امنیت شبکه



امنیت شبکه یا Network Security پردازه ای است که طی آن یک شبکه در مقابل انواع مختلف تهدیدات داخلی و خارجی امن می شود. مراحل ذیل برای ایجاد امنیت پیشنهاد و تایید شده اند:

1- شناسایی بخشی که باید تحت محافظت قرار گیرد.

2- تصمیم گیری درباره مواردی که باید در مقابل آنها از بخش مورد نظر محافظت کرد.

3- تصمیم گیری درباره چگونگی تهدیدات

4- پیاده سازی امکاناتی که بتوانند از دارایی های شما به شیوه ای محافظت کنند که از نظر هزینه به صرفه باشد.

5- مرور مجدد و مداوم پردازه و تقویت آن درصورت یاقتن نقطه ضعف

مفاهیم امنیت شبکه

برای درک بهتر مباحث مطرح شده در این بخش ابتدا به طرح بعضی مفاهیم در امنیت شبکه می پردازیم.

1- منابع شبکه :

در یک شبکه مدرن منابع بسیاری جهت محافظت وجود دارند. لیست ذیل مجموعه ای از منابع شبکه را معرفی می کند که باید در مقابل انواع حمله ها مورد حفاظت قرار گیرند.

1- تجهیزات شبکه : مانند روترها، سوئیچ ها و فایروالها

2- اطلاعات عملیات شبکه مانند جداول مسیریابی و پیکربندی لیست دسترسی که بر روی روتر ذخیره شده اند.

3- منابع نامحسوس شبکه مانند عرض باند و سرعت

4- اطلاعات و منابع اطلاعاتی متصل به شبکه مانند پایگاه های داده و سرورهای اطلاعاتی

5- ترمینالهایی که برای استفاد هاز منابع مختلف به شبکه متصل می شوند.

6- اطلاعات در حال تبادل بر روی شبکه در هر لحظه از زمان

7- خصوصی نگهداشتن عملیات کاربرن و استفاده آنها از منابع شبکه جهت جلوگیری از شناسایی کاربران.

مجموعه فوق به عنوان دارایی های یک شبکه قلمداد می شود.

2- حمله

حال به تعریف حمله می پردازیم تا بدانیم که از شبکه در مقابل چه چیزی باید محافظت کنیم. حمله تلاشی خطرناک یا غیر خطرناک است تا یک منبع قابل دسترسی از طریق شبکه ، به گونه ای مورد تغییر یا استفاده قرار گیرد که مورد نظر نبوده است.برای فهم بهتر بد نیست حملات شبکه را به سه دسته عمومی تقسیم کنیم:

1- دسترسی غیرمجاز به منابع و اطلاعات از طریق شبکه

2- دستکاری غیرمجاز اطلاعات بر روی یک شبکه

3- حملاتی که منجر به اختلال در ارائه سرویس می شوند و اصطلاحا Denial of Service نام دارند.

کلمه کلیدی در دو دسته اول انجام اعمال به صورت غیرمجاز است. تعریف یک عمل مجاز یا غیرمجاز به عهده سیاست امنیتی شبکه است، اما به عبارت کلی می توان دسترسی غیرمجاز را تلاش یک کاربر جهت دیدن یا تغییر اطلاعاتی که برای وی در نظر گرفته نشده است، تعریف نمود اطلاعات روی یک شبکه نیز شامل اطلاعات موجود بر روی رایانه های متصل به شبکه مانند سرورهای پایگاه داده و وب ، اطلاعات در حال تبادل بر روی شبکه و اطلاعات مختص اجزاء شبکه جهت انجام کارها مانند جداول مسیریابی روتر است. منابع شبکه را نیز می توان تجهیزات انتهایی مانند روتر و فایروال یا مکانیزمهای اتصال و ارتباط دانست.

هدف از ایجاد امنیت شبکه ، حفاظت از شبکه در مقابل حملات فوق است، لذا می توان اهداف را نیز در سه دسته ارائه کرد:

1- ثابت کردن محرمانگی داده

2- نگهداری جامعیت داده

3- نگهداری در دسترس بودن داده

3- تحلیل خطر

پس از تعیین دارایی های شبکه و عوامل تهدیدکننده آنها ، باید خطرات مختلف را ارزیابی کرد. در بهترین حالت باید بتوان از شبکه در مقابل تمامی انواع خطا محافظت کرد، اما امنیت ارزان به دست نمی آید. بنابراین باید ارزیابی مناسبی را بر روی انواع خطرات انجام داد تا مهمترین آنها را تشخیص دهیم و از طرف دیگر منابعی که باید در مقابل این خطرات محافظت شوند نیز شناسایی شوند. دو فاکتور اصلی در تحلیل خطر عبارتند از :

1- احتمال انجام حمله

2- خسارت وارده به شبکه درصورت انجام حمله موفق

4- سیاست امنیتی

پس از تحلیل خطر باید سیاست امنیتی شبکه را به گونه ای تعریف کرد که احتمال خطرات و میزان خسارت را به حداقل برساند. سیاست امنیتی باید عمومی و در حوزه دید کلی باشد و به جزئیات نپردازد. جزئیات می توانند طی مدت کوتاهی تغییر پیدا کنند اما اصول کلی امنیت یک شبکه که سیاست های آن را تشکیل می دهند ثابت باقی می مانند.در واقع سیاست امنیتی سه نقش اصلی را به عهده دارد:

1- چه و چرا باید محافظت شود.

2- چه کسی باید مسئولیت حفاظت را به عهده بگیرد.

3- زمینه ای را بوجود آورد که هرگونه تضاد احتمالی را حل و فصل کند.

سیاستهای امنیتی را می توان به طور کلی به دو دسته تقسیم کرد:

1- مجاز (Permissive) : هر آنچه بطور مشخص ممنوع نشده است ، مجاز است.

2- محدود کننده (Restrictive) : هر آنچه بطور مشخص مجاز نشده است ، ممنوع است.

معمولا ایده استفاده از سیاستهای امنیتی محدودکننده بهتر و مناسبتر است چون سیاستهای مجاز دارای مشکلات امنیتی هستند و نمی توان تمامی موارد غیرمجاز را برشمرد. المانهای دخیل در سیاست امنیتی در RFC 2196 لیست و ارائه شده اند.

5- طرح امنیت شبکه

با تعریف سیاست امنیتی به پیاده سازی آن در قالب یک طرح امنیت شبکه می رسیم. المانهای تشکیل دهنده یک طرح امنیت شبکه عبارتند از :

1- ویژگیهای امنیتی هر دستگاه مانند کلمه عبور مدیریتی و یا بکارگیری SSH

2-فایروالها

3-مجتمع کننده های VPN برای دسترسی از دور

4- تشخیص نفوذ

5- سرورهای امنیتی AAA ( Authentication، Authorization and Accounting) و سایر خدمات AAA برای شبکه

6-مکانیزمهای کنترل دسترسی و محدودکننده دسترسی برای دستگاههای مختلف شبکه

6- نواحی امنیتی

تعریف نواحی امنیتی نقش مهمی را در ایجاد یک شبکه امن ایفا می کند. در واقع یکی از بهترین شیوه های دفاع در مقابل حملات شبکه ، طراحی امنیت شبکه به صورت منطقه ای و مبتنی بر توپولوژی است و یکی از مهمترین ایده های مورد استفاده در شبکه های امن مدرن ، تعریف نواحی و تفکیک مناطق مختلف شبکه از یکدیگر است. تجهیزاتی که در هر ناحیه قرار می گیرند نیازهای متفاوتی دارند و لذا هر ناحیه حفاظت را بسته به نیازهای امنیتی تجهیزات نصب شده در آن ، تامین می کند. همچنین منطقه بندی یک شبکه باعث ایجاد ثبات بیشتر در آن شبکه نیز می شود.

نواحی امنیتی بنابر استراتژی های اصلی ذیل تعریف می شوند.

1- تجهیزات و دستگاههایی که بیشترین نیاز امنیتی را دارند (شبکه خصوصی) در امن ترین منطقه قرار می گیرند. معمولا اجازه دسترسی عمومی یا از شبکه های دیگر به این منطقه داده نمی شود. دسترسی با کمک یک فایروال و یا سایر امکانات امنیتی مانند دسترسی از دور امن (SRA) کنترل می شود. کنترل شناسایی و احراز هویت و مجاز یا غیر مجاز بودن در این منطقه به شدت انجام می شود.

2- سرورهایی که فقط باید از سوی کاربران داخلی در دسترس باشند در منطقه ای امن ، خصوصی و مجزا قرار می گیرند. کنترل دسترسی به این تجهیزات با کمک فایروال انجام می شود و دسترسی ها کاملا نظارت و ثبت می شوند.

3- سرورهایی که باید از شبکه عمومی مورد دسترسی قرار گیرند در منطقه ای جدا و بدون امکان دسترسی به مناطق امن تر شبکه قرار می گیرند. درصورت امکان بهتر است هر یک از این سرورها را در منطقه ای مجزا قرار داد تا درصورت مورد حمله قرار گرفتن یکی ، سایرین مورد تهدید قرار نگیرند. به این مناطق DMZ یا Demilitarized Zone می گویند.

4- استفاده از فایروالها به شکل لایه ای و به کارگیری فایروالهای مختلف سبب می شود تا درصورت وجود یک اشکال امنیتی در یک فایروال ، کل شبکه به مخاطره نیفتد و امکان استفاده از Backdoor نیز کم شود.

یوپی‌اس‌ها

یوپی‌اس‌ها را از نظر عملکرد داخلی غالباً در سه دسته تقسیم‌بندی می‌کنند:

با عملکرد کشیک انفعالی∗ یا آفلاینبا تبدیل دوطرفه∗ یا برخطدر تعامل با خط ∗

آماده به کار یا آفلاین

یوپی‌اس‌های آفلاین یا آماده به کار، با زمان حفاظت ۲۰ دقیقه که گسترش ظرفیت آن معمولاً امکان پذیر نیست.

