گرافن بسيار رسانا است و بنابراين براي کاربردهاي الکترونيکي ايده‌آل است. با اين حال، رسانايي بسيار بالاي آن نيز مي‌تواند مشکل‌ساز باشد، زيرا افزاره‌هاي ساخته شده از اين ماده حتي هنگام وضعيت خاموش نيز، رسانش خود را حفظ مي‌کنند. اکنون محققان در دانشگاه منچستر با ساخت نوع جديدي از ترانزيستور گرافني که حاوي لايه‌هايي از نيتريد بور يا دي‌سولفيد موليبدن قرار گرفته بين صفحه‌هاي گرافني است، يک قدم به سمت غلبه بر اين مشکل حرکت کرده‌اند. اين لايه‌ها بعنوان مانع‌هاي عمودي تونل‌زني عمل مي‌کنند و نشت جريان حتي در دماي اتاق را به حداقل مي‌رسانند.

در زمينه الکترونيک گرافني، مشکل بزرگي وجود دارد. مدارهاي مجتمع، هنگامي که در وضعيت خاموش هستند، نبايد الکتريسيته مصرف کنند؛ اما افزاره‌هاي ساخته شده از گرافن حتي در بهترين وضعيت خاموش نيز رسانش را ادامه مي‌دهند. اين ويژگي نه تنها باعث اتلاف توان مي‌شود، بلکه بدين معني نيز است که اين افزاره‌ها را نمي‌توان روي تراشه‌هاي رايانه‌اي فشرده کرد، زيرا جريان الکتريکي عبورکننده از سرتاسر گرافن اين تراشه‌ها را تقريبا فورا ذوب مي‌کند.

دليل اين‌که اين ماده اين‌گونه رفتار مي‌کند، اين است که گرافن برخلاف سيليکون نيمه‌رسانا هيچ گپي بين باندهاي رسانش و ظرفيتش ندارد. چنين باندگپي به يک ماده اجازه مي‌دهد که وضعيت عبور جريان الکترون‌ها را خاموش و روشن کند. دانشمندان راه‌هاي متنوعي براي غلبه بر اين مشکل ارائه کرده‌اند؛ براي مثال، تبديل گرافن به نيمه‌رسانا با استفاده از روبان‌هاي نانومقياس يا نقاط کوانتومي و يا اصلاح شيميايي آن. اما اين روش‌ها خواص عالي گرافن از جمله تحرک بالاي الکترون‌هاي آن را تحت تاثير قرار مي‌دهند.

اکنون گروهي به رهبري «لي‌اُنيد پونومارنکو» نوع جديدي از افزاره‌هاي گرافني - يک ترانزيستور تونل‌زن اثر ميداني عمودي- ساخته‌اند. اين افزاره اولين افزاره گرافني است که با وجود فقدان يک گپ انرژي در ساختار باندي ماده، بين وضعيت‌هاي روشن و خاموش به خوبي سويچ مي‌کند.

اين ترانزيستور از دو صفحه گرافني که بين آنها عايق‌هاي نازک اتمي از قبيل نيتريد بور يا دي‌سولفيد موليبدن است، ساخته شده است. اين عايق‌هاي نازک بعنوان مانع‌هايي براي تونل‌زني الکترون‌ها از يک لايه به لايه ديگر عمل مي‌کنند. مزيت اين ساختار اين است که جريان عمود بر اين لايه‌هاي ماده عايق که جريان تونل‌زن است را مي‌توان با يک ميدان الکتريکي خارجي کنترل کرد.

اگرچه هر عايق را مي‌توان بعنوان يک مانع تونل‌زن در نظر گرفت، اما زماني که اين مانع ضخامتي به اندازه چند اتم دارد، جريان تونل‌زن را مي‌توان به آساني اندازه‌گيري کرد. طبق گفته اين محققان، اين افزاره بواسطه ويژگي بي‌نظير گرافن که در نتيجه آن يک ولتاژ خارجي مي‌تواند انرژي الکترون‌هاي تونل‌زن را به شدت تغيير دهد، کار مي‌کند.

اين محققان، جزئيات نتايج کار تحقيقاتي خود را در مجله‌ي «Science» منتشر کرده‌اند.

این یک واقعیت است وقتی که چراغ و لامپ روشن می ماند شواهدی وجود دارد که شارژ را از طریق رشته های لامپ و یک مدار الکتریکی که درست شده است عبور می کند. مدار است که به سادگی یک حلقه بسته که از طریق آن جریان برق به طور مداوم می تواند حرکت کند. تا نشان دهد که این جریان نه تنها از طریق رشته لامپ بلکه از طریق سیم اتصال بسته باتری و لامپ در حال حرکت، تنوع در فعالیت های فوق ساخته شده است.

مقاله مدارهای الکتریکی که برای شما در این پست در نظر گرفته شده است به تمامی این نکات می پردازد. این مقاله به 10 فصل تقسیم شده که ما فقط عناوین فصل ها را برای شما عزیزان ذکر می کنیم. فصل اول این مقاله به مبانی مدارهای الکتریکی اشاره دارد و در فصل دوم جریان متناوب توضیح داده شده است. روش های تحلیل مدار موضوع سومین فصل از این مقاله است. فصل چهارم به مبحث وسایل اندازه گیری پرداخته است. همچنین در فصل پنجم خازن و سلف در جریان مستقیم نام دارد. ششمین فصل خازن و سلف در جریان متناوب را بیان کرده است و در فصل هفتم مدارهای RLC مورد بررسی قرار گرفته است. ترانسفورماتورها موضوعی است که در فصل بعدی یعنی فصل هشتم اشاره کرده است. فصل نهم سیستم های چند فازه را توضیح داده و در آخرین فصل که فصل دهم می باشد با نام موتور و ژنراتورهای DC یاد می شود.

توضیح در مورد مدارهای الکتریکی

عناصر مدار شامل منابع ولتاژ، مقاومت های اهمی، سلفی و خازنی است و مشخصات آن ها را در جریان مستقیم و متناوب می باشد. مدارهای ساده را که از یک چند حلقه درست بودند یا دارای یک منبع تغذیه بودند، مورد تجزیه و تحلیل قرار دادید و در این مدارها جریان و ولتاژ و توان را در مصرف کننده ها و منابع محاسبه شده است. هم چنین ولتاژ دو سر یک مقاومت را در مدار سری از طریق تقسیم ولتاژ و جریان یک مصرف کننده را در مدارهای موازی به روش تقسیم جریان به دست آورده می شود.

مقاومت، ضریب خود القایی و ظرفیت معادل را در مدارهای سری و جریان های کیرشهف در انشعاب را برای حل مسائل به کار برده می شود. اما با مدارهایی که شامل چند حلقه باشند و در هر حلقه منابع تغذیه وجود داشته باشد، تاکنون برخورد نداشته اید.

جریان و ولتاژ در مقاومت اهمی هم فاز هستند. در سلف، خالص جریان از ولتاژ دو سر سلف 90 درجه عقب تر و در خازن خالص جریان و ولتاژ دو سر خازن 90 درجه جلوتر است اما سلف و خازن خالص تصوری بیش نیستند و در مدارهای حقیقی نمی توان یک سلف یا خازن خالص پیدا کرد. می دانیم یک سیم پیچ یا مقاومت سلفی از مقدار معینی هادی الکتریکی تشکیل می شود. هر هادی الکتریکی دارای مقاومت اهمی است.همچنین یک خازن شارژ شده، پس از مدتی تخلیه می شود. بنابراین، خازن باید یک مقاومت اهمی داشته باشد تا از طریق آن بارهای الکتریکی تخلیه شوند. این مقاومت را مقاومت نشتی خازن می گویند. در تحلیل مدارهای الکتریکی برای کسب نتایج مطلوب، سلف و خازن حقیقی را به شکل های R-L یا R-C مدل می کنند.

بردار

مفهوم بعضی از کمیت های فیزیکی با بیان مقدار کمیت کاملاً روشن است. مثلاً وقتی می گوییم 20 کیلو سیب یا به مدت 20 دقیقه یا 20 متر پارچه، همه مفهوم سخن ما را به طور روش در می یابند. چنین کمیت هایی را که با بیان اندازه کاملاً معرفی می شوند، کمیت های عددی یا اسکالر می گویند.

اگر رهگذری که با محل زندگی شما آشنایی کافی ندارد، از شما نشانه ی محلی را سئوال کند، او را چنین راهنمایی می کنید : «200 متر مستقیم بروید، سپس به سمت چپ بپیچید و 500 متر جلو بروید». اگر رهگذر بدون توجه به جهت های گفته شده فقط 700 متر حرکت کند، آیا به محل مورد نظر خواهد رسید؟ جواب منفی است. زیرا فقط طی اندازه کمیت برای رسیدن به محل نشانی کافی نیست. باید جهت های گفته شده نیز رعایت شود. به چنین کمیت هایی که با بیان اندازه کمیت کامل نیستند و باید جهت آن ها مشخص شود، کمیت برداری می گویند.

مدارهای R-C

کاربرد عناصر اهمی و خازنی در مدارهای الکتریکی ، مخابرات، الکترونیک صنعتی و شبکه های قدرت مثلاً فیلتر ها (مدارات R-L-C هستند که می توانند امواج خاص را عبور دهند یا حذف کنند)، تایمر ها ( دستگاهی هستند که با استفاده از مقادیر R-C، به رله ها فرمان می دهند)، تصحیح کننده ضریب توان ( در صنعت برق اثرات سلفی را با خازن ها و اثرات خازن را با سلف ها برای کاهش توان راکتیو خنثی می کنند این عمل را ضریب توان نیز می گویند)، ضرورت بحث مدارهای R-C را ایجاب می کند. از طرف دیگر، خازن ایده آل عملاً وجود ندارد. زیرا هر خازن حقیقی علاوه بر راکتاس خازنی یک مقاومت نشتی دارد. به همین علت، هر خازن حقیقی را می توان به صورت یک مقاومت اهمی و یک راکتانس خازنی ایده آل به صورت مدار R-C سری یا موازی مدل کرد و سپس مدار آن را تحلیل نمود.

مدارهای L-C

تولید امواج الکتریکی در نوسان سازها، تنظیم ایستگاه های رادیویی و تلویزیونی بر روی موج فرستنده ها، تصحیح ضریب توان شبکه های قدرت از جمله موارد کاربرد مدارهای L-C است. در مدار یک سلف و یک خازن این عناصر رفتار متقابل دارند. زیرا در سلف جریان از ولتاژ 90 درجه عقب تر است. در صورتی که جریان در خازن از ولتاژ 90 درجه جلوتر است. این امر باعث می شود رفتار خازن نسبت به رفتار سلف 180 درجه الکتریکی اختلاف فاز پیدا کند و با هم رفتار متقابل داشته باشند. از آن جا که هر دو عنصر در شبکه توان راکتیو مبادله می کنند، به دلیل اثر متقابل ان ها می توان توان راکتیو شبکه را کاهش داد و مقدار آن را به صفر رساند. مدارهای L-C در شبکه ها به صورت اتصال سری، موازی یا اتصال سری موازی به کار گرفته می شوند.

مدارهای الکتریکی R-L-C

در یک شبکه الکتریکی، مصرف کننده های متنوعی تغذیه می شوند. این مصرف کننده ها با توجه به نوع کار در رده بندی مقاومت اهمی، سلفی و خازنی یا ترکیب سری یا موازی آن ها قرار می گیرند. مثلاً در یک واحد صنعتی، الکتروموتور های پر قدرت، انرژی مکانیکی واحد صنعتی را تأمین می کنند. می دانیم یک الکتروموتور شامل یک یا چند بوبین و سیم پیچ است و با یک مدار R-L ، مدل می شود. در سیستم های مخابراتی از قبیل رادیو و تلویزیون، فرستنده های رادیویی و تلویزیونی مدارهای مکالمه تلفن و مدارهای مکالمه سیستم در بازکن ، ترکیب های متنوعی از R-L-C در اتصال سری و موازی وجود دارد.

جریان های سه فاز

جریان یا ولتاژ سه فاز از امواج سینوسی تشکیل می شوند که به طور هم زمان تولید می شوند و نسبت به هم 120 درجه الکتریکی اختلاف فاز زمانی دارند. ساختمان ساده ی مولدهای جریان متناوب سه فاز موجب شده است که انرژی الکتریکی سه فاز ، راحت تر و ارزان تر تولید شود. جریان متناوب سه فاز، علاوه بر سادگی تولید و ارزان بودن و برخورداری از کلیه خواص جریان یک فاز، مزایای دیگری نیز دارد.

مزایای جریان سه فاز نسبت به جریان یک فاز را می توان به صورت زیر دسته بندی کرد :

1. توان الکتریکی در مصرف کننده های سه فاز هیچ وقت صفر نمی شود. زیرا وقتی در یکی از فازها دامنه جریان یا ولتاژ صفر می شود، مصرف کننده از دو فاز دیگر انرژی می گیرد. بدین علت، مصرف کننده های سه فاز نسبت به مصرف کننده های یک فاز ضریب بهره یا راندمان بالایی دارند.
2. ضربان موج یکسو شده ی سه فاز نسبت به موج یکسو شده ی یک فاز، بسیار کم تر است. به عبارت دیگر، جریان سه فاز نسبت به جریان یک فاز پس از یکسوسازی، موج صاف تری ایجاد می کند.
3. جریان متناوب سه فاز در مصرف کننده های سه فاز مانند موتورهای الکتریکی سه فاز، حوزه ی دوار مغناطیسی ایجاد می کند. این حوزه دوار، قسمت متحرک را به دنبال خود می کشد. در صورتی که در جریان متناوب یک فاز حوزه ی دوار تشکیل نمی شود و این موتورها متشکل راه اندازی خواهند داشت و برای راه اندازی نسبت به موتورهای سه فاز به اجزایی اضافی نیاز دارند که قیمت تمام شده ی موتورهای یک فاز را نسبت به موتورهای سه فاز بالا می برد.

 

در گذشته به علت استفاده از تقویت کننده های لامپ خلأ، در این گونه موارد مشکل چندانی پیش نمی آمد. حجم و سنگینی زیاد دستگاه های لامپی، ولتاژ تغذیه ی چند صد ولتی، مصرف انرژی زیاد، نیاز به داشتن فیلامان، کاهش راندمان و عمر کوتاه لامپ ها، مدت ها ذهن پژوهشگران الکترونیک را به ساختن قطعات نیمه هادی با خواص الکتریکی مشابه خواص لامپ ها مشغول ساخته بود. سرانجام حاصل تلاش آنان به اختراع ترانزیستورهای اثر میدان انجامید.

مقاله ای کامل درباره ترانزیستور های اثر میدان در این پست از سایت دانلود مقاله برای علاقه مندان به مباحث برق و الکترونیک آماده شده است که امیدواریم مورد رضایت شما عزیزان قرار گیرد. این مقاله دارای چهار فصل به صورت مجزا است که ما فقط عناوین فصل ها را ذکر می کنیم. فصل اول این مقاله ترانزیستورهای اثر میدان JFET را مورد بررسی قرار داده است. فصل دوم نیز به ترانزیستور اثر میدان MOSFET اشاره کرده است. فصل سوم نیز مولتی ویبراتور ها نام دارد که پیرامون آن بحث شده است و در فصل چهارم به موضوع مولتی ویبراتور آستابل با استفاده از FET پرداخته است.

همه چیز درباره ترانزیستورهای اثر میدان

بهتر است قبل از این که شروع به مطالعه و خواندن این مطلب کنید به عنوان مقدمه و آشنایی بیشتر و درک بهتر توضیحات، مقاله ترانزیستور را بخوانید.

تعریف ترانزیستور اثر میدان

ساختمان ترانزیستورهای اثر میدان از ترانزیستورهای دو پیوندی ساده تر است و مقاومت ورودی آن ها بسیار زیاد است. ترانزیستور های اثر میدان در دو نوع متفاوت ساخته می شوند که در یک نوع از روش نفوذی و در نوع دیگر از خاصیت خازنی لایه ها استفاده می شود. FET را ترانزیستور یک قطبی نیز می نامند.

