Güç Hatı Taşıyıcı İletişimi | PLCC
También conocido como alámbrico inalámbrico, la Power Line Carrier Communication (PLCC) ha evolucionado mucho desde su uso inicial en la medición de lugares remotos hasta sus aplicaciones actuales en automatización del hogar, acceso a internet de alta velocidad, red inteligente, etc. A principios del siglo XX, las compañías eléctricas utilizaban teléfonos como medio de comunicación para el intercambio de mensajes de voz para soporte operativo, mantenimiento, control, etc., y como método de conectividad en ubicaciones remotas. Las líneas telefónicas corrían paralelas a las líneas de alimentación. Esto tenía muchas desventajas:
El uso de circuitos telefónicos a grandes distancias y en terrenos difíciles como montañas era muy caro.
Interferencia de ruido debido a las corrientes que fluyen en paralelo a las líneas de alimentación sobre los circuitos telefónicos.
El cierre frecuente de los cables telefónicos durante condiciones climáticas adversas como nieve en invierno, tormentas, etc., los hacía menos confiables.
Esto llevó a la idea de inventar un método de comunicación más robusto y menos costoso. El uso de la línea de alimentación como método de telefonía fue una idea largamente considerada y su primera prueba exitosa tuvo lugar en Japón en 1918. Y a partir de entonces, su comercialización comenzó en los años 1930.
Power Line Carrier Communication
La figura 1 muestra una red básica de PLCC utilizada en subestaciones eléctricas. La Power Line Carrier Communication (PLCC) utiliza la infraestructura eléctrica existente para la transmisión de datos desde el extremo emisor hasta el receptor. Funciona en modo de doble vía. El sistema PLCC consta de tres partes:
Los ensamblajes terminales incluyen receptores, transmisores y relés protectores.
El equipo de acoplamiento es la combinación de sintonizador de línea, capacitor de acoplamiento y trampa de onda o línea.
La línea de transmisión de potencia de 50/60 Hz sirve como camino para la transmisión de datos en la banda de ancho de PLCC.
Coupling Capacitor
Aşağıdaki metin, Türkçe'ye çevrildi:Ayrıca kablolu kablosuz olarak da bilinen Power Line Carrier Communication (PLCC), uzak yerlerde ölçüm yapma gibi ilk kullanımından otomasyon, yüksek hızlı internet erişimi, akıllı ağ vb. gibi günümüz uygulamalarına kadar uzun bir yol kat etti. 20. yüzyılın başlarında, elektrik şirketleri operasyonel destek, bakım, kontrol vb. için ses mesajları değişiminde ve uzak yerlerde bağlantı sağlama yöntemi olarak telefonları kullanıyordu. Telefon hatları güç hatlarının yanına paralel olarak kurulmuştu. Bu birçok dezavantaja sahipti:
Geniş mesafelerde ve dağlar gibi zorlu arazilerde telefon devrelerinin kullanılması çok pahalıydı.
Paralel güç hatları üzerinden akıp giden akım nedeniyle telefon devrelerinde gürültü interferansı oluşuyordu.
Kış mevsiminde kar, fırtınalar vb. sert hava koşullarında telefon kablo şebekelerinin sık sık kapandığından dolayı güvenilir olmaları daha azdı.
Bu, daha sağlam ve daha ucuz bir iletişim yöntemi icat etme fikrine yol açtı. Güç hatının telefonluk yöntem olarak kullanımı uzun süredir düşünülüyordu ve ilk başarılı testi 1918 yılında Japonya'da yapıldı. Daha sonra 1930'larda ticari kullanımına başladı.
Power Line Carrier Communication
Şekil 1, güç alt istasyonlarında kullanılan temel PLCC ağını göstermektedir. Power Line Carrier Communication (PLCC), veriyi gönderen taraftan alıcı tarafa iletmek için mevcut güç altyapısını kullanır. Tam çift yönlü modda çalışır. PLCC sistemi üç bölümden oluşur:
Terminal birimleri, alıcılar, vericiler ve koruma röleleri içerir.
Kopplama ekipmanı, hat tuner, kopplama kondansatörü ve dalga veya hat tuzaklarından oluşur.
50/60 Hz güç iletim hattı PLCC bant genişliğinde veri iletimi için yol olarak hizmet eder.
Kopplama Kondansatörü
IEE-Business fiziksel bağlantı bağlantısını, taşıma hattı ile terminal montajları arasında taşıyıcı sinyallerin iletilmesi için oluşturur. Fonksiyonu, güç frekanslarına yüksek impedans ve taşıyıcı sinyal frekanslarına düşük impedans sağlamak içindir. Genellikle yüksek gerilim uygulamaları için kağıt veya sıvı dielektrik sistemlerden yapılmıştır. Kuplaj kondansatörlerin kapasiteleri 34 kV'de 0.004-0.01µF ile 765kV'de 0.0023-0.005µF arasındadır (kaynak: IEEE).
Drain Bobin
Şekil 1'de gösterildiği gibi, drain bobinin amacı, taşıyıcı frekans için yüksek impedans ve güç frekansı için düşük impedans sağlamaktır.
