بررسی و طراحی سیست های قدرت جی. دی. گلاور ترجمه محمدرضا حقی فام انتشارات دانشگاه امام رضا

نقد و بررسی تخصصی کتاب «بررسی و طراحی سیستم‌های قدرت» گلاور و سارما (انتشارات دانشگاه امام رضا)

کتاب «بررسی و طراحی سیستم‌های قدرت» تألیف جی. دی. گلاور و م. سارما با ترجمه دقیق و علمی دکتر محمدرضا حقی‌فام و مهندس کیومرث روزبهی، یکی از شناخته‌شده‌ترین، جامع‌ترین و استانداردترین مراجع بین‌المللی در رشته مهندسی برق قدرت است. این کتاب به گونه‌ای تدوین شده است که تئوری پایه مهندسی قدرت را با رویکرد طراحی عملی و کاربردهای نرم‌افزاری و کامپیوتری پیوند می‌زند و به عنوان سرفصل اصلی دروس بررسی سیستم‌های قدرت ۱ و ۲ در اکثر دانشگاه‌های معتبر کشور تدریس می‌شود.

ساختار و سرفصل‌های کتاب

این اثر در ۱۳ فصل تخصصی تنظیم شده و مباحث را از مفاهیم پایه‌ای مدارهای سه‌فاز تا مباحث پیشرفته دینامیک، حفاظت و پایداری سیستم‌ها پوشش می‌دهد:

فصل ۱: مقدمه

• تاریخچه و سیر تحول سیستم‌های قدرت در جهان
• آشنایی با ساختار و ویژگی‌های صنعت برق در ایران
• نقش و اهمیت کاربرد کامپیوتر در محاسبات مهندسی برق

فصل ۲: مبانی مدارهای جریان متناوب و سه‌فاز

• مفاهیم فازورها، توان لحظه‌ای و توان مختلط در مدارهای AC تک‌فاز
• معادلات شبکه و برنامه‌نویسی محاسبات ماتریسی
• مدارهای سه فاز متعادل، توان در سیستم‌های سه‌فاز و بررسی مزایای فنی و اقتصادی سیستم‌های سه‌فاز نسبت به تک‌فاز

فصل ۳: مولفه‌های متقارن (Symmetrical Components)

• تبدیل فورتسکیو و تشریح تئوری مولفه‌های متقارن (مثبت، منفی و صفر)
• شبکه‌های توالی بارهای امپدانسی، خطوط و امپدانس‌های سری
• شبکه‌های توالی ماشین‌های سنکرون و گردان، محاسبه توان در شبکه‌های توالی و پیاده‌سازی کامپیوتری

فصل ۴: ترانسفورماتورهای قدرت

• مدارهای معادل ترانسفورماتور ایده‌آل و واقعی
• تئوری و کاربرد سیستم پریونیت (Per-Unit System) در محاسبات شبکه
• اتصالات ترانسفورماتورهای سه فاز، شیفت فاز، ترانسفورماتورهای سه سیم‌پیچه، اتوترانسفورماتورها و ترانس‌های با تپ چنجر و نسبت دور غیرنامی

فصل ۵: پارامترهای خط انتقال

• اصول و ملاحظات طراحی خطوط هوایی انتقال نیرو
• محاسبات دقیق مقاومت، هدایت، اندوکتانس و خازن خطوط تک‌فاز و سه‌فاز
• فواصل فازی نامساوی، ترانسپوز کردن، هادی‌های مرکب و باندل (Bundle)
• بررسی اثر هادی‌های خنثی، بازگشت زمین، اثر پوستی و شدت میدان الکتریکی سطح هادی

فصل ۶: عملکرد خطوط انتقال در حالت مانا (Steady-State)

• مدل‌سازی و تقریب خطوط انتقال کوتاه، متوسط و بلند
• معادلات دیفرانسیل خط انتقال و تشکیل مدار معادل $\pi$
• خطوط بدون تلفات، حداکثر توان قابل انتقال، بارپذیری خطوط و تکنیک‌های جبران‌سازی توان راکتیو (خازن و سلف سری/موازی)

فصل ۷: مطالعات پخش بار (Load Flow)

