نقشه کشی برق صنعتی: انواع نمودار ها در کاربرد های مختلف

طراحی، نصب و عیب‌یابی سیستم‌های الکتریکی مستلزم استفاده از نقشه کشی برق صنعتی مختلف است تا مهندسین، نصاب‌ها و تکنسین‌ها یک نمایش بصری از سیستم‌هایی که با آن‌ها کار می‌کنند ارائه دهند.

تجهیزات و مدارهای الکتریکی اغلب به صورت نمادها و خطوط بیان می شوند که نشان دهنده اجزا و اتصالات مختلف در یک سیستم هستند. سطح پیچیدگی یک نقشه برق صنعتی با توجه به هدف مورد نظر و پرسنلی که با آن کار می کنند، متفاوت است.

مهندسان و تکنسین‌های طراحی از نقشه کشی برق صنعتی برای ساخت و عیب‌یابی مدارها استفاده می‌کنند. اما اپراتورهای نیروگاه از نمودارهای تک خطی و رایزر برای تسهیل عملیات سوئیچینگ در سیستم توزیع خود استفاده می‌کنند. اطلاع از نحوه خوانش و تفسیر انواع نقشه های الکتریکی یک مهارت ضروری است که همه کارگران برق باید برای انجام موثر وظایف خود از آن برخوردار باشند.

نمادها و خطوط درون یک نقشه الکتریکی، زبانی را بیان می کنند که همه افراد درگیر باید برای طراحی، ساخت و عیب یابی سیستم های الکتریکی آن را درک کنند. در این مقاله به طور خلاصه چندین نوع نمودار الکتریکی رایج که در این زمینه با آن مواجه می شوند را شرح می دهیم و هدف آنها را توضیح می دهیم.

نقشه کشی برق صنعتی: نمودار یک خطی

هنگامی که به دید پرنده ای از یک سیستم قدرت نیاز دارید، نمودار تک خطی اغلب اولین طرحی است که باید با آن مشورت کنید. این نقشه ها را نمودارهای یک خطی می نامیم، جریان برق یا مسیر مدارهای الکتریکی و نحوه اتصال آنها را نشان می دهند.

روابط فیزیکی معمولاً در یک نمودار تک خطی نادیده گرفته می شوند. با این حال، آنها باید تمام اجزای اصلی در سیستم قدرت را نمایش دهند و همه رتبه های مهم را فهرست کنند. ولتاژ سیستم، امپدانس ترانسفورماتور، درجه بندی قطع و جریان خطا تنها تعدادی از موارد اساسی هستند و در یک نمودار تک خطی می گنجند.

این نقشه‌ها را در اتاق کنترل اصلی یک تأسیسات به نمایشمی گذارند تا با شناسایی فیدرها و بارهایی که در اختیارشان قرار می‌دهند، عملیات سوئیچینگ را هدایت کنند. معمولاً در نقشه ها ولتاژ سیستم، فرکانس، فاز و موقعیت های عملیاتی معمولی قرار می گیرند. موارد دیگر مانند نسبت ترانسفورماتور ابزار و رله های محافظ را می توان در نمودار تک خطی یافت. اگر نمودار نتواند تمام اجزای درگیر را پوشش دهد، می توان نمودارهای اضافی را همراه با نمودار اصلی ترسیم کرد.

نمودار سه خطی

برای نمای دقیق تر از یک سیستم توزیع الکتریکی، یک نمودار سه خطی برای نمایش رابطه فاز استفاده می شود. در سیستم‌های AC چند فاز، این نقشه‌ها اتصالات مختلف A، B، C، خنثی و زمین را نشان می‌دهند – هر کدام را با خط خاص خود نمایش می دهیم .

نمودارهای سه خطی با ارائه یک راهنمای تصویری اولیه برای کابل کشی فیدر واقعی، اتصالات ترانسفورماتور ابزار و دستگاه های محافظ، در تک خط گسترش می یابند. این نقشه ها نحوه سیم کشی فازها و پیکربندی سیم پیچ های خاص را بدون توجه به موقعیت فیزیکی آنها نشان می دهد.

نمودار رایزر

برای کمک به نمایش سیستم توزیع برق یک ساختمان چند سطحی، از نمودار رایزر استفاده می شود. این نقشه‌ها رابطه‌ای مشابه با نقشه‌های تک خطی دارند، اما اغلب بر چگونگی جریان برق از یک سطح ساختمان به سطح دیگر تمرکز می‌کنند.

