1. Understanding Micrologic1

2. Contents Range Protection against overloads
Protection against short-circuits
Protection against insulation faults
Hardware
Metering
Others functions
Monitoring and/or protection of loads
Load shedding and reconnection
Programmable controller
Harmonic
Asic and microprocessor self-protection 2

3. Current protection type
Micrologic Range
Micrologic P
Measurement type
version
Current protection type
Without
Measurement type A P H
Current protection type
5.0 H
6.0 H
7.0 H
2 : Distribution L, I
5 : Selective L, S, I
6: Selective and ground fault
L, S, I, G
7 : Selective and earth leakage
L, S, I, V
2.0
2.0 A
5.0 A
6.0 A
7.0 A
5.0 P
6.0 P
7.0 P
5.0
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4. Protection against overloads phases
LT setting
Long-time protection (i²t) of the phases and the neutral
Protect against premature ageing of cables
Adjustable setting range using rating plugs
standard : , low : , High : , plug OFF
Setting to within one Amp with keypad or via Communication
Micrologic pour protéger les conducteurs et les équipements contre les surintensités
Protection contre les surcharges
Protection Long Retard des phases
La protection contre les surcharges est assurée par la courbe Long Retard “L”. La plage de réglage, assurée par un plug fourni en standard, est comprise entre 0,4 In et In.
Réglage fin par changement de plug :
En fonction des besoins, le seuil de déclenchement peut être affiné grâce à une gamme de plug long retard. Ce dernier remplace par simple vissage sur la face avant du déclencheur, le plug standard.
Plug bas : 0,4 – 0.8
Plug haut : 0,8 – 1
Un plug OFF permet d’inhiber la protection Long Retard et ainsi de ne conserver que la protection court-circuit (ex : la protection moteur).
Réglage fin par clavier ou par supervision avec l’option de communication.
Avec les Micrologic P et H, l’exploitant a la possibilité d’effectuer le réglage des seuils à l’ampère près en dessous des seuils des commutateurs avec comme limite inférieure le cran le plus bas (0,4)
Toutes les protections Long Retard sont réglables en temporisation afin de permettre une meilleure sélectivité avec des disjoncteurs placés en aval. La temporisation à 6Ir varie entre 0,5s et 24s
Protection Long Retard du neutre
Dans le cas d’un réseau triphasé avec neutre distribué, la protection long retard du neutre est à l’initiative de l’exploitant.
Deux cas, selon le type d’appareil utilisé, sont à envisager :
Disjoncteurs tripolaires
Le tableau ci-dessous récapitule les possibilités de réglages.
Micrologic
Type de mesure - A P H
Neutre OFF
Pas de TC extérieur
Neutre ½ non non Oui par clavier ou supervision
Neutre plein oui oui oui Oui
Neutre double non non Oui par clavier ou supervision
Le TC extérieur est relié à Micrologic par le bornier fils fins
…/...
é 8
Protection against risk of fire

5. Protection against overloads neutral conductor
Neutral protection
Adjustment :
by three position dial on the 4th pole : 4P 3D, 3D+N/2, 4P 4D
by keypad : OFF, 1/2, Full, 1.6 (3 pole breaker only)
Settings :
N/2 : IrN = 1/2 IrP, IsdN = 1/2 IsdP, IiN = IiP, IgN = IgP
1.6N : IrN = 1.6 IrP, IsdN = 1.6 IsdP, IiN = IiP, IgN = IgP
Oversized neutral protection
protection against 3rd-order harmonics summed up in the neutral conductor
3Pole breaker only

