JPS62231580A - 遠方監視制御方式 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、親局と複数の子局とからなる遠方監視制御方
式に係り、特に監視対象の状態変化を短時間に検出する
に好適な遠方監視制御方式に関するものである。

〔従来の技術〕

この稲の遠方監視制御方式として、親局と子局との間の
信号伝送用に、配電線を用いてなる電力線搬送方式であ
って、零相キャリヤ伝送システムを応用した装置を例に
とり、以下説明することにする。

第７図は、かかる零相キャリヤ伝送方式の原理を示す回
路図である。

２ｇ７図において、１は送信部、２は同期回路、３は制
御指令発生器、４は三相大地ｆ９電容量、５はコンデン
サ、６は受信部、７はベクトル合成器。

８は同期検波器、９は三相コンデンサ分圧器である。ま
た＊　Ｅｂｂ　＊　Ｅｂｅ＋　Ｅ＠ａは電源、ａ、　　
ｂ、　　ｃは三相配電線、Ｌｌ、Ｌ２．Ｌ３は負荷であ
る。

１０は親局であり、親局１０には送信部１のほかに受１
ｇ部６が設けられており、これらは制御処理装置１１１
人出力装置１２、記憶装置１４からなル処理部により制
御されるようになっている。

２０は子局であり、子局２０には受信部６のほかに送信
部１が設けられて卦り、これらは処理制御装［１５及び
入出力装置１６からなる処理部によシ制御されるように
なっている。

次に、第８図を参照しなから零相キギリャ伝送方式を採
用した上記監視装置について以下に説明する。

制御処理装置１１からの伝送符号（第８図〔ａ〕）に応
じた出力信号を制御指令発生部３から同期回路２に与え
る。三相の中の一相を基準相として（例えばＣ相）、該
基準相の周波数と前述の出力信号とを同期回路２に取込
み、これら信号に基づいて形成した同期回路２の出力に
より、三相配電線のＣ（１」と大地間に接続した小容量
のコンデンサ５をスイッチング手段で入切する。このコ
ンデンサ５０人切ゆにより、三相大地静電容量４に不平
衡を発生させ、配電系統全体釦送信符号と対応した零相
電圧（第８図〔ｂ〕）を生じさせる。該零相電圧（第８
図〔ｂ〕）は、配電系統の末端まで。

はとんど減衰しないで伝わる。

また、受信部６は、三相分圧器９から取出した各電圧を
ベクトル合成器７によって合成することによυ零相電圧
出力として取出し、該ベクトル合成器７の出力と、Ｃ相
のコンデンサ分圧器出力と全同期検波器８に取込み、同
期検波５８で積演算を実行させて、第８図（Ｃ）に示す
ように、該積演算出力から直流成分を取出すこ七により
、第８図心」に示すように送信符号を再生するものであ
る。

送受信部１，６を設けた親局１０と、配！線路上に設置
された開閉器等の状態監視、開閉制御を行う複数の子局
２０によって情報伝送を行う遠方監視方式によれば、全
ての開閉器状態を親局１０が把握するためには、一般に
ポーリング方式によシ情報伝送することが考えられる。

ポーリング方式というのは、親局１０に統合される全子
局に対して順次一台ずつと通信を行い、開閉器状態等の
情報伝送を行う方式でおる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが、このようなポーリング方式の場合には、第９
図に示すように、親局１０は各子局２０−１．　２０−
２．　２０−３．・、　　２０−Ｈに対してその都度順
次問い合わせ（第９図ＣＡ））ｆｆｉ行い、各子局２０
−１．２０−２．２０−３．・・・。

２０−ｎは問い合わせに答える（第９図〔Ｂ〕）という
ものであるため、全子局２０−１．２０−２．２０−３
．・・・、２Ｑ−ｎの状態を把握するためには、子局２
０の数に比例した伝送所要時間が必要となり、例えば、
ある開閉器に状態変化が発生した場合、当該状態変化を
把握するのに長時間を要するという問題があつ九。

それでは、かかるポーリング方式によるｎ台の子局２０
との通信に必要な所要時間について以下に計算してみる
。

親局１０から一台の子局２０への送信時間（第９図［ｔ
Ａ）＋と、当該子局２０から親局への返信時間（＠９図
〔ｔ、））の和が、一台の子局２０との通信時間ｔとな
る。従って、ｎ台の子局と通信を終えるに要する通信所
要時間Ｔは。