انواع ترانزیستورهای اثر میدان

به طوری کلی این ترانزیستور ها دو نوع هستند. نوع اول FET پیوندی یا JFET و نوع دوم MOSFET که به اختصار MOS نامیده می شود.

ترانزیستور با اثر میدانی پیوندی یا JFET

ساختمان JFET

دو قطعه بلور P یک لایه نوع N را در میان گرفته اند. لایه N در حقیقت یک کانال عبور الکترون ها از سر سورس (S) به طرف درین (D) است. جریان در این کانال توسط میدان الکتریکی که از طریق سرهای گیت (G) اعمال می شود کنترل پذیر است. این JFET دارای کانال نوع N بوده و NJFET نام دارد. در ساختمان واقعی NJEFT یک سر گیت بیشتر وجود ندارد و قسمت های کانال و گیت بر روی یک قسمت پایه از نوع P به وجود آمده اند. در نوع PJFET، کانال از نوع P و قسمت های گیت آن از نوع N می باشند.

طرز کار و مشخصه های JFET

یک JFET کانال N را در نظر بگیرید. در این ترانزیستور جریان کانال را الکترون هایی که از طرف سورس به درین می روند به وجود می آورند. عامل حرکت این الکترون ها اتصال سر درین به قطب مثبت منبع ولتاژ است. در این حالت ایجاد ناحیه تهی در کانال به علت مثبت بودن ولتاژ درین نسبت به گیت است. با حرکت به سمت سورس در طول کانال این اختلاف پتانسیل کاهش یافته و در نتیجه عرض ناحیه تهی نیز کم می شود.

مدارهای بایاس JFET

از نکات مهمی که در طراحی بایاس JFET در مدارهای تقویت کننده خطی باید در نظر داشت یکی قرار گرفتن نقطه کار در وسط ناحیه اشباع به منظور افزایش حداکثر دامنه نوسان خروجی و دیگری پایداری نقطه کار در برابر تغییر دما و نیز تغییر پارامتر ها است.

مشکل پایداری نقطه کار تا آنجا که به تغییرات حرارتی پارامترها ارتباط دارد با انتخاب نقطه کار در محل مناسبی از مشخصه انتقالی که حساسیت حرارتی آن نزدیک صفر است تا حد قبولی برطرف می شود. اما مشخص نبودن پارامترهای هر ترانزیستور به طور دقیق و نیز تغییر آنها با تعویض یک ترانزیستور (حتی با نوع مشابه خودش) نکته دیگری است که باید در طراحی مدار بایاس به آن توجه کرد.

تقویت کننده های JFET در فرکانس های پایین

تقویت کننده های JFET، به علت مقاومت ورودی بزرگ این ترانزیستور ها، عمدتاً در طبقه ورودی تقویت کننده های چند طبقه مورد استفاده قرار می گیرند. به کارگیری این تقویت کننده ها در طبقات بعدی، اولاً به خاطر بهره ولتاژ پایین و ثانیاً به دلیل غیر خطی بودن مشخصه انتقالی متداول نیست.

ساختمان MOSFET

این نوع FET دارای مقاومت ورودی بسیار زیادی است و به علت فضای کمی که روی مدار مجتمع اشغال می کند در طراحی مدارهای مجتمع دیجیتال کاربرد وسیعی دارد. مزیت مهم دیگر این نوع FET آن است که می توان مدارهای مجتمع VLSI را تماماً بر مبنای MOSFET طراحی نمود. به عبارت دیگر از MOS می توان به عنوان مقاومت بار نیز بهره جست.

طرز کار و مشخصه های MOSFET

همانند JFET، در MOSFET نیز جریان درین ناشی از حرکت حامل های اکثریت در ناحیه کانال از سر سورس به طرف درین است. از آنجا که شیوه کنترل این جریان توسط گیت در MOSFET نوع تهی با نوع ارتقایی متفاوت است طرز کار و مشخصه های این دو نوع را جداگانه مورد بررسی قرار می دهیم.

حفاظت گیت در MOSFET

از آنجا که لایه اکسید بین گیت و کانال بسیار نازک و ظریف است، با اعمال ولتاژ بیش از حد به طور جدی دچار صدمه خواهد شد. علاوه بر این تجمع بار بر روی گیت نیز می تواند میدان الکتریکی به حد کافی بزرگی ایجاد نموده و باعث شکستن لایه اکسید شود. برای جلوگیری از این خسارت در بعضی از MOSFET ها یک دیود زنر بین گیت و پایه قرار داده می شود. در حالت کار عادی ترانزیستور، دیود مدار باز برده و هیچ اثری در مدار ندارد، اما در صورتی که یک ولتاژ بیش از حد در گیت ایجاد شود، شکست دیود ولتاژ را در حد ولتاژ Vz دیود محدود می سازد.

کابردهای MOSFET

در مورد کاربرد MOSFET در مدارهای خطی و تقویت کننده ها، البته موارد خاصی وجود دارند که یک طبقه ورودی با مقاومت بسیار بزرگ و اغتشاش کم ضرورت پیدا می کند. به عنوان مثال می توان تقویت کننده های طبقات ورودی گیرنده های رادیویی، تقویت کننده های صوتی و تقویت کننده های مخصوص الکترومترها و آشکارسازی های هسته ای را نام برد. اگرچه MOSFET از نظر امپدانس ورودی بی رقیب است ولی از نظر اغتشاش در فرکانس های پایین چندان ایده آل نیست.

ترانسفورماتور قدرت «Power Transformers» موضوع اصلی مورد بحث ما است. البته تعمیر و نگهداری ترانسفورماتورهای قدرت. علاقه مندان و دانشجویان مربوط به رشته برق و الکترونیک می توانند از این مقاله نهایت استفاده را ببرند چون این مطلب مختص رشته ذکر شده می باشد. مطالب مهمی مورد بررسی قرار گرفته که مهم ترین آنان : توضیح در مورد ترانسفورماتور قدرت، سیستم های اندازه گیری و حفاظت ترانسفورماتورهای قدرت، روش های تعمیر و نگهداری از آنها و قطع و وصل ترانسفورماتور قدرت می باشند.

ترانسفورماتور قدرت

هنگامی که قدرت انتقال حدود بیش از 10 مگاوات می رسد ، طرح های خاص مورد نیاز برای مقابله با نیروهای مکانیکی جریان اتصال کوتاه، سطوح عایق بالاتر و افزایش نیاز خنک کننده شروع به کار می کند. برای این رتبه بندی، از ترانسفورماتور مایع پر معمولا استفاده می شود. عایق بین سیم پیچ و بیشتر در ولتاژهای بالاتر خواستار می شود. علاوه بر این، اثرات رزونانس در داخل سیم پیچ خود را به در نظر گرفته شود برای جلوگیری از شکست عایق در طول تنش ضربه بسیار پویا مانند صاعقه که ممکن است رسیدن به دامنه یک تا دو هزار کیلوواتی با 1 میکرو ثانیه زمان افزایش یابد.

ترانسفورماتور با رأی قدرت بالا حدود ده مگاولت یک عنصر کلیدی در عرضه مناطق بزرگ و یا مناطق صنعتی به شمار می رود. به عنوان یک قانون کلی، می توان آن را یک نفر که دارد به طور متوسط برق تقاضا قدرت 1 کیلو وات در نظر گرفته است ، که بدان معنی است که MVA ترانسفورماتور 400 انتقال قدرت مورد نیاز توسط 400000، معادل با یک شهرستان با اندازه متوسط در نظر گرفته شده می باشد. چنین ترانسفورماتور باید مطابق با الزامات خاص در مورد ایمنی و قابلیت اطمینان و همچنین به ارائه بازده بسیار بالا و سطح صدای کم باشد. در دهه های اخیر، خطوط DC ولتاژ بالا نیز به طور فزاینده مهم بوده است، به خصوص در کشورهای بزرگ مانند چین که در آن مراکز صنعتی اتصال به مناطق دور افتاده که در آن برق تولید می شود، وجود دارد.

ترانسفورماتور در واقع به طور مستقیم در کنار یک نیروگاه که به نام GSU (ژنراتور واحد گام به بالا) است قرار دارد. GSU تبدیل برق از ولتاژ متوسط از ژنراتور به سطح انتقال ولتاژ بالا را انجام می دهد. با ترانسفورماتور قدرت تعادل جریان برق بین خطوط برق موازی، شیفت فاز را می توان مورد استفاده قرار داد که انطباق و کنترل زاویه فاز ولتاژ و جریان برای بهینه سازی ظرفیت انتقال قدرت از خطوط این مبدل ها می باشد. شیفت فاز به توان نامی تا 1500 مگاولت آمپر وجود دارد.

تاریخچه ترانسفورماتور قدرت

شاید کمتر آشکار است اما به اندازه اختراعات بزرگ دیگر محوری انتقال در مقیاس بزرگ و تحویل انرژی الکتریکی در طول فواصل بلند بوجود آمده است. دستیابی به این موفقیت بدون ترانسفورماتور نمی توانست اتفاق بیوفتد.

در حدود 130 سال پیش یک انقلاب فنی جایی که قرار بود یک گام حیاتی در توسعه جامعه مدرن و جو در زمان به وجود آمد. این انقلاب نسل تجاری، انتقال و استفاده از انرژی الکتریکی بود. هیچ کس امروز نمی توانید جهان بدون برق را تصور کند.

تاسیسات الکتریکی محلی تولید و مصرف که تعداد انگشت شماری داشتند کیلومتر ها با هم فاصله داشتند. اتصالات مستقیم از بخار یا ژنراتور آبی به مصرف کنندگان در طیف وسیعی از چند صد ولت بود. در اوایل سال 1880 میلادی، به عنوان مثال، ” شرکت روشنایی ادیسون ” در منهتن با برق در 110 ولت DC به 59 مشتری عرضه می شد. اما تقاضای انرژی از شهرستان ها در حال رشد سریع بود و مراکز صنعتی نیاز به افزایش قابلیت انتقال قدرت داشتند.

بزرگترین ترانسفورماتور در جهان در سال 1942 در پست وارطان استکهلم بخار کوچک و ژنراتور آبی دیگر بود کافی و این نیروگاه بزرگ راه دورتری تا شهرستان ها داشت که ساخته شد. سطوح ولتاژ برای حفظ جریان در خطوط قدرت متوسط و کاهش تلفات و افت ولتاژ به افزایش بود. این زمان تولد یک جزء جدید به نام ترانسفورماتور قدرت بود.

در یک ترانسفورماتور، دو سیم پیچ ها به طور مرتب به طوری که میدان مغناطیسی تولید شده توسط جریان در یک سیم پیچ باعث ولتاژ در طرف دیگر به هم متصل می شدند. این اصل فیزیکی تنها می تواند در سیستم های AC اعمال شود، به عنوان تنها یک میدان مغناطیسی متغیر با زمان قادر به القاء ولتاژ. با استفاده از تعداد مختلف سیم پیچ نوبت در دو تیوب، یک ولتاژ بالاتر یا پایین تر را می توان به دست آورد.

قابلیت تبدیل از یک سطح ولتاژ به یک دیگر دلیل اصلی برای دستیابی به موفقیت از AC سه فاز انتقال و توزیع سیستم ها بود.

حتماً شما با نیمه هادی ها که البته نیمه رسانا هم به آن ها گفته می شود آشنایی دارید. بعد از اجسامی که به صورت کامل عایق (هادی و رسانا) هستند، نویت به نیمه هادی ها می رسد که قصد داریم برای شما توضیحاتی درباره آن بدهیم.

ابزار برقی که به صورت نیمه هادی هستند موضوع مورد بحث امروز ما در این پست از سایت دانلود مقاله می باشد. مطالبی که در این مقاله به کار رفته شده است شامل این موارد می باشد (البته مهم ترین آن ها) : مهار نیرو، موتورهای هیدرولیکی، MOSFET های موتوری، مبدل های DC به AC، تبدیل کننده Baclc، منابع قدرتی، منابع توان AC و … که این ها همان طور که از نام مقاله هم پیداست نام ابزارآلاتی هستند که نیمه هادی به شمار می آیند و در مورد آن ها توضیحاتی داده شده است

آشنایی کامل با نیمه هادی ها

در زیر ما قصد داریم تا شما را به نیمه رسانا ها آشنا کنیم که امیدواریم این چند خطی که درباره آن نوشته می شود مورد توجه شما عزیزان قرار گیرد.

در دنیای امروز و با پیشرفت سریع علم فیزیک و دیجیتال نیمه هادی ها نقش مهمی ایفا می کنند و شما در بیشتر دستگاه ها و وسایل دیجیتالی می توانید نیمه هادی ها را مشاهده کنید.

در وسایلی که با پردازش اطلاعات و عملیات سروکار دارند نیمه هادی ها از اهمیت ویژه ای برخوردارند و اساس آن ها را تشکیل می دهند دستگاه هایی مثل کامپیوتر و پخش کننده ها از این قبیل اند.

یکی از عناصری که در ساخت و تولید نیمه هادی ها کاربرد دارد سیلیکون است.

موقعی می توانیم نیمه هادی ها را یک دیود بنامیم که به صورت ساده ترین شکل ممکن خود باشند و ما برای اینکه بتوانیم بیشتر با ساختار نیمه هادی ها آشنا شویم باید شکل ساده ی آن که همان دیود است را مورد مطالعه قرار دهیم.

دیودها رساناهای یک طرفه هست و جریان برق را در یک سمت از خود عبور می دهند. یکی از دستگاه های نیمه هادی که جریان و ولتاژ را تقویت می کند ترانزیستور است.

برای اینکه تراتزیستور بتواند جریان را تقویت کند شما باید جریانی بیش از حداقل ممکن را به آن بدهید.

بسته به اینکه پیوندهای نیمه هادی که در ترانزیستور به هم وصل شده چگونه قرار گرفته باشند آنها را به دو نوع پی ان پی و یا ان پی ان تقسیم می کنند.

هدایت جریان الکتریکی در عناصر نیمه هادی به عواملی بستگی دارد و این عوامل میزان هدایت نیمه هادی ها را تحت تأثیر قرار می دهد افزایش دما و تحریک های نوری از این جمله عوامل هستند.

دو عنصری که با افزایش دما هدایت الکتریکی آنها بیشتر می شود و در دمای صفر کاملا به عناصر عایق تبدیل می شوند سیلیکون و ژرمانیوم هستند.

همانطور که گفتیم دیودها نوع ساده ی نیمه هادی ها هستند و چون جریان را به صورت یکطرفه عبور می دهند در ساخت سلول های خورشیدی کاربرد دارند زیرا در سلول های خورشیدی صفحاتی که به یکدیگر وصل شده اند موازی هستند و دیودها مانع از برگشت جریان می شوند.

نیمه هادی چیست؟

یک نیمه هادی به این صورت تعریف شده است : ماده ای که مقاومت مخصوصش خیلی کمتر از مقاومت مخصوص یک عایق و خیلی بیشتر از مقاومت مخصوص یک هادی می باشد و مقاومت مخصوصش با افزایش دما کاهش می یابد.

نیمه هادی های ناخالص

با اضافه کردن مقدار بسیار کمی از یک اتم ناخالص در کریستال سیلیسیم می توان فرض کرد که شبکه بدون ایجاد مزاحمت موجب احاطه شدن اتم های ناخالص با چهار اتم سیلیسیم می شود. در عمل ناخالصی ها همواره از گروه 3 و 5 جدول تناوبی عناصر انتخاب می شوند. که دارای 3 یا 5 الکترون در لایۀ ظرفیت خود می باشند. از گروه 5 عناصری نظیر آرسنیک، آنتی موان و فسفر و از گروه 3 ایندیم، آلومینیم و گالیم. فرآیند اضافه کردن اتم های ناخالص به کریستال سیلیسیم را دوپینگ (تقویت) و کریستال فوق را دوپینگ کننده (تقویت شده) می گویند.

الکتریسیته «Electricity»، البته اسمی که بیشتر از آن یاد می شود برق نام دارد، یک شوک الکتریکی وارد می کند و به وسیله دستگاه هایی که ساخته اند، به وسیله آن ها الکتریسیته یا همان برق را تولید می کنند.

