Vad är ett nätverksskydd?

Ett nätverksskydd är en enhet som övervakar flödet av elkraft mellan sammankopplade kraftsystem och automatiskt kopplar bort det om strömmen börjar strömma i omvänd riktning. Det är en skyddsanordning som används i nät och fläcknät för att förhindra bakåtflödet av elektrisk energi från det sekundära nätverket. Nätverksskyddsreläer består av effektbrytare, reläinställningar och husmekanismer. De används mest i underjordiska kraftdistributionsnät för att tillhandahålla ström pålitligt i områden med hög densitet av befolkningsbelastning. Dessa områden kan vara industriområden, stora byggnader eller till och med delar av en stad.

Sekundära kraftdistributionsnät innehåller vanligtvis sammanflätade nät vars kraft levereras av minst två eller flera kraftkällor. Det är strukturerat på detta sätt för att låta kraftdistributionsnätet fungera oavbruten även om en strömkälla går förlorad. Varje strömkälla innehåller en strömbrytare, en flerfasig buss och en transformator. Nätverksskyddet ansluter flerfassmatningsbussen till nätverket och är vanligtvis beläget i dammtäta husmekanismer. Huset är också fuktbeständigt på grund av enheternas placering; de ligger mest i underjordiska passager i stora stadsområden.

Höljesmekanismen skyddar reläet och effektbrytaren från exponering för elementen och manipulering, vilket i slutändan förhindrar att det skadas. Strömbrytaren har kontakter som växlar mellan öppna och stängda positioner. Reläet fungerar som hjärnan hos enheten och övervakar linjeströmmar, transformatorer och nätverksspänningar med hjälp av sensorer. Ström flyter genom nätverksskyddet när huvudkontakterna i det stängs. Om reläet upptäcker ett omvänt flöde av effekt eller en överströmssituation, kör det algoritmer för att initiera avbrottstoppning och löser ut systemet.

Även om det kan verka så skyddar nätverksskyddet inte det sekundära nätverket utan stoppar strömmen från att flyta bort från det till det primära nätverket. Det upprätthåller det sekundära systems beroende och stabilitet. Reläerna upptäcker fel i den primära mataren och strömbrytaren öppnar för att koppla bort den primära mataren från det sekundära nätverket. Detta görs eftersom den primära kabeln är ansluten till det sekundära nätverket via nätverkstransformatorn. Om strömmen får flyta bakåt, aktiveras den primära mataren genom processen med magnetisk induktion.

Detta är en farlig situation eftersom felet fortsätter att aktiveras genom ström som tillförs av det sekundära nätverket. Reläet i nätverksskyddet avkänner omvänd ström och utlöser systemet för att förhindra detta. Om det finns ett fel i det sekundära nätverket, utlösar reläet inte, och felet fortsätter att aktiveras av den primära mataren. I sådana fall förlitar sig nätverken på kabelbegränsare som fungerar som säkringar och smälter för att koppla bort det sekundära felet. Ibland får kablarna brinna klart och felet isoleras. Detta kan vara farligt eftersom kabeln inte kan brinna och det sekundära nätverket skadas på grund av överbelastning på lång sikt.

Styrreläerna har förslutningar som stänger brytaren efter att den har utlösts och felet har rättats. Tidigare nätverksskyddare var elektromekaniska system, medan modernare är helt elektroniska. Elektroniska nätverksskydd beräknar effektflöde eller använder strömmar och sekvensspänningar för att fatta trippbeslut. Digitala, sekvensbaserade reläer kan till och med mäta effektflöden och kan kommunicera dessa data till fjärrstationer.