Ｔ＝ｎＸｔ　　　　　　　　　　　　・・・（１）とな
り、子局数に比例した通信所要時間が必要となることが
理解できる。

また、第１０図に伝送フォーマットの一例を示す。

以上の如き通信方式のほか、配電線を信号伝送路とする
電力線搬送方式による通信は、伝送信頼度を向上するた
めに１次のような手法を必要とする。すなわち、 （イ）運送方式 これは、同一の内容ももつ「ワード」を２回送信し、信
頼度を上げるようにした方式である（２回目の内容は反
転符号とする方式もある）。

（ロ）定マーク方式 これは、一つのワードを構成する１°′。

０”の符号において１１ｓの数、”θ′″の数をあらか
じめ決めておく方式である。

ｅ→　パリティチェック方式 これは、一つのワードのうち、１１”の数が偶数又は奇
数に決めておく方式である。

上述したように伝送信頼度を向上させるためにいろいろ
な工夫が必要で、その結果１通信に必要な伝送量は、大
きなものとなってしまう。

例えば、第１０図の伝送７オーマツトにおける伝送量は
、１７−ドを８符号構成とし、上記（イ）の運送方式を
用いた場合。

となり、一台の子局２０との通信に必要な符号数は、送
信符号７２個、返信符号７２となり、合計１４４となる
。系統周波数が伝送速度（５０または６０１３　Ｐ　Ｓ
　）であれば、一台の子局との通信所要時間は５０ＢＰ
Ｓ時Ｚ９秒または２．４秒を要することになる。

才；欠、例えば開閉器の設置台数が、一つの配電線に１
０台、一つのパンクに１０配′１！線が設けられている
とすると、平常時に、親局１ｏは、１００台の開閉器の
状態を監視しなければならないことになる。このことは
、監視に要する時間が大きなものとなることを意味して
いる。

一般に、配電系統における開閉器の状態変化は頻繁に行
われることはなく、１日または数日に一回程度であるが
、需要家の停電等の早期検出の目的から、−刻も早く子
局開閉器の状態変化を検出することが望まれる。従って
、数多に発生しない状態変化を常時監視するには、短時
間の周期で繰り返し、全子局に対して状態変化の発生を
監視する手法が要求されていた。

本発明の目的は、配電線を信号伝送路として利用し、親
局が複数の子局を同時に通信対象として送受信を行うこ
とにより、系統の状態変化を早急に検出する遠方監視制
御方式を提供することＫある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点を解決した本発明は１通信用クロックに同期
して通信を行う機能を持ち、監視、制御に必要な各種の
指令を発生する親局と、通信用クロックに同期して通信
を行う機能を持ち、監視対象の状態を取込むと共に制御
対象の制御を行える複数の子局からなる遠方監視制御方
式において、親局が全子局に対して、監視対象の状態に
変化が発生した子局のみがあらかじめ定めた指定順序に
従って返信して監視対象の状態変化を一回の送受信で検
出でき、親局の指令完了時をシステム同期点とし、通信
用クロックを、親局、全子局が同時にカウントし、あら
かじめ定めた返信時期に該当する子局が返信しないとき
に、一定時間（一定クロック数）だけ、各子局の返信時
期を早めることを特徴とするものである。

〔作用〕

親局、子局共Ｋ、システム全体に共通の通信用クロック
を基準とし、親局の送信信号をシステム同期の起点とし
、親局からの送信完了時からのクロック数を親局、子局
共に同時にカウントする。

また、全子局は、各々アドレス（他の子局とは異なる値
）をもち、親局からの送信完了後から、自局のアドレス
を時間関数のパラメータとして返信する時期釜固有に決
める。このアドレスを全子局に連続して割シ付け、親局
は、最終アドレスを記憶する。

以上より、親局が全子局に対して開閉器の状態変化を検
出した子局のみ返１８させる指令を発し、該指令送信後
、親局は最終アドレスの子局が返信するまでのクロック
数をセットする。

一方、子局は自局のアドレスにより、返（ｉ開始までの
待時間クロック数全セットし、系統周波数によるクロッ
クを監視し、セットしたクロック数から一つずつ減算す
る。前述の返信するまでの間は、他の子局が返信する時
間帯であるが、返信信号が発生しないことを認識すると
、自局の返信開始時期を、返信しない子局がその後、予
定されている送イｄクロック数の分（固定値）だけ短縮
するようにし、親局も同様の処理をする。

このようにして、親局は返信した子局の位置（親局が送
信完了後からのクロック数）　ＶＣより、どの子局に状
態変化が発生したかを短時間に把握するようにしたもの
である。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図（Ａ＞は、本発明を配電系統に適用した実施例を
示すブロック図である。

図中符号２１は配電用変圧器を示しており、該配電用変
圧器２１０２次側（配電電圧側）Ｋ配電線２２を信号伝
送路とする零相キャリヤ伝送方式の通信機能を有した親
局１０を設置する。

