محدودیت توان درخطوط انتقال

فرآیند جابجایی توان الکتریکی را انتقال انرژی الکتریکی گویند. این فرآیند معمولاً شامل انتقال انرژی الکتریکی از مولد یا تولید کننده بهپستهای توزیع نزدیک شهرها یا مراکز تجمع صنایع است و از این پس یعنی تحویل انرژی الکتریکی به مصرف کننده‌ها در محدوده توزیع انرژی الکتریکی است. انتقال انرژی الکتریکی به ما اجازه میدهد تا به راحتی و بدون متحمل شدن هزینه حمل سوختها و همچنین جدای از آلودگی تولید شده از سوختن سوختها در نیروگاه، از انرژی الکتریکی استفاده کنیم. حال آنکه در بسیاری موارد موارد انتقال منابع انرژی مانند باد یا آب سدها غیر ممکن است و تنها راه ممکن انتقال انرژی الکتریکی است.

امروزه خطوط انتقال ولتاژ، بیشتر شامل خطوطی با ولتاژ بلاتر از ۱۱۰ کیلوولت می‌شوند. ولتاژهای کمتر، نظیر ۳۳ یا ۶۶ کیلوولت به ندرت و برای تغذیه بارهای روشنایی در مسیرهای طولانی مورد استفاده قرار می‌گیرند. ولتاژهای کمتر از ۳۳ کیلوولت معمولاً برای توزیع انرژی الکتریکی مورد استفاده قرار می‌گیرند. از ولتاژهای بیشتر از ۲۳۰ کیلوولت با نام "ولتاژهای بسیار بالاً

(extra high voltage) یاد می‌شود چراکه بیشتر تجهیزات مورد نیاز در این ولتاژها با تجهیزات ولتاژ پایین کاملاً متفاوتند.

پدیده کرونا Corona Phenomenon

یکی از پدیده هایی که در ارتباط با تجهیزات برقدار از جمله خطوط انتقال فشار قوی مطرح میشود، کرونا است.

میدان الکتریکی در نزدیکی ماده رسانا می تواند به حدی متمرکز شود که هوای مجاور خود را یونیزه نماید. این مسئله میتواند منجر به تخلیه جزئی انرژی الکتریکی شود، که به آن کرونا میگویند.

پدیده کرونا در اطراف خطوط فشار قوی که جریان متناوب دارند باعث مقداری تلفات الکتریکی و در شدیدترین حالت منجر به قوس الکتریکی و تخلیه کامل میشود.

مهمترین علامت آن بوجود آمدن هاله ای نورانی اطراف خطوط فشار قوی است .

کرونا در واقع یونیزه شدن نیتروژن هوا است و علت وجود تلفات انرژی ایجاد نور و حرارت در اطراف سطح هادی است.

نشانه های کرونا شامل نور که بسته به شدت کرونا طول موج آن از مادون قرمز تا ماورای بنفش تغییر میکند. نشانه‌های دیگر صدای جرقه‌های کوچک الکتریکی و تشکیل گاز ازن (که بوی آن در محیط اطراف قابل تشخیص است) و بوجود آمدن اسیدنیتریک در اثر ترکیب نیتروژن جدا شده از هوا با رطوبت موجود در هوا است که به صورت گرد سفید اطراف سیم ها نمایان میشود.

اگر ولتاژ متناوبی را بین دو هادی که در نزدیکی یکدیگر قرار دارند اعمال کنیم و آن را به تدریج افزایش دهیم به وضعیتی می رسیم که پدیده کرونا اتفاق می افتد.

اگر سطح هادی ناهموار باشد در لبه ها و نقاط تیزتر به علت افزایش چگالی بار، کرونا شدیدتر خواهد بود و پرتو نور ساطع شده درخشان تر است . همچنین اگر فاصله بین هادیها بسیار کم باشد قبل از تشکیل کرونا جرقه صورت می گیرد.

پدیده کرونا همچنین سبب تداخل در امواج رادیویی میشود.

ارتینگ در خطوط انتقال نیرو

بین سالهای 1880 تا 1892 خطوط انتقال و توزیع برق بدون اینکه نقطه نوترال یا نول زمین شده داشته باشند احداث می شدند و هیچ نقطه ای از شبکه و تجهیزات ارت نمی شدند و اساسآ مفهومی به نام ارت وجود نداشت.

مشکلات برق گرفتگی و آتش سوزی در منازل و اماکن عمومی و صنعتی وجود داشت بدون اینکه فیوزهای حفاظتی نصب شده در شبکه عیوب راتشخیص بدهند.

مشکلات ادارات بیمه جهت جبران خسارت بیشتر و بیشتر می شد و به طور موازی تحقیقاتی جهت کاهش این خطرات به عمل می آمد.

در سال 1923 فرانسه نیز در استانداردهای ملی کشورش ارت کردن بدنه تجهیزات برقی را الزامی نمود.

همانطور که در تاریخچه نیز اشاره شد به خاطر حفظ پایداری شبکه برق و مسائل دیگر در سال 1927 به بعد اتصال نول به زمین اجباری شد که در اینحالت وضعیت به صورت زیر قابل بیان است :

اتصال فاز به زمین میتواند فیوز را سوزانده و مدار و تجهیزات را محا فظت کند.

اتصال نول به زمین خطری برای شبکه و تجهیزات ندارد.

اتصال بدن انسان به یک فاز( تنها) بسیار خطرناک است.