• روش‌های حل معادلات جبری خطی و غیرخطی (حذف گوس، ژاکوبی، گوس-سایدل و نیوتن-رافسون)
• فرمولاسیون مسأله پخش بار در شبکه‌های قدرت واقعی
• روش پخش بار مجزا شده سریع (Fast Decoupled Power Flow)
• تکنیک‌های تُنک‌سازی (Sparsity) ماتریس‌ها و روش‌های کنترل ولتاژ و پخش بار

فصل ۸: تحلیل عیوب متقارن (اتصال کوتاه سه‌فاز)

• بررسی گذراهای مدار R-L سری و رفتار ماشین سنکرون بدون بار در اتصال کوتاه
• محاسبه جریان اتصال کوتاه متقارن سه‌فاز در شبکه‌های بزرگ
• تشکیل الگوریتمی و گام‌به‌گام ماتریس امپدانس باس ($Z_{bus}$)
• روش‌های انتخاب و تعیین ظرفیت قطع کلیدهای فشار قوی (Circuit Breakers) و فیوزها

فصل ۹: تحلیل عیوب نامتقارن (Asymmetrical Faults)

• مدل‌سازی و تحلیل خطای تک‌فاز به زمین (Single Line-to-Ground)
• تحلیل خطای خط به خط (Line-to-Line) و دوخط به زمین (Double Line-to-Ground)
• استفاده از ماتریس‌های امپدانس توالی برای محاسبه جریان‌ها و ولتاژهای نامتعادل

فصل ۱۰: حفاظت سیستم‌های قدرت

• اصول کار ترانسفورماتورهای اندازه‌گیری ولتاژ و جریان (CT و PT)
• رله‌های اضافه جریان، رله‌های جهتی، هماهنگی حفاظتی در سیستم‌های شعاعی و حلقوی
• حفاظت خطوط انتقال به کمک رله‌های امپدانسی (دیستانس)
• رله‌های دیفرانسیل برای حفاظت باس‌بار، ژنراتور و ترانسفورماتور و مروری بر رله‌های دیجیتال و کامپیوتری

فصل ۱۱: کنترل در سیستم‌های قدرت

• سیستم کنترل خودکار ولتاژ ژنراتور (AVR)
• مدل‌سازی کنترل توربین - گاورنر و کنترل بار - فرکانس (LFC)
• کنترل توان اکتیو و راکتیو و بهره‌برداری اقتصادی از واحدهای تولید (Economic Dispatch)

فصل ۱۲: عملکرد گذرا در خطوط انتقال (Transients)

• امواج سیار در خطوط انتقال بدون تلف، انعکاس و شکست امواج
• دیاگرام نردبانی بیولی (Bewley Lattice Diagram)
• اضافه ولتاژهای ناشی از کلیدزنی و صاعقه و مبحث هماهنگی عایقی (Insulation Coordination)

فصل ۱۳: پایداری گذرای سیستم قدرت (Transient Stability)

• دینامیک روتور و استخراج معادله نوسان (Swing Equation)
• روش معیار سطوح برابر (Equal Area Criterion) برای تحلیل پایداری ماشین تک به شین بی‌نهایت
• انتگرال‌گیری عددی معادله نوسان، پایداری شبکه‌های چندماشینه و روش‌های بهبود پایداری

چرا خرید این کتاب برای دانشجویان و مهندسان برق ضروری است؟

1. انطباق کامل با سرفصل وزارت علوم: پوشش ۱۰۰ درصدی سرفصل دروس کارشناسی و آزمون کارشناسی ارشد و دکتری مهندسی برق قدرت.
2. ترجمه دقیق و روان اساتید برجسته: ترجمه دکتر حقی‌فام (استاد تمام دانشگاه تربیت مدرس) با حفظ دقیق اصطلاحات فنی استاندارد IEEE.
3. رویکرد تحلیلی و شبیه‌سازی: ارائه الگوریتم‌ها و برنامه‌های کامپیوتری متنوع برای حل مسائل سنگین ماتریسی و شبیه‌سازی شبکه‌های قدرت واقعی.
4. حل مثال‌های کاربردی صنعت برق: مثال‌های متعددی از طراحی خطوط، انتخاب کلیدها و کنترل سیستم‌های قدرت واقعی.