بررسی توزیع ولتاژ و شارژ حرارتی در قرص‌های Zno در برق‌گیرهای فشار قوی با کمک روش عناصر محدود :
هر تجهیز در سیستم فشار قوی برای ولتاژ معینی ساخته می‌شود ولی درطول کار، اضافه ولتاژهایی پیش می‌آیند که ممکن است برای دستگاه خطرناک باشند. به منظور جلوگیری از خطر اضافه ولتاژها باید از طرفی مقدار اضافه ولتاژ را تا حد ممکن پایین آورد و از طرف دیگر استقامت عایقی تجهیز را بیشتر از سطح اضافه ولتاژهایی که ممکن است حادث شوند، انتخاب کرد. اضافه ولتاژها را نمی‌توان به طور کلی حذف کرد بنابراین برای جلوگیری از آسیب‌دیدن تجهیزات شبکه، باید تا حد امکان آنها را محدود کرد. برق‌گیرهای اکسید روی یکی از رایج‌ترین تجهیزاتی هستند که بدین منظور به ویژه برای محافظت از ترانس‌های گران قیمت فشار قوی مورد استفاده قرار می‌گیرند. برق‌گیرها باعث میشوند که دامنه اضافه ولتاژهای اعمال شده به تجهیز فشار قوی کاهش یافته و در نتیجه امکان سوختن آن کمتر شود. توزیع میدان الکتریکی دردستگاههای فشار قوی و ایزولاتورها علاوه بر خواص الکتریکی المان‌ها و نوع ماده عایقی به کار رفته در آنها، به شکل و محل قرار گرفتن الکترودهای فلزی نیز بستگی دارد. بنابراین به سبب بکارگیری قسمتهای متعدد فلزی در آنها و ایجاد خازن‌های پراکندگی، دارای توزیع غیر یکنواخت ولتاژ هستند، اندازه‌گیری ولتاژ و جریان در ترمینال‌های برقگیر، روش مناسبی برای نشان دادن تاثیر شکل و محل قرار گرفتن الکترودهای شناور بر نحوه توزیع میدان نخواهد بود. روشهای تست عملی برای اندازه‌گیری ولتاژ و جریان درنقاط مختلف برقگیر نیز طبق معمول وقت‌گیر و پرهزینه هستند. بنابراین بهتر است به دنبال جایگزین عملی مناسب بدین منظور باشیم. برقگیر اکسید روی فاقد فاصله هوایی است و همواره تحت تنش ولتاژ قرار دارد. در نتیجه جریان نشتی کوچکی در رنج چند میکروآمپر از آن می‌گذرد. در حالت کار عادی سیستم (ولتاژهای نزدیک به ولتاژ نامی شبکه)، مؤلفه خازنی جریان نشتی در برقگیر اکسید روی مولفه غالب است به طوریکه می‌تواند حتی به 40 برابر مولفه مقاومتی نیز برسد. بنابراین در این شرایط اگر سطح خارجی برقگیر را عاری از آلودگی فرض کنیم، می‌توان شبکه خازنی معادلی را برای برقگیر ارایه داد. در اینجا روشی برای تعیین شبکه خازنی معادل برقگیر ارایه شده است که هم برای برقگیر سالم و هم برای برقگیر آسیب‌دیده کاربرد دارد در اینجا به کمک روش عناصر محدود، نخست مقادیر عددی میدان درنقاط مختلف سیستم مورد نظر محاسبه شده است. سپس مقادیر به دست آمده برای میدان جهت محاسبه بارهای القایی در الکترودها به کار گرفته میشوند. در نهایت با داشتن بار کلی القا شده و همچنین مقدار ولتاژ در هر الکترود، ظرفیت‌های خازنی مختلف در برقگیر محاسبه میشوند. توزیع ولتاژ در برقگیر به گونه‌ای است که قسمتهای بالایی که به الکترود فشار قوی نزدیکترند، تحت تنش ولتاژ بالاتر قرار دارند و بالطبع باید تنش‌های حرارتی بیشتری را نیز تحمل کنند. بنابراین باید تا حد امکان توزیع ولتاژ را یکنواخت کرد. بعضی تغییرات در شکل هندسی اجزای برقگیر می‌تواند به مانند خواص الکتریکی اجزای تشکیل دهنده آن، در توزیع ولتاژ تاثیرگذار باشد. لذا عواملی مانند شکستگی سپرها و تاثیر Grading Ring و … مورد بررسی قرار گرفته‌اند. کلیه شبیه‌سازی‌ها به روش عناصر محدود به کمک نرم‌افزار
Pc-Opera 8.7 در فضای سه‌بعدی انجام شده‌اند.
