Schutzrelais: Funktion, Typen, Schaltung und Anwendungen

Ein elektrisch betriebener Schalter wie z Relais spielt eine Schlüsselrolle bei der Steuerung eines elektrischen Stromkreises durch ein unabhängiges Signal mit geringer Leistung, ansonsten verwendet, wenn eine Anzahl von Stromkreisen durch ein einziges Signal gesteuert werden soll. Zunächst wurden Relais als Signalverstärker in Ferntelegrafenschaltungen verwendet und danach in frühen Computern und Telefonzentralen weit verbreitet, um logische Operationen zu erreichen. Es sind verschiedene Typen von Relais verfügbar und jeder Typ wird basierend auf den Anforderungen verwendet. Dieser Artikel behandelt also einen Überblick über ein Schutzrelais bzw Schutzrelais – Arbeiten mit Anwendungen.

Was ist ein Schutzrelais?

Eine Schutzrelais-Definition ist: a Schaltanlage Gerät zum Erkennen von Fehlern und Starten der Leistungsschalter Operation, um das fehlerhafte Element des Systems zu trennen. Diese Relais sind in sich geschlossene und kompakte Geräte, die abnormale Bedingungen erkennen, die in den elektrischen Schaltkreisen auftreten, indem sie ständig die elektrischen Größen messen, die sich bei Fehler- und Normalbedingungen unterscheiden. Unter Fehlerbedingungen können sich die elektrischen Größen wie Strom, Spannung, Phasenwinkel und Frequenz ändern. Das Diagramm des Schutzrelais ist unten dargestellt.

Funktionsprinzip des Schutzrelais

Ein Schutzrelais wird verwendet, um das Gerät zu schützen, sobald der Fehler innerhalb eines Systems erkannt wird. Sobald der Fehler erkannt wird, wird der Fehlerort gefunden und dann das Auslösesignal an den Leistungsschalter oder Leistungsschalter geliefert. Diese Relais arbeiten nach zwei Prinzipien wie elektromagnetische Anziehung und elektromagnetische Induktion.

Das elektromagnetische Anziehungsrelais funktioniert einfach mit beiden Versorgungen wie Wechselstrom und Gleichstrom und zieht die Spule zu den Elektromagnetpolen hin an. Diese Arten von Relais funktionieren sofort und ohne Verzögerung, während das elektromagnetische Induktionsrelais einfach nur mit Wechselstrom arbeitet und den Induktionsmotor verwendet, um das Drehmoment zu erzeugen. Daher werden diese regelmäßig als Richtungsrelais zum Schutz des Energiesystems und auch in Hochgeschwindigkeits-basierten Schaltbetriebsanwendungen eingesetzt.

Arten von Schutzrelais

Schutzrelais sind in verschiedenen Typen erhältlich, die je nach Anforderung eingesetzt werden.

Überstromrelais

Überstromrelais arbeiten durch den Strom. Die Überstromrelais können durch den Strom aktiviert werden. Dieses Relais enthält einen Ansprechwert und dieses Relais wird aktiviert, sobald die Messung und die Strommenge diesen Ansprechwert überschreiten.

Diese Relais sind in zwei Typen erhältlich, unverzögert und zeitverzögert, wobei diese beiden Relais häufig in einem einzigen Behälter bereitgestellt werden. Diese beiden werden durch einen ähnlichen Strom aktiviert; Ihre separaten Pickup-Werte können jedoch separat angepasst werden, indem die Tap-Einstellungen innerhalb des Eingangs geändert werden.

Überstromrelais sind nicht teuer und werden daher in Niederspannungskreisen und auch in bestimmten Hochspannungssystemanwendungen verwendet. Der Hauptnachteil dieses Relais ist, dass es auch die Stromschwankungen sowie die Fehler in den nahe gelegenen Zonen auswählen kann.

Elektromechanische Relais

Elektromechanische Relais sind die frühesten Relais, werden aber noch heute in vielen Bereichen eingesetzt. Dieses Relais arbeitet einfach mit einem Magnetfeld, das von einer elektromagnetischen Spule erzeugt wird, sobald ihm ein Steuersignal zugeführt wird. Dieses Relais wandelt die Spannungen und Ströme in elektrische, magnetische Kräfte und Drehmomente um, die gegen Federbelastungen innerhalb des Relais drücken. Die Federspannung und die Anschläge auf die elektromagnetischen Spulen innerhalb des Relais sind die Hauptprozesse, durch die ein Benutzer ein Relais einstellt. Bitte beziehen Sie sich auf diesen Link, um mehr über ein zu erfahren Elektromechanisches Relais .