配電系統には、開閉器２３が多数設置されており、各開
閉器の開閉状態を取シ込み、また、開閉制御指令を発生
する子局２０−１．２０−２゜２０−３．・・・、２０
−ｎを設ける。該子局２０−１゜２０−２．　２０−３
．−　、２０−ｎもまた。零相キャリヤ伝送方式の通信
機能をもたせる。

第１図（Ｂ）は、親局１０の構成を示すブロック図であ
る。

親局１０は、送信部１．受信部６、制御処理部１１、入
出力装置１２、通信制御装置１３、記憶装置１１４を備
えて構成されている。入出力装置１２には、上位計算機
３０が接続されている。

上位計算機３０からの指令等は通信制御装置１３を介し
て制御処理部１１に与えられる。

第１図（Ｃ）は、子局２０の構成を示すブロック図であ
る。

子局２０は、送信部ｌ、受信部６、制御処理部１５、入
出力装置１０を備えて構成されている。

入出力装置１６には当該開閉器２３の情報が入力される
ようＫなっており、その情報が制御処理部１５に与えら
れるようになっている。

上述の如き構成の実施例の作用を第１図ないし第６図を
参照して以下に述べる。親局１０は、全子局２０−１．
２０−２．２０−３．・・・、２〇−ｎに対して、各子
局２０−１．２０−２．２０−３、・・・、２０−ｎが
状態監視を行っている開閉器２３−１．２３−２．＝・
、２３−ｎＫ状態変化が発生した子局２０のみが返信す
るような指令を零相キャリヤ伝達方式の原理に従って送
信する（第５図ステップ１００）。該零相電圧を再生し
て受信した各子局２０は、親局ｌＯからの指令受信完了
時点から自局のアドレスをパラメータとした時間関数に
より、返信開始までの時間を系統周波数を基準とした送
受信用クロック数としてセットする（第６図ステップ２
００，２０１）。ここで、返信受信時間について第２図
を参照しながら検討する。第２図において、Ｔ、は返信
までの待時間（フロック数）、ΔＴ、は一つの子局の返
信所要クロック数、ＮＡは自局のアドレスであるとする
と、そのアドレスＮＡｉもつ子局２０の返信開始までの
待時間Ｔ。は、 ′ｒ、＝Δ′ｒ　＊　ｘ　（Ｎ　Ａ　　Ｉ　）　　　　
　　・・・（２）で表わされることになる。各子局２０
−１．２０−２．２０−３．・・・、２０−ｎは、自局
のアドレスＮＡから自　の返信時間Ｉ１１．金上記した
（２）式で求めてセットするのである。

また、親局１０は、最終アドレスＮＭを記憶し、状態変
化検出のための指令発生後に、子局２０からの返信時間
の最大値（クロック数）としてセットする（第５図ステ
ップ１０１）。

それでは、この返信時間の最大値はどのように求めるか
について、第２図全参照しながら説明する。ここで、Ｎ
λは子局２０−ｎの最大アドレス。

Ｔｗｈｘは子局２０−ｎからの返信最大時間であるとす
ると、子局２０−ｎからの返信受信時間ＴＭＡＸは、 Ｔｗｈｘ＝ΔＴ、ＸＮＭ　　　　　　　−（３）で表わ
されることになる。したがって、この時間ＴＭＡＸを親
局１０はセットすることになる。以後は、親局１０から
の状態変化検出のための指令完了後から、親局１０、子
局２０共、系統の搬送周波数と同期した送受信用クロッ
クを監視し、同時に、零相電圧を再生し、子局２０から
の返信信号を監視する（第５図ステップ１０３以降、第
６図ステップ２０２以降）。

ところで１本実施例の開閉器状態変化監視処理のための
伝送フォーマットの一例を第３図に示す。

１ワードを８符号とした運送方式とすると、第３図（Ａ
）に示すフォーマットが親局１０から子局２０への信号
のフォーマットであり、Ｄａが同期信号、Ｄｏが指令コ
ード、つまυ開閉器状態変化監視指令である。第３図（
Ｂ）に示すフォーマットが子局２０から親局１０への信
号のフォーマットであり、Ｄａが同期信号、ＤＭが開閉
器状態を示すものである。ここで、同期信号Ｄｓは８符
号。

指令コードＤｏは８Ｘ２＝１６符号、開閉器状態ＤＭは
８Ｘ２＝１６符号を割りつけてあり、全ての子局２０が
返信した場合でも、伝送の全符号数Ｎは、 Ｎ＝２４＋（２４ＸＮＭ　）　　　　　・・・（４）と
なる。この（４）弐において、第１項は親局の送信時間
、第２項は子局２０の総返信時間である。