این نوع یوپی‌اس‌ها در حالت عادی از برق شهر استفاده می‌کنند اما به محض قطع برق، یوپی‌اس وارد مدار شده و برق باطری را به برق مورد نیاز مصرف‌کننده‌ها تبدیل می‌کند.[۲]

یوپی‌اس‌های آماده به کار، تنها ویژگی‌های پایه‌ای را ارائه می‌دهد؛ مثل حفاظت کردن از مصرف کننده در برابر ولتاژهای بسیار زیاد ناخواستهٔ ورودی و شارژ باتری‌ها. یوپی‌اس‌های آماده به کار با تغییر جهت عبور جریان در خطِ مسیر باتری، جریان دی‌سی را از حالت عادی شارژ به حالت تهیه ولتاژ ای‌سی مورد نیاز تغییر وضعییت می‌دهند. در یوپی‌اس آماده به کار «خارج از خط» سیستم بار به طور مستقیم توسط برق ورودی پشتیبانی می‌شود و مدارات قدرت تنها با استناد به ابزار قدرت تغذیه می‌شوند. بیشترین یوپی‌اس‌های زیر ۱ کیلوولت‌آمپر از انواع خط‌های تعاملی و یا آماده به کار هستند که معمولا ارزان قیمت‌ترند.

این نوع از یوپی‌اس‌ها تنها به هنگام قطع برق و به عنوان منابع جایگزین فعال می‌شوند به همین علت به آن‌ها یوپی‌اس با عملکرد کشیک انفعالی نیز می‌گویند.

در تعامل با خط



یوپی‌اس لاین-اینتراکتیو

یوپی‌اس‌های لاین‌اینتراکتیو در شرایط عادی می‌توانند ولتاژ خروجی را به وسیلهٔ یک ترانسفورماتور تثبیت کنند. در حالت قطع برق شهر یوپی‌اس برق مورد نیاز مصرف‌کننده را از راه باتری‌ها تأمین خواهد کرد.[۳]

با تبدیل دوطرفه یا برخط

در شرایط طبیعی، تامین خروجی در این نوع یوپی‌اس‌ها پس از تصحیح ورودی (پاک‌سازی ورودی از انواع نویز و احیاناً تصحیح سطح ولتاژ ورودی) انجام می‌پذیرد. تنها در مواقعی چون بروز نقص فنی، سرریز بار یا افزایش بیش از حد دمای یوپی‌اس به حالت بای‌پس∗ خواهد رفت.

این نوع یوپی‌اس‌ها کیفیت و حساسیت بسیار بالایی دارند و برای دستگاه‌های بسیار حساس آزمایشگاهی، نظامی و… به کار می‌روند.

بازده این یوپی اس‌ها نسبت به سایر انواع یو پی اس بصورت قابل ملاحظه‌ای کمتر و مصرف داخلی انها بسته به انواع ان بین پنج تا ده برابر سایر مدلهاست. این مدل یو پی اس‌ها علاوه بر مصرف برق قابل توجه، بدلیل تولید حرارت داخلی چند برابری که باعث کاهش عمر خازنهای الکترولیت و نیز فن‌های دستگاه بدلیل کارکرد عمدتا مداوم انها می‌شود، معمولا نسبت به مدل‌های دیگر از عمر کوتاه تری برخوردارند.

پارامترهای اصلی یک دستگاه یو پی اسویرایش

THD(Total Harmonic Distortion)

بارهایی که از منابع تغذیه سوئیچینگ استفاده می کنند ، به دلیل ایجادهارمونیک در شبکه باعث داغ شدن سیم مارنول و به تبعه آن باعث بروز گرما در سیستم برق می شوند . بنابراین در جاهایی که تعداد منابع تغذیه سوئیچینگ زیاد دارند بهتراست از ups استفاده گردد که THD جریان ورودی پایین مثلا 10% داشته باشد البته این را نیز نباید فراموش نمود که در جایی که ژنراتور نیز وجود دارد استفاده از UPS با THD پایین ضروری می باشد.

زمان سوئیچ

فاصله زمانی بین سوئیچ از برق شهربه باتری و بالعکس ، هرچه این زمان بیشتر باشداحتمال ریست شدن کامپیوتر در لحظه سوئیج بیشتر میگردد . ( فقط On line / UPS زمان سوئیچ صفر دارد )

زمان پشتیبانی

مدت زمان مورد نیاز برای پشتیبانی از باتری در زمان قطع برق شهر ، این زمان بستگی به آمپر ساعت باطری داشته و با کم و زیاد شدن آمپر ساعت باتری کم و زیاد میگردد فقط یو پی اس باید قابلیت شارژ باتری را درکمترین زمان ممکن (حدودا بین 4تا 8 ساعت)را داشته باشد در بعضی یو پی اس ها محدودیت جریان شارز دارد.

نویز شنیداری

زمانی که دستگاه روشن است ،صدای ناشی از فن یا ترانس دستگاه میزان نویزی را ایجاد میکند ،استفاده از یو پی اس با کمترین نویز در ادارات و بیمارستانها و مکانهایی که نیازمند کمترین صدا میباشند ضروری میباشد.

سایز و وزن

سایز و حجم دستگاه میتواند بر اساس مکان استفاده متفاوت باشد.

استحکام و قابلیت اطمینان

استحکام و قابلیت اطمینان زیاد در برابر شرایط آب و هوایی و شرایط سخت و بحرانی (اضافه بارهای لحظه ای)از مهمترین پارامترهای انتخاب یو پی اس می باشد.

تکنولوژی ساخت و شکل موج خروجی

چنانچه منابع تغذیه دستگاه های مورد استفاده بسیار حساس بوده و هیچگونه نویز یا اعوجایی نباید به آن وارد شود و شکل موج خروجی به صورت سینوسی کامل و بدون قطعی و بدون وابستگی به ولتاز ورودی لازم باشد ،پیشنهاد میگردد از یو پی اس ONLINE استفاده شود و چنانجه ورود نویز یا تغییر شکل موج خروجی سیستم از درجه اهمیت کمتری برخوردار است ،یو پی اس ها Line_Interactive توصیه میشود.

البته در انتخاب تکنولوزی باید به نوسانات برق شهری در منطقه نیز دقت شود (وجود افت ولتازهای شدید ،قطعی ها و مداوم و غیره .....)

توان نامی

از دو راه میتوان نامی برای UPS را محاسبه نمود.

روش اول : توان معرفی تک تک دستگاهها را برحسب وات محاسبه نموده و با هم جمع نموده و بر ضریب توان خروجی یو پی اس تقسیم نموده توان دستگاه یو پی اس بر حسب ولت آمپر بدست می آید.روش دوم : جریان مصرفی کل دستگاهها اندازه گرفته در 220 ضرب مینماییم توان یو پی اس بر حسب ولت آمپر بدست می آید.

البته بهتر است که مقدار بار متصل به یو پی اس نهایتا 70% از توان خروجی یو پی اس باشد تا در بارهای لحظه ای و کلید زنی که جریان لحظه ای دارند فشار کمتری به یو پی اس وارد شود.

رنج تغییرات ولتاز و فرکانس ورودی: میزان تغییرات ولتاز ورودی و فرکانس بدان معنی است که بازه ولتاز ورودی و فرکانس ولتاز مثلآ 160~280 vae و فرکانس از 45~65 اگر در ورودی (برق شهر) تغییر نماید یو پی اس بدون استفاده از باتری و با استفاده از فیلتراسیون داخلی به کار خود ادامه داده و ولتاژ خروجی مناسبی را ارائه می‌دهد. در صورتی که یو پی اس خارج از این بازه باشد، یو پی اس به حالت Backup رفته و ورودی را قطع می‌نماید و از باتری استفاده می‌کند تا مجددا به حالت نرمال برگردد. رنج ولتاژ خروجی و فرکانس خروجی و رگولاسیون آن بازه ولتاز و فرکانس خروجی یو پی اس که مقدار آن با بازه ولتاز ورودی دستگاههای مصرفی وصل به یو پی اس باید هماهنگ باشد، در یو پی اس ها ی online رگولاسیون ولتاژ کمتر از 2%+ و فرکانس کمتر از 5/0% در یو پی اس ها ی off_line و line_Interactive رگولاسیون ولتاژ 10%+ تا 3%+ و بین 5/2% تا 5/0% می‌باشد.

سوالات متداول قبل از خرید یو پی اسویرایش

فرق UPS هایOff Line,Line Interactive,On Line در چیست؟

منبع تغذیه بدون وقفه ( یو پی اس ) دستگاهی است متشکل از قطعات حالت جامد (SOLID – STATE) که بین منبع برق ورودی و بار وصل شده واز بروزاختلافات برق ورودی ( برق شهر ) از جمله قطع کامل آن جلوگیری می کند :

به طور کلی ، مدل یو پی اس ها از لحاظ ساختار طراحی در یکی از سه حالت , Line interactive ,Off-line On-line قرار می گیرند . صرفنظر از طراحی خاص هر یک ، چند ویژگی مهم در تمامی یو پی اس ها مشترک است . همه آنها دارای باتری هستند و تا زمانی که برق شهر قابل استفاده است انرژی را در باتریها ذخیره می کنند و پس از قطع برق شهر انرژی باتری را به جریان متناوب ((AC تبدیل می کنند . بنابراین تمام سیستمها باید دارای شارژ باتری و مدار اینورتر باشند . همچنین تمام یو پی اس ها دارای یک سیستم Bypass هستند که همراه با یک سوئیچ در خروجی وسیله ارتباط با Load را جهت تغذیه مستقیم از برق شهر فراهم می کنند . در بسیاری از موارد مدار سوئیچ خروجی با به کاربردن سوئیچهای استاتیک تکمیل می شود . البته در یوپی اس های توان پایین این کار به وسیله رله انجام می گیرد .

