摘要：本文通过某电厂几起0.4KV系统保护越级跳闸的事故，讨论了框架开关Micrologic5.0/6.0保护与智能电机控制器ST522保护的上下级配合的原则，分析了Micrologic5.0/6.0保护与电机控制器ST522保护上下级配合的存在的问题，提出了0.4KV系统保护上下级保护的计算方法和校核方法。
关键词：Micrologic5.0/6.0保护、电机控制器ST522保护，定值计算、定值校核
0 引言
随着发电厂安全管理水平的提高，厂用电系统的运行可靠性越来越受重视。当前，发电厂低压厂用电系统的继电保护整定配置没有规程做统一要求，低压厂用系统不是火电工程的主要设计项目，不同的时期有不同的设计思想，且实际运行的发电厂低压厂用电系统的继电保护配置种类繁多，如有PC进线开关、MCC进线开关、电机开关及一些重要的电源开关等。这样为低压系统继电保护整定计算的配合带来了问题。某电厂0.4kV系统主要分为PC段和MCC段，PC段进线、大电机、馈线配置Micrologic5.0/6.0保护，有长延时保护、短延时保护和接地保护。MCC进线配置Micrologic5.0保护，MCC段上电机配置空气开关和电机控制器ST522保护共同组成长延时和短延时保护。由于长延时保护是反时限，不同厂家的保护反时限曲线不进相同，这样就存在上、下级之间长延时与长延时，长延时与短延时之间的配合可能存在重合或者不匹配，造成下级短路时，上级保护先动作。
1Micrologic5.0/6.0保护与ST522保护不配合造成越级跳闸的统计情况
1.1 06月15日，在投运2号真空皮带机，启动3号石膏浆液泵时，3号石膏浆液泵跳闸，联跳上级开关，造成#1、2石膏脱水MCC段失电，2号真空皮带机冲洗水泵跳闸，2号真空皮带机跳闸，检查380V脱硫PC 2段#1、2石膏脱水MCC馈线（二）开关Ir（长延时）故障跳闸。
1.2 12月4日、6日，1号机凝结水精处理混床成套MCC段失电，检查发现其电源（一）短时限过流保护跳闸，1号机凝结水精处理混床成套MCC段就地进线电源1开关未跳闸，分析失电原因为#1机凝结水精处理混床成套MCC电源一、二开关短时限过流保护躲不过部分设备的启动电流造成的。将电源一、二开关短时限过流保护定值由原来的1.0In（400A）改为1.5In（600A），能正常启动。
1.3 12月7日，启动一单元精处理B罗茨风机试运时，一单元公用380V 12B段精处理再生成套MCC电源（二）故障跳闸，长延时过流保护动作。查为B罗茨风机启动后存在过载现象，精处理再生成套MCC电源（二）开关长延时过流保护整定与负荷电机的过流保护不匹配，从而造成越级跳闸。将一单元精处理再生成套MCC电源（一）、（二）开关长延时过流保护定值由0.4Ie调整为0.68Ie，时限不变仍为3秒，再次启动B罗茨风机正常。
2 Micrologic5.0/6.0保护与ST522保护定值计算原则
2.1 Micrologic5.0/6.0保护定值计算原则
0.4Kv低压系统框架开关使用施耐德MT开关，配置Micrologic5.0/6.0保护，Micrologic5.0/6.0保护有长延时反时限保护，短延时保护和速断保护[1]，如下图：
对于MT进线开关和MT馈线开关只取长延时反时限保护和短延时保护。
长延时动作整定值：
（L——1）
Ir——长延时动作电流；Krel——可靠系数，取1.2；
Il.n——负荷电流；Im.n——断路器额定电流（开关内置CT额定电流）。
短延时动作电流整定值
（L——2）
Isd——短延时动作电流值；
Krel——可靠系数，取4（考虑馈线1.5倍的可靠系数*2.5倍的自启动电流）；
Il.n——负荷额定电流；Im.n——断路器额定电流（开关内置CT额定电流）。
考虑上下级配合关系PC进线延时时间取0.4S，MCC馈线开关时间延时取0.2s。
2.2 ST522保护定值计算
