Schutzrelais
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Ein Schutzrelais, heute besser ((Netz-)Schutzgerät) genannt, ist ein Gerät aus der Elektrotechnik. Es soll fehlerhafte Zustände in Elektroenergieversorgungsnetzen erkennen und in Abhängigkeit von verschiedenen Kriterien, wie Fehlerentfernung, Fehlerrichtung oder Störfalldauer, eine Abschaltung des fehlerhaften Netzabschnittes bewirken.
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[Bearbeiten] Bezeichnung
Die Bezeichnung Schutzrelais stammt noch aus der Zeit, als die Schutzgeräte elektromechanisch ausgeführt waren. Eine dem jeweiligen Aufgabenbereich angepasste Schaltung aus Spulen, Widerständen und Kontakten sorgte für die Erkennung von Netzfehlern und die Auslösung von Schaltbefehlen. Heutezutage hat sich die Bezeichnung Schutzgerät durchgesetzt.
[Bearbeiten] Aufbau
Moderne Netzschutzgeräte sind in Digitaltechnik konstruiert, sie enthalten zum Beispiel Transformatoren, AD-Wandler, Speicherbausteine, Mikrorechner, LEDs, ein Display und mehrere, oft vom Anwender programmierbare Ausgangsrelais. Daher ist die Bezeichnung Schutzrelais nicht ganz zutreffend und führt manchmal sogar zu Verwechslungen mit den integrierten Ausgangsrelais.
[Bearbeiten] Einsatz
Einsatzgebiet der Netzschutzgeräte sind überwiegend Mittel- und Hochspannungsnetze. Typische Spannungen solcher Netze sind zum Beispiel 10, 20, 110 oder 380 Kilovolt.
[Bearbeiten] Wirkungsweise
Die für die Erkennung und Bewertung von Netzfehlern notwendigen Messgrößen werden dem Schutzgerät über Wandler zugeführt (Stromwandler, Schutzwandler, Spannungswandler). Spannungswandler liefern dann meist einen Nennwert von 100 V, Stromwandler 1 oder 5 Ampere. Man spricht dabei auch von Sekundärgrößen.
Diese Sekundärgrößen werden von modernen Netzschutzgeräten in digitale Messwerte umgesetzt und von einem Mikrorechner weiterverarbeitet. Soll bei einem Netzfehler eine Abschaltung erfolgen, so schaltet das Schutzgerät eine Steuerspannung (zum Beispiel 60 V DC) an einen Leistungsschalter, der dann den Fehler- Stromkreis unterbricht.
Nach der Wirkungsweise unterscheidet man unter anderem:
[Bearbeiten] Überstrom-Zeit-Schutzgerät
Bei Überschreitung eines Stromgrenzwertes wird eine Verzögerungszeit gestartet. Nach deren Ablauf wird ein AUS-Kommando erteilt.
[Bearbeiten] Distanzschutzgerät
Wenn ein Fehler eintritt, wird eine Impedanzmessung durchgeführt, die einen Rückschluss auf die Distanz zum Fehlerort erlaubt. Die wirksame Verzögerungszeit vor dem AUS- Kommando richtet sich nach der Distanz zum Fehlerort.
Der Eintritt eines Fehlers wird zum Beispiel, wie beim Überstromzeitschutz, durch das Überschreiten einer Stromschwelle erkannt.
[Bearbeiten] Differentialschutzgerät
Diese Schutzgeräte messen in der Regel den Strom, der in einen Netzabschnitt hineinfließt und den, der aus dem Abschnitt herausfließt. Kommt es zu einer Differenz, die über die üblichen Messfehler hinausgeht, wird ein AUS-Befehl erteilt. Eine Verzögerungszeit gibt es bei diesem Schutzprinzip oftmals nicht.
