Введение
Использование PLCC в современной системе электропитания в основном предназначено для телеметрии и телеуправления. Теле означает дистанционное управление. Телеметрия относится к науке измерения из удаленного места.
Связь несущей линии - PLCC (фото: Zanith Transformers & Swithgears Pvt. Ltd)
содержание
- Введение
- Основная цель / Применение PLCC
- Основные компоненты PLCC:
- Соединительный конденсатор
- Линейный ловушка
- Передатчики и приемники
- Гибриды и фильтры
- Линейные тюнеры
- Главный осциллятор и усилители
- Защита и заземление соединительного оборудования
- Преимущества цифровой PLCC над аналоговыми
- Типичный расчет отношения сигнал / шум, считая линию 295 километров
- Отношение SNR (отношение сигнал-шум)
В зависимости от требований и условий сети могут использоваться различные типы системы передачи данных.
Основная система передачи данных для телеметрии и телеуправления:
- Использование телефонных линий
- Использование отдельных кабелей
- Связь несущей линии
- Радиоволновый микроволновый канал
Блок-схема панели PLCC
Для крупной энергосистемы связь несущей линии питания используется для передачи данных, а также для защиты линий электропередач. Носитель тока имеет диапазон частот от 30 до 200 кГц в США и от 80 до 500 кГц в Великобритании.
Каждый конец линии передачи снабжен идентичным оборудованием PLCC, состоящим из оборудования:
- Передатчики и приемники
- Гибриды и фильтры
- Линейные тюнеры
- Линейные ловушки
- Усилитель мощности
- Соединительные конденсаторы
Реле дистанционной защиты на панели реле на одном конце линии передачи получает вход от CT и CVT в линию. Выход реле переходит к модему PLCC.
Схема PLCC
Выход PLCC переходит в соединительный конденсатор, а затем в линию передачи и перемещается на другой конец, где он принимается через конденсатор связи и вводится на реле и панель управления с этого конца.
Перейти к содержанию ↑
Основная цель / Применение PLCC
PLCC в современной подсистеме электроснабжения используется в основном для следующих целей:
-
Релейная передача несущей защиты линии передачи так, чтобы:
- Команда отключения может быть выдана реле из-за отключения автоматического выключателя на любом конце.
-
Чтобы отключить автоматический выключатель цепи, ближайший к неисправности, это делается путем:
a) Реле дистанционной защиты (характеристики V / I)
б) Метод дифференциального сравнения
c) Метод сравнения фаз
- Связь между станцией и станцией
-
Телеметрирование несущей, электрические величины, которые телеметрируются, - это кВт, кВА, кВАр, коэффициент напряжения и мощности и т. Д.
Следующие методы используются для телеметрии, а также для телеуправления:
- симплекс
- дуплексный
- мультиплекс
- Разделение по времени Multiplex
Многие факторы влияют на надежность канала линии электропередачи (PLC).
Цель состоит в том, чтобы получить уровень сигнала на удаленном терминале, который выше чувствительности приемника, и с отношением сигнал / шум (SNR) значительно выше минимального, чтобы получатель мог принять правильное решение на основе информация передается.
Если оба этих требования будут выполнены, канал ПЛК будет надежным.
Факторы, влияющие на надежность:
- Количество выходов из передатчика.
- Тип и количество гибридов, необходимых для параллельных передатчиков и приемников.
- Используется тип линейного тюнера.
- Размер конденсатора связи по емкости.
- Тип и размер с точки зрения индуктивности используемой линейной ловушки.
- Напряжение электросети и физическая конфигурация линии электропередач.
- Фаза (фазы), к которой подключен сигнал ПЛК.
- Длина схемы и транспозиции в цепи.
- Развязывающее оборудование на приемном терминале (обычно такое же, как и передающий конец).
- Тип модуляции, используемый для передачи информации, и тип схем демодуляции в приемнике.
- Полученное отношение сигнал / шум (SNR).
Вышеприведенный список может быть не все включенным, но это основные факторы, влияющие на успех или отказ канала PLC.
