Связь по лэп: Высокочастотные каналы связи по линиям электропередачи | Диспетчерский пункт района распределительных сетей | Архивы

Содержание

Высокочастотные каналы связи по линиям электропередачи | Диспетчерский пункт района распределительных сетей | Архивы

Страница 16 из 21

Конструкция линии электропередачи, определяемая ее главным назначением — передачей электрической энергии на расстояние, позволяет использовать ее для передачи информации. Высокий уровень эксплуатации и большая механическая прочность линий обеспечивают надежность каналов связи, близкую к надежности каналов по кабельным линиям связи. Вместе с тем при осуществлении по ВЛ каналов связи для передачи информации приходится учитывать особенности линий, затрудняющие их использование для целей связи. Такой особенностью является, например, наличие на концах линий оборудования подстанций, которое можно представить как цепь изменяющихся в широких пределах последовательно соединенных реактивного и активного сопротивления. Этими сопротивлениями через шины подстанций образуется связь между ВЛ, что приводит к увеличению тракта связи. Поэтому для снижения влияния между каналами и затухания с помощью специальных заградителей преграждают пути токам высокой частоты в сторону подстанций.

Значительно увеличивают затухание также ответвления от ВЛ. Эти и другие особенности линий требуют осуществления ряда мероприятий по созданию условий передачи информации.
Устройство ВЧ каналов по распределительным сетям 6—10 кВ сопряжено со значительными -трудностями из-за специфики построения сетей этих напряжений. На участках магистральных линий 6—10 к В между соседними коммутационными пунктами имеется большое число отпаек, линии секционируются разъединителями и выключателями, схемы первичной коммутации сетей нередко меняются, в том числе автоматически, из-за большей повреждаемости линий этих напряжений их надежность ниже, чем В71 35 кВ и выше. Передача сигналов в распределительных сетях зависит от многих факторов, влияющих на затухание сигнала: от длины и числа отпаек, материала проводов линии, нагрузки и др. Нагрузка может изменяться в широких пределах. При этом отключение отдельных отпаек, Как показывают исследования, иногда не только не уменьшает затухания, но, наоборот, из-за нарушения взаимной компенсации затуханий между соседними отпайками увеличивает ее. Поэтому каналы даже небольшой протяженности имеют значительное затухание и работают нестабильно. На работе каналов отрицательно сказываются также повреждения изоляторов, некачественное соединение проводов и неудовлетворительное состояние контактов коммутационной аппаратуры, Эти дефекты являются источниками помех, соизмеримых с уровнем передаваемого сигнала, что может вызывать прекращение работы канала и повреждение аппаратуры. Наличие на линиях секционирующих аппаратов приводит к полному прекращению работы ВЧ канала в случае их отключения и заземления одного из участков линии. Отмеченные недостатки существенно ограничивают, хотя и не исключают [8], использование линий 6—10 кВ для организации ВЧ каналов. И все-таки следует отметить, что широкого распространения ВЧ связь по распределительным сетям в настоящее время не получила.
По назначению ВЧ каналы связи по линиям электропередачи делятся на четыре группы: каналы диспетчерской связи, технологические, специальные и каналы линейно-эксплуатационной связи.
Не останавливаясь  подробно на использовании и назначении каждой группы каналов, отметим, что для диспетчерских и технологические каналов телефонной связи используется в основном полоса тональных частот 300—3400 Гц <300—2300). Верхняя часть тонального спектра (2400—3400 Гц) не пользуется для передачи сигналов телеинформации. Современная комбинированная аппаратура позволяет организовать в этом спектре до четырех независимых узкополосных каналов телеииформации.
Каналы линейно-эксплуатационной связи служат для организации связи диспетчера с работающими на трассе протяженной линии электропередачи или подстанциях ремонтными бригадами, когда постоянной связи с ними нет. Для этих каналов применяется упрощенная перевозная и переносная телефонная аппаратура.
По степени сложности ВЧ каналы делятся на простые и сложные. Каналы, состоящие только из двух комплектов оконечной ВЧ аппаратуры, называют простыми. Сложные каналы имеют в своем составе промежуточные усилители или несколько комплектов оконечной аппаратуры (на одинаковых частотах).

Оборудование высокочастотных каналов связи по ВЛ.

Присоединение аппаратуры связи к проводам линии электропередачи осуществляется с помощью специальных устройств так называемой аппаратуры присоединения и обработки линии, состоящей из конденсатора связи, заградителя и элементов защиты.

Рис. 21. Схема высокочастотного канала связи по ВЛ
На рис. 21 изображена схема образования канала связи по ВЛ. Передача сигналов токами высокой частоты Осуществляется передатчиками аппаратуры уплотнения J, размещенными на обоих концах ВЛ на подстанциях А и В.
Здесь же в составе аппаратуры уплотнения 1 имеются приемники, осуществляющие прием модулированных токов ВЧ и их преобразование. Для обеспечения передачи энергии сигнала токами ВЧ по проводам достаточно обработать на каждом конце линии один провод с помощью заградителя 5, конденсатора связи 4 и фильтра присоединения 3, который соединяется с аппаратурой уплотнения 1 при помощи ВЧ кабеля 2. Для обеспечения безопасности работы персонала на фильтре присоединения при работающем ВЧ канале служит заземляющий нож 6.

Присоединение высокочастотной аппаратуры по схеме рис. 21 носит название фаза—земля. Такая схема может использоваться для образования одноканальных и многоканальных систем передачи информации. Применяются также другие схемы присоединения.
При необходимости подключения к линии электропередачи аппаратуры, установленной на трассе линии (телефонная передвижная аппаратура ремонтных бригад, аппаратура дистанционно управляемой УКВ радиостанции и т. п.), используются, как правило, антенные устройства присоединения. В качестве антенны применяются отрезки изолированного провода определенной длины или участки грозозащитного троса.
Высокочастотный (линейный) заградитель обладает высоким сопротивлением для рабочей частоты канала и служит для заграждения пути этим токам, уменьшая их утечку в сторону подстанции. При отсутствии заградителя затухание канала может увеличиться, так как небольшое входное сопротивление подстанции шунтирует ВЧ канал. Заградитель состоит из силовой катушки (реактора), элемента настройки и устройства защиты. Силовая катушка является основным элементом заградителя. Она должна выдерживать максимальные рабочие токи линии и токи КЗ. Силовая катушка изготовляется из свитых в спираль медных или алюминиевых проводов соответствующего сечения, намотанных на рейки из древесно-слоистого пластика (дельта-древесина) или стеклотекстолита. Концы реек закрепляются на металлических крестовинах. На верхней крестовине крепится элемент настройки с защитными разрядниками. Элемент настройки служит для получения относительно высокого сопротивления заградителя на одной или нескольких частотах или полосах частот.
Элемент настройки состоит из конденсаторов, катушек индуктивности и резисторов и включается параллельно
силовой катушке. Силовая катушка и элемент настройки заградителя подвергаются воздействиям при атмосферных и коммутационных перенапряжениях и КЗ. Роль защиты от перенапряжений, как правило, выполняет вентильный разрядник, состоящий из искрового промежутка и нелинейного вилитового резистора.
В электрических сетях 6—220 кВ нашли применение заградители ВЗ-600-0,25 и КЗ-500, а также заградители со стальным сердечником типов ВЧЗС-100 и ВЧЗС-100В, отличающиеся друг от друга номинальным током и индуктивностью, устойчивостью и геометрическими параметрами силовой катушки, а также типом элемента настройки и его защиты.
Заградители врезаются в фазный провод линии электропередачи между линейным разъединителем и конденсатором связи. Высокочастотные заградители могут монтироваться в подвесном виде, на опорных конструкциях, в том числе и на конденсаторах связи.
Конденсаторы связи служат для подключения ВЧ аппаратуры к воздушной линии, при этом токи утечки промышленной частоты отводятся через конденсатор связи на землю, минуя аппаратуру высокой частоты. Конденсаторы связи рассчитаны на фазное напряжение (в сети с заземленной нейтралью) и на линейное напряжение (в сети с изолированной нейтралью). В нашей стране выпускаются конденсаторы связи двух типов: СМР (связи, маслонаполненный, с расширителем) и СММ (связи, маслонаполненный, в металлическом корпусе). Для различных напряжений конденсаторы комплектуют из отдельных элементов, соединенных последовательно. Конденсаторы связи могут устанавливаться на железобетонные или металлические опоры высотой около 3 м. Для изоляции нижнего элемента конденсатора типа СМР от тела опоры используют специальные фарфоровые подставки круглого сечения.

