(高清版)GB∕T 25117-2020 軌道交通 機車車輛 牽引系統(tǒng)組合試驗方法

代替GB/T25117.1—2010,GB/T25117.2—2010,GB/T251(IEC61377:2016,MO國家市場監(jiān)督管理總局國家標準化管理委員會IGB/T25117—2020前言 Ⅲ 1 3 3 5 76試驗通用條件 7 76.2試驗中的冷卻 6.3機械輸出測量 6.4測量誤差和測量精度 6.5環(huán)境條件 7轉矩特性試驗 7.1概述 7.2牽引電機熱態(tài)轉矩特性試驗 7.3牽引電機冷態(tài)轉矩特性試驗 7.4轉速為零時的起動轉矩 8效率和能耗試驗 8.2效率特性 8.3線路運行曲線下的能耗試驗 9溫升試驗 9.2持續(xù)負載溫升試驗 9.3線路運行曲線下的溫升試驗 9.4并聯(lián)異步牽引電機輪徑差試驗 21 21 22 23 2311.1試驗目的 23 23 2411.4驗收準則 24Ⅱ 25 25 25 2612.4牽引供電接觸失效試驗 2612.5再生制動突然失效試驗 2712.6牽引逆變器停止試驗 28 2812.8過流和過壓保護試驗 29 29 29 29 30 30 30 30 30附錄A(規(guī)范性附錄)組合試驗項目 31附錄B(規(guī)范性附錄)直流牽引電機的特殊試驗項目和試驗條件 32附錄C(資料性附錄)用戶與制造商協(xié)議條款 35Ⅲ本標準代替GB/T25117.1—2010《軌道交通機車車輛組合試驗第1部分：逆變器供電的交《軌道交通機車車輛組合試驗第2部車輛組合試驗第3部分：間接變流器供電的交流電動機及其控制系統(tǒng)的組合試驗》。本標準與第1章，GB/T25117.1—2010、GB/T25117.2—2010和GB/T25117.3—2012010的第3章); 刪除了環(huán)境條件(見GB/T25117.1—2010、GB/T25117.2—2010和GB/T25第4章); 2010和GB/T25117.3—2010的第5章);的第6章); (見GB/T25117.1—2010、GB/T25117.2—2010和GB/T25117.3—2010的第7章);態(tài)轉矩特性試驗”的一個子項，增加了“轉速為零時的起動轉矩試驗”項目(見第7章， 10章); 接地和短路故障4個試驗項目(見第13章); 2010和GB/T25117.3—2010的附錄B)。本標準使用重新起草法修改采用IEC61377:2016《軌道交通機車車輛牽引系統(tǒng)組合試驗●用修改采用國際標準的GB/T●用修改采用國際標準的GB/T●用修改采用國際標準的GB/T●用修改采用國際標準的GB/T●用修改采用國際標準的GB/T●用修改采用國際標準的GB/T V 1軌道交通機車車輛牽引系統(tǒng)的組成示意圖見圖1,本圖并不代表所有牽引變壓器燃料電池提供的直流電源變壓器輸入濾波器-牽引控制裝置整流器斬波器同步或異步牽引直流電源 2本標準牽引電機的類型是指異步牽引電機、包括永磁牽引電機在內的同步牽引電機或直流牽引集成在牽引變流器的輔助變流器適用于本標準。當牽引系統(tǒng)為牽引變流器之外的輔助系統(tǒng)供電被試牽引系統(tǒng)與完整牽引系統(tǒng)的關系示例見圖2。在用戶和制造商協(xié)商同意的情況下允許偏差，且試驗前評估其影響。如果評估對試驗結果沒有重3GB/T1402軌道交通牽引供電系統(tǒng)電壓(GB/T1402—2010,IEC60850:2007,MOD)GB/T2900(所有部分)電工術語[IEC60050(所有部分)]GB/T25123.1—2018電力牽引軌道機車車輛和公路車輛用旋轉電機第1部分：除電子變流IECTS60349-3電力牽引軌道機車車輛和公路車輛用旋轉電機第3部分：用損耗總和法確vehicles—Part3:Determinationofthetotallossesofconverter-fedalternmationofthecomponentlosses)IEC61133:2016軌道交通機車車輛機車車輛制成后投入使用前的試驗(Railwayapplica-tions—Rollingstock—TestingofrollingstockoncompleIEC62864-1:2016軌道交通機車車輛車載能量儲存系統(tǒng)電源第1部分：串聯(lián)混合系統(tǒng)4訂購牽引系統(tǒng)的組織(見圖3)。