X بستن تبلیغات
X بستن تبلیغات
header
متن مورد نظر

آشنایی با مهندسی برق قدرت

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

در قسمت تولید به بررسی انواع نیروگاه‌ها و روش‌های تولید برق پرداخته می‌شود.سپس انر‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍ژ‍ی الکتریکی از طریق ترانسفورماتورهای قدرت به شبکه انتقال تحویل داده میشود.شبکه انتقال در واقع یک مدار الکتریکی غربالی گسترده است.منظور از گسترده بودن یعنی بر عکس مدار های الکترونیکی در آن ابعاد مدار مهم بوده و متغیرهای الکتریکی وابسته به زمان و مکان هستند.در محل های گوناگون این شبکه غربالی ترانسفورماتورهای کاهنده قرار دارند که سطح ولتاژ را در جند مرحله کاهش داده و انرژی الکتریکی را به شبکه توزیع تحویل میدهند.شبکه های توزیع برق که معمولا شعاعی هستند انرژی الکتریکی را در اختیار مصرف کنندگان گوناگون صنعتی ،تجاری ،مسکونی، کشاورزی و…قرار میدهند.در این شاخه به تازگی موضوع انرژی‌های نو وارد شده که به تولید برق به روشهایی غیر مرسوم میپردازد.نیروگاه های زمین گرمایی،نیروگاه های خورشیدی وپیل های سوختی از این جمله اند. پیل‌های سوختی یکی از ابزارهای جدید تولید برق هستند که به خاطر مزیات فراوان امروزه حجم عظیمی از تحقیقات این شاخه را به خود اختصاص داده‌اند. در یک پیل سوختی هدف تولید انرژی الکتریکی از طریق ترکیب گاز هیدروژن با اکسیژن است.به طوری که از ترکیب ایندو برق DC تولید میشود.این برق DC توسط مبدل های AC/DC میتواند به شبکه وصل شود یا دراختیار خودرو برقی قرار گیرد.

از یک دید کلی شاخه قدرت مهندسی برق به چه مباحثی می‌پردازد؟
تولید انرژی الکتریکی، انتقال آن از نیروگاه به مراکز مصرف و توزیع آن در میان مصرف‌کننده‌ها با کیفیت مناسب،با قابلیت اطمینان مطلوب و به صورت اقتصادی موضوع تمامی مباحث علم قدرت است.

در قسمت تولید به بررسی انواع نیروگاه‌ها و روش‌های تولید برق پرداخته می‌شود.سپس انر‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍ژ‍ی الکتریکی از طریق ترانسفورماتورهای قدرت به شبکه انتقال تحویل داده میشود.شبکه انتقال در واقع یک مدار الکتریکی غربالی گسترده است.منظور از گسترده بودن یعنی بر عکس مدار های الکترونیکی در آن ابعاد مدار مهم بوده و متغیرهای الکتریکی وابسته به زمان و مکان هستند.در محل های گوناگون این شبکه غربالی ترانسفورماتورهای کاهنده قرار دارند که سطح ولتاژ را در جند مرحله کاهش داده و انرژی الکتریکی را به شبکه توزیع تحویل میدهند.شبکه های توزیع برق که معمولا شعاعی هستند انرژی الکتریکی را در اختیار مصرف کنندگان گوناگون صنعتی ،تجاری ،مسکونی، کشاورزی و…قرار میدهند.در این شاخه به تازگی موضوع انرژی‌های نو وارد شده که به تولید برق به روشهایی غیر مرسوم میپردازد.نیروگاه های زمین گرمایی،نیروگاه های خورشیدی وپیل های سوختی از این جمله اند. پیل‌های سوختی یکی از ابزارهای جدید تولید برق هستند که به خاطر مزیات فراوان امروزه حجم عظیمی از تحقیقات این شاخه را به خود اختصاص داده‌اند. در یک پیل سوختی هدف تولید انرژی الکتریکی از طریق ترکیب گاز هیدروژن با اکسیژن است.به طوری که از ترکیب ایندو برق DC تولید میشود.این برق DC توسط مبدل های AC/DC میتواند به شبکه وصل شود یا دراختیار خودرو برقی قرار گیرد. 