Фильтр присоединения служит связующим звеном между конденсатором связи и ВЧ аппаратурой, разделяя линию высокого напряжения и установку слабого тока, каковой является аппаратура уплотнения. Фильтр присоединения обеспечивает тем самым безопасность персонала и защиту аппаратуры от высокого напряжения, так как при заземлении нижней обкладки конденсатора связи образуется путь для токов утечки промышленной частоты. С помощью фильтра присоединения осуществляется согласование волновых сопротивлений линии и высокочастотного кабеля, а также компенсации реактивного сопротивления конденсатора связи в заданной полосе частот. Фильтры присоединения выполняются по трансформаторной и автотрансформаторной схемам и вместе с конденсаторами связи образуют полосовые фильтры.

Наибольшее распространение в организации ВЧ каналов связи по линиям электропередачи предприятия получил фильтр присоединения типа ОФП-4 (см. рис. 19). Фильтр заключен в стальном сварном корпусе с проходным изолятором для присоединения конденсатора связи и кабельной воронкой для ввода ВЧ кабеля. На стенке корпуса крепится разрядник, имеющий удлиненную шпильку для подключения шинки заземления и предназначенный для защиты элементов фильтра присоединения от перенапряжений. Фильтр рассчитан для присоединения ВЧ аппаратуры по схеме фаза—земля в комплекте с конденсаторами связи емкостью 1100 и 2200 пФ. Фильтр устанавливается, как правило, на опоре конденсатора связи и крепится к опоре болтами на высоте 1,6—1,8 м от уровня земли.
Как отмечалось, все переключения в цепях фильтра присоединения производятся при включенном заземляющем ноже, который служит для заземления нижней обкладки конденсатора связи при работе персонала. В качестве заземляющего ножа применяется однополюсный разъединитель для напряжения 6—10 кВ. Операции с заземляющим ножом производятся с помощью изолирующей штанги. Некоторые типы фильтров присоединения имеют смонтированный внутри корпуса заземляющий нож. Для обеспечения безопасности в этом случае должен устанавливаться отдельно стоящий заземляющий нож.
Высокочастотный кабель служит для электрического соединения фильтра присоединения (см. рис. 21) с приемопередающей аппаратурой. При подключении аппаратуры к линии по схеме фаза — земля применяются коаксиальные кабели. Наиболее распространенным является высокочастотный коаксиальный кабель марки РК-75, внутренний проводник (одножильный или многожильный) которого отделен от внешней оплетки изоляцией из высокочастотного диэлектрика. Внешняя экранная оплетка служит обратным проводом. Внешний проводник заключен в защитную изолирующую оболочку.
Высокочастотные характеристики кабеля РК-75, как и обычных кабелей связи, определяются теми же параметрами: волновым сопротивлением, километрическим затуханием и скоростью распространения электромагнитных волн.
Надежную работу ВЧ каналов по ВЛ обеспечивают качественное и регулярное выполнение планово-профилактических работ, предусматривающих целый комплекс работ на оборудовании ВЧ каналов связи по ВЛ. Для выполнения профилактических измерений каналы выводятся из работы. В состав профилактического обслуживания входят плановые проверки аппаратуры и каналов, периодичность которых определяется состоянием аппаратуры, качеством эксплуатационного обслуживания с учетом профилактических работ и устанавливается не реже 1 раза в 3 года. Внеплановые проверки каналов выполняются при изменении ВЧ тракта, повреждений оборудования и при ненадежной работе канала из-за нарушения регламентированных параметров.

Первая миля — научно-технический журнал — Первая миля

Реализация систем передачи телеметрии по линии электропередачи затрудняется наличием шума и импульсных помех в канале связи, что требует применения кодов, корректирующих ошибки. Демонстрируются результаты испытаний низкоплотностного (LDPC) кода, аналогичного используемому в технологии цифрового спутникового вещания DVB-S2, при передаче информационных сообщений по ЛЭП.

Введение
Системы связи по линиям электропередач (PLC – Power Line Communication) сегодня широко используются по всему миру для построения автоматизированных систем учета и контроля энергопотребления (АСКУЭ), а также для управления технологическими процессами в энергосистемах [1]. Развитие систем телеметрии и внедрение новых сервисов требуют повышения пропускной способности таких систем.

Для более эффективного использования спектральных ресурсов в подобных системах связи применяют технологию OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing – Ортогональное частотное мультиплексирование), которая позволяет выбирать различные схемы модуляции на каждой поднесущей, быстро адаптируясь к нестационарной частотной характеристике канала. Канал связи по ЛЭП характеризуется наличием белого шума, импульсных помех от переходных процессов в электросети, а также интерференции от радиостанций, работающих в том же диапазоне частот. Характер передаваемых в энергосистемах сообщений требует высокой помехоустойчивости канала связи, что достигается применением кодов коррекции ошибок.

Традиционный подход с использованием каскадного кода описан в стандарте МСЭ-T G.9903 [2]. Первой ступенью этого кода является код Рида – Соломона, а второй – сверточный код. Данная схема кодирования характеризуется высокой сложностью реализации декодера и неудовлетворительным энергетическим выигрышем от кодирования.

Принципы низкоплотностного кодирования (LDPC – Low Density Parity Check) были предложены Робертом Галлагером еще в 1960 году. Однако из-за высоких требований, которые эти коды предъявляют к вычислительным устройствам, они начали применяться лишь в середине 90-х годов прошлого века. Сегодня LDPC-коды являются стандартом в системах беспроводной связи.

Код LDPC – это линейный блоковый код с разреженной проверочной матрицей и большой длиной кодового слова. Его использование позволяет приблизиться к теоретической предельной пропускной способности канала.

Принципы работы алгоритмов кодирования и декодирования, а также метод преобразования проверочной матрицы, аналогичной используемой в технологии DVB-S2, к требуемому размеру пакетов описаны нами в работе [3]. В данной статье приводятся результаты испытаний работы полученного LDPC-кода при передаче информации в реальном канале связи.

Условия и результаты эксперимента
Программная реализация кодера и декодера на языке программирования C++ выполняется на процессоре ARM Cortex-A15 Quad @2.0GHz с 2 ГБ оперативной памяти.

Мы фиксируем число проверочных бит (3024) и тестируем работу кодека при разной скорости кода, меняя длину информационной последовательности. Скорости 4/5, 3/4, 2/3 и 1/2 соответствуют последовательностям длиной 12096, 9072, 6048 и 3024 бит. Результаты измерений при каждой скорости кода усреднялись по 500 пакетам, принятым с ошибками. При передаче использует­ся двоич­ная фазовая модуляция.

На рис.1 приведены вероятность битовой ошибки без применения кодирования и с применением LDPC-кода для различных скоростей кода (различных длин информационной последовательности). С уменьшением длины сообщения избыточность возрастает, а с ней увеличивается и способность исправлять ошибки.

В табл.1 представлена задержка, вносимая декодером, для разных длин информационной последовательности. Она находится в пределах 10–20 мс, что эквивалентно скорости передачи информационных сообщений 0,3–0,6 Мбит/c и достаточно для задач телеметрии в энергосистемах.

В табл.2 указана вероятность наличия ошибки в пакете в системе с кодированием – в сравнении со 100% в системе без кодирования.

Заключение
Рост числа систем телеметрии, связанный, в частности, с развитием концепции умного города, вынуждает использовать каналы связи по линиям электропередачи, характеризующиеся высоким уровнем шума и интерференции. Для надежной передачи сообщений по таким каналам необходимо применение помехоустойчивого кодирования.
В этой работе мы продемонстрировали результаты испытаний в системе связи по ЛЭП LDPC-кода коррекции ошибок, аналогичного используемому в технологии DVB-S2. Они показывают, что дополнительная помехоустойчивость была достигнута при допустимой величине задержки.

