مقاله درباره سیستمهای قدرت الکتریکی

اختصاصی از نیک فایل مقاله درباره سیستمهای قدرت الکتریکی دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 24

مقدمه

1-1 زمینه بحث

سیستمهای قدرت الکتریکی به علت وجود عواملی چون اندازه های فیزیکی ، گسترده جغرافیایی ، ملیت و ارتباطات فرا ملیتی بسیار پیچیده می باشد. الکتریسیته جریانی می باشد که برای جاری شدن از هیچ کدام از قواعد حمل ونقل استفاده نمی کند و برعکس آن چه تهیه کنندگان و متصدیان این امر آرزو می کنند این جریان تنها از قوانین فیزیک تبعیت می کند حقیقت این است که جریان برق را نمی توان به طور موثر و کارآمد ذخیره سازی کرد . عملکرد غیر قابل پیشبینی در یک نقطه از سیستم می تواند تاثیر به سزایی در ابعاد و مناطق گسترده دیگری که بسیار دور از منبع می باشند ، بگذارد . به جز این دلایل مشکلات بسیاری برای این موضوع وجود دارد .

این عوامل برای مهندسان و مدیران سیستمهای قدرت کاملا شناخته شده است بنابراین در این کتاب در مورد آن بحثی نخواهیم کرد . پیشرفتهای تاریخی در مورد این مبحث و سناریویی این چنین که تمامی شرکتهای برق با آن سر و کار دارند ، به چرا و چکونگی ارزیابی سیستم های پیچیده قدرت، ربط دارند .انرژی الکتریکی در طول دهها سال ، ابتدایی ترین اصرار متصدیان برای تهیه منبع انرژی ارزان و قابل اطمینان بوده است . ذخیره سازی ومازاد ظرفیت در تولید و ایجاد شبکه تنها جهت اطمینان از وجود منبع پایدار از قدرت بوده تا در مواقع ضروری و یا موارد غیر قابل پیشبینی و پیش آمدن موارد خارج از برنامه ، به کار گرفته می شود .تعداد مازاد باید مطابق احتیاجات باشد و تا حد امکان مقرون به صرفه پس مهمترین و اصلی ترین سؤال این است که" چه مقدار مازاد و به چه قیمت".احتمالات وجود قطعی برق مشتریان را می توان با افزایش سرمایه گذاری ، در زمان انجام طراحی و ساخت از بین برد . هزینه کردن بیش از اندازه تنها ما را به سمت گرانی سوق می دهد که نتیجه ای جز بالا رفتن تعرفه ها ندارد.محدودیتهای اقتصادی می تواند ما را از مسیر اصلی سیستم دور کند هر چند که طراحی سیستم ، کاملا قابل اطمینان باشد . از طرف دیگر می توان گفت محدودیتهای اقتصادی و قابلیت اطمینان هردورقیب یکدیگرند،که این خود می تواند باعث بروز مشکلاتی در تصمیم گیری مدیران در عرصه برنامه ریزی و ساخت شود.این مشکلات همیشه شناخته شده می باشند در نتیجه طراحی ، معیارها وتکنیک های ساخت و ساز بسیار پیشرفت کرده است و این پیشرفتها تنها در جهت حل این معضلات بوده تا بتوان در مورد هر دو گزینه ارزان قیمت شدن و بالا رفتن قابلیت اطمینان جواب قانع کننده به دست آورد .معیارها و تکنیکهایی که برای اولین بار در کاربردی علمی مورد استفاده قرار گرفت ، اگر چه به طور قاطع از اصول این بحث می باشند لکن این معیارها به شرح زیر می باشند :

1لف : طراحی ظرفیت تولیدی منهای ظرفیت نصب شده مساوی است با حداکثر تقاضای مورد نظر به علاوه در صد ثابتی از حداکثر تقاضای پیشبینی شده می باشد.

ب: ظرفیت عملکرد منهای ظرفیت چرخان مساوی است با حد اکثر بار مورد نیاز به علاوه یک یا چند واحد بزگ تر .

د : طراحی ظرفیت شبکه- ساخت حداقل چند مدار برای گروههای مقیاس بار که ( عمدتا به عنوان (n-2) یا (n-1) شناخته می شوند ) و به میزان و مقدار شایستگی بستگی دارد ، تعداد کمی به حداکثر تقاضا یک گروه احتیاج دارند .

