Großhandelshersteller von Transformatorschutzrelais

Der Wächter der Energiesysteme: Ein Leitfaden zu Grundprinzipien und Klassifizierung elektrischer Schutzrelais

In modernen komplexen Energiesystemen ist die Gewährleistung ihres sicheren, stabilen und effizienten Betriebs eine entscheidende Kernaufgabe. Elektrische Schutzrelais sind genau die „stillen Wächter“, die mit dieser Mission betraut sind. Sie überwachen ständig wichtige Parameter des Stromnetzes wie Strom, Spannung und Frequenz. Sobald sie Anomalien wie Überstrom, Kurzschlüsse oder Erdschlüsse erkennen, reagieren sie schnell, um Alarme zu senden oder Leistungsschalter auszulösen, wodurch die fehlerhaften Geräte vom System isoliert werden. Dies schützt wertvolle Vermögenswerte, verhindert die Eskalation von Unfällen und gewährleistet die Sicherheit des Personals.

Als High-Tech-Unternehmen, das sich seit 2003 auf elektrische Sicherheit und Energiemanagement spezialisiert hat, Acrel Co., Ltd. ist sich der grundlegenden Rolle von Schutzrelais in Gesamtlösungen bewusst. Unsere Produktentwicklung und unser Systemdesign konzentrieren sich immer auf diesen Kern und bauen umfassende Sicherheitsbarrieren für Kunden von der Wahrnehmung bis zur Ausführung auf.

Grundprinzipien

Das Funktionsprinzip von Schutzrelais basiert auf einem Kernziel: Identifizieren und isolieren Sie Fehler . Seine Grundlogik lässt sich wie folgt zusammenfassen:

1. Messung : Erfassen Sie kontinuierlich Echtzeitdaten von der Stromleitung über angeschlossene Stromwandler (CTs) und Spannungswandler (VTs).
2. Vergleich : Vergleichen Sie die Messwerte mit intern voreingestellten „Einstellwerten“. Bei diesen Einstellungen handelt es sich um sorgfältig berechnete Schwellenwerte, die die Sicherheitsgrenzen für den normalen Systembetrieb darstellen.
3. Entscheidung : Wenn ein Messwert den Einstellwert überschreitet oder unterschreitet (z. B. ein plötzlicher Stromanstieg) und eine bestimmte Zeit anhält (Zeitverzögerung vermeidet Fehlbedienungen), geht das Relais davon aus, dass ein Fehler aufgetreten ist.
4. Aktion : Das Relais gibt ein Kontaktsignal aus, das die Auslösespule des Leistungsschalters dazu veranlasst, den fehlerhaften Stromkreis zu öffnen und zu trennen und so die Schutzmaßnahme abzuschließen.

Nutzung von über 600 Patenten und Software-Urheberrechten, Acrel integriert dieses Prinzip tief in die fortschrittliche Mikroprozessortechnologie. Unsere Schutzrelais sind nicht nur einfache Schaltgeräte, sondern intelligente Endgeräte mit integrierten Mess-, Überwachungs-, Kommunikations- und Diagnosefunktionen.

Klassifizierungsleitfaden

Schutzrelais können auf verschiedene Arten klassifiziert werden. Acrel Das Produktökosystem von umfasst die folgenden Haupttypen, um den Anforderungen verschiedener Szenarien gerecht zu werden:

1. Klassifiziert nach technologischer Entwicklung:

• Mikroprozessorbasierte / digitale Relais : Dies ist die Kernproduktrichtung für Acrel . Basierend auf digitaler Signalverarbeitungstechnologie sind sie leistungsstark, präzise und hochflexibel. Ein einzelnes Gerät kann mehrere Schutzfunktionen (wie Überstrom, Überspannung, Unterspannung, Differential usw.) integrieren und verfügt über Funktionen wie Fehleraufzeichnung, Stromqualitätsanalyse und Fernkommunikation (unterstützt Protokolle wie Modbus, IEC 61850). Sie sind wichtige „Edge“-Geräte beim Aufbau der „Cloud-Edge-End“-Energie-Internet-Architektur des Unternehmens.

