فرمول پایه.R-I-P-E

پارامتر های برق

I = Amperes      E = Volts       kW = Kilowatts         kVA = Kilo volt-Amperes

HP = Horsepower      %eff. = Percent Efficiency       pf = Power Factor

 

برای تک فازSingle-Phase 

TO FIND :

• Amperes when kVA is known –>   I = kVA x 1000 / E
• Amperes when horsepower is known –>  ( HP x 746) / ( E  x  % eff.  x pf )
• Amperes when kilowatts are known –>  ( kW x 1000 ) / ( E x pf )
• Kilowatts  –>  ( I x E x pf ) /1000
• Kilovolt-Amperes  –>  ( I x E ) / 1000
• Horsepower  –>  ( I x E x % eff. x pf  ) / 746
• Watts   –>  E x I x pf
• Energy Efficiency  –>  Load Horsepower x 746 / Load Input kVA x 1000
• Power Factor  @ cos θ –>  Power Consumed /ApparentPower ( W / VA ) @ ( kW / kVA )

Two-Phase  برای دو فاز

TO FIND :

• Amperes when kVA is known –>   I = ( kVA x 1000 )  / ( E x 2 )
  
• Amperes when horsepower is known –>  ( HP x 746) / ( E  x  2  x % eff.  x pf )
• Amperes when kilowatts are known –>  ( kW x 1000 ) / ( E x 2 x pf )
• Kilowatts  –>  ( I x E x 2 x pf ) /1000
• Kilovolt-Amperes  –>  ( I x E x 2 ) / 1000
• Horsepower  –>  ( I x E x 2 x % eff. x pf  ) / 746
• Watts   –>  E x I x 2 x pf
• Energy Efficiency  –>  Load Horsepower x 746 / Load Input kVA x 1000
• Power Factor  @ cos θ –>  Power Consumed /ApparentPower ( W / VA ) @ ( kW / kVA )

Three-Phase   برای سه فاز

TO FIND :

• Amperes when kVA is known –>   I = ( kVA x 1000 )  / ( E x 1.73 )
  
• Amperes when horsepower is known –>  ( HP x 746) / ( E  x  1.73  x % eff.  x pf )
• Amperes when kilowatts are known –>  ( kW x 1000 ) / ( E x 1.73 x pf )
• Kilowatts  –>  ( I x E x 1.73 x pf ) /1000
• Kilovolt-Amperes  –>  ( I x E x 1.73 ) / 1000
• Horsepower  –>  ( I x E x 1.73 x % eff. x pf  ) / 746
• Watts   –>  E x I x 1.73 x pf
• Energy Efficiency  –>  Load Horsepower x 746 / Load Input kVA x 1000
• Power Factor  @ cos θ –>  Power Consumed /ApparentPower ( W / VA ) @ ( kW / kVA )

کلیدهای قدرت و کاربرد آن ها در سیستم قدرت

کلیدهای قدرت به منظور قطع و وصل خطوط انتقال انرژی، و سایر تجهیزات فشار قوی بکار می‌روند. تجهیزات فشار قوی توسط کلید قدرت به شبکه متصل و یا از شبکه جدا می‌گردند.

هنگامیکه لازم است تا دو قسمت شبکه از یکدیگر جدا شده و یا ارتباط دو قسمت برقرار گردد از کلید فشار قوی استفاده می‌شود. همچنین زمانی که عیبی در تجهیزات و خطوط انتقال انرژی روی دهد و لازم است تا قسمت معیوب فوراً از شبکه جدا گردد، کلیدهای قدرت بطور اتوماتیک قطع شده و از ادامه برقراری عیب در شبکه جلوگیری می‌نماید.

 

انواع قطع و وصل کلیدهای قدرت

قطع و وصل کلیدهای قدرت در شبکه به دو صورت مختلف زیر انجام می‌گیرد:

1- قطع کلید با برنامه قبلی و با اطلاع مسئولان شبکه به منظور انجام تعمیرات، سرویس، بازرسی تجهیزات غیره در این حالت کلید بطور دستی توسط اپراتور قطع و وصل می‌شود.

2- قطع کلید بدون برنامه قبلی که در نتیجه بروز عیب در شبکه روی میدهد. در این حالت کلید بطور اتوماتیک توسط رله‌های حفاظتی و سایر سیستم های کنترل اتوماتیک قطع می‌گردد. در پاره‌ای از تجهیزات نظیر خطوط فشار قوی ممکن است کلید بطور اتوماتیک مجدداً وصل گردد.

بنابراین کلیدهای قدرت یکی از تجهیزات اصلی و پر اهمیت شبکه بوده که در هنگام بروز عیب و یا ضرورت برق‌دار یا بی‌برق نمودن شبکه قطع و وصل می‌گردند.

 

نقش کلیدهای قدرت در سیستم قدرت

نقش اصلی کلیدها در پی بروز عیب در شبکه ظاهر می گردد. چنانچه با بروز عیب و ضرورت قطع اتوماتیک خط، کلید خط به عللی عمل نکرده و یا موفق به قطع جریان عیب نگردد، شبکه با خاموشی موضعی مواجه می‌گردد. ولی درصورتی که به عللی خاموشی کامل باشد این خاموشی توأم با صدمات وخسارات جبران ناپذیر خواهد بود. کلیدها در شرایط کار عادی شبکه و در هنگام وصل بودن، نقش مهمی در تأمین انرژی مصرف کننده‌ها به عهده ندارند نقش اصلی آنها تنها در هنگام بروز عیب ظاهر می‌گردد. در هنگام بروز عیب که قطع و یا وصل فوری آنها ضروری است، ‌باید با صدور فرمان بطور اتوماتیک و با اطمینان کافی عمل نمایند. اختلاف عمده کلیدها با سایر تجهیزات شبکه از همین جا ناشی می‌گردد، در حالیکه کلید در شرایط عادی ممکن است برای مدت طولانی مورد استفاده واقع نگردد، قطع و وصل آن در لحظه بروز عیب می‌بایست از اطمینان فوق‌العاده برخوردار بوده و احتمال بروز عیب در آنها و مکانیزم کار آنها حداقل باشد. هرگونه عیب الکتریکی در شبکه و تجهیزات فشارقوی بصورت انواع مختلف اتصالی ظاهر می گردد. 

رله‌های حفاظتی پیش‌بینی شده بروز عیب را در شبکه احساس کرده و فرمان قطع را به کلید قدرت تعیین شده اعلام می‌دارند. با قطع کلید، قسمت معیوب و صدمه دیده که عیب در آن روی داده است از قسمت های سالم شبکه جدا می گردد. بروز عیب در شبکه امری عادی بوده و قابل پیش‌بینی نمی‌باشد. بطوریکه هیچگاه نمی‌توان بطور کامل و صد در صد از بروز آن جلوگیری نمود و تنها می‌توان با قطع سریع و به موقع کلیدها از ادامه عیب و اثرات مخرب آن در شبکه جلوگیری نمود و خسارات و صدمات ناشی از عیب را به حداقل کاهش داد.

قطع و وصل کلیدها در هنگام بروز عیب و بطور اتوماتیک، بیش از قطع و وصل دستی آن ها اهمیت دارد. در هنگام بروز عیب، جریان خطایی که از کلید می‌گذرد تا چندین کیلو آمپر رسیده و بسیار بیش از جریان عبور کرده از کلید در هنگام قطع و وصل دستی کلید می‌باشد. لذا قطع و وصل کلید در هنگام بروز عیب با دشواری بیشتری صورت گرفته و در شرایط سنگین مربوط به عبور جریان عیب انجام می‌گردد.

عمل اصلی حفاظت شبکه در هنگام بروز اتصال ها و برقراری جریان عیب توسط کلیدهای قدرت صورت می‌پذیرد. با قطع کلید قدرت، قسمت معیوب شبکه از قسمت های بدون عیب و در حال کار شبکه جدا شده و ادامه کار و ثبات شبکه تأمین می‌گردد. بروز هر گونه عیبی در کلید قدرت، بطوریکه با بروز عیب در شبکه و بکار افتادن رله‌های حفاظتی، کلید عمل نکرده و به موقع قسمت معیوب شبکه را جدا ننماید، قطع بی مورد و نابجای سایر کلیدها و از کار افتادن قسمتی از شبکه را به همراه خواهد داشت. عیب در کلید ممکن است ناشی از بروز اشکال در مدار فرمان کلید، بروز عیب در مکانیزم قطع و وصل کلید، عدم توانائی کلید در قطع جریان عیب، افزایش زمان قطع کلید و غیره باشد. 

با توجه به تعداد عیوبی که درخطوط انتقال انرژی و سایر تجهیزات شبکه در سال روی می‌دهند و در کلیه عیوب روی داده کلیدهای قدرت نقش اصلی را در قطع قسمت معیوب و حفظ شرایط عادی شبکه عهده‌دار می‌باشند، اهمیت کلیدهای قدرت و تأثیر آنان در ادامه کار عادی شبکه روشن می‌گردد. عدم قطع به موقع و بجای کلیدها در هنگام بروز عیب منجر به قطع سایر کلیدها در نقاط دیگری از شبکه شده و قسمت های بیشتری از شبکه را با قطع برق و خاموشی مواجه می‌نمایند. تأخیر در قطع کلیدها، مدت باقی بودن عیب و برقراری جریان عیب در شبکه را افزایش داده و بازگشت شبکه را به شرایط عادی دشوارتر می‌نماید.

با روشن شدن اهمیت و نقش کلیدهای قدرت در حفظ شرایط پایداری شبکه و جلوگیری از خاموشی‌های مکرر، درجه اطمینان و قابلیت کلیدهای قدرت تعیین می گردد. این امر موجب می‌شود تا کلیدها از حداکثر اطمینان و توانائی برخوردار باشند. هر قدر عیوب روی داده در کلیدها و مکانیزم کار آنها کمتر باشد، ثبات کار شبکه بیشتر شده و قطعی‌های شبکه کمتر می‌گردد. دستیابی به حداکثر اطمینان در عملکرد کلیدهای قدرت در شبکه و توانائی کامل آنها در قطع جریان عیب، موجب می‌گردد تا بررسی‌های لازم به منظور تعیین توانائی آن ها در قطع جریان عیب و تعیین نوع مناسب آن ها با دقت زیاد و با توجه به کلیه پارامترهای شبکه صورت پذیرد. 

انواع کلید های قدرت

ابتدا کلیدهای قدرت را مطابق با سطح ولتاژ آن ها طبقه بندی می کنیم. بیشترین استفاده کلیدهای قدرت در این سه نوع طبقه بندی می باشد.

1-    کلیدهای قدرت فشار ضعیف

2-   کلیدهای قدرت فشار متوسط

3- کلیدهای قدرت فشار قوی

 

دسته بندی دیگری وجود داردکه بر مبنای مکانیسم عملی که مورد استفاده قرار می گیرد تا کلید را بکار بیندازد شامل سه دسته زیر می باشد:

-       مکانیزم فنری (Spring Mechanism)

-       مکانیزم هیدرولیکی (Hydraulic Mechanism)

-       مکانیزم هوای فشرده یا پنیوماتیکی(Peneumatic Mechanism)

 

یکی دیگر از دسته بندی های بسیار مهم جایی است که بریکرها استفاده می شود. این ممکن است در ابتدا کمی عجیب به نظر برسد ولی موقع نصب یک کلید قدرت شما باید دقت کنید که آن درون ساختمان یا هر جایی از بیرون نصب شود. این بخاطر این است که بدنه مکانیکی بیرونی بریکرها براساس دوام و حفاظتی که از آسیب مدارهای داخلی جلوگیری می کنند، طراحی شد. بنابراین دو نوع دسته بندی بر این اساس وجود دارد:

1-    کلیدهایقدرتبیرونیOutdoor Circuit Breakers

2-  کلیدهایقدرتداخلی Indoor Circuit Breakers

 

 

مسئله اصلی در کلید قدرت، خاموش سازی قوس و نیز تحمل اضافه ولتاژهای پس از خاموش سازی قوس می باشد. روش خاموش سازی قوس، عامل اصلی در طراحی و نیز تعیین ظرفیت کلید قدرت می باشد. بر این اساس کلیدهای قدرت با توجه به روش خاموش سازی قوس به صورت زیر دسته بندی می شوند:

 - کلید روغنی

 - کلید هوایی

  - کلید خلأ

 - کلیدSF6 

 

پدیده کرونا

پدیده کرونا

 یکی از پدیده هایی که در ارتباط با تجهیزات برقدار از جمله خطوط انتقال فشار قوی مطرح می شود، کرونا است. میدان الکتریکی در نزدیکی ماده رسانا می تواند به حدی متمرکز شود که هوای مجاور خود را یونیزه نماید. این مسئله می تواند منجر به تخلیه جزئی انرژی الکتریکی شود، که به آن کرونا می گویند. عوامل مختلفی ازجمله ولتاژ، شکل و قطر رسانا، ناهمواری سطح رسانا، گرد و خاک یا قطرات آب می تواند باعث ایجاد گرادیان سطحی هادی شود که در نهایت باعث تشکیل کرونا خواهد شد.

در حالتی که فاصله بین هادی ها کم باشد، کرونا ممکن است باعث جرقه زدن و اتصال کوتاه گردد. بدیهی است که کرونا سبب اتلاف انرژی الکتریکی و کاهش راندمان الکتریکی خطوط انتقال می گردد. پدیده کرونا همچنین سبب تداخل در امواج رادیویی می شود.

 

تعریف کرونا

   تخلیه الکتریکی ایجاد شده به علت افزایش چگالی میدان الکتریکی ، کرونا نام دارد. در حالی که این تعریف بسیار کلی است و انواع پدیده کرونا را شامل می شود.

 

ولتاژ بحرانی

   گرادیان ولتاژی که سبب شکست الکتریکی در عایق شده و به ازای آن، عایق خاصیت دی الکتریک خود را از دست می دهد، گرادیان ولتاژ بحرانی نامیده می شود. همچنین ولتاژی را که سبب ایجاد این گرادیان بحرانی می شود ولتاژ بحرانی می نامند.

 

ولتاژ مرئی کرونا

   هرگاه ولتاز خط به ولتاژ بحرانی برسد، یونیزاسیون در هوای مجاور سطح هادی شروع می شود. اما در این حالت پدیده کرونا قابل روئیت نمی باشد. برای مشاهده کرونا، سرعت ذرات الکترون ها در هنگام برخورد با اتم ها و مولکول ها باید بیشتر باشید یعنی ولتاژ بالاتری نیاز است.

 

ماهیت کرونا

هنگامی که میدان الکتریکی سطح هادی از ولتاژ بحرانی بیشتر شده باشد، بهمن الکترونی بوجود خواهد آمد که بوجود آورنده تخلیه کرونای قابل روئیت در سطح هادی است. همواره تعداد کمی الکترون آزاد در هوا به علت مواد رادیو اکتیو موجود در سطح زمین و اشعه کیهانی، وجود دارد. زمانی که هادی در هر نیمه از سیکل ولتاژ متناوب برقدار می شود، الکترون های هوای اطراف سطح آن بوسیله میدان الکترواستاتیک شتاب پیدا می کند.

این الکترون ها که دارای بار منفی هستند در نیمه مثبت به طرف هادی شتاب پیدا می کنند و در نیمه منفی از آن دور می شوند. سرعت الکترون آزاد بستگی به شدت میدان الکتریکی دارد. اگر شدت میدان الکتریکی خیلی زیاد نباشد برخورد بین الکترون و مولکول هوا نظیر O2 و یا N2 نرم خواهد بود به این معنی که الکترون از مولکول هوا دور شده و به آن انرژی نمی دهد. به عبارت دیگر اگر شدت میدان الکتریکی از یک مقدار بحرانی معین بیشتر باشد، هر الکترون آزاد در این میدان سرعت کافی بدست می آورد به طوری که برخوردش با مولکول هوا غیر الاستیک خواهد بود و انرژی کافی بدست می آورد که به یکی از مدارهای الکترون های دو اتم موجود در هوا برخورد کند. این پدیده یونیزاسیون نام دارد و مولکولی که این الکترون از دست می دهد  تبدیل به یک یون مثبت می شود.

الکترون نخستین که بیشتر سرعتش را در برخورد از دست داده و الکترونی که مولکول هوا را رانده است هر دو در میدان الکتریکی شتاب می گیرند و هر کدام از آنها در برخورد بعدی توانایی یونیزه کردن یک مولکول هوا را خواهند داشت. بعد از برخورد دوم 4 الکترون به جلو می آیند و به همین ترتیب تعداد الکترون ها بعد از هر برخورد دو برابر می شود. در تمام این مدت الکترون ها به سمت الکترود مثبت می روند و پس از برخوردهای بسیار تعدادشان بطور چشم گیری افزایش می یابد. این مسئله  فرایندی است به وسیله آن بهمن الکترونی ایجاد می شود، هر بهمن با یک الکترون آزاد که در میدان الکترواستاتیک قوی قرار دارد آغاز می شود.

