电力线载波通信| plc

也叫有线无线,the电力线载波通信PLCC (PLCC)从最初的远程计量应用到现在的家庭自动化、高速互联网接入、智能电网等应用,经历了漫长的发展。在20世纪早期,电力公司使用电话作为通信媒介,为操作支持、维护和控制等交换语音信息,并作为在偏远地区连接的一种方法。电话线和电力线平行。这有很多缺点:

  • 长途电话线路的使用和地形的困难,如山脉是非常昂贵的。
  • 噪声干扰电流在电话线路上流动的平行电力线。
  • 在恶劣的天气条件下,如冬天的大雪、暴风雨等,电话线经常被关闭,使它们变得不可靠。

这导致了发明一种更强大、更便宜的通信方法的想法。使用电力线作为电话的一种方法是一个长期的想法,它的第一次成功的测试是在1918年的日本。在1930年代开始商业化之后。

电力线载波通信

图1显示了一个基本的PLCC网络用于变电站。的电力线载波通信(PLCC)使用现有的电力基础设施将数据从发送端传输到接收端。它工作在全双工模式。PLCC系统由三部分组成:

  1. 终端组件包括接收机、发射机和保护继电器
  2. 耦合设备是线调谐器、耦合电容和波阱或线阱的组合。
  3. 50/ 60hz电源输电线路在PLCC带宽中作为数据中继的路径。

plcc网络图

耦合电容器

构成传输线与终端组件之间的物理耦合环节,用于载波信号的中继。其功能是对工频提供高阻抗,对载波信号频率提供低阻抗。他们通常是由纸或液体绝缘系统高压应用。耦合电容的评级范围从0.004 - -0.01µ在34千伏0.0023 - -0.005µF 765 kV(来源:IEEE)。

排水线圈

如图1所示,漏极线圈的目的是为载频提供高阻抗,为工频提供低阻抗。

行调谐器

它与耦合电容串联,形成谐振电路或载波信号频率高通滤波器带通滤波器。它的功能是使PLC终端的阻抗与电力线相匹配,从而在电力线上留下载波频率。此外,它还提供隔离工频和瞬态过电压保护。

线阱或波阱

它是并联lc槽式过滤器或带阻过滤器与之串联而成输电线路。它对载波信号频率具有高阻抗,对工频有极低的阻抗。它由

  1. 主要线圈

    一个电感器直接连接到携带工频的高压电力线上。

  2. 优化设备

    它可能是电容器或者电容器,电感和电阻器,通过主线圈连接,以便将线路陷阱调谐到所需的阻塞频率。

  3. 保护装置

    通常是间隙型电涌放电器用于保护线路疏水阀不受瞬态过电压的损坏。

线路陷阱或波陷阱可以防止载波信号功率的不必要损失,也可以防止载波信号传输到相邻的电力线。线路陷阱或波陷阱可用于窄带和宽带载波频率阻塞应用。

电力线通道特性

  • 特性阻抗

    传输线的特性阻抗为:

    式中,L是单位长度的电感,以亨利(H)为单位。
    C是电容单位长度单位为法拉(F)。
    在300 - 800的范围不同Ω电力线通信。

  • 衰减

    它的测量单位是分贝(db)。衰减损耗可能是由于阻抗不匹配、电阻损耗、耦合损耗和发生在线路陷阱、线路调谐器、电力线等的各种其他损耗造成的。

  • 噪音

    接收端的信噪比(SNR)必须要高,否则接收端的载频会出现不稳定的模式。噪音等级限制了衰减PLCC渠道可以容忍。

  • 带宽

    更宽的带宽意味着通道更快,但也会导致噪声的加重。为继电保护,AM通道带宽约为1000Hz至1500Hz, FSK带宽为500Hz至600Hz(源:IEEE)。

PLCC在电力系统中的应用yabo2021app

  • 继电保护

    为了载波辅助保护的目的,PLCC通道使用调制方案,即用于阻塞方案的幅度调制(AM)和用于解阻塞、允许和直接脱扣方案的频移键控(FSK)。

  • 遥测

    它是用来监测电量的,比如电压,当前的,电力等。模拟数据以二进制的形式进行转换,通过变换FSK频率的高低,然后在窄带SSB信道上传输。

  • 电话

    语音信息通过SSB窄带模式发送,带宽约为3khz。

  • 家庭自动化和家庭网络

    它被归类为低压电力线通信。在家用低压电力网通过电力线发送或接收数据来控制电器。它是用于家庭自动化和计量的窄带PLCC和用于互联网的宽带PLCC。

使用电线的家庭自动化

PLCC的局限性

  • 电力线通信受到现有电力基础设施的限制,因而影响电力线通道参数,如功率衰减、噪音、阻抗和带宽。
  • 它要求较高的信噪比。
  • 电力线网络通常是不匹配的,并且在不同的负载下随着时间的变化而变化。这将导致载波功率的衰减。这是主要的缺点。
  • 载波频率在从发射机、同轴电缆、线路调谐器单元、耦合电容、电源线到发射机的路径上的不同点都遭受反射损耗。
  • 电力线通信不安全。
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