UPS کدام کشورها دارای کیفیت بالا می باشد؟(سازندگان کدام کشورها از معروفیت برخوردارند؟)

امروزه خیلی از کشورها UPS تولید می کنند و روز به روز به این تولید کنندگان نیز افزوده می گردد ، البته در ایران امروزه بیشتر شرکتها واردکننده UPS هستند تا تولید کننده و تعداد معدودی تولید کننده UPS هستند.

بیشتر UPS های وارداتی نیز متعلق به شرکت های چینی می باشد که دارای کیفیت های متفاوتی است، روی هم رفته در حال حاضر UPS های کشورهای اروپای غربی از جمله ایتالیا و فرانسه دارای کیفیت بالاتری از دیگر کشورها می باشند .

امروزه UPS های توان پایین با قیمت کم متعلق به کشورهای آسیای شرقی از جمله چین می باشد و UPS های با توان بالاتر از ۱۰۰KVA خیلی کم در شرکت های چینی تولید می شود در حالی که UPS های با توان بالای ۱۰۰KVA تا ۸۰۰KVA بیشتر در کشورهای اروپای غربی تولید می شود که دارای کیفیت بالا می باشد . بنابراین در صورت نیاز به کیفیت بالا با IP بالا؛ باید در کشورهای اروپای غربی به دنبال آن گشت .

عوامل موثر در افزایش طول عمر UPS و باتری چیست؟

انواع مختلف یو پی اس و سیستمهای گوناگون وابسته به آنها و باتریها به منظور اطمینان از داشتن مساعدترین وضعیت کاری به سرویس و نگهداری دوره ای و به خصوص تعویض برخی قطعات نیازدارند . بنابراین برای اطمینان از این که دستگاه در طول عمر مفید خود در بهترین شرایط کاری نگهداری شود نیاز به سرویس و نگهداری به صورت برنامه ریزی شده دارد و همچنین تعویض قطعات در پایان عمر مفید آنها که این باعث افزایش طول عمر سیستم می گردد .

زمان برق دهی دستگاه یو پی اس چقدر است ؟

زمان برق دهی یو پی اس به دو عامل بستگی دارد : ۱- تعداد سیستم ها و میزان بار ۲- ظرفیت باتری مورد استفاده

که این زمان از ۵ تا ۷ دقیقه برای save اطلاعات و خاموش کردن سیستم شروع و تا بک آپ های بالا ادامه دارد .

قبل از نصب یو پی اس چه موارد ایمنی باید رعایت گردد؟

• طریقه حمل و قرارگیری برای سالم رساندن UPS به مکان نصب .

• آیا محل نصب فضای کافی برای نصب UPS و کف آن تحمل وزن UPS را دارد.

• انتخاب مکان نصب مناسب ( برای بالا بردن طول عمر UPS و باطری)

• شرایط محیطی ( حرارت ، رطوبت و نویز صوتی محل نصب)

• نصب الکتریکی ( نوع اتصالات ، مقطع کابلهای ورودی و خروجی ، فیوزهای حفاظتی و غیره)

• اتصال بار به یو پی اس

• اتصال زمین ( ارت ، برای برطرف کردن نویز و حفاظت دستگاههای برقی و یو پی اس)

• بررسی عملیات نصب ( بررسی نصب و راه اندازی بدون خطا و اشکال)

محل مناسب برای UPS و باتری باید دارای چه ویژگی هایی باشد؟

• فضای موجود کافی باشد

• سطح زمین توان تحمل وزن دستگاه را دارا باشد.

• نصب دستگاه باعث ایجاد مزاحمت برای کارکنان یا اختلال در کارها نشود.

• شرایط محیطی مکان انتخابی مناسب باشد (حرارت ایده آل برای باتری 20 تا 25 درجه سانتیگراد و حرارت کارکرد UPS صفر تا 40 درجه سانتیگراد باشد و رطوبت بین 20 تا 90 درصد باشد. نویز محیط نیز زیاد نباشد تا روی عملکرد یو پی اس اثر گذارد)

• تجهیزات ایمنی جهت دسترسی آسان به یو پی اس فراهم باشد.

• نصب یو پی اس نباید برجریان هوا و شرایط محیطی تجهیزات تاثیری بگذارد .

• سعی شود کلیدها و ابزار سوئیچ و کنترل یو پی اس در یک مکان باشد .

• در محل انتخاب شده برای نصب یو پی اس؛جای امنی برای تعبیه باتری وجود داشته باشد .

مشخصات برق ورودی دستگاه چگونه باید باشد و چه نکات ایمنی باید رعایت گردد؟

• از فازهایی استفاده نمایید که بارهایی با جریان لحظه ای بالا روی آن نباشد که هر بار با وارد شدن این بارها ولتاژ از حد متعارف افت ننماید .

• از فیوز جداگانه در تابلو برق شهر برای UPS استفاده نمائید.

• فیوز ورودی یو پی اس را با توجه به ماکزیمم جریان ورود با ضریب 1/2 انتخاب نمائید.

• در صورتی که یو پی اس سه فاز می باشد ترتیب فازها رعایت گردد .

• فرکانس برق ورودی از محدوده مجاز خارج نباشد .

• ولتاژ ورودی از حد مجاز خارج نباشد .

مشخصات خروجی UPS چیست و چه وسایلی می توان به آن وصل نمود؟

مشخصات خروجی هر UPSبا توجه به مشخصات فنی دستگاه مشخص می گردد که شامل :

• توان هر دستگاه، که مشخص می باشد زیرا با توجه به سفارش شما تعیین می گردد .

• ضریب توان خروجی، که بهتر است بالاتر از 0.8 باشد که ضریب توان اکتیو (وات خروجی را مشخص می کند.)

• ولتاژ خروجی که بازه ولتاژ خروجی با تلرانس خروجی آن مشخص می شود. مثلا : 220-/+ 20%

• فرکانس

• ظرفیت تحمل اضافه بار

•THD خروجی و غیره

چه دستگاههایی را نمی توان به UPS با خروجی شبه سینوسی وصل نمود؟

یو پی اس معمولا دستگاهی انعطاف پذیر است ، اما نوع خاصی از بارها هستند که نباید آنها را به روش متدوال به یو پی اس وصل نمود ، این بارها عبارتند از :

• لامپهای فلورسنت یا لامپهای گازی

• موتورها و کمپرسورها

• دستگاههای تهویه مطبوع

• پرینترهای لیزری

هریک از این دستگاهها درحین کارکردن عادی و یا در لحظه روشن شدن ، جریان زیادی از منبع تغذیه خود می کشند جریان زیاد یو پی اس را به حالت اضافه بار می برد ، در نتیجه ولتاژ خروجی یو پی اس قطعاً کاهش خواهد یافت و این امر سبب آسیب دیدن سایر قطعات و تجهیزات حساس می گردد مثلآ جریان راه اندازی موتورها معمولا بین 4 تا 10 برابر مقدار نامی آن می باشد. در صورتی که بخواهیم از یو پی اس برای حفاظت از بارهایی با جریان لحظه ای زیاد مانند پرینتر های لیزری و موتورها استفاده کنیم ،یو پی اس مورد نظر باید از مشخصات الکتریکی قویتری برخوردار باشد.

حفاظت دیستانس مهو و افست مهو

محاسبات اتصال کوتاه

سیستم قدرت را معمولا یک شبکه سه فاز متقارن در نظر می گیرند در حالت کمی اگر اتصالی روی دهد تقارن شبکه متعادل به هم می خودرد که سبب پیدایش جریانها و ولتاژهای نامتعادل در شبکه می شود به جز در وقتی که اتصال کوتاه سه فاز اتفاق افتد چون هر سه فاز درگیر این مساله اتصال کوتاه هستند و این درگیری به صورت مساوی است و آن را اتصال کوتاه متقارن می نامند .

 با استفاده از نظریه مولفه متقارن و ایده جایگزین کردن منابع سیستم عادی با یک منبع در محل اتصالی تحلیل این شرایط امکان پذیر می شود.

از نظر کاربرد وسایل حفاظت آگاهی داشتن از توزیع جریانهای اتصال کوتاه در سراسر سیستم و ولتاژهای قسمتهای مختلف سیستم بر اثر وقوع اتصالی ضروری است.

 علاوه بر این اگر قرار باشد که اتصالی به روش متمایز کردن بر طرف شود باید مقادیر مرزی جریان در هر نقطه رله گذاری مشخص شود معمولا اطلاعات مورد نیاز چنین اند.

1.    ماکزیمم جریان اتصال کوتاه برای یک اتصالی در یک نقطه رله گذاری

2.    ماکزیمم جریان اتصال کوتاه برای یک نقطه اتصالی در نقطه رله گذاری

3.     ماکزیمم جریان مربوط به اتصالی در نقطه رله گذاری

برای بررسی اطلاعات فوق باید محدودیتهای تولید پایدار و شرایط عملکرد ممکن به اضافه طریقه زمین کردن سیستم مشخص شود و همواره عرض شود که اتصالها از طریق  اتصال کوتاه صفر رخ می دهد تا جریانها اتصالی در یک شرایط کار معین سیستم بتوانند ماکزیمم شوند.

با استفاده از اصلی جمع آثار می توان نشان داد که هر سیستم برداری سه فاز کلی را می توان با سه مجموعه بردار متعادل و متفارن جایگزین کرد که در مجموعه آنها سه فاز هستند ولی با گردش فازی مخالف و مجموعه سوم هم فاز هستند که توالی مثبت و منفی و صفر نامیده می شوند.

هنگامی که اتصالی رخ دهد دیگر امپدانسهای فاز یکسان نبوده (بجز حالت اتصال کوتاه سه فاز) و جریانها و ولتاژها نامتعادل می شوند .

 محل بیشترین عدم تعادل در محل وقوع اتصال قرار می گیرد. بررسی اتصالی را می توان با اتصال کوتاه کردن تمامی ولتاژهای تحریک عادی در سیستم و جایگزین کردن محل اتصال با منبعی که ولتاژ تحریک آن برابر با ولتاژ یش از اتصالی در محل اتصال باشد انجام داد.

