JPS6132626A - 伝送装置 - 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】 〔従来の技術〕 配電系統の発達は、電力エネルギーとしての利用が高度
化する一方、情報伝達の媒体としてその有用性が認識さ
れて益々その度合を高めている。

配電系統は、その構成が多岐に及び形状は単純でも分校
の多い事が特徴である。

このような系統の運用を自動化するため所謂配電自動化
方式が実用化されつつあるが、この中で、配電線搬送を
利用する方式はその構成が、主回路系統の変更に応じて
対処しやすく、余分の専用伝送−を必要としないという
理由で研究されて来ている。然し乍ら本方式は配電線路
の複雑な構成の中ではその動作に確実性を欠く面があり
種々の原理が考案されて来ている。

その中で低圧配電線では位相パルス信号方式が負荷機器
制御システム、自動検針並びに諸情報収集システムとし
て注目されている。

この従来の方式は配電線の商用周波電圧を直接利用し任
意の位相に過渡的高周波振動を発生させこれを信号波と
して伝播させる方式であり、その詳細は以下に示す通り
である。

第１図に於て（１）は高圧配電線、（２）は柱上変圧器
、（３）は低圧配電線、（４）は送受信器（観測）　、
（５）は送受信機（子側）である。

この方式では電源端又は負荷端の送受信機回路の中で高
周波共振回路を接続しその回路を所定の位相で０Ｎ−Ｏ
ＦＦする事会こより商用周波電源電圧波形に任意位相の
過渡的高周波振動を重畳発生するものである。

その原理図を第２図・こポす。

第２図において、（ａ）は位相パルス方式の等価回路図
を、（ｂ）はその波形を示す。この方式の原理は、負荷
端（５）のコンデンサ（５１１に蓄えられた電荷をスイ
ッチ■により放電し、負荷（６）又は電源（０）へイン
ピーダンス（１）　、　＋２１　、　＜３）　、　ｇＱ
を通して分流させるものである。

負荷端でコンデンサＣｏ　ｉυを放電した場合は電源端
へ至る途中柱上変圧器の低圧側を流れる電流１２を検出
する事になる。

この時、信号として発せられる電圧の波形はＶｓ（ｔ）
＝ｅｐ−Ａｅ　　（ｓｔｎｏ）ｔ＋ｃｏｓａ＋ｔ）４貫 ［＝＝ＺＨ＋Ｚｔ＋ＺＬのリアクタンス分と表現される
。

この方式に於ては発信周波数１位相、レベルが発信回路
定数、低圧配電線、柱を変圧器、需要家負荷など蚤こよ
り変動を受ける。

この変動は定量的に把握する事は困難で、本方式が比較
的雑音等に弱いと見られる動作を示す一因となっている
と考えられる。

〔発明の目的〕

本発明は、従来装置のｔ記欠点を解消し新たな方式を提
供せんとするものである。

〔発明の実施例〕

本発明の原理を第８図の等価回路図に示す。

第８図（ａ）に於て、（０）は商用周波電源、（１ンは
高圧側インピーダンス、（２〕は変圧器の等価インピー
ダンス、（３）は低圧側線路のインピーダンス、（４）
は観測受（送）信機、に）は信号受信用ＣＴ、（５）は
子側法（受）信機、伸υは送信回路用コンデンサ、−は
リアクタ、關は送信用スイッチ、（６）は負荷であり、
以ｋ　（１）〜（６）は第２図（ａ）の位相パルス方式
の等価回路図と本質的に同じである。

本発明では子側法（力信機（５）に変成器■を追加した
ものである。

変成型輪はコンデンサ（２）の電荷を放電する事により
生じる負荷（６）への分流分を測定するもので、この測
定結果を送（受〕信機（５）に加味し、観測への送信信
号を自端から発信する自端負荷の情報に追加する事を特
長とする。

この事により負荷側へ分流消失した分を正確に加味する
事によυ子−の情報信号に発信時の負荷側への流失分を
加味でき、線路伝播状態の変化があれはその有無を考慮
した信号送信が可能となる。

次に第８図（ｂ）に、柱上変圧器側の接続を含む本発明
の原理図を示す。

第８図（ｂ）に於て、（０）　、　（２１、（６）は第
２図（ａ）、第８図（ａ）のそれと同じである。（ハ）
、＠は高圧、低圧側に接続されたＣＴで、その接続は差
動的とする。

