سیستم قدرت (به طور کلی)

[فرشاد اکرمی]

با سلام به همه برو بچ 380 ولت!!!
این بحث جدید در مورد سیستمهای قدرته!!!
از دوستان هم خواهش می کنم که توی بحث شرکت کنند و دست آخر یه مقاله کلی درست کنیم تا به درد بقیه دوستان هم بخوره...
منتظر جوابهاتون هستم..

[فرشاد اکرمی]

پاسخ : سیستم قدرت (به طور کلی)


مقدمه:
انرژی الکتریکی رایج ترین نوع انرژی است ، زیرا به آسانی و با بازده بالا و هزینه مناسب قابل انتقال است.
اولین شبکه برق ایالات متحده در سال 1882 در نیروگاه پرل استریت در شهر نیویورک توسط توماس ادیسون تاسیس گردید.این نیروگاه برای روشنائی منطقه جنوبی مانهاتان ، قدرت dc تحویل می داد. این قدرت توسط ژنراتورهای dc تولید و بوسیله کابلهای زیرزمینی توزیع می گردید. در همان اولین ژنراتور آبی در اپلتون – ویسکانسین نصب شد. در طی چند سال شرکتهای زیادی تاسیس گردیدند که همگی تحت امتیاز ادیسون ، برای روشنایی انرژی تولید می کردند.به دلیل تلفات بیش از حد، RI2 در ولتاژ پایین ،شرکتهای ادیسون می توانستند فقط در فاصله کوتاهی از نیروگاههای خود انرژی را تحویل دهند.
با اختراع ترانسفورماتور (ویلیام استنلی – 1885)برای افزایش سطح ولتاژ ac در انتقال و توزیع و ابداع موتور القایی (نیکلا تسلا-1888) برای جایگزینی موتورهای dc ، مزایای سیستم ac مشخص شد و موجب گستردگی هر چه بیشتر سیتم ac گردید. مزیت دیگر سیستم ac اینست که به دلیل عدم وجود کموتاتورها در ژنراتورهای ac می توان به راحتی قدرت بیشتری را در ولتاژ بالاتر تولید کرد.
در ایالات متحده ، اولین سیستم یکفاز ac در شهر ارگان قرار داشت که قدرت توسط دو توربین آبی 300hp تولید و در ولتاژ 4KV به پورتلند انتقال می یافت. شرکت ادیسون کالیفرنای جنوبی در سال 1893 اولین سیستم سه فاز AC را با ولتاژ 2.3KV نصب کرد . در سرتاسر کشور تعداد زیادی شرکت برق تاسیس شد . در آغاز، این شرکتها در فرکانسهای متفاوتی کار می کردند که هر یک از آنها فرکانسی از 25Hz تا133Hz داشت. اما، همان گونه که نیاز اتصال به شبکه شرکهای دیگر و عملکرد موازی آشکار می گشت ، در سرتاسر ایالات متحده و کانادا فرکانس استاندارد 60Hz اختیارگردید.اکثر کشورهای اروپایی سیستم 50Hz را انتخاب کردند. از آن زمان به طور دائمی و مستمر ولتاز انتقال افزایش یافته است و در ایالات متحده برای اولین بار در سال 1969 ولتاژ فوق فشار قوی (EHV ) 756KV به صورت تجاری مورد بهره برداری قرار گرفت.
برای انتقال قدرت در فواصل خیلی طولانی ، اقتصادی تر آنست که ولتاژ فوق فشار قوی ac را به ولتاژ فوق فشار قوی dc تبدیل کرده ، قدرت را روی دو خط انتقال داده و در سمت دیگر دوباره آنرا به ac برگرداند. مطالعات نشان می دهند که وقتی فاصله انتقال 500Km یا بیشتر باشد ، با صرفه تر اینست که خطوط dc مد نظر قرار گیرند . خطوط dc راکتانس نداشته و در مقایسه با هادی هم اندازه خطوط ac توانایی انتقال قدرت بیشتری را دارد.انتقالdc ، به ویژه زمانی که دو سیستم بزرگی که نسبتا فاصله زیادی از هم دارند و باید به یکدیگر متصل شوند، مفید تر است.خط ارتباطی انتقال dc میان دو سیستم بزرگ با قدرت بالا به عنوان رابط آسنکرون (ناهمگام)عمل کرده و مشکلات ناپایداری ذاتی ac را حذف می نماید. مشکل اصلی ارتباط dc تولید هارمونیکهایی است که نیاز به فیلتر دارند و همچنین در دو سمت خط به میزان زیادی جبران سازی توان راکتیو ضروری خواهد بود . اولین خط dc با ولتاژ ±400KV در ایالات متحده ، خط ارتباطی پاسیفیک به طول 850 مایل و میان ارگان و کالیفرنیا بود که در سال 1970 ساخته شد.
تمامی ایلات متحده با یک شبکه کلی که شبکه قدرت نامیده می شود به یکدیگر متصل شده است.بخش کوچکی از شبکه متعلق به دولت مرکزی و شهرداری است ولی مالکیت بخش عمده آن در دست شرکتهای خصوصی می باشد . سیستم به نواحی جغرافیایی متعددی که تسهیلات اشتراکی قدرت نامیده می شوند تقسیم شده است . در یک سیستم بهم پیوسته به ژنراتورهای کمتری به عنوان ذخیره اوج بار و ذخیره چرخان نیاز خواهد بود.همچنین ، بهم پیوستگی شبکه موجب اقتصادی تر شدن تولید و انتقال انرژی شده و قابلیت اعتماد را نیز افزایش می دهد چون می توان به آسانی قدرت را از یک منطقه به مناطق دیگر انتقال داد. گاهی اوقات ، برای شرکتهای برق ارزانتر است که به جای تولید بوسیله نیروگاههای قدیمی خود ، قدرت را به صورت عمده از شرکتهای برق مجاور خریداری کنند.