خیلی زود می خواهیم برویم سر اصل مطلب و توضیحاتی پیرامون مقاله ای که تدارک دیده ایم بگوییم. این مقاله، الکتریسیته نام دارد که به صورت کامل به آن پرداخته شده است و می توان با اطمینان برای رسیدن به پرسش های شما درباره الکتریسته به شما این پژوهش را توصیه کرد. اگر قصد دارید تا بدانید که چه مطالبی در این مقاله آمده است، ما عناوین مهم را به صورت تیتر وار در زیر نوشته ایم :

• اگر به دنبال یک تعریف از الکتریسیته هستید، ما در ابتدای این مقاله آن را تعریف کرده ایم.
• اگر دوست دارید تا بدانید که چه کسی الکتریسیته را کشف کرده است، چند خطی درباره کاشف آن نوشته ایم.
• بعد از آشنایی با کاشف الکتریسیته، تاریخچه آن را بیان کرده ایم.
• همچنین در ادامه راه ها و روش های تولید الکتریسیته توضیح داده شده است.
• اگر قصد دارید تا متوجه شوید که الکتریسیته در زندگی شما چه کاربرد هایی دارد، ما در یک مبحث در این باره مطالبی را ذکر کرده ایم.
• و چندین تعریف و توضیح دیگر مربوط به این موضوع.

الکتریسیته چیست؟ و کاربردهای آن

الکتریسیته یا همان برق در تمام زندگی ما جریان دارد و می توان گفت بدون برق زندگی سخت می شود. اگر به اطرافمان نگاه کنیم و وسایلی که با الکتریسیته کار می کنند را بشماریم به اهمیت آن پی می بریم. ما نمی توانیم الکتریسیته و انرژی را ببینیم و غیر قابل رویت است اما می تواند گرما و روشنایی تولید کند. برق یا الکتریسیته همان توان الکتریکی است. الکتریسیته می تواند دستگاه های الکتریکی را به کار بیاندازد و باعث حرکت چرخ های مکانیکی شود. برای اینکه بیشتر با الکتریسیته آشنا شویم و بفهمیم که از کجا آمده است باید درباره ی ساختمان اتم آن ها اطلاعاتی کسب کنیم.

بارهای الکتریکی

اصطلاح های مثبت و منفی مربوط به بار الکتریکی، یعنی کمیت زیربنایی تمام پدیده های الکتریکی است. ذرات دارای بار مثبت در ماده معمولی پروتون و ذرات دارای بار منفی الکترون هستند. نیروی جاذبه بین این ذرات سبب گرد آمدن آنها در واحدهای بسیار کوچک – اتم ها – می شود. وقتی در اتم به هم نزدیک شوند، توازن نیروهای جاذبه و دافعه به علت حرکت الکترون ها در حجم هر اتم کامل نیست. این اتم ها می توانند یکدیگر را جذب کنند و مولکول تشکیل دهند. در واقع، تمام نیروهای پیوند شیمیایی که اتم ها را به صورت مولکول به هم متصل می سازد سرشتی الکتریکی دارد.

پایستگی بار

در اتم خنثی،تعداد الکترون ها و پروتون ها برابر است، بنابراین بار خالصی وجود ندارد. اگر الکترونی را از اتم جدا کنیم دیگر خنثی نخواهد بود، زیرا در این صورت دارای یک بار مثبت بیشتر از بار منفی خواهد بود و می گویند دارای بار مثبت شده است. اتم باردار را یون می نامند. یون مثبت دارای یک بار مثبت خالص است. یون منفی، اتمی با یک یا چند الکترون اضافی، بار منفی دارد. اجسام مادی از اتم ساخته شده اند، که به معنی تشکیل آنها از الکترون،پروتون و نوترون است. معمولا جسم همان تعداد الکترون دارد که پروتون و در نتیجه به لحاظ الکتریسیته خنثی است. اما اگر اندکی بی توازنی در این تعداد وجود داشته باشد جسم به لحاظ الکتریکی باردار می شود. این بی توازنی بر اثر اضافه و کم کردن الکترون به جسم به وجود می آید. الکترون ها از چیزی به وجود نمی آیند و در درون اجسام جابجا می شوند. بار پایسته است.

هدایت جریان الکتریسیته

مواد را معمولا بر اساس توانایی شارش الکترون ها در داخل آن ها طبقه بندی می کنند. در برخی از مواد، مانند فلزات، الکترون ها می توانند نسبتا آزاد حرکت کنند.این گونه مواد را رسانا می نامیم. الکترون هایی که در یک مکان از ماده به آن منتقل می شوند می توانند به آسانی در سرتاسر ماده حرکت کنند. آب لوله کشی و بدن انسان نمونه های دیگری از مواد رسانا هستند. در سایر مواد، الکترون ها اصلا نمی توانند حرکت کنند. الکترون هایی که در یک مکان از ماده به آن انتقال داده شوند در همان مکان باقی می مانند. این گونه مواد را عایق می خوانیم.

نحوه تولید الکتریسیته

سال های زیادی است که انسان ها برای تولید الکتریسیته و برق از راه های مکانیکی کمک می گیرند و از راه های مختلفی برای تولید برق استفاده می کنند. یکی از این راه ها توربین آبی است. در نیروگاه ها برای تولید برق از توربین ها آبی برای چرخاندن ژنراتورها استفاده می کنند. از نظر اقتصادی این شیوه بهترین روش است ولی چون به سد سازی احتیاج دارد از نظر جغرافیایی دارای محدودیت است. راه دیگری که استفاده می شود توربین های گازی است کار این توربین هامانند کار موتورهای جت است در این توربین ها گازهایی که از سوختن سوخت حاصل می شود انبساط پیدا می کند. راه های دیگر تولید الکتریسیته استفاده از توربین های بخار، و نیروگاه های دارای سوخت فسیلی است.

در این مقاله قصد داریم تا تکنولوژی کابل ها «Cable Technology» را مورد بررسی قرار دهیم. مقاله تکنولوژی کابل ها شامل 2 فصل است که در پایین می توانید مطالب مهمی که در این دو فصل به کار رفته است را مشاهده نمایید :

• در فصل اول به موضوع سیم ها و کابل ها در صنعت برق پرداخته شده است.
• در این فصل مطالب همچون فلزات غیر آهنی و عایق و همینطور مقایسه فلزها با آلیاژها به کار رفته شده است.
• در فصل دوم در مورد عایق های الکتریکی در کابل ها توضیحاتی داده شده است.
• در این فصل نیز به مطالبی مانند خواص عایق ها، انواع آنها، عایق های متداول در صنعت کابل سازی است که به آن اشاره شده است.
• و … .

آشنایی کامل با تکنولوژی انواع کابل

صنعت نیز مانند انسان دارای رگ و خون است و انرژی الکتریکی همان خون در رگهای صنعت است. با این تعریف می توان به اهمیت و نقش مهم نیروی برق در صنعت پی برد. عموماً مردم تصور می کنند که هزینه هایی که برای استفاده از انرژی برق متحمل می شویم مربوط به بخش تولید است در صورتی که اینگونه نیس و بیش تر این هزینه ها مربوط به سیستم برق رسانی است. برای هر کدام از مراحل توزیع برق که شامل انتقال انرژی با فشارهای قوی و توزیع انرژی برق از مراکز پست فرعی به مصارف خانگی ،صنعتی و … است و مراحلی که در توزیع برق انجام می شود، تمام هزینه های این توزیع و انتقال مربوط به قیمت سیم های هادی می شود. ما برای اینکه بتوانیم در هرموقع از زمان به انرژی برای روشنایی و گرما دسترسی داشته باشیم لازم است که در تمامی مراحل توزیع از هادی های مناسب استفاده کنیم که ویژگی های از قبیل اطمینان از انجام کار، در صورتی خراب امکان رفع نقص وجود داشته باشد و شرایط قابل قبول با کمترین هزینه را داشته باشد.

کاربرد فلزات غیر آهنی

مس یکی از فلزات غیر آهنی است که قابلیت های زیادی دارد، این فلز به راحتی قابل خم شدن است و می توان به آسانی روی آن کار انجام داد علاوه برآن این فلز قابلیت چکش خواری دارد. این فلز غیر آهنی مقاومت زیادی در برابر حرارت و اسیدها دارد. در کلیدها و بست های برقی، مس قابلیت لحیم کاری دارد.

آلومینیوم فلز غیر آهنی دیگری است که مثل مس قابلیت های زیادی دارد که می توان به قابلیت چکش خواری و کوره کاری آن نام برد. این فلز مقاومت زیادی در برابر زنگ زدگی دارد ولی در برابر اسید و بازها مقاومت ندارد و در بست هایی که به صورت پیچ است نمی توان به آن اعتماد کرد.

سرب، قلع، روی، نیکل خام و … از دیگر فلزات غیر آهنی هستند که دارای قابلیت های ویژه ای هستند.

فلزات هادی برای انتقال انرژی

درصد بیشتری از سیم های آلومینیوم را فلز آلومینیوم و درصد کمی را فلزات دیگر تشکیل می دهند. سیم آلومینیومی مقاومت خوبی ار نظر مکانیکی ندارد به همین دلیل از آن ها در خطوط هوایی نمی توان استفاده کرد، به همین دلیل آلومینیوم را به همراه فولاد استفاده می کنند.

سیم مس – فولاد نیز یک هادی است که مغز آن فولادی است که روی آن را فلز مس پوشانده است. این سیم در بیشتر موارد در زمین استفاده می شود. این کابل نسبت به کابل مس مزیت های بیشتری دارد که می توان از ارزانتر بودن آن، کمتر بودن وزنش و … نام برد، به همین دلیل از کابل مس – فولاد برای خطوط دارای فشار قوی و کابل های حامل استفاده می شود.

عایق های الکتریکی در کابل

برای اینکه بخواهیم وسایل الکتریکی و هادی های انرژی و برق بسازیم احتیاج به دو نوع از مواد داریم، یکی از این مواد برای اینست که الکترون ها را عبور دهیم که اصطلاحا به آن ها هادی می گویند و مواد دیگر موادی هستند که از عبور الکترون ها ممانعت می شود که به آن ها عایق می گویند. ممکن است این فکربه ذهن خطور کند عایق ها ارزشی ندارند اما در حقیقت اینگونه نیست و عایق ها نیز به اندازه ی هادی ها مهم و ارزشمند هستند و اگر وجود نداشته باشند نمی توان از انرژی برق استفاده کرد.

روغن به کار رفته در کابل

در صنعت کابل سازی از کاغذهایی که آغشته به روغن هستند استفاده می شود. در کابل های پروکابل های فشاری روغن غلیظ و در کابل های روغنی، روغن رقیق شبیه روغن ترانسفورماتور بکار می رود. این نوع روغن باید در 130 درجه سانتیگراد رقیق شده و بتواند در داخل منافذ کوچک و فواصل خالی رخنه کند و در درجه حرارت معمولی 35 تا 40 درجه سانتی گراد باید غلیظ و سفت شود و در درجه حرارت زیر صفر محکم نشود. کابل قابلیت خمش خود را حفظ کند. همچنین درجه انبساط و تاثیرات وزن مخصوص روغن باید نسبت به درجه حرارت خیلی کم باشد برای جلوگیری از پدیده ایکس واکس که در بند قبلی تشریح شد. باید گازهای موجود در روغن کابل ها را پیش از مصرف خارج کرد.

 

ترانزیستور یکی از قطعات الکترونیکی اس که امروزه نقش زیادی در دنیای برق و الکترونیک در منازل، شرکت ها، ادارت و کارخانجات دارد، البته وسایل الکتریکی همه نقش مهمی در دنیای امروزی دارند. برای فهم بیشتر از ترانزیستور پیشنهاد می کنیم که این صفحه را تا آخر مطالعه کنید و مقاله کامل ترانزیستور را دانلود کنید تا اطلاعات کاملی را در این مورد بدست آورید. دوست دارید که بدانید ترانزیستور چیست؟ و یا این که ترانزیستور چگونه کار می کند؟ دوست دارید یک مدار ببندید و در آن از ترانزیستور استفاده کنید؟ همین طور دیود ها و خازن ها را می شناسید؟ این مقاله جواب تمامی سئوالاتی که در اینجا گفته شده را دارد. پیشنهاد می کنیم اگر قصد آشنایی با این موارد را دارید از دانلود و دریافت این مقاله دریغ نکنید.

ترانزیستور چیست؟

ترانزیستور یک سوئیچ کوچک است که می تواند باعث تولید سیگنال های الکتریکی توسط این سوییچ می شود. آنها نفوذ بسیاری در زندگی روزمره ما، و تقریباً در همه چیز، که این خود نشان می دهد چقدر مفید هستند.

یک ترانزیستور چگونه کار می کند؟

به روش سنتی ، جریان الکتریسیته که توسط اتصال فیزیکی و یا قطع دو سر سیم سوییچ مکانیکی را فعال یا غیر فعال می کند. در یک ترانزیستور، در نتیجه با فعال کردن یا غیرفعال کردن سیگنال به صورت عابق و عبور جریان برق است. این اقدام از ویژگی های یک عایق که در برخی شرایط و مانند یک هادی منحصر به فرد به یک طبقه خاص از مواد شناخته شده به عنوان “نیمه هادی ها.” است.

قبل از اینکه ما راز چگونه کار کردن ترانزیستور و چگونه مهار کردن آن را بگوییم، اجازه دهید برخی از توانایی های آن را نیز برای شما عزیزان بازگو کنیم.

اولین سیگنال سوییچ رله بود. رله با استفاده از یک آهنربای الکتریکی یک تلنگر به سوییچ مغناطیسی وارد می کرد.

برای درک چگونگی محاسبات سیگنال سوییچ، برای اولین بار یک باتری با دو سوئیچ و نور را تصور کنید. در سری برای تولید نور به دو سوئیچ نیاز می باشد.

تاریخچه ترانزیستور

ترانزیستور، توسط سه دانشمند در آزمایشگاه بل در سال 1947 اختراع شد. ترانزیستور به سرعت به عنوان یک تنظیم کننده سیگنال الکترونیکی جایگزین لوله خلاء شد.ترانزیستور جریان یا ولتاژ را تنظیم می کند و به عنوان یک سوئیچ یا دروازه برای سیگنال های الکترونیکی عمل می کند.ترانزیستور از سه لایه تشکیل شده است و یک ماده نیمه هادی است، که هر کدام قادر به حمل یک جریان هستند. ترانزیستور یک نیمه هادی مانند ژرمانیوم و سیلیکون است که در یک “نیمه مشتاق” راه هدایت الکتریکی است. یک هادی واقعی مانند مس و یک عایق (مانند پلاستیک پیچیده در اطراف سیم) است.

نیمه هادی بودن ترانزیستور

ترانزیستور یک دستگاه نیمه هادی است که برای تقویت قدرت جریان برق و تعویض سگنال های الکتریکی استفاده می شود. اگر ساده بخواهیم به موضوع نگاه کنیم عملکرد یک ترانزیستور را می توان تقویت جریان دانست. مدار منطقی کوچکی را در نظر می گیریم که تحت شرایط خاص در خروجی خود جریان بسیار کمی را ایجاد می کند. به وسیله یک ترانزیستور می توان این جریان را تقویت نمود و سپس از این جریان قوی برای قطع و وصل کردن یک رله برقی استفاده کرد. ترانزیستور یک قطعه بنیادی افزاره های دی الکترونیکی است و در حال حاضر در همه سیستم های پیشرفته الکترونیکی جدید یافت می شود.

موارد بسیاری هم وجود دارد که از یک ترانزیستور برای تقویت ولتاژ می توان استفاده کرد. بدیهی است که این خصیصه مستقیماً از خصیصه تقویت جریان این وسیله به ارث می رسد کافی است که جریان ورودی و خروجی تقویت شده روی یک مقاومت انداخته شود تا ولتاژ کم ورودی به ولتاژ تقویت شده خروجی تبدیل شود.

در ترانزیستور ها از یک مواد نیمه هادی با حداقل سه ترمینال برای ارتباط به یک مدار بیرونی با هم ترکیب شده اند. جریان ورودی ای که یک ترانزیستور می تواند آن را تقویت کند باید حداقل داشته باشد. چنانچه این جریان کمتر از حداقل نام برده باشد ترانزیستور در خروجی خود هیچ جریانی را نشان نمی دهد. اما به محض آن که شما جریان ورودی یک ترانزیستور را به بیش از حداقل مذکور ببرید در خروجی جریان تقویت شده خواهید دید.