この出力を電源側受（送）信機（４）１こ滑入する。

負荷側からの送信信号は信号受信用ＣＴｍを介して受（
鉛信機（４）へ加えられるか柱上変圧器は飽和特性をも
つ非線型インピーダンスの為、高圧側でのキャパシタ等
の開閉による過渡現象により複雑な振舞いを示す。従っ
てこの等両回路中の励磁を示す分路に流れる差電流（代
数和）を検出し、この波形が特定周波成分（たとえば４
ｆｏ　＋　６ｆｏ　、８ｆ。

１Ｏｆｏ）を含む時は信号受信用ＣＴに）を介して得ら
れる受（送）信機輔の受信信号の受信判定を一部中止も
しくは変更する様な判断を加味する様にするものである
。

特に高圧側に接続された力率改善コンデン勺を投入する
際に発生する過渡現象はその波形は異なるが直列に接続
された短絡電流抑制用リアクトルとの共振により発生す
るもので、発生機構自体は同一であり高圧側より柱上変
圧器を介して低圧側へ侵入する際、位相如何では高磁束
密度レベルで動作中のＬ記変圧器を直流、飽和させやす
く、その為にその偶数倍調波分をとることになる。この
ような現象を受信端近傍で直接構出する事により、異常
状態を監視でき、伝送不良を生じた際、受信波形の弁別
により確実性を付与する事ができる。

又、高圧側の闘閉等変圧器高圧側の電圧の瞬時変化を来
たした際、同じく柱上変圧器のもつ非線型励磁特性によ
り生ずる励磁インピーダンス分路への分派分により生ず
る過渡現象により生じる高調波波形により、同じく受信
波形が乱れ伝送不良を生じた際、受信波形の弁別により
確実性を付与する事ができる。

以を要するに本方式では、送（至）信端１こ於て生じる
側路分を、電源／負荷両側で検出するようにした事、並
びに受信側に近接する柱を変圧器の非線型性により生じ
る異常現象を検出し、それ）こより受信側弁別ロジック
ｉζ修正を施す事を可能とするものであり、これによ多
信号送受信の確実性を一段と向ｔするものである。

本発明の一実施例の基本構成を第４図に示す。

第４図に於て、（１）〜（５）は第１図における（１〕
〜（５）とほぼその機能は仝じである。本実施例に於て
は、高圧側音こＣＴ　（２１ａ）　、　（２１ｂ）　、
低圧側にＣＴ　（２２ａ）。

（２２ｂ）　、低圧側にＰ　Ｔ　（８１ａ）、　（８１
ｂ）観測受（色信器（４）に近接してＣＴ　（４０ａ）
　、　（４０ｂ）、子側送■信器拘に近接してＣＴ　（
５０ａ）　、　（５０ｂ）を設け、かつ、その２次号こ
計測・処理機能回路的及び１５４Ｉを付加した点が弄な
る。

ＣＴ　（５０ａ）　（５０ｂ）及び計測・処理機能回路
−は前述の原理第８図（ａ）を実現するためのものであ
り、ＣＴ　（２１ａ）　（２１ｂ）　、　ＣＴ　（２２
ａ）　（２２ｂ）　、　ＰＴ　（８１ａ）（ｓｌｂ）及
び計測・処理機能回路（ロ）は前述の原理第８図（ｂ）
を実現するためのものである。

次に回路の詳細な構成及動作を以下に示す。

第５図！ζ本発明の一実施例の子局側（送信端）の構ｆ
を示す。

第５図Ｉζ於て、（５）、　（５０−ａ）、　ｈｌ）　
、　１５９　、１５３１は第８図。

第４図のそれと同じである。（５５ａ）　ｆ、ｔレベル
コンバータであり、ＣＴ　（５０−ａ）　　の２次側の
瞬時値波形を適当なレベルに変換する。（５６ａ）は同
じくレベルコンバータで、低圧回路電圧を同じぐ′瞬時
値波形の適当なレベルをもつものに変換するものである
。（５７ａ）　（５７ｂ）はサンプルホールドアンプで
あ秒レベルコンバータの出力波形を記憶する。

（５８ａ）　（５８ｂ）はサンプルホールドの制御を司
る制御回路で、系統電圧の適当な位相（たとえば０°）
を検出し、この時の電流波形をサンプルするようサンプ
ルホールドアンプ（６７ａ）（６７ｂ）にサンプルパル
スを発生する。これにより電源周波数を同期した送信電
流を掻出で去るよう１こする。

