Was ist ein Netzwerkschutz?
Ein Netzwerkschutz ist ein Gerät, das den Stromfluss zwischen miteinander verbundenen Stromversorgungssystemen überwacht und automatisch trennt, wenn der Strom in umgekehrter Richtung fließt. Es handelt sich um ein Schutzgerät, das in Netz- und Punktnetzen verwendet wird, um den Rückfluss elektrischer Energie aus dem Sekundärnetz zu verhindern. Netzwerkschutzrelais bestehen aus Leistungsschaltern, Relaisaufbauten und Gehäusemechanismen. Sie werden hauptsächlich in unterirdischen Stromverteilungsnetzen eingesetzt, um in Ballungsräumen mit hoher Bevölkerungsdichte zuverlässig Strom bereitzustellen. Diese Gebiete können Industriegebiete, große Gebäude oder sogar Stadtteile sein.
Sekundäre Energieverteilungsnetze enthalten typischerweise Interlaced-Netze, deren Energie von mindestens zwei oder mehr Energiequellen geliefert wird. Es ist so aufgebaut, dass das Stromverteilungsnetz auch bei Ausfall einer Stromquelle unterbrechungsfrei funktioniert. Jede Stromquelle enthält einen Schalter, einen Mehrphasenbus und einen Transformator. Der Netzwerkschutz verbindet den mehrphasigen Abzweigbus mit dem Netzwerk und befindet sich normalerweise in staubdichten Gehäusemechanismen. Die Gehäuse sind aufgrund der Position der Geräte auch feuchtigkeitsbeständig. Sie befinden sich meist in unterirdischen Gängen in großen städtischen Gebieten.
Der Gehäusemechanismus schützt das Relais und den Leistungsschalter vor Witterungseinflüssen und Manipulationen und verhindert so letztendlich eine Beschädigung. Der Leistungsschalter verfügt über Kontakte, die zwischen offener und geschlossener Position umschalten. Das Relais fungiert als Gehirn des Geräts und überwacht mithilfe von Sensoren die Netzströme, den Transformator und die Netzspannungen. Der Strom fließt durch den Netzwerkschutz, wenn die Hauptkontakte darin geschlossen sind. Wenn das Relais einen umgekehrten Stromfluss oder eine Überstromsituation feststellt, führt es Algorithmen aus, um das Auslösen des Leistungsschalters auszulösen, und löst das System aus.
Auch wenn es so scheint, schützt der Netzwerkschutz das sekundäre Netzwerk nicht, sondern verhindert, dass Strom von diesem zum primären Netzwerk fließt. Es erhält die Abhängigkeit und Stabilität des Sekundärsystems aufrecht. Die Relais erkennen Fehler in der primären Einspeisung und der Leistungsschalter öffnet, um die primäre Einspeisung vom sekundären Netzwerk zu trennen. Dies geschieht, weil das primäre Kabel über den Netzwerktransformator mit dem sekundären Netzwerk verbunden ist. Wenn der Strom umgekehrt fließen darf, wird der Primärspeiser durch magnetische Induktion mit Strom versorgt.
Dies ist eine gefährliche Situation, da der Fehler weiterhin mit Strom versorgt wird, der vom sekundären Netzwerk geliefert wird. Das Relais im Netzwerkschutz erkennt den Rückfluss und löst das System aus, um dies zu verhindern. Wenn im sekundären Netzwerk ein Fehler vorliegt, löst das Relais nicht aus und der Fehler wird weiterhin von der primären Einspeisung mit Strom versorgt. In solchen Fällen sind die Netzwerke auf Kabelbegrenzer angewiesen, die wie Sicherungen wirken und schmelzen, um den Sekundärfehler zu trennen. Manchmal können die Kabel durchbrennen und der Fehler wird isoliert. Dies kann gefährlich sein, da das Kabel möglicherweise nicht durchbrennt und das sekundäre Netzwerk langfristig durch übermäßige Überlastung beschädigt wird.
Die Steuerrelais haben Wiedereinschaltungen, die den Leistungsschalter schließen, nachdem er ausgelöst und der Fehler behoben wurde. Frühere Netzwerkprotektoren waren elektromechanische Systeme, während modernere vollständig elektronisch sind. Elektronische Netzwerkprotektoren berechnen den Stromfluss oder verwenden Ströme und Sequenzspannungen, um Auslöseentscheidungen zu treffen. Digitale, sequenzbasierte Relais können sogar Stromflüsse messen und diese Daten an entfernte Stationen übertragen.