距離保護動態 transient overreach 試驗
Distance Protection Dynamic Transient Overreach Test
適用設備：保護及控制設備 / 距離保護電驛
21 距離保護動態 transient overreach 試驗為 IEC 60255-121:2014 §5.4.3 + §6.3.4 之型式試驗，目的為驗證 zone 1 動態精度（瞬態故障條件下）。TO 定義：X_ST（總是動作）+ X_NT（從不動作）兩位置 → overreach = (X_NT - 100) / 100 × 100%。製造商發布短線 + 長線之 SIR diagram + CVT-SIR diagram（4 故障類型 × 2 line types × 2 VT models = 16 張 per rated frequency）。典型 TO ≤ 10%。本試驗與 TEST-PR-21-001（steady-state）對偶，僅執行於型式試驗。
安全資訊 — 中風險
試驗於電驛測試環境隔離狀態下執行，注入儀模擬 R-L 電力系統 + 瞬態故障條件對 21 試品施加三相電壓 + 電流。注入儀模擬 source impedance ratio (SIR) 可變，含 CVT 模型（如適用）。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 zone 1 reach（R_set / X_set / RCA）設定參數紀錄完成
- 86 lockout relay 已脫離跳機迴路
- 注入儀可模擬 R-L 電力系統 + 瞬態故障注入
- 注入儀採樣頻率 ≥ 4800 Hz（per IEC 60255-1）
- SIR 設定範圍涵蓋短線（low SIR）+ 長線（high SIR）
- 注入儀無法模擬瞬態故障條件
- 採樣頻率 < 4000 Hz
- 21 試品設定未確認
Transient overreach (TO) 為距離保護動態 zone 1 精度試驗，與 TEST-PR-21-001（steady-state basic accuracy）對偶。TO 定義（per §5.4.3）：zone 1 設定固定下，總是動作之故障位置 X_ST（典型 < 100%）+ 從不動作之故障位置 X_NT（典型 > 100%）；overreach = (X_NT - 100) / 100 × 100%。製造商發布短線 + 長線之 SIR diagram + CVT-SIR diagram 供使用者比較不同廠牌。
試驗接線圖
檢測四階段
型式試驗 (Type Test)
適用型式試驗，per §6.1 dynamic performance test 為製造商發布 SIR diagram 之依據。
**前置設定**： 1. 21 試品載入 zone 1 設定（R_set, X_set, RCA），保持 zero time delay + zero intentional underreach（如有則設最小）。 2. 注入儀模擬 R-L 電力系統，capacitance neglected（per §6.1）。 3. SIR 範圍：short line（SIR = 0.1 ~ 1）+ long line（SIR = 1 ~ 30）。 4. CT 模型 ideal（per §6.1 + §5.4.4）。 **試驗 — SIR diagram 求 X_ST + X_NT**： 於每 SIR 比例值（典型 0.1 / 0.5 / 1 / 5 / 30）： 1. 故障位置 X 從 30% → 130% reach（per 5% step）。 2. 每位置注入瞬態故障：pre-fault load 條件 ≥ 1 秒 → 突然切換至 fault condition。 3. 每位置重複至少 10 次（per IEC 60255-1）。 4. 紀錄 zone 1 動作率： - X < X_ST：100% 次動作 → X_ST = max(X) such that 100% operate - X > X_NT：0% 次動作 → X_NT = min(X) such that 0% operate - X_ST < X < X_NT：部分動作（過渡區） **報告 — SIR diagram**： 繪 X (% reach) vs t_op（min / mean / max）圖。 標示 X_ST + X_NT 為動作邊界。 計算 TO = (X_NT - 100) / 100 × 100%。 **7 故障類型 + CVT 變體**（per §5.4.3 + §5.4.4）： - 4 故障類型 LN / LL / LLL / LLN（per §5.4.3 明示）。 - 短線（SIR 低）+ 長線（SIR 高）各一張 SIR diagram。 - 不含 CVT（理想 VT）+ 含 CVT 各一張 = SIR diagram + CVT-SIR diagram。 - 共 4 故障 × 2 line types × 2 VT models = 16 張 diagram per rated frequency。
- TO = (X_NT - 100) / 100 × 100%
- 短線（low SIR）+ 長線（high SIR）兩張 SIR diagram
- 不含 CVT + 含 CVT 兩張對比
- 4 故障類型（LN / LL / LLL / LLN）
- 每位置至少 10 次重複（per IEC 60255-1）
- CVT 影響：voltage 振幅 + 相位 transient
- 典型 TO ≤ 10%（取決製造商）
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 5.4.3
竣工試驗 (Commissioning)
不適用動態 TO 試驗為型式試驗範圍（per §6.1 dynamic performance type test），現場 commissioning 不執行；改用 TEST-PR-21-001 steady-state basic accuracy 試驗 + 製造商 SIR diagram 為設計依據。
維護試驗 (Maintenance)
不適用動態 TO 試驗為型式試驗範圍，現場 maintenance 不執行。
試驗設備
- 三相動態電驛測試儀（R-L 電網模擬） — 三相 V + I 注入 + R-L 電力系統模擬 + SIR 比例可變 + 瞬態故障注入，採樣 ≥ 4800 Hz，phase-continuous transient
- CVT 模型（軟體 / 硬體） — 模擬 CVT voltage 振幅 + 相位 transient response（per §5.4.4）
- 21 試品（被測物） — 距離保護電驛（IEC 60255-121 適用機型）
- Trip 監測 / 示波器 — 記錄 trip output 時序 + pre-fault → fault 切換時序，解析度 ≤ 0.1 ms
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