전력선キャリア通信 | PLCC
또한 유선 무선이라고도 불리는 전력선 통신(PLCC)는 원격 지점의 계측에서부터 홈 자동화, 고속 인터넷 접속, 스마트 그리드 등 현재의 다양한 응용 분야로 발전해 왔습니다. 20세기 초 전력 회사들은 운영 지원, 유지 보수, 제어 등을 위한 음성 메시지 교환 및 원격 연결 방법으로 전화를 사용했습니다. 전화선은 전력선과 평행으로 설치되었습니다. 이에는 많은 단점이 있었습니다:
대규모 거리와 산악 지형 같은 어려운 지형에서의 전화 회로 사용은 매우 비쌌습니다.
평행하는 전력선을 통해 흐르는 전류로 인한 노이즈 간섭.
겨울철 눈이나 폭풍 등의 혹독한 날씨 조건에서 전화 케이블이 자주 중단되어 신뢰성이 떨어졌습니다.
이러한 문제들로 인해 더 견고하고 저렴한 통신 방법 개발의 아이디어가 생겼습니다. 전력선을 통신 수단으로 사용하는 것은 오랜 생각이었고, 그 첫 성공적인 시험이 1918년 일본에서 이루어졌습니다. 그리고 1930년대에 상업화가 시작되었습니다.
전력선 통신
그림 1은 변전소에서 사용되는 기본적인 PLCC 네트워크를 보여줍니다. 전력선 통신(PLCC)는 기존의 전력 인프라를 활용하여 송신 단말에서 수신 단말까지 데이터를 전송합니다. 이는 풀 듀플렉스 모드로 작동합니다. PLCC 시스템은 세 부분으로 구성됩니다:
단말 어셈블리에는 수신기, 송신기, 보호 릴레이가 포함됩니다.
결합 장비는 라인 튜너, 결합 커패시터, 파장 또는 라인 트랩의 조합입니다.
50/60 Hz 전력 송전선은 PLCC 대역폭에서 데이터 중계를 위한 경로 역할을 합니다.
결합 커패시터
이는 전송선과 단말 어셈블리 사이의 물리적 결합 링크를 형성하여 운반 신호를 중계합니다. 그 기능은 전력 주파수에 대해 높은 임피던스를 제공하고, 운반 신호 주파수에 대해서는 낮은 임피던스를 제공하는 것입니다. 일반적으로 고전압 용도로 종이나 액체 유전체 시스템으로 만들어집니다. 결합 커패시터의 정격은 34 kV에서 0.004-0.01µF, 765kV에서 0.0023-0.005µF 범위입니다 (출처: IEEE).
드레인 코일
그림 1에 표시된 것처럼, 드레인 코일의 목적은 운반 주파수에 대해 높은 임피던스를, 전력 주파수에 대해서는 낮은 임피던스를 제공하는 것입니다.
라인 튜너
이는 결합 커패시터와 직렬로 연결되어 공진 회로 또는 운반 신호 주파수 하이 패스 필터 또는 밴드 패스 필터를 형성합니다. 그 기능은 PLC 단말의 임피던스를 전력선과 일치시키어 운반 주파수를 전력선에 인가하도록 하는 것입니다. 또한 전력 주파수로부터의 차단 및 일시적인 과전압 보호 기능도 제공합니다.
라인 트랩 또는 웨이브 트랩
이는 송전선과 직렬로 연결된 병렬 L-C 탱크 필터 또는 밴드 스탑 필터입니다. 운반 신호 주파수에 대해 높은 임피던스를, 전력 주파수에 대해서는 매우 낮은 임피던스를 제공합니다. 이는 다음과 같이 구성됩니다:
메인 코일
높은 전압의 전력선에 직접 연결되어 전력 주파수를 운반하는 인덕터입니다.
튜닝 장치
이것은 커패시터 또는 커패시터, 인덕터, 저항기의 조합으로, 주 코일에 걸쳐서 라인 트랩을 원하는 차단 주파수로 조정하기 위해 연결됩니다.
보호 장치
이것은 갭 타입 서지 아레스터로, 일시적인 과전압으로 인한 라인 트랩의 손상을 방지합니다.
라인 트랩 또는 웨이브 트랩은 운반 신호 전력의 불필요한 손실을 방지하고, 인접한 전력선으로의 운반 신호 전송을 방지합니다. 라인 트랩 또는 웨이브 트랩은 좁은 대역 및 넓은 대역의 운반 주파수 차단 응용에 사용 가능합니다.
전력선 채널 특성
특성 임피던스
송전선의 특성 임피던스는 다음과 같습니다:
여기서, L은 헨리(H) 단위 길이당 인덕턴스입니다.
C는 커패시턴스 단위 길이당 패라(F)입니다.
전력선 통신에서는 300-800 Ω 범위로 다양합니다.감쇠
이는 디시벨(db)로 측정됩니다. 감쇠 손실은 임피던스 불일치, 저항 손실, 결합 손실, 라인 트랩, 라인 튜너, 전력선 등에서 발생하는 다양한 손실 때문일 수 있습니다.
노이즈
수신 단말에서 신호 대 잡음 비율(SNR)이 높아야 하며, 그렇지 않으면 수신 단말에서 운반 주파수가 불규칙한 패턴을 나타냅니다. 노이즈 수준은