از نقطه‌نظر حرارتی نیز افزایش حرارت ناشی از جذب انرژی صاعقه یا اضافه ولتاژ در المان اکسید روی می‌تواند باعث ناپایداری حرارتی یا ایجاد Hot Spot در نقاطی از برقگیر شود. با بررسی توزیع حرارت در برقگیر نقاطی که تحت تنش حرارتی بیشتری قرار گرفته و باید در طراحی به آنها توجه کرد مشخص شده است. بررسی توزیع حرارت در برقگیر نیز به روش عناصر محدود و به کمک نرم‌افزار Pc-Opera 8.7 که قابلیت کوپل کردن میدان های الکتریکی و حرارتی را داراست، در فضای دو بعدی انجام گرفته است.
بررسی و امکان‌سنجی انتقال تکنولوژی ساخت توربین‌های بادی جهت نیروگاه‌های بادی :
یکی از مسائلی که بشر در سال‌های پایانی قرن بیستم به طور گسترده‌ای به آن پرداخت، معضلات تولید انرژی با سوخت‌های فسیلی و محاسن فراوان انرژی‌های پاک بوده است. این نوع از انرژی‌ها را انرژی‌های تجدیدپذیر نیز می‌گویند. عمده‌ترین این انرژی‌ها: خورشیدی، آبی، زمین‌گرمایی و بادی است. از میان این انواع، انرژی باد به خاطر نیاز به سرمایه‌گذاری کمتر و بازدهی بیشتر، همچنین تکنولوژی ساده‌تر به سرعت مورد اقبال واقع شده و بهره‌برداری از آن به طور گسترده‌ای در کشورهای پیشرفته آغاز شد.
کشور ما به خاطر بادخیز بودن دارای انرژی بالقوه‌ای حداقل معادل 6500 مگاوات است. این رقم در مقایسه با کل تولید 25000 مگاوات انرژی برق در کشور قابل ملاحظه است.
در حال حاضر تنها 10 مگاوات از این انرژی بالقوه و تمیز در حال استحصال در کشور است. (در مقایسه با 12000 مگاوات توربین نصب شده در کشور آلمان)
در این پروژه ضمن بیان مشروح مزایای انرژی باد، با معرفی بهینه‌ترین نوع توربین بادی قابل استفاده در کشور، امکان‌سنجی ساخت این نوع توربین از دو جنبه 1) توجیه و صرفه اقتصادی و 2) امکان تکنولوژیکی ساخت در داخل را مورد بررسی کامل قرار خواهیم داد.
