Das Prinzip eines Basis-Balance-Relais basiert auf der Erkennung von Fehlerströmen in einem Dreiphasensystem. Es funktioniert durch die Überwachung der Summe der Ströme in den drei Phasen. Unter normalen Betriebsbedingungen sollte die Summe der Ströme in einem ausgeglichenen System Null sein. Liegt jedoch ein Erdschluss oder Ableitstrom vor, beträgt die Summe nicht mehr Null. Das Basis-Balance-Relais erkennt dieses Ungleichgewicht und löst den Stromkreis aus, wodurch das System vor möglichen Schäden durch Fehler geschützt wird.
Das Funktionsprinzip eines einfachen Balance-Relais beinhaltet die Verwendung eines Balancer-Stromtransformators (CBCT) zur Überwachung von Dreiphasenströmen. Das CBCT umgibt alle dreiphasigen Leiter und unter normalen Bedingungen heben sich die durch die Ströme in den Leitern erzeugten Magnetfelder gegenseitig auf, was zu einem Nullfluss im CBCT-Kern führt. Wenn ein Erdschluss auftritt, erzeugt das Stromungleichgewicht einen resultierenden magnetischen Fluss im CBCT-Kern. Dieser Fluss induziert eine Spannung in der Sekundärwicklung des CBCT, die dann vom Basis-Balance-Relais erkannt wird. Das Relais verarbeitet dieses Signal und löst, wenn es einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet, ein Auslösesignal aus, um den fehlerhaften Stromkreis zu trennen.
Das Funktionsprinzip eines kernsymmetrischen Stromtransformators (CBCT) besteht darin, Leiter in drei Phasen mit einem Magnetkern zu umgeben. Unter normalen Bedingungen heben sich die durch ausgeglichene Ströme in den Leitern erzeugten Magnetfelder gegenseitig auf, was zu keinem magnetischen Nettofluss im Kern führt. Bei einem Ungleichgewicht, beispielsweise einem Erdschluss, heben sich die Magnetfelder nicht auf und erzeugen einen Nettofluss im Kern. Dieser Fluss induziert eine Spannung in der Sekundärwicklung des CBCT. Die induzierte Spannung ist proportional zum Unsymmetriestrom und wird zur Aktivierung eines Relais verwendet, das dann den Leistungsschalter auslöst, um den Fehler zu isolieren.
Die vollständige Form des CBCT-Relais ist das „Basic Balanced Current Transformer Relay“. Dieser Relaistyp wird in Verbindung mit einem einfachen symmetrischen Stromwandler zur Erkennung von Erdschlüssen und Leckströmen in elektrischen Systemen verwendet. Das CBCT-Relais überwacht den CBCT-Sekundärausgang und wird aktiviert, um den Stromkreis auszulösen, wenn ein Ungleichgewicht oder ein Fehler erkannt wird, wodurch das System vor möglichen Schäden geschützt wird.