号」と
呼ばれ、この下り信号としては特定の周波数の電圧信号
が用いられる。例えば、搬送波電圧として数百Hzの電
圧を用い、この搬送波電圧の周波数(flとする)を伝
達すべき情報に応じて±αHzシフトさせて、(f1+
α)Hzの状態を論理「0」、(fl−α)Hzの状態
を論理「1」として、数十BPSの通信速度で通信を行
っている。この下り信号は電圧信号であるので損失が少
なく、中継局なしで配電系統の途中に設けられている電
力用変圧器(例えば20kV/6kV級の降圧変圧器、
以下単に変圧器と呼ぶ。)を通して支障なく末端まで伝
送することができる。
各開閉器子局には固有のアドレス番号が割り当てられて
おり、親局は呼び出す開閉器子局のアドレス番号を含む
信号を発生する。開閉器子局は自らのアドレス番号を含
む信号を受信したときに応答して所定の動作を行う。
親局が下り信号により発する指令は、開閉器の開閉状態
、欠相の有無、順送側の向き等の開閉器子局側の状態の
報告を命令する指令や、開閉器の開路指令または閉路指
令等である。
一方間閉器子局から親局に対する信号は「上り信号」と
呼ばれ、この信号としては特定の周波数の電流信号が用
いられる。例えば、数百Hzの搬送波電流を用い、伝送
する情報に応じてこの搬送波電流の周波数(f2とする
)を±βHzシフトさせて、(f2+β)Hzの状態を
論理「0」、(f2−β)Hzの状態を論理「1」とし
て、数十BPSの通信速度で通信を行っている。
開閉器子局は、親局から報告指令があったときや、開閉
器子局側の状態に変化があったとき等に自らのアドレス
番号を含む信号を発する。親局は受信した上り信号に含
まれるアドレス番号から、いずれの開閉器子局からの信
号であるかを識別する。
開閉器子局から親局に伝送される上り信号としては電流
信号が用いられるが、開閉器子局は負荷に近い位置にあ
るため、開閉器子局から配電線に大きな搬送波信号電流
を注入することはできない。
開閉器子局から配電線に注入された微弱な搬送波信号電
流は、線路を伝送される間に減衰され、更に配電系統に
設けられている変圧器の2次側から1次側に伝達される
際に該変圧器の変圧比の逆数を乗じた大きさまで減衰す
る。また各変圧器における結合損失及び内部損失によっ
ても信号が減衰する。以下において搬送波信号電流の変
圧器における結合損失及び内部損失を合せて変圧器内損
失と呼ぶことにする。
上記のように上り信号は減衰が激しいため、各開閉器子
局から配電線に上り信号を注入しただけでは該信号を親
局まで伝達することができない。
従って配電系統の途中の、配電塔やタイトランス等の変
圧器を含む施設が設けられている箇所では、各変圧器の
1次/2次間に跨がって上り信号の中継装置を設けて変
圧器での減衰分を補償している。
第5図は配電系統の構成の一例を従来の中継装置と共に
示したもので、同図においてTsは変電所子局が設置さ
れている変電所の電源変圧器、BUは変電所の母線、F
a−Fcは母線BUに遮断器CBaないしCBcを介し
て接続されたフィーダである。各フィーダには変圧器T
1〜T3を介して支線B1〜B3が接続されている。支
線Bl。
・・・B3にはそれぞれ開閉器All、 Al1.・・
・A31.−A32が設けられ、これらの開閉器にはそ
れぞれ開閉器子局all、  a12.・・・a31.
