长延时过流保护（L 或 ANSI 49RMS/51） - MicroLogic Active User Guide

简介

长延时过流保护有助于根据实际 RMS 电流防止电缆、汇流排和汇流排线槽过载。该保护单独针对各相和中性线。

此保护功能属于时间性过流热记忆保护。它利用导体的加热和冷却模型以热像形式运行。脱扣之后，保护继续起作用，直至导体完成冷却。

此保护功能也可用于变压器或发电机保护，因为其提供的设置范围非常宽。

可用性

下列设备提供长延时过流保护：

IEC 标准的 MicroLogic Active 2.0, 5.0 and 6.0 控制单元
3 极断路器和 4 极断路器

长延时过流保护通过流经断路器内部电流互感器的电流供电，不需要附加外部供电。

工作原理

长延时过流保护基于各相和中性线的实际 RMS 电流，最多 15 次谐波。

长延时过流保护针对各相和中性线（如有）单独提供保护。

热像

控制单元采用热像计算评估导体温升并精确监测导体的热状态。

示例：

不使用热像（图 A）和使用热像（图 B）的温升计算对比：

0 负载中的瞬时电流（周期性）

1 导线温度

2 不使用热像（图 A）而是使用热像（图 B）计算的热状态

3 长延时过流保护阈值

不使用热像的控制单元：对于每一个电流脉冲，控制单元仅考虑该脉冲的热效应。尽管导体温升累积，但仍不脱扣。
使用热像的控制单元：控制单元能够累加连续电流脉冲的热效应。根据导体的实际热状态进行脱扣。

热像功能有助于防止电缆和汇流排在低幅值重复性故障情况下出现过热。此类故障的原因可能是重复性电机启动、负载波动、间歇性接地故障或电气故障随后合闸。

传统的电子保护不能防止重复性故障，因为每次检测到的超过阈值设置的过载的持续时间太短，不足以触发有效脱扣。但是，每次过载都会在设备上产生温升。连续过载的累积效应可导致系统过热。

由于具有热记忆，热像功能可记住每次检测到的超过阈值设置的过载的加热值并进行合并：

脱扣之前，合并的加热值减少相关时间延迟。控制单元的反应更接近电网系统的实际加热值。
脱扣之后，在过载情况下断路器合闸时，热功能减少时间延迟。

热记忆的任何电流值下均可运行。它可提供电缆或汇流排热状态的准确图像。加热和冷却的时间常量相同。

如果控制单元未提供，热记忆由电容器执行，它隐含固定的冷却时间常量。时间常量等于 12 秒 tr 设置。

设置保护

长延时过流保护设置为：

Ir：长延时过流保护阈值
tr：长延时过流保护时间延迟

设置方法如下：

在 MicroLogic Active 显示屏（受 PIN 码保护）上，按保护设置按钮，选择 L（长延时过流保护）区域。请参阅保护设置程序。
使用 EcoStruxure Power Commission 软件（受密码保护）
使用 EcoStruxure Power Device 应用（受密码保护）

保护设置可通过两种模式配置：

快速设置模式用于配置快速保护设置
微调模式用于配置精细保护设置

注: 要达到长延时额定插头 OFF 设置（在 MasterPacT NT/NW 断路器的 MicroLogic 脱扣单元上可用）的等效值，将长延时保护设置为如下值：

对于 MasterPacT MTZ1：Ir = 1；tr = 24 s。
对于 MasterPacT MTZ2/MTZ3：Ir = 1；tr = 30 s。

可通过 Modbus 寄存器 8742 远程读取保护的关闭状态。

快速保护设置

快速保护设置可用：

在 MicroLogic Active HMI 上
使用 EcoStruxure Power Device 应用

设置	单位	数值	出厂设置
Ir	A	(0.4 / 0.5 / 0.6 / 0.7 / 0.8 / 0.9 / 0.95 / 0.98 / 1) x In	0.4 x In
tr	s	0.5 / 1 / 2 / 4 / 8 / 12 / 16 / 20 / 24⁽¹⁾ / 30⁽²⁾	0.5
(1) 当 MicroLogic Active 控制单元安装在 MasterPacT MTZ1 断路器中时，可使用 24 秒的最大 tr 设置值。 (2) 当 MicroLogic Active 控制单元安装在 MasterPacT MTZ2/MTZ3 断路器中时，可使用 30 秒的最大 tr 设置值。

