Như dõy cỏp đồng, Fe, cỏp quang, đường dõy tải điện.
a. Đường dõy cỏp đồng.
Khi truyền tớn hiệu trờn đường dõy bằng kim loại luụn cú sự tắt dần của tớn hiệu, phụ thuộc vào tần số của tớn hiệu.
Đường dõy cỏp Cu cho phộp tớn hiệu cú tần số f < 180 KHz Pvào : Cụng suất phỏt của tớn hiệu tại đầu phỏt.
Pra : Cụng suất của tớn hiệu thu được.
Cú đặc điểm nhu dõy cỏp bằng đồng, tuy nhiờn chỉ cho phộp tớn hiệu cú tần số f < 30KHz.
c. Đường tải điện (Tải ba PLC power line comunication).
Tải ba là hệ thống truyền tin sử dụng cỏc đường dõy truyền tải điện cao ỏp, chủ yếu được dựng để truyền đi một cỏch tin cậy tiếng núi, dữ liệu về quản lý năng lượng và cỏc tớn hiệu bảo vệ hệ thống điện. Thụng thường hệ thống PLC được sử dụng cho việc thụng tin liờn lạc bằng điện thoại trong mạng thụng tin nội bộ trong ngành điện. PLC cũng cho phộp truyền cỏc tớn hiệu điều khiển và bảo vệ hệ thống điện. Cỏc tớn hiệu điều khiển và bảo vệ này nhằm bảo vệ cỏc đường dõy truyền tải điện trọng yếu cũng như cỏc phần tử quan trọng khỏc trong hệ thống điệ n. Đồng thời, hệ thống PLC cũng cho phộp kết nối cỏc mỏy tớnh với nhau trong mạng mỏy tớnh diện rộng của ngà nh điện cũng như cho phộp cỏc mỏy Fax liờn lạc được với nhau.
Thụng thường PLC được dựng để truyền thụng tin trờn một khoảng cỏch trung (từ 20 đến 100 km) hoặc khoảng cỏch dài (100 đến 500 km)
Đường dõy tải điện đó được xõy dựng sẵn được kết hợp làm đường dõy liờn lạc cho nờn dẫn đến tiết kiệmđược chi phớ, mặt khỏc đường dõy cao ỏp được tớnh toỏn xõy dựng khụng những cú thể chịu đựng được cỏc điều kiện thời tiết xấu mà cả dạng thiờn tai cú thể xảy ra. Do vậy tương ứng kờnh liờn lạc sử dụng hệ thống tải ba cũng cú độ tin cậy cao.
Sơ đồ như sau : A B C C C A C B 50Hz < ftớnhiệu≤ 180KHz
Khi sử dụng đường dõy tải điện để truyền tớn hiệu thỡ cú ưu điểm là tiết kiệm chi phớ, tuy nhiờn nhược điểm rất lớn là chịu ảnh hưởng của nhiễu. Đặc biệt là nhiễu sinh ra trong quỏ trỡnh lưới điện. Vớ dụ quỏ trỡnh đúng cắt cỏc phụ tải. Nhiễu sinh ra do hiện tượng quỏ ỏp thiờn nhiờn.
Hiện nay ngành điện lực nước ta sử dụng nhiều hệ thống thụng tin tải ba khỏc nhau như: +Hệ thống tải ba ABC do Nga xản xuất
+Hệ thống tải ba ESB do hóng Siements (Đức) sản xuất + Hệ thống tải ba ETL do hóng ABB (Thuỵ Điển) sản xuất + Hệ thống tải ba CPL do hóng CEGELEC (Phỏp) sản xuất
CN CN
L L
Sau đõy là sơ đồ nguyờn lý chung của hệ thống thụng tin tải ba CPL
Hệ thống tải điệ n cú cụng suất lớn thường cú yờu cầu về độ an toà n cao và truyền tải điện trờn phạm vi rộng. Hệ thống thụng tin tải ba sẽ giỳ p cho việc trao đổi thụng tin, số liệu giữa cỏ c vị trớ địa lý khỏc nhau trong hệ thống điện. Nhờ được thiết kế một cỏch đặc biệt cho việ c thụng tin liờn lạc, thiế t bị thụng tin tải ba CPL -306 cho phộp truyền tớn hiệu theo kiểu điểm nối điểm từ 2 đến 6 kờnh truyề n làm việc song song, sử dụng mụi trườ ng truyền tin là đường dõy trờn khụng hoặc dõy cỏp cao ỏp. Dữ liệu ban đầu dưới dạng tớn hiệu tương tự được truyền đến cỏc bộ điều chế, khuếch đạ i rồi gửi đến mụi trường truyền tin qua một bộ ghộp nối. ở cuối đườ ng truyền, mộ t thiế t bị thu sẽ khụi phục lại một cỏch chớnh xỏc dữ liệu đó được truyền đi. Sơ đồ hoạt động của hệ thống thụng tin tải ba cú thể được mụ tả rừ hơn trong hỡnh sau
Trong đú:
LT: cuộn cản (cũn được gọi là cuộn chặn hay cuộn bẫy súng). CD: thiết bị ghộp nối.
