فول فایل

آشنايي كلي با سيستم قدرت الكتريكي . تاريخچه فكر استفاده از منابع انرژي موجود در طبيعت در راه انجام مقاصد، از روزگاران نخست با بشر همراه بوده است. در ابتدا تنها انرژي قابل استفاده صرفا نيروي بدني بود كه اين قدرت را در تمدن هاي پيشرفته به وسيله اهرم ها و قرقره ها به صورتهاي مختلف تبديل مي نمودند. اولين منابع انرژي خارجي كه شناخته شد، استفاده از قدرت حيوانات و آب و باد بود كه به منظور حمل بار، آماده ساختن زمين و كار انداختن آسياب ها به كار گرفته مي شدند. تحول بزرگ در استفاده از منابع انرژي در حقيقت از زمان شناختن قدرت بخار آب توسط « جيمز وات» آغازشد كه با ساختن ماشين بخار توانست براي بشر عصر جديدي را آغاز نمايد. از اين پس سير تكاملي استفاده از منابع انرژي طبيعت به سرعت صورت گرفت. به طوري كه در حال حاضر با استفاده از توربين هاي آبي و بكاربردن قدرت اتمي در نيروگاههاي هسته اي، مسئله تبديل قدرتهاي عظيم تا حدود زيادي حل شده است. پس از شناخت منابع انرژي و توليد قدرت، موضوع قابل استفاده بودن و سهولت بكارگيري اين انرژي پيش مي آيد. براي اينكه انرژي توليد شده مفيد واقع شود بايد داراي خصوصياتي باشد كه عبارتند از: قابليت انتقال آسان. راندمان انتقال بالا. سهولت بكارگيري عمومي. قابليت كنترل توسط مصرف كننده . قابليت تبديل به صورت هاي مختلف انرژي. ويژگي هايي كه ذكر شد در انرژي الكتريكي بيش از ساير انرژي ها جمع مي باشد چراكه مثلا اگر انرژي مكانيكي را در نظر بگيريم، انتقال آن حتي به فاصله چند صد متر احتياج به تجهيزات فوق العاده زيادي دارد و علاوه بر اين راندمان انتقال آن نيز مناسب نمي باشد. در مرحله بعدي توزيع و كنترل آن براي مصرف كننده و تبديل آن به صورت‌هاي ديگر انرژي به صورت مستقيم بي نهايت مشكل و حتي در مواردي غير علمي است. در صورتي كه انرژي الكتريكي با وجود پيشرفتهايي كه در اين فن حاصل شده كليه ويژگي‌هاي لازم را دارا مي باشد. كنترل آن توسط مصرف كننده صرفا به وسيله چند كليد امكان پذير بوده و تبديل آن به انواع انرژي ها از قبيل مكانيكي، نوراني، حرارتي، شيميايي و ... با لوازمي كه ساخته شده در كمال سادگي و سهولت انجام مي گيرد. بالاتر اين كه در محل مصرف داراي هيچ گونه آلودگي محيطي نيست. با عنايت به ويژگي هايي كه از انرژي الكتركي شناخته شد، فكر توليد و توزيع انرژي به صورت انرژي الكتريكي تقويت گرديد تا اين كه انرژي الكتريكي اول بار به صورت جريان دائم توليد و توزيع شد و اولين خط انتقال مربوط به آن در سال 1882 توسط «اسكار ميلر» و « مارلن ديرز» بين مونيخ و مير باخ كشيده شد. مهمترين اشكالي كه در توليد و توزيع انرژي الكتريكي به صورت جريان دائم به چشم مي خورد، دشواري تبديل ولتاژ در اين سيستم بود، چون براي مصرف كننده احتياج به ولتاژ محدودي بود و از اين جهت خطوط انتقال و توزيع نيز نبايد در اين ولتاژ كار مي كردند و از اين نظر تلفات قدرت سيستم زياد بود،به خصوص وقتي كه تقاضاي قدرت الكتريكي در منطقه اي افزايش مي يافت. در ولتاژ انتقال و توزيع محدود جريان دائم، دامنه جريان زياد مي گشت و اين امر باعث افزايش مجذوري تلفات قدرت و در نتيجه پايين آمدن بازده سيستم مي شد. براي رفع اين نقيصه با توجه به رابطه افت قدرت 2p = R.I يا بايستي سطح مقطع خطوط را قطورتر انتخاب مي نمودند كه خود باعث قوي تر شدن دكل ها، بست هاي مكانيكي ودر نتيجه غير اقتصادي تر شدن سيستم مي شد يا اين كه به نحوي بايستي دامنه جريان انتقالي را كاهش مي دادند كه اين امر در جريان دائم با افزايش دامنه ولتاژ در توان ثابت انتقال امكان پذير نبود. پس بنا به دلايل فوق اين سيستم توزيع و انتقال انرژي در مسافتهاي طولاني و مقادير توان عظيم با مشكل مواجه شد و كارآيي خود را از دست داد. با مطرح شدن ماشين هاي جريان متناوب سينوسي كه از نظر ساختمان و نحوه ساخت، نسبت به ماشين هاي جريان دائم ساده تر بودند و با عنايت به اين امر كه تغيير سطح ولتاژ در سيستم جريان متناوب به سهولت انجام مي پذيرد، براي توليد، انتقال و توزيع انرژي الكتريكي از سيستم تك فاز جريان متناوب سينوسي به جاي جريان دائم استفاده گرديد. علت انتخاب شك موج سينوسي علاوه بر سادگي توليد آن، ثابت ماندن شكل آن در تبديل ولتاژ توسط ترانسفورماتورها بود، زيرا در غير اين صورت شكل موجي جرياني كه در محل هاي مختلف در اختيار مصرف كننده ها قرار مي گرفت متفاوت مي شد و اشكالات زيادي در استفاده از انرژي الكتريكي پديد مي آمد.