نکات مهم درس‌ها (بررسی سیستمهای قدرت)

یکی از دغدغه های مهم داوطلبان در روزهای پایانی درس خواندن برای کنکور نحوه مرور درس ها و جمع بندی نکات مهم است. یکی از مهمترین درسهای گرایش قدرت درس بررسی سیستمهای قدرت است که اثر زیادی بر روی رتبه داوطلبان در این گرایش دارد. این درس را شاید به جرأت بتوان راحترین درس گرایش قدرت نامید که معمولاً درصدهای آن بالا است و داوطلبان باید درس را بخوبی مطالعه کنند چون اگر درصد پایینی بزنند خیلی عقب میفتند. در ادامه نکات مهم این درس را بررسی خواهیم کرد:

فصل اول: مفاهیم اساسی

در این مقدماتی در مورد سیستم قدرت ارائه می شود و مفاهیم فازور، توان، پریونیت، نمودار تک خطی و … بیان خواهد شد که بسیاری از مطالب آن قبلاً در مدار نیز مطرح شده است. خیلی از سوالات این فصل مداری است به طور مثال محاسبه توان تولیدی ژنراتورها، محاسبه ضریب توان ژنراتور، محاسبه امپدانس معادل شبکه از دید یک نقطه و …. . دو نوع سوال مهم از این فصل تقریباً هر سال مطرح می شود. اول بحث انتقال توان در یک شبکه و بین دو یا چند ژنراتور و دوم رسم نمودار تک خطی سیستم. در قسمت رسم نمودار تک خطی سیستم باید به نقطه مبنا بسیار توجه کرد چون ولتاژ و توان مبنای تمامی عناصر شبکه بر حسب این نقطه بیان خواهد شد. اولین سوال کنکور 94 از این قسمت مطرح شده بود.

فصل دوم: پارامترهای خط انتقال

در این فصل دو مفهوم اساسی شامل اندوکتانس و ظرفیت خازنی خط بسیار مهم است. نحوه محاسبه این دو پارامتر بسیار مهم است و هر سال 2 الی 3 سوال از این فصل مطرح می شود که جزء راحترین سوالات درس بررسی است. برای محاسبه اندوکتانس و خازن دو نوع مدار تکفاز و سه فاز وجود دارد. در مدارهای تکفاز باید ابتدا اندوکتانس و خازن رفت و برگشت را حساب کرد و سپس مقدار معادل را به دست آورد. اندوکتانس معادل برابر مجموع اندوکتانس رفت و برگشت است و خازن معادل برابر حاصلضرب خازنهای رفت و برگشت تقسیم بر مجموع خازنها است. در سه فاز نیز از فرمولهای مربوطه استفاده شده و فقط یک حالت را محاسبه خواهید کرد. اما برای محاسبه اندوکتانس و خازن باید بتوانند فاصله متوسط هندسی و شعاع متوسط هندسی هادیها را حساب کنید. فاصله متوسط هندسی در واقع فاصله بین هادی ها است و شعاع متوسط هندسی فاصله بین باندل های یک هادی است که در واقع برای هادی تک باندل همان شعاع داخلی هادی است. این دو پارامتر دارای فرمولهای بسیار ساده است هستند که می توان براحتی مقادیرشان را به دست آورد. در این فصل مباحث مربوط به جابه جایی فازها و القای ولتاژ بر روی خطوط مخابراتی نیز مطرح می شود که بسیار ساده است و اساس آن همان مباحث گفته شده است. در سال 94 کنکور 4 سوال و سال 93، 2 سوال از این فصل مطرح شده است.

فصل سوم: مدل و عملکرد خط انتقال

پر سوال ترین فصل درس بررسی است که تقریباً هر سال 5 تا 7 سوال از آن مطرح می شود. در این سه مدل خط کوتاه، خط متوسط و خط بلند برای خط انتقال مطرح می شود. در خط کوتاه استفاده از مدل خط انتقال یا مدل T برای محاسبه مدل معادل چندین خط سری مهم است. در خط متوسط دو نوع مدل T و پی مطرح می شود که خط انتقال را مدل می کنند. در قسمت خط بلند مفاهیم بسیار زیادی علاوه بر بیان مدل خط شامل ثابت انتشار، ثابت موج، امپدانس مشخصه، امپدانس موجی و …. مطرح می شود. فرمولهای محاسبه توان اکتیو و راکتیو انتقالی بر روی خط در این فصل بسیار مهم و پرکاربرد است. در ادامه این فصل انواع جبران سازی ها شامل جبران کننده موازی در وسط خط، راکتور موازی و خازن سری مطرح می شود. همچنین اثر فرانتی نیز مطرح شده و اثرات آن بر روی شبکه و نحوه جبران سازی آن بسیار مهم خواهد بود. در انتهای نیز اتصال کوتاه و بی باری در خط انتقال مطرح خواهد شد. 6 سوال در سال 94 و 8 سوال در سال 93 از این فصل مطرح شده است.

