الهندسة الكهربائية

يعتبر البوليمر النشط الكهربائي العازل (DEAP) بمثابة مادة ذكية ناشئة، حيث شهدت تطوراً كبيراً واكتسبت اهتماماً متزايداً على مدار العقد الماضي، وذلك عند استخدامه كمشغلات.

يعتبر المحول أحد الأجهزة الأساسية لتحويل الطاقة الكهربائية ونقلها في نظام الطاقة، بحيث تم اعتماد زيت المحولات والذي يتميز بمزايا أداء عزل الآبار وخصائص العزل الكهربائي،

يعد العازل الخارجي أحد المعدات المهمة لنقل وتوزيع نظام الطاقة، بحيث يتم استخدامه لعزل الموصل عن البرج المؤرض ولمساعدة خطوط الطاقة بالدعم الميكانيكي.

الفلاش (الوميض) في العوازل الملوثة يهدد التشغيل الآمن والمستقر لأنظمة القدرة، وذلك بسبب تلوث الغلاف الجوي، بحيث يتراكم التلوث على سطح العوازل التي تعمل في البيئات الخارجية.

نظراً للتناقص التدريجي لتوافر الموارد المعدنية الصلبة الضحلة، أصبح من الضروري استكشاف طبقات الفحم العميقة، ونتيجة لذلك تم تطوير نظام رفع مع طاقة حركية كبيرة.

في السنوات الأخيرة، حدث العديد من حالات انقطاع التيار الكهربائي في العالم، وعلى الرغم من أن هذه الأحداث ليست متكررة، إلا أن كل حدث له تأثير كارثي على المجتمع.

في العقود السابقة وبسبب الاستنفاد المتكرر والمتوقع "للطاقات التقليدية" القائمة على الأحافير (مثل الفحم والنفط والغاز الطبيعي)؛ فإن استغلال واستخدام موارد "الطاقة الأحفورية".

الصمامات الكهربائية هي أجهزة حماية ذات تاريخ طويل، كما تستخدم على نطاق واسع في أنظمة الطاقة والمركبات الكهربائية والنقل بالسكك الحديدية والأنظمة الكهروضوئية.

أصبحت المحركات متعددة الأطوار نقطة ساخنة للبحث، وذلك نظراً لكثافة طاقتها العالية وموثوقيتها العالية وتحمل الأخطاء، والتي تُستخدم على نطاق واسع في تطبيقات خاصة.

إن (PMSLM) عبارة عن محرك خاص مباشر، بحيث يتيح النقل بدون تلامس، كما تتميز المحركات الخطية بالعديد من المزايا، مثل الهيكل البسيط والتشغيل المستقر والموثوق.

تعد الضوضاء الصوتية التي تسمعها آذان الإنسان أو التي يلتقطها جهاز الكشف الصوتي أحد الجوانب الرئيسية لتقييم أداء نظام التحكم في المحركات الكهربائية.

في صناعة الطاقة الكهربائية، يتزايد الطلب على الفولتية المتوسطة والعالية وعاكس الطاقة العالية، بحيث تتمتع محولات الجسر (H) المتتالية بمزايا واضحة مثل الهيكل البسيط والتكوين السهل.

يتطلب التحكم في التركيبات والمعدات الكهربائية ومراقبتها مراقبة المعطيات الكهربائية وقراءة قيمها من قبل المشغلين (قريباً وبعيداً)، وبالأمتار ووحدات التحكم في وحدات المعالجة الدقيقة.

يجب على المبتدئين الإلمام بالمفاهيم الأساسية بسبب المصطلحات المربكة والمستخدمة في نظريات  الهندسة الكهربائية والإلكترونية مثل الدائرة القصيرة.

هناك فرق صارخ بين نظام الطاقة المادية السيبراني ونظام الطاقة التقليدي، كما أن النمذجة الفيزيائية السيبرانية والأمن السيبراني لهما أهمية حيوية في نظام إدارة الطاقة للمستهلكين.

