موضوع مقاله: مهندسی قدرت | مخاطب: عمومی | لحن: دانشنامه‌ای | ساختار: عنوان، مقدمه، 3 بخش، جمع‌بندی | مقاله: | # مهندسی قدرت | مقدمه: این رشته همچنین شامل راه‌اندازی و تعمیر و نگهداری سیستم⁯های حرارتی، برودتی و تجهیزات تولید توان الکتریکی مانند ژنراتورها، پست‌ها و دیگر تجهیزات الکتریکی مورد استفاده در صنایع یا ساختمان⁯های بزرگ نیز می‌شود. | ## بخش 1: مهندسی قدرت | در گذشته (حدود ۳۰ سال پیش)، مهندسی برق به دو شاخه برق فشارقوی (قدرت) و برق فشارضعیف (الکترونیک) تقسیم می‌شد. در بسیاری از کشورهای جهان، دولت شبکه‌های الکتریکی را به منظور انتقال انرژی تولیدی مولدها به مصرف‌کننده‌های الکتریکی راه‌اندازی می‌کند. به وسیله این شبکه مصرف‌کننده‌های الکتریکی می⁯توانند بدون متحمل شدن سختی‌ها و هزینه‌های مربوط به تولید برق به صورت جداگانه، برق را از شبکه خریداری نمایند. در این میان یکی از وظایف مهندسین برق قدرت، طراحی و نگهداری شبکه⁯‌های الکتریکی و مصرف‌کننده‌های متصل شده به شبکه است. این تجهیزات می⁯توانند به شبکه، توان الکتریکی تزریق کرده یا برعکس از آن توان دریافت کنند یا حتی، هر دو کار را با هم انجام دهند. دلیل استفاده نکردن از شبکه در این نوع مصرف‌کننده‌ها عموماً ثابت نبودن این مصرف‌کننده‌هاست؛ به صورتی که هزینه اتصال برای آن‌ها در هر جابه‌جایی، امکان وصل به شبکه را برای آن‌ها غیرممکن می‌کند. | ## بخش 2: مهندسی قدرت | امروزه بیشتر شبکه‌های الکتریکی از توان الکتریکی به صورت سه فاز متناوب استفاده می‌کنند که دلیل اصلی این انتخاب سهولت در تولید، انتقال و توزیع انرژی الکتریکی بدین صورت است. البته معمولاً در مصرف‌کننده⁯‌های کوچک توزیع به صورت تک فاز صورت می⁯گیرد که این به دلیل ضروری نبودن وجود سه فاز و همچنین ایمنی بیشتر برای این مصرف‌کننده ⁯هاست. با این وجود در صنایع و مصرف‌کننده⁯‌های توان بالا برای بالا بردن بهره⁯‌وری و استفاده از موتورهای سه فاز، انرژی الکتریکی به صورت سه فاز توزیع می⁯‌شود. نقش ترانسفورماتور در سیستم⁯‌های انتقال بسیار مهم است چرا که ترانسفورماتورها در سیستم قدرت وظیفه تغییر دامنه ولتاژ را بر عهده دارند. افزایش ولتاژ به وسیله ترانسفورماتور به کاهش جریان می‌انجامد و طبق قانون تلفات توان الکتریکی (که تلفات توان با مجذور جریان متناسب است در این ارتباط معادله P=r.i2 مفیدتر است که در آن r مقاومت مسیر انتقال و i معرف جریان عبوری از آن است p تلفات توان در مسیر انتقال است) با کاهش جریان تا حد امکان، می‌⁯توان تلفات را تا حد قابل ملاحظه‌ای کاهش داد؛ بنابراین افزایش ولتاژ در خطوط انتقال به کاهش تلفات و در نتیجه افزایش بهره‌وری خطوط انتقال می‌انجامد. بنا به دلایل گفته شده در بالا، پست⁯‌های تغییر ولتاژ در سراسر شبکه‌های الکتریکی وجود دارند. | ## بخش 3: مهندسی قدرت | این پست⁯‌ها ولتاژ را در نزدیکی مولدها افزایش داده و سپس با نزدیک شدن به انواع مصرف‌کننده‌ها شامل مصارف صنعتی، تجاری، مناطق مسکونی و غیره برای رسیدن به سطح ولتاژ مناسب مصرف‌کننده‌ها و ایمنی مصرف‌کننده دوباره ولتاژ را در چند مرحله کاهش می‌⁯دهند. از تبدیل الکترومکانیکی معمولاً در مواردی استفاده می‌شود که منبع انرژی زغال سنگ (نیروگاه سوخت فسیلی)، نفت، گاز طبیعی، اورانیوم (انرژی هسته‌ای)، جریان آب یا جریان باد باشد و در تمام این موارد به جز انرژی بادی برای تبدیل انرژی مکانیکی به انرژی الکتریکی از ژنراتورهای سنکرون AC که به توربین بخار، گازی یا آبی متصل هستند استفاده می‌شود. استفاده از این نوع ژنراتورها دارای فواید بسیاری است که استفاده از آن‌ها را در بیشتر صنایع بزرگ تولید برق رایج کرده است. هزینه‌های تولید انرژی الکتریکی در بیشتر روش‌ها به‌طور مشخص تابعی از قیمت سوخت مصرفی و بهره‌وری در نیروگاه است و در همین راستا برای هر نیروگاه یک تابع هزینه تعریف می‌شود که می‌توان آن را با یک معادله درجه دوم تقریب زد که تابعی از هزینه سوخت نیروگاه است. توزیع توزیع انرژی الکتریکی در واقع دریافت برق از شبکه انتقال و رساندن آن به مصرف‌کننده ه⁯است. | ## جمع‌بندی | تبدیل ولتاژ وارد شده به سیستم توزیع به ولتاژ مورد نیاز مصرف‌کننده⁯‌ها نیز در حوزه توزیع برق قرار می⁯گیرد.