کتاب بررسی سیستم های قدرت - گرنجر | دیانی

کتاب بررسی سیستم های قدرت تألیف ویلیام دی. استیونسون و جی. آر. گرنجر با ترجمه ی محمود دیانی توسط انتشارات نص به چاپ رسیده است.

این کتاب اصول و اهداف کتاب "مبانی تحلیل سیستم های قدرت" را دربردارد، همان کتاب پروفسور ویلیام دی استیونسون که سالیان بسیار طولانی کتاب اصلی درس بررسی سیستم های قدرت بوده است. سیستم های قدرت جدید، بزرگ تر شده اند و وسعت جغرافیایی بیشتری با اتصالات متعدد و سیستم های مجاور دارند. طراحی مناسب به کارگیری و کنترل چنین سیستم های بزرگی مستلزم روش های کامپیوتری پیشرفته ای است که اکثر آن ها در این کتاب با مثال های عددی توضیح داده می شوند. این کتاب می تواند اساس دو درس نیمسالی در سطح کارشناسی یا یک درس نیمسالی در سطح کارشناسی ارشد قرار گیرد. گستردگی مفاهیم، انتخاب فصل ها و بخش های مناسب برای هر درس را ساده کرده است. آشنایی با روش های پایه ایِ تحلیل مدار، فیزورها و معادلات دیفرانسیل پیش نیاز این کتاب فرض شده اند و همین چنین خواننده باید با عملگرها و نمادهای ماتریسی نیز آشنا باشد. مطالب جدیدی چون تخمین حالت و unit commitment  در این کتاب گنجانده شده و مطالب قدیمی چون ترانسفورماتور، ماشین سنکرون و عیوب شبکه با تفصیل بیشتر و روش های جدید همراه شده اند و در محل های مناسب جداولی شامل خلاصه ی مطالب مهم برای ارجاع سریع در نظر گرفته شده است. قابل ذکر است که مفاهیم پایه ای الگوریتم های کامپیوتری معرفی گردیده اند تا دانشجو بتواند خودش آن ها را پیاده کند.

کتاب "بررسی سیستم های قدرت" در دوازده فصل به تألیف درآمده است:  1. مفاهیم پایه ای 2. ترانسفورماتور 3. ماشین سنکرون 4. امپدانس سری خطوط انتقال 5. ظرفیت خطوط اتتقال 6. روابط ولتاژ و جریان در خط انتقال 7. مدل ادمیتانس و محاسبات شبکه 8. مدل امپدانس و محاسبات شبکه 9. حل مسائل پخش شبکه 10. عیوب متقارن 11. مؤلفه های متقارن و شبکه های ترتیبی 12. عیوب نامتقارن

 

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 بسیار 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 kv76 نیز می رسد. ژنراتورها معمولاً در گستره ی kv24-18 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 نهایتاً برای مصارف خانگی به سطح v120/240 نیز به کار می رود. ترانسفورماتورها بازه ی بسیار زیادی دارند ( تقریباً 0 ) 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 عملکرد ماشین سنکرون در یک سیستم قدرت بزرگ و به هم پیوسته است و بر اصول حاکم بر رفتار بیرونی هم در شرایط حالت پایدار و هم در شرایط 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 شدیداً به شرایط جوی بستگی دارد. فصل پنجم: ظرفیت خطوط انتقال ظرفیت خط انتقال از اختلاف پتانسیل ناشی می شود. این اختلاف پتانسیل 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 km80 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.

فهرست

فصل اول: مفاهیم پایه ای فصل دوم: ترانسفورماتور فصل سوم: ماشین سنکرون فصل چهارم: امپدانس سری خطوط انتقال فصل پنجم: ظرفیت خطوط انتقال فصل ششم: روابط ولتاژ و جریان در خط انتقال فصل هفتم: مدل ادمیتانس و محاسبات شبکه فصل هشتم: مدل امپدانس و محاسبات شبکه فصل نهم: حل مسائل پخش بار فصل دهم: عیوب متقارن فصل یازدهم: مؤلفه های متقارن و شبکه های ترتیبی فصل دوزادهم: عیوب نامتقارن

• نویسندگان: ویلیام دی. استیونسون - جی. آر. گرنجر
• مترجم: محمود دیانی
• انتشارات: نص