วิศวกรรมกำลังไฟฟ้า
วิศวกรรมกำลังไฟฟ้า () หรือที่เรียกว่า วิศวกรรมระบบไฟฟ้า เป็นสาขาย่อยของ วิศวกรรมพลังงาน และ วิศวกรรมไฟฟ้า ที่เกี่ยวข้องกับ การผลิตไฟฟ้า, การส่งกำลังไฟฟ้า, การกระจายกำลังไฟฟ้า, การใช้ให้เป็นประโยชน์ () และอุปกรณ์ไฟฟ้าที่เชื่อมต่อกับระบบดังกล่าวจะรวมถึง เครื่องกำเนิดไฟฟ้า, มอเตอร์ และ หม้อแปลงไฟฟ้า แม้ว่าสาขานี้ส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับปัญหาของ ไฟ AC สามเฟส - ซึ่งเป็นมาตรฐานสำหรับการจัดส่งและการจัดจำหน่ายไฟฟ้าขนาดใหญ่ทั่วโลกสมัยใหม่ - ชิ้นส่วนเล็ก ๆ ที่สำคัญของสาขานี้จะเกี่ยวข้องกับการแปลงระหว่าง กำลังไฟ AC และ DC และการพัฒนาระบบกำลังพิเศษเช่นที่ใช้ในยานอากาศหรือสำหรับเครือข่ายไฟฟ้าระบบราง วิศวกรรมกำลังไฟฟ้าดึงส่วนใหญ่ของฐานทฤษฎีของมันจากวิศวกรรมไฟฟ้าและในขณะที่วิศวกรกำลังไฟฟ้าบางคนอาจได้รับการพิจารณาว่าเป็นวิศวกรพลังงาน, วิศวกรพลังงานมักจะไม่มีพื้นหลังทางทฤษฎีของวิศวกรรมไฟฟ้าที่จะเข้าใจวิศวกรรมกำลังไฟฟ้าได้
วิศวกรรมกำลังไฟฟ้า
ระบบส่งกำลังเป็นระบบบูรณาการอย่างมาก มันถูกเรียกว่าเป็นอุปกรณ์และสายส่งกำลังของสถานีย่อย อุปกรณ์สถานีย่อยประกอบด้วยหม้อแปลง รีเลย์ และตัวตัดวงจร () หม้อแปลงเป็นอุปกรณ์สำคัญที่คงที่ มันทำหน้าที่ถ่ายโอนพลังงานไฟฟ้าจากวงจรหนึ่งไปยังอีกวงจรหนึ่งในระบบการส่งกำลังย่อย หม้อแปลงถูกใช้เพื่อเพิ่มแรงดันไฟฟ้าในสายส่งกำลังเพื่อลดการสูญเสียพลังงานที่จะกระจายหมดเปลืองไปตามเส้นทาง รีเลย์ทำหน้าที่เป็นตัวตรวจจับระดับแรงดัน พวกมันจะทำหน้าที่เป็นสวิตช์เมื่อแรงดันไฟฟ้า (หรือกระแส) ด้านขาเข้ามีค่าเกินกว่าค่าที่ปรับตั้งไว้ ตัวตัดวงจรทำหน้าที่เป็นสวิตช์ไฟฟ้าที่ทำงานโดยอัตโนมัติ มันถูกออกแบบมาเพื่อปกป้องวงจรไฟฟ้าจากความเสียหายที่เกิดจากโหลดเกินหรือลัดวงจร การเปลี่ยนแปลงในสถานะของส่วนประกอบใดส่วนประกอบหนึ่งมีนัยสำคัญที่สามารถส่งผลกระทบต่อการดำเนินงานของระบบทั้งหมด ถ้าปราศจากการป้องกันจุดสัมผ้สที่ทำการตัดต่อวงจรไฟฟ้าที่เพียงพอ การเกิดประกายไฟฟ้าที่ไม่พึงประสงค์สามารถทำให้เกิดการลดสภาพอย่างมีนัยสำคัญของจุดตัดต่อวงจรเหล่านั้น ซึ่งสามารถทำให้เกิดความเสียหายร้ายแรง มีสามสาเหตุที่เป็นไปได้สำหรับข้อจำกัดการไหลของพลังงานในสายส่งกำลัง ได้แก่ความร้อนเกินพิกัด, ความไม่เสถียรของแรงดันไฟฟ้าและความไม่เสถียรของมุมโรเตอร์ ความร้อนเกินพิกัดจะเกิดจากการไหลของกระแสที่มากเกินไปในวงจรหนึ่งทำให้เกิดความร้อนสูงเกิน ความไม่เสถียรของแรงดันไฟฟ้าจะเกิดขึ้นเมื่อพลังงานที่จำเป็นในการรักษาระดับแรงดันไฟฟ้าให้อยู่ที่หรือสูงกว่าระดับที่ยอมรับได้มีค่าสูงเกินกว่ากำลังไฟฟ้าที่มีอยู่ ความไม่เสถียรของมุมโรเตอร์เป็นปัญหาแบบไดนามิกที่อาจเกิดขึ้นต่อจากความผิดพลาดต่าง ๆ ในระบบส่งกำลังเช่นไฟฟ้าลัดวงจร นอกจากนี้ยังอาจเกิดขึ้นหลายสิบวินาทีหลังจากความผิดพลาดอันเนื่องมาจากการตอบสนองที่กวัดแกว่งแบบหน่วงหรือไม่หน่วงของการเคลื่อนไหวโรเตอร์ ตราบใดที่เกณฑ์ทางพื้นที่เท่ากันได้ถูกรักษาไว้ ระบบที่เชื่อมต่อเข้าด้วยกันจะยังคงมีเสถียรภาพ ถ้าเกณฑ์ทางพื้นที่เท่ากันถูกละเมิด มันจึงกลายเป็นสิ่งจำเป็นที่จะต้องแยกองค์ประกอบที่ไม่เสถียรออกจากส่วนที่เหลือของระบบ