30.7 : Leitungsschutz mit Impedanzrelais

Die Koordination von zeitverzögerten Überstromrelais in komplexen Radialsystemen und gerichteten Überstromrelais in Übertragungsschleifen mit mehreren Quellen kann eine Herausforderung sein. Impedanzrelais lösen diese Probleme, indem sie auf das Spannungs-Strom-Verhältnis reagieren und insbesondere die scheinbare Impedanz einer Leitung messen. Diese Relais werden bei Fehlern empfindlicher, da der Strom zunimmt und die Spannung abnimmt, wodurch die scheinbare Impedanz verringert wird.

Unter normalen Bedingungen halten niedrige Lastströme die gemessene Impedanz außerhalb des Auslösebereichs des Relais und verhindern so unnötige Auslösungen. Bei einem Fehler fällt die Impedanz in den Auslösebereich des Relais und löst es aus. Obwohl Impedanzrelais normalerweise ungerichtet sind, können sie durch eine Richtungsbeschränkung oder ein modifiziertes Impedanzrelais mit Richtungsfähigkeiten ausgestattet werden.

Die Reichweite eines Impedanzrelais gibt seinen Fehlererkennungsbereich an. Normalerweise kann ein einzelnes Impedanzrelais so eingestellt werden, dass es in mehreren Zonen arbeitet, jede mit zunehmend größerer Reichweite und längeren Verzögerungen. Erdschlussimpedanzrelais arbeiten mit Spannungen und Leitungsströmen zwischen Leiter und Neutralleiter und reagieren effektiv auf einzelne Fehler zwischen Leiter und Erde und doppelte Fehler zwischen Leiter und Erde, bleiben jedoch unempfindlich gegenüber Fehlern zwischen Leitern.

Bei Leitungsfehlern werden Phasenrelais verwendet, die die Leitungsspannungen und die Unterschiede in den Leitungsströmen nutzen. Diese Relais sind zwar bei Leitungsfehlern wirksam, aber weniger empfindlich gegenüber einzelnen Leitungsfehlern. Diese Differenzierung der Relaisempfindlichkeit stellt sicher, dass das entsprechende Relais auf bestimmte Fehlertypen reagiert, was den Gesamtschutz und die Zuverlässigkeit des Stromsystems verbessert.

Moderne digitale Impedanzrelais bieten erweiterte Funktionen wie Selbstüberwachung, Kommunikationsfähigkeiten und präzise Zeitanpassungen, wodurch die Zuverlässigkeit und Wirksamkeit des Schutzes von Stromversorgungssystemen weiter verbessert wird. Durch sorgfältige Abstimmung der Einstellungen dieser Relais können Stromversorgungssysteme ein hohes Maß an Fehlererkennung und -isolierung erreichen, wodurch die Stabilität aufrechterhalten und Störungen minimiert werden.