مقاله بررسی ساختار و نحوه ارتباط در DPLC در pdf دارای 52 صفحه می باشد و دارای تنظیمات و فهرست کامل در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است
فایل ورد مقاله بررسی ساختار و نحوه ارتباط در DPLC در pdf کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه و مراکز دولتی می باشد.
این پروژه توسط مرکز مرکز پروژه های دانشجویی آماده و تنظیم شده است
توجه : توضیحات زیر بخشی از متن اصلی می باشد که بدون قالب و فرمت بندی کپی شده است
بخشی از فهرست مطالب پروژه مقاله بررسی ساختار و نحوه ارتباط در DPLC در pdf
1- مقدمه
1-2- سیستم Power Line Carrier (PLC)
1-3 روشهای کوپلینگ;
1-4 کاربردهای PLC
1-4-1- ارتباط تلفنی(صحبت) (Speech)
1-4-2- تلگراف و پست تصویری(Facsimile)
1-4-3- کنترل و نشاندهی از راه دور(Tele control & Tele indication)
1-4-4- حفاظت از راه دور(Tele protection)
2- تشریح PLC
2-1 وسائل مورد استفاده در سیستم فرابری خطوط فشار قوی (PLC)
2-1-1- مشخصات خازن کوپلاژ
2-1-2- مشخصات لاین تراپ (تله خط)
2-1-3- وسایل تنظیم
2-1-4 وسایل تنظیم چند فرکانسی;
2-1- 5- حذف وسایل تنظیم کننده بیرونی;
3- Analog Power-Line Carrier (APLC)
3-1 مشخصات کانال آنالوگ;
3-2 اجزاء APLC
3-3 تشریح PLC آنالوگ;
3-3-1 درایور جدا کننده و مخلوط کننده
3-3-2 تقویت کننده توان
3-3-3 فیلتر فرستنده
3-3-4 مدار هایبرید
3-3-5 فیلتر گیرنده
3-3-6 منبع تغذیه
4- PLC دیجیتال
4-1 مشخصات کانال DPLC
4-2 اجزاء PLC دیجیتال
4-3 تشریح DPLC
4-3-1 واسط مشترکین یا مبدل زنگ;
4-3-2 واسط ترانک;
4-3-3 حذف کننده انعکاس صوتی;
4-3-4 فشرده سازی صوت
4-3-5 مالتی پلکسر دینامیک (DMUX)
4-3-6 واسط TPS
4-3-7 مدولاتور ISB
4-3-8 مدولاتور ISB
4-3-9 مودم V
4-4 نظارت و سرپرستی;
4-5 مقایسه
چرا از مخابرات دیجیتال استفاده می شود؟
5- VOIP و DPLC برای شبکه PABX و مشترکان دور دست
5-1 راه حل یکپارچه کردن مخابرات
5-2 صوت بر روی IP و PLC دیجیتال
5-3 همه راه حل های شامل سیستم (All-inclusive system sudations)
5-4 راه حلهای سازش با Broad band
5-5 دروازه VOIP
5-6 فرابری خط قدرت PLC
5-7 VOIP و PLC دیجیتال
6-2 مودم های BPL
6-3 کوپلاژ سلفی;
6-4 تداخل انتشارات
6-5 شبکه قدرت الکتریکی هوشمند
6-6 یک وسیله اتصال بهتر
6-7 مرور گزارشFCC و دستور 245- 54 برای باند پهن روی خطوط قدرت BPL
7- محدودیت های خط قدرت با ولتاژ بالا برای ارتباطات سرعت زیاد
7-1 خلاصه
7-2 مقدمه
7-3 کانال های مخابراتی PLC ولتاژ بالا
7-4 نتایج تحقیقات علمی
7-5 نتایج
8- منابع
بخشی از منابع و مراجع پروژه مقاله بررسی ساختار و نحوه ارتباط در DPLC در pdf
1- CIGRE STUDY COMMITTEE 35, WORKING GROUP 09,Report on digital line carrier,
2- IEC REPORT, Planning of (single- sideband) power line carrier systems, Geneva,
3- V. Mikutski, High frequency channels for power system protection and automation. Energy, Moscow, 1976. in Russian
4- Y. P. Shkarin, High frequency channels via overhead power lines, Moscow: Appendix to Energetik, 2001. in Russian
5- N. Suljanovic, A. Mujic, M. Zajc and J. F. Tasi, “Power line tap modeling at power- line carrier frequencies with radial- basis function network”, Engineering Intelligent Systems, vol. 11, no. 1, pp. 9-17,