さて、親局１０は各子局２０からの返信信号を監視する
（第５図ステップ１０３〜１０６）。また、子局２０は
自局が返信するまで他の子局２０からの返信信号を監視
する（第６図ステップ２０３〜２０６）。つまり、送受
信クロックを監視しく第５図ステップ１０３．第６図ス
テップ２０３）、親局１０は「子局１０からの返信最大
時間」から１ずつ減算しく第５図ステップ１０４）、同
様に子局２０は「返信開始までの待時間」から１ずつ減
算する（第６図ステップ２０４）。送受信とも一符号受
信しく第５図ステップ１０５．第６図ステップ２０５）
、次いで８符号受信したか否かを判定し、Ｎｏならステ
ップ１０３に、ＹｅＳならステップ１０７にそれぞれ移
る。上述のように８符号受信したか否かを判定する理由
はある子局が返信する位置（時間）になったかを検知す
ることにある。

このとき、ある子局２０が返信する位置になっても返信
信号が発生しないことを親局１０及び他の子局２０が認
識すると（例えば、ある子局からの返信信号としての信
号が発生しない）（第５図ステップ１０７．第６図ステ
ップ２０７）、当該子局２０は状態変化がないと判断し
、核子局２０が返信する予定の開閉器状態に関する返信
時間（一定値で本例では１６符号）を親局１０は［子局
からの返信最大時間Ｔ　、　（＝ＴＭＡｘ）ｊから（第
５図ステップ１０８）、子局２０は「返１ｇ開始までの
待時間Ｔ、Ｊから減算しく第６図ステップ２０８）、開
閉器状態変化監視処理のための伝送所要時間の短縮を図
る（第４図参照）。

つまり、第４図の範囲人の時間を監視するのが。

第５図ステップ１０３〜１０６、第６図ステップ２０２
〜２０４の動作である。従って、子局２０−１がステッ
プ２１２で同期信号を送信し、ステップ２１３で開閉器
の状態変化がないときには送信をしないと、親局１０と
子局２０−２以降はステップ１０３〜１０６，２０３〜
２０６を繰返し。

同期信号を監視する。ここで、８符号受信した後の第３
図（Ｂ）のデータＤＭが子局２０−１より送信されてこ
ないと、ステップ１０７，２０７に移す。ステップ１０
７，２０７ではＴ、＝Ｔ、−１６の計算をして親局１０
はステップ１１４に移り、子局２０−２以降はステップ
２０２に移る。

このとき子局２０−２はステップ２１２に移り、同期信
号を発するが、開閉器に状態変化がないのでデータＤＭ
部分は送信しない。これにより、子局２０−３が直ちに
返信することになる。

子局２０−３は、ステップ２１２で同期信号を発し、ス
テップ２１３で開閉器状態に変化があったので、これを
送信する。この返信信号があると、親局はステップ１０
７，１０９に移り、クロックｌサイクル監視し、返信信
号時間Ｔ、から１を引き（ステップ１１０）、１符号受
信しくステップ１１１）、１６クロツク分（すなわち、
受信信号）が完了したかを確認し、受イ８未了ならステ
ップ１０９に、受信完了ならステップ１１３に移る。

そして、ステップ１１３で子局アドレスがＮの子局２０
の状態変化を把握し、ステップ１１４で子局アドレスＮ
を更新し、子局アドレスが最終かを判定し、最終でない
ならステップ１０３に移る。

一方、子局はステップ２０７，２０９と移シ、ステップ
２０９でクロック１サイクルを監視し、１６クロツクを
計数する。

ところで、開閉器の状態変化が同時に起こることは、稀
である。そこで、一台の開閉器に状態変化が発生した場
合の伝送の全符号数Ｎ′を考え−Ｃみると、Ｎ′は、 Ｎ’　＝２４＋（８Ｘ（ＮＭ−１）＋２４　）　　　・
・・（５）となる。ここで（５）式の右辺第１項は親局
の送信時間（Ｔｐ）、右辺第２項中の右項は子局の返信
有無を判定するに必要な時間（Ａ）、右辺第２項中の有
頂は１台の子局の返信時間（Ａ＋Ｂ　）である。

仮に子局の数を１００台、系統周波数による伝送速度を
６０ＢＰＳとして、状態変化を検出するに必要な時間を
、従来方式と本発明の方式ごとに比較すると次のように
なる。

■　ポーリング方式 ■　返信しない子局の返信時間を短縮しない一斉監視 ■　本発明による方式 以上のように１本発明によれば、開閉器状態変化を短時
間で検出できるという多大な効果がある。