اگر چه اینها ودیگر معیار های شبیه به این به منظور پشتیبانی در زمان انجام خرابی است، قطع تصادفی برجریان طراحی و ساخت، ذاتا تصمیم گیرنده و مشخص کننده می باشد . نقص و ضعف اصلی آنها این است که نمی توانند در زمان های تصادفی و اتفاقات غیر قابل پیشبینی که جز ذات عملکرد سیتم می باشد از خود قابلیت نشان می دهند .

بعضی از احتمالات به شرح زیر می باشند :

الف: قطع برق یا قطع جریان توسط واحدهای نیرو گاهی که نتیجه آن تغییر اندازه و نوع واحدی می باشندو متعاقب آن ابقاء درصدی ثابت نمی توانند، ما را از یک ریسک دائمی نجات دهد .

ب:نسبت خرابی ناشی ازخطوط هوایی تابع طول مسیر ، طراحی ، مکان و محیط و در نتیجه قطعی دائمی که نمی توان آن را با تعداد کمی از مدارها برطرف کرد .

د: تمامی تصمیمات در مورد طرح ها و نوع عملکرد براساس تکنیکهای پیش بینی بار انجام میگیرد . این تکنیکها نمی توانند به طور دقیق مقدار بار را پیشبینی کنند .

2-1 تبدیل سناریو

تا اواخر سالهای 1980 تقریبا تمامی سیستمهای قدرت توسط قوانین دولتی به صورت مستقیم یا غیر مستقیم توسط موسسات دولتی کنترل می شد اما گاهی به شرکتهایی که بسیار منضبط بودند سپرده می شد. هر چند همین موسسات نیز در نهایت تابع قوانین دولتی بودند . این باعث به وجود آمدن سیستمی شد که حدود یکصد سال مورد استفاده قرار گرفت و تمامی انتقال از منابع بزرگ انرژی و توزیع و درنهایت مصرف کنندگان را شامل گردیده است .

بی قاعدگی شرکتهای خصوصی و روند خصوصی سازی صنعتی به طور کامل انجام شد. تمایل اصلی برای افزایش رقابت بی هیچ حد و مرزی به وجود آمد و اینکار با اجازه دسترسی دیگر رقباونه مشتریان و تولید کنندگان و فقط به دلالان این انرژی داده شد و در نهایت تبدیل به تجارت بازارها شد و معنای آن از مصرف کننده به مشتری تبدیل شد. تاآنجا که حتی بعضی از مشتریان انرژی را، برای مصرف نمی خواستند و تنها با آن داد و ستد می کردند .

توالی این پیشرفتها منجر به افزایش تولید انرژی توسط ژنراتورهای وابسته غیر سودمند و نیز افزایش منابع جدید انرژیهای مخصوص و قابل باز یافت و گرمایی گردید . اگر چه این تغییر سناریو تاثیر بسیار زیادی بر روی پیشرفت سیستم و نیز چگونگی کارکردآنها در آینده وهمین طور برروی قابلیت اطمینان و استانداردگذارد. به هر حال دست یابی به پیشرفت سیستم بر اساس مشتری مداری را مرتفع نکرد. احتیاج دسترسی به عملکرد فعلی و پیش بینی نحوه عملکرد آتی سیستم ، همچنان باقی می ماند و احتمالا افزایش بازیگران بیشتری را در عرصه بازار انرژی الکتریسیته را می طلبد .

3-1 معیارهای قابلیت اطمینان احتمالی

عملکرد سیستم در ذات خود اتفاقی و تصادفیست ، در نتیجه به نظر منطقی می رسد که ارزیابی سیستمها بر اساس تکنیکهایی باشد که به این نحوه عملکرد جواب مثبت دهد .(یعنی به تکنیک احتمالات ) . این مطلب از سال 1930 شناخته شده بود و سرمایه عمومی برای رسیدن به سرمایه گذاری در پیشبرد روشها، تکنیکها و به کار گیری سیستم قدرت با ضریب اطمینان انجام شد. حقیقت این بود که اکثر طرح های ساختاری و مقیاسهای نحوه عملکرد فعلی بر اساس تکنیکهای تصمیم گیرنده انجام می گرفت و این برای دهه مانیز مورد استفاده قرارگرفته شده است و می توان گفت که هم اکنون نیز می تواند خدمات ارزنده ای را که در گذشته به وجود آمده در زمان حال نیز انجام دهد . مشروعیت استفاده از دستاوردهای تکنیکهای احتمالات، ارزیابی بیشتری را در تصمیم گیریها به وجود خواهد آورد . بهتر است جهت فهم این موضوع ،ابتدا به دو موضوع در تاریخ این بحث رجوع کنیم :