مقره های خطوط انتقال نیرو

در شبکه های توزیع برق مانند خطوط انتقال ، به تجهیزاتی نیاز است که بتوانند نقش عایقی و جداسازی قسمتهای تحت ولتاژ را از دیگر قسمتها داشته باشند.

طبق تعریف(مقره)به وسیله ای گفته می شود که دارای مقاومت الکتریکی بالایی بوده و بین هادی ها سازه های نگه دارنده قرار می گیرند.مقره علاوه بر عایق نمودن هادی نسبت به پابه ( و همچنین نسبت به زمین) ارتباط مکانیکی هادی و زمین را نیز تشکیل می دهدمقره ها از اجزاء مهم شبکه های فشار قوی می باشد که بر حسب ولتاژ مورد استفاده و شرایط محیطی از نظر آلودگی و رطوبت ، شکل خاصی به خود می گیرند.

کاهش ولتاژ مد مشترک ، تلفات و تداخلات الکترومغناطیسی در اینورتر PWM درایو موتورهای القایی با استفاده از تکنیک کلیدزنی نرم

موتورهای الکتریکی دارای کاربردهای صنعتی، تجاری و خانگی هستند و حوزه های وسیعی از مقادیر توان، سرعت و کارایی را دارا می باشند. در هر خودروی مدرن بیش از 15 موتور الکتریکی (شامل سیستم استارت موتور، بالابر پنجره ها، صندلی ها و آینه ها) استفاده می شود.

امروزه در صنعت، ماشینهای متفاوت و با سرعت های مختلف مورد استفاده قرار می گیرد که موارد قابل ذکر عبارتند از : ماشین برش فلزات ، چرثقیل الکتریکی ، ماشینهای مربوط به حمل ونقل وانواع مختلف وسایل چاپ ، معدن ذغال سنگ و صنایع دیگر . برای مثال چرخاننده الکتریکی در ماشین برش فلزات ، سرعت سیستم می باید مطابق با نوع کار ، فلز و کیفیت نوع برش واندازه قطعه مورد نظر ، قابل تنظیم باشد .

سرعت چرخش میدان دوار در موتورهای القایی تابع فرکانس منبع و تعداد قطب‌های استاتور است. پیش از پیشرفت المان‌های الکترونیک قدرت تغییر فرکانس موتورهای القایی به راحتی ممکن نبود و این کاربرد این نوع موتورها را محدود می‌کرد.

کاهش و حذف هارمونیک در شبکه های توزیع توسط فیلترهای فعال و غیر فعال

با پیشرفت تکنولوژی و استفاده روز افزون از تجهیزات با تکنولوژی بالا مانند کامپیوترها و کنترل کننده های برنامه پذیر منطقی ( PLC) که وابستگی بیشتری

به انرژی الکتریکی و کیفیت آن دارند، دیگر تنها استفاده از انرژی الکتریکی مورد پذیرش نبوده، بلکه کیفیت و خصوصیات برق تحویلی نیز مهم است.

از سوی دیگر گسترش روز افزون استفاده از تجهیزاتی مانند کنترل کننده های سرعت، محرکه های تغییر دهنده فرکانس و خازن هایی که برای اصلاح توان راکتیو به کار می روند، همگی موجب کاش کیفیت برق و ایجاد مشکلات متعدد برای تجهیزات الکترونیکی می شود. لذا با در نظر گرفتن افزایش حساسیت تجهیزات و استفاده روز افزون از تجهیزاتی که موجب کاهش کیفیت برق می شوند، مبحث کیفیت برق روز به روز از اهمیت بیشتری برخوردار می گردد.

شبکه قدرت ایده ال شبکه ای است که در آن انرژی الکتریکی به صورت ولتاژ و جریان سینوسی در فرکانس ثابت و در سطوح ولتاژ مشخص از سوی نیروگاه ها به مراکز مصرف منتقل می شوند. اما در عمل وجود و تجهیزات با مشخصه غیر خطی و بخصوص ادوات الکترونیک قدرت در بخش های مختلف تولید، انتقال و مصرف انرژی الکتریکی، موجب پیدایش اعوجاجات هارمونیکی در شکل موج سینوسی جریان ولتاژ در شبکه قدرت می شود. این موضوع اهمیت آشنایی و مطالعه هارمونیک ها در شبکه قدرت را به عنوان یک شاخه جدید در مهندسی قدرت مطرح می نماید.

لذا در این پروژه سعی بر آن داشتم که از چگونگی تولید هارمونیک ها و اثرات آنها تا راه های کاهش هارمونیک ها مباحثی هر چند اندک بیان شود. امید بر آن است که حق مطلب ادا گردیده باشد.

افزایش توان در شبکه قدرت توسط منابع تولید پراکنده

زمانی که بحث مولدهای پراکنده در نقاط مختلف دنیا رواج یافته است، تاکنون مباحث زیادی در این خصوص مفتوح مانده و با توجه به جدید بودن ایده بکارگیری گسترده از این واحدها و نحوه مشارکت بخش­های غیردولتی و همچنین نحوه حمایت دولت برای بهره­برداری از آنها این بحث هنوز بصورت قانونی مدون استخراج نگردیده است. سازندگان اصلی این نوع مولدها همواره به دنبال کاهش هزینه­های مربوط به طراحی، ساخت و خدمات پس از فروش بوده­اند. در حال حاضر به دلیل بکارگیری تکنولوژی­های جدید برخی از انواع این مولدها همچنان دارای سرمایه­گذاری پایه اولیه بالایی بوده و قیمت تمام­ شده­­ برق تولیدی آنها قابل رقابت با رویه­های جاری نیست.