الاتصال عبر حاملة خط الطاقة | PLCC
يُعرف أيضًا باسم "السلك اللاسلكي"، تطور اتصالات حامل خط الطاقة (PLCC) بشكل كبير من استخدامه الأول في قياس الأماكن البعيدة إلى تطبيقاته الحالية في التحكم الذكي بالمنازل، والوصول عالي السرعة إلى الإنترنت، والشبكة الذكية وغيرها. في أوائل القرن العشرين، استخدمت شركات الطاقة الهواتف كوسيلة للاتصال لتبادل الرسائل الصوتية لدعم العمليات والصيانة والتحكم وغيرها، وكطريقة للاتصال في الأماكن البعيدة. كانت خطوط الهاتف متوازية مع خطوط الطاقة. كان لهذا العديد من العيوب:
كان استخدام دوائر الهاتف على مسافات طويلة وأراضٍ صعبة مثل الجبال باهظ الثمن جدًا.
التشويش الناجم عن تيارات التي تتدفق في خطوط الطاقة الموازية لدوائر الهاتف.
التوقف المتكرر لخطوط الهاتف خلال الظروف الجوية القاسية مثل الثلوج في الشتاء والعواصف مما يجعلها أقل موثوقية.
أدى ذلك إلى فكرة اختراع طريقة أكثر قوة واقل تكلفة للاتصال. كانت فكرة استخدام خط الطاقة كوسيلة للاتصال عبر الهاتف فكرة مطروحة منذ زمن طويل وأجري أول اختبار ناجح لها في اليابان عام 1918. ومن ثم بدأت تجاريته في الثلاثينيات.
اتصالات حامل خط الطاقة
يوضح الشكل 1 شبكة PLCC الأساسية المستخدمة في محطات التحويل الكهربائية. تستخدم اتصالات حامل خط الطاقة (PLCC) البنية التحتية القائمة لخط الطاقة لنقل البيانات من المرسل إلى المستقبل. تعمل في وضع المزدوج الكامل. يتكون نظام PLCC من ثلاثة أجزاء:
تشمل الوحدات النهائية المستقبلين والمرسلين والـ المفاتيح الحامية.
تعتبر معدات التوصيل هي تركيب مصحح الخط، ومكثف التوصيل، والفخ الخطي أو الموجي.
تعمل خطوط نقل الطاقة ذات التردد 50/60 هرتز كمسار لتوصيل البيانات ضمن نطاق PLCC.
مكثف التوصيل
يشكل رابطًا فعليًا بين خط النقل والوحدات النهائية للتوصيل بsignals carrier. وظيفته تقديم مقاومة عالية للترددات القليلة ومقاومة منخفضة للترددات العالية للإشارة. يتم تصنيعها عادةً من نظام عازل ورقي أو سائل للاستخدام في الجهد العالي. تتراوح قيم مكثفات التوصيل من 0.004-0.01 ميكروفاراد عند 34 كيلوفولت إلى 0.0023-0.005 ميكروفاراد عند 765 كيلوفولت (المصدر: IEE-Business).
لفائف التصريف
كما هو موضح في الشكل 1، الغرض من لفائف التصريف هو توفير مقاومة عالية للترددات العالية ومقاومة منخفضة للترددات القليلة.
مصحح الخط
يتم توصيله بالتسلسل مع مكثف التوصيل لتشكيل دائرة متناغمة أو مرشح عالي التمرير مرشح عالي التمرير أو مرشح الفتحة. وظيفته هو تطابق المقاومة بين محطة PLC وخط الطاقة لوضع تردد الحامل على خط الطاقة. بالإضافة إلى ذلك، يوفر أيضًا عزلًا من الترددات القليلة وحماية من التوتر الزائد المؤقت.
فخ الخط أو فخ الموجة
هو مرشح L-C خزان متوازي أو مرشح إيقاف الفتحة متصل بالتسلسل مع خط النقل. يقدم مقاومة عالية للترددات العالية للإشارة ومقاومة منخفضة جدًا للترددات القليلة. يتكون من
اللفيفة الرئيسية
هو ملتف متصل مباشرة بخط الطاقة ذو الجهد العالي ويحمل الترددات القليلة.
جهاز التنغيم
قد يكون مكثف أو مجموعة من المكثف والملتف والمقاوم، متصل عبر اللفيفة الرئيسية لضبط فخ الخط إلى التردد المراد حجبه.
جهاز الحماية
عادة ما يكون نوع الفجوة من مثبط الضربات الكهربائية يستخدم لحماية فخ الخط من التلف بسبب التوتر الزائد المؤقت.
يعمل فخ الخط أو فخ الموجة على منع فقدان غير المرغوب فيه لقوة الإشارة العالية وتمنع أيضًا نقل الإشارة العالية إلى خطوط الطاقة المجاورة. تتوفر فخاخ الخط أو فخاخ الموجة لتطبيقات حجب الترددات العالية ذات الفتحة الضيقة والواسعة.
خصائص قناة خط الطاقة
المقاومة المميزة
تعطى المقاومة المميزة لخط النقل بواسطة :
حيث، L هي الاندكتانس لكل وحدة طول بالهنري (H).
C هي القدرة الكهربائية لكل وحدة طول بالفاراد (F).
تتراوح في نطاق 300-800 أوم لاتصالات خط الطاقة.الضعف
يُقاس بالديسيبل (db). يمكن أن تكون خسائر الضعف بسبب عدم التطابق في المقاومة، وخسائر المقاومة، وخسائر التوصيل والخسائر الأخرى التي تحدث في فخ الخط، ومصحح الخط، وخط الطاقة وما إلى ذلك.
الضوضاء
يجب أن يكون نسبة الإشارة إلى الضوضاء (SNR) عالية في نهاية الاستقبال، وإلا فإن تردد الحامل يظهر نماذج عشوائية في نهاية الاستقبال. تحدها مستوى الضوضاء التي يمكن لقنوات PLCC تحملها.
عرض النطاق الترددي
يعني النطاق الترددي الأوسع أن القناة أسرع، لكنه يؤدي أيضًا إلى زيادة الضوضاء. لأغراض التحويل، نطاق AM حوالي 1000Hz إلى 1500Hz而对于电力线载波通信（PLCC）通道，AM信道带宽约为1000Hz至1500Hz，FSK带宽为500Hz至600Hz（来源：IEEE）。 ### 电力系统中的PLCC应用 - **保护继电** - 为了实现载波辅助保护，PLCC信道使用调制方案，即阻塞方案的幅度调制(AM)和非阻塞、允许和直接跳闸方案的频移键控(FSK)。 - **遥测** - 用于在远程位置监控电气量，如电压、电流、功率等。模拟数据被转换成二进制，
