Komunikace přes nosnou dráhu elektrické sítě | PLCC
Také známé jako drátová bezdrátová technologie, komunikace přenosovým záznamem (PLCC) se od svého prvního použití pro měření na vzdálených místech vyvíjela až k dnešním aplikacím v domácí automatizaci, rychlém internetovém připojení, inteligentní síti atd. Na počátku 20. století elektroenergetické společnosti používaly telefony jako prostředek komunikace pro výměnu hlasových zpráv pro operační podporu, údržbu, kontrolu atd. a jako způsob propojení na vzdálených místech. Telefonní linky běžely paralelně s elektrickými vedeními. To mělo mnoho nevýhod:
Použití telefonních okruhů na velké vzdálenosti a v obtížném terénu, jako jsou hory, bylo velmi nákladné.
Rušivé šumy způsobené proudy probíhajícími paralelně s telefonními okruhy.
Časté vypnutí telefonních kabelů za krutých povětrnostních podmínek, jako je sníh v zimě, bouře atd., což je činilo méně spolehlivými.
To vedlo k myšlence vynalézt robustnější a levnější způsob komunikace. Použití elektrického vedení jako způsob telefonie byla dlouho uvažovaná myšlenka a její první úspěšný test se uskutečnil v Japonsku v roce 1918. Po této doby se jeho komerční využití rozjelo v 30. letech 20. století.
Komunikace přenosovým záznamem
Obrázek 1 ukazuje základní PLCC síť používanou v elektrických podstanicích. Komunikace přenosovým záznamem (PLCC) využívá existující infrastrukturu elektrické distribuce pro přenos dat od odesílatele k příjemci. Pracuje v plně duplexním režimu. PLCC systém se skládá ze tří částí:
Terminálové sestavy zahrnují přijímače, vysílače a ochranné relé.
Spojovací zařízení spočívá v kombinaci linií tunérů, spojovacích kondenzátorů a vlnových nebo linií pastí.
50/60 Hz elektrické vedení slouží jako cesta pro přenos dat v pásmu PLCC.
Spojovací kondenzátor
Vytváří fyzické spojovací propojení mezi přenosovým vedením a terminálovými sestavami pro přenos nosných signálů. Jeho funkce spočívá v poskytnutí vysoké impedancí pro frekvenci napájecího proudu a nízké impedancí pro frekvence nosných signálů. Obvykle jsou vyrobeny z papírového nebo kapalinového dielektrika pro vysokonapěťové aplikace. Přenosové hodnoty spojovacích kondenzátorů se pohybují od 0,004-0,01 µF při 34 kV až po 0,0023-0,005 µF při 765 kV (zdroj: IEEE).
Odvodové cíve
Jak je znázorněno na obrázku 1, cíve odvodové mají za úkol poskytnout vysokou impedanci pro frekvenci nosného signálu a nízkou impedanci pro frekvenci napájecího proudu.
Linií tunér
Je připojen v sérii se spojovacím kondenzátorem, aby vytvořil rezonanční obvod nebo vysokofrekvenční filtr nebo bandpass filtr. Jeho funkce spočívá v přizpůsobení impedancí terminálu PLC s elektrickým vedením, aby byla možná přenos frekvence nosného signálu přes elektrické vedení. Kromě toho také poskytuje izolaci od frekvence napájecího proudu a ochranu před přechodovými přetlaky.
Linií past nebo vlnová past
Jedná se o paralelní L-C tankový filtr nebo band-stop filtr připojený v sérii s přenosovým vedením. Poskytuje vysokou impedanci pro frekvence nosných signálů a velmi nízkou impedanci pro frekvenci napájecího proudu. Skládá se z:
Hlavní cívka
Induktor, který je připojen přímo k vysokonapěťovému elektrickému vedení a nese frekvenci napájecího proudu.
Tunér
Může to být kondenzátor nebo kombinace kondenzátoru, induktoru a odporu, připojeného přes hlavní cívku, aby bylo možné naladit linií past na požadovanou blokovací frekvenci.
Ochranné zařízení
Obvykle se jedná o typ ochranného proti přetlaku, který chrání linií past před poškozením způsobeným přechodovými přetlaky.
Linií past nebo vlnová past zabrání nechtěné ztrátě výkonu nosného signálu a také zabrání přenosu nosného signálu na sousední elektrické vedení. Linií pasti nebo vlnové pasti jsou dostupné pro úzkopásmové a širokopásmové blokovací aplikace nosné frekvence.
Vlastnosti kanálu elektrického vedení
Charakteristická impedace
Charakteristická impedace přenosového vedení je dána vzorcem:
Kde L je indukčnost na jednotku délky v Henry (H).
C je kapacitance na jednotku délky v Faradech (F).
Změňuje se v rozmezí 300-800 Ω pro komunikaci přes elektrické vedení.Zeslabení
Měří se v decibelech (dB). Zeslabení může být způsobeno neshodou impedancí, odporovými ztrátami, spojovacími ztrátami a různými dalšími ztrátami, které se vyskytují v linií pasti, linií tunéru, elektrickém vedení atd.
Šum
Poměr signál/šum (SNR) musí být vysoký na přijímací straně, jinak nosná frekvence ukazuje nestabilní vzory na přijímací straně. Úroveň šumu omezuje zeslabení, které mohou tolerovat kanály PLCC.
Pásmo průchodu
Širší pásmo průchodu znamená rychlejší kanál, ale také vede k zesílení
