قرار گرفتن خطوط انتقال فشار قوی در کنار لوله های گاز مدفون در زمین امروزه امری متداول می باشد در این وضعیت میدان های الکترومغناطیسی ناشی از خط انتقال باعث القای ولتاژ و جریان بر روی لوله می گردند. این القا را تداخل الکترومغناطیسی می نامند. با استفاده از نتایج به دست آمده در این پایان نامه می توان حریمی را برای خطوط انتقال فشار قوی تعیین کرد. مساله تعیین حریم خطوط انتقال فشار قوی از دو منظر مهم می باشد. یکی مساله تأثیرات خطرناک میدانهای الکترومغناطیسی این خطوط بر بدن انسان و دیگری اثرات این میدانها بر روی ساختارها و تجهیزات مجاور. در این پایان نامه با حل معادله انتگرال میدان الکتریکی میدانهای الکترومغناطیسی ناشی از خطوط انتقال در محل لوله گاز مدفون در زمین محاسبه می شود. پس از یافتن این میدانها ولتاژ و جریان القا شده بر روی لوله گاز به دست می آید برای حل معادله انتگرال از روش ممان استفاده شده است. مهمترین بخش در روش ممان محاسبه درایه های ماتریس امپدانس می باشد. این درایه ها به صورت انتگرال هایی ظاهر می شوند که حل تحلیلی ندارند. یک راه برای محاسبه این انتگرال ها استفاده از روش عددی است. اما این راه حل مشکل بوده و برای مساله خط انتقال مناسب نیست. بنابراین در این پایان نامه از روش جدیدی برای حل این انتگرال ها استفاده شده است. در این روش تابع زیر پس از محاسبه درایه های ماتریس امپدانس، برای مدل کردن پوشش روی لوله ها تغییراتی بر روی درایه های ماتریس امپدانس اعمال می شود. برای مدل کردن مساله ، خط انتقال را به صورت هادی سیمی در بالای زمین در نظر گرفته و به این هادیها تحریک اعمال می شود برای مدل کردن اثر زمین از تیوری تصویر اصلاح شده استفاده شده است. خطوط انتقال دارای آرایشهای مختلفی مانند خطی، مثلثی، دومداره و ... می باشند. در حل مساله این آرایشها را در نظر می گیریم.شرایطی که برای خط انتقال به وجود می آید مانند اتصال کوتاه فاز به زمین، اثر کلید زنی، برخورد صاعقه به خط و ... در این پایان نامه مورد بررسی قرار می گیرند. شایعترین وضعیتی که در سیستم قدرت به وجود می آید اتصال کوتاه یک سیم فاز به زمین می باشد. به همین دلیل بررسی این حالت بیشتر مورد توجه قرار گرفته است همچنین اثر پارامترهای تأثیر گذار بر میزان ولتاژ و جریان القا شده بر روی خط نیز بررسی شده است.

کوره های قوس الکتریک که بیشترین سهم از تولید فولاد جهان را در اختیار دارند، از بارهای بسیار مهم شبکه قدرت محسوب می شوند که به رغم مزایای قابل توجهشان، معایب بزرگی نیز دارند. این کوره ها آثار مخربی را بر شبکه قدرت اعمال می کنند که با توجه به توان بالای این کوره ها می تواند بر سایر بارهای شبکه تاثیرگذار باشد. به علت مسایل گوناگون، بازده این کوره ها به 65-55% محدود می شود. در این پایان نامه ضمن محاسبه اندوکتانس سمت ولتاژ پایین کوره های قوس الکتریک در هر لحظه، به کمک مدلهای موجود برای قسمتهای مختلف کوره، تاثیر در نظر گرفتن تغییرات این اندوکتانس در بازده کوره بررسی می شود. شبیه سازی ها نشان می دهد که به کمک در نظر گرفتن این تغییرات می توان بازده کوره را افزایش داد. علاوه بر این شبیه سازی های انجام شده توسط مدل سه فاز نشان می دهد که در نظر گرفتن تغییرات اندوکتانس سمت ولتاژ پایین در شبیه سازی ها، تنها بر روی عدم تعادل فازها موثر است و بر روی میزان فلیکر و هارمونیک تولید شده توسط کوره قوس تاثیر چندانی ندارد. با توجه به زمان بر بودن محاسبه اندوکتانس، در نظر گرفتن تغییرات اندوکتانس کوره برای بررسی میزان فلیکر و هارمونیک تولید شده توسط کوره قوس الکتریک توصیه نمی شود.

