کتاب بررسی سیستم های قدرت – گرنجر | دیانی

برشی از متن کتاب

فصل اول: مفاهیم پایه ای

مهندس قدرت به شرایط عادی و غیر عادی کار سیستم قدرت توجه دارد، او باید با مدارهای حالت ماندگار ac, خصوصاً مدارهای سه فاز بسيار آشنا باشد. هدف این فصل مرور چند مفهوم پایه ای این مدارها، بیان نمادهایی که در این کتاب به کار می رود و معرفی عبارت های ولتاژ، جریان، امپدانس و توان در یکی است. تحلیل سیستم های قدرت، امروزه منحصراً بر اساس نمایش شبکه ‌گره ای صورت می پذیرد، این نمایش را به شکل ماتریس های ادمیتانس شین و امپدانس شین معرفی شده است.

فصل دوم: ترانسفورماتور

ترانسفورماتور حلقه ی بین ژنراتورهای سیستم قدرت و خطوط انتقال و بین خطوط دارای ولتاژهای متفاوت است. ولتاژهای خط به خط نامیِ خطوط انتقال به kv۷۶ نیز می رسد. ژنراتورها معمولاً در گستره ی kv۲۴-۱۸ ساخته می شوند و بعضی از آن ها ولتاژهایی کمی بزرگتر نیز دارند. ترانسفورماتور برای کاهش ولتاژ و رساندن آن به سطح مناسب برای توزیع، و نهايتاً برای مصارف خانگی به سطح v۱۲۰/۲۴۰ نیز به کار می رود. ترانسفورماتورها بازه ی بسیار زیادی دارند ( تقريباً %۱۰۰ ) و بسیار قابل اعتمادند.

فصل سوم: ماشین سنکرون

ماشین سنکرون به عنوان ژنراتور ac که توسط توربین چرخانده و انرژی مکانیکی را به انرژی الکتریکی تبدیل می کند، عمده ترین منبع انرژی الکتریکی در جهان است. این ماشین به عنوان موتور انرژی الکتریکی را به انرژی مکانیکی تبدیل می کند. توجه ما عمدتاً معطوف به ژنراتور سنکرون خواهد بود اما موتور سنکرون را از نظر دور نخواهیم داشت. بررسی جامع ماشین سنکرون در اینجا امکان پذیر نیست، اما کتاب های زیادی در زمینه ماشین های,ac وجود دارد که تحلیل کاملاً مناسبی از این ماشین ها ارائه می کنند. توجه این فصل بیشتر به کاربرد و عملكرد ماشین سنکرون در یک سيستم قدرت بزرگ و به هم پیوسته است و بر اصول حاکم بر رفتار بیرونی هم در شرايط حالت پایدار و هم در شرايط گذرا تأکید بیشتری شده است.

فصل چهارم: امپدانس سری خطوط انتقال

خط انتقال چهار پارامتر دارد که بر عملکرد آن به عنوان بخشی از یک سیستم قدرت تأثیر دارد: مقاومت، القاکنایی، ظرفیت و رسانایی. این فصل به دو پارامتر اول پرداخته و ظرفیت را در فصل بعد در نظر می گیرد. پارامتر چهارم، یعنی رسانایی بین هادی ها و یا هادی ها و زمین وجود دارد. رسانایی جریان نشتی در مقره های خطوط هوایی و عایق خطوط انتقال را تعیین می کند. چون جریان نشتی در مقره های خطوط هوایی ناچیزست، معمولاً رسانایی خطوط هوایی نادیده گرفته می شود. دلیل دیگر چشم پوشی از رسانایی این است که رسانایی کاملاً متغیرست و راه خوبی برای منظور کردن آن وجود ندارد. نشت مقره ها که منبع اصلی رسانایی است، با تغییر شرایط جوی به شدت تغییر می کند. کورونا که به نشت بین خطوط منجر می شود نیز شديداً به شرايط جوی بستگی دارد.

فصل پنجم: ظرفیت خطوط انتقال

ظرفیت خط انتقال از اختلاف پتانسیل ناشی می شود. این اختلاف پتانسيل باعث می شود هادی ها شبیه یک خازن باردار شوند. ظرفیت بین هادی ها مقدار بار بر واحد اختلاف پتانسیل است. ظرفیت بین هادی های موازی ثابتی وابسته به اندازه و فاصله ی بین هادی هاست. برای خطوط توان کوتاه تر از km۸۰ اثر ظرفیت کم است و غالباً نادیده گرفته می شود. هر چه خط طولانی تر باشد، اثر ظرفیت بیشتر اهمیت می یابد. ولتاژ ac اعمال شده به خط انتقال باعث می شود بار روی هادی ها در هر نقطه بسته به مقدار لحظه ای ولتاژ در آن نقطه کم و زیاد شود. حرکت بار جریان است و جریان ناشی از شارژ و دشارژ خط، که در اثر ولتاژ متغیر خط ایجاد می شود “جریان پر کننده خط” نام دارد.