دانلود تحقیق انرژی برق

فصل اول

مقدمه

انجام هر کار یا فعالیتی مستلزم صرف مقداری انرژی است. انرژی شیمیایی، انرژی حرارتی، انرژی مکانیکی و انرژی الکتریکی برخی از انواع مهم انرژی می باشنند. انرزی الکتریکی به علت سهولت تولید وانتقال وتوزیع وبه علت تبدیل به انواع دیگر انرژی امروزه در جهان کاربرد بسیار وسیعی دارد. نمونه ای از کاربرد های گوناگون آن عبارتند از:

الف) استفاده از انرژی الکتریکی به منظور تأمین روشنایی

انرژی الکتریکی در تأمین روشنایی خانه ها، مغازه ها، کارخانجات، ادارات و بیمارستان ها وغیره کاربرد دارد. به علت وسعت این مورد استفاده وگوناگونی آن امروزه در مهندسی برق شاخه ای موسوم به مهندسی روشنایی به آن اختصاص یافته است.

ب) انرژی الکتریکی به منظور تولید حرارت

نمونه های از کاربرد انرژی الکتریکی به منظور تولید حرارت در اتوی برقی، فرهای آشپزخانه، آبگرمکن، انواع دستگاه های خشک کن وغیره می باشد.

پ) انرژی الکتریکی به منظور تأمین قدرت

این کاربرد بخش بسیار گسترده ووسیعی را در صنعت به خود اختصاص می دهد که به عنوان نمونه های از این کاربرد را می توان در کارخانجات، صنایع، اتوبوس های برقی، ماشین های لباسشوی، ظرفشوی، جاروب برقی وغیره نام برد.

با توجه به موارد مذکور درمی یابیم که انرژی الکتریکی در میان انواع دیگر انرژی ها داراری اهمیت زیاد وجایگاه ویژه ای می باشد.

کلیات

در این فصل بخش های اساسی یک سیستم قدرت الکتریکی، اهمیت سیستم های توزیع انرژی الکتریکی، اهم وظایف شرکت های توزیع وشبکه های الکتریکی از دید گاه های مختلف مورد بررسی قرار گرفته است.

1-1- بخش های اساسی یک سیستم قدرت الکتریکی

هر سیستم قدرت الکتریکی از سه بخش اساسی، تولید وانتقال وتوزیع به شرح زیر تشکیل می شود:

الف) مراکز تولید یا نیروگاه ها: این مراکز انرزی الکتریکی را تولید می کنند.

ب) سیستم های انتقال انرژی الکتریکی: برای انتقال انرژی الکتریکی تولیدی که اغلب در فواصل دور از مراکز مصرف قرار دارند وهمچنین انتقال قدرت های بزرگ به مراکز مصرف از سیستم های انتقال استفاده می شود. در حال حاضر در کشور ما، ولتاژهای انتقال 132kv،230kv، 400kv، می باشد.

پ) سیستم های توزیع انرژی الکتریکی: این سیستم ها انرژی الکتریکی مورد نیاز مشترکین خانگی، تجاری وبرخی از صنایع کوچک را به ولتاژ اولیه توزیع 20 کیلو ولت ویا 33 کیلو ولت(در مناطقی از ایران مانند منطقه خوزستان) ویا ولتاژ ثانویه توزیع 220 ولت تک فاز و380 ولت سه فاز تأمین می کنند

(تصاویر در فایل اصلی موجود است.)

 شکل (1-1) شمای کلی وتک خطی یک سیستم قدرت را نشان می دهد

2-1- اهمیت سیستم های توزیع در صنعت برق

اگر کل سرمایه گذاری در صنعت برق را 100% فرض کنیم سهم سرمایه گذاری در هر یک از بخش های تولید، انتقال وتوزیع حدوداً به شرح زیر است:

سرمایه گذاری در بخش تولید حدوداً 40%

سرمایه گذاری در بخش انتقال حدوداً 20%

سرمایه گذاری در بخش توزیع حدوداً 40%

بنابر این ملا حضه می شود که قسمت عمده سرمایه گذاری در صنعت برق هرکشور به بخش های تولید وتوزیع اختصاص دارد وبخش توزیع یک درصد سرمایه گذاری حدود□ برابر درصد سرمایه گذاری در بخش تولید را در بر می گیرد. از این رو می توان  گفت که سیستم های توزیع جایگاه ویژه ای را در صنعت برق هر کشور دارا می باشند وبدین جهت است که ضرورت دارد برنامه ریزی وطراحی این سیستم ها به طور بهینه واقتصادی انجام پذیرد تا برگشت سرمایه دچار مشکل نگردد.