قدرت هم‌اکنون به پنج زیرشاخه تقسیم شده است: الکترونیک قدرت، فشار قوی، سیستم‌های قدرت، ماشین‌های الکتریکی و تبدیل انرژی و مدیریت انرژی الکتریکی.
در زیرشاخه الکترونیک قدرت هدف اصلی در شبکه های توزیع بالابردن کیفیت توان (power quality) و قابلیت اطمینان است. منظور از کیفیت توان این است که یک موج سینوسی تا حد امکان بدون اعوجاج به دست مصرف‌ کننده برسد.

در سیستم های انتقال ،کنترل سیلان توان اکتیو و راکتیو موضوع دیگری است که تحت عنوان FACTS(Flexhble AC Transmition System) در این زیرشاخه مطرح شده است. در گذشته سیستم‌های قدرت فقط قادر به انتقال توان بودند، اما امروزه با پیشرفت الکترونیک قدرت امکان کنترل سیلان توان در مسیرهای مورد نظر نیز میسر شده است .کاربرد دیگر الکترونیک قدرت در جهت کنترل متغیرهای ماشین های الکتریکی مانند گشتاور، سرعت، موقعیت و… است .این زیرشاخه درواقع حلقه رابط بین گرایش قدرت با الکترونیک وکنترل است.

–    فشار قوی: این زیرشاخه رابط میان قدرت و فیزیک است. همانطور که فیزیک الکترونیک به توجیه فیزیکی پدیده‌های الکترونیکی در نیمه هادیها می‌پردازد، در این زیرشاخه پدیده‌های فشار قوی مانند بروز قوس، شکست الکتریکی،رفتار عایقها و…تبیین فیزیکی پیدا می‌کنند. البته در این زیرشاخه پدیده‌های فراوانی نیز مثل دلائل بروز صاعقه هستند که هنوز کاملا از لحاظ فیزیکی توجیهی پیدا نکرده‌اند.

– سیستم‌های قدرت: در این زیرشاخه به تحلیل مداری سیستم‌های قدرت پرداخته می‌شود. اینجا همه چیز در یک چارچوب منظم ریاضی قرار می‌گیرد و به همه سئوالات به کمک روشهای ریاضی پاسخ داده می‌شود. بسیاری از دانشجویانی که از ریاضیات قوی برخوردارند و در درس مدارهای الکتریکی نیز شاخص بوده اند،این شاخه را برای ادامه تحصیل در قدرت انتخاب می‌کنند.

– ماشین‌های الکتریکی و تبدیل انرژی: چگونه حرکت به برق و برق به حرکت تبدیل می‌شود؟ معادلات ماکسول در الکترومغناطیس چگونه در این تبدیل انرژی به کار می‌روند؟ اینها مباحثی است که در این زیرشاخه مطرح می‌شود. موضوعات این درس در درس ماشین‌های الکتریکی که همه مهندسان برق باید بگذرانند،مطرح می شود.اهمیت این درس درحدی است که دانشجویان مهندسی مکانیک، صنایع و نساجی نیز آنرا تحت عنوان مبانی مهندسی برق می گذرانند.

– مدیریت انرژی الکتریکی: این زیرشاخه برای اولین بار در دانشگاه صنعتی امیرکبیر در سطح کارشناسی ارشد قدرت تعریف و معرفی شده است. نظر به اهمیت بالای منابع انرژی و دستیابی به انرژی‌های نو این گرایش به منظور تربیت متخصص برای ساماندهی به سیستم تولید و مصرف انرژی در کشور در شاخه قدرت ارائه شد. 

در آینده وضعیت قدرت در کشور به چه شکل خواهد بود؟ آیا مهندسان این رشته در بازار کار دچار مشکل نخواهند شد؟

هم‌اکنون حدود ۳۵۰۰۰ مگاوات نیروگاه نصب شده در کشور داریم که به تولید برق می‌پردازند. طبق برآوردهای به عمل آمده در ۱۲-۱۰ سال آینده به علت افزایش مصرف برق ما به ۶۵۰۰۰ مگاوات نیروگاه نیاز داریم، یعنی تقریباً دوبرابر چیزی که الان موجود است. تاسیس این نیروگاهها و به دنبال آن تاسیس خطوط انتقال لازم و ساخت ترانسفورماتورها و تجهیزات گوناگون سیستم قدرت، امنیت شغلی بسیار بالایی را برای مهندسی قدرت به ارمغان می‌آورد. از طرفی مهندسین قدرت حقوق بالاتری نسبت به دیگر مهندسان برق دریافت می‌کنند. بنابراین وضعیت شغلی و درآمدی خوبی در انتظار مهندسی قدرت خواهد بود. گستردگی خدمات آنها باعث می شود که حتی با دور شدن از مراکز استانها باز به خدمات آنها نیازمند باشیم.یعنی امکان دارد در گرایشهای دیگر برق در شهرستانها با بیکاری مواجه شویم. ولی در مهندسی برق- قدرت اِن موضوع اصلا مطرح نمی باشد.