PLC: thiết bị thụng tin tải ba (thiết bị chớnh). CC: tụ ghộp nối.
RP: rơle bảo vệ . RTU: thiết bị đầu cuối. PAX: thiết bị chuyển mạch. FAX: mỏy Facsimile. M: modem
Cỏc bộ giao tiếp của thiết bị CPL -306 nhận những tớn hiệu vào tương tự cú tần số từ 300 đến 3700 Hz.. Sự phối hợp với nhau giữa việc truyền cỏc tớn hiệu núi trờn với việc truyền tần số cụng nghiệp trờn đường dõy là khụng thể chấp nhận được về mặt chất lượng tớn hiệu cũng như về vấn đề an toàn cho thiế t bị thụng tin. Vỡ vậy thiế t bị CPL -306 sẽ biến đổi cỏc tớn hiệu tương tự nhận được sang tần số trong khoảng từ 40 đến 500 kHz.
Chức năng của cỏc thiết bị trong hệ thống tải ba:
Từ hỡnh 6.2 ta thấy hệ thống thụng tin tải ba bao gồm cỏc thiết bị chủ yếu nằm về phớa điện ỏp cao như sau:
- Cuộn khỏng bẫy súng hay cũn gọi là cuộn cản LT (Line Trap). - Tụ điện ghộp nối CC (Coupling Capacitor).
- Thiết bị ghộp nối CD (Coupling Device). Chức năng chớnh của cỏc thiết bị này là:
Cuộn bẫy súng:
Cỏc tớn hiệu thụng tin tải ba thường được truyền trờn đường dõy cao ỏp là cỏc tớn hiệu đo lường từ xa, tớn hiệu điều khiển từ xa, tớn hiệu điện thoại, điện bỏo (Telex)... Cuộn bẫy súng được thiết kế để ngăn chặn những tớn hiệu súng mang cao tần. Chỳng được mắc nối tiếp trờn đường dõy cao ỏp và đặt ở cỏc trạm biến ỏp. Do đú chỳng phải được thiết kế để chịu đựng được dũng điện làm việc lõu dà i lớn nhất và kể cả dũng điện ngắn mạch cú thể xuất hiện trờn đường dõy đú . Đối với cuộn bẫy súng:
Tổng trở: Z = w.L Mà: w = 2.pi.f = 2.pi.f.L
Từ biểu thức trờn ta cú thể thấy tổng trở Z và tần số f tỷ lệ thuận với nhau. Do đú:
Nếu f nhỏ thỡ Z nhỏ cho nờn dũng điện cú tần số nhỏ (tần số của điện cụng nghiệp 50 Hz) dễ dàng qua được. Cũn nếu f lớn (khoảng 40 đến 500 KHz) thỡ Z rất lớn, như vậy cuộn bẫy súng cú tớnh chất cản trở khụng cho dũng tớn hiệu tần số súng mang đi qua.
Tụ điện ghộp nối cũng giống như cỏc tụ điện thụng thường được mắc trong mạch nhằm ngăn cản tần số điện lực khụng cho qua thiết bị PLC đồng thời cho cỏc tớn hiệu cao tần đi qua một cỏch dễ dàng để đi đến thiết bị PLC. Như ta đó biết tổng trở của mạch thuần dung là:
Như vậy tổng trở của tụ ghộp nối tỷ lệ nghịch với tần số. Đối với tần số điện lực (50 Hz) thỡ f nhỏ đ Z lớn làm cho tớn hiệu khú qua được. Đối với tần số súng mang (40 - 500 kHz) thỡ f lớn thỡ Z nhỏ làm cho tớn hiệu dễ dàng đi qua được. Một đầu của tụ điện ghộp nối đấu vào đường dõy cao ỏp (trước cuộn bẩy súng) cũn đầu kia được nối đến thiết bị ghộp nối giao tiếp.
