距離保護阻抗特性精度試驗
Distance Protection Impedance Characteristic Basic Accuracy Test
適用設備：保護及控制設備 / 距離保護電驛
距離保護 21 阻抗特性精度試驗為 IEC 60255-121:2014 §6.2 之型式試驗，目的為驗證 R-X 平面操作特性基本精度（ε_X 與 ε_R）。5 試驗點 A/B/C/D/E × 7 故障類型（LN/LL/LLL）× 10 ramp 角度 = 350 ramps。quadrilateral ramp ⊥ 邊界 / MHO ramp 沿原點射線。每點 pickup 計算 ε = e/setting × 100，跨所有試驗點取 max 為電驛基本精度，須符合製造商宣告容差（Figure 2）。
安全資訊 — 中風險
試驗於電驛測試環境隔離狀態下執行，注入儀對 21 試品施加三相電壓 + 電流（模擬 R-X 阻抗平面之故障點），跳機輸出接示波器或計時儀，非直連跳機迴路；但若 86 lockout relay 在跳機迴路內未脫離，誤動作仍可能觸發。
- 絕緣手套
- 安全眼鏡
- 安全帽
- 21 試品已上電且設定參數紀錄完成（zone reach + RCA + 時間延遲等）
- 86 lockout relay 已脫離跳機迴路
- 注入儀可模擬 R-X 阻抗平面之 ramp（per §6.2.2.2.3 quadrilateral 或 §6.2.2.2.4 MHO）
- 製造商之操作特性（operating characteristics）已取得（per §4.4.3）
- 注入儀不支援 R-X impedance ramp
- 21 試品設定參數未確認
- 86 lockout relay 未脫離跳機迴路
本試驗為型式試驗，目的為驗證 21 試品之 R-X 平面操作特性基本精度（ε_X 與 ε_R）。試驗於 5 個試驗點（A、B、C、D、E）執行，每點 7 故障類型 × 10 ramp 角度 = 350 個 ramp。Pre-fault load 條件須符合 §6.1 設定。
試驗接線圖
檢測四階段
型式試驗 (Type Test)
適用型式試驗，每具電驛新型號 / 大改版時做一次。
**前置設定**： 1. 21 試品依 Annex H 計算之 zone 1 設定載入（R_set, X_set, RCA）。 2. 製造商之 effective range（U_min, I_min, 2 × I_rated）確認。 3. 5 試驗點計算（per Figure 7/8/9）： - A：2 × I_rated 定電流變壓 - B：I_min 定電流變壓（若 B 超出設定範圍改用 B'） - C：U_min 定電壓變流（若 C 超出設定範圍改用 C'） - D：AB 中點 - E：AC 中點 **試驗序列**（每試驗點 5 試驗點 × 7 故障類型 × 10 ramp 角度 = 350 ramps）： 於每試驗點： 1. 載入該點計算之 R_set / X_set 設定。 2. 依 7 故障類型分別執行（per §6.2.2.2.2）：L1N / L2N / L3N / L1L2 / L2L3 / L3L1 / L1L2L3。 3. 每故障類型於第 1 quadrant 之 0°/10°/.../90° 共 10 個 ramp 方向執行（per §6.2.2.2.3 Figure 11）： - quadrilateral：ramp ⊥ 特性邊界 - MHO：ramp 沿原點射線 4. 每 ramp 記錄 pickup 點（start signal）。 5. 量測誤差：e_X1, e_X2, ..., e_X10（reactive border）+ e_R1, ..., e_Rm（resistive border）。 6. 計算該點 ε_X = max(|e_Xi|) / X_set × 100 + ε_R = max(|e_Ri|) / R_set × 100。 **5 試驗點結果**： 取 max(ε_X) 與 max(ε_R) 跨 5 試驗點為電驛基本精度。
- 5 試驗點（A/B/C/D/E）涵蓋 secondary effective range
- 7 故障類型分別執行（含 LN/LL/LLL）
- 10 ramp 角度（0°~90°，per Figure 11）每故障類型
- quadrilateral ramp ⊥ 邊界 / MHO ramp 沿射線
- ε_X = max(e_Xi)/X_set × 100；ε_R = max(e_Ri)/R_set × 100
- load encroachment + directional + starting element 若有亦須宣告
- 試驗結果取跨 7 故障類型 × 5 試驗點之最大誤差
執行頻率：型式試驗一次（電驛新型號或大改版）
來源：IEC 60255-121 (2014), Clause 5.3.1
竣工試驗 (Commissioning)
適用竣工驗收簡化版，於設定之 zone reach 邊界附近驗證精度。
簡化版： 1. 載入 production 設定之 zone 1 / zone 2 / zone 3 reach。 2. 於 RCA 方向（典型 85° 反應線）依 zone reach 設定 ramp。 3. 驗證 pickup 點落於設定值 ± 5% 內。 4. 7 故障類型抽樣 3 種（L1N + L1L2 + L1L2L3）驗證 vector group 補償。 5. 時間延遲量測（zone 2 / zone 3）驗證 timer 設定。
來源：IEC 60255-121 (2014), Clause 5.3.1
維護試驗 (Maintenance)
適用周期性維護驗證 21 設定未漂移。
簡化版 commissioning + 與歷次量測比對。zone 1 pickup 點漂移 > 5% 即提示電驛內部老化。
執行頻率：依公司維護策略，建議每 3～5 年配合保護電驛大修一次
來源：IEC 60255-121 (2014), Clause 5.3.1
試驗設備
- 三相電驛測試儀（V + I 注入） — 三相 U + I 注入，阻抗模擬 Z = U/I 之 ramp 功能（quadrilateral + MHO）；模擬 7 故障類型；pre-fault load 條件可設
- 21 試品（被測物） — 距離保護電驛（IEC 60255-121 適用機型）
- GPS / 光纖同步介面 — 多注入儀同步精度 ≤ 1 μs（dynamic test 若做）
- Trip 監測 / 示波器 — 記錄 start signal + operate signal 時序
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