توان الکتریکی که اغلب به عنوان برق یا الکتریسیته شناخته می شود، شامل تولید و ارایه انرژی الکتریکی به میزان کافی برای راه اندازی لوازم خانگی، تجهیزات اداری، دستگاه های صنعتی و فراهم آوردن انرژی کافی برای روشنایی، پخت و پز، گرمای خانگی و صنعتی و فرایندهای صنعتی بکار می رود. 

تاریخچه

اگرچه که الکتریسته به عنوان نتیجه واکنش شیمیایی ای که در یک پیل الکترولیک از زمانی که الساندرو ولتا در سال1800م این آزمایش را انجام داد، شناخته می شده است، اما تولید آن به این روش گران بوده و هست. در سال 1831م، میشل فارادی ماشینی ابداع کرد که از حرکت چرخشی تولید الکتریسته می کرد، اما حدود پنجاه سال طول کشید تا این فن آوری از نظر اقتصادی مقرون به صرفه شود. در سال 1878م، توماس ادیسون جایگزین عملی تجاری ای را برای روشنایی های گازی و سیستم های حرارتی ایجاد کرد و به فروش رساند که از الکتریسته جریان مستقیمی استفاده می کرد که بطور منطقه ای تولید و توزیع شده بود، استفاده می کرد. در سیستم جریان مستقیم ادیسون، ایستگاه های تولید توان اضافی می بایست نصب می شدند. بدلیل اینکه ادیسون قادر نبود سیستمی را تولید کند که به ژنراتورهای چندگانه اجازه بدهد که به یکدیگر متصل شوند، گسترش سیستم او نیاز داشت که تمامی ایستگاه های تولید جدید مورد نیاز ساخته شوند. 

نیاز به نیروگاه های اضافی ابتدا توسط قانون اهم بیان شده است: بدلیل اینکه تلفات با مربع جریان یا بار و با خود مقاومت متناسب است، بکار بردن کابل های طولانی در سیستم ادیسون به مفهوم داشتن ولتاژهای خطرناک در برخی نقاط یا کابل های بزرگ و گران قیمت و یا هر دوی اینها بود. 

نیکولا تسلا که مدت کوتاهی برای ادیسون کار می کرد و تئوری الکتریسته را بگونه ای درک کرده بود که ادیسون درک نکرده بود، سیستم جایگزینی را ابداع کرد که از جریان متناوب استفاده می کرد. تسلا بیان داشت که دو برابر کردن ولتاژ جریان را نصف می کند و منجر به کاهش تلفات به میزان 4/3 می شود و تنها یک سیستم جریان متناوب اجازه انتقال بین سطوح ولتاژ را در قسمت های مختلف آن سیستم ممکن می سازد. او به توسعه و تکمیل تئوری کلی سیستم اش ادامه داد و جایگزین تئوری و عملی ای را برای تمامی ابزارهای جریان مستقیم آن زمان ابداع کرد و ایده های بدیعش را در سال 1887م در 30 حق انحصاری اختراع به ثبت رساند. 

در سال 1888م کار تسلا مورد توجه جرج وستینگهاوس که حق انحصاری اختراع یک ترانسفورماتور را در اختیار داشت و یک کارخانه روشنایی را از سال 1886م درگریت بارینگتون، ماساچوست راه اندازی کرده بود، قرار گرفت. اگرچه که سیستم وستینگهاوس می توانست از روشنایی های ادیسون استفاده کند و دارای گرم کننده نیز بود، اما این سیستم دارای موتور نبود. توسط تسلا و اختراع ثبت شده اش، وستینگهاوس یک سیستم قدرت برای یک معدن طلا در تلورید، کلورادو در سال 1891 ساخت که دارای یک ژنراتور آبی 100 اسب بخار(75 کیلو وات) بود که یک موتور 100 اسب بخار (75 کیلو وات) را در آنسوی خط انتقالی به فاصله 5/2 مایل (4 کیلومتر) تغذیه می کرد. سپس در یک قرارداد با جنرال الکتریک که ادیسون مجبور به فروش آن شده بود، شرکت وستینگهاوس اقدام به ساخت یک نیرگاه در نیاگارا فالس کرد که دارای سه ژنراتور تسلای 5000 اسب بخار بود که الکتریسته را به یک کوره ذوب آلومینیوم در نیاگارا ، نیویورک و به شهر بوفالو، نیویورک به فاصله 22 مایل (35 کیلومتر) انتقال می داد. نیروگاه نیاگارا در 20 آوریل 1895م شروع به کار کرد. 