 شدت میدان الکترواستاتیک اطراف هادی همگن نیست. ماکزیموم شدت آن در سطح هادی و میزان شدت با دور شدن از مرکز هادی کاهش می یابد. بنابراین با افزایش ولتاژ هادی در ابتدا تخلیه الکتریکی فقط در سطح بسیار نزدیک ان رخ می دهد. در نیمه مثبت ولتاژ الکترون ها به سمت هادی حرکت می کنند و هنگامیکه بهمن الکترونی ایجاد شد بطرف سطح هادی شتاب می گیرند. در نیمه منفی، بهمن الکترونی از سطح هادی به سمت میدان ضعیف تر جاری می شود تا هنگامی که میدان آنقدر ضعیف شود که دیگر نتواند الکترون ها را شتاب دهد تا به سرع یونیزاسیون برسند. یون های مثبت باقی مانده در بهمن الکترونی به طرف الکترود مثبت حرکت می کنند.

با این وجود به دلیل جرم زیادشان که 50000 برابر جرم الکترون است بسیار کند حرکت می کنند. با داشتن بار مثبت این یون ها، الکترون جذب کرده و هرگاه یکی از آنها بتواند الکترون جذب نماید دوباره تبدیل به مولکول هوای خنثی می شود. سطح انرژی یک یون خنثی کمتر از یون مثبت مربوطه است و در نتیجه با جذب الکترون مقداری انرژی از مولکول منتشر می شود.

 انرژی آزاد شده درست به اندازه انرژی نخستین است که لازم بود برای جدا کردن الکترون از مولکول استفاده گردد. این انرژی بصورت موج الکترومغناطیس منتشر می شود و برای مولکول های O2 و N2 در طیف نور مرئی قرار دارد.

 

بهترین زمان برای مشاهده کرونا

کرونا در فضای آزاد بعد از یک روز بارانی تا قبل از زمانی که سطوح برقدار خشک شده باشند قابل مشاهده است. پس از خشک شدن کرونا مشاهده نمی شود. نقاط در معرض کرونا با رطوبت خود را بهتر نشان می دهند. باد می تواند فعالیت کرونا را کاهش دهد.

کرونا می تواند در اثر قندیل هم ایجاد شود. موتورهای الکتریکی، ژنراتورها و تابلو های داخلی می توانند کرونای شدید تری ار وسایل خارجی پست ها ایجاد نمایند. تشکیل هوای یونیزه در فضای بسته و عدم حرکت هوا پدیده کرونا را تسریع می کند و ولتاژهایی را ایجاد می کند که در ان کرونا رخ دهد موتورها و ژنراتور ها می توانند با توجه به وجود فن های خنک کننده شان هوایی با فشار های گوناگون ایجاد کنند.

 

آشکار شدن کرونا

صدای هیس مانند قابل شنیدن، ازن، اسید نیتریک (در صورت وجود رطوبت در هوا ) که بصورت گرد کدر سفید جمع می شود و نور (قوی ترین تشعشع در محدوده ماوراء بنفش و ضعیف ترین ان در ناحیه نور مرئی و مادون قرمز که می تواند با چشم غیر مسلح نیز در تاریکی با دوربین های ماوراء بنفش دیده شود) از نشانه های کرونای الکتریکی می باشند.

تخلیه بار ناشی از بهمن الکترونی در آزمایشگاه، به سه طریق مختلف مشاهده می شود. بهترین راه تشخیص کرونای مرئی است که به صورت نور بنفش از نواحی با ولتاژ اضافی ساطع می شود.

دومین راه شناسایی کرونای صدادار است که در حالی که شبکه مورد مطالعه در ولتاژی بالاتر از آستانه کرونا باشد صدایی به صورت هیس هیس قابل شنیدن است. امواج صوتی تولید شده به وسیله اغتشاشات موجود در هوای مجاور محل تخلیه بار، به وسیله حرکت یون های مثبت به وجود می آیند.

سومین و مهمترین راه مشاهده از نظر ظرکت برق اثرات الکتریکی است که منجر به اختلال رادیویی می شود. حرکت الکترون ها (بهمن الکترونی) سبب ایجاد جریان الکتریکی و در نتیجه به وجود آمدن میدان مغناطیسی و الکترواستاتیکی  در مجاورت ان می شود. شکل گیری سریع و انی بودن این میدان ها ولتاز فرکانس بالایی در نزدیک آنتن رادیویی القا می کند و منجر به اختلال رادیویی می شود.

 

انواع کرونا

سه نوع مختلف از کرونا وجود دارد که در نمونه تست EHV در آزمایشگاه مشخص می شود: تخلیه پر مانند، تخلیه قلم مویی و تخلیه تابشی.تخلیه پر مانند، دیدنی ترین آنهاست و علت نامگذاری هم این است که به شکل پر تخلیه می شود.  زمانیکه در تاریکی مشاهده شود دارای تنه متمرکزی حول هادی است که قطر این هاله نورانی بنفش رنگ از چند اینچ در ولتازهای پایین تر تا یک فوت و بیشتر در ولتازهای بالا تغییر می کند. بروز آثار صوتی این نوع به صورت هیس هیس بوده و به راحتی توسط یک ناظر با تجربه تشخیص داده می شود. در تخلیه قلم مویی پرچمی از نور به صورت شعاعی از سطح هادی خارج می شود.

طول این تخلیه ها از کمتر از یک اینچ  در ولتاژ های پایین تا 1 تا 2  اینچ در ولتاژهای بالا  تغییر می کند. صدای همراه با ان صدایی در پس زمینه مانند صدای سوختن است. تخلیه تابشی نور ضعیفی دارد که به نظر می رسد سطح هادی را در بر گرفته است ولی مانند نوع قلم مویی برجسته نیست. همچنین ممکن است در نواحی بحرانی سطح عایق ها در زمان بالا بودن رطوبت رخ دهد. معمولا صدایی با این نوع تخلیه همراه نیست.

پدیده رزونانس در شبکه های توزیع

پدیده رزونانس در شبکه های توزیع

مقدمه:

درمدارهای الکتریکی متشکل ازخازن با خاصیت خازنی Cوسیم پیچی با خاصیت القایی L در شرایط خاص,کمیات ولتاژ وجریان مدار برای دراز مدت از مقادیر قابل ملاحضهای برخورداراست. افزایش قابل ملاحظه مقادیر ولتاژ و جریان با توجه به وجود خازنی C وخاصیت القا یی L از بروز پدیده موسوم به رزوناس (تشد ید) ناشی می شود  

 

 . پدیده رزوناس و فرزوناس در شبکه های توزیع  :

با توجه به خصوصیات مناسب شبکه های توزیع بروز پدیده های رزوناس وفرزناس در این شبکه ها بسیار معمول است. به عنوان مثال استفاده عمده از فیوز وFuse-cut-out , استفاده از کابلهای با خاصیت خازنی قابل ملاحظه در مقایسه با خطوط هوایی شرایط بروز دو پدیده را دراین شبکه ها فراهم می سازد. با سوختن فیوز در یک فاز ویا قطع یک فاز توسط Fuse-cut-out , شرایطمناسب بروز پدیده فراهم می شود. بروز پدیده فرزوناس در شبکه های توزیع با افزایش ولتاژ وصدمه به ایزولاسیون تجهیزات فشار قوی از جمله برقگیرها کابلها و ترانسفورماتورها همراه است که ترکیدن سر کابلها انفجاربرقگیرها را موجب میشود.به علاوه جریان نشتی برقگیرهای غیر خطی را افزایش میدهد و از عمر و دوام آنها می کاهد.

خصوصیات و شرایط بروز پدیده در شبکه های توزیع :  

همانطور که میدانیم پدیده فرو رزنانس در برابر خاصیت خازنی مناسب C و اندوکتانس به ازای مقادیر اسمی ولتاژ و جریان روی میدهد.هنگامی که هسته های فرو مغناطیسی تجهیزات فشار قوی اشباع و در مدار با خاصیت خازنی C واقع شوند شرایط بروز پدیده فراهم خواهد بود.در شبکه های ترانسفورماتورها به طور عمده توسط کاباهاع kv 30-6 تغذیه می شوند و کابلها از خاصیت خازنی بالا بر خوردارند به طور سری با سیم پیچی ترانسفورماتورهامجهز به هسته فرومغناطیسی واقع می باشند. کابلها به شرح فوق در محل انشعاب از خط اصلی به فیوز یا Fuse -cut- out مجهزند. در صورت سوختن فیوزها یا قطع یک یا دو فاز ترانسفورماتور و کابل تغذیه آن به صورت تکفاز یا دوفاز تحت ولتاژ واقع می شوتد. در این حالت شرایط بروز رزنانس در مدارهای بسته دو فاز و یا تک فاز فراهم می شوند.مدار به شرح فوق تنها در شبکه های توزیع kv 30-6 مشاهده می شود.خصوصیات مدارها به شرح فوق از نظر بروز پدیده فرورزنانس در این جا مورد بحث قرار میگیرد و روش مقابله با شرح داده میشود . از انجا که مدارها شامل کابلها با خاصیت خازنی بالا و اتصال مستقیم به ترانسفورماتورها از طریق فیوز و یا Fuse -cut- out تنها در شبکه های توزیع معمول بوده است در پی سوختن فیوز در شرایط یک فاز بروز پدیده فراهم . شرایط بروز پدیده در طی رژیم گذرا و ظهور اضافه ولتاژهای موقت بادامنه بالا در پی بروز عیب و یا بروز رزنانس و افزایش قابل ملاحظه مقدار جریان و اشباع هسته های مغناطیسی فراهم می شود . در صورت بروز پدیده روزنانس و افزایش قابل ملاحظه ولتاژهسته مغناطیسی سیم پیچها اشباع گشته بروز پدیده فرو رزنانس را موجب می شود.اشباع هسته سیم پیجها و بروز پدیده فرورزنانس با اضافه ولتاژها از نوع موقت همراه بوده دارای دامنه ضربه ای با فرکانس چند سیکل بر ثانیه خواهند بود . افزایش ولتاژ به شرح یالا با توجه به مدت طولانی خود بالغ بر چند سیک فرکانس 50ایزولاسیون داخلی تجهیزات فشار قوی از جمله ترانسفورماتورها کابلها سر کابلها ترانسفور ماتورهای ولتاژ را تهدید می کند و شرایط بروز قوس و تخلیه را در برقگیرهابدون فاصله هوایی فراهم می سازد .

این متن برگرفته از سایت مهندسی برق قدرت و شبکه های انتقال و توزیع مهندس هادی حداد خوزانی می باشد. در برقگیر های غیر خطی اضافه ولتلژ به شرح فوق جریان تخلیه برقگیر را تا چند امپر افزایش می دهد و انرژی حرارتی حاصل ازان دمای المانهای غیر خطی را به سرعت افزونی می بخشذ و از عمر ودوام انها تا چندین برابر کاهش میدهد . بر طب قمطالعلت صورت گرفته درصد عمده بروز عیب و اسیب در برقگیرهای غیر خطی د رشبکه های توزیع از بروز پدیده فرورزنانس ناشی میشود . به همین علت در شبکه ها و مدارها با هسته های فرومغناطیسی که احتمال بروزه پدیده بالاست حتی الامکان از برق گیرهای غیر خطی استفاده نشده است و از برق گیرها با فواصل هوایی استفاده می شود.

به طور کلی بروز پدیده فرو رزنانس در شبکه های توزیع مستلزم تشکیل مدار بسته به صورت مستقل از شبکه با خصوصیات زیر است:  

1-مدار بسته شامل خاصیت القایی ناشی از هسته مغناطیسی خاصیت خازنی و نیروی الکترو موتوری مناسب
2-برقراری جریان در مدار بسته با مقدار بالا و کافی به منظور اشباع هسته مغناطیسی سیم پیچها
3-امپدانس معادل شبکه از سمت سیم پیچها با مشخصه خازنی (وجود خاصیت خازنی قابل ملاحظه در مدار)
وجود مولفه فعال در امپدانس دیده شده (بند3) ضربات و نوسانات پدیده را در ولتاژ شبکه مستهلک می کند. به همین علت بالاترین مقدار اضافه ولتاژ ناشی از پدیده فرو رزنانس در شرایط بی باری و یا بار اکتیو خالص مشاهده می شود. در شرایط معمول و متقارن بهره برداری که در ان تجهیزات با خاصیت خازنی نظیر خطوط بی بار و یا کابلهای زمینی موجودند و یا بانکهای خازنی به منظور جبران قدرت راکتیو نصب شده اند خاصیت خازنی مدار با سیم پیچی مجهز به هسته فرو مغناطیسی به طور موازی واقع بوده احتمال بروز پدیده فرورزنانس به علت عدم اشباع هسته مغناطیسی نا چیز خواهد بود . با این همه احتمال بروز پدیده فرورزنانس در حالت نا متقارن کمیات مدار افزایش می یابد عدم تقارن به طور عمده در هنگام قطع یک یا دو فاز شبکه روی می دهد.

به عنوان مثال هنگامی که در پی وصل کلید به علت اشکال و نقص فنی در کلید تنها یک یا دو فاز وصل شوند و یا در خط در حال بهره برداری با سوختن فیوز و یا کار دستگاه Fuse -cut- out یک یا دو فاز قطع شوند. بروز نقص و اشکال مکانیکی در کلید هنگام وصل در هر دو ردیف ولتاژهای توزیع و انتقال امکان پذیر است ولی عدم تقارن ناشی از سوختن فیوز و یا کار Fuse -cut- out تنها در شبکه های توزیع مشاهد می شود . در این شبکخه ها از فیو زو فیوز cut- out استفاده می شود به همین علت احتمال بروز پدیده در شبکه های توزیع بالاست. احتمال بروز پدیده هنگامی که نقطه نول د رشبکه توزیع ویا نقطه نول د رترانسفورماتور مورد تغذیه زمین شده باشد کاهش می یابد و احتمال بروز پدیده با افزایش خاصیت خازنی مدا رافزونی می یابد. در شبکه های توزیع که بطور عمده به کابلهای زمینی مجهز اند به علت خاصیت خازنی بیشتر کابلها نسبت به خطوط هوایی احتمال بروز پدیده نسبت به شبکه های توزیع نوع هوایی فزونی می یابد.

انرژی تجدیدپذیر

انرژی تجدیدپذیر (به انگلیسی: Renewable energy)، که انرژی برگشت‌پذیر نیز نامیده می‌شود، به انواعی از انرژی می‌گویند که منبع تولید آن نوع انرژی، بر خلاف انرژی‌های تجدیدناپذیر (فسیلی)، قابلیت آن را دارد که توسط طبیعت در یک بازه زمانی کوتاه مجدداً به وجود آمده یا به عبارتی تجدید شود.

در سال‌های اخیر با توجه به این که منابع انرژی تجدید ناپذیر رو به اتمام هستند این منابع مورد توجه قرار گرفته‌اند. در سال ۲۰۰۶ حدود ۱۸٪ از انرژی مصرفی جهانی از راه انرژی‌های تجدید پذیر بدست آمد. سهم زیست‌توده به‌طور سنتی حدود ۱۳٪، که بیشتر جهت حرارت دهی و ۳٪ انرژی آبی بود.۲/۴٪ باقی‌مانده شامل نیروگاهای آبی کوچک، زیست توده مدرن، انرژی بادی، انرژی خورشیدی، انرژی زمین‌گرمایی و سوختهای زیستی می‌باشد که به سرعت در حال گسترش هستند.

استفاده از انرژی بادی با رشدی سالانه حدود ۳۰٪ با ظرفیت نصب شده ۱۵۷۹۰۰ مگاوات در سال ۲۰۰۹، به صورت وسیعی در اروپا، آسیا و ایالات متحده به چشم می‌خورد. درپایان سال ۲۰۰۹ میلادی مجموع انرژی تولیدی به وسیله فتوولتاییک به بیش از ۲۱۰۰۰ مگاوات رسید. ایستگاهای انرژی گرما-خورشیدی در آمریکا و اسپانیا مشغول به کار می باشندکه بزرگترین آنها با ظرفیت ۳۵۴ مگاوات در بیابان موهاوی در حال کار است.

بزرگترین نیروگاه زمین گرمایی دنیا در کالیفرنیا با نام نیروگاه گیسرز با ظرفیت ۷۵۰ مگاوات در حال فعالیت می‌باشد. برزیل یکی از کشورهایی است که پروژه‌های بزرگی برای استفاده از انرژی‌های نو (انرژی‌های تجدیدپذیر) انجام می‌دهد. ۱۸٪ از کل مصرف سوخت اتوموبیل‌های برزیل از طریق سوخت اتانولی که از ساقهٔ نیشکر به‌دست می‌آید تأمین می‌شود. سوخت اتانولی به‌صورت گسترده در ایالات متحده مورد استفاده قرار می‌گیرد.

