變壓器差動保護穿越故障穩定性試驗
Transformer Differential Protection Through-Fault Stability Test
適用設備：保護及控制設備 / 變壓器差動保護電驛
87T 變壓器差動保護穿越故障穩定性試驗為變壓器新裝竣工 + 大修返廠之核心試驗。依 IEEE C37.91-2021 §6 + Annex A/B.3，目的為驗證 87T 對 external（through）fault 不誤動作。雙路同步注入儀分別注入 HV/LV CT 副邊，向量相反 + 依 CT 變比補償。三階段試驗：（1）1 × I_n 驗 vector group + alignment；（2）2~20 × I_n 驗 dual-slope restraint；（3）mismatch ± 5% 不動作 + 20% 動作驗 pickup 邊界。注入儀同步精度 < 100 μs 為核心要求。
安全資訊 — 高風險
試驗於變壓器隔離狀態下對 87T 試品施加雙路 secondary current 注入，模擬穿越故障電流（含 CT 飽和區）。注入電流可達 20 × I_n（CT 副邊額定電流），存在電路過熱、注入儀過載風險。同步注入儀失同步時可能誤動作觸發 86 lockout 引發跳機。
- 絕緣手套
- 安全眼鏡
- 安全帽
- 弧光防護面罩（≥ Cat 2）
- 變壓器已完全隔離（HV + LV + tertiary 全側）
- 86 lockout relay 已暫時旁路或設於試驗模式
- CT 副邊接線已驗證（極性 + 相位 + 變比）
- 兩注入儀已 GPS 或光纖同步（時間誤差 < 100 μs）
- 87T 試品已上電且通訊正常
- 設定參數已驗證（slope 1, slope 2, pickup, kink point, vector group 補償）
- CT 副邊極性接錯
- 注入儀同步失準（時間誤差 > 1 ms）
- 86 lockout relay 未脫離跳機迴路
- 變壓器未完全隔離
本試驗為 commissioning 階段驗證 87T 對 external（through）fault 之穩定性，與 internal fault sensitivity 試驗（TEST-PR-87T-XXX 規劃中）為對偶。兩注入儀必須嚴格同步、向量相反、依 CT 變比補償。失同步即誤判 internal fault 觸發跳機。
試驗接線圖
檢測四階段
竣工試驗 (Commissioning)
適用變壓器新裝竣工試驗或大修返廠後必做之核心試驗。
**前置驗證**： 1. 確認變壓器完全隔離 + 86 lockout 已脫離跳機迴路。 2. CT 變比、極性、相位驗證（含 vector group 補償設定）。 3. 兩注入儀 GPS 或光纖同步（時間誤差 < 100 μs）。 4. 87T 試品設定參數紀錄（pickup, slope 1, slope 2, kink point）。 **階段 1 — Vector group 與 alignment 驗證（1 × I_n）**： 1. 注入儀 A 向 HV CT 副邊注入 1 × I_n（額定電流）。 2. 注入儀 B 向 LV CT 副邊同步注入對應之 1 × I_n（依 CT 變比補償，向量相反）。 3. 87T 顯示 Idiff、Irest，Idiff 應 < pickup（典型 0.1～0.3 × I_n）。 4. 三相分別執行（A 相、B 相、C 相），驗證 vector group 補償正確。 **階段 2 — Restraint slope 驗證（2、5、10、20 × I_n）**： 1. 同步遞增注入電流至 2、5、10、20 × I_n，分階段持續 ≥ 1 秒。 2. 每階段記錄 Idiff、Irest 值。 3. 高電流區（≥ 10 × I_n）驗證 slope 2（dual slope）特性，CT 進入飽和區仍應保持穩定。 4. 87T 不應發 trip 信號。 **階段 3 — Mismatch 容差驗證（故意失衡）**： 1. 注入電流 1 × I_n 條件下，注入儀 B 故意失衡 ± 5%（CT mismatch 模擬）。 2. 87T 應仍不動作（pickup 應 > 5% mismatch 之 Idiff）。 3. 故意失衡 ± 20% 驗證 pickup 邊界（87T 應動作）。 **試驗完成後**： 1. 還原 86 lockout 至運轉模式。 2. 移除注入儀，恢復 CT 副邊原始接線。 3. 三相平衡量測（接通負載前）驗證 Idiff 接近 0。
- 兩注入儀必須嚴格同步（時間誤差 < 100 μs）
- CT 副邊極性 + 相位 + 變比三者皆須先驗證
- 86 lockout relay 必須脫離跳機迴路（避免誤跳）
- 三相分別執行驗證 vector group 補償
- 階段 2 至 20 × I_n 驗證 dual-slope 特性
- 階段 3 故意失衡驗證 mismatch 容差（pickup 邊界）
- 試驗完成後三相平衡量測驗證 Idiff ≈ 0
執行頻率：變壓器新裝竣工試驗一次；大修返廠後再做一次
來源：IEEE C37.91 (2021), Clause B.3.3.1
維護試驗 (Maintenance)
適用周期性維護時對 87T 試品執行 secondary injection 驗證設定未漂移。
簡化版 commissioning 試驗：僅執行階段 1（1 × I_n 三相 alignment）+ 階段 3（mismatch 容差）。階段 2（CT 飽和區）可省略（除非懷疑 CT 退化）。
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：IEEE C37.91 (2021), Clause 6
試驗設備
- 雙路同步電流注入儀 — 兩路輸出 1～20 × I_n（CT 副邊額定），GPS 或光纖同步（時間誤差 < 100 μs），可程式化波形（含諧波）
- 87T 試品（被測物） — 變壓器差動電驛（IEEE C37.91 適用機型）
- 81 跳機監測儀 / oscilloscope — 記錄 87T trip 輸出脈衝 + Idiff/Irest 類比輸出（如有）
- GPS 時鐘 / 光纖同步介面 — 精度 ≤ 1 μs
- CT 副邊驗證儀 — 極性 / 相位 / 變比量測
- 變壓器 vector group 確認資料 — 銘牌資料 + 既往試驗報告（vector group 補償設定基準）
相關名詞
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