چرا نیوتن به عنوان دومین فرد تاثیرگذار بر تاریخ جهان رده بندی شده است؟

وقتی لیست ۱۰۰ نفر بزرگترین انسانهای تأثیرگذار بر تاریخ را مرور می کنیم (اینجا)، شاید وجود نیوتن به عنوان دومین نفر این لیست و بالاتر از مسیح (که هم اکنون بیش از دو میلیارد نفر از مردم جهان پیرو اویند) کمی عجیب به نظر برسد.

  1. Muhammad (570 – ۶۳۲ AD) Prophet of Islam.

  2. Isaac Newton (1642 – ۱۷۲۷) – British mathematician and scientist.

  3. Jesus Christ (c.5BC – ۳۰ AD) Spiritual teacher and central figure of Christianity.

  4. Buddha (c 563 – ۴۸۳ BC) Spiritual Teacher and founder of Buddhism.

  5. Confucius (551 – ۴۷۹ BC) – Chinese philosopher.

  6. St. Paul (5 – AD 67) – Christian missionary and one of main writers of New Testament.

  7. Ts’ai Lun (AD 50 – ۱۲۱) Inventor of paper.

  8. Johann Gutenberg (1395 – ۱۴۶۸) – Inventor of printing press.

  9. Christopher Columbus (1451 – ۱۵۰۶) – Italian explorer landed in America.

  10. Albert Einstein (1879 – ۱۹۵۵) German/ US scientist discovered Theory of Relativity.

سوال این است: مگر نقش نیوتن چه بوده است؟

برخی نیوتن را پیامبر می دانند، زیرا در برکناری آموزه های خرافی  دینی و پیدایش عصر نوین در دل دوره تاریکی و جاهلیت وسطایی نقشی بی همتا ایفا نموده است. وی اولین نفر در جهان است که نشان داد می توان یک پدیده فیزیکی را در قالب یک رابطه ریاضی تحلیل و پیش بینی نمود. تا آن هنگام بنا به آموزه های دینی عصر کلیسا، بشر گمان می کردد کیفیت و کمیت هر پدیده فیزیکی به صورت مستقیم توسط خداوند تعیین و مقدر می شود. لیکن نیوتن یک سطح واسطه به نام فیزیک را معرفی نمود و برای اولین بار یک پدیده فیزیکی (جاذبه) را در قالب روابط ریاضی منحصر و ساده نمود.

پی نوشت : امروزه واژه فیزیک آن قدر بدیهی و ملموس شده است که هر چه فکر کرده تا برای دوره قبل از نیوتن معادلی برای آن پیدا کتم، مقدور نگردید.