 از این رو امپدانسهای سیستم از دید نقطه اتصالی متقارن باقی می ماند و نقطه اتصال را می توان نقطه تزریق ولتاژها و جریانهای نامتعادل به داخل سیستم در نظر گرفت. این بهترین روش نزدیکی به تعریف شرایط اتصالی است زیرا امکان این را به ما می دهد که سیستم را به صورت شبکه متقارن بررسی کنیم.

این شبکه ها شبکه های توالی مثبت و منفی و صفر نام دارند و در آنها تنها ولتاژها و جریانهای توالی ظاهر می شود و هیچ گونه اتصال متقابلی بین آنها وجود ندارد.

در شرایط عادی سیستم فقط مولفه های توالی مثبت می تواند در سیستم وجود داشته باشد.

 بنابراین شبکه امپدانسهای عادی سیستم یک شبکه توالی مثبت است و کمیتهای توالی منفی فقط در اتصالی نامتعادل می توانند پدید آیند و امپرانسهای توالی منفی عموما همان امپرانسهای شبکه توالی مثبت هستند.

در شبکه توالی صفر همان روابط بین جریانها و ولتاژها که در شبکه توالی منفی در شرایط اتصالی وجود دارند به کار می روند.

معادلات و اتصالات شبکه برای انواع مختلف اتصال کوتاه مهمترین انواع اتصال کوتاه چنین هستند.

الف – یک فاز به زمین

ب – دو فاز

ج – دو فاز به زمین

د – سه فاز (با یا بدون زمین)

در محاسبات عملی اتصال کوتاه غیر از شاخه اتصال کوتاه شده اثر یک اتصالی در شاخه های شبکه را نیز بررسی می کنند تا بتوان حفاظت را درست بکار برد و قسمتی از سیستم را که مستقیما دچار اتصالی شده جدا کرد.

 بنابراین تنها محاسبات جریان اتصال کوتاه در محل اتصال کافی نیست بلکه باید توزیع جریان اتصال کوتاه را نیز مشخص کرد

. علاوه بر این ممکن است در اثر یک اتصالی فشار ولتاژهای غیرعادی در سیستم ظاهر شود و بر عملکرد حفاظت اثر بگذارد بنابراین دانستن توزیع جریان و ولتاژ سیستم در اثر اتصالی برای کاربرد حفاظت ضروری است.

روند بررسی های اتصالی سیستم برای کاربرد وسایل حفاظت را می توان چنین خلاصه کرد.

الف: از نمودار سیستم اطلاعات موجود حدود تولید پایدار و شرایط عملکردی ممکن برای سیستم ارزیابی شود.

ب: با این فرض که اتصالیها به نوبت در هر یک از نقاط رله گذاری رخ دهد ماکزیمم و حد اکثر جریانهای اتصال کوتاه که به محل اتصالی وارد می شود برای هر نوع اتصالی محاسبه شود.

ج: با محاسبه توزیع جریان برای اتصالیهای در نقاط مختلف سیستم ماکزیمم جریانهای مربط به اتصالی در نقطه رله گذاری برای هر نوع اتصالی تعیین شود.

د: در این مرحله ایده کم و بیش معینی درباره نوع حفاظتی که باید به کار برود شکل می گیرد.

حال محاسبات بیشتری برای تعیین تغییر ولتاژ در نقطه رله گذاری با حد پایداری سیستم بر اثر اتصالی در آن انجام می شود تا رده حفاظت لازم همچون تندکار یا کندکار حفاظت واحد یا غیرواحد و غیره تعیین شود.

حفاظت فاصله (دستیانس) Distance

مقدمه:

با توسعه سریع سیستم های قدرت و میان بندی های بسیار موجود در سیستم برای اطمینان از پیوستگی تغذیه و تنظیم ولتاژ خوب مشکلات ترکیب رفع عیب سریع با هماهنگی سیستم اهمیت بسیاری یافته است برای برآوردن این نیازها سیستمهای حفاظت تندکار که برای استفاده درباره ثبت خودکار تریپهامناسب اند پیوسته توسعه می یابند و هم اکنون نیز به طور بسیار وسیعی برای حفاظت ولتاژ بالا و ولتاژ متوسط به کار می روند.

طرحهای حفاظت دیستانس سیستمهای حفاظت غیرواحدی هستند که مزایای اقتصادی قابل ملاحظه ای را عرضه می کنند .این شکل از حفاظت از نظر کاربرد نسبتا ساده و از رده تندکار است و با ترکیب آن با کانال مخابره سیگنال امکانات حفاظت مقدم و پشتیبان را فراهم می کند و به این ترتیب این طرح برای استفاده در ارتباط با بازبست خودکار برای حفاظت خطوط انتقال مهم کاملا مناسب است.

اصول کار رله های فاصله:

از آنجائیکه امپدانس خط انتقال با خطوط متناسب است استفاده از رله ای که بتواند امپدانس خط را تا نقطه ای معین اندازه بگیرد مناسب است این رله که به رله فاصله معروف است طوری طراحی می شود .که فقط برای اتصالیهای واضح در بین محل رله مذبور و نقطه انتخاب شده عمل کند بنابراین تمایزی برای اتصالیهایی که ممکن است بین بخشهای مختلفی خط رخ دهد بدست آید اصل مهم در اندازه گیری شامل مقایسه جریان اتصال کوتاه از دید رله مزبور با ولتاژ نقطه رله گذاری است پس با مقایسه این دو کمیت می توان امپرانس خط تا محل اتصالی را اندازه گرفت.

عملکرد رله:

عملکرد رله بر حسب دقت بر دو زمان عملکرد رله تعریف می شود دقت برد رله به نسبت بین مربوط و کمیتهای ورودی که باقی می مانند بستگی دارد. در پایین تراز مقدار معینی از ولتاژ ورودی که چگونگی طراحی رله مزبور بستگی دارد این مطلب دیگر صدق نمی کند و نمی توان تضمین کرد که رله مذبور سهل اندازه گیری را با دقت مشخص شده انجام دهد. زمان عملکرد رله با محل اتصالی و جریان ورودی تغییر می کند که این زمان برای ورودیهای بزرگ نزدیک به نقطه رله گذاری کوتاه و برای ورودیهای کوچک نزدیک به نقطه برد رله طولانی است از آنجائیکه دقت برد و زمان عملکرد رله و توسط زمان عملکرد محل اتصال برای نسبتهای مختلف مقدار امپرانس منبع به مقدار امپراس خط  بیان می شود از طرفی داده های فوق را می توان به صورت گروهی از  همزمان (یامسیر) ترکیب کرد و محل اتصالی که بر حسب درصد تنظیم رله بیان می شود را به ازای نسبت امپراس منبع به خط رسم کرد.

استانداردهای عملکرد رله:

علاوه بر زمان عملکرد رله مناسب بودن رله فاصله برای کاربرد معین را می توان در حساسیت رله در برد منقطه یک آن ارزیابی کرد که در آن منطقه برای تشخیص صحیح حفاظت در خطوط مجاور رله بود باید دقت مشخص شده خود را حفظ کند طبق استاندارد بریتانیا. 1965: BS3950 دو تعریف استاندارد وجود دارد که نیازهای عمکرد رله های فاصله را در بر می گیرد.

1-    نسبت امپدانس سیستم (SIR): نسبت امپدانس منبع به تنظیم رله که در همان سطح امپدانس اولیه یا ثانویه بیان می شود.

2-    نسبت امپدانس مشخصه (CIR): مقدار ماکزیمم نسبت امپدانس سیستم (SIR) تا آن مقداری که رله در دقت تعیین شده عمل می کند.

اتصالی های نزدیک:

معمولا حساسیت رله فاصله در نقطه برد منطقه اعلام می شود یعنی در محلی که دقت رله مذبور باید حفظ شود تا حفاظت در خطوط مجاور به طور صحیح متمایز شود و اطمینان حاصل شود که اتصالیهای منطقه را در زمان منطقه 2 بر طرف نمی شوند.

نمودارهای سیستم:

برای تعیین عملکرد رله های فاصله نسبت به پارامترهای سیستم قدرت و شرایط اتصالی در خط حفاظت شده نمودارهایی می توان رسم کرد و در ارتباط با منحنی های مشخصه برای رله استاتیکی مورد نظر آن را به کار برد و نقطه قوت این نمودارها در این است که فقط با آگاهی از مقادیر نامی کلیدخانه و طول خط حفاظت شده و همچنین ولتاژ کار سیستم قدرت و امپدانس خط بر حسب اهم بر مایل می توان به سادگی مناسب بودن رله را مشخص که دو عیب آن در این است که مقدار را بویژه در جریانهای کم و خطوط کوتاه بیشتر از مقدار واقعی به دست می دهد زیرا مقاومت قوس الکتریکی در آن منظور نمی شود.

انواع رله های فاصله و کاربرد آنها:

رله های فاصله را بر حسب مشخصه های قطبی آنها تعداد ورودیهای آنها و روش انجام عل مقایسه دسته بندی می کنند انواع معمول رله های فاصله دو کمیت ورودی را از نظر اندازه یا فاز مقایسه می کنند تا مشخصه هایی به دست آید که هنگام ترسیم بر روی نمودار R/X خطوط مسقیم یا دایره باشند

واحد مهوی خود قطبی شده و واحد مهوی آفست که در رله YTG بکار می رود تا اساس طرح MM3T را تشکیل دهد و واحد مهوی کاملا افقی قطبی شده که در رله YTG به کار می رود.

تا اساس طرح SSMM3T را تشکیل دهد.

