距離保護動態動作時間 SIR diagram 試驗
Distance Protection Dynamic Operate Time SIR Diagram 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 operate time SIR diagram 試驗為 IEC 60255-121:2014 §6.3.2 之型式試驗，目的為量化 zone 1 動作時間隨 source impedance ratio (SIR) 與故障位置之變化。系統模型為 400 kV radial feeder R-L 電網（VT/CT 理想、線路電容忽略），短線 SIR 採 5/10/30/50、4 故障類型（L1N/L2L3/L1L2L3/L2L3N）、故障位置 0~110% reach，每組合 ≥ 10 次重複。結果繪成 SIR diagram（operate time min/mean/max vs 故障位置）。本試驗與 TEST-PR-21-DTO-001（transient overreach 邊界）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 400 kV radial feeder R-L 電力系統（含衰減 DC 分量）+ 瞬態故障條件對 21 試品施加三相電壓 + 電流，source impedance ratio (SIR) 依 short / long line 設定可變。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
- zone 1 設定為線路阻抗 80%（radial feeder，per §6.3.2.1）
- 86 lockout relay 已脫離跳機迴路
- 注入儀可模擬 R-L 電力系統 + 衰減 DC 分量 + 多 fault inception angle
- 注入儀採樣頻率 ≥ 4800 Hz（per IEC 60255-1）
- 注入儀無法模擬瞬態故障條件或衰減 DC 分量
- 採樣頻率 < 4000 Hz
- 21 試品 zone 1 設定未確認
本試驗為動態 operate time SIR diagram 型式試驗，量化 zone 1 動作時間隨 SIR 與故障位置之變化（min / mean / max operate time）。與 TEST-PR-21-DTO-001（transient overreach 邊界 X_ST/X_NT）對偶 — OT 試驗著重「動作多快」（operate time 特性曲線），DTO 試驗著重「過度伸越多少」（overreach 邊界）。VT / CT 模型理想，線路電容忽略（per §6.3.2.1）。
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（per §6.3.2.1）**： 1. 系統模型：400 kV radial feeder，local CB 閉、remote CB 開（zero load transfer）。 2. VT 400 kV / 100 V；CT 1200 A / 1 A 與 1200 A / 5 A 各跑。 3. 系統頻率 50 Hz 與 60 Hz（阻抗資料兩者通用）。 4. zone 1 reach 設線路 80%；fault resistance（如可設）LN 設 15 primary ohms、LL 設 10 primary ohms（at 0% line）。 5. VT / CT 模型理想；線路電容忽略；R-L 電網含衰減 DC 分量。 6. 所有相關設定（phase selector / starting zone / load encroachment / directional）採製造商建議常用值並宣告，試驗中不得變更。 **試驗 — short line SIR diagram（per §6.3.2.2）**： 於每 SIR 值（短線 5 / 10 / 30 / 50）： 1. 故障位置 X 依序 0% / 50% / 80% / 90% / 95% / 105% / 110%（若 105% 不 overreach 則免測 110%）。 2. 4 故障類型：L1N / L2L3 / L1L2L3 / L2L3N。 3. fault resistance 0 Ω（數值限制下用最小允許值）。 4. 每位置以 pre-fault load 條件 ≥ 1 秒 → 突然切換至 fault；採多個 fault inception angle。 5. 每組合重複 ≥ 10 次（per IEC 60255-1），記錄 zone 1 operate time。 **long line SIR diagram（per §6.3.2.4）**：同上邏輯，採 long line（100 km）SIR 設定。 **報告（per §6.3.2.3 / §6.3.2.5）**： 每 fault type 繪 SIR diagram = operate time（min / mean / max）vs 故障位置（% reach）× SIR。 短線 + 長線各一組（Figure 27~29 短線 min/mean/max、Figure 31~33 長線 min/mean/max）。
- SIR diagram = operate time vs 故障位置 × SIR（非 overreach %）
- 短線 SIR 5/10/30/50 + 長線各一組 diagram
- 4 故障類型 L1N / L2L3 / L1L2L3 / L2L3N
- 故障位置 0/50/80/90/95/105/110% reach
- zone 1 設線路 80%；VT/CT 理想；線路電容忽略
- operate time 報 min / mean / max（Figure 27~33）
- 每組合 ≥ 10 次重複（per IEC 60255-1）
- 與 TEST-PR-21-DTO-001 對偶（OT = 動作快慢 / DTO = overreach 邊界）
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 6.3.2.1
竣工試驗 (Commissioning)
不適用動態 SIR diagram 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 SIR diagram 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 + 衰減 DC 分量 + SIR 比例可變 + 多 fault inception angle，採樣 ≥ 4800 Hz，phase-continuous transient
- 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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