کتاب “بررسی گذراهای الکترومغناطیسی در کابلهای قدرت” منتشر شد

biik

کتاب بررسی گذراهای الکترومغناطیسی در کابلهای قدرت، ترجمه ای است از کتاب Electromagnetic Transients in Power Cables که در سال ۲۰۱۲ توسط انتشارات معتبر Springer به چاپ رسیده است. مولفان کتاب آقایان Filipe Faria da Silva و Claus Leth Bak هستند و چارچوب اصلی کتاب، رساله دکترای آقای Filipe Faria da Silva با همین عنوان است که به سفارش و حمایت شرکت انتقال برق کشور دانمارک تعریف گردیده است. از دیدگاه بنده، مطالب کتاب نه تنها موجب افزایش علم، بلکه موجب افزایش “شهود” در مهندسین برق می شود ؛ زیرا برای تشریح مسائل و پدیده های مختلف نه تنها تحلیلهای علمی به خوبی بیان شده اند، بلکه نتایج عملی (که ما حصل بررسیها و اندازه گیریهای متعدد در شبکه انتقال کشور دانمارک است) و شبیه سازیهای مبتنی بر نرم افزار PSCAD ، همراه با هم و بصورت مکمل مورد استفاده قرار گرفته اند. به عبارت دیگر، این کتاب هم برای مهندسین شاغل در صنعت برق و هم برای دانشجویان منبع ارزشمندی است. هر دوی اساتید بزرگوارم جناب آقای دکتر سید حسین حسینیان و دکتر بهروز وحیدی بر این نظرند که کتاب اخیر بسیار ارزشمند است و حتی جناب آقای دکتر حسینیان که استاد مسلم کیفیت برق در کشور هستند، از این کتاب به عنوان “کتابی کم نظیر” یاد می کنند. به هر حال این کتاب با همکاری این دو استاد بزرگوار دانشگاه صنعتی امیرکبیر، بنده و مساعدت شرکت توزیع نیروی برق تهران بزرگ ترجمه و در قالب یک کتاب با  ۵ فصل و ۳۳۳ صفحه توسط انتشارات فرهنگ دانشجو در آذرماه ۱۳۹۵ به چاپ رسیده است. در ترجمه این کتاب، شیوایی و بیان قابل فهم مطالب بسیار مورد تاکید بوده و توضیحات بسیاری تحت عنوان نظر مترجمین در فصول مختلف کتاب اضافه شده است که می تواند راهگشای مطالعه موثرتر کتاب باشد. شخصا از ترجمه این کتاب که حدود دو سال به طول انجامید مطالب بسیاری فراگرفتم و از اینکه چنین زمان زیادی به ترجمه این کتاب صرف گردید، پشیمان نیستم. بویژه معتقدم که تئوری مودال تا کنون در هیچ نوشتاری بدین شیوایی و زیبایی تشریح نشده است. این کتاب به جامعه علمی کشور و مخصوصا جامعه مهندسین برق کشور تقدیم شده است. خلاصه اهم مطالب کتاب به شرح  زیر است :

(ادامه مطلب…)


معرفی کتاب “ایمنی برق در سیستم های فشار ضعیف”

final-imeni

کسانی که  Massimo Mitolo را می شناسند، می دانند که وی از معدود کسانی است که مقالاتش  در حوزه ایمنی و اتصال زمین هنوز هم در ژورنالهای معتبر IEEE به چاپ می رسد. به عبارت دیگر، علیرغم آنکه تعداد مقالات منتشر شده در این حوزه خیلی اندک است و به نظر می رسد طرح مسائل و ایده های نوین در این حوزه خیلی مشکل باشد، ولی مقالات آقای  Massimo Mitolo از این امر مستثناست.

“کتاب ایمنی برق در سیستمهای فشار ضعیف” که اهم مطالب آن مربوط به سیستم اتصال زمین است را به جرأت می توان جامعترین و اصولی ترین کتاب نگارش شده در حوزه ارتینگ (گراندینگ) نامید که از ساختار بسیار منطقی در ارایه مسائل و مطالب مربوط به اتصال زمین برخوردار است. جای خوشبختی است که این کتاب ارزشمتد اخیرا با همت آقای مهندس نیک پیام (که از صاحب نظران و فعالین به نام حوزه ایمنی در کشور هستند) و دوست عزیزم جناب آقای دکتر مرادی، که از زمره بهترین متخصصان کشور در حوزه مهندسی سیستمهای توزیع می باشند، به نثری روان و شیوا ترجمه گردیده است. امیدوارم که تلاش این عزیزان در نشر علم مورد استفاده بهینه دانش پژوهان در توسعه علمی کشور قرار گیرد.


کتاب انرژیهای تجدیدپذیر : شبیه سازی در سیمولینک و SymPowersystem

9781498765985

Viktor Perelmuter از آن دست نویسندگان گمنامی است که در عین گمنامی بسیار مشهور شده است. هر چند جمله فوق ممکن است خود تناقض به نظر برسد، اما چنین تناقضی را می توان در واقعیت حس کرد. اگر نام او را در google جستجو کنید تقریبا به جز دو کتابی که تالیف کرده هیج اثری از او نیست (هیچ پروفایلی هم در شبکه های اجتماعی ندارد). اما در عین حال به خاطر همین دو کتابش در بین دانشجویان مهندسی برق سراسر جهان بسیار مشهور شده است. 