ЛИТЕРАТУРА
Majumder A., Caffery J. Power line communication: An overview // IEEE Potentials Magazine. 2004. No. 23(4). P. 4–8.
Recommendation ITU-T G.9903. Narrowband orthogonal frequency division multiplexing power line communication transceivers for G3-PLC networks.
Карандин О., Лицына Е., Лузинский В., Портной С. Разработка помехоустойчивого кодека для системы связи по ЛЭП // ПЕРВАЯ МИЛЯ. 2020. № 2. С. 40–45.

Влияние ВЛ на линии радиовещания, связи

Различают опасные и мешающие влияния высоковольтных воздушных линий электропередачи на линии связи.
Опасное влияние происходит тогда, когда напряжение и токи, возникающие в цепях линии связи, могут создать опасность для жизни обслуживающего персонала и абонентов, повредить аппаратуру и приборы, быть причиной появления ложных сигналов в цепях телемеханики и сигнализации и т.п. Оно возникает при аварийном режиме работы (однофазные короткие замыкания и однофазные замыкания на землю) симметричных (трехфазная сеть с заземленный и изолированной нейтралями) и нормальном режиме работы несимметричных воздушных линий электропередачи (трехфазные и двухфазные линии с неодинаковыми параметрами проводов фаз; трехфазные сети, работающие в неполнофазном режиме).
Мешающее влияние происходит тогда, когда напряжения и токи, возникающие в цепях линии связи, создают в каналах связи помехи (шумы), затрудняющие их нормальную работу. Мешающее влияние воздушных линий электропередачи имеет место при нормальном режиме работы линии электропередачи.
В результате возникновения короны на проводах, частичных разрядов на изоляторах и деталях арматуры, искрения в контактах линейной арматуры и зажимах дистанционных распорок воздушные линии электропередачи оказывают мешающее влияние на радиосвязь, т.е. создают радиопомехи.
Коронный разряд на проводе сопровождается возникновением непрерывно повторяющихся импульсов, генерирующих колебания на частотах от 0,15 до 100 МГц. Это приводит к появлению на коронирующих проводах постоянного электромагнитного излучения. Высокочастотное паче, образующееся вокруг коронирующей линии, является источником постоянных помех, которые воздействуют на антенные радиоприемники и радиостанции, а также на высокочастотные каналы связи, организованные по проводам или тросам воздушных линий электропередачи. Наибольший уровень радиопомех наблюдается при частоте 1 МГц, которая и принимается в качестве расчетной. Радиоприем и передача высокочастотных сигналов считаются удовлетворительными, если полезный сигнал превышает помеху на 20 дБА (или напряжение сигнала превышает напряжение помехи в 15 раз) либо 26 дБА.
Измерение уровня помех производится на расстоянии 100 м от проекции крайнего провода на землю линии электропередачи напряжением 330…750 кВ.
Повышение напряженности электрического поля и увеличение радиуса провода приводит к усилению радиопомех. Повышение уровня радиопомех в результате увеличения радиуса провода объясняется ростом мощности импульсов, генерирующих высокочастотные колебания, которые на линиях с проводами большего радиуса оказываются (вследствие менее интенсивного спада напряженности поля по мере удаления от проводов линии) более мощными в месте проведения измерений, а именно на расстоянии 100 м от проекции крайнего провода на землю.

Для воздушных линий связи любой длины и для кабельных линий связи длиной до 40 км значение продольной ЭДС практически совпадает со значением напряжения относительно земли одного из концов линии связи при замыкании на землю другого конца. Если линия связи не только подвергается индуктивному влиянию воздушной линии электропередачи напряжением выше 1 кВ, но одновременно имеет место вынос потенциала Uх заземляющего контура электроустановок (см. выражение (3.5)), то суммарное напряжение на линии связи
Допустимые значения продольной ЭДС (по условиям ее опасного влияния), наводимой на проводах линий связи, зависят от времени отключения короткого замыкания на воздушной линии электропередачи с заземленной нейтралью и равны (при времени срабатывания релейной защиты 1,2 с ) 750 и 120 В для воздушных линий связи соответственно на деревянных и железобетонных (металлических) опорах; для воздушных линий электропередачи с изолированной нейтралью отмеченное значение продольной ЭДС не должно превышать 215 В.
Допустимые значения продольной ЭДС (по условиям ее мешающего влияния), наводимой на проводах линий связи, равны: для сетей с заземленной нейтралью, несимметричных линий и сетей с изолированной нейтралью в нормальном режиме — 60 и 36 В для линий связи, выполненных соответственно на деревянных и железобетонных (металлических) опорах. Допустимое значение 36 В относится также к жилам кабельных линий связи.
Опасность электрического влияния линии электропередачи на линии связи характеризуется значением разрядного тока i, который проходит через тело человека, коснувшегося провода изолированной двухпроводной цепи воздушной линии связи, подверженной влиянию линии электропередачи с изолированной нейтралью, при замыкании одной из фаз линии на землю.
Если значение ЭДС, определенное по формуле (6.8), окажется больше допустимого, то принимаются специальные меры защиты:

  1. на воздушных линиях электропередачи — монтаж проводящих заземленных тросов, ограничение токов короткого замыкания воздушной линии токоограничивающими реакторами, замена всей воздушной линии или отдельных ее участков кабельными линиями, уменьшение длины участков сближения за счет относа воздушных линий от линий связи, ограничение несимметричных режимов работы линии в сети с заземленной нейтралью, ограничение продолжительности однофазных коротких замыканий и замыканий на землю, применение покрытых проводов линии;
  2. на линиях связи — установка ограничителей перенапряжений между каждым проводом линии связи и землей, относ линии связи от воздушной линии электропередачи на большее расстояние, замена воздушных линий связи кабельными, дополнительное экранирование линий связи за счет подвески на опорах или прокладки в земле хорошо проводящих тросов, установка разделительных трансформаторов в телефонных цепях, разделяющих линию на гальванически не связанные участки, ЭДС в которых не превышает допустимых значений, включение в линии связи фильтров, препятствующих прохождению тока частотой 50 Гц.


Отметим, что при подвеске вместо двух стальных тросов двух проводящих сталеалюминиевых, соединенных по концам участка сближения перемычками из того же провода, создается петля для наведенного в тросах тока. В тросах на участке сближения с линией связи индуцируются ЭДС, равные по значению и противоположные по направлению. В результате в петле трос — трос циркулируют токи, имеющие направление, противоположное направлению тока в проводах линии электропередачи, т.е. электромагнитное поле токов в тросах частично компенсирует поле токов нагрузки в проводах линии электропередачи, что, в свою очередь, уменьшает электромагнитное влияние на расположенные вблизи линии связи. Если грозозащитные тросы воздушных линий электропередачи используются для высокочастотной связи, то в перемычки между ними включаются запирающие высокочастотные дроссели (рис. 2).

Рис. 2. Схема использования проводящих грозозащитных тросов для снижения наводимых напряжений в линии связи:
1 провода воздушной линии электропередачи; 2 — проводящие сталеалюминиевые тросы; 3 — перемычки: 4 — высокочастотный заградитель: 5 — провод линии связи; Lj — длина  участка сближения с линией связи; т — ток в проводе фазы линии электропередачи; /т — ток в петле трос — трос
Допустимое напряжение, наводимое в цепях линии связи (междугородная, городская и внутрирайонная телефонная связь) при нормальной работе влияющей воздушной линии электропередачи, не должно превышать 1,5 мВ.
Напряжение, наводимое в телефонных линиях связи, определяется для эквивалентной частоты 800 Гц с учетом коэффициента чувствительности, лежащего в пределах 0,0013…0.01 и зависящего от типа и конструкции линии связи. Полученные значения напряжения в линиях связи не должны превосходить допустимые. В противном случае потребуется принятие специальных мер защиты, указанных выше.
Степень защиты персонала от прикосновения к токоведущим и движущимся частям и электрооборудования, заключенного в оболочку, от воздействия окружающей среды обозначается буквами IP (International Protection) и двумя цифрами, например IP21. Первая цифра (0,1,…6) обозначает степень защиты персонала от соприкосновения с находящимися под напряжением частями или приближения к ним и от соприкосновения с движущимися частями, а также степень защиты от попадания внутрь изделия твердых посторонних предметов (0 означает, что защита отсутствует). Вторая цифра (0,1,…,8) обозначает степень защиты изделия от попадания воды (0 означает, что отсутствует специальная защита).