6. Protection against overloads 3rd harmonic in neutral conductor

7. Protection against overloads IDMTL
Long-time protection of the phases IDMTL type (Inverse definite minimum time lag)
High voltage fuse
Extremely inverse time
Very inverse time
Standard inverse time
Definite time
Improvement of discrimination with HV fuses
Better protection of switchgears
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8. Protection against short-circuits
Short-time protection
For low impedance short-circuits (80% of faults)
I²t ON to improve discrimination with downstream protection, inverse time protection up to 10Ir
Instantaneous protection
For solid short-circuits
N1 and H1 breaker : OFF position inhibits the instantaneous protection
H2, H3 and L1 breaker : OFF postion = DIN value (shown on screen)
RMS measurement with 20ms fixed time delay
ST pick-up
ST delay
Inst.
pick-up
Protection contre les courts-circuits
Les courts-circuits sont de deux natures en fonction de leur emplacement :
les courts-circuits impédants, d’une valeur faible s’ils surviennent en bout de ligne,
les courts-circuits francs, de valeur élevée s’ils se produisent sur les jeux de barres d’un TGBT.
Les disjoncteurs de puissance sont construits pour supporter pendant plusieurs centaines de milli-secondes, l’énergie du court-circuit. Leur déclenchement peut être temporisé et permettre d’assurer la sélectivité avec des appareils placés en aval.
Protection Court-Retard
A l’exception des Micrologic 2.0 et 2.0A, toutes les unités de contrôle Micrologic sont de type sélectif. Elles possèdent une protection Court-Retard “S” dont la plage de réglage est comprise entre 1,5 et 10 Ir avec cinq crans de temporisation.
L’ordre de déclenchement est donné sur une valeur efficace du courant de court-circuit
Pour améliorer la sélectivité avec des fusibles ou d’autres disjoncteurs, il est possible de transformer une partie de la courbe court retard en une courbe inverse en choisissant le réglage I²t ON.
Protection court retard contre les défauts intermittents
Dans la zone de déclenchement court retard, les courants intermittents ne provoquant pas de déclenchement sont incrémentés dans Micrologic. Cette mémorisation est équivalente à la mémoire thermique du Long Retard et entraîne une réduction de la temporisation de déclenchement Court Retard.
Protection instantanée
Sur des courts-circuits élevés, il est nécessaire de déclencher instantanément pour limiter des contraintes sévères sur l’installation.
La protection instantanée “I” est réglable en fonction du calibre de l’appareil et peut varier de 2 à 15 In.
L’ordre de déclenchement est donné non plus sur une valeur efficace du courant de court-circuit, mais sur une valeur de crête
Sur les appareils de type N1 et H1, la position supplémentaire “ OFF ” inhibe l’instantané.
Sur les disjoncteurs de type H2,H3, et L1, la position supplémentaire “ OFF ” remonte le seuil de déclenchement instantané jusqu’au seuil maxi d’autoprotection du disjoncteur (seuil inférieur à la TED= répulsion des contacts)
Autoprotection contre les courts-circuits à la fermeture DINF
Les disjoncteurs Masterpact NT et NW sont équipés en standard d’une autoprotection destinée à faire déclencher instantanément l’appareil en cas de fermeture sur court-circuit (DINF)
../..
Protection against risk of damage

9. Protection against short-circuits Zone selective interlocking (ZSI)
Principle :
ZSI enables the control units to communicate with each other. The system is able to locate the short circuit or ground fault and clear it.
Functionning :
ZSI allows the circuit breaker to ignore its preset delay when necessary. The fault is cleared by the nearest upstream circuit breaker with no intentional time delay.
Advantages :
Faster tripping time without sacrificing coordination
Limitation of system stress by reducing amount of let through energy.
Maximum : 100 circuit breakers interconnected
whatever the configuration
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10. Protection against insulation faults Ground fault
Ground fault protection
Micrologic 6.0P
Made mandatory by NEC
Residual current Source Ground Return Ig
Micrologic pour protéger contre les défauts d’isolement
Les courants dus à des défauts d’isolement peuvent être dangereux pour les personnes (risque de contacts indirects) et les équipements (risque d’incendie).
Pour s’en protéger, et pour répondre au mieux à tous les schémas d’installation, la gamme Micrologic intègre en standard :
sur les unités 6.0, la protection terre,
sur les unités 7.0, la protection à courant différentielle.
La protection à courant différentiel
Elle est imposée par les normes d’installations (CEI60 364) pour la protection des personnes et des biens dans les cas suivants :
schémas de liaison à la terre de type TT, où les courants résultant des défauts d’isolement sont de faibles valeurs,
réseaux de type TN ayant de grandes longueurs de câble, où le seuil instantané n’est pas suffisant pour protéger un court-circuit en bout de ligne.
Cette protection est réglable en seuil de 500mA à 30 A et en temporisation pour assurer la sélectivité différentielle.
Capteur rectangulaire externe obligatoire
…/...
Prevent risk of fire

