Ein Netzschutz ist ein Gerät, das den Stromfluss zwischen miteinander verbundenen Stromnetzen überwacht und ihn automatisch abschaltet, wenn Strom in die umgekehrte Richtung fließt. Es handelt sich um eine Schutzeinrichtung, die in Netzwerken von Netzen und Punkten eingesetzt wird, um den Rückfluss elektrischer Energie aus dem Sekundärnetz zu verhindern. Netzschutzrelais bestehen aus Leistungsschaltern, Relaiskonfigurationen und Gehäusemechanismen. Sie werden hauptsächlich in unterirdischen Stromverteilungsnetzen eingesetzt, um Gebiete mit hoher Bevölkerungsdichte zuverlässig mit Strom zu versorgen. Bei diesen Gebieten kann es sich um Industriestandorte, große Gebäude oder sogar Teile einer Stadt handeln.
Sekundäre Stromverteilungsnetze enthalten typischerweise ineinandergreifende Netze, deren Strom von mindestens zwei oder mehr Stromquellen geliefert wird. Es ist so aufgebaut, dass das Stromverteilungsnetz auch bei Ausfall einer Stromquelle unterbrechungsfrei funktioniert. Jede Stromquelle enthält einen Schalter, einen Mehrphasenbus und einen Transformator. Der Netzschutz verbindet den Mehrphasen-Einspeisebus mit dem Netz und befindet sich normalerweise in staubdichten Gehäusemechanismen. Durch die Platzierung der Geräte sind die Koffer zudem feuchtigkeitsbeständig; Man findet sie meist in unterirdischen Gängen in großen städtischen Gebieten.
Der Gehäusemechanismus schützt das Relais und den Leistungsschalter vor Witterungseinflüssen und Manipulationen und verhindert so letztlich deren Beschädigung. Der Leistungsschalter verfügt über Kontakte, die zwischen der geöffneten und geschlossenen Position umschalten. Das Relais fungiert als Gehirn des Gerätes und überwacht mithilfe von Sensoren die Leitungsströme, Transformator- und Netzspannungen. Der Strom fließt durch den Netzwerkschutz, wenn die Hauptkontakte darin geschlossen sind. Wenn das Relais einen umgekehrten Stromfluss oder einen Überstromzustand erkennt, führt es Algorithmen aus, um die Auslösung des Leistungsschalters einzuleiten und das System auszulösen.
Obwohl es so aussehen mag, schützt der Netzschutz nicht das Sekundärnetz, sondern verhindert, dass Strom von dort zum Primärnetz fließt. Erhält die Abhängigkeit und Stabilität des Sekundärsystems. Die Relais erkennen Fehler in der Primäreinspeisung und der Leistungsschalter öffnet sich, um die Primäreinspeisung vom Sekundärnetz zu trennen. Dies geschieht, weil das Primärkabel über den Netzwerktransformator mit dem Sekundärnetz verbunden ist. Wenn der Strom in umgekehrter Richtung fließen kann, wird die primäre Einspeisung durch den Prozess der magnetischen Induktion mit Strom versorgt.
Dies stellt eine gefährliche Situation dar, da der Fehler weiterhin über die vom Sekundärnetz gelieferte Energie versorgt wird. Das Netzschutzrelais erkennt einen umgekehrten Stromfluss und schaltet das System ab, um dies zu verhindern. Wenn im sekundären Netz ein Fehler vorliegt, löst das Relais nicht aus und der Fehler wird weiterhin vom primären Einspeiser gespeist. In solchen Fällen greifen Netzwerke auf Kabelklemmen zurück, die wie Sicherungen wirken und durch Auslösen den sekundären Fehler unterbrechen. Manchmal können die Drähte problemlos durchbrennen und der Fehler wird isoliert. Dies kann gefährlich sein, da das Kabel möglicherweise nicht durchbrennt und das sekundäre Netzwerk durch übermäßige Langzeitüberlastung beschädigt werden kann.
Steuerrelais verfügen über Wiedereinschaltglieder, die den Leistungsschalter schließen, nachdem dieser ausgelöst und der Fehler behoben wurde. Frühere Netzwerkschützer waren elektromechanische Systeme, während modernere vollständig elektronische Systeme sind. Elektronische Netzschutzgeräte berechnen den Leistungsfluss oder nutzen Sequenzströme und -spannungen, um Auslöseentscheidungen zu treffen. Sequenzbasierte digitale Relais sind sogar in der Lage, Leistungsflüsse zu messen und diese Daten an entfernte Stationen zu übermitteln.