АО «ЛОЭСК» ПРЕДУПРЕЖДАЕТ О НЕДОПУСТИМОСТИ САМОВОЛЬНОГО РАЗМЕЩЕНИЯ ЛИНИЙ СВЯЗИ НА ОПОРАХ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧ

Незаконное размещение волоконно-оптических линий связи может привести к нарушению электроснабжения жилых массивов и социально значимых объектов.

Ежегодно в сетях компании фиксируется более 100 аварий, приводящих к нарушению электроснабжения потребителей, причиной которых является воздействия третьих лиц и сторонних организаций на сетевую инфраструктуру (порядка 15 % от общего количества аварий). Самовольный монтаж стороннего оборудования, как правило, препятствует проведению регламентированного технического обслуживания и ремонта линий электропередачи, что также несет риски нормального функционирования энергосистемы. Также самовольное размещение ВОЛС на опорах ЛЭП, являющихся объектами повышенной опасности, создает реальную угрозу безопасности жизни и здоровья неопределенного круга лиц, поскольку осуществляется без проектной документации и без учета технических параметров электрических сетей. Дополнительные элементы увеличивают механическую нагрузку на опоры, что может привести к их повреждениям и массовому отключению электроэнергии как жилых домов, так и социально значимых объектов (больницы, школы, детские сады, администрации МО, отделения полиции и т.д.).

В настоящее время выявляются многочисленные случаи незаконного размещения имущества (линии связи, рекламные конструкции, телекоммуникации, иное имущество) на электросетевых объектах, находящихся на балансе АО «ЛОЭСК». Такие размещения выполняются без согласования с компанией и без заключения соответствующего договора на оказание услуг.

Размещение имущества на объектах электросетевого хозяйства строго регламентируется законодательством Российской Федерации и невозможно без согласования с ТСО, владеющей такими объектами (Постановление Правительства РФ № 160 от 24.02.2009).

Незаконное размещение имущества на электросетевых объектах компании ведется, вероятно, лицами не имеющими соответствующей квалификации и допусков по электробезопасности, в нарушение правил эксплуатации электрических сетей. Кроме этого, проведение подобных работ неквалифицированным персоналом без присутствия уполномоченного представителя сетевой компании может привести к несчастным случаем.

Одной из основных задач, стоящих перед АО «ЛОЭСК», является надежное и бесперебойное обеспечение электроснабжением всех потребителей. Недобросовестные действия лиц, незаконно устанавливающих оборудование на электросетевые объекты компании, напрямую влияют на надежное и безаварийное снабжение потребителей электроэнергией. Для выполнения обязательств перед потребителями АО «ЛОЭСК» инициирует системную работу по освобождению электросетевого имущества от незаконного установленного оборудования.

Отметим, что до начала работ по демонтажу АО «ЛОЭСК» заранее уведомляет собственника такого имущества, Администрацию муниципального образования и органы внутренних дел на соответствующей территории о предстоящих мероприятиях.

Системы связи в энергетике ETL600 универсальная цифровая система ВЧ-связи по ЛЭП

Анализатор ВЧ-связи и PLC AnCom A-7/307

Анализатор ВЧ-связи и PLC AnCom A-7/307 Назначение анализатора ВЧ-связи и PLC AnCom A-7/307 Анализатор AnCom A-7/307 ориентирован на измерения ВЧ-связи ЛЭП и PLC (отрасль «Электроэнергетика») и является

Подробнее

Решения SEL для цифровых подстанций

Решения SEL для цифровых подстанций Три надежных решения, разработанных для модернизации подстанции Упрощение структуры за счет развертывания технологии связи временных интервалов SEL Time-Domain Link

Подробнее

ffнадежная конструкция

Televes представляет решение для кабельных операторов для распределения IP на основе передовых услуг, таких как высокоскоростной доступ в Интернет, передача голоса по IP, потоковое видео, видео-мониторинг

Подробнее

IP-ПЛАТФОРМА (IP-ATC) KX-NCP500/KX-NCP1000

IP-ПЛАТФОРМА (IP-ATC) KX-NCP500/KX-NCP1000 Объединяя людей, объединяя бизнес IP-платформа KX-NCP это усовершенствованное решение компании Panasonic на базе IP- технологий. Современная, надежная и многофункциональная

Подробнее

Усовершенствованная защита энергосети

Усовершенствованная защита энергосети Решения по обеспечению телезащиты следующего поколения РОМЕО КАМИНО, МИХАЭЛЬ ШТРИТТМАТТЕР Телезащита (телемеханическая релейная защита) крайне необходима для обеспечения

Подробнее

ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ПРОТОКОЛОВ MODBUS

ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ПРОТОКОЛОВ MODBUS ЭДВАРД ЛИН EDWARD LIN [email protected] Устройства Modbus RTU легко внедрять и недорого обслуживать, поэтому данный протокол стал очень популярным. Однако сегодня все больше

Подробнее

Передача сообщений в любых условиях.

Передача сообщений в любых условиях. Система речевого и аварийного оповещения PRAESIDEO boschsecurity.com Система речевого и аварийного оповещения PRAESIDEO 3 Обеспечение информированности и безопасности

Подробнее

maccess.mak Техническая спецификация

maccess.mak Техническая спецификация Санкт-Петербург 2008 Оглавление 1 Введение…3 2 Назначение изделия…3 2.1 Основные свойства……3 3 Состав оборудования…5 3.2 Габариты……7 4 Технические характеристики…7

Подробнее

ТЕХНИЧЕСКИЙ ПРОЕКТ 1

ТЕХНИЧЕСКИЙ ПРОЕКТ 1 системы обеспечения вызова экстренных оперативных служб по единому номеру «112» на базе единых дежурно-диспетчерских служб муниципальных образований субъекта Российской Федерации Схема

Подробнее

RCS-9700 Система автоматизации подстанций

RCS-9700 Система автоматизации подстанций Функции RCS-9700 Система автоматизации подстанций Сбор и обработка данных о первичном оборудовании Мониторинг состояния системы Дистанционное/местное управление

Подробнее

Центр управления АТС

ООО «Компания «АЛС и ТЕК» Центр управления АТС ОПИСАНИЕ СИСТЕМЫ Листов 12 2017 СОДЕРЖАНИЕ Введение…3 1. Общие сведения о программе…4 1.1. Назначение…4 1.2. Область применения…4 2. Описание системы…5

Подробнее

Регулятор скорости турбины

Регулятор скорости турбины Система автоматики и управления Система возбуждения Система управления ГЭС Система контроля и диагностики Система защиты Система синхронизации Регулятор скорости турбины www.andritz.com/neptun

Подробнее

Ixia Net Optics ibypass 10Gb Fiber

Ixia Net Optics ibypass 10Gb Fiber Обходной коммутатор Ixia Net Optics ibypass 10Gb Fiber предназначен для включения в разрыв контролируемого сетевого канала (inline) и обеспечивает беспрерывную передачу

Подробнее

DIMETRA EXPRESS СПЕЦИФИКАЦИЯ DIMETRA EXPRESS

DIMETRA EXPRESS СПЕЦИФИКАЦИЯ DIMETRA EXPRESS DIMETRA EXPRESS СВЯЗЬ СТАЛА ПРОЩЕ СИСТЕМА DIMETRA EXPRESS MTS4 TETRA СИСТЕМА DIMETRA EXPRESS MTS2 TETRA ВЕДЕНИЕ БИЗНЕСА НЕПРОСТОЕ ЗАНЯТИЕ. ВЛАДЕНИЕ И УПРАВЛЕНИЕ

Подробнее

optipoint 400 economy V3.0 Комфортный IP-телефон

optipoint 400 economy V3.0 Комфортный IP-телефон Поддерживающий различные протоколы IP-телефон optipoint 400 economy позволяет пользователю простым и привычным способом вести телефонные разговоры по сети

Подробнее

АННОТАЦИЯ РАБОЧЕЙ ПРОГРАММЫ

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «УФИМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АВИАЦИОННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ

Подробнее

АНАЛИЗАТОР ИКМ BERcut-SDH (E1) BERcut-SDH (Е1)

АНАЛИЗАТОР ИКМ BERcut-SDH (E1) * Измерения PDH уровня E1 * Симметричный/асимметрий интерфейс для Е1 * Измерения ANSI DS1 и DS3 * Измерения формы импульса для потоков Е1 * Измерения джиттера в каналах Е1

Подробнее

Scada-система Flygt AquaView

Flygt Scada-система Flygt AquaView Более надежный мониторинг и простое управление Эффективное управление, низкие рассходы Точное и простое управление благодаря удобной для оператора системе AquaView Инновационные

Подробнее

Диспетчерский пульт управления OCP16

Диспетчерский пульт управления OCP16 Диспетчерский пульт управления OCP16 Многоцелевое оборудование, которое объединяет в себе стандартные функции взаимодействия операторов и системы с расширенными функциями

Подробнее

MAGNA1 ПРОСТОЕ И ЭФФЕКТИВНОЕ РЕШЕНИЕ

GRUNDFOS MAGNA1 MAGNA1 ПРОСТОЕ И ЭФФЕКТИВНОЕ РЕШЕНИЕ ШИРОКИЙ МОДЕЛЬНЫЙ РЯД ДЛЯ РАЗЛИЧНЫХ ЗАДАЧ 2 GRUNDFOS MAGNA1 ЭФФЕКТИВНОСТЬ В ПРОСТОМ ВЫРАЖЕНИИ Вам нужен циркуляционный насос, который будет современным

Подробнее

Лекция 5. Тема: Каналы связи.

Тема: Каналы связи. Лекция 5 1. Характеристики каналов передачи данных 1.1. Обобщенные характеристики сигналов и каналов Сигнал может быть охарактеризован различными параметрами. Таких параметров, вообще

Подробнее

Что такое связь по линиям электропередач (PLC)?

Связь по линиям электропередач (PLC) представляет собой технологию передачи данных с использованием существующих кабелей, таких как линии электропередач, коаксиальные кабели, кабели с витой парой и т. д.

Используя существующие кабели в качестве среды передачи, можно быстро построить сеть с низкими затратами.

В случае использования линий электропередач передача электроэнергии и данных может осуществляться по одному кабелю, что может уменьшить количество типов кабелей в сети.

Технология ПЛК – как это работает?

Основной принцип связи по линии электропередач заключается в следующем.

При передаче и приеме данных между двумя устройствами данные модулируются на передатчике, а модулированный сигнал накладывается на напряжение питания переменного или постоянного тока.

В приемнике данные извлекаются путем разделения напряжения питания и модулированного сигнала с помощью фильтра и демодуляции модулированного сигнала.

ПЛК

можно использовать в линиях электропередачи переменного тока, но имейте в виду, что его также можно использовать в линиях электропередач постоянного тока. Например, его можно использовать для аккумуляторных батарей, освещения, зарядки электромобилей и т. д.

 

Типы технологий ПЛК

Узкополосный ПЛК

G3-ПЛК

G3-PLC — это узкополосная технология PLC, управляемая G3-PLC Alliance. Связанными стандартами являются G.9901, G.9903 и IEEE 1901.2. Он может обеспечивать физическую скорость передачи данных до 280 кбит/с в диапазоне FCC.

ПРАЙМ

PRIME (PoweRline Intelligent Metering Evolution) — это узкополосная технология PLC, управляемая PRIME Alliance.Связанными стандартами являются G.9901, G.9904 и IEEE 1901.2. Физическая скорость передачи данных составляет до 1,0 Мбит/с в диапазоне FCC.

 

ПЛК среднего диапазона

ВЭЖХ

HPLC — это технология ПЛК среднего диапазона, предназначенная для интеллектуальных счетчиков, интеллектуальных светофоров и т. д. Соответствующий стандарт — IEEE 1901.1. Физическая скорость передачи данных составляет до 10 Мбит/с.

 

Широкополосный ПЛК

HD-ПЛК

HD-PLC (ПЛК высокого разрешения) — это широкополосная технология ПЛК, управляемая HD-PLC Alliance.Связанными стандартами являются IEEE 1901 и G.9905. Физическая скорость передачи данных составляет от 62,5 Мбит/с (для большей дальности) до 1 Гбит/с (для большей скорости).

Узнать больше о HD-PLC?

Найти введение

HomePlug

HomePlug — это широкополосная технология PLC, управляемая HomePlug Powerline Alliance.В октябре 2016 года Альянс объявил о прекращении своей деятельности, а с декабря 2021 года веб-сайт Альянса (http://www.homeplug.org/) был закрыт. Соответствующий стандарт — IEEE 1901. Физическая скорость передачи данных — до 1 Гбит/с.

Г.хн

G.hn (Gigabit Home Network) — это широкополосная технология PLC, управляемая Home Grid Forum. Связанными стандартами являются G.9960, G.9961, G.9962, G.9963 и G.9964. Физическая скорость передачи данных составляет до 2 Гбит/с.

 

Позиционирование сети ПЛК в системе IoT

Вы можете сравнить ПЛК с Wi-Fi и Ethernet с нескольких точек зрения.

ПЛК

имеет преимущества и недостатки по сравнению с ними и позволяет построить сеть с умеренной производительностью (обратите внимание, что она удовлетворяет требованиям большинства приложений IoT) при низких затратах.

Для тех, кто беспокоится о помехах и безопасности в сетях Wi-Fi, но считает, что стоимость сети с использованием Ethernet высока, ПЛК может предложить оптимальное решение в качестве новой опции.

Также можно воспользоваться преимуществами друг друга, построив гибридную сеть PLC и Wi-Fi.

Плюсы и минусы ПЛК

Как упоминалось выше, обратите внимание, что плюсы и минусы ПЛК не фиксированы и зависят от того, что вы сравниваете.

Преимущество по сравнению с Wi-Fi может оказаться недостатком по сравнению с Ethernet (и наоборот, разумеется).

Преимущества

Против. Wi-Fi

  • Повышенная безопасность – Риск перехвата и фальсификации данных минимален.
  • Стабильность — изменение характеристик передачи из-за окружающей среды незначительно, поэтому поддерживается постоянная производительность.
  • Дополняет Wireless — передача данных по существующим кабелям возможна даже в местах, где радиоволны труднодоступны (например, под землей, в лифте, на стальном корабле и т. д.).

Против. Ethernet

  • Меньшая стоимость установки – Установка новых кабелей и концентраторов для ретрансляции не требуется.

Недостатки

Против. Wi-Fi

  • Нижняя скорость — Максимальная скорость в стандарте ниже, чем у Wi-Fi (9,6 Гбит/с).
  • Мобильность – Фиксированное место оборудования связи.

Против. Ethernet

  • Более низкая скорость – Максимальная скорость в стандарте ниже, чем у Ethernet (10 Гбит/с).
  • Нестабильная среда – Влияние шума от подключенных устройств существует в случае использования линий электропередач.

 

Приложения – Где используется связь по линиям электропередач? Технология ПЛК

широко используется в следующих системах для расширения возможностей «Умного здания», «Умного завода», «Умной сети», «Умного города» и т. д. в качестве решения для снижения затрат на строительство сети.

  • Системы расширенной измерительной инфраструктуры (AMI)
  • Микроинверторы
  • Системы вентиляции и кондиционирования
  • Лифты
  • Аккумуляторные батареи
  • Умные уличные фонари
  • Системы управления освещением
  • Системы внутренней связи
  • Системы видеонаблюдения

Он также используется в следующих областях, чтобы уменьшить количество ремней, используемых в оборудовании.

  • Автомобильная промышленность
  • Аэрокосмическая промышленность
  • Промышленный робот

 

Ключевые факты, которые следует помнить

С диверсификацией приложений IoT способ подключения большого количества устройств IoT не ограничивается беспроводной связью, Ethernet и RS485/RS232C.

Кроме того, требования к этим сетям включают не только производительность связи, но и надежность, стоимость и т. д.

ПЛК

принесет пользу вашему бизнесу как одно из оптимальных сетевых решений.