Viktor Perelmuter که یک متخصص Simulink و SimPowerSystems است با منتشر کردن اصل کلیه شبیه سازیها مطرح شده در کتابهای خود (به همراه خود کتاب) محبوب قلوب دانشجویانی شده است که سراسر اینترنت را در جستجوی شبیه سازیهای بکر و عالی برای استفاده در تحقیقات خود درنوردیده اند. قبلا لینک کتاب آموزش SimPowerSystem در MATLAB و شبیه سازیهای آن در همین وبلاگ ارائه شد (اینحا را مشاهده کنید). حالا در اینجا شبیه سازیهای کتاب دوم وی به نام : Renewable Energy Systems: Simulation with Simulink® and SimPowerSystems  که برای سهولت دسترسی در همین وبلاگ آپلود شده، ارائه گردیده است. امیدوارم بتوانم لینک خود کتاب را هم به زودی در همینجا آپلود کنم.

لینک دانلود شبیه سازیها :

renewable-book-matlab-sims


انرژیهای نو و چالشها در کنترل توان اکتیو ورآکتیو

هر چند مشکل بالا رفتن سهم انرژیهای نو در کشورهایی مثل اتریش ، آلمان و ایتالیا از سالها پیش منجر به وضع مقرراتی شده بود که فرکانس ۵۰٫۲ هرتز نامیده می شد، اما مشکلات ناشی شده از پیش بینی ناپذیری و نقص سیستم کنترل انرژیهای نو باعث شد تا شبکه آلمان در ۸ می ۲۰۱۶ با وضعیت خطرناکی مواجه شوند. در این روز آفتابی و بادی در آلمان، تولید انرژیهای تجدید پذیر در آلمان به بیشترین مقدار خود رسید و تمامی نیروگاههای بزرگ به استثنای ۶ نیروگاه هسته ای که به دلایل مسائل ایمنی توان آنها از حد معینی قابل کاهش نبود، از مدار خارج شدند. در این روز سهم انرژیهای تجدید پذیر از کل تولید به بیش از ۹۰% رسید و قیمتهای برق برای اولین بار در تاریخ جهان منفی شد. به عبارت دیگر به مشترکین به ازای مصرف انرژی پول هم پرداخت شد. ناتوانی شبکه در کنترل فرکانس و احتمال تریپ رله های فرکانسی نیروگاههای اتمی تا ساعاتی موجب وحشت در آلمان شده بود، به نحوی که تمامی رسانه ها مردم را دعوت به مصرف برق بیشتر می کردند.

یکی از مباحث مهم در  تدوین استراتژی توسعه انرژیهای نو توجه به انتخاب سیستم کنترل مناسب برای آنهاست. سیستم کنترل مبدل تمامی مولدهای تجدید پذیر بر مبنای حداکثر نمودن توان خروجی طراحی شده است تا بیشترین سود را برای تولیدکنندگان برق به همراه داشته باشد. برای مثال ، مبدل نیروگاههای فتوولتاییک بر اساس آلگوریتم MPPT کار می کنند که یک کنترل جریانی برای تولید بیشترین توان خروجی است و تولید توان رآکتیو در این مولدها صفر است. استفاده از چنین سیستمی در شرایطی مناسب است که سهم تولیدی انرژیهای نو همیشه کمتر از ۳۰ درصد کل تولید نیروگاههای کنترل پذیر یا قابل Dispatch باشد تا در صورت نیاز، این نیروگاهها نسبت به کنترل فرکانس و ولتاژ در مقادیر مجاز اقدام کنند. بعلاوه این نوع کنترل اثری در تنظیم پروفیل ولتاز شبکه ندارد. لیکن با افزایش سهم مولدهای انرژی نو، باید سیستمهای کنترل آنها قابلیت Grid Support پیدا کند و مجهز به کنترل Droop قابل تنظیم توسط کنترل ثانویه یا همان اپراتور شبکه توزیع شود. به طور کلی کنترل مبدلهای مولدهای انرژی نو به ۴ دسته زیر تقسیم شده است  که کنترل Grid Feeding خالص از نوع جریانی و Grid Forming خالص از نوع ولتاژی است.

