軌道交通 列車(chē)電能測(cè)量系統(tǒng) 第2部分：電能測(cè)量 編制說(shuō)明

1國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《軌道交通列車(chē)電能測(cè)量系統(tǒng)第2部分：電能測(cè)量》(征求意見(jiàn)稿)編制說(shuō)明1工作簡(jiǎn)況1.1編制依據(jù)根據(jù)《國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)關(guān)于下達(dá)2022年第一批推薦性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)外文版計(jì)劃的通知》(國(guó)標(biāo)委發(fā)[2022]17號(hào))20220306-T-347項(xiàng)目的要求，由全國(guó)軌道交通電氣設(shè)備與系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)歸口，并由株洲中車(chē)時(shí)代電氣股份有限公司、中鐵檢驗(yàn)認(rèn)證株洲牽引電氣設(shè)備檢驗(yàn)站有限公司、中車(chē)南京浦鎮(zhèn)車(chē)輛有限公司、中車(chē)株洲電力機(jī)車(chē)有限公司、中車(chē)青島四方機(jī)車(chē)車(chē)輛股份有限公司、廣州地鐵集團(tuán)有限公司、上海申通地鐵集團(tuán)有限公司共同起草。本部分為首次制定。1.2制修訂本標(biāo)準(zhǔn)的必要性耗規(guī)模較大，列車(chē)運(yùn)行能耗占比較高。截至2020年底，全國(guó)鐵路營(yíng)業(yè)里程達(dá)到14.63萬(wàn)公里，其中高鐵3.8萬(wàn)公里，電氣化率72.8%。據(jù)統(tǒng)計(jì)，鐵路總公司管內(nèi)電氣化鐵路用電量達(dá)700億千瓦時(shí)左右，相當(dāng)于三峽水電站年發(fā)電量的70%左右。其中列車(chē)運(yùn)行能耗占總耗能的80%以上，需要重點(diǎn)關(guān)注列車(chē)的運(yùn)行能耗。目前我國(guó)交直流機(jī)車(chē)/動(dòng)車(chē)組均在列車(chē)上安裝了計(jì)量電表，但主要只是簡(jiǎn)單的計(jì)量正向電度數(shù)和反向電度數(shù)。對(duì)其精確度、無(wú)功計(jì)量、數(shù)據(jù)處理與傳遞等處理過(guò)程并未有詳細(xì)規(guī)定，目前沿用的幾個(gè)基本標(biāo)準(zhǔn)包括TB/T2517-1995《電力機(jī)車(chē)功率因數(shù)和諧波的測(cè)試方法》及TB/T2525-1995《電力機(jī)車(chē)有功電流試驗(yàn)方法》，均只是針對(duì)列車(chē)驗(yàn)收階段相關(guān)試驗(yàn)進(jìn)行規(guī)定；而對(duì)常規(guī)電能測(cè)量數(shù)據(jù)的使用，包括列車(chē)能量管理、能量評(píng)估乃至列車(chē)電費(fèi)計(jì)量等均未開(kāi)展，這對(duì)軌道交通裝備走出去存在制約。IEC62888《軌道交通列車(chē)電能測(cè)量系統(tǒng)》系列標(biāo)準(zhǔn)基于歐盟EN50463系列標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上制定完成的，標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容具備較強(qiáng)的國(guó)際適應(yīng)性，目前中國(guó)也在列車(chē)電能測(cè)量相關(guān)技術(shù)方面取得了較大的進(jìn)步，亟需制定符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)要求和適合中國(guó)國(guó)情的列車(chē)電能測(cè)量系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)，助力中國(guó)軌道交通產(chǎn)品走出去和中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的互認(rèn)程度。