Вот ключевые факты, которые вы должны знать о ПЛК:

  • ПЛК — это технология, позволяющая быстро и недорого построить сеть, сокращая количество типов кабелей, используемых в сети.
  • Вы можете построить сеть, используя не только линии электропередач, но и коаксиальные кабели, витую пару и т. д.
  • Вы можете использовать ПЛК не только на линиях питания переменного тока, но и на линиях питания постоянного тока.
  • В зависимости от используемой полосы частот существует три типа технологий ПЛК: узкополосный ПЛК, среднеполосный ПЛК и широкополосный ПЛК.Показатели скорости передачи и дальности передачи различны.
  • По сравнению с Wi-Fi и Ethernet вы можете построить сеть с умеренной производительностью (которая удовлетворяет требованиям большинства приложений IoT) по низкой цене.
  • Можно воспользоваться преимуществами друг друга, построив гибридную сеть PLC и Wi-Fi.

Хотите построить сеть HD-PLC?

Исследуйте продукты

Артикул

[1] Руководство пользователя G3-PLC Введение в ПЛК для неспециалистов v1.1

[2] Спецификация для PoweRline Intelligent Metering Evolution v1.4

[3] Что такое PLC-IoT? Как работает PLC-IoT? – Хуавей

[4] Технический обзор ПЛК HD

[5] HomePlug — Википедия

[6] Форум HomeGrid приветствует первую публичную демонстрацию новейшего стандарта ITU-T G.hn 2 Гбит/с (globenewswire.com)

10 причин выбрать связь по линиям электропередач для работы с AMI

 

Я считаю себя довольно умелым мастером по дому.В процессе завершения длинного списка проектов за эти годы я приобрел гараж, полный инструментов для автомобилей, сантехники, электрики и множества других проектов, назначенных женой.

Однако было время, когда моя коллекция инструментов была гораздо менее специализированной, и я признаю, что по моей неопытности предпринимались попытки выполнять задачи с помощью инструментов, не предназначенных для этих задач. Не вдаваясь в ненужные подробности, справедливо сказать, что некоторые результаты были «нежелательными». Я подозреваю, что большинство людей могут иметь отношение по крайней мере к одному собственному опыту «мне было бы лучше просто получить правильный инструмент».

Можно ли выполнить работу другим инструментом? Возможно. Будет ли это постоянно давать вам желаемые результаты? Вероятно, нет — по крайней мере, не без дополнительных затрат или разочарования. Правильный инструмент для работы — это инструмент, разработанный для этой задачи, проверенный и надежный, который выполняет работу эффективно и правильно.

 

Многое можно сказать о наличии подходящего инструмента для работы.

 

Это правило остается верным независимо от того, выравниваете ли вы полки на стене или снимаете показания счетчиков и управляете устройствами в распределительной сети. Технология TWACS ® (двусторонняя автоматическая система связи) представляет собой двунаправленную систему связи Aclara по линиям электропередач (PLC) для считывания показаний счетчиков и многого другого. Специально разработанный для задачи надежной связи, TWACS имеет завидную репутацию благодаря последовательному, эффективному и правильному выполнению работы.Более одного пользователя резюмировали это одними и теми же тремя словами: «Это просто работает».

TWACS был и остается правильным инструментом для более чем 400 электроэнергетических компаний, которые в настоящее время используют это решение. Вот 10 причин, почему коммунальные службы любят это.

 

1. Вариант с низким уровнем обслуживания для расширенной измерительной инфраструктуры (AMI)

 

Технология

TWACS работает по существующим линиям электропередач и не требует повторителей, оборудования для кондиционирования линии или специальной настройки.После установки оборудование TWACS требует минимального обслуживания, но оно по-прежнему стабильно достигает всех счетчиков с показателем успешных показаний счетчиков более 99%.

 

2. Проходит там, где проходит линия электропередач

 

Решение использует модуляцию исходной синусоидальной волны (60 Гц или 50 Гц) для передачи сигналов связи по линиям электропередач, перенося данные на счетчики и другие устройства в распределительной сети и обратно. Модуляция TWACS отличается от технологии передачи данных по линиям электропередач, которая подает отдельный частотный сигнал в линию электропередач.Эта несущая частота может ухудшаться на расстоянии и из-за соединений в распределительной сети, и на нее влияют изменения в сети. Сигнал собственной частоты (и содержащаяся в нем модуляция TWACS) согласован во всей распределительной сети.

В результате TWACS может надежно связываться с любым счетчиком или устройством, подключенным к линии электропередач, даже на расстоянии более 150 миль. Это делает технологию TWACS проверенным решением для всех коммунальных служб, но особенно для тех, которые охватывают значительные географические области с плотностью конечных точек от низкой до средней.

 

3. Эксплуатируется и обслуживается линейным персоналом коммунального предприятия

 

Коммуникационное оборудование, необходимое для связи TWACS, знакомо и может обслуживаться существующим обслуживающим персоналом, включая оконечные устройства и оборудование на подстанции. Это отличается от технологий, работающих на отдельной сетевой архитектуре, для обслуживания которых часто требуются дополнительные инженерные знания.

 

4.Обеспечивает лучшее понимание электрической сети

 

Сигналы

TWACS следуют по существующим электрическим путям в распределительной сети коммунального предприятия, предлагая информацию о подключении и фазировании. Кроме того, изменения характеристик связи по линиям электропередач могут обеспечить раннее предупреждение о развивающихся проблемах в распределительной сети, для устранения которых может потребоваться профилактическое обслуживание.

 

5. Первоклассное обслуживание клиентов

 

Надежность системы AMI — это гораздо больше, чем просто качественные продукты, программное обеспечение и решения.Чтобы обеспечить максимальную доступность и получить максимальную отдачу от ваших инвестиций, вам нужен партнер, который всегда рядом с вами, когда он вам нужен. Aclara недавно внедрила общекорпоративную программу улучшения качества обслуживания клиентов, и, хотя всегда есть возможности для улучшения, наши результаты на данный момент показывают, что клиентская база TWACS довольна.

«Мы хотим поддерживать наших клиентов так, как они хотят, — говорит Джон Датт, вице-президент по обслуживанию клиентов. Телефон, электронная почта или наше сообщество Aclara Connect, мы здесь для вас 24 часа в сутки, 7 дней в неделю.”

 

 6. Постоянно расширяющийся набор улучшений и новых возможностей

 

Технология TWACS в настоящее время находится в третьем поколении, предлагая пропускную способность связи, которая во много раз превышает пропускную способность предыдущих поколений. Это достигается за счет одновременного обмена данными по всем доступным фазовым и фидерным путям. Благодаря улучшенной пропускной способности, обеспечиваемой более новыми модулями TWACS, коммунальные службы имеют достаточно возможностей для получения значений потребления, спроса и интервалов, а также дополнительных функций, таких как управление отключениями, контроль нагрузки и автоматизация распределения.

Инвестиции Aclara в TWACS не ограничиваются коммуникационной инфраструктурой и включают в себя приложения для обнаружения неисправностей, аналитики и ситуационной осведомленности в своем головном программном обеспечении AclaraONE™ (One Network for Everyone). Усовершенствования также были внесены в устройства реагирования на запросы и управления нагрузкой, и продолжается разработка, добавляющая функциональные возможности и устройства, которые еще больше повышают ценность сетей TWACS.

 

7. Эффективен в таких приложениях, как управление нагрузкой и автоматизация распределения

Технология TWACS уходит своими корнями в управление нагрузкой и используется коммунальными службами с 1987 года для задач реагирования на спрос.Одна коммунальная служба, использующая в настоящее время TWACS для управления нагрузкой, может снизить общую нагрузку на два гигаватт (2051 мегаватт) менее чем за 15 секунд.

Сокращение нагрузки позволило коммунальному предприятию отложить строительство трех средних электростанций. Управление нагрузкой TWACS и автоматизация распределения — это экономичные и эффективные способы обеспечения соответствия требованиям, защиты сетевого оборудования и управления периодами пиковой нагрузки. Узнайте больше о том, как TWACS используется для управления нагрузкой.