なお、本実施例では親局１０からの開閉器状態変化監視
処理後、親局１０．子局２０共に、全子局２０が返信す
ることを前提として待時間（クロック数）をセットし、
送受信用のクロックを監視して１ずつ減算し、子局２０
の返信なしを確認後、一定クロック数を減算したが、配
電系統に状態変化がないことを前提として、子局２０の
応答なしを確認するためのクロック数をあらかじめセッ
ト値とし、子局２０から返信があった場合に、子局１０
が返信する残りのクロック数をセットした値に加算する
方法としてもよい。

また、 〔発明の他の実施例〕 子局２０の数が非常に多い場合は、子局２０をグループ
単位に分割し、同一グループ内の子局を同時に返信させ
、先ずグループとして開閉器の状態変化の有無を検出す
る。この場合、子局の返信信号の衝突はあシ得るが１次
に、当該グループに対して、開閉器の状態変化監視を行
い、各子局毎に返信されれば個別に把握できる。

本方式と前述の実施例との状態変化監視処理との所要時
間を比較すると次のようになる。

例えば、子局１００台、グループ分割を１０台単位、状
態変化を１台、伝送速度を６０８ＰＳとすると。

前述の実施例の場合 （５）式より 本実施例の場合 （５）式よシ となり、さらに短縮できる。これはグループ分割の数が
状態変化の発生した子局より大きい限り、本実施例の方
力ぢ短時間となる。

従って１木刀式を採用する際のグループ分割を効率よく
、処理しやすくする必要があり１例えばアドレス順に１
０個の子局をグループとするならはフィーダ単位でアド
レスを割付ける方法、また、グループとしての状態変化
を変電所母線からの距離として把握するには、変電所母
線に近い頭にアドレスを割付ける方法等がある。

また、アドレス割付けは、 （イ）機械的に固定とする電工作業による方法。

ラッピング等による方法　等 Ｃｃ４　　手動で変更可能なスイッチング方法　等？う
　不揮発性の書換え可能なメモリーによυ、親局で編集
可能とする方法　等 があることは言うまでもない。

以上の説明では、開閉器の監視・制御を目的とした子局
との早期通信手段建ついて述べたが、電力線搬送方式を
用いて、システム全体の同期をとる１対Ｎ通信方式にお
いて、開閉器の状態変更に限定されることは言うまでも
ない（例えば、負荷の変化、電気量の変化等）。

また１本箔明の実施は、配電系統での電力線搬送方式に
よる通信７ステムに限らず、１対Ｎの通信を行うシステ
ムにおいて１通信用クロックをノステム全体で同期化を
図ることにより実施可能である。

〔発明の効果〕

本発明によれば、親局が複数の子局を同時に通信対象と
して送受信を行い、しかも、親局と全子局がシステム同
期をとり、返信しない子局による伝送時間を短縮するこ
とができるようにしたので、系統の状態変化を早急に検
出することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）〜（０）は本発明の実施例を配電系統に適
用した例を示す系統図、第２図は開閉器状態変化監視時
のタイムチャート、第３図は開閉器状態変化監視の伝送
信号のフォーマット例を示す説明図、第４図は本発明の
詳細な説明するために示すタイムチャート、第５図は本
発明の実施例の親局の動作を説明するために示すフロー
チャート。 第６図は本発明の実施例の子局の動作を説明するために
示すフローチャート、第７図は零相ギヤリヤ伝送方式の
原理を示すブロック図、第８図は零相キャリヤ伝送方式
の信号波形を示す図、第９図はポーリング監視方式を説
明するために示すタイムチャート、第１０図はポーリン
グ監視方式の伝送フォーマット例を示す図である。 １・・・送信部、６・・・受信部、１０・・・親局、１
１゜１５・・・制御処理部、２０・・・子局。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、通信用クロックに同期して通信を行う機能を持ち、
   監視、制御に必要な各種の指令を発生する親局と、通信
   用クロックに同期して通信を行う機能を持ち、監視対象
   の状態を取込むと共に制御対象の制御を行える複数の子
   局からなる遠方監視制御方式において、親局が全子局に
   対して、監視対象の状態に変化が発生した子局のみ返信
   するような指令を発し、該当する子局のみがあらかじめ
   定めた指定順序に従つて返信して監視対象の状態変化を
   一回の送受信で検出でき、親局の指令完了時をシステム
   同期点とし、通信用クロックを、親局、全子局が同時に
   カウントし、あらかじめ定めた返信時期に該当する子局
   が返信しないときに、一定時間だけ、各子局の返信時期
   を早めることを特徴とする遠方監視制御方式。