۱- Grid Feeding

۲- Grid Support Grid Feeding

۳-Grid Forming

۴-Grid Support Grid Forming

طراحی و برنامه ریزی کنترلهای Grid Support برای نیروگاههای بزرگ مقیاس می تواند کنترل پذیری شبکه را بهبود داده و از بروز مشکلات بعدی در کنترل ولتاژ و فرکانس جلوگیری نماید. به خصوص تدوین آیین نامه های الزام آور برای ساختمانها در زمینه نصب سیستمهای خورشیدی، باید در راستای یک استراتژی مناسب و پیش بینی شده باشد . درست است که استفاده از انرژیهای تجدید پذیر منافع زیادی دارد، ولی استفاده گسترده از آنها نباید  ساده انگارانه و بدون انجام مطالعات مورد نیاز بر روی ولتاژ و فرکانس شبکه باشد (این ساده انگاری در صحبتهای مقامات عالی رتبه وزارت نیرو مشهود است).


در باب Striker

striker

striker یکی از ابداعات نسبتا جدید در حوزه Inter-lock ها و Latching هاست که کارکرد الکتریکی (و نه ایمنی) دارد. یکی از مسائل مهم در بحث حفاظت اولیه ترانسفورماتورهای MV/LV جلوگیری از دو فاز شدن بارهایی مثل موتورها و همچنین جلوگیری از بروز پدیده فرورزونانس است. در همین راستا فوزیبلها یا همان سکسیونرهای قابل قطع زیر بار مجهز به فیوز، با فیوزهایی مجهز می شوند که در صورت عملکرد هر یک از فیوزها، خارج شدن یک زائده که نقش Latching را دارد (تصویر بالا) باعث می شود تا سکسیونر قابل قطع زیر بار عمل کرده و هر سه فاز را قطع نماید. البته این عملکرد دارای یکسری مفاهیم و مسائل خاص خود است که در قالب اصطلاح Transfer Current یا جریان انتقال قطع از فیوز به سکسیونر مورد بررسی قرار می گیرد (مشابه همان Take Over Current که در سایر تجهیزان حفاظتی با منحنیهای عملکرد متقاطع مطرح است).

همچنین فیوزهای مجهز به Striker جهت دار بوده و معمولا سر مجهز به Striker آنها توسط فلش یا علامت دیگری مشخص شده است. در نتیجه، نصب برعکس فیوزها موجب عقیم ماندن عملکرد Striker خواهد شد.


تست اتصال کوتاه کلیدهای قدرت و ابهام در واقعی بودن آنها!

این پست در پاسخ سوال یکی از همکاران با مضمون زیر تهیه شده است :

“یکی از سازندگان اظهار داشته که در تست اتصال کوتاه کلید قدرت آنها (تحت نمایندگی آنها) از منبع جریان استفاده شده است. آیا این تست قابل قبول است؟”

CB test

به طور کلی، تستهای اتصال کوتاه کلید قدرت (تستهای ۴ گانه مرکب از قطع اتصال کوتاه، وصل اتصال کوتاه، تحمل زمانی اتصال کوتاه و ترتیب کلیدزنی) به دو شکل کلی مستقیم و غیر مستقیم قابل انجام است. تستهای مستقیم  که تستهای نوع مخرب است، از طریق انجام تستها تحت ولتاژ نامی و جریان اتصال کوتاه نامی کلید صورت می گیرد. برای انجام این تستها در آزمایشگاه دو راه حل وجود دارد : الف-از سیستم قدرت واقعی به عنوان منبع  تست استفاده شود (که معمولا تحت شرایط خاصی مجاز و قابل انجام است) و ب: از ژنراتورهای سنکرون بزرگ برای تامین ولتاژ و جریان مورد نیاز استفاده شود. از آنجا که انجام تستهای واقعی با جریانها و ولتاژهای واقعی اتصال کوتاه غیر اقتصادی بوده و در برخی شرایط از لحاظ عملی امکان پذیر هم نیست، برای تست کلیدهای با قدرت بالا از آزمونهای غیر مستقیم استفاده می شود. این تستها به ۲ گروه کلی تست یونیت و تست با مدار سینتتیک تقسیم می شوند. تستهای یونیت دارای یک ایراد اساسی هستند که امکان تطبیق نتایج آنها با شرایط واقعی را دشوار می کند. اما تستهای با مدار سنتتیک که خود به ۴ گروه تفسیم می شوند از دقت قابل قبولی برخوردار بوده و توسط استاندارد مورد پذیرش قرار گرفته اند. هر چند ۴ نوع آزمون مدارات سینتتیک دارای تفاوتهای اندکی با هم هستند، لیکن همگی از یک  منبع جریان برای تامین جریان اتصال کوتاه و از یک خازن برای شبیه سازی ولتاژ بازگشتی مدار می باشند (هر چند دو تا از آنها منبع ولتاژ و دو تا منبع جریان نامیده شده اند).

