Comunicação por Portadora em Linha Elétrica | PLCC
Também conhecida como wireless com fio, a Comunicação por Linha de Energia (PLCC) evoluiu muito desde seu uso inicial em medição em locais remotos até suas aplicações atuais em automação residencial, acesso à internet de alta velocidade, redes inteligentes, etc. No início do século XX, as empresas de energia usavam telefones como meio de comunicação para troca de mensagens de voz para suporte operacional, manutenção, controle, etc., e como um método de conectividade em locais remotos. As linhas telefônicas corriam paralelas às linhas de energia. Isso tinha muitas desvantagens:
O uso de circuitos telefônicos em grandes distâncias e em terrenos difíceis, como montanhas, era muito caro.
Interferência de ruído devido a correntes fluindo em linhas de energia paralelas aos circuitos telefônicos.
Frequentes interrupções dos cabos telefônicos durante condições climáticas adversas, como neve no inverno, tempestades, etc., tornando-os menos confiáveis.
Isso levou à ideia de inventar um método de comunicação mais robusto e menos caro. O uso da linha de energia como meio de telefonia foi uma ideia pensada há muito tempo e seu primeiro teste bem-sucedido ocorreu no Japão em 1918. E depois disso, sua comercialização começou na década de 1930.
Comunicação por Linha de Energia
A figura 1 mostra uma rede básica de PLCC usada em subestações de energia. A Comunicação por Linha de Energia (PLCC) usa a infraestrutura elétrica existente para a transmissão de dados do emissor ao receptor. Funciona em modo de dupla via. O sistema PLCC consiste em três partes:
Os conjuntos terminais incluem os receptores, transmissores e relés de proteção.
O equipamento de acoplamento é a combinação de sintonizador de linha, capacitor de acoplamento e a armadilha de onda ou linha.
A linha de transmissão de 50/60 Hz serve como caminho para o relé de dados na banda de frequência PLCC.
Capacitor de Acoplamento
Forma o elo físico de acoplamento entre a linha de transmissão e os conjuntos terminais para o relé de sinais de portadora. Sua função é fornecer alta impedância à frequência de potência e baixa impedância às frequências de sinal de portadora. Geralmente são feitos de sistema dielétrico de papel ou líquido para aplicações de alta tensão. As classificações dos capacitores de acoplamento variam de 0,004-0,01µF a 34 kV a 0,0023-0,005µF a 765kV (fonte: IEEE).
Bobina de Dreno
Como mostrado na figura 1, o propósito da bobina de dreno é fornecer alta impedância para a frequência de portadora e baixa impedância para a frequência de potência.
Sintonizador de Linha
É conectado em série com o capacitor de acoplamento para formar um circuito ressonante ou filtro passa-alto de sinal de portadora filtro passa-alto ou filtro passa-faixa. Sua função é igualar a impedância do terminal PLC com a linha de energia para impor a frequência de portadora sobre a linha de energia. Além disso, também fornece isolamento da frequência de potência e proteção contra sobretensões transitórias.
Armadilha de Linha ou Armadilha de Onda
É um filtro L-C em paralelo ou filtro rejeita-faixa conectado em série com a linha de transmissão. Apresenta alta impedância para frequências de sinal de portadora e muito baixa impedância para a frequência de potência. Consiste em
Bobina Principal
Um indutor que está conectado diretamente à linha de energia de alta tensão carrega a frequência de potência.
Dispositivo de Sintonia
Pode ser um capacitor ou uma combinação de capacitor, indutor e resistor, conectado em paralelo à bobina principal para sintonizar a armadilha de linha na frequência de bloqueio desejada.
Dispositivo de Proteção
Geralmente é um tipo de para-raios usado para proteger a armadilha de linha de danos devido a sobretensões transitórias.
A armadilha de linha ou armadilha de onda previne a perda indesejada de potência do sinal de portadora e também previne a transmissão do sinal de portadora para linhas de energia adjacentes. Armadilhas de linha ou armadilhas de onda estão disponíveis para aplicações de bloqueio de frequência de portadora de banda estreita e larga.
Características do Canal de Linha de Energia
Impedância Característica
A impedância característica da linha de transmissão é dada por :
Onde, L é a indutância por unidade de comprimento em Henry (H).
C é a capacitância por unidade de comprimento em Farad (F).
Varia na faixa de 300-800 Ω para comunicação por linha de energia.Atenuação
É medida em decibéis (dB). As perdas de atenuação podem ser devido à desigualdade de impedância, perdas resistivas, perdas de acoplamento e várias outras perdas que ocorrem na armadilha de linha, sintonizador de linha, linha de energia, etc.
Ruído
A relação sinal-ruído (SNR) deve ser alta no receptor, caso contrário, a frequência de portadora apresenta padrões erráticos no receptor. O nível de ruído limita a atenuação que os canais de PLCC podem tolerar.
Largura de Banda
A maior largura de banda significa um canal mais rápido, mas também leva ao aumento do ru