شبیه‌سازی جامع شبکه‌های برق :
آنالیز جامع در بهبود کیفیت توسعه و بهره‌برداری از شبکه های برق و ارضای توام شاخصه‌های مطلوب تولید و مصرف، از نقش غیرقابل انکاری برخوردار است. با این حال ابعاد و پیچیدگی شبکه‌های به هم پیوسته امروزی و همین‌طور آتی تحقق این امر را با چالش‌هایی مواجه می‌سازد که دیگر راهکارهای آنالیز متمرکز معمول را یارای پاسخ‌گویی به آنها نیست. نیاز به توان محاسباتی قابل ملاحظه، محدودیت‌های کنترل بلادرنگ،محدودیت در سطوح دسترسی به اطلاعات نواحی شبکه و … برخی از موانع موجود در مسیر تحقق آنالیز جامع شبکه‌های برق توسط راهکارهای آنالیز متمرکز هستند. در رساله حاضر با هدف مرتفع کردن نقصان‌های یاد شده و در قالب طرح تحقیقاتی – کاربردی شبیه‌سازی جامع شبکه‌های برق، امکان بررسی همه جانبه شبکه‌های برق به کمک شبیه سازی توزیع شده آنها در بستر شبکه‌های یارانه‌ای، فراهم شده است. بر این اساس و متاثر ازایده حل تکه‌ای شبکه‌های بزرگ مقیاس یا Diakoptics و یاری گرفتن از شیوه آنالیز
حساسیت بزرگ مقدار
(Large Change Sensitivity Analysis) متدی ریاضی برای حل تکه‌ای معادلات پخش بار و خطا به عنوان اساسی‌ترین محاسبات مورد نیاز در شبکه‌های برق، توسعه داده شده که با دقتی قابل توجه نتایج یکسانی را با حالت حل شبکه یکپارچه و تجزیه نشده ارایه می‌دهد. نتایج حاصل از شبیه سازی توزیع شده شبکه های برق توسط نرم‌افزار پاشا بر روی شبکه‌هایی به بزرگی 3000 باس بار (بزرگترین شبکه قابل دسترسی برای مولف) در ابعاد و اجزای مختلف بر روی شبکه رایانه‌ای دانشکده برق، همگی حکایت از صحت، سقم و قابلیت اطمینان نتایج راهکار ارایه شده دارند.
مدیریت سیستم انتقال با قیمت‌گذاری ATC :
بهره‌وری پایین سیستم قدرت سنتی در تامین انرژی الکتریکی باعث شد تا همانند صنایع هوایی و مخابرات از راه دور تجدید ساختار در صنعت‌برق مطرح شود. رقابت و دسترسی آزاد به سیستم انتقال دو موضوع اساسی در تجدید ساختار صنعت‌برق است. خصوصی‌سازی و تغییر ساختارهای موجود در جهت ایجاد رقابت بیشتر و دسترسی آزاد و بدون تبعیض تولید‌کنندگان مختلف به سیستم انتقال است.
برای آن که سیستم قدرت به اهداف مورد نظر برسد، اجزای مختلف آن از همدیگر تفکیک می‌شود و نهاد جدیدی به نام ISO به وجود می‌آید تا رقابت و دسترسی آزاد کاربران به سیستم انتقال و ایمنی سیستم انتقال در حضور اعضای مختلف بازار تضمین شود. ISO مسوولیت مختلفی از قبیل بهره‌برداری از سیستم قدرت، مدیریت بازار انرژی، پیش‌بینی و تامین تجهیزات سیستم انتقال و تجهیزات جانبی را بر عهده دارد. یکی از اطلاعات مهمی که ISO باید آن را محاسبه و از طریق یک شبکه الکترونیکی متصل به اینترنت در اختیار عموم قراردهد، قابلیت انتقال در دسترس یا به اختصار ATC است. ATC نشان می‌دهد که برای یک معادله انتقال از یک سری تولید‌کنندگان به یک سری مصرف‌کنندگان چقدر می‌توان انتقال توان را افزایش داد، بدون این که ایمنی سیستم نقض شود. با استفاده از روشهای قیمت‌گذاری می‌توان از ATC برای مدیریت سیستم انتقال استفاده کرد. اگر توان انتقالی یک معادله انتقال نزدیک به ATC باشد، برخی از خطوط سیستم انتقال به محدودیت نامی خود می‌رسند و لازم می شود که خطوط جدیدی احداث کنیم. در این وضعیت باید پول بیشتری از کاربران انتقال گرفت تا هزینه احداث خطوط جدید یا ارتقای سیستم انتقال تامین شود. در این پایان‌نامه ابتدا تجدید ساختار سیستم قدرت وسپس روشهای قیمت‌گذاری انتقال مطرح می‌شود. همچنین روشهای مختلف محاسبه ATC اعم از روشهای غیرخطی و استفاده از آنالیز حساسیت بحث می‌شود. در پایان روشی برای مدیریت سیستم انتقال با استفاده از قیمت‌گذاری ATC ارایه می‌شود. ویژگی اساسی این روش استفاده از اطلاعات ATC سیستم در مدیریت انتقال است که در مقالات کمتر به آن پرداخته شده است و روش پیشنهادی یک طرح نوین در این زمینه است. روش ارایه شده بر روی سیستم استاندارد 14 با سه IEEE پیاده شده و نحوه استفاده و مزایای آن توضیح داده می‌شود.