تجعل وحدات التحكم (FACTS) نظام نقل التيار المتردد مرناً، وذلك من خلال تعزيز إمكانية التحكم في النظام وقدرة نقل الطاقة الكهربائية، بحيث تُستخدم وحدات تحكم سلسلة (FACTS).

تتمتع (MMC-HVdc) بمزايا كبيرة في حل توصيلات شبكة الطاقة الجديدة وإمداد طاقة الحمل المركزي وربط الشبكة الإقليمية، بحيث أصبح بناء شبكة (mmc-HVdc).

خلال السنوات القليلة الماضية، حظيت المشاكل المرتبطة بجودة الطاقة باهتمام كبير، بحيث يتأثر تلف المعدات وإنهاء عمليات التصنيع بشكل مختلف بسبب الانقطاعات وتدهور الجهد.

تقدر أعمار تصميم المحولات بحوالي 45 عاماً للإرسال وحوالي 60 عاماً لمحولات التوزيع، وذلك مع فهم عزل المحولات جيداً لتدهور الخدمة ومعرفة بدء تشغيل مجموعات كبيرة من المحولات في الستينيات.

تعد محولات الطاقة العالية (HPT) من أغلى معدات "أنظمة نقل الكهرباء" (TS)، وأيضاً تعتمد موثوقية هذه الأنظمة بشكل مهم على أداء (HPT) المناسب،

بالعادة تحدد النقطة الأكثر سخونة في لف المحولات الكهربائية، والتي يشار إليها عادةً باسم النقطة الساخنة، والتي تتسم بقابلية التحميل وعمر المحول الطويل.

يعد محول التوزيع من أهم المعدات وأكثرها شيوعاً في شبكة توزيع الطاقة، وهو المسؤول عن تحويل الجهد وعزل الجهد، كما أن محول التوزيع التقليدي موثوق للغاية.

يعد محول خط النقل (TLT) مكوناُ أساسياً في نظام الترددات الراديوية و الميكروويف، وبالنسبة لتردد معين؛ فإنه يمكنه تحويل ممانعة تحميل المصدر إلى ممانعة حمل طرفي مختلفة

تميل التصريفات الزاحفة على طول السطح البيني السائل الصلب إلى إحداث تلف للعزل الصلب، كما يسمى الضرر الذي يلحق بالسطح الصلب بالتتبع.

في نظام الطاقة الكهربائية، يلعب المحول دوراً مهماً للغاية في تحويل الطاقة وتوزيعها، وحتى الآن، يقترب عدد كبير من محولات الطاقة أثناء الخدمة تقريباً من عمرها الافتراضي.

مع التطور السريع للاقتصاد الاجتماعي، تتزايد كهربة الحياة اليومية ويتزايد أيضاً الطلب على جودة الطاقة للمستخدمين النهائيين، لذلك لا يمكن أن يؤدي "تحسين جودة الطاقة".

في السنوات الأخيرة، كان هناك اهتمام متزايد بإمكانية توفير شبكات صغيرة للكهرباء في الاقتصادات الناشئة، بحيث توجد فرص كبيرة لعمليات النشر المستقبلية للحواجز الصغيرة في الهند.

ستؤدي مراقبة حالة المحولات وتشخيص الأعطال في المراحل المبكرة إلى تقليل وقت التوقف عن العمل ونفقات الصيانة، وبالتالي ضمان موثوقية نظام الطاقة.

من أجل سلامة صناعة الطاقة النووية، من الضروري تنفيذ ضمان الجودة ومراقبة الجودة بنجاح. إلى جانب ذلك لضمان الأمان النووي والتشغيل طويل الأمد.

تعتبر استراتيجيات إدارة جانب الطلب (DSM)، والتي تعزز الصلة بين توفير تكلفة الطاقة في قطاعات الاستهلاك وموثوقية شبكة الكهرباء (EG).