پایان نامه PLC (Power Line Carrier) و روش هاي افزايش امنيت در آنها
مقدمه:
محدوده فركانسي سيستمهاي
محدوده فركانسي مناسب براي سيستمهاي بين و گاهي تا ميرسد، محدوديت حد پايين آن بخاطر مخارج بيشتر سيستم كوپلاژ و محدوديت حد بالاي آن بخاطر تضعيف ناشي از فركانس هاي بالا ميباشد، البته لازم به تذكر است كه محدوده فركانس فوق در يك كشور ممكن است بخاطر استفادههاي مناسب و جلوگيري از تداخل با فركانسهاي راديوئي، حمل و نقل و دريايي محدود شود.
1-2-كاربرد سيستمهاي
از سيستمهاي جهت ارتباط تلفني() و يا انتقال اطلاعات() و در موارد لزوم براي ارسال علائم حفاظتي ميتوان استفاده نمود. اطلاعات بصورت آنالوگ و ديجيتال براي ارسال تلگراف، تله مترينگ، تله كنترل و تله پروتكشن انجام ميشود، بطور مثال مقادير آنالوگ مانند و و مقادير ديجيتال مانند حالت هاي سوئيچ و دژنكتورها ميباشد.
پهناي باند مورد استفاده سيستمبراي ارسال متفاوت می باشد . با توجه به سيستم مورد نظر علائم تلفني، تلگراف كنترل و حفاظت در باند مورد نظر قرار ميگيرند در اينجا بطور مختصر به مشخصات فركانسي علائم مذكور اشاره ميشود :
1–2–1– ارتباط تلفني
از سيستم هاي ميتوان بعنوان وسيله ارتباط تلفني دو طرفه بين پست ها و با استفاده از مركز تلفن ارتباط پست ها را با يكديگر بوسيله مراكز سوئيچينگ برقرار نمود.
پهناي باند مؤثر صحبت از تا ميباشد و در بعضي از مواقع براي استفاده بيشتر براي بكارگيري بالاي باند فركانسي فوق ميتواند به كاهش يابد كه با وجود پايين آمدن كيفيت صحبت قابل قبول ميباشد و بقيه پهناي باند براي علائم تلگراف، كنترل و سيگنالينگ در نظر گرفته ميشود.
1–2–2– تلگراف و پست تصويري
از براي ارسال علائم تلگرافي استفاده ميشود كه شامل ارسال علائم بصورت پست تصويري نيز ميشود. سرعت انتقال علائم از الي ميتواند باشد.
1–2–3–كنترل و نشان دادن از راه دور
براي داشتن امكانات و نشان دادن از راه دور و همچنين جلوگيري از عملكرد اشتباه و از دست دادن اطلاعات در نتيجه افزايش تواناييهاي علائم بكار گرفته شده در بصورت كد ميباشد سرعت انتقال علائم براي يك سيستم منفرد و براي سيستم هاي بزرگتر يا بيشتر ميباشد.
1–2–4– حفاظت از راه دور یا
در تأسيسات الكتريكي مانند شبكه انتقال انرژي مولدها و ترانسفورماتورها و تجهيزات و ساير ادوات برقي در اثر كاهش عايقبندي و ضعيف شدن استقامت الكتريكي مكانيكي، ديناميكي در مقابل فشارهاي ضربهاي پيشبيني نشده و افزايش بيش از حد مجاز حرارت و سوانح طبيعي، خطاهائي پديد ميآيد كه اغلب موجب قطع انرژي الكتريكي ميگردد، اين خطاها ممكن است بصورت اتصال كوتاه، اتصال زمين، پارگي و قطع شدگي هادي ها و شكستن عايقها و غيره ظاهر شود.
