پایان نامه بررسی ساختار و نحوه ارتباط در DPLC

تعداد صفحات: ۵۱ | قابل ویرایش

فهرست مطالب

مقدمه

به دلیل گستردگی شبکه به هم پیوسته تولید و انتقال نیرو در صنعت برق و پراکندگی ایستگاه ها در نقاط بعضا دور از دسترس، احداث و بهره بردار سیستم های مخابراتی از نیازهای اساسی صنعت برق می‌باشد. کاربریهای عمده مخابرات در صنعت برق عبارتند از :

۱- انتقال اطلاعات و ارسال فرامین خودکار حفاظتی برای جداسازی بخشهای حادثه دیده و معیوب در کوتاهترین زمان و جلوگیری از گستردگی حوادث جزئی به کل شبکه و پیشگیری از حوادث احتمالی.

۲- انتقال اطلاعات جمع آوری شده از پست ها و نیروگاه ها به مراکز کنترل و انتقال فرامین کنترلی از مراکز کنترل به ایستگاه‌ها.

۳- هماهنگی عملیات بهره برداری و برقراری ارتباط بین بخش های ستادی و عملیاتی از طریق شبکه تلفنی مستقل برق.

سیستم های مخابراتی مورد استفاده در شبکه مخابرات صنعت برق شامل بیسیم، مایکروویو، PLC، DTS، فیبر نوری و سیستم سوئیچینگ می باشد.

– PLC سیستم مخابراتی است که از خطوط فشار قوی در فرکانس های ۴۰ تا ۴۰۰ کیلوهرتز برای انتقال پیام های مخابراتی استفاده می کند.

– DTS شبکه اختصاصی و Hot Line تلفنی دیسپاچینگ می باشد.

– کابلOPGWدر خطوط انتقال نیرو بجای سیم زمین برای انتقال اطلاعات با حجم و امنیت زیاد بکار می رود.

سیستمPower Line Carrier  یکی از شیوه های نوین انتقال داده می باشد که مخفف آن PLC است اما نه کنترل کننده های منطقی برنامه پذیر ، بلکه خطوط انتقال قدرت.

سیستم Power Line Carrier (PLC)

PLC وسیله ای برای انتقال امواج فرکانس بالا با استفاده از سیم فشار قوی می باشد. در این سیستم برای ارتباط دو طرفه میان دو پست A و B (شکل۱) یک زوج فرستنده و گیرنده در هر کدام از پستها قرار می گیرد. فرستنده A سیگنال فرکانس بالای خود را با فرکانس F_A-B بر روی خط فشار قوی واصل میان دو پست ارسال نموده و گیرنده موجود در پست B که بر روی فرکانسF_A-B تنظیم شده است.

موج ارسالی از A را از خط فشار قوی گرفته و مورد استفاده قرار می دهد. بالعکس فرستنده B سیگنال خود را با فرکانسF_B-A ارسال نموده و گیرنده A نیز بر روی فرکانسF_B-A تنظیم شده است. بدین ترتیب یک ارتباط دو طرفه (Duplex) میان دو نقطه A و B بر قرار می شود.

چون دستگاه های فرستنده و گیرنده PLC را نمی توان مستقیما به خط فشار قوی که ولتاژ بسیار زیادی دارد متصل نمود. برای اینکار به دستگاه ها و تجهیزات واسطه ای نیاز است که بین فرستنده و گیرنده و خط انتقال انرژی قرار گیرند تا هم سیگنال فرکانس بالای PLC را به خط کوپله نموده و هم مانع از اتصال مستقیم ولتاژ بالا به دستگاه های حساس PLC بشوند به همین خاطر از خازن های کوپلاژ استفاده می شود(شکل ۲) با قرار دادن یک خازن بین خط انتقال و دستگاه  PLC این منظور برآورده می شود.

روشهای کوپلینگ

خطوط انتقال انرژی میان دو پست فشار قوی از سه فاز تشکیل می شوند. در صورتی که خط انتقال از نوع تک مداره باشد، دارای سه هادی خواهد بود و در صورتی که خط انتقال از نوع دو مداره باشد تعداد هادی ها به شش می رسد. بدین ترتیب این سوال مطرح می شود که بری کوپلینگ سیگنال PLC به خط فشار قوی از کدامیک از هادی ها(فازها) می توان استفاده نمود.