 

8.Обратная совместимость с устаревшими версиями продукта

 

Коммунальные предприятия, использующие технологию TWACS для AMI, получили беспрепятственную эволюцию решения и его возможностей, что позволило им внедрять обновления без устаревшего оборудования. Обратная совместимость обеспечивает гибкость обновления теми способами, которые лучше всего подходят утилите, без необходимости жертвовать предыдущими инвестициями.

 

9. Обеспечивает эффективную оценку простоев и мониторинг восстановления

 

Технология TWACS предоставляет коммунальным службам два метода управления отключениями.В тех случаях, когда коммунальное предприятие получило информацию о сбое в определенной области либо через систему управления сбоями, либо по телефону, коммунальное предприятие может проверить счетчики через TWACS, чтобы проверить степень сбоя и подтвердить восстановление.

Однако недавно разработанная функция решения позволяет коммунальным предприятиям автоматически выявлять сбои и определять местонахождение вероятных мест сбоев. Модуль Aclara Fault Detection and Localization использует запатентованные алгоритмы для упреждающего обнаружения сбоев, устраняя зависимость от звонков клиентов при отсутствии питания для уведомления об отключении.Во время сбоя программное обеспечение активно отслеживает степень сбоя и автоматически отслеживает и подтверждает усилия по восстановлению. Узнайте больше о том, как одна утилита использовала эту возможность.

 

10. Может быть интегрирован в гибридные решения с использованием нескольких технологий

 

В дополнение к TWACS, Aclara предлагает радиочастотные и сотовые решения, которые все интегрированы в единую систему с помощью нашего унифицированного программного обеспечения головной станции AclaraONE.Это позволяет коммунальным службам настраивать коммуникационные решения, оптимизированные в соответствии с их требованиями, при этом управляя всем на единой программной платформе. Кроме того, AclaraONE обеспечивает взаимодействие с другими служебными приложениями для облегчения обмена данными и управления сетью для широкого спектра функций. Результатом является последовательный сбор и преобразование данных коммунального предприятия в полезную информацию, которая повышает надежность, максимизирует эффективность и снижает затраты.

 

Подводя итоги

 

Когда у вас есть правильный инструмент для работы, и опыт, и результаты лучше.Подход Aclara обеспечивает максимальную гибкость в использовании наилучшего сочетания коммуникационных решений для удовлетворения требований коммунальных служб.

Сегодня TWACS является проверенным решением для сотен коммунальных служб, позволяющим повысить надежность, повысить эффективность работы и более эффективно обслуживать клиентов. Узнайте больше о конкретных преимуществах TWACS, загрузив наш технический документ Факторы, которые делают связь по линиям электропередач лучшим выбором AMI .

 

Реализация связи по линиям электропередач для приложений постоянного тока

Связь по линиям электропередач (ПЛК) — это технология связи, при которой данные передаются по существующим силовым кабелям.Эта технология может передавать как питание, так и данные между узлами ПЛК в полудуплексном режиме. Объединение питания и данных по одним и тем же линиям позволяет технологии ПЛК устранить необходимость в дополнительных проводах для соединения устройств. ПЛК предлагает экономически эффективное средство связи для широкого спектра приложений в средах, которые в противном случае были бы слишком дорогими для сети. В качестве технологии связи ПЛК можно разделить на две категории:

  • Широкополосный ПЛК подходит для высокоскоростных широкополосных сетевых подключений, таких как Интернет.Обычно он работает на более высоких частотах (1,8–250 МГц), с высокой скоростью передачи данных (до 100 с Мбит/с) и используется в приложениях с меньшим радиусом действия.
  • Узкополосный ПЛК полезен для приложений, требующих узкополосного управления или сбора данных с низкой пропускной способностью, где важны низкая стоимость и высокая надежность. Обычно он работает на более низких частотах (3–500 кГц), с более низкой скоростью передачи данных (до 100 с кбит/с) и имеет большую дальность действия (до нескольких километров), которую можно увеличить с помощью повторителей.

 

В зависимости от базовой характеристики линии электропередачи ПЛК можно дополнительно классифицировать как ПЛК по линиям электропередачи переменного тока и ПЛК по линиям электропередачи постоянного тока .

Многие коммунальные предприятия по всему миру выбрали узкополосные ПЛК вместо линий переменного тока для своих проектов интеллектуальных сетей. Отслеживая использование электроэнергии в зависимости от времени суток и даже по устройствам или приложениям, коммунальные предприятия могут предоставлять структуры ценообразования, которые побуждают потребителей корректировать свое потребление энергии, тем самым снижая пиковую нагрузку и избегая необходимости строительства новых электростанций.

Популярность применения ПЛК в приложениях интеллектуальных сетей привела к тому, что большое внимание уделяется использованию ПЛК в сетях переменного тока. Тем не менее, узкополосный ПЛК на линиях постоянного тока также набирает популярность в домашних сетях, системах освещения и солнечной энергии, а также в транспортных средствах (электронное управление в самолетах, автомобилях и поездах). Использование ПЛК в этих приложениях снижает сложность проводки, вес и, в конечном счете, стоимость связи.

В этой статье мы сосредоточимся на использовании ПЛК по линиям электропередач постоянного тока и представляем базовый проект, который может помочь клиентам быстро и эффективно внедрить ПЛК по линиям электропередач постоянного тока.

Системные интеграторы часто задают вопрос, как сравнить ПЛК на постоянном токе и маломощную беспроводную технологию. В то время как как ПЛК через постоянный ток, так и маломощная беспроводная связь не требуют прокладки новых проводов, с ПЛК соединение поддерживается даже под землей, сквозь стены и за углами. Канал связи принадлежит оператору или коммунальному предприятию, поэтому исключаются риски совместного использования пропускной способности. PLC не имеет ограничений по прямой видимости и не зависит от погодных условий.

Гибкость в решениях ПЛК постоянного тока

Разработка эффективного решения для ПЛК сопряжена с трудностями.Как правило, линии электропередач шумны и требуют надежной системной архитектуры для обеспечения достоверности данных. Каждое конечное приложение и операционная среда отличаются друг от друга, поэтому требуется гибкая конструкция, способная приспособиться к широкому спектру условий. Разработчикам систем нужна гибкая платформа, которая позволяет им оптимизировать проекты в соответствии с конкретными требованиями каждого приложения и позволяет адаптировать проекты к новым стандартам и рыночным возможностям по мере их появления. Таким образом, интеллектуальную собственность можно повторно использовать в нескольких приложениях, чтобы ускорить разработку и время выхода на рынок, а также расширить рыночные возможности.

Ключевым элементом достижения гибкости является модульная архитектура с точки зрения аппаратного и программного обеспечения. Разделение сложных систем ПЛК на несколько независимых подсистем позволяет разработчикам изменить один аспект конструкции (например, схему модуляции или используемый сетевой протокол) без необходимости полностью переделывать всю систему. Вот некоторые примеры различных возможностей:

  • Схема модуляции: гибкость на аппаратном и программном уровнях позволяет разработчикам реализовать наиболее эффективную схему модуляции для конкретного приложения.Например, для узкополосной связи доступно несколько схем модуляции, в том числе модуляция со сдвигом по частоте (S-FSK) и мультиплексирование с ортогональным частотным разделением каналов (OFDM).
  • Коммуникационные протоколы. В целях функциональной совместимости устройства должны соответствовать определенному стандарту протокола. Используя гибкую платформу, разработчики могут легко внедрять популярные стандарты ПЛК, включая S-FSK (IEC61334), PRIME и G3, или реализовывать собственный протокол, отвечающий конкретным требованиям их приложения.

Рисунок 1 Сравнение протоколов связи ПЛК

Для приложений с узкополосными ПЛК постоянного тока мало что отличается от существующих стандартов, и во многих приложениях сеть является автономной. В этих обстоятельствах можно использовать более простой стек протоколов связи. Примером такого более простого собственного стека протоколов является PLC-Lite от TI (, рис. 1, ). Этот стек особенно подходит для чувствительных к стоимости сред и приложений, где сложности G3 и PRIME не требуются, но при этом требуется надежный канал связи.