قطعات و وسائلي كه چنين اشكالاتي پيدا ميكنند بايد بلافاصله از شبكهاي كه آنها را تغذيه ميكند جدا شوند تا از ازدياد و گسترش خطا و از كار افتادن بقيه قسمت هاي سالم شبكه جلوگيري گردد. جلوگيري از بروز خطا و اتصالي در شبكه برق امري محال است با اين همه خواسته مصرف كننده برق، انتقال و توزيع برق مطمئن و بدون وقفه است بعبارت ديگر بايد شبكه برق طوري طراحي شود كه از يك پايداري و ثبات قابل قبولي و تا حد ممكن مطمئني برخوردار باشد. امروز قطع شدن برق براي مدت كوتاهي باعث مختل شدن زندگي فردي و قطع شدن برق كارخانههاي صنعيت، مصرف كنندههاي بزرگ، مؤسسههاي علمي و پژوهشي بمدت نسبتاً طولاني موجب زيان هاي جبرانناپذيري ميشود. لذا قطع شدن يا قطع كردن دستگاهها و تجهيزات الكتريكي معيوب از شبكه لازم است ولي كافي نيست، بلكه بايد تدابيري بكار برده شود كه برق مصرفكنندههاي كه در اثر بوجود آمدن عيب حتي از شبكه قطع شده است در كوتاهترين زمان ممكن مجدداً تأمين گردد (انتقال برق بدون وقفه را دستگاههاي وسائل حفاظتي تأمين ميكند كه ما به آنها رلههاي حفاظتي ميگوييم) . بنابراين با توجه به موارد فوق بايستي شبكه در مقابل خطرات احتمالي حفاظت شده و با بروز حادثهاي در گوشهاي از شبكه و به منظور جلوگيري از گسترش آن بطور سريع قسمت معيوب از شبكه جدا گردد. هنگام بروز اشكالات و حوادث سيستم حفاظت از راه دور براي خارج كردن تقريباً همزمان دو طرف يك خط فشار قوي با استفاده از مبادله اطلاعات دو طرف فرمان هاي مورد نياز را با سرعت زياد ارسال مينمايد.
سيستمهاي الكترومكانيكي حفاظت كننده به تنهايي قادر به انجام اين عمل نيستند و دستگاه بعنوان يك سيستم ارتباطي از عهده آن برميآيد و قادر است علائم فرمان را با حداكثر سرعت تا هر فاصلهاي انتقال دهد، حداكثر زمان مجاز براي ارسال علائم حفاظتي كمتر از 50 ميلي ثانيه ميباشد. لازم به ذكر است كه در بدترين شرايط ممكن كه باعث بوجود آمدن نويز و تضعيف علائم ارسالي ميشود، امكان ارسال علايم حفاظتي ميسر ميباشد.
1-3- مسير ارتباطي و وسايل كوپلاژ
براي اينكه بتوانيم از خطوط فشار قوي با ولتاژ بالا به منظور مسير ارتباطي استفاده كنيم و توانايي ارسال علائم فركانس بالا را بدون توجه به مسائل ولتاژ و فركانس شبكه، رعد و برق و قطع و وصل و امپدانس خط داشته باشيم به تجهيزات كوپلاژ نياز خواهيم داشت اين تجهيزات ضمن جداسازي وسايل ارتباطي از ولتاژ بالا، امكان ارسال علائم را با حداقل تضعيف فراهم ميآورند. كوپلاژ اين تجهيزات با توجه به امپدانس و نوع هادي خط انجام ميشود كه در قسمت هاي مربوطه شرح داده ميشوند. تجهيزات كوپلاژ از قسمت هاي مختلف زير تشكيل شده است :
- خازن كوپلاژ :
- تله موج :
- وسيله كوپلاژ :يا
- كابل اتصال :
1–3–1– تله موج :
با خط فشار قوي بصورت سري ميباشد كه بين اتصال خازن كوپلاژ و نقطه ورودي خط به پست قرار دارد. مقدار اندوكتانس از تا ميباشد با توجه به فركانس كرير از منحنيهاي استاندارد انتخاب ميشود.
1–3–2– خازن كوپلاژ :
خازن كوپلاژ يا خازن مبدل ولتاژ از تعدادي خازن سري تشكيل شده است كه دستگاه را از ولتاژ فشار قوي ايزوله مينمايد. اين قسمت رابط بين خط فشار قوي و ميباشد، اصليترين قسمت وسايل كوپلاژ ميباشد. ظرفيت اين خازن بين تا ميباشد كه به همراه تله موج به عنوان يك فيلتر بالاگذر عمل مينمايد.
1–3–3– وسيله كوپلاژ :
بين نقطه ولتاژ پايين خازن كوپلاژ و دستگاه قرار دارد و از قسمت هاي زير تشكيل شده است :
- كوپل نشتي
- برقگير اوليه
- سوئيچ اتصال به زمين
- ترانسفورماتور تطبيق امپدانس
- وسيله تنظيم
- برقگير ثانويه
1- كويل نشتي
اين كويل بصورت سري در مدار شبكه وصل و داراي امپدانس كم در مقابل فركانس شبكه و امپدانس زياد در فركانس كرير ميباشد و طوري طراحي ميشود كه فركانس شبكه به راحتي از آن عبور ميكند ولي فركانس كرير را مسدود مينمايد، و در نتيجه از طريق خازن كوپلاژ علايم كرير از شبكه دريافت ميگردد.