Giỏ trị của tụ điện ghộp nối trờn thực tế khoảng 1500 đến 7500 pF và giỏ trị này phụ thuộc vào trở khỏng của đường dõy cao ỏp.
Thiết bị ghộp nối là thiết bị giao tiế p giữa đường dõy cao thế (HV line) và thiết bị thụng tin tải ba PLC. Phần chủ yếu của thiết bị ghộp nối là bộ lọc với tỏc dụng cho tớn hiệu tần số súng mạng đi qua và ngăn lại khụng cho dũng điện tần số lưới điện đi qua nhằm bảo vệ cỏc thiết bị viễn thụng PLC khỏi phần điệ n ỏp cao cũng như quỏ điện ỏp trong hệ thống điện. Ngoài module lọc ra, thiết bị ghộp nối cũn bao gồm cuộn dõy bảo vệ (drain coil), thiết bị phúng điện chõn khụng, bộ phận nối đất bờn ngoài và vỏ đứng...
Sơ đồ ghộp nối trong trường hợp cú nhiều trạm như sau
A, B, C, D: cỏc trạm biến ỏp. 1. Thiết bị ghộp nối.
2. Thiết bị chuyển mạch vạn năng. 3. Thiết bị PLC.
Cú thể sử dụng cỏc sơ đồ ghộp nối khỏc nhau như ghộp nối pha-đất, ghộ p nối pha -pha, ghộp nối liờn mạch. Thiết bị ghộp nối loại GC 305 của hóng CEGELEC (Phỏp) được chế tạo dưới hỡnh thức một hộp plastic khụng thấm nước và cú 2 mạch quan trọng:
- Một mạch bảo vệ nhằm đảm bảo độ an toàn cho nhõn viờn vận hành và bảo vệ thiết bị tải ba khỏi ảnh hưởng của phần cao ỏp của hệ thống điện và điện ỏp xung của quỏ trỡnh quỏ độ - Một mạch thớch ứng cú thể điều chỉnh trở khỏng của thiết bị tải ba cho phự hợp với đường dõy của hệ thống điện. Mạch bảo vệ được cấu tạo gồm:
- Một dao nối đất mà nú sẽ nối đất đầu cực điện ỏp thấp của tụ ghộp nối khi cỏnh cửa hộp mở ra. Cụng tắc nối đất này được hoạt động bởi tay cửa trờn mặt trước của cỏnh cửa tủ. Với tay của cửa này nằm ngang thỡ cụng tắc nối đất ở vị trớ mở, cửa tủ cú thể đúng lại (vị trớ vận hành). Với tay cửa nằm ở vị trớ dọc, cụng tắc nối đất được nối ở vị trớ nối đất (được đúng lại) . ở vị trớ này, sự truyền tớn hiệu bị ngưng lại và cú thể mở cửa tủ ra trong suốt quỏ trỡnh bảo dưỡng để sửa chữa thiết bị một cỏch an toàn.
- Một thiết bị phúng điện chống sột với điện ỏp định mức là 500 V được nối giữa cực điện ỏp thấp của tụ ghộp nối và đất. Nú được dựng để giới hạn những điện ỏp đỉnh xung nguy hiểm để bảo vệ cho thiết bị thụng tin và người vận hành được an toàn.
- Một cuộn dõy bảo vệ được nối song song với thiết bị phúng điện chống sột tạo một đường thoỏt đến đất cho dũng điện tần số lưới bị rũ qua tụ ghộp nối. Nú sẽ cú một điện khỏng lớn hơn 5000 Ohm ở tớn hiệu tần số súng mang.
- Một cầu chỡ bảo vệ của thiết bị tải ba .
- Một thiết bị phúng điện chống sột thứ cấp với điện ỏp định mức là 600 V giới hạn điện ỏp tăng vọt bất thường.
d. Đuờng dõy cỏp quang.
+ Thụng tin được mó hoỏ dưới dạng ỏnh sỏng. + Tốc độ truyền thụng tin là lớn nhất. + Số lượng truyền đi là lớn.
* Nhược điểm :
Giỏ thành đắt, đầu nối phức tạp, cỏp quang khụng dược bẻ cong một gúc <1200
+ thưc tế luụn luụn cú hiện tượng khỳc xạ ,cho nờn những điểm khỳc xạ này → suy giảm tớn hiệu. Sau độ dài nhất định người ta cần phải đặt trạm khuyếch đại tớn hiệu
• Sơ đồ điều chế tớn hiệu quang như sau :