3-1- اهم وظایف شرکت های توزیع برق

اهم وظایف شرکت های توزیع برق عبارتند از:

● ارائه خدمات با کیفیت قابل قبول یعنی تأمین ولتاژ ثابت وفرکانس ثابت جهت مصرف کننده.

برای اینکه ولتاژ قابل قبول در دو سر مصرف کننده تأمین شود افت ولتاژمجاز نبایستی در قسمت های مختلف شبکه توزیع از درصد معینی تجاوز کند(موضوع بحث، در بخش محاسبات)، (اهمیت تأمین فرکانس ثابت، در مباحث پایداری سیستم های قدرت مورد بررسی قرار می گیرد که خارج از مبحث این کتاب می باشد).

● تداوم سرویس

خاموشی وقطع برق در سیستم به خوبی طراحی شده نباید وجود داشته باشد  مگر در اثر حوادث کاماً استثنایی

● سازگاری تعرفه ها با تعرفه های بین المللی

● ایمن بودن شبکه توزیع

در همه کار های روزمره زندگی باید ایمنی مد نظر باشد به خصوص در شبکه های برق که عدم رعایت ایمنی خسارات جانی ومالی جبران ناپذیری به همراه خواهد داشت. نظر به اهمیت موضوع ایمنی در شبکه های برق، در فصل نهم بخشی به ایمنی فنی اختصاص داده شده است.

4-1- تعریف شبکه

هر گاه به وسیله سیم کشی چند مصرف کننده یا چند بسته از آنها از جریان برق استفاده کنندسیم کشی را شبکه نامند

 ۞ 1-4-1- شبکه توزیع

شبکه توزیع، انرژی مورد نیاز مشترکین خانگی، تجاری وبرخی از صنایع کوچک را تأمین می کند.

5-1- شبکه های الکتریکی از نظر های مختلف

شبکه های الکتریکی از نظر طبیعت، از نظر تعداد سیم، از نظر نوع اتصال واز نظر ساخت به شرح زیر تقسیم بندی می شوند:

۞ 1-5-1-  شبکه های الکتریکی از نظر طبیعت

شبکه های الکتریکی از نظر طبیعت به شبکه های جریان متناوب[1] (AC)وشبکه های جریان مستقیم [2] (DC)  

۞ 2-5-1- شبکه های الکتریکی از نظر تعداد سیم

تقسیم بندی شبکه های الکتریکی از نظر تعداد سیم به طور متداول به شرح زیر است:

الف) شبکه های توزیع جریان مستقیم

شبکه های توزیع جریان مستقیم مطابق شکل های (2-1) و(3-1) به ترتیب دو سیمه وسه سیمه می باشند. در شبکه سه سیمه جریان مستقیم، اختلاف پتانسیل بین دو سیم خارجی دو برابر اختلاف پتانسیل بین یک سیم خارجی و سیم میانی است.

(تصاویر و فرمول ها در فایل اصلی موجود است )

3-5-1- شبکه های الکتریکی از نظر نوع اتصال

شبکه های الکتریکی از نظر نوع اتصال به سه دسته به شرح زیر تقسیم بندی می گردنند:

الف) شبکه های باز یا شعاعی

سبکه های باز یا شعاعی[1] ( رادیال) شبکه های هستند که در آن ها مصرف کننده ها فقط از یک طرف تغذیه می شوند شکل(9-1) .درشبکه باز یا شعاعی  اگر قسمتی از شبکه معیوب گردد با توجه به محل عیب،  یک یا تعدادی از مصرف کنندگان تا برطرف شدن نقص بدون برق می گردند. در این نوع شبکه مقدار خاموشی بیشتر وافت ولتاژ در انتهای خط نسبتاً زیاد است. شبکه های باز یا شعاعی برای مناطق کم جمعیت و روستاهای که قطع برق باعث خسارات مالی فراوانی نمی شود مورد استفاده قرار می گیرد.