鉋はマルチプレクサであり、サンプルホールドアンプ（
５７ａ）　（５７ｂ）のサンプルホールド値を切換え、
次段のＡ／Ｄコンバーターへ入力として印加する。

を記Ａ／Ｄコンバーターでは、マルチプレクサ−の出力
のアナログ電圧を入力とし、これをディジタル価に変換
して後段のマイクロプロセッサＩｌｌへ印加する。

尚、説明は省略したが、８相回路のｂ相−ｎ相間につい
ても同様な回路構成で入力を系統側より取り、サンプル
ホールドアンプ（５７ｂ）へ加え、制御回路（５８ｂ）
　ｌこより制御してＡ／Ｄコンバーターへ取入れる。

本回路に於てレベルコンバータ（５６ａ）の入力側は必
要に応じＰＴを使用してもよい。本質的にレベルコンバ
ータの機能とＰＴの機能は仝−であるが説明を簡単にす
るためにＰＴを使用しないものとして説明した。

次に本発明の実施例の子局側の動作を次に説明する。

まず子局側より親局側へデータを送信する場合、子局側
はデータの送り出し要求書ζ応じ計量値をソリッドステ
ー！・メータ（７）から受けて子側送（受）何機（５）
の伝送制御回路（ＴＣＣ）でパルス列とし次段のサイリ
スタゲート制御回路（ＧＣＣ）へ印カロする。

サイリスタモジユニルーはこのゲート制御回路ＧＣＣの
出力パルスを受は点弧するが、この点弧回数に応じ目出
振動パルス波形がコンデンサー。

リアクタ１ｌｉ２から外部回路へ送出される。

ここで、負荷が電源と反対側に接続されて居ると、コン
デンサーよりパルスは負荷側へも分流しＣＴ（５０−ａ
）　　の１次側にも電流が流０るから、その２次側に電
流が流れ、レベルコンパ−３１（５５ａ）によりサンプ
ルホールドアンプ（５７ａ）に保持すれる。但しこの時
、低圧線間電圧をレベル変換し、制都回路（５８ａ）に
加えであるので仁の極性及び間隔をマイクロプロセッサ
−からの指令に２じ設定してコンデンサ日の印加電圧の
放電のり（Ｅング及びコンデンサ１５Ｉｌの両＠電圧の
極性と同一方向の時にホールドさせるようにすると、線
間電圧符号に同期した主流波形をサンプルし保持する事
ができる。

即ち送信用スイッチ−を閉とした時の位相パルスの負荷
流出分を計測できる。

次にこのようにして得たアナログ値はマルチプレクサＭ
で切換えの後、Ａ／Ｄコンバーター１こよりディジタル
値となり、マイクロプロセッサ旬１こより取込まれその
メモリー内に収納される。

このマイクロプロセッサ梱が記憶しＴこ流出電流波形の
大きさ１周波数２位相をマイクロプロセッサ−により高
速分析し、その値を子側（受）何機（５）の信号送出用
の伝送制御回路ＴＣＣへ印加し、次の伝送サイクルに送
出する情報にＬ記情報を重畳して伝送する。

配電線路１こおける負荷の状況は、商用周波数の１０サ
イクル以７内で笈動するものでＩゴないから、を記流出
分を検出し、次又は至近のサイクルに印加しても、実用
と大きな相違を生じる串はない。

又、伝送＠唾回路が適当なインテリジェント性を有して
いる時はこの制御回路の動作を変更し送信パルスのレベ
ルを変更するなども可能である。

第６図に本発明の一実施例の君局（受信端）の構成を示
す。

第６図に於て、（１）　、ｔ２＋　、　（３）　、　（
４）　、　（４０ａ）、　（４０ｂ）。

（４Ｏｎ）、　（２１ａ）、　（２１ｂ）、　（２１−
ｎ）は名称１機能とも第４図のそれと同じである。

＋４１）は計理１処理回路で、以下の構成部分を備える
。

即ち、（４２ａ）、　（４２１））は夫々８相の電流変
成器（ＣＴ）。

（４８ａ）、　（４８ｂ）はこの電流変成器（４２ａ）
、　（４２ｂ）の出力を受けてレベル変換を行うレベル
コンバータである。又、（４４ａ）、　（４４ｂ）はレ
ベルコンバータ（４８ａ）。

（４３ｂ）の出力を受けて後述の位相ロックループより
そのホールド、リセットの制御を受けるサンプルホール
ドアンプ、に）はサンプルホールドアンプ（４４ａ）・
（４４ｂ）の出力を後段のＡ／Ｄコンバータ帥に切換え
て印加するマルチプレクサ、弼は前述のマルチプレクサ
に）を経由して加えられたサンプルホールドアンプ（４
４ａ）、　（４４ｂ）のアナログ出力をＡ　／　（：）
変換するへ／Ｄコンバータである。