对于MCC段电动机配NS开关和马达控制器，马达控制器为ST522。NS开关主要是速断保护，由于接触器的最大遮断电流只有接触器的额定电流的9~10倍，在较大短路电流时应该由空气开关跳开将故障切除，否则接触器主节点将发生粘连损坏。马达控制器ST522保护设置过载保护（Ir1）、堵转过流保护（Ir2）保护和缺相保护或不平衡保护（Ir4）[2]。
对于马达控制器ST522过载保护（Ir1），使用的是过流反时限，取值最主要的就是涉及到K系数（K系数可取：10；16；24；40；60；80；100；130；180；280；400；600；800；1000；1100；1200；1400；1800）。考虑到电动机的启动电流和电动机过载情况下的安全，整定计算取K系数为600。
表一电动机过载倍数与ST522动作时间的关系
对于马达控制器ST522堵转（Ir2）使用的是定时限，为躲过电动机的启动电流，取6倍电机电流，时间5S。
其动作曲线如下图：
3 问题与分析
通过以上整定计算原则，框架开关Micrologic5.0/6.0保护和电动机的ST522保护的定值可能存在不配合的情况。
3.1 Micrologic5.0/6.0短延时保护和电动机的ST522保护不配合的情况
以1号机凝结水精处理混床成套MCC段失电情况说明。MCC段进线开关定值：短延时Ir=1.0In（400A），动作时间：0.2s。MCC段最大电动机为#1机精处理系统再循环泵，额定功率55kW,计算额定电流为110A。电动机启动电流按6倍考虑，精处理系统再循环泵启动电流
，电动机的启动时间按5S。ST522的定值为6倍的电流的额定电流，时间为5s。根据上面计算Iqd>Ir,启动电流比MCC开关的短延时的电流大，这就造成，ST522电动机保护没有动作，MCC进线开关短延时动作，越级跳闸，所以必须增大Ir定值，才能躲过最大电动机的启动电流。
3.2 Micrologic5.0/6.0长延时保护和电动机的ST522保护不配合的情况
以#1、2石膏脱水MCC段失电为例：脱水系统MCC电源馈线开关内置CT 400，负荷电流322.2A，MCC段最大电机稀浆泵额定电流Ie=110A，通过上述计算公式，计算公式可得脱水系统MCC馈线开关长延时定值：
，取0.98，
考虑躲过MCC段最大电机稀浆泵启动电流，为与稀浆泵的ST522保护配合，取6*Ir时，tr=1s。
框架开关长延时反时限动作曲线
If——实际电流；β——常数；tr——MT开关在6*Ir时，动作时间。
此时MCC动作时间为
大于稀浆泵ST522的6*Ie，时间5S。
短延时定值：
;
与MCC段最大电动机6倍额定电流*1.5的可靠系数配合，
两者取较大，根据框架开关定值取Isd=4，时间取0.2S。
在启动最大电机时，ST522没有动作，MCC馈线开关反时限长延时动作，通过分析当电动机过载时ST522反时限与MCC长延时反时限不配合。
当MCC段最大电机2.5倍过载时，MCC长延时动作时间为：
查ST522在电动机2倍电机电流时动作时间为106.09，当电机过载时MCC动作时间小于ST522动作时间，造成保护的越级跳闸。
根据不同的最大电动机过载倍数时MCC动作时间与ST522动作时间比较如下表：
当tr取2时，MCC动作时间大于ST522动作时间，根据不同的最大电动机过载倍数时MCC动作时间与ST522动作时间比较如下表：
4 结论
通过以上分析，在计算0.4kV厂用电系统定值时，不仅需按整定导则计算定值，而且还需根据计算的定值校验上、下级之间的相互配合问题，通过校核修正计算定值，使保护的上、下级之间达到配合，保证故障时保护的正确动作，防止故障时保护越级跳闸。
参考文献:
[1]施耐德电气 Micrologic 2.0A,5.0A,6.0A和7.0A控制单元用户手册
[2]苏州智能配电自动化有限公司 ST500智能型电动机控制器技术说明书
论文作者:尹宇鹏
论文发表刊物:《电力设备》2019年第8期
论文发表时间:2019/9/19
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