کتاب سیستم های قدرت الکتریکی - احد کاظمی (جلد اول)

کتاب سیستم های قدرت الکتریکی (جلد 1) تألیف احد کاظمی توسط انتشارات دانشگاه علم و صنعت ایران به چاپ رسیده است.

پیشرفت صنعتی و در نتیجه بالا رفتن استاندارد زندگی بشر با توسعه ی منابع انرژی و استفاده از آن ها امکان پذیر می گردد. با زیاد شدن مصرف انرژی، منابع انرژی نیز از لحاظ تنوع و میزان تولید افزایش یافته است. از میان انواع انرژی مورد استفاده، انرژی الکتریکی به لحاظ این که باعث آلودگی محیط زیست نمی شود، در زمان نیاز قابل تولید و به آسانی به صورت های دیگر انرژی قابل تبدیل است و هم چنین قابل انتقال و کنترل می باشد، بیش از انواع دیگر انرژی ها مورد توجه بشر قرار گرفته است. امروزه سیستم های انرژی الکتریکی نقش اساسی را در تبدیل و انتقال انرژی در زندگی انسان بازی می کنند. اثر پیش رو که اولین جلد از کتاب "سیستم های قدرت الکتریکی" می باشد در دید کلی سه قسمت اصلیِ نیروگاه های تولید قدرت، خطوط انتقال و سیستم های توزیع انرژی را مورد بررسی قرار می دهد. یکی از زمینه های تحقیقات آینده، جستجو برای یافتن وسایلی جهت ذخیره کردن انرژی الکتریکی است. تکنولوژی حال حاضر هنوز نتوانسته است این امکان را ایجاد کند، اما با مطالعه ی این کتاب می توان امیدوار بود که روزی چنین امکانی فراهم شود و "سیستم های قدرت الکتریکی" و وسایل و تجهیزات آن، جای خود را بیش از پیش در زندگی بشر باز کنند.

کتاب "سیستم های قدرت الکتریکی (جلد اول)" مشتمل بر هفت فصل است: 1- کلیات 2- مفاهیم اساسی سیستم های انرژی الکتریکی 3- پارامترهای  خطوط انتقال 4- روابط و ولتاژ و جریان در خطوط انتقال 5- مدار معادل سیستم های قدرت 6- ماتریس های ادمیتانس و امپدانس شبکه 7- مطالعه پخش بار

 

برشی از متن کتاب

فصل 1- کلیات آینده صنعت برق: مهم ترین زمینه در بررسی آینده صنعت برق دسترسی به منابع اولیه انرژی است. نقش نفت و گاز طبیعی در آینده قطعاً کاهش خواهد یافت. احتمال افزایش نسبی نیروگاه‌های آبی در جهان نیز کم است. بنابراین می توان گفت که میزان استفاده از زغال سنگ و منابع هسته‌ای در آینده افزایش خواهد یافت. تحقیقات آینده به طرف چندین نوع از انواع منابع اولیه انرژی هدایت شده است. مولد های خورشیدی که از دو طریق مستقیم و غیرمستقیم قدرت تولید می‌کنند، می‌توانند به عنوان مولد هایی مطرح باشند که نیاز به سوخت ندارند. در نوع تبدیل مستقیم، تابش خورشید مستقیما به قدرت الکتریکی با ولتاژdc تبدیل می شود و در نوع غیر مستقیم تابش خورشید ابتدا بخار تولید می‌کند که جهت گرداندن توربین ها به کار می‌رود. استفاده از انرژی‌های باد، موج، حرارت زمین و... گر چه آزمایش شده است لیکن تحقیقات روی آن جهت حصول به نتایج کافی و مناسب ادامه دارد. ترکیبات هسته‌ای مربوط به ترکیبات ذرات سبک و تشکیل ذرات سنگین تری می باشد که باقیمانده جرم حاصل به انرژی تبدیل می شود. به پیش‌بینی کارشناسان این روش تولید انرژی بعد از سال 2000 وارد صنعت برق خواهد شد. حسن تولید قدرت از روش ترکیب هسته‌ای نسبت به تولید قدرت در نیروگاه‌های هسته‌ای در عدم آلوده کردن محیط زیست است. زمینه دیگر در بررسی آینده صنعت برق، تجهیزات تولید است. در حال حاضر تمام انرژی الکتریکی مورد نیاز توسط ژنراتورهای سنکرون گردان تولید می‌شود. به نظر می‌رسد که انتخاب بهتری وجود نداشته باشد. بنابراین به احتمال زیاد کوشش بشر در بهبود شرایط کار این ماشین ها متمرکز خواهد شد. قدرت تولیدی ژنراتورهای موجود از  1000mw  تجاوز نمی نماید و این محدودیت به خاطر چگالی جریان مجاز سیم بندی های رتور و استاتور است. تحقیقات زیادی در حال انجام است تا بتوان ماشین هایی ساخت که در آنها درجه حرارت سیم بندی ها را در نزدیکی صفر مطلق نگهداری نمود. بدین طریق چگالی جریان و چگالی فلوی مغناطیسی بسیار زیادی قابل دسترسی بوده و قدرت‌های در حدود 5000mw  قابل تولید خواهد بود. بررسی نحوه انتقال از دیگر مواردی است که در بهبود آینده سیستم ها موثر می باشد. اولین سیستم قدرت که مربوط به ادیسون بود از جریان dc استفاده می‌کرد. از سال 1890 صنعت برق انتقال ac روی آورد. در سال‌های 1960 تا 1980 سیستم های انتقال dc زیادی در دنیا نصب گردید. در خطوط خیلی بلند عملاً سیستم های انتقال dc موثر هستند. از طرفی با افزایش جمعیت احتمال دارد در آینده بشر به طرف سیستم های انتقال زیرزمینی روی آورد. کابل های فعلی خیلی گران بوده و جریان‌های کاپاسیتیو زیادی دارند که مانع استفاده از آنها در خطوط بلند می‌گردد. سیستم انتقال dc  این محدودیت را ندارد و می‌تواند به عنوان یک انتخاب خوب برای انتقال زیرزمینی در خطوط بلند مورد استفاده قرار گیرد. فصل 2- مفاهیم اساسی سیستم های انرژی الکتریکی  مدارهای سه فاز: سیستم های قدرت مدارهای سه فازی هستند که معمولاً بارهای سه فاز متقارن را تامین می‌کنند. گرچه بارهای روشنایی و موتورهای کوچک اغلب تک فاز هستند، لیکن سیستم توزیع طوری طراحی می‌شود که بار کل یک منطقه یا یک شین در مجموع متقارن می‌گردد. شکل، ژنراتور سه فازی با اتصال ستاره را نشان می دهد که از طریق امپدانس های رابط بار سه فاز متقارنی را تغذیه می نماید.

فهرست

فصل 1- کلیات فصل 2- مفاهیم اساسی سیستم های انرژی الکتریکی فصل 3- پارامترهای  خطوط انتقال فصل 4- روابط و ولتاژ و جریان در خطوط انتقال فصل 5- مدار معادل سیستم های قدرت فصل 6- ماتریس های ادمیتانس و امپدانس شبکه فصل 7- مطالعه پخش بار منابع و مآخذ

• ویــراست ســـوم
• نویسنده: احد کاظمی
• انتشارات: دانشگاه علم و صنعت ایران