بیشترین پروژه‌ها و محصولات انرژی‌های نو در مقیاس بزرگ موجود می‌باشند، ولی انرژی‌های نو را می‌توان در مقیاس‌های کوچک (نیروگاه کوچک خارج مدار یا نیروگاه کوچک مدار بسته) هم استفاده کرد. به این دلیل که منابع انرژی‌های تجدیدپذیر در تمام نقاط کرهٔ زمین در دسترس می‌باشند، در حواشی و در جاهای دور افتاده، نقش انرژی‌های نو به‌خوبی نمایان می‌شود، در حالی که منابع سوخت‌های فسیلی (نفت، گاز، و زغال‌سنگ) فقط در کشورهای خاصی یافت می‌شود. کنیا دارای بالاترین نرخ سالانه فروش سیستم‌های کوچک خورشیدی (۲۰-۱۰۰ وات) به میزان ۳۰۰۰۰ سیستم در سال می‌باشد.

نگرانی دربارهٔ تغییرات زیست محیطی در کنار افزایش قیمت روزافزان نفت و اوج تولید نفت و حمایت دولت‌ها، باعث رشد روزافزون وضع قوانینی می‌شود که بهره‌برداری و تجاری سازی این منابع سرشار تجدیدپذیر را تشویق می‌کنند.بیشتر بخوانید

انواع انرژی‌های تجدید پذیر عبارتند از:

• انرژی آبی (نیروی برق‌آبی)
• انرژی بادی
• انرژی خورشیدی
• انرژی زمین‌گرمایی
• انرژی زیست توده(زیست‌سوخت)
• انرژی امواج و جزر و مد
• 
  

ترانسفورماتور جریانct

به دلیل بالا بودن جریان در شبکه های انتقال برق برای اندازه گیری جریان استفاده می شود. ترانسفورماتور جریان به صورت سری در مدار قرار می گیرد. این ترانس ها، جریان های بالا را به جریان قابل اندازه گیری برای دستگاه های اندازه گیری تبدیل می کنند. جریان ثانویه ترانسفورماتور جریان ۱ یا ۵ آمپر است و همچنین دستگاه های اندازه گیری را در مقابل جریان زیاد ایزوله می کند. ترانسفورماتورهای جریان از نظر ساختمان به دو نوع هسته بالا و هسته پایین تقسیم بندی می شود.

 

ترانسفورماتور جریان CT

هسته بالا  (Hair-pain type transformer):

 

هادی اولیه آنها یک شمش مسی بوده که تلفات آن بسیار کم است، هسته این ترانس و سیچ پیچ ثانویه دور آن قرار گرفته شده است. عایق به کار رفته برای ترانس های هسته بالا روغنی می باشد.

ترانسفورماتور جریان هسته بالا

 

-ویژگی این ترانس ها

۱- عدم نیاز به سرویس و نگهداری

۲-استفاده در ولتاژ های کم تر به دلیل عدم استحکام در برابر زلزله

۳-طراحی خوب و به کاربردن کم ترین حجم روغن

هسته پایین (Top-core type transformer)

قسمت اولیه این ترانس ها به صورت U شکل می باشد و قسمت ثانویه در قسمت پایین ترانس قرار دارد معمولا هم این ترانس ها از نوع روغنی می باشد.

ترانسفورماتور جریان هسته پایین

۱-ابعاد کوچک آنها به منظور مصرف کم تر روغن

۲-عدم نیاز به تعمیر نگهداری

۳-استحکام کافی در برابر زلزله

مقره

مقره های فشار قوی بمنظور عایق بندی و همچنین ارتباط مکانیکی قسمتهای مختلف یک شبکه که ولتا ﮋ متفاوتی دارد به کار می رود .

بر حسب مورد استعمال و شکل ، مقره های فشار قوی به سه دسته اصلی تقسیم می شوند :

1-مقره های خطوط هوایی ( آویز ) 2- مقره های عبوری 3- مقره های نگهدارنده ( اتکائی )

 مقره های خط هوایی بمنظور عایق کردن هادی نسبت به دکل بکار برده  می شوند. مقره های عبوری به  می یابند . مقره های عبوری همچنین در مواردی که باید هادی حامل انرﮊی نسبت به ساختکان  ویا هادی دیگری عایق بندی شوند بکار می روند .  مقره های نگهدارنده نیز در کلیدهای فشار قوی ،در تابلوها و مواردی مشابه جهت عایق بندی قطعه های دارای پتانسیل نسبت به زمین ویا قسمت های دیگر مورد استفاده قرار می گیرند .

مقره های خط هوایی ، مقره های عبوری و یا مقره های نگهدارنده برای فشار الکتریکی تا 35 کیلو ولت از یک قطعه و برای فشار الکتریکی از 110 کیلو ولت به بالا از قطعات مختلف ، بیکدیگر پیوند داده میشوند .

بنابراین مقره برای هر شبکه فشار قوی از تعدای از این قطعات که بطور مکانیکی به یکدیگر پیوند یافته اند ، تشکیل می شود و از این راه  با تعداد کمی مقره استاندارد شده کلیه مقره های فشار قوی را تهیه می کنیم مقره ها از اسکلت عایقی ، آرماتور فلزی و مواد چسباننده ای که آرماتور و عایق را به یکدیگر می چسبانند تشکیل می شود .

برای مقره های فشار قوی از چینی و تا حدود کمتری از صمغ مصنوعی (   Araldit   )  استفاده می شود.

بویژه خواص مکانیکی و الکتریکی چینی برای تهیه مقره های فشار قوی با توجه به اعداد زیر بسیار مناسب  است : استقامت الکتریکی آن تا حدود kv/cm 250 ، عدد عایقی  r = 6 ε

مبنای محاسبه ابعاد هر مقره فشار قوی بر روی استقامت الکتریکی آن در مقابل فشار ضربه ای تعیین می شود  . منظور از  فشار ضربه ای این که مقره را بدفعات زیاد تحت موج ضربه ای استاندارد شده آزمایش می کنیم . شرط قبولی  مقره ها آن است که در تمامی دفعات آزمایش فروپاشی الکتریکی رخ ندهد .

از لحاظ مکانیکی مقره های  آویز خط هوایی در مقابل نیروی کششی آزمایش میشوند . وزن کششی تابعی از سطح مقطع سیم هادی و فاصله دکل ها ست . مقدار این وزن برای مقره های مختلف متفاوت است مثلا در مقره های نگهدارنده 100 کیلوگرم ،در مقره های اتصال خط به دکل تا حدود 1000 کیلو گرم خواهد بود .

در خط 400 کیلو ولت حداکثر بار مکانیکی که برای آزمایش مقره  اتصال خط به دکل بکار می رود حتی تا حدود 16000 کیلو گرم رسیده است .

مقره های نگهدارنده و مقره های عبوری در مقابل نیروی خمشی امتحان میشوند . این نیرو در حال کار با قطع و وصل دستگاه های مکانیکی کلیدها  و در خط  بر اثر نیروی باد بر مقره وارد می شود .

توجه به این نکات نیز ضروری است که مقره باید از لحاظخوبی جنس چینی نیز مورد آزمایش قرارگیرند و هر مقره باید قبل از نصب تحت آزمایش فروپاشی الکتریکی و آزمایش فروپاشی حرارتی واقع گردد .

انواع مقره های خطوط هوایی

الف) مقره های سوزنی (میخی) :
از این مقره ها برای نگهداری خطوط توزیع 11 و 20 و 33 کیلو ولت استفاده می شود که بیشتر به صورت یکپارچه ساخته می شوند و معمولاً به شکل ناقوس کلیسا هستند و هادی خط روی شیار بالایی مقره قرار می گیرد و توسط یک سیستم به مقره محکم می شود. مقره توسط یک پیچ فولادی که در داخل مقره محکم شده است به بازوی دکل بسته می شود. اطراف پیچ فولادی را با فلز نرم مانند سرب یا سیمان پر می کنند تا چینی مقره با فولاد سخت در تماس نباشد و در اثر گشتاور خمشی شکسته نشود.
چترهای روی مقره هم به خاطر ایجاد مسیر طولانی و همچنین ایجاد نقاط خشک در هنگام بارندگی و هم لغزان بودن سطح مقره برای باقی نماندن باران بر روی سطح مقره ایجاد می شود. به عبارت دیگر در حالت مرطوب بودن مقره ، فاصله جرقه برابر مجموع کوتاهترین فاصله از لبه یک چتر به نزدیکترین نقطه روی چتر پایینی به اضافه فاصله از لبه چتر پایینی تا پایه فلزی مقره می باشد. همچنین در حالت خشک بودن مقره کوتاهترین فاصله از هادی تا پایه فلزی مقره است. به این منظور ، ضریب اطمینان مقره را به صورت زیر تعریف می کنند.
ولتاژ لازم برای جرقه سطحی        =          ضریب اطمینان مقره
                                 ولتاژ نامی نقره                                               
در شبکه های 20 کیلو ولت ، ضریب اطمینان هوای خشک مقره های میخی برابر 6 و برای هوای مرطوب به مقدار 4 است. همچنین در شبکه های 11 KV این ضریب در هوای خشک برابر 2/8  و برای هوای مرطوب به مقدار 5 است.
ب) مقره های آویزان (در مقره های خطوط هوایی) : در ولتاژهای بالاتر از 50 کیلو ولت که در سیستم های انتقال و فوق توزیع استفاده می شود ، استفاده از مقره های سوزنی به علت نیاز به ضخامت زیادتر و پیچیده تر شدن ساختمان مقره ها و گرانتر شدن و غیر اقتصادی بودن آن ها امکان پذیر نیست. لذا در ولتاژهای بالا از مقره های آویزان می شود و هادی خط به وسیله کلمپ فلزی به پایین ترین مقره بشقابی زنجیره متصل می گردد.
هر مقره بشقابی از یک دیک بشقاب از جنس چینی یا شیشه تشکیل شده است که در قسمت بالایی آن ،یک کلاهک چدنی گالوانیزه توسط سیمان مخصوصی به نام Alumina (که مقاومت الکتریکی بالا و از استقامت مکانیکی و چسبندگی بالایی برخوردار است) به شیشه یا چینی متصل شده است و در قیمت پایین مقره نیز یک پین (pin) فولادی گالوانیزه که آن  هم به وسیله سیمان مخصوص Alumina به مقره متصل شده است. همچنین مسیر زیر بشقاب ها به صورت چین دار است تا طول مسیر جریان نشتی افزایش یابد. پین فولادی هر مقره در داخل حفره کلاهک مقره پایینی قرار گرفته و با زدن گیره اطمینان                           ( اشپیل Split-Pin ).
حفره : کلاهک از سوراخ ریز مقابل آن اتصال پین و کلاهک محکم می شود. دو مقره ضمن اتصال محکم به مقره در محل اتصال به صورت لولایی حرکت آزادانه هم دارند. قطر بشقاب های این نوع مقره ها معمولاً بین 150 تا 360 میلیمتر و یا بیشتر می باشد . استقامت مکانیکی آن ها هم معمولاً بین 40 تا 300 کیلو نیوتن می باشد.
مزایای استفاده از مقره های بشقابی را می توان به صورت زیر بیان نمود :
1.   چون هر واحد مقره بشقابی برای یک ولتاژ نامی پایینی (در حدود 11 کیلو ولت) طراحی می شود. متناسب با ولتاژ خط می توان به تعداد دلخواه از این بشقاب ها را به هم متصل نمود تا یک زنجیره آن بتواند ولتاژ خط را تحمل کند (قابلیت انتخاب تعداد بشقاب ها).
2.   اگر هر کدام از بشقاب های یک زنجیره مقره آویزان ، معیوب یا صدمه ببیند فقط لازم است همان یک بشقاب عوض شود و نیازی به تعویض کل زنجیره نیست (اقتصادی بودن مقره).
3.   چون زنجیره مقره به کراس آرم خط آویزان است و می تواند به صورت آزادانه حرکت نماید ، حداقل فشار مکانیکی بر مقره های آویزان وارد می شود (تنش های مکانیکی کمتری به مقره وارد می شود).
4.   اگر به دلیلی بخواهند ولتاژ نامی خط را افزایش دهند به راحتی می توان با اضافه نمودن چند تا بشقاب ، قدرت عایقی مناسب را به دست آورد و نیازی به تعویض زنجیره مقره نیست (قابلیت انعطاف در افزایش ولتاژ خط).
5.   چونهادی خط به زنجیره آویزان می گردد و پایین تر از بازوی کراس آرم (صلیبی) دکل خط انتقال قرار می گیرد در نتیجه هنگام برخورد صاعقه به خط ، صاعقه ابتدا به بازوی کراس آرم خط برخورد می نماید تا حدود زیادی از خط حفاظت می شود (حفاظت خط در برابر صاعقه به وسیله بازوی کراس آرم دکل انجام می شود).
6.   اگر بار مکانیکی خط زیاد باشد مثلاً : در اسپن های بلند ، هنگام عبور خطوط انتقال از روی رودخانه ها ، دره ها ، اتوبان ها می توان از زنجیره های دوبل یا بیشتر استفاده نمود (قابلیت استفاده از زنجیره های دوبل یا بیشتر).

ب) مقره های سنتی : مقره های کششی در جاهایی که نیروی کشش افقی زیادی به مقره وارد می شود استفاده می گردد. از این مقره ها در پایه های ابتدا و انتهایی خطوط انتقال ، توزیع و در پایه هایی که در مسیر خط از حالت مستقیم خارج شده و یا نسبت به افق ، زاویه پیدا      می کنند ، استفاده می شوند. مقره های مذکور همان مقره های بشقابی هستند که به صورت افقی نسب می شوند و باید بیوری کششی خط را در پایه ها تحمل نمایند و چون نیروی زیادتری را باید تحمل کنند فقط استقامت مکانیکی آن ها نسبت به مقره های آویزان بیشتر است.

د) مقره های مهار : در خطوط توزیع برای پایه هایی که در ابتدا و انتهای خط قرار می گیرند و یا برای پایه هایی قرار گرفته در زاویه برای خنثی کردن نیروی کششی که از یک طرف به پایه وارد می شود از سیم مهار استفاده می شود. این سیم مهار از یک طرف به رأس تیر محکم می شود و از طرف دیگر به وسیله مهار و صفحه مهار در داخل زمین محکم می شود.
برای ایمنی و حفاظت بیشتر که احتمالاً سیم مهار در بالا از طریق میلگرد تیر برق دار گردید ، سیم مهار در نزدیکی زمین برقدار نشود ، در وسط سیم مهار از مقره مهار استفاده می شود و سیم های مهار از دو طرف به مقره مهار متصل می شود. این مقره به گونه ای است که اگر شکسته شود ، سیم مهار رها نمی شود و البته بایستی تحمل نیروی کششی سیم مهار را داشته باشند.

ﻫ )مقره های استوانه ای : این مقره ها به صورت یک زنجیره استوانه ای و به صورت یکپارچه از جنس چینی یا اخیراً از مواد ترکیبی (که استقامت مکانیکی بسیار بالایی داشته و آب بر روی سطح آن ها پخش نمی شود و برای مناطق صحرایی مناسب هستند) ساخته می شوند و به دو طرف انتهایی آن ها دو کلاهک فلزی با سیمان مخصوص اتصال داده شده است. قطر استوانه عایق متناسب با قطر مکانیکی نیاز انتخاب می شود. از این مقره بعضاً در خطوط انتقال استفاده می شود. این مقره ها در مقایسه مقره های آویزان بشقابی از وزن بسیار کمتری برخوردارند (وزن مقره های اویزان دریک زنجیره بیشتر به خاطر وزن کلاهک های فلزی آن است) و لذا از نظر اقتصادی ارزان تر هستند. ولی نقطه ضعف اصلی آن ها امکان خراب شدن کامل مقره در اثر یک قوس الکتریکی یا ضربه مکانیکی بیرونی بر آن است. در صورتی که در مقره های بشقابی تمام زنجیره از بین نمی رود. در زنجیره های بشقابی اگر یک مقره دچار ترک شود تا مدت زیادی بقیه آن ها می توانند ولتاژ خط را تحمل کنند و همچنین بار مکانیکی خط را تحمل نمایند.
در ولتاژهای بالا می توان دو یا سه مقره استوانه ای را به هم متصل نمود. نوع ساخته شده از مواد ترکیبی (Composite Material) این نوع مقره ها دارای خاصیت آب گریزی بوده و آب و آلودگی بر روی سطح مقره پخش نمی شود ، بلکه این آلودگی و رطوبت در یک نقطه روی سطح باقی می ماند و چون تمام سطح مرطوب نمی شود ، می توان مسیر خزشی آن را کوتاه نمود. جریان نشتی این نوع مقره ها خیلی کم است و در مناطق با آلودگی زیاد روی سطح آن ها جرقه زده نمی شود و نیازی به تمیز کردن هم ندارند. این مقره ها ضمن داشتن استقامت مکانیکی بالا از وزن بسیار کمی نیز برخوردارند.
مقره های مخصوص
برای مناطق با شرایط آب و هوایی بسیار بد مانند مناطقی که آلودگی صنعتی یا آلودگی آب و هوایی بیش از حد معمول وجود دارد یا مناطقی که مه زیاد وجود دارد یا مناطقی که  صاعقه های خطرناک با شیب زیاد وجود دارد ، از مقره های استاندارد معمولی نمی توان استفاده نمود و باید از مقره های با طراحی خاص برای آن مناطق استفاده نمود و باید از     مقره های با طراحی خاص برای ان مناطق استفاده نمود. در این نوع مقره ها معمولاً از بشقاب های گودتر استفاده می کنند و داخل بشقاب گود ، چترهای بلندتری به آن داده می شود. در نتیجه فاصله خزش مقره افزایش می یابد و جریان نشتی آن به دلیل طولانی تر شدن مسیر و بزرگ شدن مقاومت سطحی کاهش یافته و دیرتر جرقه سطحی زده می شود (به خاطر آلودگی و رطوبت). همچنین سطح مقره را پر شیب می سازند تا در اثر باران سطح آن به راحتی تمیزتر شود.