對所提供的牽引系統(tǒng)承擔技術責任的組織(見圖3)。對牽引系統(tǒng)中的一個或多個部件承擔責任的組織(見圖3)。55最大工作轉速maximumworkingspeed牽引系統(tǒng)技術條件應包含特性曲線。這些曲線定義為規(guī)定特性。他們應的極限值。特性曲線一般應在牽引系統(tǒng)交流輸入電壓或直流輸入電壓標稱值繪制。如果用戶和制造商牽引電機(繞組或磁體)的基準溫度應按GB/T25123.1—2018GB/T25123.4的規(guī)定或由用戶與制造商雙方協(xié)商確定。a)規(guī)定特性：為滿足用戶合同要求而定義的數(shù)值，這些數(shù)值將作為測量和試驗系統(tǒng)評估的參考6d)用千瓦時統(tǒng)計的輸入能耗(對機車車輛完整線路運行曲線功率的積分)。7除規(guī)定要在組合試驗時開展的特定試驗外，所試驗應由用戶和制造商協(xié)商確定。附錄A的表A.1列出了強制性試驗和選擇性試驗，用戶和制造商可依此協(xié)商選擇性試驗。直流電機的特殊試驗項目見附錄B。本標準規(guī)定的試驗項目應在每個新設計的牽引系統(tǒng)上進行，除非制造商系統(tǒng)試驗證明(其中一項、幾項或全部試驗項目)與本標準的一致性。行評估。用戶和制造商雙方應商定組合試驗是否需要重新進行，或者僅用戶和制造商雙方應協(xié)商確定在試驗臺上進行的試驗項目或者在機車車牽引系統(tǒng)組合試驗的試驗計劃和試驗規(guī)范應提交給用戶并得到用戶同意當與驗證目的相關時，牽引系統(tǒng)部件應由供8試驗臺電源應滿足GB/T1402規(guī)定(或超出GB/T1402的其他規(guī)定)的電壓范圍。電源的電壓范a)方式1:被試牽引系統(tǒng)產生的機械能被負載系統(tǒng)轉化為電能并反饋回電網(wǎng)或試驗臺電源，見圖5;電網(wǎng)電網(wǎng)b)方式2:兩個相同的被試牽引系統(tǒng)以背靠背方式安裝，被試牽引系統(tǒng)產生的機械能通過第二個9電網(wǎng)電網(wǎng)試驗臺電源被試牽引系統(tǒng)1被試牽引系統(tǒng)2飛輪被用作模擬機車車輛等效慣性負載。受試驗臺設備的限制(試驗臺不可能維持牽引恒速運行),負載條件(如轉矩與時間關系)不必與實際操作條件一致?？赏ㄟ^計模擬輔助負載和牽引輔助負載電源的示例見圖7。a)輔助變流器不是牽引系統(tǒng)的一部分時模擬輔助負載和牽引輔助負載電源示例b)輔助變流器是牽引系統(tǒng)的一部分時模擬輔助負載示例a)損耗總和法；b)功率比較法；d)背靠背法。牽引電機的轉矩可按照IECTS60349-3規(guī)定的損耗量儀3~3~3~3~圖8損耗總和法測量示例Plosse=3×R×I2Tairgap=(Pe-Ploses—Piron)/[(2×π×N?)/60]T=Tairgp—(P?+Pstray)/[(2×π×N)/60]………Pstay——牽引電機的雜散損耗，單位為轉矩結果見式(4):GB/T25117—2020該方法僅適用于異步牽引電機。6.3.3功率比較法如果測量了一臺牽引電機的轉矩(T?),每一個單獨的轉矩可用式(5)計算得到，見圖9。PeL?——已測量的一臺牽引電機基波輸入功率，單位為瓦特(W);I?——已測量的一臺牽引電機基波相電流，單位為安培(A);N?——已測量的一臺牽引電機的機械轉速，單位為轉每分(r/min);R?——已測量的一臺牽引電機型式檢驗且經過測量溫度校正過的定子電阻，單位為歐姆(Q);Piron?——已測量的一臺牽引電機的鐵耗，單位為瓦特(W);N?——已測量的一臺牽引電機的同步轉速，單位為轉每分(r/min);Pu——牽引電機型式檢驗已測量的一臺牽引電機的摩擦損耗，單位為瓦特(W);Pstray?——已測量的一臺牽引電機的雜散損耗，單位為瓦特(W),如果不能從牽引電機型式檢驗中獲取，則采用IECTS60349-3中定義的雜散損耗；3~3~M3~M3~3~3~3~圖9功率比較法測量示例該方法僅適用于異步牽引電機。假定被試牽引電機效率是相同的，并且功率相差小于或等于20%,功率比較法(適用于所有類型的牽引電機)可簡化為式(6):Ti、PeL、N?——需測量的牽引電機參數(shù)。在并聯(lián)牽引電機以相同轉速(例如所有牽引電機通過機械耦合)運行的工況下，假定被試牽引電機的效率和功率因數(shù)一致并且牽引電機電流相差不大于5%,其他牽引電機的轉矩可通過測量一臺牽引電機的轉矩(基準轉矩)和電流來計算(代替測量每一臺牽引電機的轉矩)得到，見式(7)和圖10。