6- An American National Standard, IEEE Guide for power- Line carrier Applications, The Institute of Electrical and Electronics Engineers, New York,
7- L. 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,
8- N. Suljanovic, A. Mujic, M. Zajic and J. F. Tasi, “High frequency characteristics of high voltage power line”, Proceedings of EUROCON 2003, Ljubljana,
9- A. Mujic, N. Suljanovic, M. Zajc and J. F. Tasi, “Corona noise on the 400 kV overhead power line- measurements and computer modeling”, Electrical Electrical Engineering, January
10- N. Suljanovic, A. Nujcic, M. Zajc, J. Tasi, “Computation of high- frequency and time characteristics of corona noise on HV power line”, IEEE Transactions on Power Delivery, Article in Press
11- S. Haykin, “Advanced Communication Systems”, Wiley,
12- R. C. CHEEK. Power line – carrier Application
13- ISO Report, “Planning of single- sideband power line carrier systems”, Publicatin 653,
14- CIGRE, “Guide on power line carries”,
15- CIGRE, “Guide for planning of power system telecommunication networks”, CIGRE SC 35, WG 04-
16- John G. Proakis, “Digital Communications”, McGraw-Hill,
17- A.V. Oppenheim, R.W. Schafer, Digital Signal Processing, Prentice-Hall, Englewood Cliffs, NJ,
18- H.Meng, Y.L.Guan, Member IEEE, and S.Chen, Senior Member, IEEE, “ Modeling and Analysis of Noise Effects on Broadband Power-Line Communications”, IEEE Transaction on Power elivery,vol.20,NO.2,April
19- Wikipedia, “Power Line communication” the free encyclopedia
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
1- 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
2- انتقال اطلاعات جمع آوری شده از پست ها و نیروگاه ها به مراکز کنترل و انتقال فرامین کنترلی از مراکز کنترل به ایستگاه‌ها.[1]
3- 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[2]، DTS[3]، فیبر نوری و سیستم سوئیچینگ می باشد
- PLC سیستم مخابراتی است که از خطوط فشار قوی در فرکانس های 40 تا 400 کیلوهرتز برای انتقال پیام های مخابراتی استفاده می کند
- DTS شبکه اختصاصی و Hot Line تلفنی دیسپاچینگ می باشد
- کابل[4]OPGWدر 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
توسعه منابع تولید، انتقال و توزیع انرژی الکتریکی نیاز مبرمی به وجود یک شبکه مخابراتی بین نقاط کلیدی سیستم برق رسانی مثل مراکز تولید، تبدیل، تصمیم گیری و توزیع که اکثرا در فواصل دور از هم واقع شده اند را به وجود آورده است. از خطوط انتقال می توان برای ارسال امواج فرکانس بالای حامل اطلاعات در سیستم های مخابراتی استفاده نمود. سیستمی که برای این گونه انتقال اطلاعات مورد استفاده قرار می گیرد را ابزار “انتقال موج حامل اطلاعات بر روی سیستم فشار قوی” یا PLC می نامند
موارد زیر ضرورت ایجاد یک شبکه مخابراتی PLC را به وضوح روشن می نماید
1- شبکه های مخابرات عمومی جوابگوی نیازهای ارتباطی جهت بهره برداری موثر از شبکه فشار قوی نمی باشد