11. Protection against insulation faults Earth leakage
New
Earth-leakage protection
Micrologic 7.0P
Mandatory per standards NFC and IEC 364
In a TT system, protects property against low level fault currents
In a TNS system, protects installations where long cables are installed
Micrologic pour protéger contre les défauts d’isolement
Les courants dus à des défauts d’isolement peuvent être dangereux pour les personnes (risque de contacts indirects) et les équipements (risque d’incendie).
Pour s’en protéger, et pour répondre au mieux à tous les schémas d’installation, la gamme Micrologic intègre en standard :
sur les unités 6.0, la protection terre,
sur les unités 7.0, la protection à courant différentielle.
La protection à courant différentiel
Elle est imposée par les normes d’installations (CEI60 364) pour la protection des personnes et des biens dans les cas suivants :
schémas de liaison à la terre de type TT, où les courants résultant des défauts d’isolement sont de faibles valeurs,
réseaux de type TN ayant de grandes longueurs de câble, où le seuil instantané n’est pas suffisant pour protéger un court-circuit en bout de ligne.
Cette protection est réglable en seuil de 500mA à 30 A et en temporisation pour assurer la sélectivité différentielle.
Capteur rectangulaire externe obligatoire
…/...
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12. Hardware Principle and power supply
ZSI
M2C/M6C
ASIC
Basic
protection L S I G V
Microprocessor
Additional functions (monitoring, measurement, analyses...)
COM Module
Synchronous
Exchange data
Mitop
Air CT
Opto
Com
Plugs : Calibre/
perform.
Isolation
Optical
coupling
Iron CT
Power supply
Trip unit
power supply
Surplus
Optional external 24V DC power supply for :
programmable contact power supply and
when breaker is open :
Powers display,
Identification, adjustments through “Com” module
Test
kit
Standard Internal voltage sensor <690v or
optional external voltage sensor for
µP power supply and measurement
24V DC BUS power supply
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13. Metering Principle Refresh Sampling 544µs 1 s 1s Integration
Instant. data
15 s (sliding)
5..60 min (fixed)
5 to 60 min Integration
Demand data
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14. RMS measurement Sampling frequency : 1838Hz
One measurement point every 544µs
36 points per cycle
RMS value calculation
10ms
20ms

15. Others functions Principle
Meter
Monitor
Programmable
Controller
Logging:
Data Logs
Historical Data
Maintenance Data
Instant. data
IRMS
P Q S
EP EQ
Min / Max
Max I1 :
Min f17
Demand
Thresholds
(pickup & dropout)
Iavg
Pavg
Relay Activation
M2C/M6C
Breaker trip
Mitop
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16. Demand measurements fixed or sliding window
fixed window
Measurement of active reactive and apparent power
time intervals programmable between 5mn and 1h
values are refreshed at the end of the time interval
Sliding window
Measurement of current and active reactive and apparent power
values are refreshed every 15 sec
sliding
fixed
5mn to 1h t
15s

17. Power factor PF
Power factor
PF = P/S P: active power S: apparent power Nota : cos ф= P1/S1 P1 : Fundamental active power S1 : Fundamental apparent power
apparent power S
kVA
reactive power Q
kvar
active power P kW

18. Power factor PF Sign convention
Reactive Power
Watts +
VArs +
P.F -
VArs -
P.F +
Watts -
Reactive Power
Watts +
VArs +
P.F +
VArs -
P.F -
Watts -
Reactive Power
Watts -
VArs +
P.F -
Watts +
VArs +
P.F +
Active Power
Active Power
Active Power
Watts -
VArs -
P.F -
Watts +
VArs -
P.F +
IEEE :
PF sign = - Q sign(P/S)
IEEE altenate :
PF sign = Q sign(P/S)
IEC :
PF sign = sign(P/S)

19. Monitoring and/or protection of loads based on current, voltage, power, frequency
Current and voltage unbalance
Maximum current (per phases & neutral)
Minimum / maximum voltage
Minimum / maximum frequency
Reverse power
Phases rotation