2- برقگير
بمنظور حفاظت دستگاه از رعد و برق و همچنين حوادث ناشي از قطع و وصلهاي احتمالي از برقگير استفاده ميشود.
3- سوئيچ اتصال زمين
در مواقع تعمير براي اطمينان از جداسازي از ولتاژ شبكه از اين سوئيچ استفاده ميشود.
4- ترانسفورماتور تطبيق
اين ترانسفورماتور ضمن جداسازي اوليه و ثانويه دستگاه كوپلاژ، براي تطبيق امپدانس خط فشار قوي با دستگاه بكار ميرود.
5- وسيله تنظيم
تنظيم نهائي براي تطبيق امپدانس با اين وسيله انجام ميشود.
6- برقگير ثانويه
براي جلوگيري از صدمه ديدن دستگاه در هنگام افزايش ولتاژ بكار ميرود.
1–3–4–كابل اتصال
كابل اتصال بين ثانويه دستگاه كوپلاژ و دستگاه قرار دارد اين كابل با توجه به امپدانس سيستم كابل متعادل (150 اهم) و يا كابل نامتعادل (75 اهم) ميباشد.
1-4- روش هاي مختلف كوپلاژ
كوپلاژ سيستم به خط فشار قوي به روش هاي مختلف انجام ميشود كه شرح داده ميشود :
1–4–1–كوپلاژ فاز به زمين
در اين روش بين يك فاز و زمين قرار ميگيرد، در نتيجه به يك خازن كوپلاژ يك تله موج و يك دستگاه كوپلاژ مورد نياز است بنابراين داراي هزينه كم ولي معايب زير است :
- ضريب اطمينان آن به لحاظ اينكه روي يك فاز قرار گرفته كم است.
- ميزان تضعيف نويز آن در مقابل ساير روش ها زياد است.
1–4–2–كوپلاژ فاز به فاز
در اين روش دستگاه از طريق دو عدد و دو عدد به دو فاز يك خط متصل ميشود با توجه به تعداد وسايل بكار رفته در اين روش هزينه استفاده نسبت به روش قبلي تقريباً دو برابر خواهد بود ولي داراي محاسني بشرح زير ميباشد :
- تضعيف نسبت به روش فاز به زمين كمتر است.
- سيستم مخابراتي از ضريب اطمينان بيشتري در هنگام بروز حوادث بروي خطوط برخوردار است.
- القاء به فاز ديگر كمتر است.
- نسبت در مقايسه با روش قبل بيشتر است.
1–4–3–كوپلاژ به دو خط هممسير
اين روش مانند روش فاز به فاز ميباشد و زماني از اين روش استفاده ميشود كه دو خط روي يك دكل وجود داشته باشند و دستگاه را بوسيله دو عدد به يك فاز از هر خط هممسير وصل نمود.در اين روش اگر يكي از مدارها بطور كامل قطع يا زمين شود، باز ارتباط از طريق مسير ديگر امكانپذير خواهد بود.
1–4–4– كوپلاژ از طريق سيم زمين ايزوله شده
معمولاً بر روي خطوط فشار قوي، مخصوصاً روي خوط بيشتر از از يك يا چند سيم زمين كه بروي دكل ها نصب ميشوند استفاده ميكنند اين سيم ها بمنظور حافظت خطوط از رعد و برق و همچنين براي كاهش ولتاژ پلهاي حاصل از اتصال زمين پست بكار ميرود.
بعلاوه سيم اتصال زمين اثرات القائي ناشي از اتصال زمين در خطوط فشار قوي را به حداقل ميرساند. سيم زمين معمولاً متصل به دكل بوده و اگر از آنها ايزوله گردد راندمان كار آنها پايين نميآيد و به همين علت ميتوان از آنها به عنوان كانال ارتباطي استفاده نمود. كه در مقايسه با روش هاي قبلي ولتاژ و جريان نامي وسايل بكار رفته كمتر ميباشد.معايب اين روش عبارتند از :
- تضعيف زياد
- قيمت زياد نصب ايزولاتورها
- كاهش اثر سيم زمين در شرايط
نقد و بررسیها
هنوز بررسیای ثبت نشده است.