معمولا آنتن‏های سیمی دارای عناصری نظیر، مدارات مجتمع، محدود‏کننده‏های ولتاژ، دیودها و ترانزیستورها می‏باشند که همگی دارای مشخصه غیر‏خطی جریان- ولتاژ هستند. اغلب، این عناصر غیرخطی برای خنثی‏سازی اثرات مخرب میدان‏های الکترومغناطیسی ناشی از پالس‏های الکترومغناطیسی صاعقه و یا پالس‏های الکترومغناطیسی هسته‏ای استفاده می‏شوند. بنابراین، آنالیز سیستم‏های الکترومغناطیسی مانند آنتن‏ها و پراکنده‏گرها شامل عناصر غیرخطی از نقطه‏نظر عملی حایز اهمیت می‏باشد. در این پایان‏نامه به آنالیز حوزه فرکانس ساختارهای سیمی با المان‏های غیرخطی در مجاورت زمین تلفاتی پرداخته شده است. این آنالیز را می‏توان به دو مرحله تقسیم کرد. در مرحله اول برای ساختار سیمی مورد بررسی مدار معادل نورتن مایکروویوی آن به کمک روش ممان استخراج می‏شود. لازم به ذکر است اثر زمین تلفاتی در این مرحله به کمک تقریب انتگرال‏های سامرفلد در روش ممان لحاظ می‏گردد. سپس در مرحله دوم با استفاده از روش عملگرهای محاسباتی بهبود یافته که در زمره روش‏های توازن طیفی قرار می‏گیرد به تحلیل مدار مایکروویو بدست آمده از مرحله قبل به علاوه بار غیر خطی می‏پردازیم. به دلیل زمان‏بر بودن مرحله تشکیل جدول نگاشت طیفی در روش عملگرهای محاسباتی، این روش قادر به بررسی مدارات مایکروویو غیرخطی با تعداد فرکانس‏های ورودی بالا نمی‏باشد. از طرف دیگر بنا به نیاز این پروژه به تعداد فرکانس ورودی بالا جهت آنالیز، این روش را برای تحلیل تعداد فرکانس‏های ورودی بالا گسترش داده و روش عملگرهای محاسباتی بهبود یافته را عرضه می‏نماییم. در پایان از روش ارایه شده در این پایان‏نامه برای آنالیز ساختارهای سیمی گوناگون در مجاورت زمین تلفاتی استفاده می‏کنیم.

سیستم های قدرت معمولا در معرض حالت های گذرای زیادی هستند. از جمله بخش های این سیستم ها خطوط انتقال قدرت از اهمّیّت خاصّی برخوردارند زیرا عناصر گسترده و طویلی هستند و در انتقال توان از نقطه ای به نقطه ی دیگر نقش اساسی دارند. بنابراین طبیعی است که در مدل سازی این عناصر که رفتاری غیرخطّی دارند بحث و مطالعات زیادی انجام شده باشد. در مدل های مرسوم در سیستم های قدرت معمولاً از اثر زمین صرف نظر می گردد. از آنجایی که بازه ی فرکانسی مورد نظر و همچنین میزان رسانایی خاک در نتایج به دست آمده اثر قابل توجّهی دارند، در این پایان نامه به این موضوع پرداخته شده است. لازم به ذکر است که برای توصیف یک خطّ انتقال نیازمند دو پارامتر به نام های «ثابت انتشار» و «امپدانس مشخّصه» هستیم. ثابت انتشار عبارت است از سرعت انتشار امواج سیّار بر روی خطّ انتقال. این سرعت در حالت ایده آل برابر با سرعت نور است ولی در فرکانس های «بسیار بالا» که دیگر نمی توان از اثر جریان های جابه جایی صرف نظر کرد، این سرعت کاهش می یابد. هر چند در این نوشتار و در کاربردهای مورد نظر، ثابت انتشار برابر با سرعت نور انتخاب گردیده است. دیگر پارامتر مورد اهمّیّت امپدانس مشخّصه است که در توصیف خط نقشی اساسی ایفا می کند. در این پایان نامه هدف یافتن امپدانس مشخّصه در فرکانس های مختلف و رسانایی های مختلف است. بررسی در برخی روش های قبل نشان می دهد که این روش ها در فرکانس های بالا و/یا هنگامی که زمین هدایت ضعیفی دارد، با مشکل روبه رو می شوند. این مشکل به مرور در روش های بعدی اصلاح شده است. روش مورد استفاده در این پایان نامه رویکردی جدید به مسأله دارد و با استفاده از تکنیک مطرح شده سعی در حلّ مسأله دارد. در این تکنیک با استفاده از روش میدانی و روش تصویر اصلاح شده معادلات دیفرانسیلی تشکیل می گردد که با روش عددی ممان حل می شود و توزیع میدان و جریان را در سازه ی مورد نظر به دست می دهد. بنابر تعریف، هنگامی که امپدانس انتهای خط برابر با امپدانس مشخّصه گردد، خط به نظر طویل رسیده، انعکاسی نخواهیم داشت. در این پایان نامه نیز با استفاده از این ترفند اقدام به حلّ مسأله شده است.