20. Monitoring and/or protection of loads Principle of operation
variable T1
Activation threshold
Deactivation threshold T2 t
Alarm generated by Micrologic

21. Monitoring and/or protection of loads Current unbalance ANSI 46
E max
Application
Protect rotating machines (motors, generators) operating on balanced three-phase supplies against ageing and slowing
Balance single-phase loads on three-phase distribution systems
Detect phase loss
Principle
the function compares the current unbalance to the threshold previously set by the user, for a time greater than the time delay
Example
I1 = 2500A I2 = 4000A I 3 = 3400A
Iaverage. = 3300A
Emax = I1 - Iave. = 800A
DI = Emax /Iaverage = 24%
I average I1 I2 I3

22. Monitoring and/or protection of loads Maximum current per phase and N
Application
Obtain the maximum current demand in the presence of major load fluctuations (welding machines, crushers, hoists)
Principle
This function calculates the maximum demand value of the current in each Ph and Neutral over a sliding time interval.
The interval can be adjusted between five minutes and one hour.
The value is refreshed every 15s
I max demand t1 t2

23. Monitoring and/or protection of loads Voltage unbalance ANSI 47
Application
Protect loads against vibrations, temperature rise and premature ageing
Principle
The function compares the voltage unbalance to the threshold previously set by the user, for a time greater than the time delay.
Example
U12 = 330v
U23 = 390v
U31 = 10V
U average. = 243v
Emax = U31 - U average. =233v
DU = Emax /U average. = 96%
U average
E max
U12
U23
U31

24. Monitoring and/or protection of loads Minimum voltage ANSI 27
Application
Protect motors against voltage drops resulting in loss of torque and a major increase in the current drawn by the motor
Check the output voltage of a generator…
Principle
The function is activated when one of the phase to phase voltages is below the threshold set by the user, for a time greater than the time delay.
The function is desactivated when all 3 phase are above the threshold.
U12
U23
U31
Activation threshold U min
dectivation threshold U min

25. Monitoring and/or protection of loads Minimum voltage ANSI 27
U max activation threshold (maxi 1200V)
U min deactivation threshold T2 T1
U min activation threshold (mini 100V)
100V
Alarm t

26. Monitoring and/or protection of loads Maximun voltage ANSI 59
Application
Protect loads (motor and transformer) against abnormally high voltages that can result in irreversible damage
Avoid saturation of transformers
Principle
The function is activated when one of the phase to phase voltages is above the threshold set by the user, for a time greater than the time delay
The function is desactivated when all 3 phases are under the threshold
Activation threshold U max
deativation threshold U max

27. Monitoring and/or protection of loads Maximum voltage ANSI 27
U max activation threshold (maxi 1200V) T2
Deactivation threshold
U min activation threshold (mini 100V)
Alarm t

28. Monitoring and/or protection of loads Reverse power ANSI 32P
Application
Protect diesel engines from generators operating as motors
marine applications, generator sets…
Avoid power transfers between two parallel-connected sources
Principle
The function is activated when the active power flowing in the direction opposite set by the user is greater than the activation threshold for a time greater than the time delay.
Activation
Reconnection
Deactivation
Load shedding
Reverse power
P kW

29. Monitoring and/or protection of loads Minimum frequency ANSI 81
Application
Check the frequency of a generator
Check the frequency across the terminals of a motor
Avoid saturation of transformers following a drop in frequency
Principle
The function is activated when the frequency exceeds the set threshold for a time greater than the time delay

30. Monitoring and/or protection of loads Minimum frequency ANSI 81
F max activation threshold (maxi 540Hz) T2
F min deactivation threshold T1
F min activation threshold (mini 45Hz)
45Hz
Alarm t

31. Monitoring and/or protection of loads Maximum frequency ANSI 81
Application
Check the frequency of a generator
Check the frequency across the terminals of a motor
Principle
The function is activated when the frequency exceeds the set threshold for a time greater than the time delay

32. Monitoring and/or protection of loads Maximum frequency ANSI 81
540Hz T1
F max activation threshold (maxi 540Hz) T2
F max deactivation threshold
F min activation threshold (mini 45Hz)
Alarm

