電力線搬送通信 | PLCC
また、有線無線とも呼ばれる電力線キャリア通信（PLCC）は、遠隔地での計測から家庭自動化、高速インターネットアクセス、スマートグリッドなど現代のアプリケーションまで長い道のりを歩んできました。20世紀初頭には、電力会社が電話を運用サポート、メンテナンス、制御などの音声メッセージの交換手段として使用していました。電話回線は電力線に並行して走っていました。これには多くの欠点がありました。
広大な距離や山岳地帯のような困難な地形での電話回路の使用は非常に高価でした。
平行する電力線を通る電流によるノイズ干渉。
冬の雪や嵐などの厳しい天候条件下での電話ケーブルの頻繁な停止により、信頼性が低くなりました。
これは、より堅牢で安価な通信方法の発明というアイデアにつながりました。電力線を使用した電話は長年の考えであり、その最初の成功したテストは1918年に日本で行われました。その後、1930年代に商業化が始まりました。
電力線キャリア通信
図1は、変電所で使用される基本的なPLCCネットワークを示しています。電力線キャリア通信（PLCC）は、既存の電力インフラを利用してデータを送信側から受信側へ送信します。フルデュプレックスモードで動作します。PLCCシステムは以下の3つの部分で構成されています：
端末装置には受信機、送信機、および保護リレーが含まれます。
結合装置は、ラインチューナー、結合コンデンサー、波またはライントラップの組み合わせです。
50/60 Hzの電力送電線は、PLCC帯域幅内のデータ中継のためのパスとして機能します。
結合コンデンサー
これは、送電線と端末装置間の物理的な結合リンクを形成し、キャリア信号の中継を行います。その機能は、電力周波数に対して高いインピーダンスを提供し、キャリア信号周波数に対して低いインピーダンスを提供することです。通常、高電圧用途のために紙または液体誘電体システムで作られています。結合コンデンサーの定格は、34 kVでは0.004-0.01µF、765kVでは0.0023-0.005µF（出典：IEEE）です。
ドレインコイル
図1に示すように、ドレインコイルの目的は、キャリア周波数に対して高いインピーダンスを提供し、電力周波数に対して低いインピーダンスを提供することです。
ラインチューナー
これは、結合コンデンサーと直列に接続され、共振回路またはキャリア信号周波数のハイパスフィルタまたはバンドパスフィルタを形成します。その機能は、PLC端末のインピーダンスを電力線と一致させ、キャリア周波数を電力線上に印加することです。さらに、電力周波数からの絶縁と過渡的な過電圧保護も提供します。
ライントラップまたはウェイブトラップ
これは、送電線と直列に接続された並列L-Cタンクフィルタまたはバンドストップフィルタです。キャリア信号周波数に対して高いインピーダンスを、電力周波数に対して非常に低いインピーダンスを提示します。それは以下のもので構成されています。
メインコイル
直接高電圧の電力線に接続されたインダクタで、電力周波数を運びます。
チューニング装置
これはコンデンサーまたはコンデンサー、インダクタ、抵抗器の組み合わせで、メインコイルに直列に接続されて、ライントラップを所望の遮断周波数に調整します。
保護装置
これは通常、ギャップタイプのサージアレスターで、一時的な過電圧によるライントラップの損傷から保護します。
ライントラップまたはウェイブトラップは、キャリア信号パワの不要な損失を防ぎ、隣接する電力線へのキャリア信号伝送を防ぎます。ライントラップまたはウェイブトラップは、狭帯域および広帯域のキャリア周波数ブロッキングアプリケーション向けに利用可能です。
電力線チャネル特性
特性インピーダンス
送電線の特性インピーダンスは以下の式で与えられます：
ここで、Lはヘンリー(H)単位あたりのインダクタンスです。
Cはファラド(F)単位あたりの容量です。
電力線通信の場合、これは300-800Ωの範囲で変動します。減衰
これはデシベル(db)で測定されます。減衰損失はインピーダンスの不一致、抵抗損失、結合損失、ライントラップ、ラインチューナー、電力線などで生じる様々な損失によって引き起こされます。
ノイズ
受信側での信号対ノイズ比（SNR）が高い必要があります。そうでない場合、受信側でキャリア周波数が不安定なパターンを示します。ノイズレベルは、PLCCチャネルが耐えられる減衰を制限します。
帯域幅
帯域幅が広いほどチャネルは高速になりますが、ノイズが強調されることもあります。リレー用AMチャネルの帯域幅は約1000Hz〜1500Hz、FSKチャネルの帯域幅は500Hz〜600Hz（出典：IEEE）です。
電力システムにおけるPLCCの応用
保護リレー