انواع رله ها

1  رله امپدانس ساده

رله امپدنسی زوایه فاز بین جریان و ولتاژ اعمال شده به آن را به حساب نمی آورد به این دلیل مشخصه امپدانسی آن هنگامی که بروی نمودار R/X ترسیم می شود دایره ای است که مرکز آن در مبداء مختصاات قرار دارد و شعاع این دایره برابر با تنظیم آن بر حسب اهم است رله مزبور برای تمام مقادیر امپدانسی کمتر از تنظیم آن یعنی تمام نقاط داخل دایره عمل می کند.

رله های امپدانسی سه عیب دارند.

1-    بدون جهت استم یعنی اتصالیهای واقع در جلو و عقب نقط رله گذاری را می بندند. و بنابراین به جزء مقداری نیاز دارد تا به آن قدرت تمایز صحیح بدهد.

2- از مقاومت قوس الکتریکی تاثیر می پذیرد.

3-    به علت سطح بزرگی که به وسیله دایره امپدانسی تحت پوشش قرار می گیرد نسبت به گیجی توان شدیدا حساس است.

رله مهو

نمودار آن به شکل خطی مستقیم است و با اضافه کردن سینگنال قطبی کننده به مشخصه رله دستیانس و به مشخصه رله جهتدار رله مهو تشکیل می شود رله ای است که ذاتا جهتدار و محدوده کار آن نیز دایر ای است که از مبداء مختصات گذشته و قطر آن برابر امپدانس تنظیمی رله می باشد.

و مشخصه آن نیز بدین صورت است.

 اگر مشخصه این رله برای نمودار R/X رسم شود دایره ای به دست می آید که محیط Aاز مبداء می گذرد و فقط برای اتصالیهایی که در جلوی خط AB اتفاق می افتد عکس العمل نشان می دهد و چون تنظیم نقطه برد آن با زاویه اتصای تغییر می کند اندازه گیری امپدانس برای تمامی زوایا ثابت نیست

باید دقت کرد که در خصوص مقدار تنظیم رله مقاومت قوس با مقاومت نول به زمین ارتباطی ندارد مقاومت نول به زمین در نبع پشت رله قرار می گیرد و تنها زاویه منبع و نسبت مقاومت دسیتانس منبع به خط را برای اتصالیهای فاز اصلاح می کند بنابراین فقط وقتی که تعیین عملکرد رله بر حسب نسبت امپدانس مشخصه رله است باید آن را حساب کرد و به حساب آورد مقدار تقریبی مقاومت قوس که توسط ای ر – ون – سی ارینکتون به طور تقریبی به دست آمده که در 

 خطوط کوتاه و جریانهای کم تر از 2000A مقاومت قوس اهمیت فراوانی پیدا می کنند ولی در خطوط طولانی می توان از اثر آن صرف نظر کرد و فقط زمانی اهمیت دارد که خط انتقال بردی تیرهای چوبی بدون سیهای زمین سوار می شود که در این صورت می توان از رله راکتانسی استفاده کرد.

رله راکتانسی:

رله راکتانسی طوری طراحی شده است که در تمامی متعاصد عملی تنظیم رله راکتانسی به ظهور مقاومت قوس تغییر نکند زیرا این رله فقط واکنشR خط را می سنجد و رله همواره مقدار یکسانی برای راکتانس X می سنجد و برای هر افزایش در مولفه مقاومتی اتصال کوتاه بر برد رله بی تاثیر است اما هنگامی که مقاومت اتصال چندان بالا باشد که جریان بار و جریان اتصالی همسو شوند برد رله توسط مقدار با ضریب توانش اصلاح می شود و رله ممکن است اور ریچ یا آاندر ریچ شود وجود مشخصه خاص این رله فقط حساسیت به راکتانس بود و مقاومت خطا روی آن هیچگونه اثر ندارد و رله به صورت معمولی آن برای تمام خطاهای ثبت سرخود و حتی برای شرایط کار نرمال و نوسانات قدرت عمل خواهد کرد. در واقع این رله برای محدود کردن گستره عملکرد رله های دیگر نظیر رله امپدانس بکار می رود.

افزایش مقاومت هیچ تاثیری ندارد افزایش مقاومت باعث می شود که انتهای بردار امپدانس انتقال پیدا کند و در نتیجه باز هم در تائید عملکرد رله قرار می گیرد به همین دلیل این را نسبت به مقاومت خط یا اثر مقاومت جرقه حساس نمی باشد و برای رفع نواقصی آن آن را به صورت محدود و چهارگوشه ساخته می شود

رله مهوی آفست:

در شرایط اتصالی نزدیک وقتی که ولتاژ اعمال شده به رله موضع یا نزدیک به صفر باشد ممکن است رله نتواند عمل کند مگر آنکه گرایش جریان به مدار ولتاژ اعمال شده باشد یا اینکه درصدی از ولتاژ اعمال شده از فاز سالم گرفته شده باشد که ای حالت برای حالت اتصالی سه فاز غیر موثر است که این امر موجب اتصالی توسط رله مجاور در زمان منطقه دوم بر طرف می شود که نتیجه آن تمایز ندادن و خطر ناپایدار شدن سیستم است اگر روش اول به کار گرفته شود مشخصه مهوی چنان جابجا می شود که مبداء را نیز شامل می شود و مدارداخل مدار زمانبندی طرح فاصله تعیین می شود تا تاخیر زمانی منطقه 3 را کنار گذران کند و برای 10 تا 16 سیکل اول پس از تحریک خط قطع لحظه ای را ممکن می شود این حالت ویژه برای کاربردهایی که ولتاژ اعمال شده به رله از ترانسفروماتورای ولتاژ خط تغذیه می شود این آرایش برای امکان اتصالیهای نزدیک سه فاز تهیه می شود که در نقطه گذاری افت ولتاژ کامل ایجاد می شود اگر گیره های زمین کننده سهوا برداشته نشوند و مدارشکن خط انتقال شبه شود حالت فوق پیش می آید پس از ترکیب خط انتقال امکان افت کامل ولتاژ بسیار بعید است زیرا مقاومت قوس همراه با اتصالی سه فاز همواره ولتاژی کافی برای به کار انداختن رله اندازه گیری منطقه 1 ایجاد می کند. به شرط آنکه رله از نوع استاتیکی باشد و چنان طراحی شده باشد که با ولتاژ کمتر از 5/0 ولت نیز عمل کند که در نیز این صرت باید به وسیله مدار میزان شده در مدار قطبی ساز رله اندازه گیر منطقه 1 حافظه ایجاد شود رله موی افست سه کاربرد دارد.

1    پشتیبانی ناحیه سوم روبرو

2   راه اندازی مرحله دوم

3-  ممانعت از گیجی توان

که در اولین کاربرد به صورت واحدهای اندازه گیر مهو به صورت آشکارساز اتصای و واحد اندازه گیر منطقه سوم به کار می برند.

و در سومین کاربرد رله برای جلوگیری از عملکرد واحدهای اندازه گیر طرح فاصله در حالتهای گیجی توان به کار می رو

رله مهوی کاملا افقی قطبی شده

عیب مشخصه مهوی خود قطبی شده هنگام اعمال به خطوط انتقال فشار قوی باز اولیه خط بزرگ این است که این مشخصه نمی تاند بخشهای وسیعی از نمودار R/X را در محور مقاومتی در بر بگیرد در نتیجه قادر نیست مقدارهای بزرگ مقاومت قوس یا اتصالیهای با مقاومت زیاد یا هر دو را اندازه گیری کند در مورد خطوط کوتاه وقتی امپرانس منبع زیاد است این مشکل حادتر می شود. تنظیم اهمتی ورد نیاز منطقه 1 ایین است و مقداری از محور R که داخل دایره مو قرار می گیرد نسبت به مقادیر مورد انتظار مقاومت قوس کوچک است.

راه حل عملی برای حل مشکل مقاومت قوس زیاد و اتصالیهایی با مقاومت زیاد این است که از رله موی کاملا افقی – قطبی شده استفاده کنند زیرا این رله برای انواع اتصالیهای نامتعادل مشخصه دایره ای موی خود را در محور R می گشاید و با استفاده از مدار مقایسه فاز که برای زوایه مقایسه 90+ به دو سیگنال ورودی نیاز دارد و با بردارهای زیر ارائه می شود می توان مشخصه موی کاملا افقی – قطبی شده را به دست می آورد.

رله اهمی:

در شرایطی که گیجی توان شدید باشد بعید است که سیستم پایدار با حقی بماند و تنها در صورتی که منبع های گیجی توان جدا شوند سرویس کار عادی خود را انجام می دهد و پایدار می ماند به طور ایده آل قسمت جدا شده باید در مرکز الکتریکی سیستم مزبور باشد تا اطمینان حاصل شود که ظرفیت تجهیزات و بارهای متصل به هر طرف قسمت جدا شده به درسی گزارش می شود برای آشکار و جداکردن صحیح این نوع اغتشاش نمی تان از طرحهای معولی استفاده کرد بینابراین برای جلوگیری از قطع پی در پی باید از عملکرد این طرحها جلوگیری کرد برای کسب اطمینان از جداسازی سیستم در نقطه انتخاب شده که اغتشاش سیستم را به حاقل می رساند طرح قطع غیر پله ای که در آن از دامه های اهمی استفاده می شود بکار می رود طرح قطع غیر پله ای اساسا شامل دو واحد اهمی است و این دو واحد موازی هستند و در هر طرف از بردار امرانس خط قرار می گیرند. مشخصه رله نمودار ارانس را به سه منطقه E.D.C تقسیم می کنند همانگونه که امپدانس در مدت گیجی توان تغییر می کند نقطه نمایش دهنده امپدانس نیز در طول مکان هندسی گیجی توان جابجا می شود.

و به نوبت وارد سه منطقه می شود و پس از آنان واحدهای اهمی و رله های کمکی همراه با آنها عمل می کند چون هیچ حالتی بجز گیجی توان نمی تواند سبب حرکت متوالی بردار امپرانس در سه منطقه مزبور شود بنابراین طرح مزبور از عملکرد در هر نوع اغتشاش دیگر سیستم مثلا حالتهای اتصالی در سیستم قدرت کاملا مصدق است.