از این خاصیت ترانزیستور معمولاً برای ساخت سوییچ های الکترونیکی استفاده می شود.

ترانزیستور های اولیه از دو پیوند نیمه هادی تشکیل شده اند و بر حسب آن که چگونه این پیوند ها به یکدیگر متصل شده باشند می توان آن ها را به نوع اصلی PNP یا NPN تقسیم کرد. برای درک نحوه عملکرد یک ترانزیستور ایتدا باید بدانیم که یک پیوند (Junction) نیمه هادی چگونه کار می کند.

کاربردهای ترانزیستور ها

ترانزیستور های جدید همگی از نوع سیلیکون می باشند و به صورت n.p.n و p.n.p ارائه شده اند. ترانزیستور ها کاربردهای بسیار متنوعی دارند، اما موارد زیر بیشتر کاربردهای معمول آن ها را شامل می شوند:

• ترانزیستور خطی : به ترانزیستورهایی گفته می شود که در مدارهای خطی (مانند تقویت کننده های ولتاژ پایین) مورد استفاده قرار می گیرند.
• ترانزیستور کلیدی : ترانزیستورهایی که فقط برای قطع و وصل جریان طراحی شده اند.
• ترانزیستور پرقدرت : ترانزیستورهایی هستند که توان قابل تحمل بسیار زیادی دارند (این قطعات نیز معمولاً به 2 گروه، یعنی مناسب برای فرکانس های صوتی و مناسب برای فرکانس های رادیوی، تقسیم می شوند).
• ترانزیستور مخصوص فرکانس رادیویی : ترانزیستورهایی هستند که اختصاصاً برای کار در فرکانس های بالا طراحی شده اند.
• ترانزیستور ولتاژ بالا : این ترانزیستورها اختصاصاً برای تحمل ولتاژهای بسیار زیاد طراحی شده اند.

رادار «Radar» برای پیدا کردن موقعیت مکانی هدف، حالا هر چیزی که می خواهد باشد از آن استفاده می شود. از آن در صنعت هواپیمایی و جنگی و تازگی ها در عرصه های دیگر استفاده می شود.

در این پست از سایت دانلود مقاله می خواهیم شما را با سیستم های رادار به طور کلی آشنا کنیم. در این پست درباره آن چندین پاراگراف نوشته شده است ولی اگر به دنبال مطالب بیشتری هستید می توانید مقاله را به صورت کامل دریافت کنید و از آن نهایت استفاده را ببرید. مطالب مهمی که در این مقاله به کار رفته اند به این صورت هستند :

• بعد از اینکه چکیده مقاله را مطالعه کردید، اهداف استفاده از رادارها بیان شده است.
• در ادامه کاربردهای آن مورد بررسی قرار گرفته است.
• همینطور بررسی چندین رادار در این مقاله نوشته شده است.
• و … .

آشنایی کامل با سیستم های رادار

زمانی که بخواهیم از مکان و موقعیت هدفی اطلاع پیدا کنیم می توانیم از رادار که یک سیستم الکترومغناطیسی است، استفاده کنیم. بعضی از شرایط آب و هوایی و محیطی با چشم قابل دیدن نیست، محیط هایی مانند تاریکی، مه غلیظ ، غبار و… از این قبیل هستند. رادار این قابلیت را دارد که می توان به وسیله ی آن درون این محیط ها را دید. رادار قابلیت ها و مزیت ها ی فراوانی دارد که از می توان در هواشناسی و … استفاده کرد. یکی از بارزترین ویژگی های این سیستم این است که می تواند فاصله و تقریبا محدوده ی هدف را به ما نشان دهد. رادار به کمک امواج این کارها را برای ما انجام می دهد، این امواج همواره در محیط اطراف ما پراکنده اند اما چشم ما قادر به دیدن آن ها نیست. یکی از موارد استفاده از رادار در فرودگاه ها است. در فرودگاه ها از رادار برای ردیابی هواپیما ها و تعیین موقعیت آن ها استفاده می شود. رادار در بعضی از کشورها برای ردیابی و شناخت خودروهای متخلف مورد استفاده قرار می گیرد. در موارد نظامی، در ماهواره ها، در فضاپیما ها و…. رادار کاربرد دارد. یک مثال ساده و ملموس برای استفاده از رادار در درب های ورود و خروج فروشگاه ها و مراکز است که با قرار گرفتن شخص جلوی درب، درب باز می شود.

اهداف استفاده از رادار

یکی از هدف های استفاده از رادار، تعیین فاصله جسم هدف است. ما می توانیم توسط رادار به این نکته پی ببریم که ایا در یک فاصله ای مشخص جسم معین وجود دارد یا خیر. به طور معمول ما برای اجسام متحرک از رادار استفاده می کنیم اما رادار این قابلیت را دارد که اجسامی که ساکن اند یا در زیر زمین قرار داردند را نیز شناسایی کند. هدف دیگر استفاده از این سیستم الکترومغناطیسی در اندازه گیری و شناسایی سرعت اجسام است که از این ویژگی در پلیس راه ها برای شناسایی خودروهایی که سرعت بالا دارند استفاده می شود. در ماهواره هایی که در مدار زمین در حرکت اند از رادارها استفاده می شود.

مکانیسم عمل

همان طور که می دانیم تمام امواج دریایی و صوتی یعد از برخورد با مانع و سدی در جلوی خود انعکاس پیدا می کنند، در امواج الکترومغناطیسی نیز همین حادثه رخ می دهد و این امواج پس از برخورد با موانع، منعکس می شوند و ما می فهمیم که آن ها وجود دارند. همان طور که اشاره کردیم این امواج به ما می فهمانند که جسم هدف در چه فاصله ای از ما قرار دارد و آیا متحرک است یا ساکن و در صورت متحرک بودن ایا از دور می شود و یا به ما نزدیک می شود. رادار از خود امواجی را منتشر می کند که این امواج به مانعی که در فاصله دوری قرار دارد برخورد می کنند، پس از برخورد به محل اولیه خود برگشت می کنند. وقتی امواج برگشت آن ها را به وسیله دستگاه های ویژه ای تقویت می کنند و از زمان رفت و برگشت آن ها مطلع می شوند. این زمان،همان فاصله ی میان قرار گرفتن رادار و جسم هدف است.

نگسراد

نسل نوینی از رادارها در هواشناسایی وجود دارد که به آن ها نگسراد می گویند که از آن برای پیش بینی تغییراتی که ممکن است به صورت ناگهانی در شرایط آب و هوایی به وجود بیاید استفاده می شود.

برای اینکه بتوانیم اطلاعات و پیام های مخابراتی را با کیفیت بیشتر و بهتر منتقل کنیم باید از سیستم های طیف گسترده «Spread Spectrum» استفاده کنیم.

یکی از دلایل اصلی استفاده از سیستم های طیف گسترده خصوصاً در مخابرات سیار سلولی مقاومت این سیستم ها در برابر پدیده چند مسیری است. با توجه به اینکه کد گسترش دهنده در این سیستم ها معمولاً تنها با یکی از سیگنال های دریافتی از مسیرهای مختلف همزمان می ‎شود این سیستم ها مقاومت بسیار خوبی در برابر پدیده چند مسیری از خود نشان می دهند.

اگر شما هم خواستار این هستید که درباره سیستم های طیف گسترده در مخابرات مطالب بیشتری را فرا گیرید با ما همراه باشید و می توانید در ادامه همین پست با آن آشنا شوید و اگر نیاز به مطالب بیشتری داشتید می توانید مقاله کامل را به طور کامل دانلود کنید و از نوشته های داخل آن استفاده کنید. این مقاله شامل 7 فصل می باشد که در زیر عناوین فصل ها را می توانید مشاهده کنید :

• در فصل اول شما با مشخصات سیستم های طیف گسترده بیشتر آشنا می شوید.
• در دومین فصل از این مقاله استفاده از سیستمهای طیف گسترده مورد بررسی قرار گرفته شده است.
• همچنین در سومین فصل می توانید مطالبی راجع با کدهای گسترش دهنده طیف گسترده بیان شده است.
• چهارمین فصل که در این مقاله دیده می شود به موضوع اثر تداخل عمدی در سیستم های طیف گسترده اشاره شده است.
• پنجمین فصل نیز مطالبی پیرامون دسترسی چندگانه به سیستمهای طیف گسترده مطالبی را نوشته است.
• در فصل بعدی موضوعی تحت عنوان اندازه گیری فاصله شی در آسمان با استفاده از تکنیک طیف گسترده مورد بحث قرار گرفته شده است.
• و در آخرین فصل از این مقاله به موضوع بکارگیری تکنیک طیف گسترده در مدار راه جهت ارسال ایمن دیتا به قطار پرداخته شده است.

آشنایی با سیستم های طیف گسترده در مخابرات

از مهمترین خواص سیستم های طیف گسترده، قابلیت دسترسی چند گانه با تخصیص کد در آنها می ‎باشد. در این سیستم ها هر کاربر یک کد گسترش دهنده مخصوص به خود دارد. اگر فرستنده بخواهد برای گیرنده ای خاص پیام ارسال کند، کافی است سیگنال اطلاعات خود را با استفاده از کد گیرنده مورد نظر رسیده، در کد مربوط به همان کاربر و نویز گوسی جمع شونده به ورودی گیرنده مورد نظر رسیده، در کد مربوط به همان کاربر ضرب می شود، در نتیجه سیگنال مورد نظر حذف گسترش یافته، نویز و جملات تداخل (سیگنال های مربوط به کاربران دیگر) گسترش پیدا می ‎کند.

در این سیستم اگر کدهای مربوط به کاربران متفاوت نسبت به هم همبستگی صفر داشته باشند کدها متعامد شده و هیچ فرستنده ای برای گیرنده دیگر غیر از گیرنده مورد نظر خود ایجاد نویز نمی کند لذا ظرفیت تعداد کاربران سیستم های CDMA بر اساس سطح نویز از سایر کاربران محدود می ‎شود. برای اطلاعات بیشتر خواننده می ‎تواند به مراجعه ند.

سیستم های طیف گسترده با استفاده از کدهای متعامد برای گسترش و حذف گسترش و همچنین استفاده از گیرنده های RAKE برای آشکار سازی در برابر ISI مقاوم می باشند اطلاعات بیشتر در این زمینه در مرجع موجود است.

سیستم طیف گسترده از یک دنباله شبه تصادفی و مستقل از اطلاعات برای گسترش طیف سیگنال استفاده می ‎کند. این دنباله ها معمولا دارای نرخی بسیار بالاتر از نرخ اطلاعات بوده به جز گسترش طیف سیگنال ارسالی قابلیت های دیگری نیز برای سیستمهای طیف گسترده به ارمغان می‎ آورد.

کاربرد سیستم های طیف گسترده

مهم ترین کاربرد ها و تجهیزاتی که تاکنون در آنها از سیستم های طیف گسترده استفاده شده عبارتند از:

1. شبکه های رادیویی سیار (مخابرات سیار)
2. مقابله با اقدامات ضد الکترونیک در رادار
3. مکان سنجی در مخابرات ماهواره ای
4. مخابرات نظامی و ناوبری
5. فاصله یابی با دقت بالا
6. مخابرات PCS و بدون سیم (cordless)
7. گیرنده های RAKE
8. مخابرات سیار نسل سوم
9. و …

 

کنترل کننده ای که به صورت منطقی و از روی منطقی مشخص می توانیم کنترل آن را به وسیله برنامه ای مشخص تعریف کنیم و اگر لازم باشد قادر هستیم آن را عوض کنیم PLC می گویند.

به وسیله PLC ها تولیدات و فعالیت های ماشین ها دیگر مثل گذشته نیست و به راحتی می توان روند آن ها را تغییر داد، زیرا دیگر احتیاجی نیست که بخواهیم تمامی سیم کشی ها و سیستم های سخت افزاری بخش کنترل را تغییر دهیم و فقط می توانیم با نوشتن چند خط برنامه که به PLC می دهیم این کنترل را انجام دهیم.

امروزه به وسیله PLC این امکان فراهم شده است که افرادی که به عنوان طراحان در بخش کنترل هستند ایده هایی را که در ذهن خود دارند به آسانی و با زمان کمی امتحان کنند و توسط آن کیفیت و کمیت تولیدات خود را افزایش دهند، در صورتی که در گذشته این کار به سختی انجام می شد و نیاز به صرف وقت و هزینه زیادی بود.

اکنون به چند مورد از ویژگی های مهم PLC اشاره می کنیم :

1. در صورت استفاده از PLC تا حد زیادی می توانیم تابلو های فرمان را کاهش دهیم.
2. PLC ها عمر زیادی دارند و در طول دوره ها نیازی به تعمیر و سرویس نیز ندارند.
3. می توانیم به صورت بسیار آسان و با صرف وقت کم یک سیستم طراحی و اجرای کنترل و فرمان را به وسیله PLC راه اندازی کنیم.

تفاوت PLC با کامپیوتر

اگر بخواهیم از کامپیوتر استفاده کنیم احتیاج به این داریم که یک دوره طولانی را آموزش ببینیم و زمان و هزینه های بسیاری را صرف کنیم و همچنین کنترل یک فرایند به وسیله کامپیوتر بسیار پیچیده و سخت است و حتی می توان گفت عملاً کاری ناممکن است.

این نکته در صنعت احساس شد که صنعتگران برای این که پیشرفت کنند و هزینه کمتری را صرف کنند، نیاز به این دارند که سیستم های اتوماتیک را یاد بگیرند و در تولید از سیستم های اتوماسیون استفاده کنند.

یکی از دلایلی که PLC ها ساخته شده اند همین اتوماسیون بود که PLC ها قادر بودند این کار را به بهترین نحو ممکن در اختیار صنعتگران قرار دهد و این مزیت را دارند که هزینه کمی در بر دارند و کار کردن با آن ها نیاز به آموزش های طولانی ندارد.

می خواهیم در این مقاله به چگونگی تولید برق در نیروگاه جزر و مد بپردازیم. به همین منظور یک مقاله کامل و بسیار جامع را در این پست از سایت دانلود مقاله به اشتراک شما عزیزان گذاشته ایم. مطالبی که در این مقاله نوشته شده اند در 8 فصل تقسیم شده اند که عناوین این فصول را در زیر می توانید مشاهده کنید :

1. در فصل اول انرژی های قابل حصول از طریق دریا مورد بحث قرار گرفته اند.
2. در فصل دوم شما با موضوع جزر و مد بیشتر آشنا می شوید.
3. شرایط بهره برداری از نیروگاه جزر و مد موضوع فصل سوم در این مقاله می باشد.
4. نیروگاه جزر و مدی در فصل چهارم به صورت کامل مورد بررسی قرار گرفته شده است.
5. در فصل پنجم سیاست های وزارت نیرو در توسعه کاربرد انرژی های نو، مطالب درباره آن نوشته شده است.
6. در ششمین فصل از این مقاله مشکلات و موانع پیش روی توسعه انرژی های تجدیدپذیر در ایران، چندین صفحه پیرامون آن بیان شده است.
7. در فصل هفتم مقالات فارسی پیرامون موضوع مورد بحث ما آورده شده است.
8. و در آخرین فصل که فصل هشتم می باشد، ترجمه مقاله انرژی تجدیدپذیر گفته شده است.

چگونگی تولید برق در نیروگاه جزر و مد

مهمترین پارامترهایی که بر تصمیم گیری در مورد ساخت نیروگاه جزر و مد اثر می گذارد، ممکن است اصلاً پارامترهای اقتصادی نبوده بلکه بیشتر به مسائل زیست محیطی مربوط باشد. زیرا با احداث یک طرح جزر و مدی و یک حوضچه شدت جزر و مد در آن ناحیه کاهش می یابد و بنابراین مقدار آبی که به حوضچه وارد یا از آن خارج می شود کاهش می یابد. این تغییرات اساسی، محیط زیست اطراف و داخل حوضچه را تحت تأثیر قرار داده و تغییراتی را در آن ایجاد می کند. این تغییرات عامل تغییر کیفیت آب، میزان رسوب و طبیعت می باشد. هریک از این پارامترها جداگانه بیان خواهد شد.

