Связь по линиям электропередач | PLCC
Также называемая проводной беспроводной связью, Связь по линиям электропередачи (PLCC) прошла долгий путь от своего первоначального использования для учета на удаленных объектах до современных применений в автоматизации дома, высокоскоростном доступе в Интернет, умных сетях и т.д. В начале 20-го века энергетические компании использовали телефоны как средство коммуникации для обмена голосовыми сообщениями для операционной поддержки, обслуживания, контроля и как метод связи на удаленных объектах. Телефонные линии шли параллельно линиям электропередач. Это имело множество недостатков:
Использование телефонных линий на большие расстояния и в труднодоступных местах, таких как горы, было очень дорого.
Шумовые помехи из-за токов в параллельных линиях электропередач, проложенных рядом с телефонными линиями.
Частые отключения телефонных кабелей в суровых погодных условиях, таких как зимние снегопады, штормы и т.д., делали их менее надежными.
Это привело к идее создания более надежного и менее дорогого метода связи. Использование линий электропередач в качестве средства телефонии было давно задуманной идеей, и ее первый успешный тест состоялся в Японии в 1918 году. После этого ее коммерциализация началась в 1930-х годах.
Связь по линиям электропередачи
Рисунок 1 показывает базовую сеть PLCC, используемую в подстанциях. Связь по линиям электропередачи (PLCC) использует существующую инфраструктуру электроэнергетики для передачи данных от отправителя к получателю. Она работает в режиме полудуплекса. Система PLCC состоит из трех частей:
Терминальные сборки включают приемники, передатчики и защитные реле.
Оборудование для соединения — это комбинация линейного настройщика, соединительного конденсатора и волнового или линейного ловушки.
Линия электропередачи 50/60 Гц служит путем для передачи данных в полосе пропускания PLCC.
Соединительный конденсатор
Он формирует физическую связь между линией электропередачи и терминальными сборками для передачи сигналов несущей частоты. Его функция — обеспечивать высокое сопротивление для частоты питания и низкое сопротивление для частот сигнала несущей. Они обычно изготавливаются из бумаги или жидкого диэлектрика для высоковольтных применений. Номиналы соединительных конденсаторов варьируются от 0,004-0,01 мкФ при 34 кВ до 0,0023-0,005 мкФ при 765 кВ (источник: IEEE).
Дренажная катушка
Как показано на рисунке 1, цель дренажной катушки — обеспечить высокое сопротивление для частоты несущего сигнала и низкое сопротивление для частоты питания.
Линейный настройщик
Он подключен последовательно с соединительным конденсатором, чтобы образовать резонансную цепь или фильтр верхних частот или полосовой фильтр. Его функция — согласовать сопротивление терминала PLC с линией электропередачи, чтобы навести частоту несущего сигнала на линию электропередачи. Кроме того, он также обеспечивает изоляцию от частоты питания и защиту от переходных перенапряжений.
Линейная ловушка или волновая ловушка
Это параллельный L-C контур или полосовой фильтр, подключенный последовательно с линией электропередачи. Он представляет высокое сопротивление для частот несущего сигнала и очень низкое сопротивление для частоты питания. Он состоит из
Основная катушка
Индуктивность, которая подключена непосредственно к высоковольтной линии электропередачи, несет частоту питания.
Устройство настройки
Это может быть конденсатор или комбинация конденсатора, индуктивности и резистора, подключенные через основную катушку, чтобы настроить линейную ловушку на желаемую блокируемую частоту.
Защитное устройство
Это обычно разрядник типа зазора, используемый для защиты линейной ловушки от повреждений вследствие переходных перенапряжений.
Линейная ловушка или волновая ловушка предотвращает нежелательную потерю мощности несущего сигнала и также предотвращает передачу несущего сигнала на соседние линии электропередачи. Линейные ловушки или волновые ловушки доступны для узкополосных и широкополосных приложений блокировки частоты несущего сигнала.
Характеристики канала линии электропередачи
Характеристическое сопротивление
Характеристическое сопротивление линии электропередачи определяется следующим образом:
Где, L — индуктивность на единицу длины в Генри (Г).
C — емкость на единицу длины в Фарад (Ф).
Оно варьируется в диапазоне 300-800 Ом для связи по линиям электропередачи.Затухание
Оно измеряется в децибелах (дБ). Потери затухания могут быть вызваны несоответствием сопротивления, резистивными потерями, потерями соединения и различными другими потерями, возникающими в линейной ловушке, линейном настройщике, линии электропередачи и т.д.
Шум
Соотношение сигнал/шум (SNR) должно быть высоким на приемной стороне, иначе частота несущего сигнала будет показывать некорректные паттерны на приемной стороне. Уровень шума ограничивает затухание, которое каналы PLCC могут выдержать.