Перейти к содержанию ↑
Основные компоненты PLCC
1. Конденсатор муфты
Компонент PLCC - Конденсатор сцепления
Соединительный конденсатор соединяет несущее оборудование с линией передачи. Емкость конденсатора связи имеет такое значение, что обеспечивает низкий импеданс несущей частоты (1 / ωC), но высокий импеданс до частоты мощности (50 Гц).
Например, конденсатор 2000pF предлагает от 1, 5 до 50 Гц, но от 150 до 500 кГц.
Таким образом, конденсатор связи позволяет сигналу несущей частоты войти в оборудование несущей.
Чтобы еще больше уменьшить импеданс и сделать схему чисто резистивной, чтобы в цепи не было реактивной мощности, низкий импеданс последовательно соединен с конденсатором связи для формирования резонанса на несущей частоте.
Перейти к содержанию ↑
2. Линейный ловушка
Энергия несущей на линии передачи должна быть направлена к удаленному терминалу линии, а не к шине станции, и она должна быть изолирована от колебаний импеданса шины. Эта задача выполняется ловушкой линии.
Линейная ловушка обычно представляет собой форму параллельного резонансного контура, который настроен на частоту энергии несущей.
Параллельный резонансный контур имеет высокий импеданс на своей настроенной частоте, а затем вызывает большую часть энергии несущей в направлении к удаленному терминалу линии. Катушка линейной ловушки обеспечивает канал с низким полным сопротивлением для потока энергии энергии мощности.
Так как поток мощности довольно велик, катушка, используемая в линейной ловушке, должна быть большой по размеру.
Следовательно, линейная ловушка / волновая ловушка вставлена между сборной шиной и соединением конденсатора связи с линией. Это параллельно настроенная схема, состоящая из индуктивности (L) и емкости (C). Он имеет низкий импеданс (менее 0, 1?) Для силовой частоты (50 Гц) и высокий импеданс для несущей частоты.
Этот аппарат не позволяет высокочастотному несущему сигналу войти в соседнюю линию.
Перейти к содержанию ↑
3. Передатчики и приемники
Передатчики и приемники несущей обычно устанавливаются в стойку или шкаф в контрольном доме, а линейный тюнер отключается на распределительном устройстве.
Это означает, что между оборудованием и тюнером имеется большое расстояние, а соединение между ними выполняется с использованием коаксиального кабеля.
Компонент PLCC - Передатчики и приемники
Коаксиальный кабель обеспечивает экранирование, так что шум не может попасть в кабель и вызвать помехи. Коаксиальный кабель подключается к линейному тюнеру, который должен быть установлен в основании соединительного конденсатора.
Если на каждый терминал задействовано более одного передатчика, перед подключением к линейному тюнеру сигнал должен проходить через изолированные цепи, обычно гибриды.
Перейти к содержанию ↑
4. Гибриды и фильтры
Цель гибридных схем состоит в том, чтобы обеспечить соединение двух или более передатчиков вместе на одном коаксиальном кабеле, не вызывая искажения интермодуляции из-за сигнала от одного передатчика, влияющего на выходные каскады другого передатчика. Гибриды также могут потребоваться между передатчиками и приемниками, в зависимости от приложения.
Гибридные схемы могут, конечно, вызывать большие потери на пути несущей и должны использоваться надлежащим образом. В некоторых приложениях также могут использоваться сети с высоким / низким уровнем пропускания и полосы пропускания, чтобы изолировать несущее оборудование друг от друга.
5. Линейные тюнеры
Назначение линейного тюнера в сочетании с конденсатором связи заключается в том, чтобы обеспечить канал с низким полным сопротивлением для энергии несущей к линии передачи и высокий импедансный путь к энергии энергии мощности.
Комбинация линейного тюнера / соединительного конденсатора обеспечивает низкий импедансный путь к линии электропитания путем формирования последовательного резонансного контура, настроенного на несущую частоту.