Richtungsrelais

Diese Relais werden durch den Stromfluss in eine bestimmte Richtung aktiviert. Es kann eine Abweichung zwischen dem Betätigungs- und dem Referenzstrom erkennen. Dieses Relais wird in Kombination mit einigen anderen Relais wie Überstromrelais verwendet, um die Kapazität und Selektivität des Schutzrelaissystems zu verbessern. Dieses Relais reagiert einfach auf die Änderung des Phasenwinkels zwischen dem Betätigungs- und einem Referenzstrom, der als polarisierende Größe bekannt ist.

Distanzrelais

Dieses Distanzrelais wird verwendet, um zwischen normalen Betriebsbedingungen und einem Fehler zu unterscheiden und unterscheidet auch Fehler innerhalb eines bestimmten Bereichs und innerhalb eines anderen Elements des Systems. Der Betrieb des Distanzrelais ist für einen bestimmten Bereich von Impedanzaufnahmewerten unangemessen. Dieses Relais zieht an, sobald die Impedanzmessung niedrig ist oder dem bevorzugten Pickup-Impedanzwert entspricht.

In diesem Relais werden die Parameter wie Spannung und Strom gegeneinander ausgeglichen und dieses Relais reagiert auf das Spannungs- und Stromverhältnis, das die Impedanz der Übertragungsleitung vom Standort des Relais zum interessierenden Punkt darstellt. Diese Impedanz wird verwendet, um die Entfernung durch eine Übertragungsleitung zu bestimmen, daher ist sie als Entfernungsrelais bekannt. Diese Relais sind in verschiedenen Typen wie Reaktanz-, Mho- und Impedanzrelais erhältlich.

Bitte beachten Sie diesen Link, um mehr darüber zu erfahren Distanzrelais .

Pilotrelais

Das Pilotrelais wird verwendet, um festzustellen, ob ein Fehler innerhalb oder außerhalb der geschützten Leitung liegt. Wenn der Fehler intern in Richtung der geschützten Leitung ist, dann alle Leistungsschalter (LS) an den Leitungsanschlüssen werden mit maximaler Geschwindigkeit ausgelöst. Wenn der Fehler extern in Richtung der geschützten Leitung liegt, wird das Auslösen des Leistungsschalters in ähnlicher Weise blockiert oder verhindert. Es sind drei Arten von Pilotrelais verfügbar: Draht, Stromleitungsträger und Mikrowellenpilot, die für Schutzrelais verwendet werden.

Differentialrelais

Ein Differentialschutzrelais funktioniert einfach, indem es den Hauptunterschied zwischen der Eingangs- und Ausgangsstromgröße sowie den Werten kontrastiert. Wenn die Differenz über dem Ansprechwert liegt, kann das System getrennt werden und der Leistungsschalter (CB) wird ausgelöst.

Schutzrelaisschaltung

Das Schutzrelais wird verwendet, um anormale Bedingungen innerhalb der elektrischen Schaltkreise zu erkennen, indem es die verschiedenen elektrischen Größen ständig unter normalen sowie Fehlerbedingungen misst. Die elektrischen Größen, die unter Fehlerbedingungen variieren können, sind: Strom, Spannung, Phasenwinkel & Frequenz.

Es wird eine typische Schutzrelaisschaltung gezeigt, die in drei Teile unterteilt werden kann, die unten diskutiert werden.

• Der erste Teil der Schaltung ist die Primärwicklung eines Stromwandlers, der auch als Stromwandler bezeichnet wird. Dieser Stromwandler wird mit der zu schützenden Übertragungsleitung in Reihe geschaltet.
• Der zweite Teil enthält die Sekundärwicklung des Stromwandler , CB & die Arbeitsspule des Relais.
• Der letzte Teil des Stromkreises ist der Auslösekreis, der entweder AC/DC sein kann. Es umfasst also hauptsächlich eine Stromversorgungsquelle, die Auslösespule des Leistungsschalters und die stationären Kontakte des Relais.

Arbeiten

Einmal ein Kurzschluss am „F“-Punkt auf der Übertragungsleitung auftritt, dann steigt der Stromfluss innerhalb der Übertragungsleitung auf einen enormen Wert an. Dadurch fließt ein starker Strom durch die Relaisspule und das Schutzrelais funktioniert, indem es einfach seine Kontakte schließt.

Folglich schließt es den Auslösekreis des Leistungsschalters und öffnet den Leistungsschalter und trennt das fehlerhafte Segment vom System. Auf diese Weise gewährleistet dieses Schutzrelais die Sicherheit der Ausrüstung des Stromkreises vor Unterbrechung und typischem Betrieb des Systems.

Codes für Schutzrelais

Beim Entwurf von Stromversorgungssystemen geben die ANSI-Codes an, welche Funktionen eine Schutzvorrichtung wie ein Relais/Leistungsschalter unterstützt. Diese Geräte schützen einfach elektrische Systeme sowie Komponenten vor Verletzungen, sobald ein elektrischer Fehler auftritt. ANSI-Codes sind sehr nützlich bei der Identifizierung von Mittelspannungs-basierten Mikroprozessorgerät Funktionen. Die ANSI-Codes des Schutzrelais sind unten aufgeführt.