اصول عملکرد یک آسانسور برقی
اصول عملکرد:
یک آسانسوربرقی با نیروی محرکه کششی دارای اتاقکی است که ازکابلهای فولادی آویزان است و این کابلها برروی قرقره محرک شیار دارحرکت می کنند.کابلهای فولادی از یک طرف به بالای اتاقک و از طرف دیگر به قاب وزنه تعادل متصل می شوند.وزنه تعادل ازمیزان بار روی موتور الکتریکی به اندازه اختلاف وزن موجود میان اتاقک همراه با بار و وزنه تعادل یا اصطکاک کم می کند.این اختلاف وزن را ((بار غیر متعادل))می نامند.
وزنه تعادل معمولاً ۴۰ تا ۵۰ درصد وزن اتاقک به علاوه بار آن و اصطکاک وزن دارد. اصطکاک معمولاً ۲۰ درصد وزنه تعادل است.
اشکال کابل کشی:
1-کشش تک رشته ای:
این شکل از کابل کشی معمولاً همراه با ماشینهای گیر بکسی به کارمی رود،اماازآن می توا ن برای ماشینهای بدون گیربکس با سرعتهای پایین تر ۱.۷۵ تا ۲.۵متر بر ثانیه نیز استفاده کرد.در این دو حالت معمولاً زاویه تماس کابل فولادی باقرقره محرک به ترتیب ۱۴۰ و ۱۸۰ است.
قرقره محرک به ندرت از چنان قطری برخوردار است که در فاصله میانی مرکز اتاقک و وزنه تعادل قرار گیرد،به همین دلیل استفاده از قرقره انحراف ضرورت پیدا می کند.
2-کشش دو رشته ای:
چون استفاده از قرقره انحراف خطر لغزش کابل فولادی را در نتیجه کاهش سطح اصطکاک کابل با قرقره محرک افزایش می دهد ، می توان از قرقره دو رشته ای استفاده کرد.از این روش در آسانسورهای پر سرعت وسنگین بار استفاده می شود
3-کابل کشی 2به 1 :
از این روش گاهی به همراه ما شینهای گیربکسی در سرعتهای پایین تر اتاقک یعنی در حدود ۱.۷۵ تا ۳ متر بر ثانیه استفاده می شود.در این حالت سرعت اتاقک و وزنه تعادل نصف سرعت محیطی قرقره محرک است و این بار روی قرقره را به نصف کاهش می دهد وامکان استفاده از موتورهای پر سرعت را فراهم می سازد که نسبت به موتورهای کم سرعت ارزانتراند.
4-کابل کشی 3به1:
از این نوع کابل کشی برای آسانسورهای سنگین کالا در مواردی استفاده می شود که باید توان موتوروفشار روی یاتاقانها راکم کرد.
