دانلود رایگان سوالات کارشناسی ارشد آزاد مهندسی برق - قدرت - تکنولوژی فشار قوی 1392

---

آزمون های برگزار شده

---

مباحث کلیدی سؤالات ارشد برق قدرت آزاد ۱۳۹۲

سؤالات آزمون ارشد برق قدرت دانشگاه آزاد در سال ۱۳۹۲ ترکیبی از دروس پایه مهندسی برق و دروس تخصصی گرایش قدرت بود. مهم‌ترین محورهای این آزمون عبارت‌اند از:

• تحلیل سیستم‌های قدرت (۱ و ۲): فرمولاسیون ماتریس‌های امپدانس و پذیرش شبکه ($Y_{bus}$ و $Z_{bus}$)، محاسبات پخش بار (روش‌های گوس-سایدل و نیوتن-رافسون)، تحلیل خطاهای متقارن و نامتقارن (مؤلفه‌های متقارن مثبت، منفی و صفر)، پایداری گذرا و دینامیکی شبکه، و کنترل فرکانس و ولتاژ.
• ماشین‌های الکتریکی (۱ و ۲): مدار معادل، جریان تحریک، تلفات و راندمان در ترانسفورماتورهای تک‌فاز و سه‌فاز، مشخصه‌های گشتاور-سرعت و کنترل سرعت در ماشین‌های القایی (آسنکرون) و ماشین‌های سنکرون، و اصول عملکرد ماشین‌های جریان مستقیم (DC).
• تکنولوژی فشار قوی و عایق‌ها: مکانیزم‌های شکست الکتریکی در گازها (قانون پاشن، تئوری تاونزند و استریمر)، شکست در عایق‌های مایع و جامد، پدیده‌های گذرا و ولتاژهای ضربه (Impulse)، روش‌های تولید و اندازه‌گیری ولتاژهای بالای متناوب، مستقیم و ضربه، و هماهنگی عایقی (Insulation Coordination) در پست‌های فشار قوی.
• مدارهای الکتریکی (۱ و ۲): تحلیل مدارهای مرتبه اول و دوم، پاسخ فرکانسی و تشدید، قضایای شبکه (تونن، نورتن، انتقال توان ماکزیمم)، مدارهای تزویج مغناطیسی، تحلیل حالت دائمی سینوسی و شبکه‌های دوپورت.
• الکترومغناطیس: قوانین کلمب، گاوس، آمپر و فارادی، محاسبه میدان‌های الکتریکی و مغناطیسی در ساختارهای متقارن، پتانسیل الکتریکی، خازن‌ها و سلف‌ها، و شرایط مرزی در محیط‌های مختلف عایقی و هادی.

مفاهیم مهم و کاربردی در آزمون

• مؤلفه‌های متقارن: ابزاری ریاضی برای تجزیه سیستم‌های سه‌فاز نامتقارن به سه سیستم متقارن متوالی مثبت، منفی و صفر جهت ساده‌سازی تحلیل خطاها.
• شکست الکتریکی (Breakdown): پدیده‌ای که در آن یک ماده عایق تحت تأثیر میدان الکتریکی شدید، خاصیت عایقی خود را از دست داده و هادی جریان می‌شود.
• پایداری گذرا (Transient Stability): توانایی سیستم قدرت برای حفظ سنکرونیزم پس از وقوع یک اختلال بزرگ و ناگهانی مانند اتصال کوتاه یا خروج ناگهانی خط انتقال.
• کرونا (Corona): تخلیه الکتریکی جزئی ناشی از یونیزاسیون هوا در اطراف هادی‌های با ولتاژ بسیار بالا، که با تلفات توان و نویز صوتی همراه است.
• مدار معادل ترانسفورماتور: مداری الکتریکی شامل مقاومت‌ها و راکتانس‌ها برای مدل‌سازی تلفات هسته (آهنی) و سیم‌پیچ‌ها (مسی) و همچنین افت ولتاژ.

بودجه‌بندی و رویکرد طراحان سؤال در سال ۱۳۹۲

• تمرکز بر محاسبات اتصال کوتاه: بخش مهمی از سؤالات بررسی سیستم‌ها به تحلیل خطاهای تک‌فاز به زمین، دوفاز و دوفاز به زمین با استفاده از مدارهای توالی اختصاص داشت.
• مسائل مربوط به تنظیم پایداری: استفاده از معیار سطح مساوی (Equal Area Criterion) برای تعیین زاویه و زمان بحرانی قطع خطا در سیستم‌های تک‌ماشینه متصل به شین بی‌نهایت.
• مکانیزم‌های تخلیه گازها در فشار قوی: تحلیل وابستگی ولتاژ شکست به حاصل‌ضرب فشار در فاصله بین الکترودها ($P cdot d$) بر اساس منحنی پاشن.

جمع‌بندی

آزمون کارشناسی ارشد مهندسی برق – قدرت دانشگاه آزاد اسلامی در سال ۱۳۹۲، توازن مناسبی میان مفاهیم تئوریک مدار و الکترومغناطیس با کاربردهای عملی در سیستم‌های قدرت و عایق‌های فشار قوی برقرار کرده بود. داوطلبان برای موفقیت در این آزمون نیاز به تسلط بر روش‌های تحلیل ریاضی سیستم‌های چندشینه، درک فیزیکی رفتار ماشین‌های دوار و ترانسفورماتورها، و شناخت پدیده‌های فیزیکی ولتاژ بالا داشتند.

---

سؤالات متداول

تفاوت اصلی گرایش سیستم‌های قدرت با تکنولوژی فشار قوی چیست؟

سیستم‌های قدرت بر کنترل، حفاظت، پایداری و بهینه‌سازی جریان انرژی در شبکه تمرکز دارد، در حالی که تکنولوژی فشار قوی به فیزیک عایق‌ها، طراحی تجهیزات در ولتاژ بالا و مقابله با اضافه ولتاژهای مخرب می‌پردازد.

معیار سطح مساوی (Equal Area Criterion) در سیستم‌های قدرت چه کاربردی دارد؟

یک روش گرافیکی سریع برای ارزیابی پایداری گذرا در سیستم‌های ساده (مانند یک ژنراتور متصل به شین بی‌نهایت) بدون نیاز به حل عددی معادلات دیفرانسیل نوسان ژنراتور است.

قانون پاشن در فشار قوی چه چیزی را بیان می‌کند؟

این قانون بیان می‌کند که ولتاژ شکست یک گاز بین دو الکترود، تابعی غیرخطی از حاصل‌ضرب فشار گاز (P) در فاصله بین الکترودها (d) است.

چرا در انتقال انرژی الکتریکی از ولتاژهای بسیار بالا استفاده می‌شود؟

با افزایش ولتاژ، جریان عبوری برای انتقال همان مقدار توان کاهش می‌یابد؛ کاهش جریان منجر به کاهش تلفات خط ($I^2R$) و کاهش افت ولتاژ در طول مسیر انتقال می‌شود.

مؤلفه صفر در تحلیل خطاهای سیستم قدرت چه زمانی ظاهر می‌شود؟

مؤلفه صفر تنها در خطاهایی ظاهر می‌شود که ارتباط با زمین وجود داشته باشد (مانند خطای تک‌فاز به زمین یا دوفاز به زمین) و مسیر بسته‌ای برای عبور جریان زمین فراهم باشد.

---

سوالات و پاسخ سوالات کارشناسی ارشد - بخش چهارصد و چهل و هشتم ( بیشتر ... )