30.3 : Radialer Systemschutz

Radialsysteme verwenden zeitverzögerte Überstromrelais, um Lastunterbrechungen zu reduzieren. Wenn ein Fehler auftritt, öffnet sich zuerst der nächstgelegene Leistungsschalter, während vorgelagerte Leistungsschalter aufgrund längerer Verzögerungseinstellungen geschlossen bleiben. Dieser Ansatz stellt minimale Störungen im Rest des Systems sicher.

In einem Radialsystem mit einem Fehler hinter dem dritten Leistungsschalter öffnet sich im Idealfall nur der dritte Leistungsschalter, isoliert den Fehler und unterbricht die dahinter angeschlossene Last. Der zweite Leistungsschalter hat eine längere Verzögerungseinstellung, sodass der dritte Leistungsschalter den primären Schutz bietet. Wenn zwischen dem zweiten und dritten Leistungsschalter ein Fehler auftritt, öffnet sich der zweite Leistungsschalter aufgrund des höheren Fehlerstroms schnell und unterbricht die an den zweiten und dritten Leistungsschalter angeschlossenen Lasten. Dadurch wird ein Reserveschutz bereitgestellt, wenn der dritte Leistungsschalter ausfällt.

Das Koordinierungszeitintervall, also die Zeitdifferenz zwischen den Auslösungen der primären und der Backup-Schutzeinrichtung, beträgt normalerweise 0,2 bis 0,5 Sekunden. Dieses Intervall berücksichtigt Faktoren wie Stromwandlerfehler und die DC-Offset-Komponente des Fehlerstroms und gewährleistet eine ordnungsgemäße Koordinierung, um ein gleichzeitiges Auslösen zu vermeiden.

Für einen umfassenden Schutz werden separate Phasenrelais für Dreiphasen-, Leitung-zu-Leitung- und Erdschlüsse verwendet. Zuleitungen mit hoher Nullimpedanz erfordern möglicherweise ein separates Erdungsrelais mit einer niedrigeren Stromabgriffeinstellung, um eine genaue Fehlererkennung und -isolierung sicherzustellen.

Ein wirksamer Schutz in Radialsystemen hängt von der richtigen Koordination der Überstromrelais und einem umfassenden Verständnis des Systemverhaltens unter verschiedenen Fehlerbedingungen ab. Diese Koordination stellt sicher, dass Fehler effizient isoliert werden, wodurch die Auswirkungen auf das Gesamtsystem minimiert und die Stabilität aufrechterhalten wird. Moderne digitale Relais bieten erweiterte Funktionen wie Selbstüberwachung, Kommunikationsfähigkeiten und präzises Timing, wodurch die Zuverlässigkeit und Wirksamkeit des Relaisschutzes in Radialsystemen weiter verbessert wird.