С другой стороны, емкость конденсатора связи является высоким импедансом энергии мощности. Несмотря на то, что конденсатор связи имеет высокий импеданс на частотах мощности, должен быть путь к земле, чтобы конденсатор мог выполнять свою работу. Эта функция обеспечивается дренажной катушкой, которая находится в основании соединительного конденсатора. Сонная катушка спроектирована как низкий импеданс на частоте мощности, и из-за ее индуктивности он будет иметь высокое полное сопротивление несущей частоте.
Таким образом, комбинация линейного тюнера, соединительного конденсатора и дренажной катушки обеспечивает необходимые инструменты для связи энергии несущей с линией передачи и блокирования энергии мощности. Последняя функция линейного тюнера заключается в обеспечении соответствия импеданса между несущим коаксиальным кабелем, обычно от 50 до 75 Ом, и линией питания, которая будет иметь импеданс 150-500 Ом.
Перейти к содержанию ↑
6. Мастер-генератор и усилители
В генераторе генерируется высокочастотный несущий сигнал.
Осциллятор может быть кварцевым генератором, с которым может быть достигнута операция для конкретной полосы пропускания. Выходное напряжение генератора поддерживается постоянным стабилизатором напряжения.
Выход генератора подается на усилитель так, что потери в передаче могут быть компенсированы. Потери, возникающие в токе несущей, называются затуханием сигнала несущей.
Они в основном: Потери в соединительном оборудовании, которые являются постоянными потерями для данной полосы частот несущей.
Компонент PLCC - главный генератор и усилители
Потери линии варьируются в зависимости от длины линии, размера линии, погодных условий и т. Д.
,
Эти потери для подземной линии больше, чем воздушные линии.
Частотный интервал - это процесс с использованием другой несущей частоты в двух соседних линиях передачи. Волновая ловушка / Линейная ловушка помогает в этом.
Перейти к содержанию ↑
7. Защита и заземление соединительного оборудования
Напряжение может быть вызвано молнией, переключением и внезапной потерей нагрузки и т. Д.
Они создают напряжение на соединительном оборудовании и блоках ловушек. Нелинейный резистор последовательно с защитным зазором подключается через блок ловушки и индуктор соединительного блока.
Зазор регулируется для искрового разряда при заданном значении перенапряжения.
Защита и заземление соединительного оборудования
Блок муфты и PLCC оборудование заземлены через отдельную и специальную систему, так что потенциал земля подъем системы заземления станции не влияет на уровень опорного напряжение / Питание общего основания PLCC оборудования.
В этом отношении это заземление PLCC и других средств связи / приборов / электронного оборудования, пожалуйста, обратитесь к статье 645 NEC для центров обработки данных (ИТ-оборудование).
верхний
Преимущества цифровой PLCC над аналоговыми
- Иммунитет к шуму на этапах обработки и хранения, поскольку он полностью цифровой.
- Цифровой: требуется меньше нет. (аппаратное обеспечение), поскольку Digital Processor - это один чип.
- Обработка является точной и надежной.
- Преобразование частоты выполняется за один шаг (цифровое преобразование).
- Цифровая обработка позволяет применять широкий спектр математики. (Аналоговая обработка ограничена наличием устройств для выполнения желаемых функций, в то время как)
- Эквалайзер идеален: цифровая фильтрация высокого разрешения дает очень плоский ответ фильтра по желанию.
- Производительность цифровых цепей, в отличие от аналоговых, относительно независима от фактических значений компонентов в схеме реализации. Поэтому цифровые системы более надежно воспроизводят желаемые ответы, несмотря на колебания температуры или старение компонентов.
- Кроме того, в цифровых схемах нет необходимости в согласовании компонентов.
- Упрощенная продукция: подсчет нижних частей и улучшенная тестируемость.
Power Line Carrier (PLC) Распространение сигнала по высоковольтным линиям полностью зависит от конструкции линий электропередач, в основном от конфигурации и характеристик всех проводников и оптимальной связи сопротивления заземления, что позволяет наилучшим образом использовать данную линию передачи.