33. Monitoring and/or protection of loads Phase rotation
Application
Avoid reversed rotation of motors
Check on coupling between generator and distribution system (phase sequence)
Principle
The function compares the actual phase sequence with the selected sequence
Alarm only
Not available if the 400 Hz frequency is set F1 F3

34. Load shedding and reconnection based on current
Application
Ensure the continuity of service of priority circuits by disconnecting non-priority loads
Principle
The function is activated when the current exceeds the set threshold for a time greater than the time delay
reconnection
shedding I

35. Load shedding and reconnection based on power
P kW
Application
Ensure the continuity of service of priority circuits by disconnecting non-priority loads
Principle
The function is activated when the power exceeds the set threshold for a time greater than the time delay
10MW
Activation
Deactivation
100 kW t
Alarm
shedding
reconnection

36. Programmable controller Alarms and relay outputs with distinct thresholds
Activation T1
Alarm
on supervisor via Com module
activation and desactivation after a programmable time delay
M2C or M6C relay outputs
without latching ==> follows the state of the alarm
with temporary latching
programmable from 1s to 6mn
with permanent latching ==> needs a resetting
Deactivation T2 t
Alarm
Relays without latching
Relays with temporary latching
from 1s to 360s
possible Resetting
Relays with permanent latching
Reset

37. Programmable controller Alarms and relay outputs with identical thresholds
on supervisor via Com module
activation and desactivation after a programmable time delay
M2C or M6C relay outputs
without latching ==> follows the state of the alarm
with temporary latching
programmable from 1s to 6mn
with permanent latching ==> needs to be reset
Activation/ T1 T2
Deactivation
Alarm
Relays without latching
Relays with temporary latching
from 1s to 360s
possible resetting
Relays with permanent latching
Reset

38. Harmonic Definition A periodic signal is a combination of :
The original sinusoidal signal at the fundamental frequency
Other sinusoidal signals (the harmonics) with frequencies that are whole-number multiples of the fundamental frequency
A DC component, where applicable
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39. Harmonic Origin and effects
Origin Harmonics are caused by non linear loads such as :
Welding machines
arc/induction furnaces
Variable speed drive
office equipment (computer, copy machine, neon lighting…)
Effects The flow of harmonics in distribution systems can cause serious problems such as :
Increased currents (oversized neutral)
Additional losses and premature aging
Disturbances to loads due to voltage harmonics
Disturbances in communication networks
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40. Harmonic Quality indicators
These indicators are the indispensable tools used to determine any required corrective action :
Measurement of the fundamental
Phase displacement of the fundamental
Harmonic distorsion THD
cos ф, power factor
K factor, crest factor
Distorsion power, distorsion factor
Amplitude spectrum up to order 31 st
Displacement spectrum
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41. Harmonic Total Harmonic Distortion
Current THD%
Current per phase
Neutral current
Voltage THD%
Phase to phase voltage
Phase - Neutral voltage

42. Harmonic Fast Fourier Transfert
Current harmonics
each phase plus neutral
up to 31st order
Voltage harmonics
phase to phase
phase to Neutral
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43. Harmonic Waveform capture (WFC)
Triggered manually
4 cycles
magnitude I : [ In]
magnitude V: [0- 690V]
64 points /cycle
Triggered on event (alarm > 1s)
4 cycles (on supervisor)
triggered by a fault
11/13 cycles (50/60 Hz)
magnitude I : [ In]
18/15 points /cycle (50/60 Hz)
WFC available through the COM option only

44. Asic and microprocessor self-protection
Auto-test
µPro &
automatic
reset
Asic watchdog
Maintenance log
time recording :
Asic maxi temperature
ASIC error code
ASIC
Self protection :
- temperature
- power supply deficiency
Data
exchange
reading

45. Asic and microprocessor self-protection
ASIC self protection
resulting in a circuit breaker tripping :
excessive temperature >120°
ASIC power supply deficiency (overvoltage)
Indication :
LED Ap « ON »
display of error code on LCD screen
Events log recording ===>supervisor
µP self protection
never trip the circuit-breaker
Memory check sum
Time-out
Detection by the µPro of a serial link failure between µP and the ASIC
Events log recording ===>supervisor (if communication still healthy)

46. Isn ’t it simple and nice ?
That ‘s all for today !
Isn ’t it simple and nice ?