5-کابلهای توازن:
در ساختمانهای بلند بالاتر از ده طبقه،بار کابل فولادی که در حین حرکت اتاقک از آن به وزنه تعادل(و بر عکس)منتقل می شود مقدار قابل توجهی است و با رسیدن اتاقک به بالا، بار کابل سیمی به وزنه تعادل منتقل می گردد.برای توازن و کاهش این پدیده،به قسمت تحتانی اتاقک و وزنه تعادل، کابلهای توازن متصل می گردد. برای جای دادن کابلهای توازن به یک گودال عمیق تر نیاز است.
اتاق ماشین آلات در سطح پایین:
در صورتی که اتاق ماشین آلات در یک طبقه میانی یا در کف چاه آسانسور واقع شود به کابل سیمی طویلتری احتیاج است ودر این حالت کابل از دور قرقره های بیشتری عبور می کند که این خود به مقاومت اصطکاکی بالاتر و ضرورت کار نگهداری بیشتر منجر می گردد. اما چنانچه اتاق ماشین آلات در طبقه همکف قرار گیرد، چاه آسانسور از وزن ماشینهای کابل پیچی و تجهیزات کنترل خلاص می شود. موقعیت اتاق ماشین آلات مسئله نفوذ دال بام و هوابندی را نیز منتفی می سازد.
محرک استونه ای:
در این شکل کابل در جهت حرکت عقربه های ساعت و کابل دیگر در خلاف جهت حرکت عقربه های ساعت به دور یک استوانه می پیچد، بنابر این زمانی که کابل به دور استوانه می پیچد ، کابل دیگر از دور آن باز می شود ، نقطه ضعف محرک استوانه ای آن است که با افزایش ارتفاع ،استوانه بزرگ و سنگین می شود و بنا بر این استفاده از این سیستم به ارتفاع حداکثر ۳۰ محدود می گردد.
کابلهای سیمی :
این نوع ازکابلهای مورد استفاده، کابلهای سیم فولادی با مقاومت کششی بالا هستند و تعداد کابلهای هر آسانسور بین ۴ تا ۱۲ عدد است . قطر کابلها ۹ تا ۱۹ میلیمتر و ضریب ایمنی آنها ۱۰ است.
موتورهای کابل پیچی:
درصورتی که نیروی محرکه انتقالی به قرقره کششی از طریق یک چرخ دنده حلزونی باشد،موتور از «نوع گیربکسی»است. اما چنانچه نیروی محرکه از طریق اتصال مستقیم از موتور به قرقره کشش منتقل گردد،موتور از«نوع بدون گیر بکس» است. توان موتورهای بدون گیر بکس از۲۲تا ۸۳کیلو وات متفاوت است،اما موتورهای گیر بکسی کشش از توان۳ تا ۳۰ کیلو وات برخوردارند.
موتورهای گیر بکسی تک سرعته کشش:
این نوع موتور شامل یک چرخدنده حلزونی است و با برق مستقیم یا متناوب کار می کند.زمانی که اتاقک به فاصله کمی از پا گرد طبقات میرسد،ترمز به صورت اتوماتیک عمل می کند تا اتاقک به شکل آرامی متوقف شود.
موتور های گیر بکسی دو سرعته کشش:
در این حالت از یک موتور با دو سیستم سیم پیچ جداگانه یا از دو موتور جداگانه استفاده می شود .در زمان شروع،موتور با سیم پیچ پر سرعت به کارمی افتدو برای محدود کردن جریان،یک مقاومت بصورت سری به آنها متصل است.شتاب گیری آرام اتاقک با کاهش تدریجی میدان مقاومت صورت می گیرد.با نزدیک شدن به پا گرد طبقه،موتور یا سیم پیچ پر سرعت از کار می افتدوموتور با سیم پیچ کم سرعت متصل به چوک به کار می افتد.سرعت اتاقک تا رسیدن به فاصله کمی از پا گرد به صورت تدریجی کاهش می یابدودر این زمان جریان برق قطع می شود و ترمز به صورت اتوماتیک اتاقک را به آرامی متوقف می سازد.