Schutz aktueller Funktionen

Der Schutz aktueller Funktionen mit Codes ist unten aufgeführt.

ANSI 50/51 zeigt Phasenüberstrom an.
ANSI 50N/51N (oder) 50G/51G zeigt einen Erdschluss an.
ANSI 50BF zeigt einen Leistungsschalterausfall an.
ANSI 46 zeigt eine unsymmetrische oder negative Sequenz an.
ANSI 49 RMS zeigt thermische Überlastung an.

Richtungsstromschutz

Der Schutz des gerichteten Stroms mit Codes ist unten aufgeführt.

ANSI 67 gibt den gerichteten Phasenüberstrom an.
ANSI 67N/67NC zeigt einen gerichteten Erdschluss an.

Gerichtete Leistungsschutzfunktionen

Der Schutz der gerichteten Leistung mit Codes ist unten aufgeführt.

ANSI 32P zeigt gerichtete aktive Überleistung an.
ANSI 320/40 gibt gerichtete Blindleistung an.

Maschinenschutzfunktionen

Die Maschinenschutzfunktion mit Codes ist unten aufgeführt.

ANSI 37 zeigt Phasenunterstrom an.
ANSI 48/51LR/14 zeigt einen blockierten Rotor oder eine extreme Startzeit an.
ANSI 66 gibt Starts pro Stunde an.
ANSI 50V/51V zeigt Spannung/eingeschränkten Überstrom an.
ANSI 26/63 bezeichnet Buchholz/Thermostat.
ANSI 38/49T gibt die Überwachung der Temperatur an.

Spannungsschutzfunktionen

Die Spannungsschutzfunktion mit Codes ist unten aufgeführt.

ANSI 27D zeigt eine positive Sequenz unter Spannung an.
ANSI 27R zeigt an, dass sie unter Spannung bleiben.
ANSI 27 zeigt Unterspannung an.
ANSI 59 zeigt Überspannung an.
ANSI 59N zeigt die Verschiebung der neutralen Spannung an.
ANSI 47 zeigt eine Gegensystem-Überspannung an.

Schutzfunktionen der Frequenz

Die Schutzfunktionen der Frequenz mit Codes sind unten aufgeführt.

ANSI 81H zeigt Überfrequenz an.
ANSI 81L zeigt Unterfrequenz an.
ANSI 81R gibt eine Änderung der Frequenzrate an.
ANSI 81R gibt eine Änderung der Frequenzrate an.

Prüfung von Schutzrelais

In aktuellen Energiesystemen spielen Schutzrelais eine Schlüsselrolle, sodass ihr zuverlässiger Betrieb jederzeit überprüft werden muss. Daher sollten diese Relais während ihres Lebenszyklus getestet werden. Außerdem ist ein Relaistest auf normaler Basis erforderlich, um sicherzustellen, dass der ordnungsgemäße Betrieb aufrechterhalten wird. Wenn das Testen des Schutzrelais nicht regelmäßig gut durchgeführt wird, können elektrische Fehler auftreten und Schäden an der Ausrüstung und den Arbeitern verursachen.

Es gibt drei Arten von Schutzrelaistests, die im Folgenden beschrieben werden: Prüfstandstests, Inbetriebnahmetests und Wartungstests.

Bankprüfung

Dieser Test wird durchgeführt, um das Relais selbst zu testen und um sicherzustellen, dass es dem Design entspricht. Dies vermeidet kostspieligere und zeitaufwändigere Probleme in späteren Phasen eines Projekts.

Inbetriebnahmeprüfung

Wenn das elektrische System entworfen wurde, umfasst die Inbetriebnahme des Schutzrelais die Überprüfung, ob das größere System wie erwartet funktioniert. Wenn also beispielsweise das Schutzrelais mit der Schaltanlage verbunden ist, sollte es wie erwartet funktionieren und auf Verriegelungen und andere replizierte Bedingungen reagieren. In Zukunft wird die Funktion des Relais verifiziert sein.

Wartungstests

Sobald die Wartungsprüfung durchgeführt wurde, wird der gesamte Konstruktionszweck angenommen, jedoch sollte das Verhalten des Schutzrelais für den Betrieb unter den folgenden Bedingungen überprüft werden. Abgesehen von bestimmten Fehlern kann dieses Relais keine Änderungen in den Eigenschaften eines Systems wie sich im Laufe der Zeit ändernde Netzwerklasten feststellen. Daher müssen diese langfristigen Änderungen möglicherweise das Schutzrelais neu programmieren, um sicherzustellen, dass der geschätzte Betrieb beibehalten wird.