ساختار صنعت برق:
بخش عمده تولید برق در ایالات متحده توسط شرکتهای یکپارچه شده متعلق به سرمایه گزاران (IOU )تولید می شود.بخش کوچکی از تولید متعلق به دولت مرکزی است مانند TVA و BPA . در حال حاضر ، سیستم ببرق ایالات متحده با دو نوع مقررات و آئئین نامه جداگانه اداره می شود.یکی از آنها انجمن تنظیم انرژی دولت مرکزی FERC است که قیمت عمده فروشی برق ، مناسبات و شرایط خدمات را تنظیم می کند ، دیگری انجمن تضمین وثیقه و مبادله SEC است که ساختار تجارت صنعت برق را کنترل می نماید.
سیستم انتقال شرکتهای برق در ایالات متحده و کانادا به یکدیگر وصل شده و شبکه قدرت بزرگی را بوجود آورده است که سیستم قدرت بهم پیوسته آمریکای شمالی نامیده می شود.این شبکه قدرت به چندین تسهیلات اشتراکی قدرت تقسیم شده است . این تسهیلات اشتراکی قدرت شامل چندین شرکت مجاور و همسایه است که با همکاری یکدیگر موجب برنامه ریزی تولید به صورت اقتصادی می گردند. یک سازمان که به صورت خصوصی اداره و شورای قابلیت اعتماد برق آمریکای شمالی NERC نامیده می شود مسئولیت حفظ استانداردها و قابلیت اعتماد سیستم را برعهده دارد. این شوراNERC با همکاری و تعاون هر یک از تولید کنندگان و توزیع کنندگان برق و برای تضمین قابلیت اطمینان سیستم کار می کند و خدمات خود را با همکاری FERC و دیگر سازمانها مانند انستیتو برق ادیسون EEI هماهنگ می نماید. در حال حاضر NERC چهار برق منطقه ای مجزا و مشخص دارد. این مناطق عبارتند از : شورای قابلیت اعتماد برق تگزاس ERCOT ، شورای همکاری ایالات غربی WSCC ، شبکه به هم پیوسته شرقی که شامل تمامی ایالاتهای آمریکا و استانهای کانادا و اقع در شرق کوههای راکی (بجز تگزاس) است، و هیدرو-کبک که با شمال شرق خط ارتباطی DC دارد. این مناطق که از لحاظ الکتریکی مجزا هستند با یکدیگر تبادل قدرت دارند اما به صورت الکتریکی با هم سنکرون (همگام ) نیستند.
صنعت برق در ایلات متحده از زمان آزاد شدن مقررات در مخابرات ، گاز و صنایع دیگر، دچار تغییرات اساسی شده است. تجارت تولید برق سریعا به بازار وابسته می شود. این تغییری مهم و اساسی در صنعتی است که تا دهه قبل ویژگی آن انحصارات یکپارچه و بزرگ بوده است.پیاده سازی دسترسی آسان به انتقال ، منجر به بازارهای عمده و خرده فروشی گردیده است.در ، آینده احتمال دارد که شرکتهای برق به بخشهای تولید ، انتقال و خرده فروشی تقسیم شوند.امکان دارد که شرکتهای تولید کننده برق به جای توزیع کنندگان محلی مستقیما به مصرف کنندگان برق بفروشند.این امر می تواند موجب حذف انحصاری که در حال حاضر در اختیار توزیع کنندگان برق است گردد. توزیع کنندگان به جای خرده فروشی برق می توانند خدمات خود را به عنوان توزیع کننده برق ارائه نمایند.احتمالا ساختار خرده فروشی توزیع قدرت شبیه شاختارجاری صنعت مخابرات و تلفن خواهد شد. مصرف کنندگان این انتخاب را خواهند داشت که از کدام یک از ژنراتورها برق را خریداری نمایند.در صورتی که کل صنعت انرژی الکتریکی به صورت آزاددر آید آنگاه مصرف کنندگان نهایی می توانند از میان کل ژنراتورهای سرتاسر کشور یکی را انتخاب نمایند.دلالهل و بازاریابهای انرژی الکتریکی نقش مهمی را در این صنعت جدید و رقابتی ایفا خواهند نمود.در حال حاضر،توانائی خرده فروشی برق به مصرف کننده نهائی وجود دارد ولی این برنامه آزمایشی تنها در تعداد محدودی از ایالات اجرا می شود.
برای ایجاد محیط رقابتی در بازار برق تلاشهای زیادی صورت گرفته تا افزایش بازده بیشتر شود.بنابراین،صنعت برق با مشکلات جدیدی روبرو شده که یکی از با اولویت ترین آنها قابلیت اعتماد،یعنی تغذیه مستمر و بدون وقفه به کلیه مصرف کنندگان برق است. تغییر ساختار و آزادسازی شرکهای برق همراه با پیشرفتهای اخیر در فن آوری موجب جلب بدون مقدمه و ایجاد فرصتهایی برای پژوهش در زمینه سیستمهای قدرت گردیده و فرصتهای جدیدی را برای مهندسان جوان سیستمهای قدرت ایجاد کرده است.