انرژی الکتریکی در حال حاضر

امروزه سیستم انرژی الکتریکی جریان متناوب تسلا کماکان مهمترین ابزار ارایه انرژی الکتریکی به مصرف کنندگان در سراسر جهان است. با وجود جریان مستقیم ولتاژ بالا (HVDC) برای ارسال مقادیر عظیم الکتریسته در طول فواصل بلند بکار می رود، اما قسمت اعظم تولید الکتریسته، انتقال توان الکتریکی، توزیع الکتریسته وداد و ستد الکتریسته با استفاده از جریان متناوب محقق می شود. 

در بسیاری از کشورها شرکت های توان الکتریکی کلیه زیرساخت ها را از نیروگاه ها تا زیرساخت های انتقال و توزیع در اختیار دارند. به همین علت، توان الکتریکی به عنوان یک حق انحصاری طبیعی در نظر گرفته می شود. صنعت عموماْ به شدت با کنترل قیمت ها کنترل می شود و معمولا مالکیت و عملکرد آن در دست دولت است. در برخی کشورها بازارهای الکتریسته وسیع با تولید کننده ها و فروشندگان الکتریسته، الکتریسته را مانند پول نقد و سهام معامله می کنند.

كشور ماحدود 1% جمعيت جهان را دارد و در حدود 2% از انرژى جهان را مصرف مى نمايد . استفاده از برق ، گاز وسوخت مايع جهت گرمايش از مدتها پيش براى ما به صورت امرى عادى درآمده و امروزه هيچ منزلى نمى تواند بدون استفاده از تجهيزات گرمايشى ، قابل سكونت باشد . سالهااست كه بهاى انواع انرژى افزايش ناچيزى داشته و انرژى گرمايشى با شرايط مناسبى در دسترس مى باشد ، ولى اين وضعيت به دليل شرايط جهانى و افزايش بهاى انرژى ( نفت ، برق و گاز) درحال تغيير است . توليد برق بسيارپر هزينه است به طوريكه براى توليد 1 برق حدود 1000 دلار سرمايه گذارى اوليه نياز است و در طول استفاده از تاسيسات ، هزينه هاى جارى نيز به آن افزوده مى شود . نمودار شماره 1 الگوى مصرف بخش خانگى در روزهاى پيك سال 1382 در پله هاى مختلف مصرف (در مناطق غير گرمسير) را نشان مى دهد . همانطور كه ملاحظه مى شود حدود 52 درصد از مشتركين خانگى حدود 27 درصد انرژى را مصرف مى نمايند كه تاپله مصرف 210 كيلووات ساعت مى باشند و 73 درصد بقيه انرژى مصرفى در اين گروه ، توسط 48 درصد از مشتركين خانگى مصرف مى گردد .

 نمودار شماره(1)

در خطوط توزیع ، برای پایه های واقع در ابتدا و انتهای خط ، و یا برای پایه های قرار گرفته در زاویه و به منظور خنثی کردن نیروی کششی که از یک طرف به پایه وارد می شود ، از سیم فولادی مهار استفاده   می شود این سیم مهار از یک طرف به سر تیر محکم می شود و از طرف دیگر به میله مهار و صفحه مهار در عمق 2 متری داخل زمین محکم می گردد . برای ایمنی و حفاظت بیشتر ( که اگر احتمالاً سیم مهار در بالا از طریق میلگرد تیر بتنی برق دار گردید ، سیم مهار در نزدیکی زمین برق دار نشود ) ، در وسط سیم مهار از مقره مهار استفاده می شود و سیم های مهار از دو طرف به مقره مهار متصل   می شوند . این مقره به گونه ای است که اگر شکسته شود سیم مهار رها نمی شود و البته باید تحمل نیروی کششی سیم مهار را داشته باشند . این مقره به صورت یک شش وجهی استوانه ای می باشد که دارای دو سوراخ عمود بر هم است . سیم مهار از طرف بالا به سوراخ پایینی وارد و از وجه مقابل به روی همان سیم برگشته و پیچانده می شود تا محکم گردد . سیم مهار طرف پایین نیز به طور مشابه ، روی سوراخ بالایی وارد و خارج می شود . بدین ترتیب ، ضخامت بین دو سوراخ ، سیم های بالایی و پایینی مهار را از هم ایزوله می کند .

