Komunikacja niesiona po linii energetycznej | PLCC
Nazywane również przewodowe bezprzewodowe, Komunikacja z nośnikiem napięcia (PLCC) ewoluowała znacznie od swoich najwcześniejszych zastosowań w odległych miejscach do obecnych zastosowań w automatyzacji domowej, dostępie do Internetu o wysokiej prędkości, inteligentnej sieci itp. W pierwszej połowie XX wieku firmy energetyczne używały telefonów jako środka komunikacji do wymiany wiadomości głosowych w celu wsparcia operacyjnego, konserwacji, sterowania itp. oraz jako metody łączności w odległych miejscach. Linie telefoniczne biegły równolegle do linii energetycznych. Miało to wiele wad:
Użycie linii telefonicznych na duże odległości i w trudnym terenie, takim jak góry, było bardzo kosztowne.
Zakłócenia spowodowane przez prądy płynące w równoległych liniach energetycznych nad liniami telefonicznymi.
Częste wyłączenia kabli telefonicznych podczas surowych warunków pogodowych, takich jak śnieg zimą, burze itp., sprawiały, że były mniej niezawodne.
To doprowadziło do pomysłu stworzenia bardziej solidnej i tańszej metody komunikacji. Użycie linii energetycznej jako metody telefonicznej było długotrwałym pomysłem, a jej pierwszy udany test odbył się w Japonii w 1918 roku. A następnie jej komercjalizacja rozpoczęła się w latach 30.
Komunikacja z nośnikiem napięcia
Rysunek 1 przedstawia podstawową sieć PLCC używaną w podstacjach energetycznych. Komunikacja z nośnikiem napięcia (PLCC) wykorzystuje istniejącą infrastrukturę energetyczną do transmisji danych od nadawcy do odbiorcy. Działa w trybie pełnoduplexowym. System PLCC składa się z trzech części:
Zestawy końcowe obejmują odbiorniki, nadajniki i relacje ochronne.
Sprzęt sprzęgający to kombinacja stroju linii, kondensatora sprzęgającego i pułapki falowej lub linii.
Linia przesyłowa 50/60 Hz linia przesyłowa służy jako ścieżka dla przekazywania danych w pasmie PLCC.
Kondensator sprzęgający
Tworzy fizyczne połączenie między linią przesyłową a zestawami końcowymi do przekazywania sygnałów nośnych. Jego funkcją jest zapewnienie wysokiej impedancji dla częstotliwości sieci i niskiej impedancji dla częstotliwości sygnałów nośnych. Zwykle są one wykonane z papierowego lub ciekłego systemu dielektrycznego do zastosowań o wysokim napięciu. Wartości nominalne kondensatorów sprzęgających wahają się od 0,004-0,01µF przy 34 kV do 0,0023-0,005µF przy 765kV (źródło: IEEE).
Cewka odprowadzająca
Jak pokazano na rysunku 1, celem cewki odprowadzającej jest zapewnienie wysokiej impedancji dla częstotliwości nośnej i niskiej impedancji dla częstotliwości sieciowej.
Strojenie linii
Połączony szeregowo z kondensatorem sprzęgającym tworzy obwód rezonansowy lub filtrem dolnoprzepustowym lub filtrem pasmowym. Jego funkcją jest dopasowanie impedancji terminalu PLC do linii energetycznej, aby nałożyć częstotliwość nośną na linię energetyczną. Ponadto zapewnia on izolację od częstotliwości sieciowej i ochronę przed przejściowymi przegrzewkami.
Pułapka linii lub pułapka falowa
Jest to równoległy filtr L-C lub filtr blokujący pasmo połączony szeregowo z linią przesyłową. Prezentuje wysoką impedancję dla częstotliwości sygnałów nośnych i bardzo niską impedancję dla częstotliwości sieciowej. Składa się z
Główna cewka
Induktor, który jest bezpośrednio połączony z linią wysokiego napięcia, przewodzi częstotliwość sieciową.
Urządzenie strojące
Może to być kondensator lub kombinacja kondensatora, induktora i rezystora, połączona poprzecznie do głównej cewki, aby dostroić pułapkę linii do pożądanej częstotliwości blokady.
Urządzenie ochronne
Zwykle jest to zabezpieczenie typu szpara, używane do ochrony pułapki linii przed uszkodzeniem spowodowanym przejściowymi przegrzewkami.
Pułapka linii lub pułapka falowa zapobiega niepożądanej utracie mocy sygnału nośnego i przekazywaniu sygnału nośnego do sąsiednich linii energetycznych. Pułapki linii lub pułapki falowe są dostępne dla zastosowań blokowania wąskiego i szerokiego pasma częstotliwości nośnej.
Charakterystyki kanału linii energetycznej
Charakterystyczna impedancja
Charakterystyczna impedancja linii przesyłowej jest określona przez :
Gdzie, L to indukcyjność na jednostkę długości w Henry (H).
C to pojemność na jednostkę długości w Farad (F).
Zmienia się w zakresie 300-800 Ω dla komunikacji z linią energetyczną.Zanik
Pomiar wyrażany jest w decybelach (dB). Straty zanikowe mogą wynikać z niedopasowania impedancji, strat oporowych, strat sprzęgania i różnych innych strat, które występują w pułapce linii, stroju linii, linii energetycznej itp.
Szum
Stosunek sygnał-szum (SNR) musi być wysoki na odbiorniku, w przeciwnym razie częstotliwość nośna pokazuje nieregularne wzorce na odbiorniku. Poziom szumu ogranicza tłumienie, jakie kanały PLCC mogą tolerować.