در مهمترین و متداولترین آزمون، که به آزمون آلمانی معروف بوده و در آزمایشگاه های اروپای غربی و آمریکایی انجام می شود و آزمون منبع جریان با مدار ولتاژ موازی نامیده می شود، کلید در معرص جریان اتصال کوتاه تولید شده از یک منبع جریان قرار می گیرد که ولتاژ نامی این منبع کسری ار ولتاژ واقعی کلید قدرت است. در عوض قبل از آنکه کلید جریان را در هنگام عبور از صفرش قطع کند، یک خازن با ولتاژ نامی (خازن سه فاز موازی شده با پلهای کلید) به دوسر کلید متصل و در آن تخلیه می شود تا شبیه سازی کننده ولتاژ بازگشتی دو سر آن باشد. بدین ترتیب، با استفاده از دو منبع مختلف ولتاژ و جریان، قدرت مورد نیاز آزمایشگاه های تست کلیدهای قدرت به یک پنجم فدرت لازم برای تستهای مستقیم کاهش می یابد.

شایان ذکر است که بیشترین قدرت تست مستقیم (واقعی) کلیدهای قدرت مربوط به آزمایشگاه Kema در هلند است که قدرت تست نامی آن حدود ۸۰۰۰ مگاولت آمپر (۱۴۵ کیلوولت و ۳۱/۵ کیلو آمپر) می باشد در حالی که برای تستهای مورد نیاز شبکه هایی با بیشترین ولتاژ نامی ۱۲۰۰ کیلوولت و بیشترین جریان اتصال کوتاه ۱۲۰ کیلوآمپر (مشخصات سیستم قدرت ایالات متحده آمریکا) ناکافی می باشد.


یک قانون جدید

کلا از این آقای “نورث کوت پارکینسون” خیلی خوشم آمده است؛ چون قوانین خیلی زیبایی وضع کرده است. آخرین قانونی که از او یاد گرفتم این است : “انجام هر کاری همانقدر زمان می برد که بدان تخصیص می دهید”. یعنی یک کار را که به نظر  یک سال زمان می برد می توان یک ماهه انجام داد و یا برعکس. این یعنی که ذهنیت و قضاوت ما در مورد حجم یک کار باعث می شود که زمان انجام آن کوتاه  یا طولانی شود …


روغنهای اتصال الکتریکی، حلقه مفقوده در بهره برداری سیستمهای قدرت

چندین سال پیش، فرصتی طلایی برای من پیش آمد تا مدت کوتاهی با شرکت زیمنس همکاری کنم. در آن زمان، به پیشنهاد رییسم که انسانی بسیار فرهیخته و دانشمند بود، هفته ای یکبار همراه با اکیپی به سرپرستی یک تکنسین مجرب عازم پروزه هایی می شدم که برای اهداف مختلفی به پستهای برق مراجعه می کردند . یکی از نکات بسیار مهمی که در طی حضورم در پستهای برق مختلف مشاهده می کردم آن بود که همه اکیپهای تکنسینی قوطی ها و اسپریهای حاوی روغنهای مخصوصی را با خود حمل می کردند که جایگاه ویژه ای در قفسه بندیهای ابزارها داشت. تکنسینهای مختلف، در هنگام کار بر روی اتصالات الکتریکی مختلف اعم از اتصالات الکترونیکی تجهیزات حفاطتی، کنترلی و اندازه گیری و اتصالات قدرت (مثل اتصال سرکابل به شینه) از این روغنها و اسپریها (کنتاکت شورها) استفاده می کردند.