2- تبادل‌اطلاعات بین مراکز دیسپاچینگ و سایر پست‌ها‌توسط یک شبکه‌مخابراتی مطمئن‌و اختصاصی، از ضروریات این گونه مراکز می باشد
3- با استفاده از یک شبکه جامع مخابراتی، پست ها می توانند به تجهیزات حفاظتی مجهز گردند که باعث قابلیت اعتماد بیشتر و بهره برداری موثر از شبکه می گردد
4- عدم وجود یک شبکه مخابراتی اختصاصی، ضعف ارتباط از طریق شبکه مخابراتی شرکت مخابرات، عدم دسترسی اکثر پست های واقع در خارج شهر به خطوط ارتباطی PTT مشکلاتی هستند که در صورت وجود یک شبکه مخابراتی مطمئن بر طرف گشته و امکان بهره برداری موثرتر از شبکه را ایجاد می کند
با توجه به نکات فوق جهت مرتفع نمودن اشکالات ذکر شده و بهره برداری از شبکه، می توان با استفاده از سیستم‌هایPLCچنین شبکه‌های مخابراتی را برای استفاده در شبکه‌های برق رسانی طراحی نمود
استفاده از PLC به جای سایر سیستم های ارتباطی نظیر کابل تلفنی، امواج رادیویی و مایکروویو و ; دارای مزایایی می باشند که عبارتند از
1- به علت ناچیز بودن افت سیگنال حامل اطلاعات در هر کیلومتر، مراکز تولید و توزیع انرژی الکتریکی که معمولا در فواصل دوری از یکدیگر واقعند را می توان مستقیما توسط کانال های PLC بدون استفاده از تکرار کننده به یکدیگر مرتبط ساخت
2- خطوط انتقال فشار قوی که ارتباطات PLC توسط آنها صورت می گیرد، موجود بوده و احتیاج به سرمایه گذاری مجدد برای ایجاد محیط مخابراتی نیست به علاوه در شرایط متغیر آب و هوایی مصونیت ارتباط PLC در مقایسه با ارتباطات رادیویی بیشتر می باشد
3- دستگاه های فرستنده و گیرنده PLC از درجه اطمینان بالایی برخوردار می باشند
4- شبکه مخابراتی که از لوازم مدیریت برای کنترل و بهره برداری شبکه فشار قوی می باشد بطور اختصاصی تنها در اختیار شرکت برق منطقه ایی قرار خواهد گرفت
5- سیستم های تلفنی PLC از شبکه تلفنی شرکت مخابرات مجزا می باشد و به عنوان سیستم های خصوصی فرض می شود
1-2- 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 (شکل1) یک زوج فرستنده و گیرنده در هر کدام از پستها قرار می گیرد. فرستنده A سیگنال فرکانس بالای خود را با فرکانس FA-B بر روی خط فشار قوی واصل میان دو پست ارسال نموده و گیرنده موجود در پست B که بر روی فرکانسFA-Bتنظیم 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 فرکانسFB-A ارسال نموده و گیرنده A نیز بر روی فرکانسFB-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 2) با قرار دادن یک خازن بین خط انتقال و دستگاه PLC این منظور برآورده می شود
خازن های CCoupl در مسیر سیگنال فرکانس بالای PLC به خط انتقال فشار قوی در مقابل موج با ولتاژ بالا و فرکانس 50 هرتز، امپدانس زیادی از خود نشان داده و مانع عبور آن به سمت دستگاه های PLC می شوند. در حالی که برای امواج حامل اطلاعات فرکانس بالا به صورت اتصال کوتاه عمل می کنند. این نکته از این حقیقت ناشی می شود که امپدانس خازن به صورت بیان می گردد که مقدار آن با فرکانس نسبت عکس دارد. لذا هر چقدر فرکانس کمتر باشد، امپدانس خازن بزرگتر خواهد بود. بالعکس برای فرکانس بالای سیگنال هایPLC که در محدوده40 الی400 کیلوهرتز قرار دارد، خازن CCoupl همانند اتصال کوتاه(امپدانس خیلی کوچک) عمل نموده و سیگنال PLC را به سمت خط فشار قوی هدایت می‌کند. معمولا CCoupl را بین 2000 تا 10000 پیکوفاراد انتخاب می نمایند