مزایای یک نیروگاه جزر و مد شامل این حقیقت است که این نیروگاه ها دارای منابع انرژی برگشت پذیر قابل پیش بینی هستند و با طراحی دقیق و ساخت مناسب، یک نیروگاه جزر و مدی عمر طولانی خواهد داشت.

با توجه به اینکه منابع سوخت موجود در کره زمین محدود است و تزریق فراوان گاز co₂ به اتمسفر (ناشی از احتراق سوخت در نیروگاههای حرارتی) که سبب افزایش گازهای گلخانه ای می گردد، استفاده از نیروگاه جزر و مد را در قرن اخیر به دلیل مسائل زیست محیطی بیش از پیش مدنظر و مورد توجه قرار داده است.

اثرات نیروگاه جزر و مد بر طبیعت

اثر نیروگاه جزر و مد بر طبیعت بسیار ناچیز است زیرا این نیروگاه ها سبب بارش باران های اسیدی و یا موجب تشعشات رادیواکتیو در طبیعت نمی شوند. همچنین وقتی که نیروگاه جزر و مدی در حال کار است آلودگی‌ های صوتی آن خیلی کم است. با احداث یک سد برای ساخت یک نیروگاه از شدت جزر و مد در آن محل کاسته شده و با تغییرات رسوب گذاری شکل زندگی آبزیان در اطراف حوضچه تغییر می کند.

احداث حوضچه در مسیر گذر ماهیان مانعی پدید می آورد که سبب تلف شدن برخی از آنها در حین عبور از آن واحد می شود. شرایط حیات پرندگانی که بطور دائمی یا فصلی در دهانه رود زندگی می کنند نیز با احداث این حوضچه تغییر می کند. به این نحو که با احداث سد ارتفاع آب در حوضچه بطور تنظیم شده خواهد بود و لذا دوره زمانی تغذیه مرغان دریایی تغییر می کند.

طرح و مشکلات نیروگاه جزر و مد

ساخت نیروگاه جزر و مد خیلی گران قیمت است و معمولاً آنها هنگامی ساخته می شوند که ما احتیاج بیشتری به برق داریم. جریانات جزر و مدی همواره در حال تغییر هستند، اما نیاز ما به برق در شب نسبت به روز خیلی کمتر است.

نیروگاه جزر و مد نیز یکی از مشکلات محیطی به حساب می آیند. بسیاری از گونه های ماهی ها در دهانه رودخانه ها، جایی که سدبندی است شنا می کنند و بوسیله توربین ها کشته می شوند. همچنین سدبندی اقامتگاه پرندگان دریایی، ماهی‌ ها و حیوانات دیگر را ویران می کند.

نیروگاه جزر و مد با ساختن مانع در سرتاسر دهانه رودخانه بهره برداری می‌ شوند. گردش جریانات جزر و مدی توربین ها را به چرخش درآورده تا برق تولید کنند. یکی از نیروگاه جزر و مد اروپا نزدیک رانس در شمال فرانسه می باشد. تعدادی مکان برای نیروگاه جزر و مدی در UK (قسمتی از شمال غربی اروپا که شامل انگلیس و شمال ایرلند می باشد) می تواند برای بهره برداری توسعه پیدا کند. اشکال این طرح ها اثر گذاشتن به محل سکونت پرندگان دریایی و ماهی ها می‌ باشد.

چرا که محل سکونت آنها با جریانات جزر و مدی ویران می شود همچنین سدبندی فقط برای 10 ساعت در روز نیرو فراهم می کند. نیروی برای 14 ساعت دیگر باید از روش های دیگر فراهم شود.

موج های انرژی زیادی دارند، آزمایش بوسیله طرح های گوناگون و متفاوت بوسیله ژنراتور ثابت کرده است که می توانیم از موج برق تولید کنیم. مشکلاتی وجود دارد برای توسعه دادن و ساختن ژنراتورهای نیروگاه های موجی که هم ارزان و هم کارآمد باشند. آنها باید به اندازه کافی در مقابل طوفان های شدید مستحکم و قوی باشند و آنقدر سبک باشند که با موج های کوچک هم کار کنند. اشکال این طرحها اثر گذاشتن به محل سکونت پرندگان دریایی و ماهی ها می باشند. چرا که محل سکونت آنها با جریانات جزر و مدی ویران می شود.

روشهاي مطالعه و بهبود تلفات

روشهاي مطالعه و بهبود تلفات را بايد به دو روش كوتاه مدت و بلند‌مدت تقسيم كرد.
در روشهاي بلند‌مدت از نظر آماري و در روشهاي كوتاه مدت بصورت فرمولي و عملي تلفات مورد بررسي قرار مي‌گيرد و نهايتاً با استفاده از تلفيق اين دو روش بهترين نتيجه حاصل مي‌شود.
كاهش تلفات انرژي الكتريكي بكلي عبارت است از افزايش ظرفيت توليد و افزايش ظرفيت شبكه انتقال توزيع بدون آنكه در امرتوليد سرمايه‌گذاري كرده باشيم. بعنوان مثال آماري را از نشريه آمارتفسيري صنعت‌برق ذكر مي‌كنيم:

بر اساس آمار اين نشريه كل تلفات در شبكه انتقال و توزيع 7601 ميليون كيلووات ساعت بيان شده است كه ميزان 9/13 درصد كل توليد را بيان مي‌كند. اگر مصارف داخلي نيروگاه را هم به آن اضافه كنيم به عدد 5/20 درصد مي‌رسيم اين اعداد مقدار متوسط است و تلفات در پيك به مقداري حدود 30 درصد هم مي‌رسد اما اگر همين 9/13 درصد را در نظر بگيريم ضرري كه از اين جانب به صنعت‌برق كشور تحميل مي‌شود بالغ بر 600 ميليارد ريال در سال است. اين امر نشان مي‌دهد كه هنوز تلفات با همه ابعادش شناخته شده نيست. بعنوان مثال تلفات چند كشور را در نظر مي‌گيريم تا فاصله ما با بقيه كشورها مشخص شود.
در سال 1360 تلفات شبكه توزيع ايران 4/15 درصد در ژاپن 8/5 درصد، كره جنوبي 7/6 درصد در فرانسه 9 درصد در هندوستان 5/20 درصد بوده است در سال 1365 اين آمار به نحو زير است:
در ايران 6/12 درصد در ژاپن 7/5 درصد در كره جنوبي 5/6 درصد در فرانسه 8 درصد در پاكستان 09/24 درصد در آلمان 4 درصد در چين 2/8 درصد و هندوستان 21 درصد بوده است بنابراين ما بايد تلاش كنيم مقدار تلفات را به مرز عملي حداقل 5 درصد برسانيم.
نكته‌اي كه بايد متذكر شويم اين است كه ازاين اعداد مقداري حدود دو سوم تلفات در شبكه توزيع است بنابراين بصورتي اجتناب‌ناپذير بايد اهم انرژي خود را صرف كاهش تلفات در شبكه توزيع كنيم و علل اساسي تلفات را ريشه‌يابي كنيم.
در عمل مدلهاي موجودي كه در دنيا ارايه شده بدليل تفاوت اقليمي و آ‌ب و هوايي كشور ما با كشورهايي كه تحقيقاتي در آنها انجام شده كاملاً با واقعيت منطبق نيست و بايد تحقيقات كاملي در اين زمينه ارايه شود. طبق گزارشي كه كميته تحقيقات وزارت نيرو ارايه كرده است نتايج
Lood flow با واقعيت منطبق نيست يا در مناطقي كه كويري است عواملي است كه باعث ازدياد تلفات كرونا مي‌شود
بنابراين بايد آزمايشات انجام گرفته در ايران با شرايط حاكم مطابق باشد تا به واقعيت نزديك شويم. مساله ديگري كه مطرح است مديريت مصرف است. با مديريت صحيح مصرف مي‌توان به ميزان قابل ملاحظه‌اي تلفات را كم كرد و توان مصرفي را آزاد كرد.
بنابراين مديريت مصرف و كاهش تلفات بصورت تنگاتنگي به هم مربوط هستند متذكر شويم مقدار تلفات شبكه توزيع حدود دو سوم كل تلفات است اين مقدار چيزي حدود 10 تا 11 درصد و از لحاظ توان پيك حدود 14- 15 درصد است.
بطور كلي اين مقدار تلفات محصول علل مختلفي مي تواند باشد كه آنها را مي‌توان بطور اجمالي در غيرمهندسي بودن ارقام نجومي بالغ برچند صدهزار كيلومتري شبكه‌هاي فشار متوسط و فشار ضعيف و بار نامتناسب با شبكه يعني بطور كلي عدم توجه به استاندارد و كيفيت برق تحويلي به مشتركان كه في‌المثل بايدهمراه با افت ولتاژ مجاز و با حداقل قطع برق در مواقع بروز حادثه در شبكه توزيع نيرو باشد دانست.
در مورد علل بروز تلفات مي‌توان به موارد زير اشاره كرد:
• انتخاب غيربهينه محل پستهاي 20kv كيلوولت، عدم تعادل بار فيمابين ترانسفورماتورهاي مختلف توزيع
• پايين بودن ضريب قدرت بارهاي عبوري از المانهاي شبكه
• كاربرد وسيع سيمهاي مقطع پايين بويژه در شبكه فشار ضعيف
• نداشتن طرح جامع توسعه شبكه
• عدم هماهنگي بين عرضه و تقاضا
• تسلط فرهنگ استادكاري در شبكه توزيع
• عدم اعمال جدي مديريت بار
• برق‌هاي غيرمجاز
نصب برقگيرهاي نامناسب در پست (برقگيرهاي شاخكي پس از ايجاد جرقه ديگر مسير جرقه بسته شده و باز نخواهد شد و يك مسير دائمي جريان بوجود مي‌آيد و براي قطع اين جريان حتماً‌بايد پست را بي‌برق كنيم) كه اين خود خسارتهايي را بدنبال خواهد داشت. علاوه بر شناخت و اهتمام به مسائل ذكر شده كه از علل بروز تلفات هستند بايد برنامه‌هاي كوتاه مدت و بلند‌مدتي را هم مدنظر قرار داد. از جمله اقدامات كوتاه‌مدت موارد زير است:
- ايجاد تقارن هر چه بيشتر در بار فازهاي كليد كابلها و خطوط هوايي 220 ولتي توزيع نيرو با جابجايي لازم انشعابات مشتركان از روي فازهاي پربارتر بر روي فازهاي كم بارتر.
- استفاده از ترانسفورماتورهاي با نسبت تبديل برابر و مشخصات ترانسهاي برابر
- يافتن نقاط ژرف الكتريكي و شارتل‌گذاري درآن نقاط نصب خازنهاي كوچك 5 تا 20 كيلوواري در انتهاي خطوط فشار ضعيف داراي افت ولتاژ زياد.
- روشهاي فوق احتياج به سرمايه‌گذاري كمي از نظر تجهيزات دارد و عمدتاً به نيروي انساني وابسته است با انجام كارهاي فوق حدود 2 تا 3 درصد كاهش تلفات خواهيم داشت كه از نظر توان حداقل معادل 500 مگاوات آزادسازي ظرفيت خطوط و توليد است در مرحله بعدي بايد به اقدامات بلندمدت توجه كرد كه اهم آنها به قرار زير است:
- پيش‌بيني چگالي بار
- تهيه نقشه‌هاي وضع موجود شبكه فشار متوسط و ضعيف
- برقراري روش و گردش كار منظم آمارگيري
- تهيه و تصويب فلسفه سيستم توزيع
- ارتقاء سطح علمي كادر پرسنلي توزيع نيرو
- تكميل استانداردهاي مهندسي و كاربردي شبكه‌هاي توزيع نيرو
- ارتقاء سطح ضريب قدرت مصارف خانگي و تجاري كه با توجه به بالا بودن درصد مصرف تجاري و خانگي در ايران و پايين بودن ضريب قدرت در اين نوع مصارف رقم قابل توجهي خواهد بود.
- تامين اعتبارات ارزي و ريالي به حد كفايت
- مديريت بار و مصرف
حال به يكي از انوع تلفات ناشي از كرونا مي‌پردازيم:
با بررسي‌هايي كه انجام شده است معلوم شده كه تلفات كرونا در خطوط انتقال ايران 5/17 مگاوات است كه در هواي باراني اين تلفات به مراتب افزايش مي‌يابد و ممكن است اين تلفات در سطح شبكه كشور به 300 مگاوات هم برسد البته تلفات كرونا به شرايط جوي از قبيل درجه حرارت هم وابسته است اين تلفات در خطوط توزيع هم وجود دارد كه عمدتاً خط توزيع 20 كيلوولت است. براي بررسي تلفات كرونا تاريخچه محاسبه اين نوع تلفات را متذكر مي‌شويم:
در سال 1911 پروفسور پيك از نتايج آزمايشگاهي روي خطوط تلفات كرونا را بصورت نقاط بسيار پراكنده بدست آورد به دليل پراكندگي زياد curve fitting مناسبي بدست نيامد ولي به هر حال فرمولي ارايه كردند در سال 1927 اقاي پيترسون و در سال 1980، EPRI هر كدام فرمولي ارايه كردند. در همه موارد فوق بدليل پراكندگي زياد نقاط بدست آمده امكان بدست آوردن تابعي دقيق از منحني مقدور نبود.
آنچه كه ما بايد انجام دهيم و بهترين روش براي بدست آوردن تلفات كرونا است استفاده از روش شبكه‌هاي عصبي براي تعيين اين تلفات است. چون شبكه عصبي تابع خاصي را نشان نمي‌دهد و براي ارتباط پراكنده بهم و بعبارت ديگر براي
curve fitting به ما جواب مي‌دهد. براي اين كار بايد روي دكل‌ها ايستگاه‌هاي اندازه‌گيري ايجاد كنند تا به اين ترتيب تلفات كرونا اندازه‌گيري شود تا در نهايت به جوابهاي دقيقي برسيم چرا كه استفاده از فرمولهاي معمولي به دليل پايين بودن دقت در خروجي برنامه شبكه عصبي تاثير داشته و آنرا دچار خطا مي‌كند.
(در مورد شبكه عصبي بايد بگوييم كه وقتي روي دكل‌ها از دستگاه‌هاي اندازه‌گيري استفاده كنيم در حقيقت يك شبكه كامل اندازه‌گيري يا در حقيقت شبكه‌اي از اعصاب را بوجود آورده‌ايم كه اين اعصاب حس‌كننده ميزان تلفات كرونا هستند و اطلاعات لازم را به مركز شبكه كه همان مركز تجزيه و تحليل اطلاعات است مي‌فرستند.)
نكته مهمي كه در اينجا بايد متذكر شد اين است كه هر چند تلفات كرونا در مقايسه باتلفات ژولي خيلي كم است ولي در ساعات پيك بار تاثير مهمي در سطح كاري دارد و لذا در طراحي خطوط سعي مي‌شود كه همزمان بودن پديده كرونا با بار پيك مدنظر قرار گيرد.
موارد ديگر تلفات شامل تلفات ژولي يا اهمي و تلفات در پست‌هاي تبديل و ... است ولي چون بيشترين تلفات در شبكه توزيع است اهم كوشش را روي اين مبحث متمركز مي‌كنيم:
در بررسي تلفات خطوط توزيع يك سري عوامل فني و غيرفني دخالت دارند كه علاوه بر مواردي كه در صفحه 2 به آنها پرداخته‌ شد موارد زير را نيز مي‌توان به آنها اضافه كرد:
از عوامل غيرفني مي‌توان به موارد ديگر زير اشاره كرد:
- عدم نصب كنتورهاي روشنايي معابر
- عدم كنترل و نظارت بر كنتورهاي منصوبه
- عدم نصب كنتور مصارف شركتها و منازل سازماني آنان
عوامل فني كه به آنها اشاره نشده هم به مواردزير مي‌توان اشاره كرد:
عدم استفاده از ترانسفورماتورهاي با قدرت مناسب درشبكه‌هاي توزيع با توجه به اينكه مي‌دانيم حداكثر راندمان يك ترانسفورماتور در 70 درصد بار نامي آن است و بنابراين بايد سعي كنيم هميشه مقدار بار ترانس حوالي 70 درصد بار نامي باشد و يا ميانگين بار ترانس درحدود 70 درصد با بهره‌برداري صحيح‌تر و تلفات كمتر باشد.