1.3編制過(guò)程在本部分的編制過(guò)程中，完成了大量的基礎(chǔ)研究和編寫(xiě)工作，并邀請(qǐng)了國(guó)內(nèi)和鐵路行業(yè)相關(guān)領(lǐng)域的專(zhuān)家進(jìn)行了技術(shù)審查，確保了標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范性和權(quán)威性。本部分編制過(guò)程概要如下：(1)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃下達(dá)后，在歸口單位指導(dǎo)下，株洲中車(chē)時(shí)代電氣股份有限公司、中鐵檢驗(yàn)認(rèn)證株洲牽引電氣設(shè)備檢驗(yàn)站有限公司等單位成立了標(biāo)準(zhǔn)起草組，對(duì)軌道車(chē)輛電能測(cè)量方式、電能測(cè)量精度、電能測(cè)量設(shè)備檢驗(yàn)等情況進(jìn)行了調(diào)研，收集了相關(guān)技術(shù)資料，形成了工作大綱和本部分的草案稿。(2)標(biāo)準(zhǔn)起草組對(duì)前期工作和標(biāo)準(zhǔn)草案深入討論研究后，2023年1月形成了本部分的征求意見(jiàn)稿(SAC/TC278[2023]02)，歸口單位將征求意見(jiàn)稿發(fā)往中國(guó)國(guó)家鐵路集團(tuán)、國(guó)能朔黃鐵路發(fā)展有限責(zé)任公2司、中車(chē)長(zhǎng)春軌道客車(chē)股份有限公司、中車(chē)大連機(jī)車(chē)車(chē)輛有限公司、北京市地鐵運(yùn)營(yíng)有限公司、深圳市地鐵集團(tuán)有限公司等49個(gè)單位進(jìn)行意見(jiàn)征集。(3)主要參加單位和起草組成員及其所做的工作如下：序號(hào)起草單位起草人姓名承擔(dān)的工作1株洲中車(chē)時(shí)代電氣股份有限公司羅云飛、武彬羅云飛主持整個(gè)標(biāo)準(zhǔn)編制，負(fù)責(zé)第4.4.1—4.4.6章編制，負(fù)責(zé)整個(gè)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)內(nèi)容及文本質(zhì)量武彬負(fù)責(zé)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)翻譯校核2中鐵檢驗(yàn)認(rèn)證株洲牽引電氣設(shè)備檢驗(yàn)站有限公司孫敏杰負(fù)責(zé)第4.4.7-5.5.4.3章節(jié)的編制及校核，并對(duì)國(guó)內(nèi)試驗(yàn)情況進(jìn)行總結(jié)分析3中車(chē)南京浦鎮(zhèn)車(chē)輛有限公司王愛(ài)武負(fù)責(zé)第4.1-4.2章的編制及校核4中車(chē)株洲電力機(jī)車(chē)有限公司王磊負(fù)責(zé)第4.3章的編制及校核5中車(chē)青島四方機(jī)車(chē)車(chē)輛股份有限公司余進(jìn)負(fù)責(zé)附錄A、B、C的編制及校核6廣州地鐵集團(tuán)有限公司D制及校核7上海申通地鐵集團(tuán)有限公司周巧蓮E制及校核2編制原則2.1標(biāo)準(zhǔn)格式統(tǒng)一、規(guī)范，符合GB/T1.1-2020要求。2.2標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容符合統(tǒng)一性、協(xié)調(diào)性、適用性、一致性、規(guī)范性要求。