در پست های فشار قوی برای اندازه گیری ولتاژ و جریان خط از تقسیم کننده های (مبدلهای) ولتاژ خازنی بنام (Capacitive Voltage Transformer) CVT استفاده می شود. لذا از آنها می توان جهت خازن جداکننده CCoupl که خازن های کوپلاژ نامیده می شود نیز استفاده نمود
خط انتقال فشار قوی تلفات نسبتا زیادی برای سیگنال های فرکانس بالایPLC ایجاد می کند. این تلفات به طول، ولتاژ، وضعیت فیزیکی خط و فرکانس کار PLC بستگی دارد. بدین جهت لازم است که هنگام کوپله نمودن فرستنده PLC به خط فشار قوی، حداکثر توان فرستنده به خط کوپله شده و توان برگشتی به حداقل خود برسد
بدین دلیل لازم است مدار واسطه ای بین دستگاه PLC از یک طرف و یک سر خازن کوپلاژ از طرف دیگر قرار گرفته تا تطبیق امپدانس جهت انتقال حداکثر توان از فرستنده به خط و از خط به گیرنده صورت پذیرد. در شکل(3) چنین وضعیتی مشاهده می گردد
وسیله ای که جهت تطبیق امپدانس در شکل(3) بکار می رود جعبه یا واحد تطبیق امپدانس نامیده شده و با علامت اختصاری (Line Matching Unit) LMU نشان داده می شود. تطبیق امپدانس در LMU توسط یک ترانسفورمر صورت می گیرد که همراه با خازن کوپلاژ CCouplنقش یک فیلتر بالاگذر را ایفا می‌کند. فرکانس قطع این فیلتر توسط مقدار خازن کوپلاژ و نسبت تبدیل ترانسفورمر تطبیق مشخص می‌گردد. این فرکانس در واقع حداقل فرکانس قابل استفاده برای سیگنال های PLC را تعیین می کند
از آنجایی که ارتباط PLC میان دو پست A و B بایستی صورت می گیرد. انحراف سیگنال PLC به سمت خود پست نه تنها باعث تضعیف سیگنال ارسالی به پست مقابل شده ، بلکه باعث می شود که سیگنال ناخواسته ای به مسیرهای دیگر نفوذ کند
برای اینکه سیگنال ارسالی توسط PLC به خطوط دیگر انتشار پیدا نکند باید با قرار دادن مداری بر سر راه نشتی مانع از راه یابی آن به مسیر ناخواسته شویم به عبارت دیگر در مقابل فرکانس های بالای PLC مقاومت زیاد از خود نشان دهد و در مقابل سیگنال فشار قوی50 هرتز همانند یک اتصال کوتاه عمل کند با توجه به این دو خصوصیت عنوان شده به نظر می رسد، استفاده از دو عدد سلف سری با خط انتقال در پستهای A و B مسئله را حل می نماید. زیرا امپدانس سلفی رابطه مستقیم با فرکانس دارد.چنین سلفی برای فرکانس های بالای PLC دارای امپدانس زیاده بوده و همانند اتصال باز عمل می نماید در حالیکه برای فرکانس 50 HZ دارای امپدانس پایینی بوده و اتصال کوتاه می باشد در شکل (4) استفاده از سلف سری با خط انتقال جهت جلوگیری از نشت سیگنال های PLC و انتقال آن به مسیر مورد نظرشان نشان داده شده است
به چنین سلف هایی که به صورت سری با خط انتقال انرژی قرار می گیرند، تله موج و یا Line Trap می گویند اما استفاده از یک سلف تنها آن هم سری با خط انتقال مطلوب نمی باشد. زیرا چنین سلفی با خازن های معادل ترانسفورمرهای موجود در پست به صورت سری قرار گرفته و چنانچه اندوکتانس L و سوسپتانس خازن های معادل تراسفورمرهای پست (C) بگونه ای باشند که فرکانس رزونانس یا تشدید مجموع سری این دو یعنی معادل فرکانس کار دستگاه PLC شود، مدار معادل سلف وخازن سری در حال رزونانس اتصال کوتاه بوده و در نتیجه نقطه کوپلاژ سیگنال PLC به خط انتقال از دید سیگنال PLC زمین شده و تمامی سیگنال از دست می رود