ز) مقره چرخی : از این مقره ها در خطوط فشار ضعیف 400 ولت استفاده می شود. این مقره ها توسط تسمه فلزی U شکل به نام اتریه و پین واشپیل به پایه های خطوط توزیع هوایی بسته می شوند و سیم هوایی شبکه بر روی شیار چرخی مانند مقره قرار می گیرد و از آن به عنوان مقره کششی نیز استفاده می شود و در دو نوع یک شیاری و دو شیاری استفاده می شود.

وبلاگ تخصصی برق قدرت

سکسیونر

(سکسیونر)

  اصولا سکسیونر ها وسائل ارتباط دهنده مکانیکی و گالوانیکی قطعات و سیستمهای مختلف می باشند و در درجه اول بمنظور حفاظت اشخاص و متصدیان مربوطه در مقابل برق زدگی بکار برده می شوند.بدین جهت طوری ساخته می شوند که در حالت قطع یا وصل محل قطع شدگی یا چسبندگی بطور واضح و آشکار قابل رویت باشد . بستن یا باز کردن مدارالکتریکی نمی شود برای باز کردن یا بستن هر مدار الکتریکی فشار قوی احتیاج به یک کلید دیگری بنام کلید قدرت خواهیم داشت که قادر است مدار را تحت هر شرایطی باز کند و سکسیونر وسیله ای برای ارتباط کلید قدرت و یا هر قسمت دیگری از شبکه که دارای پتانسیل است به شین می باشد .

طبق قوانین متداول الکتریکی جلوی هر کلید قدرتی از 1کیلوولت به بالا و یا هر دو طرف در صورتیکه ان خط از هر دو طرف پتانسیل می گیردسکسیونر نصب می گردد. برای جلوگیری از قطع ویا وصل بی موقع ودر زیر بار سکسیونر معمولا بین سکسیونر وکلید قدرت چفت وبست(مکانیکی یا الکتریکی)بنحوی برقرار می شود که با وصل بودن کلید قدرت نتوان سکسیونر را قطع ویا وصل کرد. بر خلاف کلید های هوایی ،سکسیونرها قادر به قطع هیچ جریانی نیستند .آنها فقط در جریان صفر باز و بسته می شوند . این کلیدها اصولا جدا کننده هستند که ما را به جدا کردن کلیدهای قدرت روغنی ، ترانسفورماتوها، خطوط انتقال و امثال آنها از شبکه زنده قادر می سازند .سکسیونرها از لوازمات تعمیراتی وتغییر مسیر جریان میباشند.

انواع سکسیونر :

1- سکسیونر تیغه ای یا اره ای

2- سکسیونر کشویی

3- سکسیونر دورانی

4- سکسیونر قیچی ای یا پانتوگراف  

سکسیونر تیغه ای یا اره ای:

برای قطع و وصل ولتاز و حفاظت مطمئن در زمان عملکرد استفاده می شود و بیشتر برای فشار متوسط کاربرد دارد . بر حسب میزان جریانی که از آن عبور می کند تیغه های آن می تواند از ساده به دوبل و از نوع تسمه ای به پروفیلی و میله ای و لوله ای تغییر یابد . این متن برگرفته از سایت مهندسی برق قدرت و شبکه های انتقال و توزیع مهندس هادی حداد خوزانی می باشدنوع اهرمی آن در فشار قوی وفوق فشار قوی کاربرد دارد . این سکسیونر ها به دلیل وجود شرایط جوی و وجود تنش های مختلف بایستی طوری نسب شود که در اثر نیروی برف یا باد به راحتی وصل نگردد.

سکسیونر کشویی:

برای عملکرد ،سکسیونر در جایی استفاده می شود که عمق تابلو کم باشد . این سکسیونرها بیشتر به صورت میله ای در جهت عمودی قطع و وصل می شود و بیشتر در فشار متوسط کار برد دارد .

سکسیونر دورانی:

بیشتر در شبکه های 63Kv به بالا استفاده می شود و عملکرد این سکسیونر به صورت دو بازو در یک پل که جهت چرخش آنها 90 درجه معکوس همدیگر می باشند این نوع کلید در شرایط جوی نا مناسب مقاومت خوبی از خود نشان میدهد.

سکسیونر قیچی ای یا پانتوگراف:

این نوع سکسیونرها بیشتر در شبکه فوق فشار قوی کاربرد دارند و به لحاظ آنکه هر قطب روی یک پایه سوار است لذا از نظر جایگیری در پست حجم کمتری اشغال می کند و بیشتر زیر خط فشار قوی نصب می گردد.

سکسیونر با قطع زیر بار :

این سکسیونرها بدلیل جلوگیری از حجم زیاد پست و جلوگیری از مانور اپراتور و همچنین برای جلوگیری از اینترلاک (تنش) بین سکسیونر و دژنکتور طوری طراحی می شوند که برای قطع و وصل خطی کوچک و یا فیدرهای تغذیه و یا راه اندازی موتورهای فشار قوی و همچنین وصل آنها حدود 5/2 تا10 برابر قدرت قطع آنهاست و جریان قطع این کلیدها 2تا 5/2 برابر جریان نامی است . این نوع سکسیونرها دارای محفظه قطع ضعیفی می باشند که از نوع هوایی می باشند.   

   دژنکتور:  کلیدهای قدرت برای قطع جریانهای عادی و اتصال کوتاه طراحی می شوند .آنها مانند کلیدهای بزرگی رفتار میکنند که توسط شصتی های محلی و یا سیگنالهای مخابراتی توسط سیستم حفاظت از دور می توانند باز ویا بسته شوند . بنابر این ، کلیدهای خودکار در صورتی که جریان و ولتاز خط از مقدار تنظیم شده کمتر و یا بیشتر شوند , دستور قطع را از طریق رله دریافت می کند.

مهمترین کلید های قدرت به شرح زیر می باشند :

کلید قدرت روغنی (OCBS)

کلید قدرت هوایی

کلید قدرت SF6

کلید قدرت خلا  

 

کلید قدرت روغنی (OCBS):

این کلید از بک تانک فولادی پر از روغن عایقی تشکیل شده است.اگر اضافه باری به وجود آید ،پیچک قطع یک فنر قوی را آزاد می کند که سبب کشیده شدن میله عایق وباز شدن کنتاکت ها میگردد . به محض جدا شدن کنتاکت ها جرقه شدیدی ایجاد می شود که سبب تبخیر روغن در اطراف جرقه می گردد . فشار گاز های داغ ایجاد اغتشاشی در اطراف کنتاکت ها میکند که سبب چرخش روغن خنک در اطراف قوس شده ،آن را خا موش می کند . در کلیدهای پر قدرت مدرن قوس در مجاورت یک محفظه انفجار قرار میگیرد، به طوری که گازهای داغ سبب جریان شدید روغن می گردند . این جریان شدید در اطراف قوس برای خاموش کردن آن جاری می شود . سایر انواع کلیدهای قدرت به صورتی طراحی شده اند که قوس الکتریکی در آن توسط یک میدان مغناطیسی خودایجاد شده منحنی وار و طولانی می شود و به قوس در برابر یک سری بشقاب های عایقی دمیده می شود ، به طوری که قوس تکه تکه شده خنک می شود .

کلید قدرت هوایی:

این کلید ها مدار با دمیدن هوای فشرده با سرعت ما فوق صوت به کنتاکت های باز شده قطع می کنند . هوای فشرده در یک مخزن با فشار حدود MPa3 ذخیره شده و توسط یک کمپرسور در پست پر می شود . پر قدرتترین کلید قدرت می تواند جریانهای اتصال کوتاه 40 کیلو آمپر را در ولتاز خط 765 کیلو ولت را در مدت زمان 3 تا 6 سیکل در یک خط hz60 قطع کند . صدایی که از دمیدن هوا ایجاد می شود آن قدر بلند است که از صدا خفه کن در صورت نزدیکی کلید قدرت به مناطق مسکونی باید استفاده می شود .

کلید قدرت SF6:

این کلید کاملا بسته و با گاز عایق شده در هر کجا که فضا کم با شد مانند پست های اول شهر به کار می رود . این کلید ها از انواع دیگر با قدرت های مشابه خیلی کوچکتر و از کلید های هوایی نیز کم صداتر است.

کلید قدرت خلا:

این کلید ها با اصول متفاوتلی از دیگر کلید ها کار می کنند ، زیرا هیچ گازی برای یونیزه شدن در موقع باز شدن کنتاکت ها وجود ندارد . این کلیدها کاملا آب بندی می باشند ودر نتیجه ساکت بوده وهیچ گاه در معرض آلودگی هوا قرار نمی گیرند . ظرفیت قطع انها به حدود kv 30 محدود می شود و برای ولتازهای بالاتر از اتصال سری چند کلی استفاده می شود . از این کلیدها اغلب در سیستم های مترو استفاده می شود.

گروه برداری و اتصالات در ترانسها

گروه برداری و اتصالات در ترانسها

اصولاً در ترانسفورماتورها بین ولتاژ اولیه و ثانویه ، اختلاف فازی حاصل می شود که مقدار آن ، بستگی به طریقه اتصال بین سیم پیچ های مختلف داخل ترانسفورماتور دارد . پس ابتدا باید نحوه اتصالات سیم پیچ های اولیه و ثانویه را مشخص نمود .

برای مشخص نمودن اتصالات سیم پیچ های ترانسفورماتور از حروف اختصاری استفاده می شود . به این ترتیب که اتصال ستاره با Y ، اتصال مثلث با D و اتصال زیگزاگ را با Z نشان می دهند . در ضمن اگر اتصال مورد نظر در طرف فشار قوی باشد ، با حروف بزرگ  و اگر در طرف فشار ضعیف باشد ، با حروف کوچک نمایش می دهند ؛ مثلاً اتصال ستاره – ستاره با Yy و یا اتصال مثلث – زیگزاگ با Dz مشخص می شود ( لازم به ذکر است که حروف معرف اتصال طرف ولتاژ بالا یا فشار قوی ، در ابتدا ، و حروف معرف اتصال طرف ولتاژ پایین ، بعد از آن قرار می گیرد ) . حال اگر در طرف ستاره یا زیگزاگ ، مرکز ستاره یا زیگزاگ ، زمین شده باشد ، متناسب با اینکه اتصال مربوطه در طرف ولتاژ بالا یا پایین باشد ، به ترتیب از حروف N یا n استفاده می شود ؛ مثلاً Yzn یعنی اتصال ستاره – زیگزاگ که مرکز زیگزاگ ، زمین شده است و اتصال ستاره در طرف ولتاژ بالا ، و زیگزاگ در طرف ولتاژ پایین است . 

بعلاوه در ترانسفورماتورها ، هر فاز اولیه با فاز مشابه اش در ثانویه ، اختلاف فاز مشخصی دارد که جزء خصوصیات آن ترانسفورماتور به شمار می آید ؛ مثلاً ممکن است این زاویه 0، 30 ، 150 ، 180 و ... باشد . برای آنکه زاویۀ مذکور ، اختلاف فاز را برای هر ترانسفورماتور مشخص نمایند به صورت مضربی از عدد 30 تبدیل می کنند و مضرب مشخص شده را در جلوی حروف معرف اتصالات طرفین ترانسفورماتور می آورند . مثلاً مشخصه YNd11 بیانگر اتصال اولیه ستاره با مرکز ستاره زمین شده و ثانویه ، مثلث است که اختلاف زاویه بین اولیه و ثانویه برابر 330 می باشد . به این عدد گروه ترانسفورماتور می گویند . این متن برگرفته از سایت مهندسی برق قدرت و شبکه های انتقال و توزیع مهندس هادی حداد خوزانی می باشد

به طور کلی مطابق استاندارد IEC76-4 ، نوع اتصالات ترانسفورماتورها می تواند مطابق یکی از اعداد 11،10،8،7،6،5،4،2،1،0 باشد .   

اصولاً اتصالات ترانسفورماتورها به چهار دستۀ مجزا تقسیم می شوند که عبارتند از :

1.     دستۀ یک : به ترانسفورماتورهایی گفته می شود که دارای گروه 0،4 یا 8 هستند .

2.     دستۀ دوم : به ترانسفورماتورهایی گفته می شود که دارای گروه 2،6 یا 10 هستند .

3.     دستۀ سوم : به ترانسفورماتورهایی گفته می شود که دارای گروه 1 یا 5 هستند .

4.     دستۀ چهارم : به ترانسفورماتورهایی گفته می شود که دارای گروه 7 یا 11 هستند .

اما دو موضوع مهم در گروه و اتصال ترانسفورماتورها ، تعیین گروه آنها با توجه به نوع اتصال ، و یا یافتن نوع اتصال سیم پیچ ها با توجه به دانستن گروه ترانسفورماتور می باشد .

دیسپاچینگ

شروع سیستم های مدرن جمع آوری اطلاعات و کنترل (Supervisory Control and Data ) که امروزه در ایران از آن با نام دیسپاچینگ یاد می شود به اواخر نیمه قرن بیستم بر می گردد. این اصطلاح بعداً تبدیل به نام کلی تر اندازه گیری مقادیر عددی،اندازه گیری وضعیت ها و کنترل از راه دور شد. با بالا رفتن قابلیت مینی کامپیوتر ها بوجود آمد. شبکه قدرت و راهبری آن در شبکه های قدرت سیستم های جمع آوری اطلاعات و کنترل می تواند در ساده ترین  فرم یعنی از کنترل کردن یک فیدر توزیع تا پیچیده ترین نوع آن یعنی کنترل تمامی تولید و انتقال و توزیع در یک محوطه وسیع جغرافیایی مورد استفاده قرار گیرد. امروزه بیش از هر زمان نیاز به وجود سیستم های مدرن کامپیوتری مدیریت انرژی احساس میشود.

PLC _ تلفن و مراکز تلفن _ مایکروویو ... ) و تله متری 

اهداف و شرح و ظایف دیسپاچینگ

١- پایش ، نظارت ، کنترل و حفظ پایداری و بهره برداری بهینه از شبکه انتقال و فوق توزیع

۲- برنامه ریزی قطعی های درخواستی جهت تعمیر ، سرویس ، نگهداری و توسعة شبکه انتقال و فوق توزیع - هماهنگی و نظارت بر تعمیر ، سرویس ، نگهداری و توسعة سیستمهای مخابراتی ( بی سیم _

سلسله مراتب دیسپاچینگ

از آنجایی که حفظ ایمنی ، پایداری ،  برنامه‌ریزی و بهره ‌برداری بهینه از شبکه تولید و انتقال به عهده دیسپاچینگ ملی می‌باشد ، کلیه دیسپاچینگ منطقه‌ای ، نیروگاهها و کلیه پست ‌ها و خطوط ٢٣٠ و ٤٠٠ کیلوولت و نیروگاههای با ظرفیت کمتر از ١٠٠ مگاوات ،  با توجه به دستورالعمل شرایط تفویض اختیار از طریق دیسپاچینگ مناطق اعمال می‌گردد .

طراحی سیستم دیسپاچینگ بایستی به گونه‌ای باشد که علاوه بر منطبق بودن با ساختار شبکه برق ، با ساختار فعلی وزرات نیرو و روش فعلی بهره‌ برداری همخوانی داشته باشد و در عین حال قابلیت انعطاف جهت هماهنگی با ساختارهای آتی وزارت نیرو یا روشهای بهره ‌برداری در آینده را داشته باشد .

سطح ١ : دیسپاچینگ ملی (System control Center – SCC )

با توجه به اینکه فرکانس یک مفهوم متمرکز بوده و یکی از شاخصهای اصلی پایداری و تعادل بین میزان تولید و مصرف برق می‌باشد ، کنترل فرکانس شبکه به مرکز ملی سپرده شده است . ابزار مرکز کنترل ملی جهت تثبیت فرکانس شبکه ، مدیریت تولید واحدهای بزرگ می‌باشد . سیستم دیسپاچینگ ملی با نصب تجهیزات اسکادا در نیروگاه ‌های بزرگ ، ضمن قرائت تولید هر واحد و وضعیت آنها با استفاده از نرم‌افزار‌های کنترل از راه دور تولید ( نرم‌افزار AGC ) چه به صورت دستی و یا خودکار بار  واحدها را متناسب با فرکانس شبکه کنترل می‌نماید . بدین منظور لازم است که کلیه نیروگاهها و پست‌های توزیع برق با این مراکز ارتباط داشته  و اطلاعات آنها دریافت گردد .