********

طرحهای فاصله

به شرط اینکه فاصله اتصالی تابعی ساده از امپرانس باشد با استفاده از رله های فاصله می توان منطقه های متمایز کننده حفاظت بدست آورد.

در واقع امپدانسهایی که اندازه گیری می شود برای خط علاوه بر امپدانس خط و ساختار مداری موجود در خط به اندازه حقیقی جریان و ولتاژ و اتصالات رله و نوع اتصالی و امپرانس اتصال کوتاه نیز بستگی دارد

در اندازه گیری فاصله برای شرایط عملکردی ممکن حذف این عوامل اضافی نیز ممکن است و نمی توان از آن صرف نظر کرد بنابراین می توان از طرحهای رله با مختصات مختلف استفاده کرد که طرحهای فاصله از رله های داده اند از رله های اندازه گیری فاصله رله های کمکی و زمانسجی های منطقه در رله های قطع کننده استفاده می شود.

با توجه به ولتاژ سیستم و امپدانس خطوطی که باید حفاظت شوند طرحهای کامل یا طرح فاصله کلیددار به کار می ر ود تفاوت این دو طرح در این است که در طرح کلیددار هر نوع اتصالی تنها یک واحد اندازه گیر به کار می رود در حالی که در طرح حفاظت کامل از شش واحد اندازه گیر استفاده می شود یعنی سه واحد برای اتصالیهای فاز و سه واحد برای اتصالیهای زمین با مجموعه مناسبی از واحدهای راه انداز نوع اضافه جریان یا کسر امپرانس این واحد اندازه گیر منفرد امپرانس حلقه اتصال کوتاه را به طور ناگهانی تغییر می دهد. طرحهای فاصله ای که برای حفاظت خطوط فشار قوی به کار می رود عبارتند از:

الف – حفاظت فاصله ساده

ب – حفاظت فاصله ساده با گسترش منطقه 1

ج – حفاظت فاصله با اندر ریچ مجاز

د- حفاظت فاصله با اور ریچ مجاز

ه- حفاظت فاصله با تناسب منطقه 2

و – حفاظت فاصله با مقایسه جهتدار 

منطقه های حفاظت

برای اطمینان از عملکرد درست رله فاصله در سیستم قدرت معمولا تنظیم اسمی رله در حدود 80% امپدانس خط حفاظت شده با منطقه آن حفاظت انتخاب می شد این محدودیت برای اینکه ضریب اطمینان وسیعی در برابر بیش رسی احتمالی ایجاد کند لازم است که این پیش رسی در اثر حالات ذرای جریان یا خطاهای ترانسفورماتور جریان و ولتاز یا تغییرات امپرانس خط ایجاد می شود فقط 20% خط حفاظت نشود رها می شود. پس لازم است که برد رله اندازه گیر گسترش یابد تا در همان زمانی که تمایز سیستم را حفظ می کند اتصالیهای داخل خط حفاظت شود را شامل می شود. این مسئله با گسترش برد رله از منطقه را به منطقه 2 به دست می آید که تمام خط به علاوه 50% کوتاهتری خط بعدی را حفاظت می کند برای تمایز کامل شدن بین این و امور واحد منطقه 1 از خط دوم یک فاصله زمانی به برد منطقه 2 از رله خط اول اضافه می شود زیرا ایجاد مرحله سوم بوسیله واحدهای راه اندازی که مدار زمانبندی طرح فاصله را برای منطقه 2 کنترل می کنند. معمولا در طرحهای فاصله برد منطقه 3 ایاد می شود تا حدود 25% طولانی ترین خط سوم را تحت پوشش قرار می دهد بنابراین حفاظت پشتیبانی از راه دوری برای سیستم قدرت ایجاد می شود رله های فوق طوری طراحی می شوند که در آن بیشترین برد منطقه 2 منبع برابر برد منطقه 1 و بیشترین برد منطقه 3 ده برابر برد منطقه را باشد.

رله های راه انداز

برای آشکار سازی اتصالیهای داخلی منطقه های دوم – سوم باید رله راه اندازی اضافه نمود که به قدر کافی نسبت به آشکار سازی اتصالیهای واقع در آن موی منطقه سوم در شرایط حداقل تولید حساس باشد و بین این شرایط و شرایط عادی تمایز قائل شود. واحدهای راه انداز دارای اجزای اندازه گیر مو ممکن است بدون جهت باشند. اما وقتی که با رله های امپرانس و راکتانسی استفاده می شوند باید جهتدار باشند.

وقتی که رله مهو را برای آشکار سازی اتصالی فاز و زمین استفاده می کنند از آنها به صورت 100% افقی – قطبی سازی تغذیه شده استفاده می کنند رله چنان کار می کند که اتصالیهای سه فاز را کاملا اندازه بگیرد و مشخصه رله چنان است که با امپدانس منبع تغییر کند.

پس اتصالیهای فاز را نیز آشکار می کند چون مقاومت قوس نیز از نوع امپرانس منبع است پس با این رله می توان آن را آشکار ساخت و در جایی که راه اندازی اضافه جریان بکار می رود باید اطمینان حاصل کرد که شرایط بار کم یعنی با حداقل واحد تولید کننده تنظیم راه اندازهای اضافه جریان برای آشکارسازی اتصالیها آن سوی منطقه سوم به اندازه کافی حساس می باشد.

در سیستمهای با چند زمین که نقطه های مرکز ستاره ترانسفورماتورهای ستاره – مثلث آن مستقیما به زمین وصل می شود یا در سیستمهای قدرتی که جریان اتصال کوتاه از جریان بار کامل خط حفاظت شده کمتر است می توان از راه اندازهای اضافه جریان استفاده کرد و راه اندازهای کسر امپدانس همواره باید با طرحهای فاصله کلیددار به کار روند.

برای مطلوب عمل کردن رله راه اندازهای اضافه جریان در وضعیت موجود باید سه شرط برقرار باشد.

1-    تنظیم جریان راه اندازهای اضافه جریان نباید از 2 را برابر حداکثر جریان بار کامل خط حفاظت شده کمتر باشد.

2-    برای اتصالی واقع در برد منطقه سوم رله فاصله: حداقل جریان اتصال کوتاه در سیستم قدرت نباید از 5/1 برابر تنظیم راه اندازهای اضافه جریان کمتر باشد.

3-    حداکثر جریان فاز سالم برای اتصالی تکفاز به زمین نباید سبب عملکرد راه اندازهای اضافه جریان مربوط به فازهای سالم شود.

کاربرد رله:

دو اصل برای رله های فاصله اهمیت زیادی دارد. 1- امپدانس خط 2- حداقل جریان اتصال کوتاه برای اتصالی واقع در برد منطقه را رله فاصله مطابق شکل امپرانسهای توالی در تحلیل اتصالیهای سیستم قدرت وارد می شوند و در نظر داشتن این نکته نیز حائز اهمیت است که در تجهیزات ساکن همچون ترانسفورماتورهای قدرت و خطوط انتقال نیرو و امپداس توالی مثبت با امپرانس توالی منفی برابر است بنابراین در تشکیل شبکه های امپدانس توالی مثبت همه تجهیزات همواره برای تمام انواع اتصالیهای وجود دارد اما امپرانس توالی صفر فقط در اتصالیهای زمین موجود اس

تنظیم رله:

رله های فاصله بر حسب اهم ثانویه مدرج می شوند و امپرانس توالی مثبت بخش مورد نظر از خط انتقال راه اندازه می گیرند چند گونه برای اجرای تنظیم رله در ابتدا باید برد مطلوب آن را در طول بخش مورد نظر خط بر حسب اهمت اولیه محاسبه نمود که این برد 80% بخش مورد نظر خط است پس اهم ثانویه می شود

هنگامی که رله راکتانسی استفاده می شود باید محاسبات با استفاده از راکتانس خطوط انتقال انجام شود و برای رله های مهو اختلاف بین زاویه خط و زایه مشخصه رله مطلوب باید هنگام محاسبه تنظیم رله در نظر گرفته شود.

و پارامتر بعدی که مهم است حداقل طول خط است.

و پرامتر دیگر درصد اندر ریچ است که همان افت ولتاژ در خط است.

انتخاب طرح:

بخشی که باید حفاظت شود خطی موازی است بنابراین اگر برای حفاظت اتصالیهای زمین رله های فاصله به کار روند هنگامی که هر دو خط با هم کار می کنند به سبب آثار القایی متقابل کم رسی پیش خواهد آمد و این پدیده فقط در اتصال زمین رخ می دهد و چون بخش مذبور خطی موازی است لذا برای اتصالیهای زمین از این اثر تاثیر نمی پذیرد سیستم مذبور شبکه ای است که با مقاومت زمین شده است محاسبات قبلی نشان می دهند که تغییرات مگاولت آمپر منبع تاثیر ناچیزی بر مقدار جریان اتصالی زمین دارد در واقع این جریان با مقدار مقاومت زمین کننده نول محدد میشود و با فاصله اتصالی از منبع تغییر می کند با این از نظر مهندسی فنی و اقتصادی مناسبترین آرایش حفاظت برای اتصالیهای زمین رله های زمانبندی شده و برای اتصالیهای فاز طرح مهوی کلیددار است از طرفی برای اتصالیهای فاز و زمین ممکن است استفاده از رله های فاصله ارجح باشد. که در این مورد معمولا مهوی کلیددار (رله) کاملا افقی – قطبی شده توصیه می شود تا برای سه اتصالیهای نامتعادل این رله مشخصه داغیره ای خود را بگشاید و محور R از نمودار امپداس را در برگیرد. و بتواند با نسبتهای امپدانسی منبع به امرانس خط از 100 تا 1 برای اتصالیهای فاز و 60 تا 1 برای اتصالیهای زمین عمل کند بنابراین انتخاب طرح فاصله به واحد راه انداز و واحد اندازه گیر بستگی دارد.

