JPH0775334B2

JPH0775334B2 - 配電線搬送信号送受信方式

Info

Publication number: JPH0775334B2
Application number: JP63252919A
Authority: JP
Inventors: 聰駒沢
Original assignee: Osaka Denki Co Ltd
Current assignee: Osaka Denki Co Ltd
Priority date: 1988-10-08
Filing date: 1988-10-08
Publication date: 1995-08-09
Anticipated expiration: 2010-08-09
Also published as: JPH02101828A

Description

【発明の詳細な説明】（発明の利用分野）本発明は、商用電力供給用の三相配電線路を搬送信号の
伝送路として使用し、比較的低周波帯の信号を商用周波
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、配電線搬送信
号送受信方式の改良に関するものである。

（発明の背景）商用電力供給用の配電線路の線間を搬送信号の伝送路と
して使用し、配電系統の電源端の親局装置から負荷側の
子局装置へ信号を電圧の形で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電流の形で送る配
電線搬送方式は、電流信号伝送方式と呼ばれ、負荷側の
各種制御システムからのデータの収集などに利用され
る。

第５図は一般的な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、変電所主変圧器２を有する配電用変電所に設
置された変電所装置３へ送られ、変電所装置３の送信装
置４から三相の電圧信号として変電所母線５へ注入され
る。注入された信号は高圧配電線６上を搬送され、配電
用変圧器７を経て低圧配電線８につながる子局装置９の
受信装置10により受信される。

また、子局装置９のデータは、送信装置11から単相の電
流信号として低圧配電線８に注入され、配電用変電所の
フィーダ変流器12及び補助変流器13を経て、変電所装置
３の受信装置14により受信される。

中央装置１及び変電所装置３が親局装置15を構成する。

配電線搬送方式は、搬送信号として低周波帯を用いるこ
とから伝送特性が良好であると共に、例えば、親局装置
15から子局装置９への信号伝送の場合は、変電所母線５
一ケ所への信号の注入により、低圧配電線８を含む電力
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、子局装
置９の受信装置10により三相の内のいずれかの一相で信
号を受信する従来の方式では、信号の伝送帯域に過大な
レベルの雑音を発生させる特別な負荷機器（アーク炉な
ど）が存在する場合においては、信号受信時のS/N比が
劣化し、信号伝達の信頼性が低下することがある。

このような問題点を解決するため、従来は、信号の標準
注入レベルを雑音レベルに対して一定以上のS/N比とな
るよう十分に余裕度を見込んだ高レベルに設定し、信号
伝達に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、配電系統に接がる負荷機器に対する影響や、信号送
信手段の規模などからは、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
る一つの課題となっていた。

（発明の目的）本発明の目的は、上述した問題点を解決し、信号伝達の
信頼性を向上し、しかも配電系統の負荷機器への影響を
低減すると共に、信号送信手段を小型低廉化することが
できる配電線搬送信号送受信方式を提供することであ
る。

（発明の特徴）本発明は、上記の目的を達成するために、三相の商用電
力供給用配電線路の線間に搬送信号を重畳させて、デー
タの送受信を行う配電線搬送信号送受信方式において、
信号の送信側では、三相の配電線路の各相に、商用周波
の相回転と逆回転となるように信号を注入し、信号の受
信側では、三相の配電線路の二相から信号を受信し、商
用周波の進み相から受信した信号を、信号の三分の一の
周期だけ遅延させて、他の相から受信した信号より減算
することによって、受信利得の増大した信号出力を得る
と共に、信号伝送帯域の雑音の内商用周波と同じ相回転
方向の三相の位相関係をもつ雑音成分を除去するように
したことを特徴とする。

（発明の実施例）本発明は、三相の配電線路上に発生する雑音の多くが、
商用周波と同様の三相の位相関係をもち、且つ、相回転
の方向も同じであることに着目して、なされたものであ
る。

配電線路に接がる負荷には、三相負荷と単相負荷があ
り、負荷機器から発生する雑音についても三相の位相関
係をもつものと、単相のものが混在しているが、三相雑
音の方が大きく、S/N比の劣化に影響を及ぼす比率が高
い。

第３図に三相の雑音ベクトル及び本発明の信号ベクトル
の位相関係を示す。

第３図（ａ）に示すように、信号伝送帯域に分布する雑
音成分の多くは三相機器から発生し、各相の雑音成分
N_R、N_S、N_Tは相回転の方向も三相の負荷機器に供給され
る商用周波と同じである。

そこで、本発明では送信側で注入する三相の信号S_R、
S_S、S_Tは、第３図（ｂ）に示すように、雑音成分N_R、
N_S、N_Tは逆回転、即ち商用周波の相回転と逆回転に発生
させる。

第１図は、本発明の実施する送信装置の信号注入関連部
分の例を示すブロック図である。

変電所装置３（第５図）中に設けられる送信装置20で
は、三相の配電線路21の各相に接続された相回転検出回
路22で、配電線路21の相回転の方向を検出して、その結
果を制御回路23に伝達する。制御回路23に制御されたイ
ンバータ回路24は、商用周波と逆方向の相回転の三相の
パルス信号を発生し、この信号は結合回路25により商用
周波の相回転と逆の相回転の、三相の正弦波信号に変換
されて配電線路21に注入される。

なお、三相の信号を商用周波と逆の相回転で注入するこ
とに技術的な問題はない。

第２図は、本発明を実施する受信装置の信号受信部分の
例を示すブロック図である。

子局装置９中に設けられる受信装置30は、配電線路21に
接続された三相の配電用変圧器31R、31S、31Tの内の二
相（第２図ではＲ相及びＳ相）に接続され、雑音成分を
含む信号を二相の配電用変圧器31R、31Sから受信する。