نکته دیگر صدور خدمات مهندسی قدرت ما به کشورهایی نظیر سوریه، جمهوری آذربایجان، ترکیه و ارمنستان و…است. قدرت جزو معدود شاخه‌های مهندسی ایران است که اینگونه به صدور خدمات خود به خارج از کشور می‌پردازد وانتظار میرود با گسترش تبادلات برق با کشورهای هم جوار عراق وافغانستان بتوانیم به بازار برق این کشورها نیز وارد شویم. 

آیا پیوستن به WTO می‌تواند مشکلات صنعت ما را حل کند؟
پیوستن به Word Trade Organization   WTO به صنایعی اجازه ادامه فعالیت در داخل کشور می‌دهد که قدرت رقابت در بازار جهانی را داشته باشند. صنایعی که به کمک یارانه‌ها و کمک‌های جانبی بیست و پنج ساله روی پای خود ایستاده‌اند از میان خواهند رفت. بنابراین با توجه به سیاست‌گذاری‌های اقتصاد جهانی پیوستن به WTO موجب پیشرفت صنایع قوی و از طرف دیگر نابودی صنایع ضعیف ما خواهد شد. به نظر من ما باید در صنعت تخصصی شویم و این تخصص‌ها را صنایعی که قابلیت پیشرفت داریم مشخص کنیم. ورود به WTO نه تنها به صنعت قدرت ما لطمه‌ای وارد نمی‌کند بلکه موجب بهبود کیفیت آن نیز خواهدشد. از طرفی صنعت قدرت برای پیشرفت خود مجبور به استفاده از پتانسیل‌های تحقیقاتی دانشگاه‌هاست چون من انتظار دارم که بخش خدمات مهندسی برق قدرت در این شرایط جدید خود را نشان دهد.

معرفی مختصری از رشته مهندسی برق
مهندسی برق یکی از رشته های پر اهمیت در مجموعه رشته های آزمون سراسری است که داوطلبان در گروه آزمایشی علوم ریاضی می توانند آن را انتخاب کنند. این دوره ترکیبی از درسهای عمومی, پایه, اصلی و درسهای تخصصی در زمینه های الکترونیک, مخابرات, قدرت و کنترل و مهندسی پزشکی ( بیوالکتریک ) است.
مهندسی برق

تعریف و هدف

۱- مهندسی برق – الکترونیک: الکترونیک علمی است که به بررسی حرکت الکترون در درون گاز , خلاء و یا نیمه رسانا و اثرات و کاربردهای آن می پردازد. با توجه به این تعریف , مهندس الکترونیک در زمینه ساخت قطعات الکترونیک و کاربرد آن درمدارها, فعالیت می کند. به عبارت دیگر, زمینه فعالیت مهندسی الکترونیک را می توان به دو شاخه اصلی ( ساخت قطعه و کاربرد مداری قطعه ) و ((طراحی مدار )) تقسیم کرد.

۲- مهندسی برق – مخابرات : مخابرات ,گرایشی از مهندسی برق است که در حوزه ارسال و دریافت اطلاعات فعالیت می کند. مهندسی مخابرات با ارائه نظریه ها و مبانی لازم جهت ایجاد ارتباط بین دو یا چند کاربر, انجام علمی فرایندها را به طور بهینه ممکن می سازد. پس هدف ازمهندسی مخابرات , پرورش متخصصان در چهار زمینه اصلی این گرایش است شامل فرستنده , مرحله میانی, گیرنده و گسترش شبکه که گسترده هر کدام عبارتند از : 