رشته الكتروتكنيك (برق صنعتي )

برق صنعتي در پيشرفت علم نقش ارزنده اي را ايفا مي كند و علاوه بر نقش كليدي در فضاپيماها و هدايت موشك ها وهواپيما، به صورت بخش اصلي و مهمي از فرايندهاي صنعتي و توليدي نيز درآمده است. بهكمك اين علم مي توان به عملكرد بهينه سيستمهاي پويا، بهبود كيفيت و ارزانتر شدن فرآورده ها، گسترش ميزان توليد، ماشيني كردن بسياري از عمليات تكراري و خسته كننده دستي و نظاير آن دست يافت. هدف سيستم كنترل عبارت است از كنترل خروجي ها به روش معين به كمك وروديها از طريق اجزاي سيستم كنترل كه مي تواند شامل اجزاي الكتريكي، مكانيك و شيميايي به تناسب نوع سيستم كنترل باشد.

ماشین های سنکرون سه فاز Three Phase Sychronous Machines

ماشین های سنکرون ماشین هایی هستند که با سرعت ثابتی با نام سرعت سنکرون می چرخند.این ماشینها جزو ماشین های جریان متناوب(AC) می باشند.در این ماشین ها بر خلاف ماشین های القایی(آسنکرون)،میدان گردان فاصله ی هوایی و روتور با یک سرعت که همان سرعت سنکرون است می چرخند.ماشین های سنکرون دو دسته می باشند:

1-ژنراتورهای سنکرون سه فاز

2-موتورهای سنکرون سه فاز

در تاسیسات الکتریکی مانند شبکه انتقال انرژی ء مولدها وترانس ها وتجهیزات واسباب و ادوات دیگر برقی در اثر نقصان  عایق بندی  ویا ضعف استقامت  الکتریکی ء دینامیکی و الکتریکی در مقابل فشارهای ضربه ای پیش بینی  نشده و همچنین در اثر ازدیاد بیش از حد مجاز درجه حرارت ء خطاهایی پدید می آید که اغلب موجب قطع انرژی می گردد.

برای کامل خواندن متن به ادامه مطلب مراجعه کنید.

رلۀ بوخ هلتس یک رلۀ حفاظتی برای دستگاهی است که توسط روغن خنک میشود و یا از روغن به عنوان ایزولاسیون در آن استفاده شده است و دارای ظرف انبساط نیز می باشد . این رله با بوجود آمدن گاز یا هوا در داخل منبع روغن دستگاه و یا پائین رفتن سطح روغن از حد مجاز و یا در اثر جریان پیدا کردن شدید روغن بکار می افتد و سبب به صدا درآوردن سیگنال و دادن علامت می شود و یا اینکه مستقیماً دستگاه خسارت دیده را از برق قطع می کند . رلۀ بوخ هلتس به قدری دقیق است که به محض اتفاق افتادن کوچکترین خطائی عمل می کند و مانع آنمی شود که دستگاه خسارت زیادی ببیند . اگر از این رله برای ترانسفورماتور روغنی استفاده شود ، خطاهائی که سبب بکار انداختن رلۀ بوخ هلتس می شوند عبارتند از :

• جرقه بین قسمتهای زیر فشار و هستۀ ترانسفورماتور
• اتصال زمین
• اتصال حلقه و کلاف
• قطع شدن در یک فاز
• سوختن آهن
• چکه کردن روغن از ظرف روغن و یا از لوله های ارتباطی.

برای خواندن کل متن به ادامه مطلب مراجعه کنید .

رلة ديستانس يك رلة حفاظتي است كه زمان قطع آن تابع مقاومت طول سيم مي‌باشد. در اغلب اوقات بايد زمان قطع رله تابع محل اتصال كوتاه نسبت به رله باشد و از اين جهت بايد زمان قطع رله، تابع جهت يعني از انرژي اتصال كوتاه نيز گردد. لذا هر چه محل اتصالي از رله دورتر باشد، مقاومت ظاهري قطعه سيم بين محل اتصال تا رله بزرگتر شده و در نتيجه مقاومت اهمي و غير اهمي آن نيز بزرگتر مي‌گردد.
عامل مؤثر در لة ديستانس مي‌تواند يكي از عوامل : 
1. مقاومت ظاهري ( امپرانس)
2. هدايت ظاهري ( ادميتانس) 
3. مقاومت اهمي ( دزيستانس)
4. هدايت اهمي ( كندوكتانس) 
5. مقاومت غيراهمي ( راكتانس)
6. امپدانس اختلاط 
7. هدايت غيراهمي ( سوسپتانس ) باشد.

برای کامل خواندن متن به ادامه مطلب مراجعه کنید.

امید دارم مورد توجهتون قرار بگیره

دانلود