Bei der Prüfung von Schutzrelais gibt es viele Parameter, die je nach Art der Prüfung häufig getestet werden müssen, wie z. analoge Ein- und Ausgänge, Primäreinspeisung, Isolationswiderstandsprüfung und Sekundäreinspeisungsprüfung.

Vorteile Nachteile

Das Vorteile eines Schutzrelais füge folgendes hinzu.

• Dieses Relais überwacht kontinuierlich verschiedene Parameter wie Strom, Spannung, Leistung und Frequenz.
• Es verbessert die Systemstabilität durch die Isolierung defekter Abschnitte
• Dieses Relais löscht den Fehler in kürzester Zeit und reduziert so den Schaden.
• Dieses Relais erkennt Ausfälle und fehlerhafte Abschnitte im System.
• Es reduziert die Brandgefahr.
• Es bietet elektrische Sicherheit und schützt eine Person während der Arbeit am System.
• Es verbessert die Leistung, Stabilität und Zuverlässigkeit des Systems.
• Der Betrieb dieser Relais ist sehr schnell und auch sehr schnell zurückzusetzen.
• Diese können in beiden Stromversorgungen wie AC und DC verwendet werden.
• Diese Relais funktionieren einfach in Millisekunden und das Ergebnis ist sofort.
• Dies sind die zuverlässigsten, robustesten, kompaktesten und sehr einfach.
• Es ist in verschiedenen Bereichen anwendbar.

Das Nachteile eines Schutzrelais füge folgendes hinzu.

• Ein Schutzrelais kann Fehler in einem Stromsystem nicht vermeiden, daher verbringt dieses Relais mehr Zeit mit der Überwachung des Stromsystems.
• Es muss regelmäßig gewartet und nicht statische Relais getestet werden.
• Der Betrieb dieses Relais kann einfach durch Alterung, Verschmutzung und Staub der Komponente beeinträchtigt werden, was zu Fehlauslösungen führt.
• Diese Relais bieten Sicherheit und Konsistenz, die für einen zuverlässigen Betrieb erforderlich sind.

Anwendungen

Das Anwendungen eines Schutzrechts y schließen Sie Folgendes ein.

• Ein Schutzrelais dient dem elektrischen Schutz.
• Das Schutzrelais erkennt ein Problem in einem frühen Stadium und reduziert oder beseitigt Schäden an der Ausrüstung erheblich.
• Dieses Relaisgerät dient hauptsächlich dazu, einen CB (Leistungsschalter) auszulösen, sobald ein Fehler festgestellt wird.
• Dieses Relais funktioniert wie ein Erkennungsgerät, erkennt also die Fehler, kennt seine Position und liefert schließlich das Auslösesignal an den Leistungsschalter
• Dies ist ein Schaltgerät, das verwendet wird, um die Fehler zu erkennen und den Leistungsschalterbetrieb zu starten, um das fehlerhafte Element vom System zu trennen.
• Diese sind sehr hilfreich beim Hochspannungs- und Mittelspannungsschutz und beim Überstrom- bis hin zum komplexen Distanzschutz.

Was sind die Schlüsselfunktionen von Schutzrelais?

Die Hauptfunktionen von Schutzrelais sind:

• Es erkennt das Vorhandensein eines Fehlers.
• Es erkennt den Fehlerort.
• Es erkennt das Vorhandensein eines Fehlertyps.
• Es schließt den Auslösekreis und betätigt den CB (Leistungsschalter), um das fehlerhafte System zu trennen.

Welche Art von Schutzrelais wird in einem Induktionsmotor verwendet?

Das MPR oder Motorschutzrelais dient zum Schutz des Hochspannungs-Asynchronmotors.

Was sind die wesentlichen Elemente eines Schutzrelais?

Zu den wesentlichen Elementen eines Schutzrelais gehören hauptsächlich ein Messelement, ein Vergleichselement und ein Steuerelement.

Wofür werden Schutzrelais verwendet?

Ein Schutzrelais wird verwendet, um fehlerhafte Geräte zu erkennen und überwacht Strom und Spannung mit Strom- und Spannungswandlern.

Welche Arten von Relais werden für den 3-Phasen-Schutz verwendet?

Beim Dreiphasenschutz wird ein 3-Phasen-Spannungssteuerrelais verwendet.

Das ist also eine Übersicht über ein Schutzrelais – Arbeiten mit Anwendungen. Um das Schutzrelais zufriedenstellend zu betreiben, muss es diese Eigenschaften wie Schnelligkeit, Selektivität, Zuverlässigkeit, Einfachheit, Empfindlichkeit, Wirtschaftlichkeit usw. aufweisen. Hier ist eine Frage an Sie: Was ist ein Leistungsschalter?