[فرشاد اکرمی]

پاسخ : سیستم قدرت (به طور کلی)

- سیستم قدرت پیشرفته:
سیستم قدرت امروزی ، شبکه ای است به هم پپیوسته و پیچیده که در شکل زیر نشان داده شده است .سیستم قدرت را می توان به چهار قسمت زیر تقسیم نمود:
# تولید
# انتقال و فوق توزیع
# توزیع
# بار

[*محمد*]

پاسخ : سیستم قدرت (به طور کلی)

مزایای سیستم HVDC نسبت به سیستمهای aC:
1- استفاده از دوسیم به جای استفاده از سه سیم(صرفه اقتصادی)
2-قابلیت اعتماد (زیرا در صورت وقوع خطا می توان هنوز از یک سیم قدرت انتقالی را انتقال داد)
3-نیاز به فضای کمتر پایه های کوچکتر
4-مسئله حفظ سنکرونیزم وجود ندارد
5-عدم نیاز به فرکانس های یکسان
6-تلفات کمتردر خطوط HVDC ؟(چرا؟جواب بدهید
6- محدودیت پایداری وجود ندارد

لازم به ذکر است هزینه بسیار زیاد برای این خطوط به دلیل مبدل های ابتدای خط و انتهای خط صرفه اقتصادی آن را برای فواصل کم
توجیهی ندارد ولی برای خطوط طولانی 600 تا 900 کیلومتر و قدرتهای بیشتر از 1000 مگاوات هزینه های خطوط DC کمتر از AC
می باشد

[فرشاد اکرمی]

پاسخ : سیستم قدرت (به طور کلی)

دوستان شرمنده!!!
قسمتهای بعدی مقاله رو هم دارم می نیویسیم ...
می خواستم هر شب یه قسمتشو بزارم ... ولی چون توش محاسبات و یه چیزایی هست که نمی شه توی انجمن گذاشت .. مجبور شدم که pdf کنم.... تا چند روز دیگه کلشو می زارم..
ولی همینجا از آقا محمد هم تشکر می کنم به خاطر مطالبشون... از بقیه دوستان هم خواهش می کنم اگر مطلبی داشتن که فقط نوشته بود همینطوری توی انجمن بزارن..

موق و پیروز باشید.

[amirpar]

پاسخ : سیستم قدرت (به طور کلی)

منتظر بقیه هستیم

[فرشاد اکرمی]

پاسخ : سیستم قدرت (به طور کلی)

منتظر بقیه هستیم

شرمنده ! دیگه اصلا وقت نمی کنم که بقیشو بزارم !