 

سطح ٢ : دیسپاچینگ ‌های منطقه‌ای ( Area Operating System – AOC )

دیسپاچینگ منطقه‌ای کنترل ولتاژ و بار شبکه انتقال را بر عهده دارد . با توجه به اینکه ولتاژ یک مفهوم غیرمتمرکز می‌باشد و شبکه انتقال کشور بسیار گسترده می‌باشد ، لذا شبکه انتقال به مناطق کوچکتری تقسیم شده است تا کنترل بار و ولتاژ هر منطقه‌  به صورت غیرمتمرکز انجام گیرد .

 

هم اکنون شبکه انتقال کشور به شش قسمت تقسیم شده است :‌

١-  منطقه شمال شرق که مرکز دیسپاچینگ آن در مشهد می‌باشد . (  NEAOC)

۲-  منطقه شمال غرب که مرکز دیسپاچینگ آن در تبریز می‌باشد . ( NWAOC)

۳-  منطقه جنوب شرق که مرکز دیسپاچینگ آن درکرمان می‌باشد . ( SEAOC)

۴- منطقه جنوب‌غرب که مرکز دیسپاچینگ آن در اهواز می‌باشد . (SWAOC )

۵-  منطقه مرکزی که مرکز دیسپاچینگ آن در اصفهان می‌باشد . (ESSC )

۶- منطقه تهران که مرکز دیسپاچینگ آن در تهران می‌باشد . ( TAOC)

و در آینده نزدیک نیز سه مرکز زیر اضافه خواهد شد :

۷- منطقه غرب که مرکز دیسپاچینگ آن در کرمانشاه می‌باشد .

۸- منطقه فارس که مرکز دیسپاچینگ آن در شیراز می‌باشد .

۹- منطقه شمال که مرکز دیسپاچینگ آن در ساری می‌باشد .

 

سطح ۳ : دیسپاچینگ محلی ( Regional Dispatching Center – RDS )

مراکز دیسپاچینگ محلی به مراکز دیسپاچینگ فوق توزیع معروف هستند و کنترل و بهره ‌برداری از شبکه فوق توزیع را در شهرهای بزرگ به عهده دارند .

محدوده عملکرد این مراکز عبارت  است از :

١-  کنترل وبهره‌برداری از شبکه ٦۳کیلوولت و نیز پست‌های ۲٠/٦۳ کیلوولت

۲- کنترل و بهره‌برداری از شبکه ١۳۲ کیلوولت و کلیه پست‌های (۳۳ )۲٠/١۳۲کیلوولت واقع در سه منطقه تهران ، مرکزی و جنوب‌ غربی کشور

۳- کنترل و بهره ‌برداری از پست‌های (۳۳ )۲٠/١۳۲کیلوولت که به صورت شعاعی در سه منطقه شمال‌ شرق ،  شمال غرب  و جنوب ‌شرق قرار گرفته‌اند .

۴- کنترل و بهره‌برداری از طرف ( ۳۳ )۲٠کیلوولت کلیه پست‌های (۳۳ )۲٠/١۳۲کیلوولت در کلیه مناطق .

 

سطح ۴ : دیسپاچینگ توزیع ( Distibution Control center – DCC )

این مراکز دیسپاچینگ ، شبکه ١١ ، ۲٠ ، ۳۲ کیلوولت و نیز پست‌ها ٠۴/ ١١ ، ٠۴/۲٠ ، ٠۴/۳۳ کیلوولت را در شهرها مورد بهره ‌برداری و کنترل قرار می‌دهند .

محدوده عملکرد این مراکز به شرح ذیل می‌باشد :

١- کلیه خطوط ( ١١ )۲٠ کیلوولت

۲- تجهیزات فشار قوی داخل پست‌ های ۴٠٠کیلوولت / ( ١١ )۲٠

این مراکز عموما" به اداره اتفاقات یا مراکز حوادث موسوم می‌باشند . در حال حاضر در شهرهای متوسط و بزرگ شبکه فشار متوسط توسط دو یا چند مرکز حوادث یا اداره اتفاقات مورد بهره ‌برداری قرار می‌گیرد .

سطح۵: دیسپاچینگ فشار ضعیف

شبکه فشار ضعیف از شینه ۴٠٠ ولت پستهای فشار متوسط تا کنتور مصرف‌کنندگان خانگی توسط نواحی یا مناطق ۴٠٠ ولت تحت نظارت و کنترل قرار می‌گیرد . تعداد این نواحی با توجه به گستردگی و وسعت شهرها ممکن است به ۲٠ نیز برسد .

سلول های خورشیدی

سلول های خورشیدی

مقدمه
همه ی شما تا کنون عبارت صفحه های خورشیدی "Solar Panel" یا سلول خورشیدی "Solar Cell" را شنیده اید. این دو، وسایلی برای استفاده از انرژی خورشیدی هستند. برخی وسایلی که شما از آن ها استفاده می کنید، مانند ماشین حساب ها، چراغ های راهنمایی یا چراغ های روشن در اتوبان ها مثال هایی هستند که انرژی خود را از سلول خورشیدی تأمین می کنند. حتی امروزه، ایده هایی مبنی بر استفاده از این فناوری در سطح عمومی، مانند پشت بام خانه ها و تولید خانگی برق مورد توجه دولت ها و مردم قرار گرفته است. نمونه ای از این سلول ها را در شکل 1 مشاهده می کنید.
«سلول خورشیدی چیست و چگونه کار می کند؟» سوالی است که در این سری از مقالات می خواهیم به همراه هم پاسخ آن را دریابیم. همچنین توسعه فناوری سلول های خورشیدی به واسطه فناوری نانو را در این مقالات بررسی خواهیم نمود.

شکل1- برای تولید برق می توان سطوح مختلفی مانند پشت بام منازل را که در معرض تابش نور خورشید هستند، با استفاده از صفحات خورشیدی پوشاند.

نور خورشید و کاربردهای آن
لغت Solar یک کلمه ی لاتین برای خورشید یا "Sun" است که یک منبع قدرتمند انرژی به حساب می آید. در واقع، مقداری از نور خورشید که فقط در یک ساعت به زمین می تابد، می تواند انرژی مورد نیاز زمین را برای یک سال تأمین کند! امروزه نیروگاه های خورشیدی زیادی در سرتاسر دنیا فعال هستند. البته این نیروگاه ها هنوز به دلایل اقتصادی و تکنولوژیکی گسترش پیدا نکرده اند. نمونه ای از این نیروگاه ها را در شکل 2 مشاهده می کنید.


شکل 2- نمونه ای از یک نیروگاه خورشیدی


از انرژی خورشیدی به دو صورت می توان استفاده کرد. یکی به عنوان منبع گرما (انرژی حرارتی) و دیگری به عنوان منبع انرژی الکتریکی (الکتریسیته). هرچند استفاده از انرژی خورشیدی محدود به این دو نیست. خورشید در حقیقت یکی از منابع حیات طبیعت است. برای مثال پدیده فوتوسنتز در گیاهان، با استفاده از انرژی خورشیدی انجام شده میشود. در این فرآیند انرژی خورشید صرف انجام واکنش شیمیایی درون برگ درختان می شود. ضمن اینکه نباید فراموش کرد که در سیاراتی که از سهم کمتری از انرژی خورشید برخوردار هستند، مانند نپتون، عملاً امکان حیات وجود ندارد!
مردم برای سال های طولانی از خورشید به عنوان منبع گرمایی استفاده می کردند. برای مثال خانواده ها در یونان باستان خانه های خود را به نحوی می ساختند که بیشترین مقدار نور خورشید را در طی زمستان دریافت کند. امروزه نیز علاوه بر سیستم های گرمایش آب، این جنبه از انرژی خورشید در کاربردهایی همچون خشک کردن محصولات کشاورزی مورد استفاده قرار دارد. در صفحه های خورشیدی نیز نور خورشید صرف تولید حرارت می شود. اما بحث اصلی در سلول های خورشیدی، تولید انرژی الکتریکی از نور خورشید و در واقع پدیده ی فتوولتائیک است. هرچند در ادامه اشاره ای مختصر به سیستم های خورشیدی حرارتی هم خواهیم داشت.
سلول خورشیدی یا سلول فتوولتائیک در واقع وسیله ای الکترونیکی است که انرژی خورشید (یعنی انرژی تابشی رسیده از خورشید) را تحت فرآیندی به نام فتوولتائیک، به الکتریسیته تبدیل می کند. در واقع، پدیده فتوولتائیک، پدیده ای است که طی آن انرژی خورشیدی به صورت "مستقیم" به انرژی الکتریسیته تبدیل می شود و معنای لغوی آن الکتریسیته یا همان جریان الکتریکی ناشی از نور خورشید است. همان طور که می دانید، جریان الکتریکی به دلیل حرکت الکترون ها درون سیم ایجاد می شود.
سلول های خورشیدی برای کاربردهای مختلفی استفاده می شوند. سلول های خورشیدی کوچک در قطعات الکترونیکی با ابعاد کوچک مانند ماشین حساب ها، سنسورها و ساعت های خانگی مورد استفاده قرار می گیرند. ماژول های خورشیدی نیز در تجهیزات عظیم تری مثل ایستگاه های فضایی موجود در مدار زمین و یا ماشین های خورشیدی استفاده می شوند. تجهیز نیروگاه های خورشیدی و تولید برق برای مناطقی که امکان برق رسانی به آن ها وجود ندارد و همچنین تأمین نیازهای الکتریکی منازل، طیف گسترده مصارف این قطعات را نشان می دهد. نمونه هایی این این کاربردها در شکل 3 نشان داده شده است.

ماژول های خورشیدی، مجموعه ای از تعداد زیادی سلول خورشیدی هستند که در کنار یکدیگر قرار گرفته اند.

شکل 3- برخی کاربردهای سلول های خورشیدی: الف) یک ایستگاه فضایی، ب) چراغ روشنایی در یک خیابان، ج) یک ماشین حساب، د) یک ایستگاه شارژ ماشین های خورشیدی، ه) یک ماشین خورشیدی پیشرفته

مشکلات و ویژگی های استفاده از انرژی خورشیدی
دو مشکل اصلی در استفاده از انرژی خورشیدی وجود دارد. مشکل اول این است که این انرژی از راه های مختلف و متغیر به زمین می رسد. در این بین امکان تغییر مقادیر آن در مکان ها و زمان های مختلف وجود دارد. برای مثال در یک نقطه از زمین، در هنگام شب، تابش خورشید متوقف می گردد. در زمستان نیز میزان تابش کمتر از تابستان است. همچنین میزان انرژی خورشیدی دریافتی توسط ساکنین زمین، بسته به عرض و طول جغرافیایی و همچنین ارتفاع از سطح زمین در هر منطقه متفاوت است. مشکل دوم این است که برای جمع آوری انرژی خورشیدی، نیاز به سطح زیادی داریم. در واقع، بر خلاف سایر ادوات الکترونیکی مانند مدارهای مجتمع (IC) که هر روزه اندازه ی آن ها کوچک تر می شود، سلول های خورشیدی ادواتی وابسته به سطح هستند و هر چه سطح بزرگتری داشته باشند، انرژی بیشتری نیز تولید می کنند.
الکتریسیته می تواند به صورت مستقیم به وسیله ادوات فتوولتائیک از انرژی خورشیدی به دست آید. دلیل اینکه بر روی مستقیم بودن این تبدیل تأکید می کنیم، از این جهت است که انرژی الکتریکی را می توان با روش های غیر مستقیم نیز از خورشید به دست آورد. برای مثال، موتورهای بخاری وجود دارد که انرژی لازم برای گرم کردن یک مایع را توسط جمع کننده های نور خورشید دریافت می کنند و آن را در یک محل مشخص متمرکز می نمایند. به این ترتیب مایع به بخار تبدیل شده و در نهایت در ژنراتور بخار، انرژی الکتریکی تولید می شود. نمونه ای از این دست نیروگاه ها را در شکل 4 مشاهده می کنید.
در مقایسه با سایر روش های تولید انرژی الکتریکی، سیستم های فتوولتائیک الکتریسیته تمیز و در دسترس را بدون مصرف هر گونه سوخت فسیلی و بدون هر گونه حرکت مکانیکی تولید می کنند. نحوه ی عملکرد سلول های خورشیدی در مقالات بعدی به تفصیل توضیح داده خواهد شد. این فرآیند به صورت خلاصه اینگونه است که جذب انرژی موجود در نور خورشید توسط یک ماده نیمه هادی منجر به تولید الکترون شده و با خروج این الکترون ها از ماده، جریان الکتریکی شکل می گیرد.

شکل4- نمونه ای از برخی نیروگاه ها ی خورشیدی که با متمرکز نمودن نور خورشید خورشید، گرمای لازم برای تولید بخار و به کار افتادن موتور و تولید الکتریسیته را تامین می کنند.

در پایان باید از این نظر نیز به سلول های خورشیدی نگاه کرد که اثرات مخرب محیط زیستی سلول های خورشیدی در مقایسه با سایر منابع انرژی مانند سوخت فسیلی و انرژی هسته ای (که حقیقتاً امروزه آلودگی های زیستی این دو محیط جزو بزرگترین دغدغه های طرفداران محیط زیست است) بسیار ناچیز است. در این سیستم ها، نه نیاز به آب برای خنک کردن سیستم است و نه محصولات جانبی در حین فرآیند تولید می شود. از طرف دیگر، یکی دیگر از مشکلات و دغدغه های اساسی دنیای امروز، پایان یافتن منابع سوخت فسیلی به عنوان مهمترین منبع فعلی انرژی دنیا است. پیش بینی ها به طور متوسط چنین می گویند که طی 50 سال آینده منابع نفت و طی 110 سال آینده منابع گاز به پایان خواهند رسید. از این رو، دسترسی به یک منبع پایان ناپذیر انرژی امری بسیار ضروری به نظر می رسد. انرژی خورشیدی، علاوه بر پایان ناپذیر بودن، منبعی است که انرژی بسیار عظیمی را در اختیار بشر می گذارد و همچنین در اکثر نقاط دنیا قابل دسترسی است و انرژی پاکی به شمار می رود. امروزه، تنها مشکلی که از توسعه گسترده این انرژی جلوگیری کرده است، هزینه تمام شده نسبتاً بالای آن است که امکان رقابت آن با سایر انرژی ها مانند هسته ای و فسیلی را هنوز ممکن نکرده است. تلاش های دانشمندان در راستای افزایش بازده و کاهش قیمت این سلول ها در کنار ابداع روش های آسان برای ساخت و تهیه این سلول ها در ابعاد بزرگ است. پیش بینی ها بیان می کنند که طی 20 سال آینده، انرژی خورشیدی از نظر اقتصادی قابل رقابت با انرژی فسیلی خواهد شد. در واقع، علاوه بر کاهش هزینه های سلول خورشیدی، انرژی فسیلی نیز روندی صعودی در قیمت ها داشته است. همین امر سبب شده است که دولت ها، برنامه ریزی های استراتژیکی را برای دسترسی به این منبع انرژی انجام دهند و گروه های زیادی را برای دسترسی به این هدف مأمور کرده اند.

انواع برج انتقال برق و طراحی آنها

یکی از بخش های اصلی خطوط انتقال هوایی "برج انتقال " می باشد. در این مقاله به بررسی انواع برج انتقال برق و طراحی آنها می پردازیم. برج های انتقال باید وزن بسیار سنگین هادی ها را با رعایت ارتفاع ایمن از زمین تحمل کنند. علاوه بر آن برج ها باید از تمام حوادث و بلایای طبیعی حفظ شوند، بنابراین طراحی یک برج انتقال یک فرآید مهندسی مهم است که در آن مفاهیم سه رشته مهندسی پایه؛ برق، مکانیک و عمران به اندازه یکسان کاربرد دارد.

اجزای برج انتقال برق

یک برج انتقال برق شامل بخش های زیر است:

1. قله برج انتقال

2. بازوی نگهدارنده برج انتقال

3. تیر نگهدارنده برج انتقال

4. قفسه سینه برج

5. بدنه ی برج انتقال

6. پایه برج انتقال

7. مونتاژ صفحه و پیچ پایه برج انتقال

8. قطعات اصلی در تصاویر زیر نشان داده می شوند.

قله برج انتقال

بخش فوقانی برج نگه دارنده، قله برج انتقال نامیده می شود به طور کلی سیم محافظ زمین (اتصال زمین) به نوک این قله متصل می شود.

بازوی نگه دارنده برج انتقال

بازوی نگه دارنده برج انتقال، هادی انتقال برق را نگه می دارد. ابعاد بازوی نگهدارنده به سطح ولتاژ انتقال، پیکربندی و حداقل زاویه تشکیل شده برای توزیع تنش بستگی دارد.

قفسه سینه برج انتقال

بخش بین بدنه برج و قله به عنوان قفسه سینه برج انتقال شناخته می شود.

بدنه برج انتقال

بخشی از پایین بازوی نگهدارنده تا بالای سطح زمین بدنه برج انتقال نامیده می شود. این بخش نقشی حیاطی برای حفظ فاصله ی مورد نیاز بین هادی خطوط انتقال و زمین را ایفا می کند.