Hat Ayarlayıcı
Kuplaj kondansatörüyle seri bağlı olarak bir rezonans devresi veya taşıyıcı sinyal frekansı yüksek geçiş filtresi veya bant geçiş filtresi oluşturmak için kullanılır. Fonksiyonu, PLC terminalinin impedansını güç hattıyla eşleştirerek taşıyıcı frekansı güç hatı üzerinde etkili kılmaktır. Ayrıca, güç frekansından izolasyon sağlar ve geçici aşırı voltaj koruması sağlar.
Hat Tuzak veya Dalga Tuzak
Paralel L-C tank filtresi veya bant-durdurma filtresi, taşıma hattı ile seri bağlıdır. Taşıyıcı sinyal frekanslarına yüksek impedans ve güç frekansına çok düşük impedans sunar. Bunu oluşturan bileşenler şunlardır:
Ana bobin
Yüksek gerilim güç hattına doğrudan bağlanan bir endüktör, güç frekansını taşır.
Ayar cihazı
Bu bir kondansatör olabilir veya kondansatör, indüktör ve direnç'in bir kombinasyonu olabilir, ana bobinin üzerine bağlanarak hat tuzaklarını istenilen engelleme frekansına ayarlamak için kullanılır.
Koruyucu cihaz
Genellikle geçici aşırı gerilimler nedeniyle hat tuzağını zararlı etkilerden korumak için kullanılan bir boşluk tipi fırtına koruyucusudur.
Hat tuzağı veya dalga tuzağı, taşıyıcı sinyal gücünün istenmeyen kaybını önler ve aynı zamanda taşıyıcı sinyalin komşu güç hatlarına iletilmesini de önler. Hat tuzakları veya dalga tuzakları, dar bant ve geniş bant taşıyıcı frekans engelleme uygulamaları için mevcuttur.
Güç Hattı Kanal Özellikleri
Öznel İmpedans
İletim hattının öznel impedansı şu şekilde verilir:
Burada, L, Henry (H) cinsinden birim uzunluk başına endüktansıdır.
C, Farad (F) cinsinden birim uzunluk başına kapasitans değeridir.
Güç hattı iletişiminde bu değerin aralığı 300-800 Ω arasındadır.Zayıflama
Zayıflama decibel (dB) cinsinden ölçülür. Zayıflama kayıpları, impedans uyumsuzluğu, direnç kayıpları, bağlantı kayıpları ve hat tuzağı, hat tuner, güç hattı vb. gibi çeşitli kayıplara neden olabilir.
Gürültü
Sinyal-gürültü oranı (SNR), alıcı ucunda yüksek olmalıdır, aksi takdirde taşıyıcı frekans alıcı uçta düzensiz desenler gösterir. Gürültü seviyesi, PLCC kanalların tolerans edebileceği zayıflamayı sınırlar.
Bant
Daha geniş bant genişliği, kanalın daha hızlı olmasını sağlar, ancak aynı zamanda gürültünün artmasına da neden olur. İletim amacıyla, AM kanal bant genişliği yaklaşık 1000Hz ile 1500Hz arasındadır ve FSK bant genişliği ise 500Hz ile 600Hz arasındadır (kaynak: IEEE).
PLCC'nin Güç Sistemlerindeki Uygulamaları
Korumalı Röleme
Taşıyıcı destekli koruma amacıyla, PLCC kanalları Amplitüd modülasyonu (AM) bloklama şemaları için ve Frekans kaydırma anahtarlama (FSK) serbest bırakma, izin verme ve doğrudan triplama şemaları için kullanılır.
Telemetri
Bu, uzak yerlerde gerilim, akım, güç vb. elektriksel miktarları izlemek için kullanılır. Analog veri, ikiliye dönüştürülerek FSK frekansını YÜKSEK ve DÜŞÜK olarak kaydırmak için kullanılır ve sonra dar bantlı SSB kanalı üzerinden iletilir.
Telefoni
Ses mesajları, ~3kHz bant genişliğinde dar bantlı SSB modu üzerinden gönderilir.
Ev Otomasyonu ve Ev Ağları
Bu, düşük voltajlı güç hattı iletişim sistemi olarak sınıflandırılır. Evdeki düşük voltajlı elektrik ağını kullanarak, güç hattı üzerinden veri göndererek veya alarak cihazları kontrol etmek için kullanılır. Dar bantlı PLCC, ev otomasyonu ve ölçüm amaçları için kullanılırken, geniş bantlı PLCC internet için kullanılır.
PLCC'nin Kısıtlamaları
Güç hattı iletişimi kullanıldığı mevcut elektrik altyapısı tarafından sınırlıdır ve bu nedenle güç hattı kanal parametrelerini etkiler, örneğin güç zayıflaması, gürültü, impedans ve bant genişliği gibi.
Yüksek SNR oranına ihtiyaç duyar.
Güç hattı ağı genellikle uyumlu değildir ve farklı yükler altında zamanla değişir. Bu, taşıyıcı gücünün zayıflamasına neden olur. Bu, ana dezavantajıdır.
Taşıyıcı frekans, vericiden, koaksiyal kablodan, hat ayarlayıcı biriminden, bağlantı kondansatöründen, güç hattından vericiye kadar olan yolundaki çeşitli noktalarda yansıma kayıplarına uğrar.
Güç hattı iletişimi güvenli değildir.
Açıklama: Orijinali saygıya değer, iyi makaleler paylaşılabilir, ihlal olduğu halde lütfen silme istemiyle iletişim kurun.