واحدهای راه انداز:

سر از رله های اضافه جریان رسم از رله های اندازه گیر فاصله می توان به عنوان راه انداز استفاده کرد که در مورد دوم ای رله با از نوع کسر امپرانس باشد و در مورد طرح موی کلیددار کاملا افقی – قطبی شده چنانچه از راه اندازه های اضافه جریان استفاده شود باید آنها را با راه اندازهای کسر ولتاژ کامل کرد تا در اتصالیهای زمین هرگاه جریان اتصالی زمین در محل استقرار رله از جریان بار کامل کمتر باشد کلیدزنی واحد اندازه گیر کنترل شود.

برای اتصالیهای واقع در نقطه برد منطقه 3 یا فراسوی آن راه اندازهای اضافه جریان باید بتواند در شرایط حداقل اتصالی درست عمل کنند

تعیین تظیمات رله:

برای تنظیمات رله مورد نظر باید در نظر داشت که بر حسب امپدانس توالی مثبت خط حفاظت شده مدرج می شوند که در طرح SSM3V زاویه مشخصه رله در واحد اندازه گیری مهوی خود قطبی شده ممکن است 45 یا 30 باشد با استفاده از زاویه مشخصه 45 تنظیمات اهمی رله مورد نظر با تقسیم امپرانس برد منطقه مورد نظر بر حسب اهم ثانویه به دست می آید که مقدار زاویه خط است در مورد واحد اندازه گیر مهوی کاملا افقی – قطبی شده از نوع SSMM3T زاویه مشخصه رله می توان به طور پیوسته در گستره 75 – 80 تنظیم کرد اما برای حداکثر دقت حساسیت معمولا توصیه می شود که زاویه مشخصه رله در همان مقدار زاویه خط تنظیم شود.

اثر خطوط موازی

هرگاه در خط مورد استفاده قار گیرد برای اتصالیهای منقطه 2 و منطقه 3 کم رسی پیش آید کم رسی ایجاد شده تا کمی از تغذیه خط موازی را می توان محاسبه کرد در نتیجه در صورتی که هر دو خط در خدمت رسانی باشند برد منطقه 2 به طور موثر تنها خط حفاظت شده به علاوه 25% از خط مجاور را می پوشاند به طور مشابه برد مور منطقه 3 خط حفاظت شده به علاوه 25% از خط مجاور را نیز شامل می شود. این اندر ریچ تنها می تواند برای اتصالیهای خارجی اتفاق افتد و موردی برای منطقه 2 وجود ندارد یکی از معایب اصلی حفاظت فاصله ای با زمان پلکانی معمولی این واقعیت است که ثانیه آنی حفاظت در هر انتهای خط حفاظت شده را نمی توان به گونه ای تنظیم کرد که تمام طول خط را پوشش دهد و معمولا برای حدود 80% تنظیم می شود این امر دو ناحیه انتهایی که باقی می گذارد که هر یک تقریبا 20% طول  حفاظت شده را تشکیل می دهد و در آنها اتصالیها توسط حفاظتهای مربوط در یک انتها به صورت آنی (زمان ثانیه 1) ولی در انتهای دیگر در زمان ثانیه 2 (0.3 تا 0.4 ثانیه) آشکار می شوند.

در بعضی کابردها این وضعیت را به دو دلیل نمی توان نادیده گرفت.

1 باقی ماندن اتصالیها برای مدت زمان ناحیه 2 برای خط ممکن است موجب ناپایداری سیستم شود

2 در جایی که رله باز نسبت خودکار سریع به کار گرفته می شود عدم همزمانی باز شدن کلیدها در هر دو انتهای قسمت اتصالی دار به آن ی انجامد که زمان در ده برای خاموش شدن جرقه اتصالی و آشکار شدن گازهای یونیزه شده در خلال یکل اتصال مجدد وجود نداشته باشد این امر موجب می شود تا اتصالی گذرا نیز بتواند باعث قفل دائمی مدارشکنها در هر دو انتهای قسمت شود.

طرح واحد حفاظت که شرایط را در طرفین خط حفاظت شده مقایسه می کند به طور همزمان می تواند به دقت مشخص کند که اتصالی در داخل قسمت حفاظت شده است یا خارج :-)از آن و توانایی آماده سازی حفاظت سریع برای تمام طول خط را دارد.

Over- Current Relay

رله اضافه جریان 

   رله ها اضافه جریان نوع الکترو مغناطیسی شامل یک سیم پیچ حریانی با هستة مغناطیس شونده هستند، که با عبور جریان بیش از مقدار تنظیم شده بوبین جریانی آن تحریک شده و تعدادی کنتاکت باز و بسته را که برای منظورهای مختلفی همچون تریپ و آلارم در نظر گرفته شده است، تغییر وضعیت می دهند. بوبین جریانی رله معمولاً دارای چند نقطة اتصال یا (Tap) است که امکان تنظیم جریان عملکرد را فراهم می کند. زمان عملکرد رله نیز معمولاً از نوع دیسک دورانی است. به این ترتیب رله دارای تنظیمات جریانی و زمانی است که بسته به شرایط کاربرد، جریان و زمان عملکرد برای رله تنظیم می گردد.

   رله های اضافه جریان معمولاً در دو دسته متداول ساخته می شوند. دسته اول دارای زمان عملکرد قابل تنظیم ولی ثابت برای تمام مقادیر اضافه جریان بوده و به رله زمان معین مستقل (Independent Definite time) مرسوم است.

   در این رله ها، زمان عملکرد بستگی به مقدار اضافه جریان ندارد، بلکه مقدار معینی است که برای رله قابل تنظیم است. دستة دوم رله های اضافه جریان معکوس زمانی (Inverse Definite minimum Time) هستند که زمان عملکرد مستقل از جریان نبوده و نسبت معکوس با مقدار اضافه جریان دارد، به نحوی که هر چه اضافه جریان عبوری رله بزرگتر باشد، زمان عملکرد رله کمتر خواهد بود.

   در مواردی ممکن است رله اضافه جریان مجهز به مدارات و وسایلی باشد که امکان عملکرد بدون تأ خیر زمانی (آنی) را برای رله فراهم می کند. در واقع رله دارای دو بخش است. آن بخش از رله که در زمان معین مستقل و یا به صورت معکوس زمانی در برابر اضافه جریان عمل می کند واحد زمانی رله نامیده می شود (Time unit) و بخش یا واحد دیگر که بدون تأخیر زمانی و در کمترین زمان ممکن عمل می نماید واحد لحظه ای یا آنی (Instantaneous unit) نامیده می شود.  

   در رله های اضافه جریان دو تنظیم اساسی وجود دارد که عبارتند از تنظیم جریان عملکرد (Operating cnrrent setting) و تنظیم زمان عملکرد یا منحنی زمانی (Time setting). چنانچه رله مجهز به واحد آنی باشد برای این واحد نیز تنظیم جریان عملکرد وجود دارد. تنظیم جریان رله یا مستقیماً بر حسب جریان انجام می شود یا بر حسب درصدی از جریان نای رله (psm).

   در رله های معکوس زمانی تنظیم زمان به صورت انتخاب یک منحنی از میان تعداد منحنی موجود در مشخصه رله انجام می شود. هر منحنی توسط پارامترهای مانند k% مشخص می شود و از 5% تا 100% با افزایش حداکثر 5 درصدی قابل تنظیم است. 

   رلة over current  یک دیسک دورانی دارد که با میزان گشتاور خاصی شروع به حرکت می کند و پس از یک دور کامل چرخیدن کنتاکتی را می بندد.  و به این صورت رله عمل می کند. با تغییر Time dial می توانیم مسافتی که دیسک باید بچرخد تا به کنتاکت برسد را تغییر دهیم و   زمان عملکرد رله را تنظیم کنیم. هر چه Time dial روی عددکوچکتری تنظیم شود، رله در زمان کمتری عمل می کند.  این رله یک قسمت  Inverse Time دارد که برای استفاده از آن باید Isetting و Time dial آن را تنظیم کرد، و یک قسمت آنی دارد که برای استفاده از آن باید جریان قسمت آنی را تنظیم کنیم، اگر تنظیم قسمت آنی را روی    بگذاریم، این قسمت رله اصلاً عمل نمی کند. 

   گاهی اوقات ممکن است در اثر خطا در قسمت هایی از خط، جریان خطای ما خیلی زیاد باشد و تنظیم Time dial به گونه ای باشد که پس از گذشت زمان نسبتاً زیادی رله Inverse ما عمل کند. در این موارد می توان با تنظیم رلة آنی روی جریان مورد نظر از آن برای رفع خطا فوری در شبکه استفاده کرد.

   در قسمت پشت رله یک سری کنتاکت به شرح ذیل وجود دارد:

کنتاکت با رلة آنی  

کنتاکت با رله معکوس زمانی 

تزریق ولتاژ :  dc

 تزریق جریان  :  

   با استفاده از دستگاه تست جریان تزریقی مورد نظر را می توان به رله وارد کرد. دستگاه تست یک دستگاه تزریق ولتاژ و جریان می باشد. ولتاژ DC مورد نظر را هم تزریق کرده و Timer دستگاه را به کنتاکت معکوس رله وصل می کنیم و رلة آنی را روی بینهایت   می گذاریم تا فقط اثر رلة Inverse را بررسی کنیم و از طریق Timer، مدت زمان عملکرد رله با Time dial های مختلف را مشاهده کنیم.

   در ابتدا جریان Pick- up و جریان Drop را بدست می آوریم:

جریان setting رله را روی 1.5 قرار میدهیم.

   جریان تزریقی به رله ها را از صفر افزایش می دهیم، زمانی که دیسک رله شروع به حرکت کرد، جریان را یادداشت می کنیم. این جریان جریان pick up نام دارد که در این جریان، کمی از جریان تنظیمی رله بیشتر می باشد.