توزيع يكفازه فشار ضعيف در شهرها و روستاها:
عدم تعادل بار فازها در شبكه فشار ضعيف و برقدار شدن سيستم نول شبكه كه به تبع آن ضمن كاهش راندمان ترانس قسمتي از انرژي نيز توسط نول تلف مي‌شود.
فرسودگي شبكه و مواد ديگر....
بنابراين راههاي كاهش تلفات بصورت زير پيشنهاد مي‌شود:
1- ايجاد تعادل و تعديل بار كابلها و خطوط فشار متوسط و فشار ضعيف (اعمال مديريت كنترل بار)
2- كاهش طول كابلها و خطوط و افزايش سطح مقطع آنها (البته بايد مبحث اقتصاد مهندسي نيز در نظر گرفته شود)
3- ايجاد شبكه‌هاي توزيع بر اساس محاسبات مهندسي
4- دقت عمل مصالح و اصلاح تا حد استاندارد در لوازم اندازه‌گيري
5- جمع‌آوري و جلوگيري از برق‌هاي غيرمجاز
6- تعميرات اساسي زمان‌بندي شده
7- احداث شبكه‌هاي فشار ضعيف بصورت سه‌فاز (احداث شبكه بصورت پنج سيمه ضمناً مقطع نول و فاز يكسان باشد)
8- بالانس كردن شبكه‌ها (تعادل بار فازها)
9- استاندارد كردن كابلهاي ورودي و خروجي مطابق با ظرفيت ترانسفورماتورها و بار آنها
10- نصب ترانسفورماتور در مركز ثقل بار
11- شاخه بري درختان بمنظور جلوگيري از برخورد شاخه‌هاي درختان با شبكه‌هاي فشار متوسط و فشار ضعيف
12- كامل كردن ارت در شبكه‌ها
13- تست كردن روغن ترانسها
14- سرويس منظم و شستشوي شبكه‌هاي آلوده ورفع فرسودگي‌ها و خوردگي‌هاي شبكه
15- استفاده بهينه از ظرفيت ترانسفورماتور‌ها در حدود 17 درصد بار نامي آنها
16- بكارگيري خطوط باندل در كاهش تلفات بخصوص در مناطق گرمسير
17- رعايت اصول فني در هنگام برقراري اتصالات الكتريكي
18- سيم‌كشي داخلي به مشتركان تحت ضوابط و مطابق با استاندارد
19- نصب خازن در محلهاي مناسب
لذا چنانچه وضع بهره‌برداري از شبكه‌هاي توزيع به همين منوال ادامه يابد و به عواملي از قبيل عدم بالانس خطوط، وجود خطوط طولاني، تداخل شاخه درختان با شبكه‌هاي برق، خطاي زياد در لوازم اندازه‌گيري بعلت نامناسب بودن محل نصب آنها، عدم رسيدگي و تعمير و نگهداري به موقع از شبكه‌ها، عدم تناسب قدرت ترانسفورماتورهاي منصوبه با بار مصرفي و ... توجه نشود تلفات بخش توزيع رو به فزوني خواهد بود و طولي نخواهد كشيد كه شبكه‌هاي جديد هم مستهلك و پرهزينه خواهد شد.
لذا بايد بطور جدي و پيگير رسيدگي به شبكه‌هاي توزيع مورد توجه قرار گيرد. مناسب‌ترين روش براي جلوگيري از استهلاك شبكه‌هاي توزيع و كاهش تلفات،‌تهيه و اجراي يك برنامه منظم و مشخص بهره‌برداري و تعمير و نگهداري است.
يك قسمت از تلفات در فيدرهاي 20 كيلوولت است براي محاسبه اين تلفات مي‌توان در يك روز بخصوص تمام كنتورهاي منصوبه روي ترانسفورماتورهاي فيدر را قرائت كرد سپس در يك دوره مشخص با قطع فيدر مزبور دوباره قرائت كنتور ترانسفورماتورها و ابتداي فيدر را انجام داد براي جايي كه تعداد فيدرها زياد است مي‌توان از روش كامپيوتري استفاده كرد، به اين ترتيب كه براي هر فيدر نقاط مصرف را گره در نظر مي‌گيريم و اطلاعات از قبيل شماره‌ گره ابتدا، شماره گره انتها، فاصله دو گره متوالي، نوع و سطح مقطع سيم يا كابل بين دو گره، نوع گره (تي‌اف يا ترانس) بار ترانس، ظرفيت ترانس، ظرفيت خازن يا اتوبوستر (در صورت وجود انواع مصرف كشاورزي، عمومي، صنعتي، تجاري) و ضريب قدرت را جمع‌آوري كرد.
با مشخص كردن آمار فوق تنهابار ترانس است كه دقيقاً مشخص نبوده و همواره در حال تغيير است. براي بدست آوردن اين داده‌ها از روش اندازه‌گيري مستقيم و پيوسته و يا با توجه به بار پيك و نوع مصرف و ضريب بار مي‌توان استفاده كرد و ضريب قدرت را هم بر حسب نوع مصرف حدس زد و اطلاعات را كامل كرد. براي محاسبه تلفات در شبكه فشار ضعيف نيز لازم است هر ترانس يك فايل ايجاد كرده و مانند روش فوق را بدست آورد. با اين اقدامات مي‌توان فيدرها و پستهايي را كه داراي تلفات بالايي هستند شناسايي كرده و با نصب خازن و اصلاح شبكه تلفات را تقليل دهيم.
بنابراين اشكالاتي كه در محاسبه تلفات بوجود مي‌آمد مثل عدم قرائت همزمان كنتورها از بين مي‌رود اما در زمينه خطاي كنتورها و برنامه پخش بار كه براي اجرا نياز به داشتن مقادير همزمان MW,MVAR بار دارد، اين خطا را با استفاده از كنتورهاي با كيفيت بالا و روش‌هاي صحيح اندازه‌گيري كاهش داد همچنين آموزش صحيح و مهارت اپراتورها باعث كاهش تلفات خواهد شد. كنترل و اصلاح ولتاژ و استفاده از جبران‌كننده‌ ميزان تلفات را كاهش مي‌دهد.
نكته‌اي كه در مورد خطاي اندازه‌گيري كنتورها بايد متذكر شويم خطاي ضريب كنتور است. در تحويل كنتور به مشتركان شركت برق از كنتورهاي 15A براي تحويل اشتراك 25A استفاده مي‌كند كه با توجه به اينكه اين كنتور مثلاً براي جبران 15A طراحي شده است و با توجه به اينكه اينگونه نصب بدليل داشتن ضريب 4 كنتور مثلاً براي مصارف خانگي است باعث ايجاد خطا در اندازه‌گيري خواهد شد و اين مطلب بايد همواره مدنظر قرار گيرد. همچنين بايد خطاي وجود گردو غبار و كثيفي كنتور كه مي‌تواند خطاي مثبت يا منفي ايجاد كنند نيز مدنظر قرار گيرد.
يكي از عوامل تلفات در شبكه توزيع عدم تقارن بار است كه قبلاً به آن اشاره شده است ليكن اين مطلب از آن جهت حائز اهميت است كه بصورت‌هاي زير موجب تلفات مي‌شود:
الف- عبور جريان اضافي از سيم نول و افزايش تلفات بصورت RI2
ب- ايجاد جريانهاي صفر و منفي در شبكه
بر اثر ايجاد جريانهاي صفر و منفي تلفات در موتورها و ژنراتورها افزايش يافته و ترانسها به اشباع نزديكتر مي‌شوند. كه اين خود سبب افزايش تلفات و كاهش ظرفيت باردهي آنها مي‌شود. روش‌هايي كه مي‌توان در ضميمه كاهش تلفات ناشي از عدم تقارن بار پيشنهاد كرد عبارتند از:
الف- استفاده از سيم‌هاي با مقطع بالاتر در سيم نول در جاهايي كه عدم تقارن بار زياد و غيرقابل كنترل است.
ب- آموزش سيمبانها و كارگران شركت برق و ملزم كردن آنها به تقسيم‌بندي مناسب مشتركان روي فازهاي شبكه فشار ضعيف
ج- متعادل كردن شبكه از ديد ترانسهاي توزيع (استفاده از جبران‌كننده‌هاي سلفي و خازني و ....)از موارد ديگري كه در كاهش تلفات موثر است به تغيير استانداردهاي معماري و شهرسازي با نظارت درانشعاب تكنولوژي و غيره است. همچنين استفاده از لامپهاي كم‌مصرف باعث صرفه‌جويي زيادي در مصرف انرژي مي‌شود كه مصرف كمتر يعني بار كمتر و در نتيجه تلفات كمتري را بهمراه دارد.
از جمله عوامل تشديد تلفات علاوه بر موارد ذكر شده قبلي موارد زير نيز مطرح مي‌شود:
- بكار بردن كلمپهاي آلياژ آهن در خطوط 20 كيلوولت روستايي و تلفات بيشتر نسبت به كلمپهاي آلومينيومي بدليل ايجاد جريانهاي هيسترزيس و فوكو.
- استفاده از شبكه‌هاي شعاعي بجاي شبكه‌هاي به هم پيوسته فشار ضعيف و متوسط
- نداشتن ايمان و انگيزه كاري بعضي از كاركنان و عدم امكان نظارت و كنترل آنها

وضعيت استفاده از انرژي بادي در سطح جهان

رشد روز‌افزون تقاضاي انرژي، افزايش استانداردهاي زندگي، گرم شدن بيش از حد كره زمين و در نهايت مشكلات زيست‌محيطي موجب شده تا هر روز شاهد پيشرفتهايي در زمينه فن‌آوري استفاده از منابع انرژي تجديد‌پذير باشيم يعني استفاده از منابع لايزالي كه خداوند به ما ارزاني داشته است. ماهيت پايان‌ناپذير اين گونه انرژي‌ها، روند رو به اتمام سوخت‌هاي فسيلي و ساير مزاياي بارز اين انرژي‌ها موجب تشويق بشر در سرمايه‌گذاري در اين راه بوده است.
پيش‌بيني مي‌شود كه انرژي‌هاي تجديد‌پذير جايگاه ويژه‌اي را در تامين انرژي قرن آتي كسب كنند. البته حدود سه دهه كشورهاي پيشرفته و صاحب فن‌آوري به اين مهم پرداخته‌اند تا جايي كه در برنامه سالانه انرژي خود درصدي از انرژي‌هاي مورد نظر كشورشان را از طريق توربين‌هاي بادي، پيلهاي خورشيدي، انرژي زمين گرمايي و ... تامين مي‌كنند.

بررسي دقيق نشان مي‌دهد حتي در حال حاضر كه هزينه استحصال انرژي‌هاي تجديد‌پذير گران‌تر از نوع فسيلي به نظر مي‌آيد، در مناطق دور دست روستايي و كشاورزي به دليل مشكل انتقال ساير انرژي‌ها و بالا بودن هزينه آن، مقرون به صرفه اقتصادي است و با توجه به تلاش گسترده‌اي كه در رابطه با استحصال انرژي‌هايي از اين نوع شده روز به روز از توجيه اقتصادي بالاتري برخوردار مي‌شود.
باد يكي از منابع انرژي پايان‌ناپذير جهان است. انسان بيش از 3000 سال است كه از انرژي باد به منظور توليد انرژي مكانيكي براي پمپ آب يا آسياب كردن غلات استفاده كرده است.
يكي از بهترين روش‌هاي استفاده از باد، توليد انرژي الكتريكي است. به اين صورت كه با قراردادن يك توربين بادي در مسير باد و انتقال انرژي مكانيكي توربين به يك ژنراتور جريان مستقيم يا متناوب به طور مستقيم يا از طريق جعبه دنده با نسبت تبديل مناسب، انرژي الكتريكي توليد مي‌شود.
توليد برق از طريق نيروگاه‌هاي بادي از نظر اقتصادي كاملاً مقرون به صرفه بوده و براي هر كيلووات ساعت برق توليدي از طريق اين نيروگاهها، حدود پنج سنت در مناطق پرباد و شش سنت يا اندكي بيشتر در مناطق كم‌باد، هزينه مي‌شود.
با توجه به اين كه تعداد نيروگاههاي بادي هر سال رو به افزايش بوده و استفاده از اين نيروگاه‌ها در جهان صنعتي و كشورهاي پيشرفته رو به گسترش است، لازم بود آخرين آمار و اطلاعات در اين زمينه تهيه شود كه در ادامه به اين موضوع خواهيم پرداخت.

مقدمه
انرژي باد بيش از 3000 سال براي توليد انرژي مكانيكي به منظور پمپاژ آب و يا آسياب كردن غلات مورد استفاده بشر قرار گرفته است. با شروع توليدات صنعتي مدرن، استفاده از منابع انرژي باد، فراز و نشيب‌هايي داشته است و گاه سوختهاي فسيلي يا الكتريسيته جايگزين آن شده است. چون ماهيت باد، تصادفي است و بيشتر منابع تجديدناپذير كنوني ارزان و در دسترس است.
در حدود سال 1970ميلادي، با وارد شدن اولين بحران انرژي و بالا رفتن قيمت نفت، انرژي باد بار ديگر به عنوان منبعي جايگزين، مورد توجه قرار گرفت، در اين زمان بيشترين ميزان استفاده از انرژي باد براي تبديل انرژي مكانيكي به الكتريكي بود. اين روش با بهره‌گيري از ديگر فن‌آوريهاي انرژي، امكان بهينه‌شدن داشت تا بتواند به عنوان يك پشتيبان در شبكه برق مطرح شود.
اولين توربين باد كه براي توليد الكتريسيته بكار رفت تقريباً در اوايل قرن بيستم توسعه يافت، فن‌آوري بهره‌برداري از انرژي باد تا سال 1970 ميلادي و در اواخر سال 1990 ميلادي به صورت تدريجي توسعه پيدا كرد. انرژي باد به عنوان يكي از مهمترين منابع انژري جايگزين، معرفي شد. در اواخر قرن بيستم، ظرفيت بكارگيري انرژي باد در جهان در هر سه سال دو برابر شده و قيمت توليدي انرژي باد در حدود 6/1 قيمت آن در سال 1980 شده است به نظر مي‌رسد كه اين روند همچنان ادامه خواهد يافت.
بعضي از پيش‌بيني‌هاي تخصصي نشان مي‌دهد كه تا سال 2005 ميلادي رشد ظرفيت انرژي باد در حدود 25 درصد در سال خواهد بود و قيمت آن در طي اين سالها بين 20 تا 40 درصد پايين خواهد آمد.
فن‌آوري انرژي باد نيز به سرعت در حال پيشرفت است. در پايان سال 1989 توربين‌هاي بادي 300 كيلووات با قطر روتور حدود 30 متر مورد بهره‌برداري قرار مي‌گرفت. تنها در 10 سال بعد توربين‌هاي بادي 1500 كيلووات با قطر روتور حدود 70 متر توانايي استفاده بيشتر از باد را فراهم آوردند و استفاده از توربين‌هاي بادي 2 مگاوات با قطر روتور 74 متر قبل از شروع قرن جديد خود گواه پيشرفت فن‌آوري انرژي بادي است. به نظر مي‌رسد در سالهاي 2001 يا 2002 توربين‌هاي 4 مگاوات و 5 مگاوات مورد بهره‌برداري قرار بگيرند.
توسعه سريع بازار انرژي باد و ارتقاي فن‌آوري آن، به تحقيقات، دانش و كار تخصصي براي دست‌يابي به انرژي در صنعت‌ انرژي برق اشاره دارد اين نكته حايز اهميت است كه حدود 80 درصد از ظرفيت بادي جهان تنها در پنج كشور آلمان، آمريكا، دانمارك، هند و اسپانيا مورد بهره‌برداري قرار مي‌گيرد و نيز بيشترين علوم انرژي باد بر اساس تحقيقات در اين كشور است. بهرحال استفاده از فن‌آوري انرژي باد با سرعت، در حال گسترش در ديگر نواحي كره زمين است. همان طور كه اشاره شد انرژي بادي از 3000 سال پيش مورد بهره‌برداري قرار گرفته و فن‌آوري آن روز به روز بهتر شده است.
در توسعه فن‌آوري بادي، ساير علوم از جمله آيروديناميك، مكانيك و مهندسي الكترونيك نقش داشته‌اند. در ادامه به طور فشرده به توانايي مناطق مختلف جهان در بكارگيري انرژي بادي اشاره مي‌شود.

