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Merkmale und Bedeutung von Schaltgeräterelais in elektrischen Systemen

Bedeutung von Schaltgeräterelais

Ein Energiesystem, das aus Generatoren, Transformatoren, Übertragungs- und Verteilungsleitungen besteht. Früher oder später kann also an jedem Teil des Systems ein Fehler auftreten. Wenn an irgendeinem Teil des Systems ein Fehler auftritt, muss dieser erkannt und der ungesunde Teil des Systems vom gesunden Stromkreis getrennt werden. Der Grund für die Trennung besteht darin, die Verbraucher unterbrechungsfrei mit Strom zu versorgen, und zweitens begrenzt eine schnelle Trennung die Schadensausbreitung in das System. Die Erkennung eines Fehlers und die Trennung eines fehlerhaften Stromkreises kann durch die Verwendung von Sicherungen, Relais und Leistungsschaltern erreicht werden. Eine Sicherung führt sowohl Erkennung als auch Trennung durch, jedoch nur in Niederspannungssystemen. Für Hochspannungssysteme (über 3,3 kV) werden Relais und Leistungsschalter eingesetzt, um die gewünschten Funktionen des automatischen Schutzes zu erfüllen.

„Ein Schutzrelais ist ein Gerät, das den Fehler erkennt und den Betrieb der Leistungsschalter einleitet, um die fehlerhaften Elemente vom Rest des Systems zu isolieren“

Wie funktionieren Schaltgeräterelais?

Die Relais erkennen anormale Zustände in den elektrischen Schaltkreisen, indem sie ständig die elektrischen Größen wie Strom, Spannung, Frequenz und Phasenwinkel messen. Wenn anormale Werte festgestellt werden, schließt das Relais den Auslösekreis des Unterbrechers. Eine typische Relaisschaltung ist in der Abbildung dargestellt.

In der erwähnten Abbildung ist das 3-Phasen-System der Einfachheit halber durch eine einzelne Phase dargestellt. Die Relaisschaltungsverbindung ist in drei Teile unterteilt. Die Primärwicklung des Stromwandlers wird in Reihe mit der zu schützenden Leitung geschaltet. Die Sekundärwicklung des Stromwandlers ist mit der Relaisspule verbunden. Der dritte Teil ist der Auslösekreis, der AC oder DC sein kann. Es besteht aus einem Netzteil. Die Auslösespule des Leistungsschalters und die Relaiskontakte.

Unter normalen Bedingungen funktioniert die Schaltung wie gewohnt, aber dann, wenn an Punkt F auf der Übertragungsleitung ein Fehler auftritt. Der durch die Leitung fließende Strom steigt auf einen enormen Wert an. Dies führt zu einem starken Stromfluss durch die Relaisspule, der den Anker anzieht und den Auslösekreis schließt. Durch Schließen des Auslösekreises wird er aktiviert und der Kolben aus dem Leistungsschalter gezogen, wodurch die Übertragungsleitung geöffnet und der fehlerhafte Stromkreis vom gesunden Stromkreis isoliert wird, wodurch der gesamte Stromkreis vor weiteren Schäden geschützt werden kann.

Was sind die grundlegenden Anforderungen bei der Auswahl des Schutzrelais

Die Hauptfunktion eines Schutzrelais besteht darin, den Fehler zu erkennen und aus dem Stromkreis zu entfernen, aber es gibt einige wichtige Faktoren, die bei der Auswahl eines Relais zum Schutz eines Stromversorgungssystems berücksichtigt werden sollten.

Selektivität: Es ist die Fähigkeit eines Schutzrelais, den fehlerhaften Teil des Systems richtig auszuwählen und den ungesunden Teil des Systems vom Rest des Systems zu trennen.

Geschwindigkeit: Dies ist ein weiteres Merkmal eines Schutzrelais, das anzeigt, wie viel Zeit das Relais zum Ansprechen benötigt. Das Relais muss sehr schnell ansprechen, da der enorme Strom in kürzester Zeit den gesamten gesunden Stromkreis beschädigen kann.

Empfindlichkeit: Es ist die Fähigkeit eines Schutzrelais, mit einem niedrigen Wert der Betätigungsgröße zu arbeiten. Die Empfindlichkeit eines Relais ist eine Funktion der Voltampere-Eingabe in die Relaisspule, die für ihren Betrieb erforderlich ist.

Zuverlässigkeit: Ein weiterer wichtiger Aspekt eines Schutzrelais, der ebenfalls sehr wichtig ist, ist seine Zuverlässigkeit. Es ist die Fähigkeit des Relais, unter den vorgegebenen Bedingungen zu arbeiten. Das Schutzrelais muss sehr zuverlässig sein, um nur unter anormalen Bedingungen zu funktionieren.

Einfachheit: Das Relaissystem muss in der Schaltung sehr einfach sein, damit es leicht gewartet werden kann. Je einfacher das Schutzschema, desto größer ist auch seine Zuverlässigkeit.

Wirtschaft: Der wichtigste Faktor bei allen Dingen ist der wirtschaftliche Aspekt. Manchmal stößt das ideale Schutzkonzept an sehr teure Grenzen. Die Schutzausrüstung sollte in der Regel nicht mehr als 5 % der Gesamtkosten ausmachen.


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