 

قله و قفسه سینه برج انتقال برق

بدنه و بازوی نگهدارنده برج انتقال

طراحی برج انتقال

در طراحی برج انتقال باید نکات زیر در نظر گرفته شود:

الف) حداقل فاصله زمین از پایین ترین نقطه هادی از سطح زمین

ب) طول زنجیره مقره

ج) حداقل فاصله بین هادی ها و بین هادی و برج

د) محل سیم اتصال زمین با توجه به بیرونی ترین هادی

هـ) حداقل فاصله اسپن متوسط برای ملاحضات رفتارهای دینامیک هادی و حفاظت از خط در برابر صاعقه. برای تعیین ارتفاع واقعی برج انتقال با در نظر گرفتن موارد بالا، ارتفاع کل برج را به چهار قسمت تقسیم می کنیم:

1. حداقل فاصله مجاز از زمین (H1)

2. حداکثر شکم هادی (H2)

3. فاصله عمودی بین هادی های بالا و پایین (H3)

4. حداقل فاصله بین سیم اتصال زمین و هادی بالا (H4)

انواع برج انتقال

مطابق ملاحضات مختلف انواع مختلفی از برج های انتقال وجود دارد. خطوط انتقال از مسیرهای در دسترس می گذرد. به دلیل در دسترس نبودن کوتاه ترین فاصله، مسیر مستقیم خطوط انتقال دچار انحراف از مسیر می شوند.

در مجموع ممکن است، در طول یک خط انتقال طولانی چند نقطه انحراف وجود داشته باشد.

با توجه به زاویه انحراف چهار نوع برج انتقال وجود دارد:

1. برج نوع A - زاویه انحراف 0 تا 2 درجه

2. برج نوع B - زاویه انحراف 2 تا 15 درجه

3. برج نوع C - زاویه انحراف 15 تا 30 درجه

4. برج نوع D - زاویه انحراف 30 تا 60 درجه

همچنین به دلیل اعمال نیرو توسط هادی به بازوی نگهدارنده، برج های انتقال را می توان به روشی دیگر دسته بندی کرد:

1. برج های آویز ( کششی) و به طور کلی برج های نوع A هستند

2. برج های زاویه ای یا برج تنشی یا گاهی اوقات برج سکشن نامیده می شوند. تمام نوع های D ،C ،B از این نوع دسته هستند.

برج انتقال برق

صرف نظر از انواع بالا، برج های انتقال برق برای کاربرد های خاص زیر به طور سفارشی نیز طراحی می شوند. این نوع برج ها "برج های نوع خاص " نامیده می شوند.

1. برج عبور از رودخانه

2. برج عبور از راه آهن / بزرگراه

3. برج جایگشت

بر اساس تعداد مدارهایی که توسط برج انتقال حمل می شوند می توان آنها را دسته بندی نمود:

- برج تک مداره

- برج دو مداره

- برج چند مداره

بررسی اثرات مخرب پدیده گالوپینگ و راه های مقابله با آن

پدیده گالوپینگ می تواند اثرات مخرب و زیان باری برای خطوط انتقال و توزیع شبکه برق هوایی به همراه داشته باشد. در مقاله قبلی با عنوان "بررسی نوسانات هادی ها (آئولین، گالوپینگ، سوئینگ) " با سه نوع از نوسانات مکانیکی هادی های خطوط برق آشنا شده اید. لذا در این مقاله به بررسی مشکلات احتمالی بوجود آمده در اثر پدیده گالوپینگ پرداخته و راه ها و تجهیزات مورد نیاز برای جلوگیری از آن معرفی می گردد.

اثرات مخرب پدیده ی گالوپینگ

     پس از حادث شدن گالوپینگ، مشکلاتی در بهره برداری خطوط بوجود می آید که قسمتی از آنها عبارتند از:

1- کاهش فاصله ایزولاسیون بین هادی ها، بروز قوس الکتریکی و باز و بسته شدن کلیدهای فشار قوی

2- کاهش فاصله ایزولاسیون بین هادی ها و سیم زمین

3- اثرات تخریبی در پیچ های برج

4- اثرات مخرب بر یراق آلات و اتصالات برج

5- خوردگی فولاد برج و ضایع شدن برج های چوبی در مواقعی که پدیده ماندگار می باشد.

6- خوردگی هادی ها

7- خوردگی جامپر

8- شکستن دمپر و اسپیسردمپر

9- برش پین مقره ها در زنجیره کششی

10- ضایع شدن کلمپ مقره های آویزی

11- تخریب رشته های فرعی هادی های باندل

12- زیان های اقتصادی ناشی از قطع برق در صورتی که آسیب های فوق منجر به قطعی طولانی گردد.

تخمین دامنه گالوپینگ و فواصل مورد نیاز

      در سال 1939 توسط A.E.DAVISON یک روش سیستماتیک برای تخمین اینکه چه مقدار فاصله بین بیضی های حاصل از نوسانات گالوپینگ در فازهای مختلف مورد نیاز می باشد ارائه گردید که بر اساس مشاهدات متعدد دامنه ها و مُد اشکال بدست آمده بود.

DAVISON ثابت کرد که در اصلی ترین ( بزرگترین ) گالوپینگ مشاهده شده هادی داخل بیضی باقی می ماند و ابعاد بیضی به صورت زیر خواهد بود.

    بنابراین می توان وضعیت بیضی های فازهای مجاور را بررسی و در صورتی که در فاصله هوایی تخلیه الکتریکی قرار گرفته باشند موقعیت آنها را اصلاح نمود و بدین ترتیب از بروز قوس بین فازها در صورت وقوع گالوپینگ پیشگیری بعمل آورد. در جدول زیر فواصل مورد نیاز در ولتاژهای مختلف ارائه شده است.

500 (kv)	345 (kv)	230 (kv)	138 (kv)	115 (kv)	سطح ولتاژ
1.83	07. 1	76. 0	46 .0	0.46	بین دو فاز (m)
22. 2	76. 0	61. 0	30 .0	0.30	بین فاز و زمین (m)

 

روش های حفاظتی در مقابل پدیده گالوپینگ

      با توجه به مطالب ذکر شده قبلی، ضرورت مقابله با آثار سوء پدیده گالوپینگ بیشتر نمایان می گردد. این کار را می توان به روشهای زیر انجام داد:

1-   جلوگیری از ایجاد یخ روی سیم بوسیله ذوب کردن آن، که به علت معایب زیر در حال حاضر کمتر مورد استفاده قرار می گیرد.

- جهش ناگهانی سیم پس از افتادن یخ و بروز قوس الکتریکی

- برای ایجاد حرارت بالا، به سیم با مقاومت زیاد نیاز است که این کار تلفات انتقال توان را افزایش می دهد.

2- افزایش طول بازوی وسط ( بین 1-0.45 متر) برای برج هایی که ترتیب قرارگرفتن هادی ها بطور عمودی می باشد.

3- افزایش فاصله بین هادی ها

4- استفاده از جداکننده بین فازها

5- استفاده از Drag Damper که دمپرهای خاصی بوده و تأثیر زیادی بر میراسازی نیروی آیرودینامیکی Drag (مقاومت هوا) روی هادی دارد. با اینکار نیروهای Lift (بالابرنده) تحت شرایطی قرار می گیرند که انرژی ناچیز و مختصری را برای تداوم گالوپینگ تأمین می نماید.

6- استفاده از دمپرهای نوسانی (Seismic Damper)

7- استفاده از End Point Damper

8- استفاده از تجهیزات کنترل کننده حرکت چرخشی

9- انتخاب مسیر خط مناسب و عدم عبور از مناطق مستعد وقوع این پدیده

میراکننده های نوسانات ( Vibration dampers )

      میراکننده های نوسانات دارای انواع مختلف می باشند ولی متداولترین نوع آن معروف به دمپرهای استوک بریج می باشند.

 

 

توپ نشانگر- warning balls

توپ نشانگر

بر روی کابل های فشار قوی برق که از روی جاده ها و اتوبان ها عبور می کنند،  معمولاً گوی هایی به رنگ های سفید ، نارنجی و قرمز را می بینید. این گوی های رنگی که به آن ها warning balls  ، Aerial marker balls ، marker balls  یا Warning Sphere  می گویند.

جنس آن ها از آلومینیم یا پلاستیک مقاوم می باشد و همچنین  قطر آن ها طبق توصیه های سازمان بین المللی هواپیمایی کشوری (ICAO)  نباید کمتر از 600 میلی متر باشد. این گوی های رنگی بیشتر در محل تقاطع خطوط انتقال و فوق توزیع یا جاده ها نصب می شود.

از اهداف اصلی استفاده از این گویها براساس اهمیت آنها میتوان به موارد زیر اشاره کرد

1- به دلیل این که مسیر حرکت بالگردها و گلایدرها معمولاً از روی جاده ها می باشد و کابل های خطوط برق فشار قوی به صورت مستقیم روبروی خلبان قرار می گیرد، خلبان گاهی اوقات سیم های فشار قوی را نمی تواند به خوبی ببیند، لذا برای جلوگیری از برخورد با خطوط برق از گوی های رنگی هشدار دهنده(توپ نشانگر ) استفاده می شود. وجود این توپ‌ها برای همخوانی با توصیه‌های ایکائو لازم است.

 

2- در بعضی از مواقع که خطوط برق زیادی از یک مسیر عبور می کنند رنگ این گوی ها(توپ نشانگر ) نشان دهنده سطح ولتاژ خطوط عبوری برای نیرو های عملیاتی و گروه تعمیرات نیز می باشد.

3- در داخل نوعی از این گوی ها فنر فشرده ای نیز می باشد که برای تنظیم خودکار نیروی کشش سیم های برق در تابستان و زمستان (به دلیل تغییرات درجه حرارت و بوجود آمدن انبساط و انقباض در خطوط) به کار می رود. در ایران پیمانکاران کمتر از این مورد استفاده می کنند و این توپ های رنگی را بر روی خطوط گارد قرار می دهند که نشان دهنده این است که هدف اصلی آنها از قرار دادن این گوی ها همان مشخص کردن خطوط برای خلبان ها و جلوگیری از سوانح احتمالی می باشد.

برای نصب این گوی ها (توپ نشانگر ) بر روی خطوط انتقال از تجهیزات خاصی مانند هلی کوپتر استفاده می گردد، همچنین در تصویر زیر یک دستگاه ربات که ساخت شرکت ریتز برزیل است و مخصوص نصب این گوی ها است را مشاهده می نمایید.

این توپ نشانگر به گونه ای طراحی و ساخته شده اند که به سادگی و بدون اینکه به کابل برق آسیبی وارد شود، بر روی آن نصب شوند و دید خوبی داشته باشند. وزن کم، دوام بالا، مقاومت در برابر اشعه های ماوراء بنفش (عدم از بین رفتن رنگ)، باران، حرارت،  الکترولیز، لرزش های موزون، دوران و آلودگی و دیگر موقعیت های آب و هوایی از دیگر نکات در طراحی این گوی ها است.

 برخی از این گوی ها امکان دو تکه  شدن برای نصب آسان تر را دارند. همچنین وجود حفره هایی بر روی آن، تخلیه ی آب باران و عدم تجمع آب درون آن را تامین می کند. معمولاً این گوی ها بر اساس  استاندارد NBR-7276 طراحی و ساخته می شوند.

رله...

رله یک سوئیچ ساده است که به صورت الکتریکی یا مکانیکی عمل می کند و برای بسیاری از دستگاه های صنعتی کاربرد فراوانی دارد. مکانیزم تعویض کنتاکت ها توسط آهنربای مغناطیسی که در رله قرار گرفته انجام می شود. عوامل دیگری هم می تواند این کار را انجام دهد، که با توجه به نوع کاربرد متفاوت است.

رله می تواند عملیات کنترل مدار را با سینگال کم قدرت انجام دهد. در طول تاریخ از این قابلیت استفاده زیادی در مبادلات تلفنی برای تغییر تماس انجام شده است. برای قدرت بالا و کنترل موتورهای الکتریکی هم می توان از رله استفاده کرد، اما این رله ها کنتاکتور نامیده می شوند.

اجزای اصلی یک رله

هسته مغناطیسی

سیم پیچ۱۶

محور و اتصالات

تیغه های ثابت و متحرک

توضیح عملکرد رله 

شکل زیر ساختار داخلی یک رله را نشان می دهد. یک هسته آهنی که توسط یک سیم پیچ احاطه شده است. انرژی الکتریکی از طریق سوئیچ کنترل وارد سیم پیچ شده و تشدید انرژی الکتریکی در این قسمت باعث تقویت میدان مغناطیسی می شود، در نتیجه تیغه متحرک به تیغه ثابت متصل می شود و انرژی به بار منتقل می شود. با قطع منبع قدرت رله به حالت اولیه خود باز می گردد.

ساختار داخلی یک رله

معرفی NO, NC, CO در رله ها:

Normally Open در حالت عادی باز (NO):

این تیغه هنگامی رله فعال شود مدار را وصل، در زمان غیر فعال بودن رله، مدار را قطع می کند.

Normally Closed در حالت عادی بسته (NC):

این تیغه هنگامی رله فعال شود مدار را قطع، در زمان غیر فعال بودن رله، مدار را وصل می کند.

Common نقطه مشترک (CO):

این اتصال هم در NC و NO استفاده می شد و به عنوان نقطه مشترک به حساب می آید.

انواع رله ها

Single Pole Single Throw (SPST) -1 یک قطب و یک فک متحرک:

یک ترمینال برای قطع و وصل و دو ترمینال برای سیم پیچ وجود دارد.

Single Pole Double Throw (SPDT) -2 یک قطب و دو فک متحرک:

دارای دو ترمینال برای قطع و وصل، یک ترمینال  مشترک و یک ترمینال هم برای سیم پیچ دارد.

Double Pole Single Throw (DPST) -3 دو قطب و یک فک متحرک:

دارای دو جفت ترمینال و ترکیبی از  دو SPST می باشد.

Double Pole Double Throw (DPDT) -4 دوقطب و دو فک متحرک:

دارای دو ردیف ترمیتال دو حالته و ترکیبی از دو  SPDT می باشد.

فازمتر (اپرومتر) فشار متوسط و فشار قوی

ولتاژ دتکتور فشار متوسط و فشار قوی که به نام های فازمتر و اپرومتر نیز شناخته می شود، دستگاهی است جهت تست ولتاژ که در شبکه برق مورد استفاده قرار می گیرد، با نزدیک شدن به شبکه برق دار وجود ولتاژ را به صورت سیگنال نوری و صوتی در سطح ولتاژ فشار متوسط (6 تا 33 کیلو ولت) و فشار قوی (66 تا 230 کیلو ولت) مشخص می نماید.

دستگاه ساخته شده در انواع مختلف برای فشار متوسط، در حالت بسته بین 140 تا 170 سانتیمتر و در حالت بازشده بین 240 تا 270 سانتیمتر می باشد وزن دستگاه بین 1 تا 2 کیلو گرم می باشد. این فاز متر از یک مدار صوتی و یک مدار نوری جهت اعلام ولتاژ بروی شبکه تشکیل شده است. تغذیه مدار الکترونیک آن یک عدد باطری 9 ولت می باشد.

 

فازمترهای فشار متوسط و قوی

این فازمتر از سه قسمت تشکیل شده است:

1 – شاخک که برای نزدیک نمودن آن به مدار تعبیه گردیده است .2 – چراغ که در صورت برقدار بودن خط روشن میشود .3 – دسته تلسکوپی مدرج که از عایق آزمایش شده ساخته شده و محل قرار گرفتن دست در انتهای فازمتر می باشد.

 

نحوه استفاده:

 

1- با قرار دادن کلید در وضعیت (T) از سالم بودن دستگاه اطمینان حاصل نمایید.
2- با قرار دادن کلید در وضعیت H ، L و VH آزمایش وجود یا عدم وجود ولتاژ روی شبکه انجام می دهیم.
توجه: جهت استفاده از فازمتر در ولتاژهای مختلف از وضعیت مناسب باید استفاده کرد.

وضعیت L: سطح ولتاژ 6 تا 20 کیلو ولت
وضعیت H: سطح ولتاژ 33 تا 66 کیلو ولت
وضعیت VH: سطح ولتاژ تا 230 کیلو ولت
3- با استفاده از دستکش و کفش عایق و رعایت موارد ایمنی و گرفتن حد فاصل مشخص شده روی فازمتر، دستگاه را به آرامی به شبکه نزدیک نمایید.

فازمتر فشار متوسط

دستگاهی برای تست برقدار بودن خطوط و پست های فشار متوسط (از 1 الی 33 کیلوولت )

این دستگاه برای تست وجود ولتاژ بالا در تاسیسات و شبکه های برق به کار می رود و برای ایمنی کارگران و تکنسین ها و ... که با شبکه گرم سر وکار دارند از اهمیت بالایی برخوردار است.