  a32が設けられている。変圧器Tl−T3のそれ
ぞれの1次、2次間には中継装置RS 1’ないしRS
 3’が設けられている。各中継装置は、各変圧器の2
次側回路に設けられた変流器CTsの出力を入力として
変流器CTsの出力に含まれる搬送波信号を受信し、こ
れを−旦蓄えて必要な増幅を行った後、変圧器の1次側
回路に注入用トランス(図示せず。)を介して注入する
[発明が解決しようとする課題] 末端の開閉器子局からの上り信号は、減衰が大きく、こ
れを正しく中継するためには中継装置での受信感度を高
くする必要がある。しかしながら各変圧器に設けられて
いる中継装置での受信感度を高くすると、各中継装置が
他の変圧器の2次側回路につながる開閉器子局からの上
り信号をも受信して中継することになり、いわゆる多重
中継という現象が生じて親局での信号の判定が困難にな
る。
例えば第5図において変圧器TIの1次、2次間に設け
られている中継装置RS 1’は開閉器子局allから
の上り信号Islを受信して中継を行う(Islを受け
てIRIを送出)が、信号Islは変圧器T1の1次側
に信号tp1として伝わり、この信号Iplの一部は、
他の変圧器T2及びT3の1次側回路側にも回り込む。
変圧器T2及びT3の1次側回路側に回り込んだ信号を
それぞれIp3’及びI p3’ とする。信号I p
2’ により変圧器T2の2次側に信号l52=が生じ
るため、変圧器T2に設けられている中継装置R82’
の受信感度が高いと、該中継装置R82’がこの信号l
52−を受信して中継してしまう(Is2−を受けてf
R2を送出)。
また変圧器T3の2次側にも信号1s3″が生じ、変圧
器T3に設けられている中継装置RS 3’の受信感度
が高いとこの信号Is3”を中継してしまう(Is3−
を受けてIR3を送出)。
ただし中継された信号は、中継されたものであるとの信
号が付加されて送出され、この付加信号を有しているも
のは他の中継装置で再中継されないようになっている。
したがって各中継装置は他の中継装置の送出した信号の
回り込みによって多重中継を行うことはない。
中継局R8I’、R32’及びRS 3’が中継した信
号はともに親局側に伝送される。しかし、これらの中継
された信号(IRI、  IR2,IR3)は位相が揃
っていないため、これらの信号が同時に親局に送られる
と信号電流が重複し、信号の判定、解読が困難になる。
本発明の目的は、多重中継現象の発生を防止した配電線
搬送通信用中継装置を提供することにある。
[課題を解決するための手段] 本発明は、配電系統に設置されている変圧器の1次側回
路及び2次側回路に結合された中継器を備えて、変圧器
の2次側に接続されている配電回路に設けられた開閉器
子局からの搬送波電流信号を中継器により中継して変圧
器の1次側の回路に注入する配電線搬送通信用中継装置
に係わるものである。
本発明においては、変圧器の1次側回路及び2次側回路
にそれぞれ流れる搬送波電流を検出して1次側搬送波検
出信号及び2次側搬送波検出信号を出力する搬送波信号
検出回路と、上記1次側搬送波検出信号と2次側搬送波
検出信号とを比較して2次側搬送波検出信号が1次側搬
送波検出信号よりも大きいときにのみ中継器による中継
を許容する中継器制御回路とが設けられている。
上記搬送波信号検出回路は、変圧器の1次側回路及び2
次側回路に等しい大きさの搬送波電流が流れたときに1
次側搬送波検出信号と2次側搬送波検出信号との大きさ
の比が上記変圧器の変圧比に等しくなるように調整され
ている。
[作 用] 各変圧器の2次側回路につながる線路に設けられている
開閉器子局から該変圧器の2次側に搬送波信号電流が送
られてくると、該変圧器の1次側にも信号電流が流れる
。この場合変圧器内損失により信号電流の減衰が生じる
。従って変圧器の1次側回路及び2次側回路にそれぞれ
流れる搬送波電流を検出して、変圧器の1次側回路及び
2次側回路に等しい大きさの搬送波電流が流れたときに
大きさの比が変圧器の変圧比に等しくなるように調整さ
れた1次側搬送波検出信号と2次側搬送波検出信号とを
発生させると、変圧器内損失により、常に2次側搬送波
検出信号の方が1次側搬送波検出信号よりも大きくなる
また各変圧器の1次側回路に他の変圧器側から搬送波電
流が回り込んできた場合には、1次側搬送波検出信号の
方が2次側搬送波検出信号よりも大きくなる。
従って本発明のように、変圧器の1次側回路及び2次側
回路にそれぞれ流れる搬送波電流を検出して、変圧器の
1次側回路及び2次側回路に等しい大きさの搬送波電流
が流れたときに大きさの比が変圧器の変圧比に等しくな
るように調整された1次側搬送波検出信号及び2次側搬
送波検出信号を得て、2次側搬送波検出信号が1次側搬
送波検出信号よりも大きいときにのみ中継器による中継