そして、それぞれ帯域通過形の受信フィルタ32及び33で
ろ波する。

商用周波の位相が進んでいる相（第２図ではＲ相）から
受信した信号及び雑音成分については、1/3周期遅延回
路34により信号の1/3の周期に相当する遅延を与える。

一方、商用周波の位相が遅れている相（第２図ではＳ
相）から受信した信号及び雑音成分については、位相反
転回路35で位相を反転し、これら二つの相から受信した
二つの信号及び雑音成分を加算回路36で加算・合成した
後、復調回路37により復調する。

以上の処理を行うことにより、配電線路に分布する三相
の雑音成分が除去されると共に、信号は二つの相の信号
成分がベクトル合成されることにより、受信された信号
出力のS/N比が大幅に向上する。

なお、第２図の受信装置30の構成では、Ｓ相の信号及び
雑音成分について位相反転回路35で位相を反転し、遅延
されたＲ相の信号及ひ雑音成分に加算回路36で加算する
としているが、Ｓ相の信号及び雑音成分の位相を反転せ
ず、遅延されたＲ相の信号及び雑音成分からそのまま減
算するようにしてもよい。

次に、上述した信号処理を数式により説明する。

Ｒ相及びＳ相に接続された受信フィルタ32及び33の出力
をそれぞれF_R（ｔ）、F_S（ｔ）とすると、加算回路36の
出力は、 T₀:信号通過帯域の中心周波数の周期（1/f₀）と表わさ
れる。

進み相であるＲ相の雑音を単位振幅で N_R（ｔ）＝sin2πf_Nt ・・・（２） f_N:雑音周波数と表わすと、Ｓ相の雑音はＲ相より1/3周期遅れている
から、と表わされる。

（２）式及び（３）式について（１）式の処理を行う
と、第２図の受信装置30による雑音成分に係わる処理
は、となる。（４）式から、周波数f_Nの三相雑音に対する利
得は、となり、従って、雑音成分の受信利得の周波数特性は、となるから、上述の処理を行うことで、第４図に示すよ
うに信号通過帯域の中心周波数f₀の近傍で雑音成分の受
信利得が最小となる。

一方、信号成分に対する処理については、Ｒ相の信号を
単位振幅で S_R（ｔ）＝sin2πf_St ・・・（６） f_S:信号周波数と表わすと、Ｓ相の信号は商用周波や雑音と逆の相回転
で送信するから、と表わされる。

第２図の受信装置30における信号成分の受信は、（６）
式及び（７）式について（１）式の処理を行うと、となる。従って、第２図の受信装置30による信号の受信
利得の周波数特性は、となり、上述の処理を行うことで、第４図に示すように
信号通過帯域の中心周波数f₀の近傍で信号受信利得がＲ
相及びＳ相で受信した信号成分の約1.7倍となるから、
先に説明した雑音成分の減少と併せて、S/N比が大幅に
改善される。

なお、第４図から明らかなように、f₀を受信フィルタ32
・33の帯域中心とした場合、f₀の近傍での信号の受信利
得の周波数特性は殆ど変動せず、従って、本発明の方式
では、雑音の除去効果をどれだけ保証するかにより、信
号伝送帯域が決定される。

例えば、雑音の低減効果を信号帯域で−20dBとすれば、
ゲインが1/10となる周波数は、であるから、ｆ＝（１±0.048）f₀ となり、信号伝送帯域は中心周波数を仮りに300Hzとし
た場合約30Hzとなる。即ち、配電線搬送方式では、信号
伝送帯域を20〜30Hzとするが、この範囲でのG_S（ｆ）の
変動は微少であり問題にならない。

（発明の効果）信号の送信側では、三相の配電線路の各相に、商用周波
の相回転と逆回転となるように信号を注入し、信号の受
信側では、三相の配電線路の二相から信号を受信し、商
用周波の進み相から受信した信号を、信号の三分の一の
周期だけ遅延させて、他の相から受信した信号より減算
することによって、受信利得の増大した信号出力を得る
と共に、信号伝送帯域の雑音の内商用周波と同じ相回転
方向の三相の位相関係をもつ雑音成分を除去するように
して、信号注入レベルを高めることなく信号伝送時のS/
N比を向上させるようにしたから、線号伝達の信頼性を
確保し、しかも配電系統の負荷機器への影響を低減する
と共に、信号送信手段を小型低廉化することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施する送信装置の信号注入関連部分
の例を示すブロック図、第２図は本発明を実施する受信
装置の信号受信部分の例を示すブロック図、第３図は本
発明に係わる三相の雑音ベクトル及び三相の信号ベクト
ルの位相関係図、第４図は本発明の信号送受信処理によ
る三相の信号及び雑音の周波数対利得特性図、第５図は
一般的な配電線搬送方式の構成図である。 20……送信装置、22……相回転検出回路、23……制御回
路、24……インバータ回路、25……結合回路、30……受
信装置、32・33……受信フィルタ、34……1/3周期遅延
回路、35……位相反転回路、36……加算回路。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】三相の商用電力供給用配電線路の線間に搬
送信号を重畳させて、データの送受信を行う配電線搬送
信号送受信方式において、信号の送信側では、三相の配
電線路の各相に、商用周波の相回転と逆回転となるよう
に信号を注入し、信号の受信側では、三相の配電線路の
二相から信号を受信し、商用周波の進み相から受信した
信号を、信号の三分の一の周期だけ遅延させて、他の相
から受信した信号より減算することによって、受信利得
の増大した信号出力を得ると共に、信号伝送帯域の雑音
の内商用周波と同じ相回転方向の三相の位相関係をもつ
雑音成分を除去するようにしたことを特徴とする配電線
搬送信号送受信方式。