 

 فازمتر سالم برای تست و آزمایش بی برقی شبکه ها استفاده می شود و یکی از مهمترین وسایل پیشگیری از حوادث، فازمتر سالم است. فازمترهای سالم می بایست قبل از هر بار استفاده تست گردند که این کار یا با کمک تستر فازمتر انجام می شود که بصورت جدا وجود دارد و یا با تستر موجود بر روی خود فازمتر انجام می شود که در این صورت با کمک آژیر یا روشن شدن چراغ موجود متوجه صحت کارکرد فازمتر می گردیم.

فازمتر با کمک دو یا چهار باطری قلمی معمولی و یا باطری کتابی راه اندازی می گردد و در صورت روشن نشدن چراغ و یا آلارم آن ابتدا باید باطری آن تعویض گردد و در صورت روشن نشدن آن با تعویض باطری بررسی لازم جهت تعمیر آن صورت پذیرد.

نکته مهم در استفاده از فازمتر این است که با توجه به تعریف شبکه بی برق در زمان کار با فازمتر کلیه شبکه های موجود برق دار تلقی شده و باید حریم کاری 3فوت یا 90سانتی متر را با تمام سیم های موجود در محل کار رعایت نمایند همچنین برای اینکه مانع بروز برق گرفتگی به علت از بین رفتن احتمالی عایقی فازمتر شویم لازم است فازمتر را با دست راست بگیریم تا در صورت بروز برق گرفتگی برق از مسیر قلب به بدن وارد نشود.

رعایت موارد زیر در استفاده دستگاه الزامی است :
بدلیل ظرافت خاص فازمتر در هنگام حمل و نقل و استفاده از آن نهایت دقت به عمل آید تا ضربه ای به آن وارد نشود چون امکان شکستن یا معیوب شدن چراغ فازمتر که بسیار حساس نیز می باشد. وجود خواهد داشت. قبل از استفاده از دستگاه آزمایش بمنظور کسب اطمینان ازسالم بودن آن ضروری است .

 

شرایط استفاده و نگهداری

1- به منظور حصول اطمینان از سالم بودن دستگاه، قبل از هربار استفاده طبق دستورالعمل آنرا تست نمایید .

 2- قبل از استفاده از دستگاه، دسته عایق را با دستمال خشک، تمیزنمایید.

3- در موقع استفاده دستگاه را از بدن دور نگه دارید .

4- هیچگاه دستگاه را بین دوفاز قرار ندهید (بخصوص بین شینه ها ) چون باعث کم شدن فاصله فازها شده و موجب بروز اتصال کوتاه میشود .

5- هیچگاه دستگاه را از روی یک فاز به فاز دیگر نزدیک نکنید (به طوری که دستگاه پل بین دو فاز شده و آنها را به هم متصل کند ) .

6- به خاطر حساسیت ، دستگاه را به دور از گرما و سرمای غیر طبیعی و برف و باران و رطوبت نگهداری نمایید .

7- در حمل و نقل دستگاه دقت کافی به عمل آورده و بعد از هربار استفاده آنرا در کیف حمل قرار دهید .

کلید قدرت یا مدار شکن-sf6

  کلید قدرت یا مدار شکن

 مدار شکن   (SF6 circuit breaker)

 SF6 دارای ویژگی عایق بندی و الکترونگاتیوی بالایی است به این معنی که میل ترکیبی برای جذب الکترون آزاد بالایی دارد. هر زمان که یک الکترون آزاد با مولکول گاز SF6 برخورد کند توسط مولکول گاز جذب می شود و به شکل یک ین منفی در می آید.

  اتصال الکترون با مولکول های گاز SF6ممکن است به دو روش مختلف رخ دهد:

 

 

 این یون های منفی به وضوح بسیار سنگین تر از الکترون های آزاد هستند در نتیجه تحرک ذرات باردار در گاز SF6 در مقایسه با گازهای مشترک دیگر بسیار کمتر است. می دانیم که تحرک ذرات باردار باعث ایجاد رسانش الکتریکی در گاز است.  

 

 

از این رو برای ذرات باردار سنگین تر و کم تحرک تر در گاز SF6  قدرت دی الکتریک بالایی بدست می آید.  نه تنها گاز دارای قدرت دی الکتریک خوبی است بلکه دارای ویژگی منحصر به فرد ترکیب سریع بعد از حذف منبع انرژی جرقه است. همچنین گاز خاصیت انتقال حرارت بسیار خوبی دارد. با توجه به ویسکوزیته کم آن (به دلیل تحرک مولکولی کمتر) گاز SF6 می تواند به طور موثر توسط جریان همرفتی حرارت را انتقال بدهد. بکه با توجه به قدرت دی الکتریک بالا و خنک کنندگی بالای آن گاز SF6 در حدود 100 برابر بیشتر از هوا در فروکش کردن آرک موثر است. با توجه به خواص منحصر به فرد این گاز، مدارشکن SF6 در حیطه کاملی از سیستم های قدرت الکتریکی ولتاژ متوسط و ولتاژ بالا استفاده می شود. این مدارشکن ها برای محدوده ولتاژ 33KV تا 800KV و حتی بیشتر در دسترس است.

معایب مدارشکن SF6

گاز SF6 به عنوان یک گاز گلخانه ای تشخیص داده شده است که در بسیاری از کشورها به منظور جلوگیری از انتشار آن به جو، مقررات ایمنی وضع شده است. طرح نوع پافر SF6 انرژی مکانیکی بالایی نیاز دارد که تقریباً پنج برابر بیشتر از مدارشکن های روغنی است.

 

 

انواع مدارشکن SF6  

به طور کلی سه نوع مدار شکن SF6 بسته به سطح ولتاژ وجود دارد:

1.  Single interrupter sf6 cb  که برای سیستم های که ولتاژ 245kv دارند کاربرد دارد. 

2.  Two interrupter sf6 cb  که برای سیستم های که ولتاژ 420kv دارند کاربرد دارد. 

3.  Four interrupter sf6 cb  که برای سیستم های که ولتاژ 800kv دارند کاربرد دارد. 

 

عملکرد مدارشکن SF6

عملکرد مدارشکن SF6 نسل اول کاملاً ساده و تا حدودی شبیه به مدار شکن هوایی با هوای دمیده شده (Air blast Circuit Breaker) بود. در اینجا گاز SF6 فشرده شده و در یک مخزن با فشار بالا ذخیره می شود. در طول بهره برداری از مدارشکن SF6 گاز فشرده شده از طریق آرک در مدارشکن منتشر می شود و در مخزن فشار ضعیف جمع می شود و سپس به مخزن با فشار بالا برای استفاده مجدد پمپ می شود. عملکرد مدارشکن SF6 نسل جدید مقداری متفاوت است. نوآوری طرح نوع پافر (puffer) عملیات مدارشکن SF6 را آسان تر کرده است. در طرح نوع پافر، انرژی قوس الکتریکی برای افزایش فشار در محفظه آرک برای فرو نشاندن آرک مورد استفاده قرار می گیرد.

 

 

 

 

در اینجا مدار شکن با گاز SF6 با فشار مجاز پر شده است. دو کانتکت ثابت مجهز به شکاف کانتکت وجود دارد و یک سیلندر کشویی پل بین کانتکت های ثابت است. سیلندر می تواند در بین کانتکت ها بالا و پایین برود. یک پیستون ساکن در داخل سیلندر است که با دیگر بخش های ساکن مدار شکن SF6 ثابت شده است، در این صورت جایگاه خود را در طول حرکت سیلندر نمی تواند تغییر دهد. چون پیستون ثابت است و سیلندر متحرک و کشویی است، حجم داخلی سیلندر هنگام حرکت سیلندر تغییر می کند.

در طول باز کردن مدارشکن سیلندر به سمت پایین موقعیت پیستون ثابت حرکت می کند در نتیجه حجم داخل سیلندر کاهش می یابد و باعث تولید گاز SF6 فشرده در داخل سیلندر می شود. سیلندر دارای تعدادی دریچه جانبی است که توسط بدنه کانتکت ثابت فوقانی در طول حالت بسته مسدود می شود. وقتی سیلندر بیشتر به سمت پایین حرکت کند این دریچه ها از کانتکت ثابت عبور می کند و رفع انسداد می شود سپس گاز SF6 فشرده شده داخل سیلندر از دریچه ها و با سرعت بالا به سمت قوس الکتریکی بیرون می آید و از میان سوراخ های محوری هر دو کانتکت ثابت عبور می کند. آرک در طول این جریان گاز SF6 فرو مینشیند.

در طول بسته شدن مدارشکن  سیلندر به سمت بالا نسبت به موقعیت پیستون حرکت می کند و در یک ارتفاع ثابت باقی می ماند، حجم سیلندر افزایش می یابد که فشار کم داخل سیلندر نسبت به اطراف را نشان می دهد. با توجه به این اختلاف فشار، گاز SF6 سعی می کند از اطراف وارد سیلندر شود. گاز فشار بالاتر از بین سوراخ های محوری دو کانتکت ثابت  می آید و از طریق دریچه وارد سیلندر می شود و در طول این جریان، گاز قوس الکتریکی را فرو می نشاند.

اتوترانسفورماتور

اتو ترانس ترانسفورماتور چیست؟

اتوترانسفورماتور (گاهی به آن «اتوفورمر» هم می گویند) گونه ای ترانسفورمر الکتریکی است که تنها یک سیم پیچ دارد. سیم پیچ اتوترانسفورماتور حداقل سه نقطه برای اتصال الکتریکی دارد که به آن ها تپ می گویند. ولتاژ ورودی و بار الکتریکی به دو تپ متصل می شوند و یک تپ که در انتهای سیم پیچ قرار دارد مشترک است. هر تپ می تواند با منابع ولتاژی و بار الکتریکی متفاوتی ارتباط داشته باشد. سیم پیچ موجود در اتوترانسفورماتور در واقع می تواند عمل سیم پیچ های اولیه و ثانویه موجود در ترانسفورمر را انجام دهد.

عملکرد:

در برق تک فاز، اتوترانسفورماتور بازده ای معادل ۴۰ الی ۱۱۵ درصد ولتاژ ورودی را دارد. نسبت ولتاژهای ثانویه به اولیه برابر است با نسبت تعداد دورهای سیم پیچی که ولتاژ به آن وصل می شود. برای مثال، وصل شدن به مرکز و پایین سیم پیچ اتوترانسفورماتور، ولتاژ را نصف می کند، یعنی ۵۰ درصد. بسته به شرایطی که اتوترانسفورماتور قرار است در آن کار کند، آن قسمت از سیم پیچ که تنها در ولتاژ زیاد (جریان کم) استفاده می شود ممکن است با سیم های کم ضخامت تر ساخته شده باشد، با این وجود کل سیم پیچ مستقیما به هم اتصال الکتریکی دارد.

محدودیت ها:

بر خلاف ترانسفورماتورهای معمولی که سیم پیچ اولیه و ثانویهٔ آن ها از نظر الکتریکی ایزوله (جدا) هستند، در اتوترانسفورماتورها بین این دو ارتباط الکتریکی وجود دارد و بنابراین اگر سیم نول ورودی زمین نشده باشد، سیم نول خروجی هم زمین نخواهد بود. بروز اشکل در عایق بندی سیم پیچ یک اتوترانسفورماتور می تواند منجر به اعمال کل ولتاژ ورودی بر خروجی گردد. قطعاُ به هنگام استفاده از اتوترانسفورماتور با کاربردهای ذکر شده، قضیهٔ عایق بندی یک مسئلهٔ ایمنی بسیار مهم است.
از آنجایی که اتوترانسفورماتورها به سیم پیچ های کوتاهتر و هستهٔ کوچکتری نیاز دارند، برای کاربرد هایی که قدرت در آن مهم است، بهتر و به صرفه تر از ترانسفورماتورهای معمولی هستند. همچنین نسبت بازده ولتاژی آن سه برابر ترانسفورمر معمولی است؛ با این وجود از لحاظ اقتصادی ترانسفورمر معمولی به نسبت ارزانتر از اتوترانسفورماتور است.

کاربردهای اتو ترا نسفورمر در جریان پرفشار سه فاز:

یک اتوترانسفورماتور محدودیت های خاصی به منظور جلوگیری از جریان های هم سو دارد. اتوترانسفورماتورهای سه فاز بزرگ ممکن است سیم پیچ های دفن شده زیر خاک داشته باشند که اتصالی به بیرون مخزن ندارند، این سیم پیچ ها به منظور جذب جریان های هم سو، زیر خاک دفن می شوند. نوع خاصی از اتوترانسفورماتور که به آن زیگزاگ می گویند به منظور زمین کردن بر روی سیستم سه فاز استفاده می شود که هیچ نوع اتصالی به زمین ندارد. یک ترانسفورمر زیگزاگ مسیری را برای عبور جریانی که در سه فاز مشترک است، فراهم می کند که به این نوع جریان، جریان مؤلفهٔ صفر می گویند.
همچون ترانسفورماتورهای چندسیم پیچه، در اتوترانسفورماتورها نیز از خاصیت میدان مغناطیسی متغیر با زمان برای تبدیل ولتاژ استفاده می شود و بنابراین اتوترانسفورماتورها در جریان های مستقیم کاربردی ندراند.

کاربردها:

اتوترانسفورماتورها در بسیاری از موارد در کاربردهای قدرتی برای به کار انداختن سیستم های به هم پیوسته با ولتاژهای مختلف استفاده می شود. برای مثال در ولتاژ عبوری kV ۱۳۸ تا kV۶۶.
کاربرد دیگر اتوترانسفورماتور در صنعت برای یک سو ویک جهت ساختن ولتاژ در ماشین آلات مختلف است برای مثال: برای تبدیل ولتاژ ورودی ۴۸۰ ولت به ۶۰۰ ولت. این دستگاه ها اغلب فقط بین دو باند ولتاژ اصلی داخلی (۱۰۰ تا ۱۳۰ و ۲۰۰ تا ۲۵۰) تبدیل می شوند. خطوط بین KV۴۰۰ و ۲۷۵ Kv شبکه های "super grid"، اتوترانسفورماتورهای سه فازی با tapهای خروجی مشترک هستند. بر روی خطوط قوی روستایی اتوترانسفورماتورهایی با tapهای اتوماتیکی قرار دارند که یک دستگاه تنظیم کنندهٔ ولتاژ در آن نصب شده است تا استفاده کنندگان دور از شبکهٔ خطوط هم بتوانند از همان ولتاژ متوسطی که به منبع وصل شده استفاده کنند. قسمت متغیر اتوترانسفورماتور می تواند افت پتانسیل را در طول خطوط جبران کند.
در کاربردهای صوتی از اتوترانسفورماتورهای نصب شده به منظور هما هنگ کردن گوینده با سیستم صوتی با ولتاژ داﺋمی استفاده می شود و همچنین در مورد مقاومت ها، آن را بین میکروفن با مقاومت پایین و یک تقویت کننده با مقاومت بالا قرار می دهند.

اتوترانسفورماتور متغیر:

یک اتوترانسفورماتور متغیر از اتصال ثانویه sliding-brush و هسته مارپیچی تشکیل شده است. در آن پوشش (عایق) برای نشان دادن سیم پیچ مسی کنار گذاشته شده است. همانند ترانسفورمر دو سیم پیچی، اتوترانسفورماتور با تعدادی بند که به آن tap می گویند و کلیدهای خودکار سازماندهی شده اند تا این وسیله بتواند به عنوان تنظیم کننده خودکار ولتاژ به منظور نگه داری ولتاژ یکنواخت عمل کند. هم چنین از اتوترانسفورماتور به منظور شبیه سازی وضعیت low line برای تست کردن استفاده می شود. کاربرد دیگر آن در چراغ های چشمک زن است که مانع تولید EMI در آن می شود.
با برداشتن حفاظ سیم پیچ و ساختن اتصال ثانویه میان sliding-brush، اتوترانسفورماتور به آرامی ولتاژ را کنترل می کند. این دستگاه در طرح هایی که ولتاژ پایین استفاده می شود، قابل اجرا است. این دستگاه به عنوان ترانسفورمر متغیر AC یا به صورت عمومی با نام واریاک (variac) شناخته می شود.
از سال ۱۹۳۴ تا ۲۰۰۲، واریاک (variac) یک علامت تجاری در مخابرات برای اتوترانسفورماتور متغیر بود بدین منظور که این دستگاه به راحتی ولتاژ ورودی َAC را به ولتاژهای خروجی متنوعی تبدیل می کرد. در سال 2004 Instrument Service Equipment)ISE) به جای علامت variac به کار برده شد. و امروزه برای توصیف اتوترانسفورماتورهای متغیری که توسط کارخانه های مختلف ساخته می شود از این علامت استفاده می شود.

میتوانید برای مشاهده تصویریک اتوترانسفورماتور تک فاز دارای انشعاب (تپ) که ولتاژ خروجی آن بین ۴۰ تا ۱۱۵ درصد ولتاژ ورودی متغیر است به پیوست تصویر زیر مراجعه فرمایید

ترانسفورماتور

ترانسفورماتورچیست ؟

سیم پیچ یا ترانسفورماتور وسیله ای است که توانایی القای انرژی الکتریکی از یک سیم پیچ به سیم پیچ مقابل را دارد و در بعضی ترانسها این القا باعث افزایش ولتاژ و در بعضی دیگر هم باعث کاهش ولتاژ می شود . به طوز کلی یک ترانس را برای اعمال تغییرات در ولتاژ و جریان به کار می برند. 