を行わせるようにすると、回り込みによる搬送波信号の
中継を排除して正規の搬送波信号のみを中継することが
でき、多重中継を防止することができる。
[実施例] 以下添付図面を参照して本発明の詳細な説明する。
第1図及び第2図は本発明の実施例を示したもので、第
1図は本発明に係わる中継装置R8IないしR33の構
成例を示し、第2図は配電系統の構成の一例を示してい
る。
第2図に示した配電系統は第5図に示したものと同様で
あり、第2図において第5図の各部と同等の部分には同
一の符号を付しである。
本発明においては、変圧器T1ないしT3のそれぞれの
1次側回路及び2次側回路にそれぞれ1次側変流器CT
p及び2次側変流器CTsが設けられ、両度流器の出力
が中継装置に入力されている。変圧器T1ないしT3の
それぞれの1次、2次間に設けられている中継装置R3
IないしR83の構成はすべて同様であるので、第1図
では変圧器T1を例にとってその1次、2次間に設けら
れている中継装置R8Iの構成を示している。
変圧器T1の1次側に設けられた1次側変流器CTpの
両端には2次負担101が接続され、この変流器の出力
は帯域通過特性を有するフィルタ回路102を通してゲ
イン調整が可能な増幅器を含むレベル検出回路103に
入力されている。
変流器CTpとフィルタ回路102とレベル検出回路1
03とにより、変圧器TIの1次電流から搬送波電流を
検出して1次側搬送波検出信号Vs1を出力する1次側
搬送波信号検出回路1が構成されている。
変圧器TIの2次側に設けられた2次側変流器CTsの
両端には2次負担201が接続され、この変流器の出力
は帯域通過特性を有するフィルタ回路202を通してゲ
イン調整が可能な増幅回路を含むレベル検出回路203
に入力されている。
変流器CTsとフィルタ回路202とレベル検出回路2
03とにより、変圧器TIの2次電流から搬送波電流を
検出して2次側搬送波検出信号VS2を出力する2次側
搬送波信号検出回路2が構成され、1次側搬送波信号検
・出回路1及び2次側搬送波信号検出回路2により、搬
送波検出回路3が構成されている。
上記搬送波検出回路3においては、変圧器の1次側及び
2次側に等しい大きさの搬送波電流が流れたときに1次
側搬送波検出信号Vslと2次側搬送波検出信号Vs2
との大きさの比が、変圧器の変圧比(1次側電圧/2次
側電圧)aに等しくなるように変流器CTp 、CTs
の変流比と、レベル検出回路103,203の増幅回路
のゲインとが調整されている。
上記のように大きさが調整された1次側搬送波検出信号
Vslと2次側搬送波検出信号Vs2との間で差が生じ
るのは、変圧器TIでの変圧器内損失に起因している。
搬送波電流が2次側回路につながる線路に設けられてい
る開閉器子局から伝送されてきたときには、2次側搬送
波検出信号Vs2が必ず1次側搬送波検出信号Vslよ
りも大きくなり、他の変圧器側から変圧器Tlの1次側
回路に搬送波電流が回り込んできた場合には1次側搬送
波検出信号Vslの方が2次側搬送波検出信号Vs2よ
りも大きくなる。
上記1次側搬送波検出信号Vsl及び2次側搬送波検出
信号Vs2は中継器制御回路4に入力されている。中継
器制御回路4は1次側搬送波検出信号Vsl及び2次側
搬送波検出信号Vs2を比較する比較回路を備えていて
、2次側搬送波検出信号vs2が1次側搬送波検出信号
Vslよりも大きいことが該比較器により判定されたと
きにのみ中継器5の中継動作を許容するようになってい
る。
中継器5は変圧器T1の2次側に設けられた変流器CT
sの出力を入力とする受信回路を備えていて、該受信回
路が変流器CTsの出力から搬送波電流成分を取り出し
て該搬送波電流により搬送されてきた信号(2進符号か
らなる。)を−旦記憶する。中継器5はこの記憶した信
号により変調されて充分増幅された搬送波電流を注入用
変圧器6を通して変圧器TIの1次側回路に注入する。
上記の実施例においてフィルタ回路102及び202は
、変流器により検出された電流から配電系統の商用周波
数成分を除去し、実質的に変調された搬送波信号のみを
通過させるように構成される。
例えば搬送波電流としてf2Hzの電流が用いられてそ
の周波数が±βHzシフトされて変調される場合には、
信号の帯域が(f2−β)Hzから(f2+β)Hzと
なるが、この場合フィルタ回路102及び202は、例
えば(f2−hβ)Hzから(f2 +hβ)Hzの帯
域の信号を通過させるように構成される。
上記においてhは1より大であるが、通常h=2程度と
する。
レベル検出回路103及び203は、フィルタ回路10
2及び202から与えられる搬送波信号を増幅するとと
もに全波整流及び平滑して1次搬送波検出信号Vsl及
び2次搬送波検出信号Vs2を出力する。