در صورتی که خط تک مداره بوده و از سه فاز تشکیل شود، می توان به هر یک از فازها به تنهایی سیگنال PLC را کوپله نمود. با بررسی و مطالعه چگونگی انتشار امواج فرکانس بالا بر روی خطوط فشار قوی مشخص شده است که در صورتی که کوپلینگ تنها توسط یک فاز انجام گیرد، بهترین حالت استفاده از فاز وسط می باشد در شکل(۹)این روش کوپلینگ فاز به زمین (Phase to Ground) نام دارد نشان داده شده است.

کوپلینگ فاز به زمین تلفات زیادی برای سیگنال های PLC بوجود آورده و بعلاوه در صورت وقوع خطا بر روی خط انتقال، بخصوص زمانی که فاز وسط اتصال کوتاه شود، امکان برقراری ارتباط PLC کلا از بین رفته و یا با تضعیف بسیار زیادی مواجه خواهد بود. لذا برای بالا بردن قابلیت اطمنیان ارتباط PLC و کاهش تضعیف حاصل از خط انتقال، در مواردی که که طول خط نسبتا بلند باشد سیگنال PLC را می توان به دو فاز کوپله نمود.

ارتباط تلفنی (صحبت) (Speech)

از PLC برای ارتباط تلفنی مستقیم بین دو نقطه می توان استفاده نمود. این نوع ارتباط بیشتر مابین مرکز دیسپاچینگ و کنترل شبکه و پست های مهم و نیروگاه ها مورد استفاده واقع می شود. در شبکه های مخابراتی شرکت های برق منطقه ای که شامل تعدادی مرکز تلفن در پست های کلیدی و مهم شبکه فشار قوی می باشد، برای ارتباط میان مراکز تلفن(Tie line trunks)عمدتا از کانال های PLC استفاده می‌شود.

همچنین از کانال های PLC برای ارتباط تلفنی میان مشترکین(Extensions) با مراکز تلفن که عمدتا پست های فاقد مرکز تلفن هستند و دارای ارتباط الکتریکی با یکی از پست های دارای مرکز تلفن می باشد، استفاده می گردد. در صورتی که کانال ارتباط با PLC تنها برای ارتباط تلفنی(صحبت) مورد استفاده قرار گیرد، عموما اطلاعات صحبت را در محدوده۳۰۰ الی۳۴۰۰ هرتز قرار می دهند. در صورتی که به همراه صحبت اطلاعات دیگری نیز ارسال گردد، طیف سیگنال صحبت بسته به تعداد سیگنال های ارسالی و سرعت انتقال آنها از ۳۰۰ الی ۲۴۰۰ یا ۲۰۰۰ هرتز خواهد بود.

منابع

1. CIGRE STUDY COMMITTEE 35, WORKING GROUP 09,Report on digital line carrier, 2000.
2. IEC REPORT, Planning of (single- sideband) power line carrier systems, Geneva, 1980.
3. Mikutski, High frequency channels for power system protection and automation. Energy, Moscow, 1976. in Russian
4. P. Shkarin, High frequency channels via overhead power lines, Moscow: Appendix to Energetik, 2001. in Russian.
5. Suljanovic, A. Mujčic, M. Zajc and J. F. Tasič, “Power line tap modeling at power- line carrier frequencies with radial- basis function network”, Engineering Intelligent Systems, vol. 11, no. 1, pp. 9-17, 2003.
6. An American National Standard, IEEE Guide for power- Line carrier Applications, The Institute of Electrical and Electronics Engineers, New York, 1980.
7. M. Wedepohl, “Application of matrix methods to the solution of traveling – wave phenomena in polyphase system”, PROC. IEE, vol. 110, no. 12, pp. 2200-2212, 1963.
8. Suljanovic, A. Mujčic, M. Zajic and J. F. Tasič, “High frequency characteristics of high voltage power line”, Proceedings of EUROCON 2003, Ljubljana, 2003.