2.3標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)內(nèi)容安全可靠、成熟穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)適用、科學(xué)先進(jìn)、節(jié)能環(huán)保。2.4標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施后有利于提高鐵路產(chǎn)品質(zhì)量、保障運(yùn)輸安全，符合鐵路行業(yè)發(fā)展需求。3主要內(nèi)容3.1本部分規(guī)定了電能測(cè)量系統(tǒng)中的電能測(cè)量功能的要求，該功能用于在牽引單元上測(cè)量直接取自/反饋到接觸網(wǎng)系統(tǒng)的電能。本部分還規(guī)定了電流測(cè)量功能(例如電流傳感器)、電壓測(cè)量功能(例如電壓傳感器)和電能計(jì)算功能(例如電能表)的要求。電壓測(cè)量功能、電流測(cè)量功能、電能計(jì)算功能和完整電能測(cè)量功能的一致性試驗(yàn)要求。本部分已考慮在某些應(yīng)用中電能測(cè)量功能可能需要計(jì)量評(píng)估。本部分涵蓋了所有相關(guān)的計(jì)量功能，適用于電能測(cè)量系統(tǒng)(1級(jí))。3.2本部分的主要技術(shù)要求包括EMF三個(gè)功能(VMF/CMF/ECF)的通用要求、標(biāo)識(shí)和標(biāo)記、基本信息；電氣要求(額定電壓、額定電流、額定頻率)；精確度要求(總則、EMF的誤差限值、參考條件、輸入量變化引起的誤差限值、初始條件)；牽引供電系統(tǒng)變化；復(fù)核等研究?jī)?nèi)容。EMF所采用傳感器的約定，包括通用要求(絕緣要求、輸出要求)；電壓傳感器(電氣要求、短路耐受和故障防護(hù)、溫升限值、精度要求、溫度對(duì)誤差限值的影響、因影響量引起的額外誤差限值)；電流傳感器(電氣要求、溫升限值、精度要求、溫度對(duì)誤差限值的影響、諧波誤差限值、因影響量引起的額外誤差限值)。3電能計(jì)算功能ECF通用要求(電能數(shù)據(jù)計(jì)算、K因子、ECF寄存器、索引值超限、標(biāo)志)；電氣要求 (ECF模擬測(cè)量輸入、輸入電壓的影響、短時(shí)過(guò)電流的影響、自熱的影響、溫升限值、VMF/CMF的數(shù)字輸入)；精度要求(有功電能測(cè)量的百分比誤差限值、無(wú)功電能測(cè)量的百分比誤差限值)；溫度對(duì)誤差限值的影響；因影響量引起的額外誤差限值；電磁兼容要求。一致性試驗(yàn)的要求包括一致性試驗(yàn)方法、試驗(yàn)框架、型式檢驗(yàn)、傳感器型式檢驗(yàn)、ECF型式檢驗(yàn)、出廠檢驗(yàn)。3.3本部分依據(jù)《IEC62888-2:2018軌道交通列車(chē)電能測(cè)量系統(tǒng)第2部分：電能測(cè)量》等技術(shù)規(guī)范，結(jié)合軌道電能測(cè)量裝置的應(yīng)用實(shí)際編制。本文件與IEC62888-2:2018的技術(shù)性差異及其原因如下：——用規(guī)范性引用的GB/T2423.1代替IEC60068-2-1，兩個(gè)文件之間的一致性程度為等同，以適應(yīng)我國(guó)的技術(shù)條件,增加可操作性；——用規(guī)范性引用的GB/T2423.4代替IEC60068-2-30，兩個(gè)文件之間的一致性程度為等同，以適應(yīng)我國(guó)的技術(shù)條件,增加可操作性；——用規(guī)范性引用的GB/T3954代替IEC60121，以適應(yīng)我國(guó)的技術(shù)條件,增加可操作性；——用規(guī)范性引用的GB/T4208代替IEC60529，兩個(gè)文件之間的一致性程度為等同，以適應(yīng)我國(guó)的技術(shù)條件,增加可操作性；——用規(guī)范性引用的GB/T5585.1代替IEC60028，以適應(yīng)我國(guó)的技術(shù)條件,增加可操作性；——用規(guī)范性引用的GB/T11021代替IEC60085，兩個(gè)