第4図は上記フィルタ回路とレベル検出回路の構成例を
示したもので、現在中継器に設けられている受信回路を
そのまま流用したものである。同図において7はコンデ
ンサCIないしC6とコイルLl、L2とからなってい
て商用周波数成分(例えば60Hzの成分)を除去する
フィルタ回路、8は演算増幅器OPIと抵抗R1ないし
R4とコンデンサC7,C8とからなっていて(f2 
+hβ)Hz以下の成分を通過させるフィルタ回路、9
は演算増幅器OP2と抵抗R5ないしR7とコンデンサ
C9ないしC1lとからなっていて(f2−hβ)Hz
以上の成分を通過させるフィルタ回路であり、これらの
フィルタ回路7ないし9によりフィルタ回路102また
は202が構成されている。
またレベル検出回路103,203は、演算増幅器oP
3、抵抗R8ないしR12及びダイオードDi、D2か
ら成る全波整流回路10と、演算増幅器OP4、抵抗R
13,R14及びコンデンサC12から成る積分回路1
1とからなり、積分回路11により全波整流回路10の
出力が平滑されるようになっている。
第4図の回路の入力端子tiに変流器CTpまたはCT
sの出力が入力されると、先ずフィルタ回路7により商
用周波数成分が除去され、更にフィルタ回路8及び9に
より(f2−hβ)Hzないしくf2 +hβ)Hzの
帯域の信号のみが取り出されてレベル検出回路103ま
たは203に入力される。レベル検出回路では、入力信
号を全波整流した後平滑して、入力信号の絶対値に相当
する直流信号を1次側搬送波検出信号Vslまたは2次
側搬送波検出信号Vs2として出力端子toから出力す
る。
レベル検出回路103及び203のゲインは、変圧器の
1次側及び2次側に等しい大きさの搬送波電流が流れた
ときに1次側搬送波検出信号Vslと2次側搬送波検出
信号Vs2との大きさの比が変圧器の変圧比aに等しく
なるように調整される。
上記1次側搬送波検出信号Vslと2次側搬送波検出信
号Vs2との間には、変圧器内損失により大きさの差が
生じ、変圧器の1次側回路及び2次側回路の内、搬送波
信号を発生した開閉器子局が存在する側の回路から検出
した搬送波検出信号が他の搬送波検出信号よりも大きく
なる。即ち搬送波電流が下流から変圧器の2次側に入っ
てきたとき(搬送波電流を発生した開閉器子局がその上
流にある変圧器の2次側にある場合)には、2次側搬送
波検出信号Vs2が1次側搬送波検出信号Vslよりも
大きくなり、搬送波電流が変圧器の1次側を通って2次
側に入ってきたとき(搬送波電流を発生した開閉器子局
が他の変圧器の2次側にある場合)には、1次側搬送波
検出信号Vslが2次側搬送波検出信号Vs2よりも大
きくなる。
従って1次側搬送波検出信号Vslと2次側搬送波検出
信号Vs2との大小を比較することにより、信号を発生
した開閉器子局がその変圧器の2次側に存在するのかを
他の変圧器の2次側に存在するのかを判定することがで
きる。
中継器制御回路4は上記1次側搬送波検出信号Vslと
2次側搬送波検出信号Vs2とを比較し、搬送波電流が
受信された際に、1次側搬送波検出信号Vslが2次側
搬送波検出信号Vs2よりも大きいと判断された場合に
は中継器5の中継動作を禁止し、2次側搬送波検出信号
Vs2が1次側搬送波検出信号Vslよりも大きいと判
断された場合に中継器4による中継動作を許容するよう
に働く。
第2図において、開閉器子局allからの信号■8に基
き変圧器Tlの2次側に上って来る信号IS1により、
中継器jlR81は中継動作を行い、中継信号fR1を
変圧器Tlの1次側に送出する。
中継信号IRIは変電所の電源変圧器Tsの2次側に接
続されている変電所子局(図示せず)により、通信線(
図示せず)を通って営業所に設けられた親局(図示せず
)に送信される。
一方、変圧器T2及び変圧器T3の2次側にも、変圧器
T1→変圧器T2を介しての回り込み電流(Igl−”
Ipl−”Ip2− →Ts2−)のl52−及び変圧
器Tl→変圧器T3を介しての回り込み電流(Isl−
+Ipl−+Ip3−→l53−)のrs3−が生じる
。しかし、前述の理由により中継装置R82及び中継装
置R33は共に中継動作は行わない。
上記のように、本発明においては、信号を発生した開閉
器子局がその変圧器の2次側に存在するのか他の変圧器
の2次側に存在するのかを判定して、その変圧器の2次
側に信号を発生する開閉器子局が存在すると判定された
場合にのみ、中継器による中継を行わせるようにしたの
で、多重中継を確実に防止することができる。
以上においては変圧比aを一定としたが、現実の変圧器
では変圧比は必ずしも固定したものではなく、特に負荷
時タップ切換装置付の変圧器においては、変圧器は運転
中においても変化する。
このような場合には、例えば中継失敗を生じさせること
