Ein Netzwerkschutz ist ein Gerät, das den Stromfluss zwischen verbundenen Stromnetzen überwacht und ihn automatisch trennt, wenn der Strom in umgekehrter Richtung fließt. Es handelt sich um eine Schutzeinrichtung, die in Netz- und Spotnetzen eingesetzt wird, um den Rückfluss von elektrischer Energie aus dem Sekundärnetz zu verhindern. Netzwerkschutzrelais bestehen aus Leistungsschaltern, Relaisanordnungen und Gehäusemechanismen. Sie werden meist in unterirdischen Stromverteilungsnetzen eingesetzt, um in Ballungsgebieten mit hoher Bevölkerungsdichte zuverlässig Strom bereitzustellen. Diese Bereiche können Industriestandorte, große Gebäude oder sogar Teile einer Stadt sein.
Sekundäre Stromverteilungsnetze enthalten typischerweise verschachtelte 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 mehrphasigen Bus und einen Transformator. Der Netzwerkschutz verbindet den mehrphasigen Speisebus mit dem Netzwerk und befindet sich typischerweise in staubdichten Gehäusen. Die Gehäusehüllen sind aufgrund der Anordnung der Geräte auch feuchtigkeitsbeständig; sie befinden sich meist in unterirdischen Gängen in großen städtischen Gebieten.
Der Gehäusemechanismus schützt das Relais und den Leistungsschalter vor Witterungseinflüssen und Manipulationen und verhindert letztendlich Schäden. Der Leistungsschalter hat Kontakte, die zwischen geöffneter und geschlossener Stellung umschalten. Das Relais fungiert als Gehirn des Gerätes und überwacht mit Hilfe von Sensoren die Netzströme, Transformatoren und Netzspannungen. Strom fließt durch den Netzwerkschutz, wenn die Hauptkontakte darin geschlossen sind. Wenn das Relais einen umgekehrten Stromfluss oder eine Überstromsituation erkennt, führt es Algorithmen aus, um die Auslösung des Leistungsschalters einzuleiten und das System auszulösen.
Auch wenn es so aussieht, schützt der Netzwerkschutz das sekundäre Netzwerk nicht, sondern verhindert, dass Strom von diesem zum primären Netzwerk fließt. Es erhält die Abhängigkeit und Stabilität des Sekundärsystems. Die Relais erkennen Fehler in der Primäreinspeisung und der Leistungsschalter öffnet, um die Primäreinspeisung vom Sekundärnetz zu trennen. Dies geschieht, weil das Primärkabel über den Netztransformator mit dem Sekundärnetz verbunden ist. Wenn der Strom in umgekehrter Richtung fließen kann, erregt er die primäre Zuleitung durch den Prozess der magnetischen Induktion.
Dies ist eine gefährliche Situation, da der Fehler weiterhin durch die Stromversorgung des sekundären Netzes erregt wird. Das Relais im Netzwerkschutz erkennt rückfließenden Strom und löst das System aus, um dies zu verhindern. Liegt ein Fehler im Sekundärnetz vor, löst das Relais nicht aus und der Fehler wird weiterhin vom Primäreinspeiser gespeist. In solchen Fällen verlassen sich die Netzwerke auf Kabelbegrenzer, die wie Sicherungen wirken und schmelzen, um den Sekundärfehler zu trennen. Manchmal dürfen die Kabel durchbrennen und der Fehler wird isoliert. Dies kann gefährlich sein, da das Kabel unter Umständen nicht brennt und das Sekundärnetz auf Dauer durch zu starke Überlastung beschädigt wird.
Die Steuerrelais verfügen über Wiedereinschaltungen, die den Leistungsschalter schließen, nachdem dieser ausgelöst und der Fehler behoben wurde. Frühere Netzwerkschützer waren elektromechanische Systeme, während modernere vollständig elektronisch sind. Elektronische Netzwächter berechnen den Stromfluss oder verwenden Ströme und Folgespannungen, um Auslöseentscheidungen zu treffen. Digitale, sequenzbasierte Relais sind sogar in der Lage, Leistungsflüsse zu messen und können diese Daten an entfernte Stationen übermitteln.