Belang van schakelapparaatrelais

Een energienet bestaat uit generatoren, transformatoren, transport- en verdelingsleidingen. Er kan altijd een storing optreden. Bij een fout: detecteren en het ongezonde deel van het gezonde netwerk scheiden. Doel: onderbroken stroomvoorziening voorkomen voor consumenten en snelle scheiding beperkt schadeverspreiding. Foutdetectie en scheiding via: zekeringen, relais, stroomonderbrekers. Zekering = detectie + scheiding, maar alleen lage spanning. Voor hoogspanning (>3,3 kV): relais en stroomonderbrekers voor automatische bescherming.

"Een beschermingsrelais is een apparaat dat de fout detecteert en de werking van de stroomonderbreker initieert om de defecte elementen van de rest van het systeem te isoleren."

Hoe schakelapparaatrelais werken

Relais detecteren afwijkende toestanden in elektrische circuits door constant elektrische grootheden te meten: stroom, spanning, frequentie, fasehoek. Bij afwijkende waarden activeert het relais het afschakelcircuit van de onderbreker. Typisch relaiscircuit (zie figuur).

In de figuur is het 3-fasensysteem vereenvoudigd tot 1 fase. Relaiscircuit in drie delen:

1. Stroomtransformator primaire wikkeling in serie met te beschermen lijn.
2. Secundaire wikkeling stroomtransformator → relaisspoel.
3. Afschakelcircuit (AC of DC): voeding, afschakelspoel stroomonderbreker, relaiscontacten.

Normaal: circuit werkt normaal. Bij fout in punt F op transportlijn: stroom stijgt enorm → zware stroom door relaisspoel → trekt plunger aan → sluit afschakelcircuit. Door afschakelcircuit te sluiten: onderbreker plunger loslaten → transportlijn open → foutieve circuit geïsoleerd van gezonde circuit → verdere schade voorkomen.

Fundamentele eisen bij selectie beschermingsrelais

Hoofdfunctie: fout detecteren en verwijderen. Maar belangrijke factoren bij selectie:

• Selectiviteit: Vermogen om correct het probleemgedeelte te selecteren en te scheiden van het gezonde systeem.
• Snelheid: Hoe snel het relais reageert. Moet zeer snel zijn – enorme stroom kan gezonde circuit in nulkommaniet schaden.
• Gevoeligheid (Sensitivity): Vermogen om te werken met lage waarde van activeringsgrootte. Functie van volt-ampere input nodig voor werking.
• Betrouwbaarheid (Reliability): Vermogen om te werken onder vooraf bepaalde condities. Moet alleen in abnormale condities activeren.
• Eenvoud (Simplicity): Relaisysteem simpel → makkelijk onderhoud. Simpeler bescherming = betrouwbaarder.
• Economie (Economy): Belangrijkste factor. Ideaal beschermingsschema kan duur worden. Regel: beschermingsuitrusting ≤5% van totale kosten.