Транспозиция может ввести дополнительное ослабление, которое, как правило, не может быть предсказано с помощью простых правил. Большинство схем транспонирования приводят к высоким полюсам затухания на определенных частотах, поэтому такие частоты не могут использоваться для связи ПЛК.
Запрещенные диапазоны частот могут быть определены, как описано в CIGRE Paper 35-02, Senn / Morf - Оптимальное расположение ПЛК на линиях питания с разомкнутой цепью - (август 1984 г.)
В критических случаях, однако, может потребоваться компьютерный расчет, для которого требуются следующие данные:
- Высота каждого проводника над землей (у башен)
- Саг проводников (между башнями)
- Горизонтальное расстояние (между проводниками)
- Количество проводников на фазу (одиночное или если расстояние между пучками)
- Наружный диаметр проводников, материал проводников
- Количество нитей на окружности (внешние нити)
- Диаметр нитей
- Такая же информация (а) - (г) для проводов заземления
- Общая длина линии передачи
- Эскиз фазировки, показывающий тип и количество транспозиций и расстояние между транспозициями (если двойная система, каждая схема требуется отдельно)
- Сопротивление земли в метрах Ом, если не известно, определяет, будет ли около 300 или 1000 или 3000 сообщений отдельно.
- Соединительная схема (фаза с землей от фазы к фазе)
- Доступный диапазон несущей частоты
Перейти к содержанию ↑
Типичный расчет отношения сигнал / шум, считая линию 295 километров
Секция частотной линии: 140/144 кГц
Напряжение сети: 400 кВ
Конфигурация линии: 3 транспозиции на равном расстоянии
Длина линии: 295 км
Диаметр проводника: 31, 77 мм
Количество пучков на проводник: два
Общая потеря = ослабление линии + потеря связи
Затухание линии (aL) = a1 x L + 2a C + a add
Где:
a1 = постоянная затухания самой низкой потери, сделанной в дБ на километр
ac = потери преобразования модели в дБ
a add = дополнительные потери, вызванные разрывами, например, схемы связи, транспонирование и т. д. в дБ
a1 - постоянная, которая зависит от
f = частота в кГц
d = диаметр проводника в мм
n = количество пучков
Конфигурация линии = Нет транспозиции с равными интервалами
Подставив соответствующие значения в некоторое приближение, получим a1:
a1 = 0, 029 дБ / км
Затухание линии, aL = 0, 029 x 295 + 2 x 0 + 10 = 8, 55 + 10 = 18, 55 дБ
Потери сцепления = потеря в соединительном оборудовании + потери при опрокидывании + потери при прохождении + потери при прохождении в случае обхода + потеря кабеля.
= 2 + 2, 6 + 1 + 0 + 0, 5
= 6, 1 дБ
Общие потери = ослабление линии + потеря связи = 18, 55 + 6, 1 = 24, 65 дБ
Перейти к содержанию ↑
Отношение SNR (отношение сигнал-шум)
Уровень сигнала (речь) = +35 дБ и 38 дБ (соответствует 20 Вт (43 дБм PEP) и 40 Вт соответственно)
Уровень шума (шум короны) в полосе 2, 2 кГц = -13, 5 дБ
Коррекция с учетом псофометрического коэффициента = -2, 0 дБ
Уровень шума в речевом диапазоне (300 - 2400 Гц) = -15, 5 дБ
Шум оборудования выше внешнего = -60 дБм очень низкий, соответствующий шуму, поэтому не учитывается при расчете
Уровень сигнала (речь) со стороны приемника на стороне линии = +35 - (Затухание линии + потеря связи)
= +35 - (18, 55 + 6, 1) = +35 - 24, 65 = 10, 35 дБ
Отношение сигнал / шум = (уровень сигнала (речь) со стороны приемника на линии - уровень шума в речевом диапазоне)
= +10, 35 - (- 15, 5 дБ) = 25, 85 дБ (учитывая выходную мощность терминала ПЛК как 20 Вт)
= 28, 85 дБ (с учетом выходной мощности ПЛК, равной 40 Вт, что рекомендуется для лучшего SNR).
Перейти к содержанию ↑