 فرستنده : شامل آنتن, نحوه ارسال و……
 مرحله میانی: شامل خط انتقال و محاسبات مربوط و …..
 گیرنده : شامل آنتن , نحوه دریافت , تشخیص و ….
 گسترش شبکه : مشتمل بر تعمیم خط ارتباطی ساده , ادوات سویچینگ , ارتباط بین مجموعه کاربرها و …..
۳- مهندسی برق – قدرت: مهندسی برق قدرت را می توان ((تولید نیروی الکتریکی )) به روشهای گوناگون و انتقال و توزیع این نیرو با بازده و قابلیت اطمینان بالا, تعریف کرد. پس هدف از مهندسی قدرت, پرورش افرادی کارا در بخشهای تولید, انتقال و توزیع است که گستره این بخش عبارت است از: 

 تولید: طراحی شبکه های تولید با کمترین هزینه و بیشترین بازده.
 انتقال: طراحی شبکه های انتقال , خطوط انتقال , پخش بار بر روی شبکه, قابلیت اطمینان و پایداری شبکه قدرت, طراحی رله ها و حفاظت شبکه, پخش بار اقتصادی ( dispaich economic) .

 توزیع: طراحی شبکه های توزیع حفاظت و مدیریت آن.
۴- مهندسی برق – کنترل : کنترل, در پیشرفت علم نقش ارزنده ای را ایفا می کند و علاوه بر نقش کلیدی در فضا پیماها و هدایت موشکها و هواپیما, بصورت بخش اصلی و مهمی از فرایندهای صنعتی و تولیدی نیز در آمده است. به کمک این علم
می توان به عملکرد بهینه سیستمهای پویا, بهبود کیفیت و ارزانتر شدن فرآورده ها, گسترش میزان تولید, ماشینی کردن بسیاری از علمیات تکراری و خسته کننده دستی و نظایر آن دست یافت. هدف سیستم کنترل عبارت است از کنترل خروجیها به روش معین به کمک ورودیها از طریق اجزای سیستم کنترل که می تواند شامل اجزای الکتریکی , مکانیک و شیمیایی به تناسب نوع سیستم کنترل باشد.
اهمیت و جایگاه در جامعه

تنوع دستگاههای برقی موجود در کارخانه ها, مراکز صنعتی, واحدهای تولیدی و خدماتی, استفاده گسترده از نیروی برق در افزایش کیفی و توسعه کمی توانایی بشر در به کارگیری هر چه بیشتر منابع و استعدادهای طبیعی به منظور پیشبرد بیشتر در همه زمینه های علمی, فرهنگی, اجتماعی و اقتصادی , ضرورت و اهمیت این رشته را مشخص می سازد.

تواناییهای فارغ التحصیلان

فارغ التحصیلان این دوره, آمادگی و مهارتهای زیر را بدست خواهند آورد:
۱- مهارت کافی در شناخت, نحوه عملکرد , چگونگی نگهداری و بهره برداری سیستمها, کنترل و اجرای طرحها در گرایش مربوط.
۲- شناسایی فن آوری جدید و ارزیابی آنها به منظور کاربرد در طرح ,توسعه و نوآوری.

۳- شرکت در طرحهای صنعتی, تحقیقاتی و بررسیهای فنی در زمینه گرایش تخصصی.

۴- کسب تواناییهای لازم برای تجزیه و تحلیل سیستمها و طراحی آنها.
۵- تهیه گزارشهای فنی.

موقعیتهای شغلی و محلهای کار

افراد فارغ التحصیل در رشته قدرت, اشتغال درنیروگاهها, شرکت برق ومراکز پست و انتقال برق, را بر عهده خواهند داشت.

فارغ التحصیلان در رشته کنترل, مراکز صنعتی نظیر کارخانه ها از بهترین مراکز اشتغال آنها خواهد بود. آنها کنترل سیستمهای مختلف الکتریکی و یا طراحی و رفع معضلات این سیستمها را بر عهده خواهند داشت.

و افراد فارغ التحصیل در رشته مخابرات و الکترونیک می توانند در شرکت مخابرات, شرکت برق, مراکز اطلاع رسانی و رایانه مشغول به کار شوند. چون فارغ التحصیلان در هر یک از چهار گرایش برق , تنها در گذراندن حدود ۲۰ واحد تفاوت دارند و درسهای اصلی آنها مشترک است بنابراین تواناییهای تقریبا یکسان و مشابهی دارند.

 

منبع : پدیدا بزرگترین مرجع علمی ایرانیان

 

ارسال نظر