در صورتی که بجای یک سلف تنها، از یک سلف سری با یک مقاومت بزرگ استفاده شود، در فرکانس رزونانس ، امپدانسی معادل Zin بجای صفر معادل مقاومت سری با سلف خواهد بود و در صورتی که مقدار این مقاومت به اندازه کافی بزرگ باشد، مانع عبور سیگنال بالای PLC به مسیر ناخواسته می شود. اما وجود یک مقاومت بزرگ، آن هم سری با خط انتقال انرژی باعث تلفات شدیدی بر روی آن شده که انتقال انرژی الکتریکی را با دشواری های بسیاری روبرو می سازد. لذا بجای استفاده از یک سلف تنها و یا یک سلف سری با مقاومت از یک سلف که مدار تیونینگی(Tuning) به موازات آن قرار گرفته باشد و کل مجموعه با خط انتقال انرژی به صورت سری قرار گیرد، استفاده می نمایند. این مسئله در شکل (6) نشان داده شده است
مدار تیونینگی که به طور موازی با سلف L قرار می گیرد، عموما برای تله موج های با باند وسیع (Broad-Band) به صورت شکل(7) می باشد
با تنظیم مدار تیونینگی که به موازات سلف اصلی تله موج قرار دارد، می توان مشخصه میان گذری برای مقدار حقیقی(جزء مقاومتی) امپدانس ورودی تله موج(RIn) بدست آورد. نمونه‌ای از چنین مشخصه‌ای را در شکل(8) ملاحظه می کنید
با توجه به مشخصه شکل(8) ملاحظه می گردد که جزء حقیقی امپدانس ورودی(مقاومت ورودی) تله موج شکل(7)در حد فاصل فرکانس F1 الی F2 دارای حداقل مقاومت Rmin می باشد و در خارج این ناحیه یعنی برای فرکانس ها کمتر از F1 و بیشتر از F2 مقدار آن کاهش یافته و به سمت صفر میل می کند. در نتیجه تله موج سری با خط فشار قوی در باند فرکانس F1 یا F2 از خود حداقل مقاومت Rmin را نشان داده و در مواردی دیگر همانند اتصال کوتاه (با مقاومت ورودی صفر) عمل می کند
لازم به ذکر است که هزینه ساخت تله موج با بزرگ شدن Rmin نیز بیشتر می شود. لذا در عملRmin را بگونه ای انتخاب می کنند که تلفات حاصل از محدود بودن آن از حد استاندارد bD 6/2 پائینتر باشد
1-3 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(9)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. در این صورت نه تنها با تضعیف کمتری نسبت به کوپلاژ فاز به زمین روبرو خواهیم بود، بلکه حتی با اتصال کوتاه و یکی از فازهای تحت کوپلینگ، ارتباط PLC از طریق فاز دیگر بر قرار خواهد بود و بالنتیجه قابلیت اطمینان سیستم بالاتر می رود. این روش کوپلینگ فاز به فاز نامیده شده و در شکل(10)نشان داده شده است
در کوپلینگ فاز به فاز به دو مجموعه تجهیزات کوپلینگ شامل تله موج، خازن کوپلاژ و LMU نیاز می باشد که در نتیجه هزینه در مقایسه با کوپلینگ فاز به زمین دو برابر خواهد شد. کوپلینگ همزمان سیگنال PLC به سه فاز در خطوط تک مداره نیز امکان پذیر است. این نوع کوپلینگ اگر چه از قابلیت اطمینان بسیار بالایی برخوردار بوده و تضعیف کمتری نسبت به کوپلینگ فاز به فاز ایجاد می نماید. اما به جهت استفاده از سه مجموعه تجهیزات کوپلینگ از نظر اقتصادی گران بوده و بندرت از آن استفاده می‌شود.در خطوط فشار قوی که دو مداره می باشند، می توان از کوپلینگ بین دو مدار استفاده نمود
همچنان که در شکل(11)ملاحظه می شود در کوپلینگ بین دو مدار به تجهیزات کوپلینگ معادلی با کوپلینگ فاز به فاز نیاز می باشد. اما حسن بزرگ این نوع کوپلینگ در قابلیت اطمینان بالاتر آن است. زیرا حتی با قطع کامل یکی از مدارها، ارتباط PLC از طریق مدار دیگر امکان پذیر می باشد
1-4 کاربردهای PLC
کلمات کلیدی :