مشکل اساسی در برنامه ریزی سیستم، تعیین ظرفیت مازاد می باشد . مقدار بسیار کم آن یعنی قطع فراوان،در حالی که مقدار زیادآن هزینه هنگفتی را در بر دارد . هرچه مقدارعدم اطمینان بیشترباشد درساختارسیستم، اتلاف بیشتر سرمایه را به همراه خواهد داشت . پیچیدگی این مسئله ، پیدا کردن راه حل را توسط قواعد بسیار مشکل می کند . این پیچیدگی از یک طرف و یک مهندسی خوب ( سرمایه کافی) از طرف دیگر ، استفاده از روشهای بررسی که شامل ارزیابی تمامی

موتور الکتریکی

اختصاصی از نیک فایل موتور الکتریکی دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 17

مقدمه

یک موتور الکتریکی ، الکتریسیته را به حرکت مکانیکی تبدیل می‌کند. عمل عکس آن که تبدیل حرکت مکانیکی به الکتریسیته است، توسط ژنراتور انجام می‌شود. این دو وسیله بجز در عملکرد ، مشابه یکدیگر هستند. اکثر موتورهای الکتریکی توسط الکترومغناطیس کار می‌کنند، اما موتورهایی که بر اساس پدیده‌های دیگری نظیر نیروی الکتروستاتیک و اثر پیزوالکتریک کار می‌کنند، هم وجود دارند.

ساختار ماشینهای الکتریکی

ماشینهای الکتریکی از دو بخش اساسی تشکیل شده اند:

 الف)قسمت متحرک ودوار به نام رتور

 ب) قسمت ساکن به نام استاتور

  بین این دو قسمت ،شکاف هوایی وجود دارد .

استاتو و رتور از مواد فرومغناطیسی ساخته می‌شوند تا چگالی شار بیشتر گردد و در نتیجه اندازه و حجم ماشین کمتر شود.

نکته: اگر شار در رتور و استاتور متغیر با زمان باشد ،هسته اهنی لایه‌به‌لایه ساخته می‌شود تا جریان گردابی کاهش یابد.

در بسیاری از ماشینها محیط داخلی استاتور و محیط بیرونی رتور حاوی شیارهای متعددی است که داخل آنها هادی‌ها جاسازی میشوند، این هادیها بهم وصل می شوند و سیم پیچی حاصل می شود.به سیم پیچی هایی که در آنها ولتاژ القا می شود ،سیم پیچی آرمیچر اطلاق می گردد. به سیم پیچ هایسی که ار آنها جریان میگذرد تا میدان مغناطیسی و شار اصلی را پدید آورند، سیم پیچ تحریک یا سیم پیچ میدان گفته می شود.

سیم پیچ آرمیچر تامین کننده تمام قدرتی است که تبدیل شده و یا انتقال می یابد. قدرت نامی سیم پیچ آرمیچر،‌هم در ماشین های DC و هم در ماشین های AC فقط با جریان متناوب کارمی کند.

ایده کلی این است که وقتی که یک ماده حامل جریان الکتریسیته تحت اثر یک میدان مغناطیسی قرار می‌گیرد، نیرویی بر روی آن ماده از سوی میدان اعمال می‌شود. در یک موتور استوانه‌ای ، روتور به علت گشتاوری که ناشی از نیرویی است که به فاصله‌ای معین از محور روتور به روتور اعمال می‌شود، می‌گردد.

اغلب موتورهای الکتریکی دوارند، اما موتور خطی هم وجود دارند. در یک موتور دوار بخش متحرک (که معمولاً درون موتور است) روتور و بخش ثابت استاتور خوانده می‌شود. موتور شامل آهنرباهای الکتریکی است که روی یک قاب سیم پیچی شده است. گر چه این قاب اغلب آرمیچر خوانده می‌شود، اما این واژه عموماً به غلط بکار برده می‌شود. در واقع آرمیچر آن بخش از موتور است که به آن ولتاژ ورودی اعمال می‌شود یا آن بخش از ژنراتور است که در آن ولتاژ خروجی ایجاد می‌شود. با توجه به طراحی ماشین ، هر کدام از بخشهای روتور یا استاتور می‌توانند به عنوان آرمیچر باشند. برای ساختن موتورهایی بسیار ساده کیتهایی را در مدارس استفاده می‌کنند.