θのはＬ述のＡ、／ＤコンバータＯＱの出力のディジタ
ル値を読み込み計測演算処理を行うマイ妄ロプロセソサ
であり、適当なスピードとメモリー容が、を有するもの
とする。

θ→は低圧系統の線間電圧（３）を受は適当な大きさの
４２に変換するレベルコンバータ、（財）はサンプルホ
ールドアンプ（４４ａ）、　（４４ｂ）を制御する制御
回路て、こ１ｔら＠’ｔ、　、　（４４ａ）　（４４ｂ
）は子局側の（５２ａ）（５８ｂ）、（４４ａ）　（４
４ｂ）の機能とほぼ仝じであるので肝細な説明を省略す
るが、系統の電圧に同期し電圧０から次のＯ迄出力をサ
ンプルホールドアンプに与え、電圧と同相の電流入力を
渾持し読込み可能とする。

図中明らかな様１こＰＴ　（４２ａ）はＣＴ　（４０ａ
）の又次電流Ｊｉ？受は親局の受信電流を入力とする。

又Ｐ　Ｔ　（４２ｂ）　ｌｊ　ＣＴ　（４０ａ）　（４
０ｂ）　（１）　Ｗｌ流とＣＴ（２１ａ−）　（２１ｂ
）　（２１ｎ）の合成電流（即ち差ｉ□’ｓ流）を受け
、変圧器（２）を含む高低圧連釆回路部分へ流入するｍ
派の有無を検出する。

次にこの親局側計測処理回路の動作について説明する。

前述のよう１こして子局側から発信された位相パルスを
Ｍ畳した主流はＣＴ　（４０ａ）　（４０ｂ）　（４０
ｎ）により検出され、Ｐ　Ｔ　（＋２ａ）　（ａ２ｂ）
　（４２ｎ）を介してレベルコンバータ（４８ａ）　（
８相分）でレベル変換され、サンプルホールドアンプ（
＋ａａ）でホールドされマルチプレクサに）を経てＡ／
Ｄコンバータに）によってディジタル値となってマイク
ロプロセッサ６θに読込まれる。この時制御回路■の出
力により系統電圧変化に同期し所定の継続時間中の幾つ
かの値をサンプル値として読む。

この値は幾つか読込まれ送信端がら送信された直前のパ
ルス列のもつ発信信号の波形の特徴と符合され一致して
いれば正しいパルスとして受信する。

コノ正シイハルス８後数個連ねたパルス列により、子側
の計測データ及送信側パルスの分流状態、波形の特長を
表すデータを復号し計測値としてのチェックを行い正式
のデータとする。

即ち第５図と同様、位相パルスの振動波形としての特長
をアナログ的に検出し、送信側で検出した同波形として
の特長を受信データにより照合した値と比較してアナロ
グ検定を行うものである。

以ｔの誹う１こして送出したパルス＠号列は瞬時に受信
端に表われ、商用周波に位相パルスが重畳された波形と
して観測されるので、受信側では所望の計量データに対
応したパルス列と前述の負荷側へ艶出漏洩する電流に対
応したパルス列とを受信する事となる。後者のパルス列
は同一送信端で観測した他の計量データ）こも追加して
送出される事ｔＣなるから、受信符号を判別するロジッ
クを適当に定めれば送信信号の送出状況がどのような状
態か、かつ変動しているか否かの判別が可能となる。

又、受信パルスのアナログ波高値と、を記流出パルスの
アナログ値を計測した結果を追加した分のパルス列とを
アナログ復調する事により送信側の位相パルスの波形の
状態をアナログ的により忠実１こ再現する事が可能とな
る。

更に高圧側もしくは低圧側よシこの送信機、受信機を通
過するパルス状の電流が生じる事はあるが、これらは送
信端及び受信端で同一の波形として観測されるので受信
端で送信端からの信号とをＬ記再現の処理途中に相殺す
る事ｉこ詰りその影響を除去できる。

次＋ζレベルコンバータ回１ｔｒ　（ａ　相分）　（４
ａｂ）　Ｅ　加えられる波形は、柱Ｊ：匿圧器（２月こ
流入・出する電流の代数和であるから常時は比較的小さ
い。原理のところで述べた様に、この変圧器（２〕の励
磁状態が急激１こ変化する時は、励磁電流が大きく流れ
旅人・高電流の代数和は一定以りの大きさをもらＰＴ　
（４２ｂ）　に加えられる入力は大きくなる。