PLC-Lite — идеальное решение для простой лампочки или настенного выключателя в сети здания, где требуется всего несколько килобит в секунду. PLC-Lite обеспечивает максимальную скорость передачи данных 21 Кбит/с и поддерживает полнодиапазонный и полудиапазонный режимы. Он был разработан для обеспечения дополнительной устойчивости к определенным типам помех, включая узкополосные помехи, которые могут влиять на каналы G3. PLC-Lite содержит простой уровень управления доступом к среде (MAC) с множественным доступом с контролем несущей и предотвращением коллизий (CSMA/CA), который можно интегрировать с любым стеком для конкретного приложения.

Из-за простоты и более низкой скорости передачи данных PLC-Lite может быть реализован с существенно более низкой стоимостью канала. Он также предлагает огромную гибкость и позволяет разработчикам настраивать ссылки каналов вне ограничений отраслевого стандарта. Полный набор функций представлен на рис. 2 .

 

Рисунок 2. Функции TI PLC-Lite

Проблемы с подключением к линиям электропередач

Взаимодействие с линиями электропередач в системе представляет собой еще один набор проблем проектирования, которые необходимо решить для реализации ПЛК постоянного тока.Некоторые конкретные проблемные области включают в себя:

  • контроль импеданса для поддержки нескольких узлов;
  • фильтрация ПЛК от любого импульсного источника питания; и
  • Схема защиты соединения линии электропередач для надежной связи по переменному току

 

Поддержка нескольких узлов

Чтобы быть эффективными, большинство реализаций ПЛК постоянного тока должны поддерживать большое количество (от 10 до 100) узлов, подключенных через одну шину линии питания. Чтобы передачи доходили до всех узлов без значительного затухания, ключевое требование знакомо:

.

 

Полное сопротивление источника << Полное сопротивление нагрузки                      (Уравнение 1)

 

Мы можем проиллюстрировать, как это достигается на эталонном проекте.Для следующего анализа предположим, что частота модуляции PLC-Lite составляет приблизительно 40 кГц. Затем вычисляется полное сопротивление источника узла ПЛК (уравнение 2).

(Уравнение 2)

где

 c = C6 = 22 мкФ ( рис. 3 )

 

Рисунок 3 Цепь каскада входного соединения

 

Предположим, что полное сопротивление нагрузки данного узла приемника с точки зрения узла передатчика составляет приблизительно 30 Ом.При добавлении нескольких узлов это сопротивление нагрузки уменьшается, поскольку нагрузки рассматриваются как параллельная комбинация импедансов. Например, если в системе девять узлов, то общий импеданс нагрузки с точки зрения одного передающего узла рассчитывается, как показано в уравнении 2.

 

Для примера возьмем два корпуса. В одном имеется один передающий (ведущий) узел и четыре приемных (подчиненных) узла. В другом есть один главный узел и девять подчиненных узлов. Требование к импедансу источника, рассчитанное по уравнению 2, изменяется в зависимости от количества подчиненных узлов.

  • 9 (приемники) + 1 (передатчик) = 10 узлов ПЛК, полное сопротивление нагрузки = 30/10 = 3 Ом
  • 4 (приемники) + 1 (передатчик) = 5 узлов ПЛК, полное сопротивление нагрузки = 30/5 = 6 Ом

 

Рисунок 4 Результат теста с 1 передатчиком, без приемников

 

Рисунок 5 Результат теста с 1 передатчиком, 4 приемниками

Как видно на рисунках 4 5 , амплитуда сигнала модуляции незначительно изменяется по мере добавления дополнительных ведомых устройств.В предыдущей настройке линия постоянного тока подключена к осциллографу (связана по переменному току). Осциллограф запускается при нажатии внешнего переключателя на узле ПЛК, что затем генерирует пакет связи ПЛК.

 

Фильтрация ПЛК от любого импульсного источника питания

 

Еще одна проблема в конструкции ПЛК постоянного тока заключается в том, что узел ПЛК должен использовать источник постоянного тока для генерирования локальных напряжений (15 В, 3,3 В), а также для модуляции того же источника постоянного тока. В таком сценарии импульсный источник питания DC/DC мешает модуляции ПЛК, если не включена соответствующая фильтрация.

Рисунок 6 Схема фильтрации источника питания

Как показано на рис. 6 , фильтр нижних частот отделяет сигнал модуляции ПЛК от импульсного регулятора. Fc фильтра нижних частот вычисляется на основе полосы частот, занятой модуляцией PLC. Поскольку PLC Lite занимает от 42 до 90 кГц, Fc по фильтру нижних частот составляет L = 360 мкГн (180 мкГн + 180 мкГн) и C 1 мкФ.

Уравнение 3

Схема защиты соединения линии электропередач для надежной связи по переменному току

 

Аналоговый внешний интерфейс APLC (AFE) может подвергаться скачкам напряжения в источнике питания постоянного тока.Таким образом, важно спроектировать каскад связи по переменному току таким образом, чтобы узел ПЛК мог надежно функционировать в суровых условиях.

 

Рисунок 7 Соединение по переменному току первой ступени

 

Рисунок 8 Вторая ступень связи по переменному току

Для обеспечения общей надежности системы линия постоянного тока не связана напрямую с устройством AFE по переменному току. Линия проходит двухэтапный процесс соединения по переменному току (, рис. 7–8, ). В первой ступени линия постоянного тока связана по переменному току с промежуточной ступенью, которая имеет защиту TVS и, следовательно, останавливает скачки напряжения до 9.2 В для пикового импульсного тока 43,5 А. На этом этапе синфазный сигнал смещен к GND. Во второй ступени связи по переменному току данные передаются по переменному току на устройство AFE со смещением постоянного тока 7,5 В.

 

Базовый вариант

Эталонный проект связи по линиям электропередач (PLC) постоянного тока (номинальное напряжение 24 В) предназначен для пользователей в качестве оценочного модуля для разработки конечных продуктов для промышленных приложений, использующих возможность подачи питания и связи по одной и той же линии электропередачи постоянного тока.Эталонный проект представляет собой полное руководство по проектированию аппаратного и микропрограммного обеспечения ведущих и подчиненных узлов в очень маленьком (диаметром примерно 1 дюйм) промышленном форм-факторе. Файлы проекта включают в себя схемы, спецификации, графики слоев, файлы Altium, файлы Gerber, полный программный пакет с прикладным уровнем и простой в использовании графический интерфейс пользователя (GUI).

 

Прикладной уровень обращается к ведомым узлам, а также к связи от главного процессора, такого как ПК или MPU Sitara™ ARM® (, рис. 9, ).Хост-процессор взаимодействует только с главным узлом через интерфейс USB-UART. Затем главный узел связывается с подчиненными узлами через ПЛК. Простой в использовании графический интерфейс пользователя ( Рисунок 10 ) также включен в модуль оценки (EVM), который работает на главном процессоре и обеспечивает управление адресами, а также мониторинг и контроль состояния подчиненных узлов пользователем.

 

Эталонный проект был оптимизирован с точки зрения импеданса источника каждого ведомого узла, так что несколько ведомых могут быть подключены к ведущему.Схема защиты была добавлена ​​к аналоговому интерфейсу (AFE), чтобы его можно было надежно подключить по переменному току к линии 24 В. Компоновка эталонного проекта была оптимизирована для соответствия требованиям к компоновке AFE031 для сильноточных дорожек.

 

Рисунок 9 Блок-схема системы эталонного проектирования


Рисунок 10 Скриншот графического интерфейса пользователя

 

В этой статье мы рассмотрели, как узкополосный PLC по линиям электропередач постоянного тока может быть эффективным инструментом для организации сети в различных промышленных приложениях.Этот подход использует успешное использование ПЛК в приложениях для линий электропередач переменного тока в существующих развертываниях интеллектуальных сетей. Широкий диапазон рабочих условий, возможных для ПЛК, требует гибкого решения как в программном, так и в аппаратном обеспечении. Подключение к линиям электропередач постоянного тока также требует тщательного проектирования, чтобы обеспечить надежность и масштабируемость системы для многих сетевых узлов.

 

Чтобы решить проблемы проектирования и помочь разработчикам систем успешно внедрить ПЛК через постоянный ток в свои приложения, Texas Instruments выпустила эталонный проект ПЛК постоянного тока [1] , который основан на аналоговом внешнем интерфейсе TI AFE031, а также C2000.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.