فصل چهارم: ماتریسهای امپدانس و ادمیتانس شبکه

این فصل برای داوطبان بسیار ساده است چون نحوه محاسبه ماتریسهای امپدانس و ادمیتانس را به طور کامل در درس مدارهای الکتریکی یاد گرفته اند. نحوه تشکیل ماتریس ادمیتانس بسیار مهم است که در سال 94 عیناً یک سوال در مورد همین بحث مطرح شده است. برای تشکیل آن باید به یاد داشته باشید که تعداد گره ها مدار همان ابعاد ماتریس را مشخص می کند و مقادیر ماتریس را باید از روی مقادیر ادمیتانسهای متصل به هر گره و یا مشترک میان دو گره محاسبه کرد. اثر حذف یک شین (گره) بر روی ماتریس ادمیتانس نیز مهم خواهد بود. همچنین در این فصل یا شاید در فصل اول باید مفهوم ثپ چنجر رو یاد بگیرید چون از مدل ریاضی آن بسیار استفاده می شود و سوالات زیادی در کنکور آمده است که به طور مثال در کنکور 93 برای محاسبه ماتریس ادمیتانس کل مدار ابتدا باید مدل تپ چنجر را به دست آورد.

فصل پنجم: پخش بار

هدف از مسئله پخش بار به دست آوردن دامنه و فاز ولتاژ و توان خالص ترزیقی اکتیو و راکتیو تمامی باسها (شینها و یا گره های) مدار است. در هر شبکه ای 3 شین وجود دارد. شین مرجع که دامنه ولتاژ آن یک و فاز آن صفر است و توان های تولیدی آن مجهول است. شین بار یا PQ که مقادیر توان اکتیو و راکتیو مصرفی مشخص است و توان اکتیو و راکتیو تولیدی آن صفر است و دامنه و فاز ولتاژ آن مجهول است. شین ژنراتور یا PV که دامنه ولتاژ و توان اکتیو تزریقی آن معلوم و فاز ولتاژ و توان راکتیو تزریقی آن مجهول است. در واقع هدف مسئله پخش بار به دست آوردن مقادیر متغیر بر حسب پارامترهای معلوم است. برای حل مسئله پخش بار در شبکه انتقال دو روش اصلی شامل گاوس – سایدل و نیوتن – رافسون وجود دارد. هر دو روش دارای فرمولهای مختص به خود و ویژگیهای خاصی هستند که داوطلبان باید بلد باشند چون بعضی مواقع از این بخش سوال تشریحی و مفهومی مطرح شده و برخی سالهای سوالاتی مطرح شده که باید با استفاده از معادلات این دو روش حل شود. در انتهای این فصل نیز پخش بار DC مطرح می شود که فرمولهای بسیار ساده ای دارد. در کنکور 91 سوالی مطرح شده که براحتی از روی ماتریس ژاکوبین در روش نیوتن – رافسون قابل حل است. در کنکور 90 نیز 3 سوال از این فصل مطرح شده است. در کنکور 89 نیز 2 سوال از این بخش مطرح شده که یکی از آنها تشریحی بوده است.

فصل ششم: شبکه های توزیع

از این فصل تا سال 92 تقریباً هر سال یک سوال مطرح می شد اما در چند سال اخیر سوالی از این بخش مطرح نشده است. بیشتر سوالات این فصل مربوط به محاسبه سطح مقطع هادی در شبکه از یک سو تغذیه با در نظر گرفتن مقدار مجاز ولتاژ، محاسبه جریان تزریقی از دو منبع در مدارهای از دو سو تغذیه و به دست آوردن نقطه ژرف مدار است. این فصل دارای مفاهیم بسیار ساده و فرمولهای ساده ای است که براحتی می توانید سوالاتش را حل کنید.

داوطلبان عزیز اگر سوالی دارند می‌توانند روی همین مطلب بپرسند و یا در طرح مشاور ثبت نام کرده و تلفنی مشکلات خود در این درس را مطرح کنند.