なく多重中継を防止できる変圧比の代表値を定めて、こ
の代表値に基きレベル検出回路103.203の増幅回
路のゲイン調整を行えば良い。
あるいはまた、負荷時タップ切換装置のタップ位置によ
り自動的に上記のゲイン調整を行うようにしてもよい。
尚本発明においては、変圧器の1次側回路及び2次側回
路にそれぞれ電流検出手段(上記の実施例では変流器C
Tp及びCTs )を設けるが、変圧器Tl、T2.・
・・が設けられている施設(配電塔あるいはタイトラン
ス等)に既設の変流器がある場、合には、該既設の変流
器を上記実施例の変流器CTp及びCTsとして利用す
ることができる。
上記の実施例では、変圧器T1〜T3のそれぞれの2次
側に単一の支線が設けられているが、変圧器の2次側に
複数の支線が接続されていてそれぞれに変流器が設けら
れている場合には、1次側搬送波検出信号と2次側搬送
波検出信号との差を更に大きくして判定を容易にするこ
とができる。
例えば第3図に示すように、変圧器T1の2次側に3つ
の支線Bll〜B13が接続されていて、それぞれに変
流器CTsl〜CTs3が設けられ、支線Bllに開閉
器子局allが接続されているものとする。この場合、
変圧器T1の1次側回路及び2次側回路を流れる電流を
I1及びI2、支線BllないしBI3をそれぞれ流れ
る電流を121ないし123とし、変圧器の変圧比をa
o、変圧器内損失による損失係数をkとすると、変圧器
T1の1次側から信号が回り込んだ場合に支線Bllに
流れる信号電流121は、 I21=I2 −I22−I23 =kxaxll  −I22−123    − (1
)開閉器子局allから信号が発生した場合に変圧器T
1の1次側に流れる信号電流11は、I 1 =kX 
(1/a) x N =kx (1/a) X (I21−122−123)
・・・(2) 上記のように、(122+ I 23)の存在により、
1次側搬送波検出信号と2次側搬送波検出信号との間の
差を大きくすることができるため、信号の伝送方向の判
定を容易にすることができる。
[発明の効果] 以上のように、本発明によれば、中継装置で搬送波信号
が受信されたときに、変圧器の1次側回路及び2次側回
路にそれぞれ流れる搬送波電流を検出して、変圧器の1
次側回路及び2次側回路に等しい大きさの搬送波電流が
流れたときに大きさの比が変圧器の変圧比に等しくなる
ように調整された1次側搬送波検出信号及び2次側搬送
波検出信号を得、2次側搬送波検出信号が1次側搬送波
検出信号よりも大きいときにのみ中継器による中継を行
わせるようにしたので、回り込みによる搬送波信号の中
継を排除して正規の搬送波信号のみを中継することがで
き、多重中継を防止することができる利点がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例の要部の構成を示すブロック図
、第2図は本発明を適用する配電系統の一例を示す構成
図、第3図は本発明の他の実施例の要部を示すブロック
図、第4図は本発明の実施例で用いる電気回路の構成を
示す回路図、第5図は従来の中継装置を用いた配電系統
の構成例を示した構成図である。 R3l−R83・・・中継装置、T1〜T3・・・変圧
器、Fa−Fc・・・フィーダ、81〜B3・・・支線
、CTp・・・1次側変流器、CTs・・・2次側変流
器、1・・・1次側搬送波信号検出回路、2・・・2次
側搬送波信号検出回路、3・・・搬送波検出回路、4・
・・中継器制御回路、5・・・中継器、6・・・注入用
トランス。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】  配電系統に設置されている変圧器の1次側回路及び2
    次側回路に結合された中継器を備え、前記変圧器の2次
    側に接続されている配電回路に設けられた開閉器子局か
    らの搬送波電流信号を前記中継器により中継して前記変
    圧器の1次側の回路に注入する配電線搬送通信用中継装
    置において、前記変圧器の1次側回路及び2次側回路に
    それぞれ流れる搬送波電流を検出して、前記変圧器の1
    次側回路及び2次側回路に等しい大きさの搬送波電流が
    流れたときに大きさの比が前記変圧器の変圧比に等しく
    なるように調整された1次側搬送波検出信号及び2次側
    搬送波検出信号を出力する搬送波信号検出回路と、 前記1次側搬送波検出信号と2次側搬送波検出信号とを
    比較して2次側搬送波検出信号が1次側搬送波検出信号
    よりも大きいときにのみ前記中継器による中継を許容す
    る中継器制御回路とを備えたことを特徴とする配電線搬
    送通信用中継装置。 
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