特に系統の電圧の急変を生じるような場合には、位相パ
ルス信りの送受信は不要であるから、この時の状況を枝
出し送受信された信号を無効とする事がのぞましいがＩ
）　Ｔ　（４２ｂ）には入力がありこれをレベルコンダ
ータ（４８ｂン、ザンプルホールドアンプ（４４ｂ）を
経出し、マルヂプレ勺に）により切挨えた杖、Ａ／Ｄコ
ンバータに）により読込み処理する。

一般に変圧器に印加される電圧の急変により変圧器が直
流飽和して生ずる高調波分は基本周波数に対し偶数次の
高調波分を多く含むのでこの時の調波分をマイクロプロ
セッサ（至）に予め記憶されたアルゴリズムに基くプロ
グラムを内蔵させて判別する。

通常ＣＴ　（４０ａ）　（４０ｂ）により検出する低圧
系統側の位相パルス信号の検出は系統周波数１こ比しそ
の周波数が高く系統開閉時１こ生じる変圧器の飽和によ
り生じる高調波に比しても充分高い。

従って、位相パルスをアナログ的に適当な精度で検出で
きるような速度をもつＡ／Ｄコンバータに）ないし々イ
クロプロセッサωのの動作周期を選べば、と記系統開閉
により生じる過渡高調波成分を検出処理するに必要な動
作周期は十分長くマイクロプロセッサＯηの動作サイク
ル責務と負担を増大するヰなく十分実現可能である。

又、高圧側に設置された力率改善コンデンサにより内蔵
直列リアクタと共振した第４次高調波を生じこれが柱を
変圧器に侵入し直流飽和を生じ低圧系統側へ新たな高次
高調波を生じる可能性もめシうるが、Ｌ述の差動ｍ流を
検出゛する回路によりアナログ的に検出しマイクロプロ
セッサ＠ηによりディジタル的にろ波する事により弁別
して低圧側の位相パルス信号と分離する事が出来る。

〔発明の効果〕

以を述べたように、本発明にＪれば、負荷側へ流出する
洩れ信号による送受信誤まりを防止し伝送誤まシを低減
しつる他高圧側の系統又は機器操作により生じる高調波
雑音生変圧器の動作状態の変動１こよる分を検出誤判定
を防止する等の効果を有する。

以り本発明を一実施例により説明したが、本実施例に留
まらず、他に幾つかの変形伝が考えられる。これらは本
案の趣意を曲げない範囲で本発明の範囲に含猿れる事は
言う迄もない。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の装置の基本構成を示す構成図、第２図は
位相パルス方式の原理を示し、（ａ）は等価回路図、（
ｂ）は説明用波形図、第８図（ａ）　、（ｂ）はそれぞ
れ本発明の原理を示す等価回路図、第４図は本発明の一
実施例を示す構成図、第５図及び第６図はその一部分の
詳細構成図である。 （０）・・・商用周波電源、（４）・・・観測受（至）
信機、（５）・・・子側法（９）何機、ＩＯ（４０ａ）
　（４０ｂ）　（４０ｃ）　−・・信号受信用ＣＴ　、
　ｌｏ（５ｏａ）　（５ｏｂ）・・・変成語、缶刀・・
・送信回路用コンデンサ、！ｂ２１・・・リアクタ、關
・・・送信用スイッチ、（６）・・・負荷、（５５ａ）
　（５６ａ）・・・レベルコンバー’）　、（５７ａ）
　（５７ｂ）・・・サンプルホールドアンプ、（５８ａ
）　（５８ｂ）・・・制御回路、−・・・マルチプレク
サ頻・・・Ａ／Ｄコンバータ、（４１ａ）　（ｎａｂ）
・・・レベルコンバー　タ、（４４ａ）　（４４ｂ）・
・・サンプルホールドアンプ、に）・・・Ａ／Ｄコンバ
ータ、に）・・・マルチプレクサ、θカ・・・“マイク
ロプロセッサ、（財）・・・レベルコンバータ、−・・
・制御回路。 尚、図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）配電系統における一端の情報を、配電線路に注入
   する高周波信号の有無により他端に伝送するようにした
   装置に於て、送信側より送信方向と逆方向に流出する漏
   れ電流を検出判定し、この結果により次周期の送出信号
   を制御するようにした事を特徴とする伝送装置。
2. （２）配電系統における一端の情報を配電線路に注入す
   る高周波信号の有無により他端に伝送するようにした装
   置に於て、高圧、低圧系統側を連系する柱上変圧器に流
   入、出する電流を検出判定し、この結果により送受信結
   果を制御するようにした事を特徴とする伝送装置。