سابقه تاريخي انرژي باد
تاريخچه تكامل فن‌آوري توربين‌هاي بادي در نشريات مختلف با مدارك گوناگوني وجود دارد. در اين قسمت به طور مختصر به پيشرفت و توسعه فن‌آوري بادي اشاره مي‌كنيم. در جدول (1) توسعه توربين‌هاي بادي بين سالها 1985 و 2000 نشان داده شده است.

توليد انرژي مكانيكي
مدارك ثبت شده حاكي از آن است كه آسياب‌هاي بادي اوليه، آسياب‌هايي با محور عمودي بوده‌اند. اين آسياب‌ها مي‌توانند شبيه به يك وسيله مقاوم ساده توصيف شوند كه در ارتفاعات افغانستان براي آسياب‌ كردن غلات از قرن هفتم قبل از ميلاد، بكار مي‌رفته‌اند.
در مدارك تاريخي، اولين نمونه آسياب‌هاي بادي با محور افقي، در ايران بوده، استفاده از انرژي باد در ايران در حدود 2600 سال قبل صورت گرفته است. بقاياي آسيابهاي بادي قديمي كه در سراسر دنيا به نام آسياب‌ بادي ايراني شناخته مي‌شوند هنوز در منطقه خواف وجود دارد و تعدادي از اين آسيابها نيز در حال بهره‌برداري هستند.
تبت و چين در حدود هزار سال قبل، از فن‌آوري‌ آسياب‌هاي بادي بهره‌ مي‌برده‌اند.
آسياب‌هاي بادي با محور افقي داراي يك شفت افقي همراه با پره‌هايي است كه در يك مسير عمودي مي‌چرخند. از ايران و خاورميانه، آسياب‌هاي بادي با محور افقي به كشورهاي مديترانه و اروپاي مركزي برده شد.
اولين آسياب‌هاي بادي با محور افقي كه مورد استفاده قرار گرفته است در كشورهاي انگلستان در سال 1150 ميلادي، فرانسه در 1180 ميلادي، فنلاند در سال 1190 ميلادي، آلمان در سال 1222 ميلادي و دانمارك در سال 1259 ميلادي است.
در اروپا آسياب‌هاي بادي بين قرون دوازدهم تا نوزدهم دايماً در حال پيشرفت بودند. در پايان قرن نوزدهم يك نمونه آسياب بادي كه قطر روتور آن 25 متر و ارتفاع آن بيش از 30 متر مي‌رسد، استفاده مي‌شد.
آسياب‌هاي بادي نه تنها براي آرد كردن غلات استفاده مي‌شد بلكه به منظور پمپاژ آب براي مصارف آشاميدن و مزارع مورد استفاده قرار مي‌گرفت.
در اين زمان تنها در فرانسه در حدود 18 تا 20 هزار آسياب‌بادي مدرن اروپايي وجود داشت و در كشور هلند 90 درصد انرژي استفاده شده در صنعت از انرژي باد تامين مي‌شد.
بعد از صنعتي شدن و كاهش استفاده از آسياب‌هاي بادي نيز در سال 1904 ميلادي همچنان 11 درصد از انرژي صنعتي هلندي‌ها از انرژي باد تامين مي‌شد و آلمانها بيش از 18 هزار واحد در حال كار داشتند.
در هنگامي كه نقش آسياب‌هاي بادي اروپايي به تدريج شروع به كم‌رنگ شدن مي‌كرد، آسياب‌هاي بادي در آمريكاي شمالي در حال توسعه بودند.
در آمريكاي شمالي آسياب‌هاي بادي كوچك به منظور پمپاژ آب براي مصرف دام‌هاي گسترده‌اي مورد استفاده قرار گرفت و اين آسياب‌هاي بادي به نام آسياب‌هاي بادي آمريكايي شناخته شدند. اين آسياب‌ها مداوم كار مي‌كردند و نياز به رسيدگي كردن و ملازم نداشتند.
آسياب‌هاي بادي در هنگام وزش بادهاي با سرعت بالا از مكانيزم «خودنگهدار» استفاده مي‌كردند روش اروپايي‌ها اغلب خاموش شدن آسياب و بستن پره‌ها بود (شبيه به كشتي‌هاي بادباني) تا خسارتي به توربين‌ بادي وارد نشود.
در آمريكا بيشترين استفاده از آسياب‌هاي بادي مربوط به سالهاي 1920 تا 1930 ميلادي است كه در حدود 600 هزار واحد در حال كار بود.
انواع مختلف آسياب بادي آمريكايي هنوز هم در نقاط مختلف جهان استفاده مي‌شود.

توليد انرژي الكتريكي:
در سال 1891 ميلادي، دان‌پول لاكور اولين كسي بود كه توانست براي توليد الكتريسيته توربين بادي بسازد. طي جنگ‌هاي جهاني اولي و دوم، مهندسان دانماركي اين فن‌آوري را براي برطرف كردن كمبودهاي انرژي، توسعه و پيشرفت دادند.
توربني‌هاي بادي ساخته‌شده توسط كمپاني هلندي اسميتس در سال 1940 تا 1942 ميلادي توانست رقيب خوبي براي توربين‌هاي بادي مدرن خارجي باشد.
توربين‌هاي اسميت همزمان با پيشرفت علم ايروديناميك توسعه و پيشرفت خوبي داشت. در همين زمان، پالمر پوتنام يك توربين بادي بزرگ با قطر 53 متر را براي كمپاني آمريكايي مورگان اسميت ساخت. نه تنها سايز توربين منحصر به فرد و متفاوت بود بلكه طراحي علمي بسيار بالايي داشت.
طراحي هلندي‌ها بر اساس روتور رو به باد با تثبيت‌كننده استال بود كه در سرعتهاي پايين، عمل مي‌كرد طراحي پاتنم بر اساس روتور پشت به باد با تثبيت‌كننده پيچ كنترل بود.
به هر حال توربين‌هاي پاتنم زياد موفق نبودند. در سال 1942 ميلادي اين توربين به مراحل اجرا گذاشته شد.
بعد از جنگ جهاني دوم، يوهانس جول طراحي دانماركي‌ها را در دانمارك گسترش و توسعه داد.
توربين او در دانمارك نصب شد و در سالهاي 1956 تا 1967 در حدود 2/2 ميليون كيلووات ساعت توليد داشت.
در هميم زمان- هيوتر آلماني يك نظريه جديد را توسعه داد. توربين‌هاي بادي او شامل دو پره فايبرگلاس و برج پشت به باد و هاب كه پره‌ها به آن متصل مي شد بود. توربين‌هاي هارتر با دانش بالايي كه در آن بكار رفت داراي كارايي بالايي بود.
با وجود موفقيت‌هاي توربين‌هاي بادي جولز و هارتر، بعد از جنگ جهاني دوم علاقمندي به توربين‌هاي بادي بزرگ كاهش يافت. تنها تا حدودي توربين‌هاي بادي كوچك براي سيستم‌هاي دور از شبكه يا براي شارژ باطري‌ها مورد توجه قرار گرفت. بعد از بحران نفتي در سال 1970 ميلادي دوباره علاقه به بكارگيري انرژي بادي از سر گرفته شد. منجمله پشتيباني‌هاي مالي براي تحقيقات و توسعه انرژي بادي آغاز شد.
كشورهايي همچون آلمان، آمريكا و سوئد جهت توسعه توربين‌هاي بادي بزرگ براي توليد انرژي در محدوده مگاوات (MW) مبالغ هنگفتي را هزينه كردند. بهرحال بيشتر اين طرح‌ها چندان موفقيت‌آميز نبود تا اينكه مسائل تكنيكي را با مكانيزم پيچ كنترل مرتفع كردند. در جدول (1-3) اطلاعات توربين‌هاي بادي بزرگ به نمايش درآمده است.
بعضي از سازمانهاي دولتي (از قبيل دانمارك) از تحقيقات در كشورشان پشتيباني كردند و اين ميدان را توسعه داده و باعث پيشرفت انرژي بادي در مكانهاي مختلف دنيا شدند.
در همين راستا كنفرانس PURPA در نوامبر 1978 در آمريكا برگزار شد و رئيس جمهور وقت آمريكا اهداف كنفرانس را در كاهش مصرف انرژي و توسعه از جهت بي‌نيازي به نفت خارجي‌ها برشمرد و اين كنفرانس در توسعه سيستم‌هاي انرژي بادي نقش قابل توجهي داشت و در كوه‌هاي شرق سانفرانسيسكو و شمال لس‌آنجلس اولين مزارع بادي راه‌اندازي شد.
اولين مزارع بادي شامل توربين‌هاي بادي 50 مگاوات بود و بعد از چند سال، در اواخر سال 1980 ميلادي توربين‌هاي بادي 200 مگاوات مورد استفاده قرار گرفت. مراحل توسعه توربين‌هاي بادي در آمريكا نشان داده شده است.
بيشتر توربين‌هاي صادراتي دانمارك، توسط شركت‌هاي پول‌ليكر و جوهاتز جول طراحي شده و از نوع رو به باد و تنظيم گراستال بودند. در پايان سال 1980 ميلادي در حدود 15000 توربين بادي با ظرفيتي در حدود 1500 مگاوات در كاليفرنيا نصب شد، در اين زمان در آمريكا پشتيباني‌هاي مالي از انرژي باد كاهش يافت، اما دراروپا اين پشتيباني در اوج بود و بعداً‌در هندوستان نيز از اين تكنولوژي حمايت شد.
در سال 1990 ميلادي اروپايي‌ها بر اساس تعرفه‌هاي توليد انرژي‌هاي تجديدپذير از انرژي باد پشتيباني زيادي بعمل آوردند.
به نظر مي‌رسد كه يكي از عوامل افزاينده رشد سريع بكارگيري توربين‌هاي بادي در بعضي از كشورهاي اروپايي، بخصوص در آلمان و همينطور درهندوستان پشتيباني‌هاي مذكور باشد.
به موازات توسعه بازار فروش، تكنولوژي نيز همچنان در حال پيشرفت بود. تا پايان قرن بيستم بعد از اينكه در بيست سال گذشته موفق به تست توربين‌هاي مگاواتي نشده بودند، توربين بادي 5/1 مگاوات يك تكنولوژي هنري بحساب مي‌آمد.

وضعيت فعلي:
در ادامه اين بخش نظري اجمالي به وضعيت كنوني انرژي در پايان قرن بيستم در جهان خواهيم داشت در حال حاضر انژي بادي درصد بزرگي از نيازمندي‌هاي جهاني انرژي را مرتفع مي‌كند. درادامه شبكه‌هاي متصل و نيز نيروگاه‌هاي مستقل از شبكه و ظرفيت توليدي آنها را بررسي مي‌كنيم.
اگر مطالعات كنوني را بسط دهيم در‌مي‌يابيم كه 10 درصد از انرژي مورد نياز جهان را در سال 2020 نيروي باد فراهم مي‌آورد كه رقمي جالب توجه است.

بررسي شبكه‌هاي بزرگ توليد انرژي بادي:
از سال 1990 ميلادي به بعد بعلت بهره‌گيري از منابع تكنولوژي‌هاي مدرن، انرژي بادي رشد سريعي داشته است. بهرحال اين رشد در همه جهان يكسان نبوده است به جدول (1-4) نگاه كنيد. در پايان سال 1999 ميلادي در حدود 69 درصد ظرفيت انرژي جهان، در اروپا استفاده شده است حدود 19 درصد در آمريكا شمالي و 10 درصد در آسيا و اقيانوسيه.

اروپا:
بين سالهاي پاياني 1995 تا 1999 در حدود 75 درصد توربين‌هاي بادي نصب شده درجهان، در اروپا مورد استفاده قرار گرفته‌اند. يكي از روش‌هاي اصلي توسعه، ادامه تعرفه مالياتي ثابت، براي انرژي باد بود كه در آلمان و اسپانيا بيشتر به چشم مي‌خورد.
در جدول (1-5) ظرفيت استحصال نيروي بادي در اروپا را نشان مي‌دهد.
براي به تصوير كشيدن متوسط توربين‌هاي بادي نصب شده در اروپا اطلاعات دقيقي در دسترس نيست. جدول (1-6) توسعه متوسط بهره‌برداري از توربين‌هاي بادي در آلمان را در طي سالهاي 1988 تا 1999 ميلادي نمايش مي‌دهد.
همانطور كه از جدول مشخص است متوسط توربين‌هاي بادي مورد بهره‌برداري در آلمان از 4/143 كيلووات در سال 1989 به 5/935 كيلووات در سال 1999 افزايش يافته است. در نيمه اول 1999 در حدود 57 درصد توربين‌هاي جديد نصب شده در آلمان از توربين‌هاي بزرگ (روتور با قطر بزرگتر از 1/48 متر) استفاده كرده‌اند. در جون 1999، توربين‌ (603) مگاواتي (با ظرفيت بزرگتر يا مساوي 1 مگاوات) در آلمان مورد بهره‌برداري قرار گرفت.
اولين پروژه‌هاي ساحلي در دانمارك و هلند و سوئد به اجرا درآمد. به جدول شماره
(1-7) توجه كنيد.
در پروژه‌هاي انرژي بادي ساحلي در دانمارك (DK)، سوئد (SE)، آلمان (DE)، هلند (NL) و انگلستان (UK) مطمئناً اين ارقام در‌آينده نزديك با توسعه انرژي بادي در ساير جاها منجمله در اسپانيا، تركيه و يونان افزايش خواهند يافت.

آمريكاي شمالي
بعد از رشد خيلي سريعي كه در كاليفرنيا در اواسط 1980 ميلادي اتفاق افتاد اين توسعه به طور چشمگيري در آمريكاي شمالي در اواسط 1990 ميلادي كاهش يافت و گاهي توربين‌هاي جديد جايگزين توربين‌هاي فرسوده و قديمي مي‌شدند كه ظرفيت توليدي را تا اندازه‌اي بالا ببرند.
در سال 1998 ميلادي دومين رشد سريع در آمريكا شروع شد. در اين زمان پروژه‌هاي بادي توسعه پيدا كرد و با پيشنهادات دولت به منظور اعتبار مالياتي توليدات (PTC) اعتبار 017/0 - 016/0 كيلووات ساعت دلار به پروژه‌هاي نيروي باد براي اولين ده سال استفاده از توربين‌هاي بادي پرداخت شد بين اواسط 1998 تا 30 جوئن 1999 (پايان اعتبار PTC) بيشتر از 800 مگاوات ژنراتور بادي جديد در آمريكا كه شامل مزارع بادي كاليفرنيا بين 120 و 150 مگاوات مي‌شد، مورد بهره‌برداري قرار گرفت.
اولين پروژه توربين بادي نيز در كانادا اجرا شد. به جدول (1-8) نگاه كنيد.
اندازه انواع توربين‌هاي بادي نصب شده در شمال آمريكا در پايان سال 1990 ميلادي بين 500 مگاوات و 750 مگاوات بوده است. اولين توربين مگاواتي در سال 1999 نصب شد. همانند اروپا
بهرحال پروژه‌هاي مزارع بادي اغلب بزرگ هستند. پروژه‌هاي نوعي در شمال آمريكا بزرگتر از 50 مگاوات است و بعضي از پروژه‌ها نيز بالاي 120 مگاوات هستند و در اروپا پروژه‌ها اغلب بين 20 و 50 مگاوات هستند اين به دليل شرايط خاص آب و هوايي و زمين در اروپا است. توسعه سريع انرژي بادي، در چندين ايالت در آمريكا موفقيت چشمگيري داشته است. در جدول (1-9) اين اطلاعات را تا پايان 1999 در اختيار قرار مي‌دهد. در آمريكا از استاندارد RPS استفاده مي‌شود.
استاندارد RPS از اول جولاي 2000 به مرحله اجرا گذاشته شده است، انرژي‌هاي بدست آمده از خورشيد، باد، بيوماس، گازهاي زيرزميني با پيل‌هاي سوختي، سطح پيشرفت 1درصد خواهد داشت تا جولاي 2002 ميلادي و سپس به 3 درصد افزايش تا جولاي 2006 و 6 درصد تا جولاي 2009 خواهد رسيد. به اين برنامه‌ها رشد سبز گفته مي‌شود (برنامه بازار جهت تامين انرژي از منابع تجديد‌شونده را رشد سبز گويند) بعضي از شركت‌ها حاضر به پرداخت تعرفه‌هاي بالايي جهت الكتريسيته سبز و بدست آوردن آن از منابع انرژي سبز از قبيل باد هستند.