انواع ترانس 

ترانس کاهنده : ترانسی است که ولتاژ را کم کرده و در عوض جریان را می تواند بیشتر کند که آن هم به نوع سیم پیچی آن بستگی دارد.

ترانس افزاینده : به ترانسی گفته می شود که باعث افزایش ولتاژ و کاهش جریان می شود و در تلوزیون ها کاربرد زیادی دارد.

ساختمان ترانسفورماتور

یک ترانسفورماتور تشکیل شده از دو سیم پیچ که در مقابل یکدیگرقرار دارند و هیچ اتصالی به یکدیگر نداشته و فقط اثر القایی بر روی یکدیگر دارند ، به یک طرف سیم پیچ که ولتاژ را اعمال میکنیم طرف اولیه و به طرف دیگر طرف ثانویه می گویند .

طریقه محاسبه ولتاژ ثانویه ترانس

به طور کلی هر چه تعداد دور سیم پیچ ثانویه کم باشد ولتاژ ثانویه یا خروجی کم و جریان آن زیاد می شود که به سطح مقطع سیم نیز بستگی دارد و دارای فرمولهای مخصوصی است . 

فهمیدن جریان ترانس از ظاهر آن

به طور کلی هر چه وزن یک ترانس زیادتر و در مقابل حجم آن بیشتر و سیم آن ظخیم تر باشد آمپر بالاتری دارد .

طریقه تست کردن ترانس

دو سر اهم متر را به دو سر اولیه ترانس و سپس به دو سر ثانویه ترانس می زنیم و باید عقربه اهم متر در حر دو مرحله حرکت کند و اهمی کم را نشان دهد در غیر اینصورت اگر اهم کاملا صفر (اتصال کوتاه ) و یا بی نهایت ( قطع ) را نشان دهد ترانس معیوب است . در ضمن پایه های سیم پیچ اولیه نسبت به ثانویه باید اهم بی نهایت را نشان دهند . 

طریقه تعمیر کردن ترانس 

در بیشتر ترانس ها معمولا فقط سیم رابط بین سیم پیچ و سیم خروجی که ما با آن سرو کار داریم قطع می شود و فقط کافیست نوار روی سیم پیچ را به آهستگی کنار بزنیم و یا باز کنی به طوری که سیم پیچ صدمه نبیند و سپس هر سیمی که قطعی دارد را مجددا وصل نماییم .

طریقه فهمیدن اولیه و ثانویه ترانس 

1 = سیم پیچ طرف اولیه معمولا نازک تر از طرف ثانویه است .

2 = معمولا سیم های طرف اولیه یکرنگ نیستند .

3 = روی بیشتر ترانس ها طرف اولیه با علامت IN نمایش داده شده است.

معرفی رشته مهندسی برق

معرفی رشته ی مهندسی برق

مهندسی برق، دانش تحلیل و بررسی ریاضی پدیده‌هایی فیزیکی است که به نحوی به بارهای الکتریکی و حرکت و آثار آن‌ها (از قبیل جریان الکتریکی، پتانسیل الکتریکی، میدان الکتریکی، میدان مغناطیسی، موج الکترومغناطیسی، نیروی الکتریکی، نیروی مغناطیسی) مربوط می‌شوند.

این رشته در دانشگاه‌های ایران به پنج گرایش تقسیم می‌شود که عبارت‌اند از:

·          *مهندسی کنترل

·        * مهندسی الکترونیک

·        * مهندسی قدرت

·        * مهدسی پزشکی، بیوالکتریک

·    * مهندسی مخابرات

توضیحاتی درباره ی مهندسی برق قدرت

مهندسی برق قدرت (Power engineering) یکی از زیر شاخههای اصلی مهندسی برق است که با سیستمهای قدرت به ویژه تولید, انتقال, توزیع توان الکتریکی, تبدیل انرژی الکتریکی به شکلهای دیگر انرژی و تجهیزات الکترومکانیکی سروکار دارد. این رشته همچنین شامل راهاندازی و تعمیر و نگهداری سیستمهای حرارتی برودتی و تجهیزات تولید توان الکتریکی مانند ژنراتورها و دیگر تجهیزات الکتریکی مورد استفاده در صنایع و یا ساختمانها بزرگ نیز میشود. شناسایی دیگر منابع جدید انرژی الکتریکی نیز از زیر شاخههای این رشته است.

مهندسی قدرت معمولاً به سه زیر شاخه اصلی تقسیم میشود:

تولید

تولید انرژی الکتریکی

تولید انرژی الکتریکی فرآیندی است که درطول آن دیگر شکل‌های انرژی به انرژی الکتریکی تبدیل می‌شوند. برای انجام این فرآیند راه‌های متعددی وجود دارد. از تبدیل الکترومکانیکی معمولا در مواردی استفاده می‌شود که منبع انرژی زغال سنگ (نیروگاه سوخت فسیلی), نفت, گاز طبیعی, اورانیوم(انرژی هسته‌ای), جریان آب یا جریان باد باشد و در تمام این موارد به جز انرژی بادی برای تبدیل انرژی مکانیکی به انرژی الکتریکی از ژنراتورهای سنکرون AC که به توربین بخار, گازی یا آبی متصل هستند استفاده می‌شود. استفاده از این نوع ژنراتورها دارای فواید بالایی است که استفاده از آنها را در بیشتر صنایع بزرگ تولید برق رایج کرده است.

هزینه‌های تولید انرژی الکتریکی در بیشتر روش‌ها به طور مشخص تابعی از قیمت سوخت

مصرفی و بهر‌وری در نیروگاه است. بهره‌وری در نیروگاه نیز تا حدود زیادی تابع نوع ژنراتورها یا میزان دمای تولیدی در کوره است.

امروزه دانشمندان به دنبال راه‌ها و منابع جدید برای تولید انرژی الکتریکی هستند با جیگزینی این منابع وابستگی قیمت انرژی الکتریکی به قیمت سوخت را کاهش دهند.

انتقال

انتقال انرژی الکتریکی

شاخه انتقال شامل جابجایی توان در طول مسیرهای معمولاطولانی میشود. این مسیر طولانی, فاصله محل تولید تا نزدیکی محل مصرف است. انتقال معمولاً طوری صورت میپذیرد که ولتاژ در طول خطوط انتقال از ولتاژ محل مصرف کننده یا تولید کننده بیشتر باشد. شاخه انتقال همچنین شامل اتصال شبکههای برقرسانی مختلف با سیستمهای متفاوت, بین چند شرکت تولیدکننده برق, چند استان یا ایالت و یا چند کشور میشود.

توزیع

توزیع انرژی الکتریکی

توزیع انرژی الکتریکی در واقع دریافت برق از شبکه انتقال و رساندن آن به مصرف کنندههاست. تبدیل ولتاژ وارد شده به سیستم توزیع به ولتاژ مورد نیاز مصرف کنندهها نیز در حوزه توزیع برق قرار میگیرد.

توضیحاتی درباره ی مهندسی الکترونیک

منهدسی الکترونیک شاخه‌ای از مهندسی برق می‌باشد که به بررسی و استفاده از الکترون در مواد نیمه‌رسانا در جهت ساخت تجهیزات مختلف می پردازد.

به عبارت دیگر، زمینه فعالیت مهندسی الکترونیک را می‌توان به دو شاخه اصلی "ساخت قطعات و کاربرد مداری قطعه" و "طراحی مدارهای الکتریکی" تقسیم کرد

پیدایش صنعت برق در جهان

اگر کسی بخواهد تاریخ علم الکتریسیته را به قرن ششم قبل از میلاد بکشاند، بر او خرده نمیتوان گرفت،زیرا درآن عصر،کهربا و مغناطیس وبرخی از خاصیتهای این دو ماده شناخته شده واین سخن ازطالس ملطی روایت شده است که "مغناطیس درخود روحی دارد که آهن را به جنبش در میاورد".

امادرواقع علم الکتریسیته ازتاریخ 1785 میلادی که کولن قانون الکتریسیته ساکن را یافت وشباهت بسیار نزدیک آن رابا قانون جاذبه عمومی نشان داد،آغاز میشود. درسال 1800 میلادی ولتا پیل الکتریکی را اختراع کردو بالاخره درسال 1871 میلادی با اختراع ماشین گرام راه تبدیل کلان انرژی مکانیکی به انرژی الکتریکی و بالعکس باز شد.

انرژی الکتریکی را باید ارزشمندترین و مرغوب ترین نوع انرژی دانست،زیرا:

اولا باسانی قابل انتقال ازجائی به جای دیگر است.

ثانیا قابل تبدیل به هرنوع انرژی دیگر است.

ثالثا" پاکیزه ترین نوع انرژی است وهیچ نوع آلودگی زیست محیطی ندارد.

هرچند با اختراع پیل درسال 1800 میلادی،استفاده های عملی از انرژی الکتریکی درمواردی مانند تلگراف وتلفن آغاز شد،اما شروع استفاده کلان ازاین انرژی به بعد از اختراع ماشین کرام درسال 1871 میلادی مربوط میشود که باید آن را نوع اولیه ژنراتورها وموتورهای برق امروزی دانست.نخستین مولد برق درحدود 12سال پس از اختراع ماشین گرام وارد ایران شده است.

از آنجا که صنعت برق از ابتدای پیدایش تاکنون همواره با موضوع روشنائی همراهی وملازمه داشته است،خالی از فایده نخواهد بود که نگرشی به سیرتکامل فن روشنائی و وقایع شاخص تاریخی دراین موضوع داشته باشیم:

   -ازاوایل قرن 19میلادی، استفاده از گاز شهری برای تهیه روشنائی وگرمادرکشورهای اروپایی متداول شد.

   -درسالهای دهه1870 میلادی نفت پالایش وبرای مصرف چراغهای نفتی به بازار عرضه شد. (شروع استفاده ازاین چراغها درایران،به سالهای پایانی سلطنت ناصرالدین شاه بازمیگردد.)

   -درسال 1878 میلادی، چراغ قوسی اختراع شدکه براساس تخلیه الکتریکی بین دو الکترود کار میکرد.

   -درسال 1879 میلادی، ادیسون لامپهای التهابی خلا را اختراع کرد.

   -درسال 1882 میلادی،ادیسون اولین ایستگاه مرکزی تجاری خودرابرای تامین روشنائی دریکی از خیابانهای نیویورک تاسیس کرد.

    - درسال1907 میلادی بااستفاده از رشته تنگستن، بازده نوری چراغهای التهابی به 8لومن برای هر وات رسید.

    - درسال1917 میلادی بازده چراغهای التهابی تا 10لومن برای هر وات افزایش یافت.

    - درسال1930 میلادی چراغهای فلورسنت با بازدهی 5 برابر چراغهای التهابی وارد بازار شد.

    - بالاخره درسالهای اخیر نوع تازه ای از چراغهای فلورسنت بااستفاده از مدار الکتریکی و با حجم کم،طیف نوری بهتر و عمر طولانی تر به نام چراغهای کم مصرف وارد بازار شده است.

میتوان چنین استنباط کرد که تا حدود سال 1306 هجری قمری (1286 هجری شمسی و1889 میلادی) شبکه های برق رسانی به مفهوم امروزی هنوز عمومیت نیافته بود و برق فقط دراماکن محدود  مانند کاخها،تئاترها وکارخانه ها آن هم در مقیاس کوچک واساسا" به منظور تامین روشنائی مصرف میشده وتبدیل برق به انرژی مکانیکی برای گرداندن چرخهای کارخانه ها وموارد مشابه،مراحل ابتدایی خودرا طی میکرده است.

آن طور که از آثار مکتوب و سفرنامه های باقی مانده برمیاید،نخستین برخوردها وآشنائیهای قابل ذکر ایرانیان با آثار انقلاب صنعتی دراروپا به سالهای اولیه قرن19 میلادی باز میگردد.

تاریخ یکصد سال برق ایران

الکتریسیته چیست

برق یا الکتریسیته،(به یونانی: ήλεκτρον)، مجموعه‌ای از پدیده‌های طبیعیست که به حضور و جریان بار الکتریکی وابسته است. الکتریسیته آثار معروف متنوعی چون آذرخش، الکتریسیته ساکن، القای الکترومغناطیسی و جریان الکتریکی دارد.

به علاوه، الکتریسیته اجازه تولید و دریافت تابش‌های الکترومغناطیسی مانند موج‌های رادیویی را فراهم می‌آورد.

در الکتریسیته، بارهای الکتریکی میدان‌های الکترومغناطیسی را تولید می‌کنند و این میدان‌ها سایر بارها را تحت تأثیر قرار می‌دهند.

الکتریسیته به چند دلیل مختلف فیزیکی اتفاق می‌افتد:

• بار الکتریکی: خاصیت برخی ذرات زیراتمی که فعل و انفعالات الکترومغناطیسی آنان را مشخص می‌کند. مواد باردار، میدان الکترومغناطیسی تولید می‌کنند و همچنین تحت تأثیر سایر میدان‌ها قرار می‌گیرند.
• میدان الکتریکی (الکترواستاتیک را ببینید): یک نوع ساده از میدان‌های الکترومغناطیسی است که به وسیله بار الکتریکی ساکن یا متحرک تولید می‌شود. میدان الکتریکی به بارهای مجاور خود، نیرو وارد می‌کند.
• پتانسیل الکتریکی: ظرفیت یک میدان الکتریکی برای انجام کار بر روی یک بار الکتریکی که واحد آن ولت است.
• جریان الکتریکی: حرکت یا جریان [ذرات باردار] که واحدش آمپر است.
• آهنربای الکتریکی: بارهای متحرک یک میدان مغناطیسی تولید می‌کنند. جریان‌های الکتریکی میدان‌های مغناطیسی تولید می‌کنند و میدان‌های مغناطیسی متغیر جریان‌های الکتریکی تولید می‌کنند..

• 

اصول مقدماتی الکتریسیه

^{اصول مقدماتی الکتریسیه}

الکتریسیته ساکن چیست
ج - بار الکتریکی به وجود آمده در یک جسم را گویند
پتانسیل الکتریکی چیست
عبارت است از کاری باید انجام گیرد تا بار الکتریکی جابه جاشود.آنرا با u نمایش میدهند.
پتانسیل الکتریکی یک جسم باردار نسبت به چه چیزی می سنجند
ج - نسبت به زمین و در این سنجش زمین صفر در نظر گرفته می شود .
روشهای تو لید الکتریسته
ج -الکتریسیته حاصل از : حرارت،نور،فشار،اصطکاک، مغناطیس،شیمیایی.
ترموالکتریک چیست
ج - تولیدالکتریسیته به کمک حرارت راترموالکتریک می گویند.
فتوالکتریک چیست
ج - تولید الکتریسیته به کمک نور را فتو الکتریک می گویند بعضی از مواد در اثر تابش نور الکترون از دست می دهد ،اجسامی
مانند پتاسیم ،سدیم ،لیتیوم . ..مانند : باطری های نوری
پیزوالکتریک چیست
ج - تولید الکتریسیته به کمک نیروی فشار را پیزو الکتریک می گویند . مواد مانند کوارتز ، نمک ر وچل وبعضی سرامیک مانند
تتانیک باریم در اثر فشار الکتریسیته تولید می کنند وسایل مانند میکروفن
تربیوالکتریک چیست
ج - تولید الکتریسیته به کمک نیروی اصطکاک را تریبوالکتریک می گویند . مانند باردار کردن میله کاوچوی توسط پارچه پشمی
الکتریسیته مغناطیسی چیست
ج - تولید الکتریسیته به کمک نیروی مغناطیسی را الکترومغناطیس می گویند . این روش اساس کار ژنراتورها بوده و امروزه 99درصدبرق مصرفی جهان را با این روش تولید می کنند.
الکتروشیمیایی چیست
ج - الکتریسیته به کمک نیروی مغناطیسی را الکترومغناطیس می گویند .این روش اساس کار پیلها (باطری )خشک و تر
می باشدکه کاربرد فراوانی دارند
-برای اینکه الکتریسته کار انجام دهد چه پدیده باید بوجود آید
ج - الکترونهاباید جریان پیدا کنند یا جاری شوند .جریان الکتیریکی ایجاد شود.
-جریان الکتریسیته چیست
ج - جاری شدن الکترون ها در یک رسانا را جریان الکتریسیته می کویند .جریان الکتریسیته رابا I نمایش میدهند واحد آن امپر
-عامل ایجاد جریان الکتریسیته چیست
ج - ولتاژ .
اجزای اصلی یک مدار الکتریکی
ج - منبع ولتاژ. سیم های رابط . مصرف کننده
-اجزای فرعی مدار
کنترل کننده ها (کلیدها ). حفاظت کننده ها (فیوزها )
کار الکتریکی
واحد کار الکتریکی ژول است و آ ن مقدار کاری است که اختلاف پتانسیل یک ولت برای جابه جای یک کولن الکتریسیته
 انجام می دهد رابطه کار عبارت استW = q * U Þ W = I .t .U