2. Klassifiziert nach Schutzfunktion (häufige Typen):

• Überstromschutz : Die einfachste und am weitesten verbreitete Schutzart, die zur Reaktion auf Kurzschluss- und Überlastfehler verwendet wird. Acrel Die Produktserien von bieten präzise Auswahlmöglichkeiten für Definite-Time- (DT) und Inverse-Time-Charakteristiken (IDMT).
• Differentialschutz : Funktioniert durch Vergleich der Vektorsumme der Ströme an beiden Enden des geschützten Geräts. Es bietet eine hohe Empfindlichkeit und Selektivität und dient als Primärschutz für wichtige Anlagen wie Transformatoren, Sammelschienen und große Motoren. Acrel bietet zuverlässige Schutzlösungen für solche kritischen Vermögenswerte.
• Distanzschutz : Wird hauptsächlich in Übertragungsleitungen verwendet und bestimmt den Fehlerort durch Messung der Impedanz (Entfernung) vom Schutzinstallationspunkt bis zum Fehler. Es handelt sich um eine wichtige Technologie zur Erzielung eines Schutzes auf Netzebene.
• Erdschlussschutz : Wird zur Erkennung von Leckagen oder einphasigen Erdschlüssen im System verwendet, die durch Isolationsschäden verursacht werden. Es ist von entscheidender Bedeutung für die Vermeidung von Stromschlägen und Brandrisiken und steht im Mittelpunkt Acrel elektrische Sicherheitslösungen.

3. Klassifiziert nach Anwendungsszenario:

• Schutz des Verteilungssystems : Wird in Umspannwerken, Verteilerräumen usw. verwendet. Acrel Die AM-Serie, die ARB-Serie und andere Produkte von sind in diesem Bereich weit verbreitet.
• Endbenutzerschutz : Zielgruppe sind Endnutzer wie intelligente Gebäude, Rechenzentren, Schienenverkehr und industrielle Fertigung. Acrel bietet eine Reihe kompakter, einfach zu installierender und zu konfigurierender Schutz- und Überwachungssteuergeräte an, die sich für ein intelligentes Management perfekt in unsere Energiemanagementsysteme integrieren lassen.

Analyse der Grundprinzipien und Kernfunktionen von Transformatorschutzrelais

Transformatoren sind wichtige Energieumwandlungsgeräte in Stromnetzen und ihr sicherer und stabiler Betrieb ist von größter Bedeutung. Um dieses Ziel zu gewährleisten, sind Transformatorschutzrelais als „intelligente Wächter“ konzipiert. Als Acrel Co., Ltd. Dank jahrelanger Erfahrung im Energiemanagement und in der elektrischen Sicherheit verstehen wir die Bedeutung des Transformatorschutzes genau und sind bestrebt, die kritischen Vermögenswerte unserer Kunden durch fortschrittliche Technologie und zuverlässige Produkte umfassend zu schützen.

I. Grundprinzipien: Wahrnehmung, Beurteilung und Ausführung

Das Funktionsprinzip eines Transformatorschutzrelais folgt einer klassischen „Sense-Judge-Execute“-Logikschleife, die in hohem Maße mit der Logik des Transformators übereinstimmt „Cloud-Edge-Ende“ Energie-Internet-Architektur, befürwortet von Acrel .

1. Erfassung (Datenerfassung – „Ende“):
Das Schutzrelais erfasst kontinuierlich und genau die Betriebsstatusdaten des Transformators, wie z. B. Drehstrom, Spannung, Öltemperatur und interner Gasgehalt, durch auf jeder Seite des Transformators installierte Sensorgeräte, wie z Stromwandler (CTs) , Spannungswandler (Spannungswandler) , Temperatursensoren , und die Buchholz-Staffel . Das leistungsstarke Terminalerfassungsgerät von Acrel stellt die Genauigkeit und Zuverlässigkeit der Daten sicher und legt eine solide Grundlage für die anschließende intelligente Beurteilung.

2. Urteil (Intelligente Analyse – „Edge“):
Die gesammelten analogen Daten werden in digitale Signale umgewandelt und vom im Relais integrierten Mikroprozessor (d. h. der „Edge“-Recheneinheit) in Echtzeit analysiert. Das Relais vergleicht den aktuellen Messwert mit der Voreinstellung Schutzeinstellungen (z. B. Nennstrom, differenzielle Anlaufschwelle usw.) und nutzt fortschrittliche Algorithmen (z. B. das Zweitharmonische-Beschränkungsprinzip zur Identifizierung des Einschaltstroms), um genau zu unterscheiden, ob sich der Transformator im Normalbetrieb, überlastet oder in einem internen/externen Fehlerzustand befindet. Dies spiegelt die Kernintelligenz von wider Acrels High-Tech-Produkte.

3. Ausführung (Fehlerisolierung – „Kontrolle“):
Sobald das Beurteilungsergebnis die Aktionsbedingung erfüllt, zögert das Schutzrelais nicht, einen Befehl zu erteilen, wodurch seine Ausgangskontakte geschlossen oder geöffnet werden und dadurch ein Auslösesignal an den Steuerstromkreis des Schutzrelais gesendet wird Leistungsschalter Dadurch wird der fehlerhafte Transformator schnell vom Stromnetz isoliert, die Ausbreitung des Fehlers verhindert und die Sicherheit anderer Teile des Netzes gewährleistet. Die Zuverlässigkeit und Präzision von Acrel Produkte werden in diesem Schritt vollständig demonstriert.