نمودارهای رایزر اجزای توزیع مانند رایزر اتوبوس، شاخه های اتوبوس، تابلوهای تابلو و ترانسفورماتورها را از نقطه ورود تا مدارهای شاخه کوچک در هر سطح نشان می دهد. این نقشه‌ها گاهی اوقات می‌توانند طرح‌بندی را با سیستم‌های هشدار، مخابرات و کابل‌های اینترنت به اشتراک بگذارند.

نمودار شماتیک

هدف اصلی یک نمودار شماتیک تأکید بر عناصر مدار و نمایش چگونگی ارتباط عملکردهای آنها با یکدیگر است. شماتیک ها به عنوان ابزارهای عیب یابی بسیار با ارزشی عمل می کنند که مشخص می کنند کدام مؤلفه ها به صورت سری یا موازی هستند و چگونه به یکدیگر متصل می شوند. قطعاتی که معمولا در نمودارهای شماتیک یافت می شوند عبارتند از مقاومت ها، خازن ها، سلف ها، دیودها، گیت های منطقی، فیوزها، کنتاکت ها، سوئیچ ها و غیره. هر جزء در نمودار مدار دارای نماد خاص خود برای نمایش آن است.

نمودارهای شماتیک باید برای سادگی و سهولت درک، بدون توجه به مکان فیزیکی واقعی هر جزء، تنظیم شوند و تنها بر نحوه اتصال آنها به یکدیگر تمرکز کنند.

نمودار سیم کشی

هدف اصلی یک نمودار سیم کشی نمایش تمام اجزای یک مدار الکتریکی و ترتیب آنها برای نمایش موقعیت فیزیکی واقعی آنها است. برخلاف نمودار شماتیک که می‌توان آن را یک نقشه مفهومی در نظر گرفت، نمودار سیم‌کشی برای کاربران نهایی و نصابانی طراحی و بر ایجاد اتصالات و عیب‌یابی اجزا تمرکز می‌کنند.

نمودارهای سیم کشی باید تمام قطعات تجهیزات، دستگاه ها و نوارهای ترمینال را با اعداد، حروف یا رنگ های مناسب آنها مشخص کند. تعیین پایانه ها و اتصالات بین اجزا به وضوح برای کمک به ساخت یا تعمیر تجهیزات نمایش و در نقشه مشخص است.

نمودار بلوکی

ابتدایی‌ترین نوع ترسیم الکتریکی، بلوک دیاگرام‌ها هستند. بلوک دیاگرام اجزای اصلی یک سیستم پیچیده را به شکل بلوک‌هایی که توسط خطوطی به هم متصل و ارتباط آنها را با یکدیگر نشان می‌دهند. این نمودارها را نباید با نقشه های یک خطی اشتباه بگیرید زیرا هیچ اطلاعات فنی را منتقل نمی کنند و فقط اجزای اصلی یک سیستم پیچیده را منتقل می کنند.

بلوک دیاگرام یک ایده مفهومی از چگونگی تکمیل یک فرآیند بدون توجه به نمادها یا اصطلاحات الکتریکی ارائه می دهد. هر بلوک یک مدار پیچیده را نمایش می دهد که می تواند با استفاده از نقشه های دیگر مانند شماتیک ها و نمودارهای سیم کشی توضیح داده شود.

نمودار منطقی

رله‌های محافظ مدرن از نمودارهای منطقی برای نمایش مدارها استفاده می‌کنند. در این رله ها  سیگنال را  به صورت دودویی (1 یا 0) در نظر می گیرند. توابع منطقی در این نمودارها با نمادهای مربوطه نمایش، در حالی که بلوک ها برای نمایش مدار منطقی پیچیده استفاده می شوند.

بلوک‌ها در یک نمودار منطقی برای درک بهتر بدون آشکار سازی ساختار داخلی برچسب‌گذاری می‌شوند و با خطوطی که ورودی و خروجی سیگنال‌های باینری را نمایش و به هم متصل می‌شوند. نمودارهای منطقی معمولاً ویژگی های الکتریکی مانند ولتاژ، جریان و توان را نشان نمی دهند.