آمريكاي جنوبي و مركزي
عليرغم منابع عظيم انرژي بادي در بيشتر نواحي آمريكاي جنوبي و مركزي توسعه انرژي بادي در اين مناطق بسيار آهسته بوده است. اين مي‌تواند به دليل قيمت پايين ديگر منابع انرژي نسبت به نرخ انرژي بادي باشد. بيشتر پروژه‌هاي بادي در‌ آمريكاي جنوبي به وسيله برنامه‌هاي بين‌المللي پشتيباني مي‌شوند.
به هر حال آرژانتين ظرفيت‌هاي توليد انرژي بادي را در سال 1998 ايجاد كرد كه بيانگر علاقه‌مندي اين كشور جهت توليد انرژي الكتريكي از باد است.
در برزيل بعضي از مراكز دولتي شروع به اجراي چندين طرح بادي كرده‌اند اندازه نوعي اين توربين‌ها در حدود 300 كيلووات است. توربين‌هاي بزرگتر مشكل نصب دارند و شرايط خاص محيطي اجازه استفاده از توربينهاي بزرگ را نمي‌دهد. به عنوان مثال توربين‌هاي بادي ساحلي مورد استفاده قرار نگرفته‌اند اما پروژه‌هايي با توربينهاي متوسط و كوچك (كوچكتر يا مساوي 30 كيلووات) توسعه پيدا كرده‌اند، درمناطق دور از ساحل در جدول 1-10 آمار و ارقامي در اين مورد ارايه شده است.

آسيا و اقيانوسيه
هندوستان توربين‌هاي بادي زيادي را از اواسط سال 1990 ميلادي نصب كرده است.
در سال 1992 تا 1993 كه توسعه سريع هند ناميده مي‌شود دولت هند پشتيباني‌هاي زيادي را از انرژي‌هاي نو بعمل آورد. بعنوان مثال: كمترين نرخ مالياتي را به اندازه 100 درصد تخفيف اولين سال اين پروژه‌ها وضع كرد.
و نيز يك سيستم بانكي به نام بانك نيرو راه‌اندازي شد كه در راستاي توليدات الكتريكي مي توانست از بانك براي مدت بالاي يكسال وام بدهد. اين عوامل باعث شد كه انرژي‌هاي تجديد‌پذير در بين سالهاي 1993 تا 1997 رشد و توسعه زيادي داشته باشد، پس از اين دوره كاهش رشدي را در اين كشور شاهد هستيم. در جدول (1-11) ظرفيت بادي اين كشورها داده شده است.
انرژي بادي در چين پيرو برنامه‌هاي بين‌المللي شروع به رشد و توسعه كرده و از آنجايي كه بعضي از دولتمردان چيني سفارش به استفاده از انرژي بادي داشتند رشد آن نسبتاً خوب بوده است. به عنوان مثال برنامه‌اي كه در ايالت پلينينگ تحت عنوان (Ride-the-wind) نام گرفت.
در بين سالهاي 1994 تا 2004 بانك جهاني از پنج پروژه بادي با مجموع ظرفيت نصب 190 مگاوات در چين پشتيباني مي‌كند.
در ژاپن، پروژه‌هاي مختلف و توربين‌هاي بادي متفاوت مورد تست و آزمايش قرار گرفت و باعث پيشرفت اين تكنولوژي شد. در پايان سال 1990 ميلادي پروژه‌هاي تجاري انرژي باد در جزيره هوكايدو و اوكيناوا شروع شد.
در همان سال، پروژ‌ه‌هاي انرژي باد همچنين در نيوزيلند و استراليا به مرحله اجرا درآمد.
مهمترين عامل در گسترش و توسعه انرژي بادي دراستراليا در برنامه‌هاي رشد سبز اجرا مي‌شود.
در چين و هندوستان، توربين‌هاي بادي بيشتر در حدود 300 كيلووات نصب شدند، بهرحال بعضي از توربين‌هاي بادي
600-500 كيلووات نيز در اين كشورها نصب شد. در استراليا، ژاپن و نيوزيلند محدوده 600-500 كيلووات مورد استفاده قرار گرفت.

خاورميانه و آفريقا
تكنولوژي انرژي بادي در آفريقا به كندي پيشرفت كرده است. بيشتر پروژه‌ها توسط سازمانهاي بين‌‌المللي و دولتي پشتيباني مي‌شوند و تعداد محدودي از آنها توسط بخش خصوصي دنبال مي‌شوند.
دولت مصر تمايل به استفاده از انرژي‌هاي تجديد پذير داشته ونزديك شهر زفرانا توربين‌هايي براي توليد 600 مگاوات نصب كرده است و پروژه‌هاي بعدي در موركو با ظرفيت 250 مگاوات است.
همچنين در اردن نيروگاه 25 مگاوات نصب شده است و نوع توربين‌هاي بادي استفاده شده در اين منطقه در حدود 300 كيلووات است و اما پروژه‌هاي آينده در حدود استفاده از 600-500 كيلووات است. جدول (1-12) ظرفيت توليدي كشورهاي خاورميانه و آفريقا را نشان مي‌دهد.
امروزه وزارت جهاد سازندگي مشغول مطالعه و تحقيق و اجراء بعضي از پروژه‌هاي مستقل از شبكه در مناطق مختلف ايران منجمله دشت ديزباد خراسان است.

ظرفيت انرژي بادي
اغلب، انرژي بادي در زمينه‌هاي پتانسيل تئوري قابل دستيابي از آن مورد بحث و ارزيابي قرار مي‌گيرد. مطالعات پتانسيل انرژي بادي نشان مي‌دهد كه منابع بادي در دنيا فراوان هستند. مثلاً دريافته‌اند كه پتانسيل ساحلي مفيد در سيستم‌هاي آبي اروپا به تنهايي در حدود Twh/year2500 (تريليون وات ساعت بر سال) است. اين در حدود 85 درصد مصرف اروپا در سال 1997 است.
نتيجه مي‌گيريم منابع انرژي بادي مورد مطالعه بستگي دارند به كيفيت داده‌هاي انرژي باد همانطور با اتخاذ تكنولوژي بهتر و فضاي مورد نياز، بهر حال اين خيلي مهم است كه بدانيم پتانسيل بادي زمين مي‌تواند نقش موثر و مهمي را در تمامي نقاط زمين ايفا كند.
ظرفيت دقيق نصب شده توربين‌هاي بادي اندازه كوچك يا سيستم‌هاي مستقل از شبكه اطلاعات جامعي در دست نيست. اطلاعات منطقه‌اي اغلب محدود است.
به عنوان مثال، چين مدعي است كه بيش از 110000 توربين بادي كوچك
(w200-50) نصب كرده است، اين توربين‌ها جهت تامين نيروي مورد نياز عشاير دامدار و يا كشاورزان مورد استفاده قرار مي‌گيرند.
كارشناسان پيش‌بيني مي‌كنند كه بكارگيري سيستم‌هاي مستقل از شبكه، در آينده نزديك رشد سريعي خواهد داشت. با برنامه‌ريزي جهت تامين الكتريسيته روستايي در قسمت‌هاي مختلف جهان اين رشد عملي خواهد بود، در برزيل، مكزيك، اندونزي، فيليپين و آفريقاي جنوبي برنامه‌هاي مشابهي دارند كه از توليد انرژي محلي پشتيباني مي‌كند.
در ايران با توجه به سوابق تاريخي آن پتانسيل استفاده از انرژي بادي و نيروگاههاي مستقل از شبكه بسيار بالا است.
در سال 1348 سازمان جنگلها و مراتع كشور اقدام به خريد يك تلمبه بادي از كمپاني سويترن كراس استراليا كرد كه در سال 1349 در منطقه زرند ساوه نصب شد، اين سازمان در سال 1350 سه دستگاه ديگر از اين تلمبه را در استان فارس نصب كرد و تاكنون بيش از 200 دستگاه در نقاط مختلف كشور نصب شده‌اند و بعد از انقلاب به همت دفتر فني مرتع، تلمبه‌هاي با قطر دايره گردش پره‌هاي 4/2 متري در ايران ساخته شده و مورد بهره‌برداري قرار گرفته است.
سازمان حفاظت محيط‌زيست بر سر بعضي از چاههاي پارك ملي (اين پارك در غرب كوير مركزي و در شرق درياچه نمك به فاصله 50 كيلومتري جنوب شرقي تهران) قرار دارد براي استفاده وحوش و حيوانات وحشي تعدادي تلمبه بادي نصب كرده، چهار تلمبه 8/1 متري هم در مباركه چاه قرقره، دوراهي سنگ فروشي و جنوب چخماقه در حال كار هستند.
ايران همچنانكه اشاره شد مبتكر استفاده از توربين‌هاي بادي بوده است در شمال ايران جمعاً 10 توربين‌ بادي بزرگ نصب شده است كه عبارتند از دو توربين 500 كيلوواتي، يكي در منجيل و ديگري در رودبار و 8 توربين 300 كيلوواتي در رودبار كه همگي ساخت كمپاني نوردتنك دانمارك است و توسط سازمان انرژي اتمي ايران خريداري و نصب شده‌اند. طرح‌هاي در دست اجراي سازمان انرژي‌هاي نو ايران (سانا) در مورد پروژه‌هاي بادي:
- پروژه 250 مگاواتي تحت نظر
- پروژه 60 مگاواتي، انتقال تكنولوژي از كشور ژاپن
- انتخاب محل مناسب ساخت مزرعه توربين‌هاي بادي به ظرفيت 60 مگاوات
- جهت آمار لحظه‌اي باد در منطقه رودبار و منجيل

بررسي نيروگاههاي بادي مستقل از شبكه
نيروگاههاي بادي مستقل از شبكه اغلب جهت مناطق دوردست يا كاربردهاي تكنيكي دور از شبكه استفاده مي‌شوند، بعنوان مثال براي سايت‌هاي راداري و ايستگاههاي مخابراتي استفاده مي‌شوند.
توربين‌هاي بادي مورد استفاده جهت اينگونه مصارف بين چند وات تا 50 كيلووات مي‌توانند باشند.
براي روستاها يا سيستم‌هاي الكتريكي زراعتي، توربين‌هاي بادي بالاي 300 كيلووات به همراه تركيبي از ديزل ژنراتور يا بعضي مواقع سيستم‌هاي ذخيره باطري مورد استفاده قرار مي‌گيرند.
نيروگاههاي بادي مستقل از شبكه همچنين اغلب در نقاط مختلف جهان براي توليد نيروي مكانيكي لازم جهت پمپاژ آب مصرفي و آب كشاورزي يا براي پمپاژ نفت مورد استفاده قرار مي‌گيرد.

اصول خشك كردن ترانسفورماتورهاي قدرت

روغن ترانسفورماتورهاي قدرت نقش بسيار مهمي در عملكرد ترانسفورماتورها دارند. نقش عايق كنندگي، خنك كنندگي و تشخيص عيب از جمله مهمترين وظايف روغن مي باشند. با پيرشدن ترانسفورماتور ، روغن اين دستگاه بعضي از خصوصيات شيميايي و الكتريكي خود را از دست مي دهد. از جمله مهمترين اين خصوصيات مي توان به خصوصيات الكتريكي كه حائز اهميت مي باشند، اشاره نمود.
دلایل اصلی كه روغن ترانسفورماتورهاي قدرت را دچار مشكل مي نمايند عبارتند از:
- افزايش ذرات معلق در روغن
- وجود آب به مقدار زياد در روغن
- وجود آلودگي هاي شيميايي مانند اسيديته و...
مسائل فوق باعث تغيير پارامترهاي متعدد مي شوند. به عنوان مثال افزايش ذرات معلق و وجود آن باعث كاستن قدرت دي الكتريك روغن و افزايش اسيديته، باعث خوردگي كاغذ و اجزاي داخلي ترانسفورماتور مي شود. براي بهبود روغن ترانسفورماتوري كه دچار ضعف هاي متعدد شده است مي توان از فيلتراسيون استفاده نمود. با فيلتر نمودن روغن مي توان ذرات معلق آن را جدا نمود و در نتيجه ولتاژ شكست را بالا برد. مي توان با خلاء نمودن روغن ، آب را بصورت بخار از روغن جدا نمود. حذف آلودگي هاي شيميايي فقط با كمك فيلترهاي شيميايي ممكن است.
از جمله مهمترين آلودگي كه روغن ترانسفورماتور را تحت تأثير قرار مي دهد وجود آب به مقدار كم در داخل روغن است. جدا نمودن آن در داخل ترانسفورماتور به راحتي امكان پذير نمي باشد. علت اين مسأله وجود مقادير بسيار زياد آب داخل كاغذ ترانسفورماتور مي باشد كه با جدا نمودن آب روغن دوباره جايگزين آن مي شود.
- روشهای فیلتر نمودن
الف - روشهای Off-line
از زمانهای دور برای بهبود کیفیت عایقی روغن ترانسفورماتورهای قدرت از روشهای فیلتراسیون هنگامی که ترانسفورماتور خاموش بوده است استفاده می کردند. در این روش هنگامی که ترانسفورماتور خاموش می باشد به مدت چند شبانه روز به صورت پیوسته روغن را داخل ترانسفورماتور چرخانده و آنرا در بیرون تحت فیلتراسیون و خلاء به منظور جدا نمودن ذرات معلق و آب محلول قرار می دادند.
این روش دارای معایب فراوانی است از جمله لزوم داغ نمودن روغن ترانسفورماتور و همچنین لزوم خاموش نمودن ترانسفورماتور را می توان نام برد.
ب- روشهای نوین – روشهای در حین کار
براي جدا نمودن آب به صورت بهينه، لازم است كه از فيلترهاي در حين كار استفاده نمود. مهمترين مزاياي فيلترهاي (خشك كن) هاي در حين كار خشك نمودن بهينه ترانسفورماتور در طول زمان و همچنين عدم لزوم خاموشي ترانسفورماتور را مي توان عنوان نمود. اصول عملکرد این فیلترها مانند شکل زیر است که در آن روغن از مخزن تحت فشار خارج شده و در مسیر آن یک فیلتر فیزیکی قرار می گیرد. در اینجا ذرات معلق فیلتر شده و تحت تاثیر خلاء آب محلول در آن گرفته می شود. روغن فیلتر شده به وسیله پمپ به ترانسفورماتور برگردانده می شود. این چرخه با دبی پایین در حدود 250 لیتر در ساعت به صورت پیوسته از چند ماه تا چند سال با توجه به وضعیت ترانسفورماتور صورت می گیرد.

مزاياي خشك كردن On-Line روغن و كاغذ عايقي ترانسفورماتورهاي قدرت با استفاده ازدستگاه V30
• رطوبت زدائي از روغن ترانسفورماتور بصورت On-Line
• افزايش ولتاژ شکست روغن عايقي
• رطوبت زدائي از کاغذ عايقي ترانسفورماتور
• کاهش ميزان ذرات معلق داخل روغن ترانس
• کاهش ميزان ضريب تلفات عايقي روغن
• کاهش ميزان اسيديته روغن
• افزايش قابليت بارگيري ترانسفورماتور
• افزايش عمر باقيمانده ترانسفورماتور
• عملکرد مطمئن و عدم تأثير سو بر بهره برداری عادي از ترانسفورماتور
• گاززدائي از روغن ترانسفورماتور با استفاده از روش De-Gassing
• اعلام آلارم و خروج ترانسفورماتور از مدار در صورت تشکيل مقدار زياد گاز