در یکی از روزها و در هنگام صرف ناهار، از رییسم در مورد کاربرد این روغنها، گریسها و اسپریهای متنوع سوال کردم و وی با تعجب از من پرسید : مگر شما از این روغنهای جادویی استفاده نمی کنید؟! استفاده از واژه جادویی از سوی رییسم که بسیار واقعگرا بود این پرسش را در ذهنم برانگیخت که چرا این روغنها جادویی هستند. از آن زمان به بعد مطالعات زیادی بر روی روغنهای اتصال الکتریکی انجام دادم و به یقین رسیدم که این روغنها ابزاری بسیار مهم برای بهره برداران سیستمهای قدرت محسوب می شوند. برای اینکه عملکرد روغنهای اتصال الکتریکی را توضیح دهم مجبورم تا از آنالوژی آن با قوانین فیزیک بهره بگیرم. همه ما می دانیم که قوانین فیزیک در بعد میکروسکوپی و کوانتومی (که مکانیک آماری نامیده می شود)، با قوانین حاکم بر حوزه ماکروسکوپیک که مکانیک کلاسیک نامیده می شود (مثل قوانین نیوتن) متفاوتند. روغنهای اتصال هم رفتار کاملا مشابهی دارند. بدین ترتیب که وقتی در لایه ها و ضخامتهای خیلی نازک  (در ابعاد میکرومتر) مورد استفاده قرار می گیرند، به جای رفتار عایقی، از خود رفتار نیمه هادی نشان می دهند. فیزیک حاکم بر این لایه های نازک فیزیک خاصی است که Thin Layer Physics نامیده می شود. بدین ترتیب، روغنهای اتصال لایه نازک، باعث افزایش سطح واقعی اتصالات الکتریکی (که در حالت عادی خیلی کمتر از سطح ظاهری یا مشاهده شده اتصال است) شده و بدین ترتیب مقاومت الکتریکی اتصالات را کاهش و قابلیت اطمینان آنها را افزایش می دهند. بدیهی است که  با توجه به تعداد زیاد اتصالات الکتریکی، یکی از بدیهی ترین  و ملموسترین نتایج حاصله از بکارگیری روغنهای اتصال ، کاهش تلفات خواهد بود (البته مزایای حاصله ابعاد متعدد و متنوعی دارد که  تلفات یکی از آنهاست). به این ترتیب، کاهش تلفاتی که از روغنکاری اتصالات الکتریکی و با صرف هزینه ای بسیار اندک حاصل خواهد شد، ممکن است بسیار بیشتر از کاهش تلفات حاصله از پروژه های پر هزینه ای باشد که هم اکنون در صنعت برق کشور پیگیری می شوند.

این مقدمه برای آن بود که  در پستهای بعدی مباحث فنی در خصوص روغنهای اتصال را در پیش بگیرم، زیرا علیرغم سادگی ظاهری موضوع، انتخاب روغن اتصال مناسب موضوعی بسیار پیچیده و چند بعدی است ….

 فرهاد یزدی

Electrical Contacts


کتاب آموزش SimPowerSystem در MATLAB

SymPowerSys

 

کتابی که لینک دانلود آن در زیر گذاشته شده است، تنها کتاب لاتینی است که به طور تخصصی به آموزش SymPowerSystem پرداخته است.

دانلود SimPowerSys E-book

همچنین فایلهای شبیه سازی استفاده شده در این کتاب در آدرس زیر قابل دانلود است.

دانلود فایلهای شبیه سازی Simulation Models


  •  
     
  • RSS وبلاگ فرهاد یزدی

  • کلیه حقوق این سایت متعلق به فرهاد یزدی میباشد.