设置

单位

数值

出厂设置

Ir

A

(0.4 / 0.5 / 0.6 / 0.7 / 0.8 / 0.9 / 0.95 / 0.98 / 1) x In

0.4 x In

tr

s

0.5 / 1 / 2 / 4 / 8 / 12 / 16 / 20 / 24⁽¹⁾ / 30⁽²⁾

0.5

(1) 当 MicroLogic Active 控制单元安装在 MasterPacT MTZ1 断路器中时，可使用 24 秒的最大 tr 设置值。

(2) 当 MicroLogic Active 控制单元安装在 MasterPacT MTZ2/MTZ3 断路器中时，可使用 30 秒的最大 tr 设置值。

tr 长延时过流保护时间延迟适用于冷态条件，针对等于 6 x Ir 的相电流或中性线电流。

当电流大于 Isd 或 Ii 时，仅短延时过流保护和瞬时保护起作用。有关详细信息，请参阅设置指南。

精细保护设置

精细保护设置可用：

在 MicroLogic Active HMI 上
使用 EcoStruxure Power Commission 软件
使用 EcoStruxure Power Device 应用

设置	单位	范围	步骤	出厂设置
Ir	A	0.4-1 x In	1 A	1 x In
tr	s	0.5–24⁽¹⁾ / 30⁽²⁾	0.5	0.5
(1) 当 MicroLogic Active 控制单元安装在 MasterPacT MTZ1 断路器中时，可使用 0.5-24 秒的 tr 设置范围。 (2) 当 MicroLogic Active 控制单元安装在 MasterPacT MTZ2/MTZ3 断路器中时，可使用 0.5-30 秒的 tr 设置范围。

设置

单位

范围

步骤

出厂设置

Ir

A

0.4-1 x In

1 A

1 x In

tr

s

0.5–24⁽¹⁾ / 30⁽²⁾

0.5

(1) 当 MicroLogic Active 控制单元安装在 MasterPacT MTZ1 断路器中时，可使用 0.5-24 秒的 tr 设置范围。

(2) 当 MicroLogic Active 控制单元安装在 MasterPacT MTZ2/MTZ3 断路器中时，可使用 0.5-30 秒的 tr 设置范围。

tr 长延时过流保护时间延迟适用于冷态条件，针对等于 6 x Ir 的相电流或中性线电流。

当电流大于 Isd 或 Ii 时，仅短延时过流保护和瞬时保护起作用。有关详细信息，请参阅设置指南。

取决于 tr 时间延迟的脱扣时间

取决于 tr 时间延迟的脱扣时间适用于冷态条件。

tr 设置（6 x Ir 时的脱扣时间）	0.5 s	1 s	2 s	4 s	8 s	12 s	16 s	20 s	24 s	30 s
1.5 x Ir 时的脱扣时间	12.5 s	25 s	50 s	100 s	200 s	300 s	400 s	500 s	600 s	621 s
7.2 x Ir 时的脱扣时间	0.34 s	0.69 s	1.38 s	2.7 s	5.5 s	8.3 s	11 s	13.8 s	16.6 s	18.6 s

保护特性

tr 时间延迟的精度为：

-20% 至 0%（tr > 2 秒时）
-25% 至 0%（tr = 2 秒时）
-30% 至 0%（tr < 2 秒时）

Ir 特性：

I < 1.05 x Ir：不脱扣
I > 1.2 x Ir：脱扣

预定义事件

该功能生成下列预定义事件：

代码	事件	历史记录	严重性
0x4000 (16384)	长延时 (Ir) 脱扣	脱扣	高
0x6200 (25088)	Ir 启动 (I > 105% Ir)	保护	高
0x03F5 (1013)	Ir 预警 (I > 90% Ir)	保护	中等
0x0F11 (3857)	热记忆复位顺序	保护	低

用户无法修改预定义事件。有关事件的常规信息，请参阅事件管理。

保护事件的生成方式如下：

保护启动时，生成启动事件。
断路器脱扣线圈 (MITOP) 激活时，生成脱扣事件。

建议操作

代码	事件	建议操作
0x4000 (16384)	长延时 (Ir) 脱扣	复位断路器。请参阅复位脱扣事件。
0x6200 (25088)	Ir 启动 (I > 105% Ir)	检查负载。
0x03F5 (1013)	Ir 预警 (I > 90% Ir)	检查负载。
0x0F11 (3857)	热记忆复位顺序	确保已执行脱扣测试。

复位脱扣事件

有关在因电气故障而脱扣之后复位断路器的说明，请参阅相关文档：

带 MicroLogic Active 控制单元的 MasterPacT MTZ1 IEC 断路器 - 用户指南
带 MicroLogic Active 控制单元的 MasterPacT MTZ2/MTZ3 IEC 断路器 - 用户指南