Elektromagnetische Relais
Erstklassiger Netzschutz für PV-Inverter
Fortsetzung des Artikels von Teil 1
Netzschutzrelais als maßgeschneiderte Lösung
Für den Software-gesteuerten Netzanschluss bzw. die erneute Verbindung des Wechselrichters sind effiziente, widerstandsfähige und langlebige elektromagnetische Relais unverzichtbar. Die maßgebenden Netzüberwachungsstandards – hierzu gehören der deutsche Standard VDE 0126-1-1, der auch in vielen Gebieten in ganz Europa und weltweit zur Anwendung kommt, RD1663/ 2000 in Spanien, ER G83/1 im Vereinigten Königreich, DK5940 2.2 und CEI 0.21 für Italien und der international e Standard IEC 62109-2 – schreiben dies zwingend vor.
Elektromagnetische Relais sind unbedingt erforderlich für AC-Netzschutzaufgaben in Wechselrichtern ohne Transformator. Eine transformatorlose Architektur spart Kosten und Platz, erfordert jedoch zusätzliche Komponenten für die galvanische Trennung. Ein Halbleiterschalter wie z.B. ein Halbleiterrelais oder Power-MOSFET kann diese Aufgabe nicht erfüllen.
Der interne Aufbau des elektromagnetischen Relais ist ausschlaggebend für eine angemessene Sicherheitsisolierung, störungsfreien Betrieb, niedrige Leistungsaufnahme und zuverlässiges Einschalten bei Warmstarts.
Netzschutzrelais werden in stromführenden-, neutralen oder in beiden Anschlüssen verwendet, zu sehen in Bild 2. Standards wie IEC 62109-2 und VDE0126-1-1 schreiben zur Redundanz im Störungsfall zwei Schalter in Serie vor. So können bis zu vier Relais in einem einphasigen Wechselrichter erforderlich sein, sechs oder acht in einem dreiphasigen System. Für Anwendungen, in denen die kleinstmögliche Gesamtgröße eine entscheidende Kernforderung darstellt, eignet sich ein vierpoliges Relais wie das Omron G7J oder G7Z, oder ein zweipoliges wie das G7L-PV.
Allerdings bevorzugen einige Hersteller die Verwendung zweier oder mehrerer einpoliger Bauelemente wie das G8P um das Testen zu vereinfachen. In jedem Fall soll es sich um ein monostabiles Relais mit Schließerkontakt (NO) handeln, die ein Abschalten bei Spannungsausfall gewährleisten (Fail-safe-Verhalten). Auch diese Anforderung kann ein Halbleiterschalter nicht ohne zusätzliche Überwachungsbeschaltung erfüllen; die Möglichkeit eines Ausfalls in geschlossener Position ist nicht akzeptabel.
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