انواع موتورهای الکتریکی

موتورهای DC

یکی از اولین موتورهای دوار ، اگر نگوییم اولین ، توسط مایکل فارادی در سال 1821م ساخته شده بود و شامل یک سیم آویخته شده آزاد که در یک ظرف جیوه غوطه‌ور بود، می‌شد. یک آهنربای دائم در وسط ظرف قرار داده شده بود. وقتی که جریانی از سیم عبور می‌کرد، سیم حول آهنربا به گردش در می‌آمد و نشان می‌داد که جریان منجر به افزایش یک میدان مغناطیسی دایره‌ای اطراف سیم می‌شود. این موتور اغلب در کلاسهای فیزیک مدارس نشان داده می‌شود، اما گاهاً بجای ماده سمی جیوه ، از آب نمک استفاده می‌شود.موتور کلاسیک DC دارای آرمیچری از آهنربای الکتریکی است. یک سوییچ گردشی به نام کموتاتور جهت جریان الکتریکی را در هر سیکل دو بار برعکس می کند تا در آرمیچر جریان یابد و آهنرباهای الکتریکی، آهنربای دائمی را در بیرون موتور جذب و دفع کنند. سرعت موتور DC به مجموعه ای از ولتاژ و جریان عبوری از سیم پیچهای موتور و بار موتور یا گشتاور ترمزی ، بستگی دارد.

سرعت موتور DC وابسته به ولتاژ و گشتاور آن وابسته به جریان است. معمولاً سرعت توسط ولتاژ متغیر یا عبور جریان و با استفاده از تپها (نوعی کلید تغییر دهنده وضعیت سیم پیچ) در سیم پیچی موتور یا با داشتن یک منبع ولتاژ متغیر ، کنترل می‌شود. بدلیل اینکه این نوع از موتور می‌تواند در سرعتهای پایین گشتاوری زیاد ایجاد کند، معمولاً از آن در کاربردهای ترکشن (کششی) نظیر لکوموتیوها استفاده می‌کنند. اما به هرحال در طراحی کلاسیک محدودیتهای متعددی وجود دارد که بسیاری از این محدودیتها ناشی از نیاز به جاروبکهایی برای اتصال به کموتاتور است. سایش جاروبکها و کموتاتور ، ایجاد اصطکاک می‌کند و هر چه که سرعت موتور بالاتر باشد، جاروبکها می‌بایست محکمتر فشار داده شوند تا اتصال خوبی را برقرار کنند. نه تنها این اصطکاک منجر به سر و صدای موتور می‌شود بلکه این امر یک محدودیت بالاتری را روی سرعت ایجاد می‌کند و به این معنی است که جاروبکها نهایتاً از بین رفته نیاز به تعویض پیدا می‌کنند. اتصال ناقص الکتریکی نیز تولید نویز الکتریکی در مدار متصل می‌کند. این مشکلات با جابجا کردن درون موتور با بیرون آن از بین می‌روند، با قرار دادن آهنرباهای دائم در داخل و سیم پیچها در بیرون به یک طراحی بدون جاروبک می‌رسیم.

موتورهای میدان سیم پیچی شده

آهنرباهای دائم در (استاتور) بیرونی یک موتور DC را می‌توان با آهنرباهای الکتریکی تعویض کرد. با تغییر جریان میدان (سیم پیچی روی آهنربای الکتریکی) می‌توانیم نسبت سرعت/گشتاور موتور را تغییر دهیم. اگر سیم پیچی میدان به صورت سری با سیم پیچی آرمیچر قرار داده شود، یک موتور گشتاور بالای کم سرعت و اگر به صورت موازی قرار داده شود، یک موتور سرعت بالا با گشتاور کم خواهیم داشت. می‌توانیم برای بدست آوردن حتی سرعت بیشتر اما با گشتاور به همان میزان کمتر ، جریان میدان را کمتر هم کنیم. این تکنیک برای ترکشن الکتریکی و بسیاری از کاربردهای مشابه آن ایده‌آل است و کاربرد این تکنیک می‌تواند منجر به حذف تجهیزات یک جعبه دنده متغیر مکانیکی شود.

موتورهای یونیورسال

یکی از انواع موتورهای DC میدان سیم پیچی شده موتور ینیورسال است. اسم این موتورها از این واقعیت گرفته شده است که این موتورها را می‌توان هم با جریان DC و هم AC بکار برد، اگر چه که اغلب عملاً

تحقیق در مورد انرژی الکتریکی

اختصاصی از نیک فایل تحقیق در مورد انرژی الکتریکی دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 62

مقدمه:

انرژی الکتریکی در مقایسه با سایر انرژی‌ها از محاسن ویژ‌ه‌ای برخوردار است و همین محاسن است که ارزش و اهمیت و کاربرد آنرا فوق‌العاده روز افزون ساخته است. بعنوان نمونه می‌توان خصوصیات زیرا را نام برد:

هیچگونه محدودیتی از نظر مقدار در انتقال و توزیع این انرژی وجود ندارد.

