پيش گفتار:

پيشرفت صنعتي ودرنتيجه ، بالا رفتن استاندارد زندگي بشرتوسعه منابع انرژي واستفاده ار آنها امكان پذير مي گرداند . با افزايش مصرف انرژي ، منابع انرژي نيزاز لحاظ تنوع وميزان توليد افزايش يافته است . ازميان انواع انرژيهاي مورد استفاده ، انرژي الكتريكي به لحاظ اينكه باعث آلودگي محيط زيست نمي شود ، درزمان نياز قابل توليد است به آساني به صورتهاي ديگر انرژي قابل تبديل بوده وهمچنين قابل انتقال وكنترل مي باشد بيش از انواع ديگرانرژيها مورد توجه بشرقرارگرفته است . امروزه سيستم هاي انرژي الكتريكي نقش اساسي را درتبديل وانتقال انرژي درزندگي انسان بازي مي كنند.

توليد قدرت خطوط انتقال ، وسيستم هاي توزيع انرژي .

به اين ترتيب ، قدرتهاي توليد شده درنيروگاهها ازطريق خطوط انتقال به محلهاي مصرف مي رسند.

رشد سيستم هاي قدرت الكتريكي :

قبل ازقرن نوزدهم ميلادي وسايلي مانند شمع وبعضي ازانواع چربيها تنها منابع تأ مين روشنايي ودراواسط قرن نوزدهم چراغ گازي عموما" عملي ترين وسالم ترين وسايل روشنايي بشمارمي رفتند . گرچه تاآن زمان تحقيقات ارزنده اي ازيك طرف توسط فاراده وهانري درزمينه توليد الكتريسته وازطرف ديگر توسط بعضي دانشمندان وبخصوص اديسون درزمينه استفاده ازالكتريسيته درملتهب نمودن بعضي مواد وبالاخره تكامل لامپ هاي ملتهب وساخت آنها بوجود آمد.

اولين سيستم هاي قدرت تحت عنوان ( شركت هاي روشنايي ) درحدود سال 1880 ميلادي بوجود آمدند ومعروفترين آنها شركت روشنايي پرل استريت درنيويورك بودكه توسط اديسون تأسيس شده بود. قدرت الكتريكي اين سيستم توسط ژنراتور  DC  تأمين ميشد وتوسط كابل هاي زيرزميني توزيع مي گرديد ، بارهاي اين سيستم نيز فقط لامپ هاي ملتهب  بودند. بعد ازآن شركت هاي روشنايي محلي به سرعت دراروپا وآمريكا رشد كردند. دراواخرقرن نوزدهم موتورالقائي جريان متناوب AC اختراع شد ومصرف انرژي الكتريكي تنوع بيشتري يافت .

درسال 1885 جرج وستينگهاوس  اولين سيستم توزيع جريان متناوب راكه انرژي 150 لامپ را تأمين مي كرد نصب كرد ودرسال 1890 اولين خط انتقال AC بطول 21 كيلومتر مورد بهره بهرداري قرارگرفت . اولين خطوط انتقال ، تك فاز بودند، انتقال قدرت توسط جريان متناوب ، بخصوص سه فاز بتدريج جايگزين سيستم هاي DC شد . دليل عمده جايگزيني سيستم هاي AC ترانسفورماتورها بودند كه انتقال انرژي الكتريكي درولتاژي بالاتر از ولتاژ يا باررا امكان پذير مي كردند ، ضمن اينكه قابليت انتقال قدرت بيشتري رانيز داشتند.

كليات :

درسيستم هاي انتقال DC قدرت توليد شده توسط ژنراتورهاي AC از طريق ترانسفورماتور ويك سوكننده الكترونيكي به خط انتقال DC داده ميشود . يك اينورترالكترونيكي ، جريان مستقيم رادرانتهاي خط به جريان متناوب تبديل مي كند تا بتوان ولتاژآنرا بايك ترانسفورماتور جهت مصرف كننده ها كاهش داد . مطالعات اقتصادي اغلب نشان داده است كه براي خطوط كوتاهتر ازحدود 560 كيلومتر استفاده ازخطوط انتقال هوائي DC مقرون به صرفه نيست .

بعد ازاينكه طرح توربينها ي بخارتوسط پارسون ارائه شد قدرتهاي توليد شده با اين توربين ها بيشترين محبوبيت رابراي طراحان سيستم ها بهمراه آورد . فركانس معرفي توربين هاي بخار باسرعت زياد لزوم افزايش فركانس واستاندارد كردن فركانس يك سيستم مطرح شد. با استاندارد كردن فركانس ، امكان اتصال سيستم ها به يكديگر نيز بوجود مي آمد. امروزه عموما" فركانس هاي 50 و60 هرتز درسيستم هاي قدرت مورد استفا ده مي باشند. امكان اتصال سيستم هاي قدرت كوچكتروبوجود آمدن سيستم هاي بهم پيوسته باعث رشد وبزرگ شدن سيستم هاي قدرت گرديد.

همزمان بابزرگ شدن سيستم هاي قدرت ورشد مصرف ، عناصرسيستم هاي قدرت نظير ژنراتورها وترانسفورماتورها تكامل بيشتري يافتند وبه عنوان مثال : ظرفيت كل نصب شده درسال 1982 دركشود آمريكا نزديك به 600/000  مگاوات بوده است كه توسط 5/2 كيلووات رابراي هرنفرنشان مي دهد .

تاسال 1917 سيستم ها ي قدرت بصورت واحدهاي مستقل استفاده مي شدند.

تقاضاي مصارف زياد انرژي الكتريكي ونياز به قابليت اطمينان زياد ، موضوع ، مهمي  پيش آورد . بهم پيوستن سيستم ها ازلحاظ اقتصادي مقرون به صرفه است ، زيرا ماشينهاي كمتري بعنوان رزرو ، براي شرايط بهره برداري ساعات پيك مورد نياز سيستم ها درشرايط وقوع اتصال كوتاه وخطاهاي ديگر موجب ايجاد اختلال دركل سيستم بهم پيوسته خواهد بود ولذا بايد رله ها وكليدهاي مناسبي درمحل اتصال سيستم ها نصب نمود.

بهره برداري ازيك سيستم قدرت ، بهبود به شرايط كارسيستم وتوسعه سيستم براي آينده نياز به مطالعه بار، محاسبات خطاها ، طرح وسائل حفاظتي ومطالعه پايداري سيستم دارد. همچنين استفاده ازكامپيوتر درانجام محاسبات فوق الذكرازاهميت خاصي برخودردار است .