II. Analyse von Kernfunktionen

Moderne digitale Transformatorschutzrelais (z. B. die intelligenten Geräte von Acrel ) integrieren typischerweise die folgenden mehreren Kernschutzfunktionen, um ein vollständiges Schutzsystem zu bilden:

Hauptschutz (Längsdifferentialschutz): Dies ist der wichtigste und schnellste Schutz für Transformatoren. Es stellt fest, ob ein interner Fehler aufgetreten ist, indem es die Vektorsumme der Ströme auf der Oberspannungsseite und der Niederspannungsseite des Transformators vergleicht (basierend auf dem aktuellen Kirchhoffschen Gesetz). Es wirkt sofort, wenn die Differenz den eingestellten Wert überschreitet. Acrels Das Differentialschutzsystem verfügt über eine ausgezeichnete Anti- Einschaltstrom und Anti- CT-Sättigung Funktionen, um Fehlbedienungen wirksam vorzubeugen und einen präzisen Betrieb sicherzustellen.

Backup-Schutz (Überstromschutz): Als Ersatz für den Differentialschutz wird der Überstromschutz (einschließlich unabhängiger und abhängiger Zeit) nach einer kurzen Verzögerung aktiviert, wenn der Differentialschutz ausfällt oder ein Fehler außerhalb der Schutzzone nicht behoben wird, und stellt eine zweite Sicherheitsbarriere dar. Acrels Die Überstromschutzfunktion ist flexibel konfigurierbar und kann an verschiedene komplexe Netzumgebungen angepasst werden.

Buchholzschutz (Gasschutz): Bei Öltransformatoren handelt es sich um einen nichtelektrischen Schutz gegen interne Überhitzung, Lichtbogenbildung und Isolationsmaterialausfall. Leichtes Gas (angesammeltes Gas) sendet einen Alarm und schweres Gas (Ölstoß) löst direkt aus. Dies ist eine unverzichtbare Ergänzung zum elektrischen Schutz.

Temperaturschutz: Durch die Überwachung der oberen Öltemperatur und der Wicklungstemperatur des Transformators wird eine beschleunigte Alterung der Isolierung oder eine Beschädigung des Transformators aufgrund langfristiger Überlastung, eines Ausfalls des Kühlsystems usw. verhindert. Acrels Temperaturüberwachungslösungen können die Temperatur genau messen und mit der Steuerung des Kühlsystems verbinden oder Alarm-/Auslösesignale senden, was für die Gewährleistung der Lebensdauer des Transformators von entscheidender Bedeutung ist.

Weitere wichtige Funktionen:

• Überlastalarm: Gibt den Betreibern eine frühzeitige Warnung aus, wenn der Transformator sich der Volllast nähert und Maßnahmen ergriffen werden müssen.
• Nullsequenzschutz: Wird zur Erkennung von Erdschlüssen verwendet.
• Datenaufzeichnung und Kommunikation: Acrel Schutzrelais bieten nicht nur Schutz, sondern integrieren auch leistungsstarke Datenaufzeichnungsfunktionen (z. B. Fehleraufzeichnung, Sequence of Events (SOE)) und Kommunikationsfunktionen (unterstützende Protokolle wie IEC 61850, Modbus). Dies ermöglicht das Hochladen von Daten auf die Acrel Cloud-Plattform für Fernüberwachung, Fehlerdiagnose und Energieeffizienzanalyse, die Kunden bei der intelligenten Wartung und Verbesserung der Energieeffizienz unterstützt.

Grundlagen von Schutzrelais: Prinzipien, Klassifizierung und Kernrolle im Smart Grid

Schutzrelais sind die „intelligenten Wächter“ des Energiesystems. Ihre Hauptaufgabe besteht darin, fehlerhafte Abschnitte im Fehlerfall (z. B. Kurzschluss oder Überlastung) schnell und präzise vom Netz zu isolieren und so die Sicherheit von Personal und Ausrüstung zu gewährleisten und den stabilen Betrieb des gesamten Stromnetzes aufrechtzuerhalten. Mit der Entwicklung des Smart Grids hat sich das Schutzrelais von einer herkömmlichen Fehlerisolationsfunktion zu einem wichtigen intelligenten Knotenpunkt entwickelt, der Überwachung, Steuerung, Analyse und Kommunikation integriert.

1. Grundprinzipien und Klassifizierung

Das Funktionsprinzip der Schutzrelais basiert auf der kontinuierlichen Überwachung von Parametern wie Strom und Spannung in Stromleitungen und Geräten. Wenn abnormale Parameter erkannt werden (z. B. Überstrom, Unterspannung, Frequenzanomalie oder Differenzstrom) und voreingestellte Schwellenwerte erreicht werden, sendet das Schutzgerät schnell einen Befehl zum Auslösen des Leistungsschalters. Im Hinblick auf die technologische Entwicklung werden Schutzrelais hauptsächlich in drei Kategorien unterteilt:

Elektromechanische Relais: Frühe Technologie basierend auf elektromagnetisch-mechanischen Prinzipien, stabil, aber mit begrenzter Genauigkeit und Geschwindigkeit.