عمل انتقال این انرژی برای فواصل زیاد بسهولت امکان‌پذیر است.

تلفات این انرژی در طول خطوط انتقال و توزیع کم و دارای راندمان نسبتاً بالائی است.

کنترل و تبدیل و تغییر این انرژی نسبت به سایر انرژی‌ها به آسانی انجام‌پذیر است.

بطور کلی هر سیستم انرژی الکتریکی دارای سه قسمت اصلی می‌باشد:

مرکز تولید نیرو (نیروگاه)

خطوط انتقال نیرو

شبکه‌های توزیع نیرو

تولید که از دو قسمت تشکیل یافته است:

حلقه کنترل قدرت و فرکانس، که به صورت توربین می‌باشد.

حلقه کنترل ولتاژ، که مربوط به ژنراتور می‌باشد.

شبکه سراسری انتقال که شامل ترانسهای قدرت با نسبت تبدیل 11.5/230/400kvi,11.5kv و شبکه‌ی فوق توزیع که شامل ترانسهای 132/63kv می‌باشد.

شبکه پخش انرژی الکتریکی که در انتهایی‌ترین سیستم قدرت قرار می‌گیرد.

بمنظور تامین انرژی مورد نیاز مصرف‌کننده‌ها، شبکه‌های توزیع (فشار متوسط و ضعیف) در قسمتهای مختلف صنعتی و کشاورزی و مسکونی و عمومی (تجاری) دارای شرایط و خصوصیات معینی می‌باشند.

این شرایط که در هر شکبه توزیع می‌باید مورد توجه قرار گیرد، عبارتند از:

شرط اول تامین انرژی مورد نیاز مشترکین (بعنوان مصرف‌کننده)، این است که شرکت برق موظف است به طور دائم در طول شبانه‌روز آن مقدار قدرتی را که مشترک درخواست نموده و مورد توافق قرار گرفته در اختیارش قرار دهد. بنابراین در انتخاب میزان قدرت و نوع شبکه و سیم‌کشی واحدهای عملیات آن بایستی دقت زیادی شود.

شرط دوم جهت تامین انرژی مصرف کننده‌ها این است که وضعیت شبکه‌ها باید طوری باشد تا در موقع خرابی یک قسمت از شبکه، در تغذیه‌ی مصرف‌کنندها وقفه‌ای حاصل نشود.

عیب‌یابی سریع ناشی از عایق‌بندی (ایزولاسیون) شرط سومی می‌باشد که در توزیع انرژی الکتریکی، باستی مورد نظر باشد. شبکه‌ها باید طوری باشد که بتوان معایب ناشی از عایق‌بندی و پارگی خطوط و سایر معایب را فوری و بطور مطمئن پیدا کرده و بسرعت آنها را برطرف نمود.

با برقراری شرایط بالا، چهارمین شرط انتخاب شبکه اینست که مناسب‌ترین و ارزان‌ترین روش توزیع انرژی را داشته باشد، عدم رعایت موارد فوق باعث می‌شود که اشکالات زیادی در شبکه‌های توزیع بوجود می‌آید. از افت ولتاژهای فوق‌العاده زیادتر از حدمجاز گرفته تا تلفات زیاد انرژی و از اضافه‌بار روی ترانسفورماتورها گرفته تا خاموشی‌های طولانی در سطوح وسیع.

انواع شبکه‌های توزیع انرژی الکتریکی:

بخش از سیستم الکتریکی که بین پست‌های2kv,43kv,20kv و ترانسفورماتورهای فشار متوسط قرار دارد، سیستم اولیه نامیده می‌شود. این سیستم از مدارهایی تشکیل شده که به آنها فیدرهای اولیه گفته می‌شود. هر فیدر شامل یک بخش اصلی یا «فیدر اصلی» که معمولاً یک مدل سه سیمه سه فاز است و شاخه‌ها یا انشعابها که معمولاً از فیدر اصلی منشعب شده‌اند، می‌باشند.

ممکن است در صورت لزوم انشعاب‌های فرعی از انشعاب‌ها جدا شده باشد. ترانسفورماتورهای توزیع فشار متوسط، سه فاز بوده وتوسط فیوز فشار متوسط (فیوز CutOut) در پستهای هوایی محافظت می‌شوند. برای حفاظت ترانسهای