文件之間的一致性程度為等同，以適應(yīng)我國(guó)的技術(shù)條件,增加可操作性；——用規(guī)范性引用的GB/T17626.2代替IEC61000-4-2，兩個(gè)文件之間的一致性程度為等同，以適應(yīng)我國(guó)的技術(shù)條件,增加可操作性；——用規(guī)范性引用的GB/T17626.3代替IEC61000-4-3，兩個(gè)文件之間的一致性程度為等同，以適應(yīng)我國(guó)的技術(shù)條件,增加可操作性；——用規(guī)范性引用的GB/T17626.4代替IEC61000-4-4，兩個(gè)文件之間的一致性程度為等同，以適應(yīng)我國(guó)的技術(shù)條件,增加可操作性；——用規(guī)范性引用的GB/T17626.5代替IEC61000-4-5，兩個(gè)文件之間的一致性程度為等同，以適應(yīng)我國(guó)的技術(shù)條件,增加可操作性；——用規(guī)范性引用的GB/T17626.6代替IEC61000-4-6，兩個(gè)文件之間的一致性程度為等同，以適應(yīng)我國(guó)的技術(shù)條件,增加可操作性；——用規(guī)范性引用的GB/T20840.1代替IEC61869-1，兩個(gè)文件之間的一致性程度為修改，以適應(yīng)我國(guó)的技術(shù)條件,增加可操作性；——用規(guī)范性引用的GB/T24338.4代替IEC62236-3-2，兩個(gè)文件之間的一致性程度為修改，以適應(yīng)我國(guó)的技術(shù)條件,增加可操作性；——用規(guī)范性引用的GB/T32347.1代替IEC62498-1，兩個(gè)文件之間的一致性程度為修改，以適應(yīng)我國(guó)的技術(shù)條件,增加可操作性；4——用規(guī)范性引用的GB/T32350.1代替IEC62497-1，兩個(gè)文件之間的一致性程度為修改，以適應(yīng)我國(guó)的技術(shù)條件,增加可操作性；——?jiǎng)h除了有關(guān)“如果EMF作為牽引設(shè)備或輔助設(shè)備功能中包含的功能，則無(wú)需對(duì)設(shè)備類(lèi)型進(jìn)行標(biāo)IEC2018的4.2.1.3)，滿(mǎn)足1級(jí)電能測(cè)量要求；——更改了表1中參考值，等于零改為環(huán)境電磁場(chǎng)(見(jiàn)表1，IEC62888-2：2018的表1)，以適應(yīng)實(shí)際應(yīng)用；BVMFEMFBIECB.8)，以適應(yīng)實(shí)際應(yīng)用。3.4經(jīng)經(jīng)起草組分析研究，沒(méi)有與本部分主要技術(shù)內(nèi)容相關(guān)聯(lián)的現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。4關(guān)鍵指標(biāo)的確定4.1參考條件確定根據(jù)實(shí)際測(cè)試環(huán)境，一般參考值接近0，為實(shí)際測(cè)試可執(zhí)行性，參考值改為試驗(yàn)環(huán)境電磁場(chǎng)值。在電能測(cè)量系統(tǒng)中，尤其是1級(jí)計(jì)量系統(tǒng)，對(duì)電壓信號(hào)的測(cè)量精度通?！?%，不帶VMF的EMF不能滿(mǎn)足要求，因此由規(guī)范性要求改為資料性要求。4.3附錄C中有功功率確定軌道牽引系統(tǒng)中整流、逆變變流器采用PWM控制，電壓/電流中諧波含量大，實(shí)際有功功率計(jì)算應(yīng)包含諧波情況，因此標(biāo)準(zhǔn)中增加了諧波情況下計(jì)算參考標(biāo)準(zhǔn)。5采標(biāo)情況本部分修改采用IEC62888-2:2018《軌道交通列車(chē)電能測(cè)量系統(tǒng)第2部分：電能測(cè)量》。6有無(wú)重大分歧意見(jiàn)無(wú)。無(wú)7強(qiáng)制或推薦、廢止、公開(kāi)建議7.1建議本部分作為推薦性國(guó)家發(fā)布。7.