Halbleiterrelais: Verwendung elektronischer Komponenten für verbesserte Geschwindigkeit und Zuverlässigkeit.

Mikroprozessorbasierte Schutzrelais (Numerische Relais): Die aktuelle Mainstream-Technologie verwendet Hochleistungs-Mikroprozessoren als Kern. Sie verfügen nicht nur über eine extrem hohe Präzision und umfangreiche Funktionen, sondern unterstützen auch Kommunikation und Automatisierung und bilden den Grundstein für den Aufbau des Smart Grids.

2. Kernrolle im Smart Grid

Im Smart Grid geht die Rolle der Schutzrelais weit über die „Auslösung“ hinaus. Als im gesamten Netz verteilte intelligente elektronische Geräte (IEDs) sind sie von entscheidender Bedeutung für die „Selbstheilungsfunktion“ des Netzes.

Echtzeitüberwachung und erweiterte Diagnose: Moderne mikroprozessorbasierte Schutzgeräte können kontinuierlich Leistungsparameter aufzeichnen, Wellenformdiagramme (Fehleraufzeichnung) und Ereignissequenzaufzeichnungen (SOE) erstellen und dem Wartungspersonal eine genaue Fehleranalyse und Systemdiagnosebasis bieten.

Systemkoordination und selektiver Schutz: Durch eine präzise Abstimmung der Einstellungen stellen sie sicher, dass im Fehlerfall nur der Leistungsschalter geöffnet wird, der der Fehlerstelle am nächsten liegt, wodurch die Blackout-Reichweite minimiert und die kontinuierliche Stromversorgung des Netzes maximiert wird.

Nahtlose Integration und Automatisierung: Durch die Unterstützung internationaler Kommunikationsprotokolle wie IEC 61850 können Schutzgeräte effizient Daten mit Back-End-Überwachungssystemen (z. B. SCADA, Acrel EMS) austauschen und so eine „Cloud-Edge-End“-Energie-Internet-Architektur bilden, um Fernüberwachung, intelligente Frühwarnung und automatisierte Steuerung zu erreichen.

Acrels Beitrag und Praxis

Als High-Tech-Unternehmen, das sich intensiv mit dem Energiemanagement und der elektrischen Sicherheit beschäftigt, Acrel Co., Ltd. hat seine Kerntechnologie und seinen Innovationsgeist seit seiner Gründung im Jahr 2003 in die Entwicklung moderner Schutzrelais integriert. Das Unternehmen hält über 600 Patente und Software-Urheberrechte und sein umfassendes „Cloud-Edge-End“-Produktökosystem passt perfekt zur Kernrolle von Schutzrelais im Smart Grid.

Am "Ende" Auf der anderen Seite bietet Acrel serialisierte intelligente mikroprozessorbasierte Schutzgeräte sowie Mess- und Steuerungsprodukte an. Diese Endgeräte fungieren wie sensible „wahrnehmungsfähige Enden“, die häufig in Umspannwerken, Kraftwerken für erneuerbare Energien und Rechenzentren eingesetzt werden, um Stromkreise in Echtzeit zu schützen. Auf der "Rand" Auf der anderen Seite erreicht Acrel durch verschiedene intelligente Gateways und Kommunikationsverwaltungsmaschinen eine zuverlässige Erfassung und Edge-Computing großer Datenmengen von Schutzgeräten und bietet so eine solide Grundlage für die schnelle Reaktion und koordinierte Steuerung des Systems. Schließlich konvergieren alle Daten zum "Wolke" Plattform – die Acrel EMS Enterprise Microgrid-Energiemanagementplattform . Hier sind Schutzinformationen kein isoliertes Auslösesignal mehr, sondern werden tief in Daten zu Energieverbrauch, Stromqualität und Wartungsmanagement integriert, um intelligente Energiemanagementlösungen zu bilden, die über 28.000 Systemprojektkunden weltweit dabei helfen, die Energiesicherheit zu verbessern und die Betriebskosten zu senken.

Durch diesen integrierten Ansatz bietet Acrel nicht nur fortschrittliche Schutzrelais-Hardware, sondern schafft auch einen tieferen Mehrwert: Es wandelt Schutzdaten in Erkenntnisse um, die die Entscheidungsfindung vorantreiben, und arbeitet letztendlich mit Kunden zusammen, um eine sicherere, effizientere und umweltfreundlichere intelligente Zukunft aufzubauen.