   در حالت ایده آل جریان pick up مساوی جریان سیتینگ می باشد می توان خطای آن را بر حسب درصد از فرمول زیر بدست آورد.

Ipick-up= 1.65                         

   جریانی که به ازای آن دیسک شروع به حرکت می کند. 

   بعد از اینکه دیسک شروع به حرکت کرد. جریان تزریقی را کاهش می دهیم. جریانی که به ازای آن رله باز می گردد، جریانDrop نام دارد. 

IDrop= 1.38                    جریانی که به ازای آن رله باز می گردد.

   حال جریان تزریقی را به وسیلة کلمپی روی عدد 2 آمپر تنظیم و زمان عملکرد را بدست می آوریم .

  زمان عملکرد ( t )    جریان تزریقی  ( I )    Time Dail    Isetting   

مولتی 1    6.809    2 A    30%    1.5 A       

مولتی 2    2.819    3 A    30%    1.5 A       

مولتی 3    1.106    6 A    30%    1.5 A     

 حال قسمت آنی را وارد می کنیم و جریان را روی 3A تنظیم می کنیم.

   پس از تست کردن رله، مشاهده می کنیم قبل از عمل کردن رلة Inverse، رله آنی این اضافه جریان را تشخیص می دهد و سریع عمل می کند. اگر  Timerمربوط به  programma را به کنتاکت های 9-10 وصل کنیم، زمان عملکرد رلة آنی را بدست می آوریم

t=0.08 s 

   می دانیم که یکی از ویژگیهای منحنی های Inverse این است که فاصلة بین دو منحنی در جریان های کمتر (ابتدای منحنی ها) بزرگتر از فاصلة زمانی در جریان های بیشتر می باشد و این فاصله به Time dial تنظیمی دو منحنی بستگی دارد.  

   حال این ویژگی ها را عملاً بررسی می کنیم.

زمان عملکرد ( t )    جریان تزریقی  ( I )    Time Dail    Isetting           

1.865 s    3 A    20%    0.6 A    A       

3.468 s    3 A    20%    0.6 A    B       

1.195 s    3 A    20%    1.2 A    C       

2.201 s    3 A    20%    1.2 A    D     

                       Isetting= 0.6A                        ابتدای منحنی

                            Isetting= 1.2A         انتهای منحنی

 در نتیجه در جریان های setting کمتر نسبت زمان های عملکرد به نسبت Time dial نزدیک تر می باشد.  

Process Flow Diagram -PFD

این نمودار یک نمودار متداول در مهندسی شیمی و مهندسی فرآیند برای نشان دادن جریان اصلی تجهیزات و فرآیند در کارخانه می شود.

نمودار PFD نمایش شماتیک کلیه فعالیت هایی که در یک پروسه انجام می شوند و دربردارنده اطلاعات مورد نیاز برای تجزیه و تحلیل می باشد



با مشاهده یک PFD اطلاعات زیر را می توان کسب کرد:

 محدوده پروسه نمایش گرافیکی چیدمان تجهیزات اصلی، خطوط فرآیندی و لوپ های کنترلی انبار مواد خام، محصول و نرخ جریان خط اصلی و شرایط عملکردی یوتیلیتی هایی که در پروسه بصورت مداوم مورد استفاده قرار می گیرند.



در یک PFD آیتم های زیر نمایش داده می شود:

 لوله کشی فرآیند

 سمبل، نام و کد شناسایی تجهیزات اصلی شیرها و شیرهای کنترلی که بر روی عملکرد سیستم اثر می گذارند ارتباط با سایر سیستم ها انشعابات فرعی (Bypass) مهم و خطوط سیرکوله نرخ های سیستم و مقادیر عملکردی مانند حداقل، نرمال و حداکثر جریان، فشار یا درجه حرارت

 ترکیب مایعات

از سوی دیگر PFD اطلاعات زیر را ارائه نمی دهد:

 نوع لوله ها

 شماره خط لوله

 انشعابات فرعی غیر مهم

 شیرهای جداسازی و توقف (Shutoff)

 شیرهای ایمنی

 اطلاعات مربوط به کدها

 اطلاعات مربوط به ارتعاشات

راهکارهای عمومی برای رسم PFD

 نمودار PFD نباید بصورت مقیاس تهیه شود

 این نمودار باید از چپ به راست بر اساس جریان فرآیند رسم شود

 جریان اصلی فرآیند باید با خط پررنگ رسم شود

خطوط یوتیلیتی باید فقط در صورتیکه تجهیزات اصلی را ترک می کنند و یا به آن وارد می شوند نمایش داده شوند

 

قبل از تهیه PFD باید گام های زیر انجام شود:

1- مطالعات امکان سنجی

2-  مبانی طراحی فرآیند

3- طراحی مفهومی

4- نمودار جریان ساده

5- شبیه سازی حالت پایا

6- تهیه PFD و بالانس حرارت و متریال

MTO

عبارت MTO مخفف Material Take Off عبارتی است که در پروژه ها بسیار با آن برخورد می کنید.  لیست MTO لیستی از مواد و متریال مورد نیاز برای ساخت یک تجهیز یا سازه و غیره می باشد که در آن لیست متریال به همراه مقدار مورد نیاز و جنس آن (مانند نوع خاصی از فولاد و غیره) ذکر می شود. گاهی اوقات به این لیست MTOL نیز می گویند.

این لیست تنها محدود به مقدار متریال مورد نیاز نیست و وزن آیتم هایی که باید حمل یا برداشته شوند (Take Off) نیز در آن ذکر می شود. این اطلاعات یک عامل مهم در هنگام کار با متریال سنگین می باشد زیرا به شرکت حمل کننده آن متریال این امکان را می دهد که وزن کل آیتم های موجود در لیست را بداند و بر اساس آن در مورد نحوه حمل آن پس از ساخت تصمیم گیری کند.

بر اساس تعریف ISA عبارت MTO عبارتست از فرآیند تجزیه و تحلیل نقشه ها و تعیین کلیه متریال مورد نیاز برای پیاده سازی طرح. پس از تهیه MTO از آن برای تهیه سیاهه متریال (BOM) استفاده می شود. فرآیند خرید و تامین و تدارک پس از تهیه BOM انجام می شود.

P&ID Piping and Instrumentation Diagram

در صورتیکه در پروژه های متوسط و یا بزرگ صنعتی کار کرده باشید، مطمئنا تا کنون حداقل یک بار با این عبارت برخورد کرده اید. نمودار P&ID یکی از مدارک بسیار مهم در هر پروژه ای که با فرآیند ها سر و کار دارد، می باشد.

کلمه  P&ID سرنام عبارت Piping and Instrumentation Diagram می باشد. این نمودار نموداری است که ارتباط بین تجهیزات فرآیندی و ابزاردقیق های مورد استفاده برای کنترل فرآیند را نشان می دهد. این نمودار بر اساس نمودار جریان فرآیند (PFD) تهیه شده و نشانه های گرافیکی تجهیزات و پایپینگ را به همراه نشانه های گرافیکی مربوط به اندازه گیری فرآیند و عملکردهای کنترلی نشان می دهد.

در این نمودار برای نشان دادن تجهیزات و وسایل کنترلی از سمبل ها و اشکال خاصی استفاده می شود که اغلب بر اساس استاندارد ISA طراحی می شوند. در واقع می توان گفت که P&ID شکل کامل شده PFD می باشد. این نمودار پس از تهیه و تایید PFD تهیه می گردد. در یک P&ID باید حداقل اطلاعات زیر نشان داده شود:

 نمایش کلیه وسایل کنترلی و مشخصات آن تجهیزات مکانیکی به همراه نام و شماره آن شیرها و مشخصات آنها کلیه اطلاعات مربوط به پایپینگ شامل شماره خطوط، اندازه، تغییر مشخصه ها، طبقه بندی خطوط و جهت جریان . کلیه کورکن ها (Blind) ، فلنج ها، شیرها، تجهیزات ایمنی، دریچه ها (Vent)، محل های تخلیه (Drain)، فیتینگ ها، تبدیل ها خطوط شروع و تخلیه موقتی ورودی ها و خروجی های کنترلی و اینترلاک ها ورودی های سیستم کنترل کامپیوتری کلیه وسایل کنترلی شامل لوپ ها، ارتباطات نرم افزاری و هشدارها و سیستم منطقی

موارد زیر نباید در P&ID نشان داده شوند:

 شیرهای سر ابزارها رله های کنترلی کلیدهای دستی ظرفیت یا نرخ عملکرد تجهیزات لوله گذاری و شیرهای اولیه تجهیزات داده های مربوط به جریان و دمای فشار زانویی ها، سه راهی ها و فیتینگ های استاندارد مشابه یادداشت های تفصیلی

نمودار P&ID پس از تهیه و تایید PFD تهیه می گردد. پس از تهیه و تایید P&ID نیز ، کارشناسان پایپینگ نسبت به تهیه مدارک تفصیلی پایپینگ نظیر نقشه ایزومتریک و غیره اقدام می کنند. از سوی دیگر کارشناسان ابزاردقیق نیز با استفاده از این نمودار نسبت به طراحی مدارک تفصیلی ابزاردقیق نظیر منطق کنترلی، صفحات واسط و غیره اقدام می نمایند.

در واقع می توان گفت که P&ID یک مدرک کلیدی در تهیه بسیاری دیگر از مدارک مورد نیاز در طراحی فرآیند می باشد و می توان گفت که یک مایلستون مهم در طراحی بسیاری از پروژه ها می باشد.

همچنین پس از تهیه P&ID می توان تقریب نسبتا خوبی از مشخصات و میزان تجهیزات مورد نیاز برای خرید نیز فراهم کرد.

 در پایان نیز از کلیه دوستانی که میتوانند در معرفی سایر ابزارهای تخصصی سایر رشته های مهندسی به اینجانب کمک کنند خواهشمندم مطالب خود را برای بنده بفرستند تا در اختیار سایر دوستان قرار بگیرد.