AAA3~AA3~AA3~A電機和負載牽引電機)的總功率來計算得到(見圖11),見式(8):3~3~3~量儀量儀3~驗收準則需要給出規(guī)定值及其可接受的容差限值并應用于下述的測量結果。測量。轉矩轉矩電流輸入電壓輸入電流b)速度掃描：轉矩測量按照圖12轉矩特性曲線進行，在牽從牽引電機的最低轉速(圖12所示的點1)到牽引電機最大工作轉速之間，轉矩之和(在6.3和6.4中定義)的測量結果與規(guī)定值之間的偏差應在規(guī)定值的士5%之內。7.3.1試驗目的測量應在組合系統(tǒng)開始運行之后馬上進行。測量應在最低轉速點單點執(zhí)行(圖12中的點1,該點轉矩之和(在6.3和6.4中定義)的測量結果與規(guī)定值之間的偏差應在規(guī)定值的士5%之內。如果7.2.3、7.3.3定義的最低轉速是零，則本試驗可用牽引電機熱態(tài)和冷態(tài)時的轉矩特性試驗轉矩的測量結果與規(guī)定值之間的偏差應在規(guī)定值的士5%之內。只要與牽引系統(tǒng)直接相關，牽引系統(tǒng)中所有部件都應按3.2的規(guī)定組合。如果輔助變流器是牽引系統(tǒng)的一部分，那么輔助變流器只帶與牽引系統(tǒng)有關的負載。其他輔牽引系統(tǒng)在特定工作點(滿載或部分負載)穩(wěn)定工作時的效率和損耗可通效率可在7.2的試驗里進行。1)效率與轉速、轉矩；3)與效率有關的溫度。7,——規(guī)定效率值。由于試驗設施的限制，負載條件可與實際工況下不同。試驗目的是為線路運行曲線的特性應在試驗前重新計算，使用第7章的轉1)能耗與時間曲線；2)網(wǎng)壓與時間曲線；3)與能量有關的溫度；4)網(wǎng)側有功功率(或網(wǎng)側有功電流)與時間曲線；5)牽引電機速度與時間曲線。b)內部特性(推薦項):基準轉矩與時間曲線。能量消耗應通過對輸入功率和它對時間的積分來測量，9.1概述試驗應測量牽引系統(tǒng)各部件溫升。溫升試驗應測量的部件由用戶和制造商有輪徑偏差的牽引系統(tǒng)溫升試驗可在持續(xù)負載工況或線路運行曲線工況下進行。試驗方法應由用至少連續(xù)保持定額條件2h,或通過適當?shù)姆椒ㄗC明所有相關部件均已達到穩(wěn)定溫度為止(溫度變化在1h內小于4K)。e)變壓器冷卻介質(交流供電),線路電抗器冷卻介質(直流供電);f)制動電阻(如在測試范圍內);本試驗的目的是驗證在用戶和制造商雙方商定的系統(tǒng)定額及線路運行曲溫升試驗應考慮到第4章及3.9中定義的重復峰值溫度的測量。應依據(jù)線路運行曲線持續(xù)運行直至溫升達到穩(wěn)定為止(在數(shù)個連續(xù)工作狀態(tài)周期中1h內溫度變化小于4K,如果一個工作狀態(tài)周期大于1h,則在兩個連續(xù)工作狀態(tài)周期的同一個時刻溫度變化小于4K)。可通過從某一等效定額工況開c)第4章中所涉及的重復峰值溫度；d)牽引電機轉子(通過溫度傳感器測得或者通過牽引控制軟件計算),屬內部特性；f)變壓器冷卻介質(交流供電),線路電抗器冷卻介質(直流供電);g)制動電阻(若在測試范圍內);本試驗是為了檢驗由于輪徑偏差的存在而引起的牽引電機溫度變化和系統(tǒng)響應輪徑偏差對異步牽引電機轉矩特性影響和轉差率變化的示例見圖13。轉矩轉矩轉差率b)牽引電機轉子(通過溫度傳感器測得或者通過牽引控制軟件計算),屬內部特性。當幾臺異步牽引電機由單臺變流器并聯(lián)供電時，輪徑偏差會使某些牽引電機在其最惡劣的負況下工作。如果設計的控制系統(tǒng)會使某些牽引電機工作在其最惡劣的負載情況下，則應對牽引電機做a)(只適用于持續(xù)負載)本試驗考慮一臺牽引電機的恒定轉速偏差。并聯(lián)異步牽引電機的轉速分別控制，其轉速偏差對應于并聯(lián)牽引電機的最大允許輪徑偏差。本試驗應在牽引工況或制動b)(只適用于線路運行曲線)本試驗考慮一臺牽引電機的恒定轉速偏差。并聯(lián)異步牽引電機的轉速是分別控制的，其轉速偏差對應于并聯(lián)牽引電機的最大允許輪徑偏差。給定一臺牽引電機c)本試驗也可根據(jù)規(guī)定的輪徑偏差，在過載條件、等效恒定轉差率下運行一臺或者多臺牽引電機。本試驗應考慮只運行一臺牽引電機，該牽引電機輪對具有最大輪徑偏差。由于最大允許通量)保持不變。應對該方法的適用性進行說明。本試驗可與牽引電在這種條件下，如果控制的設計是通過降低牽引力來使所有牽引電機的負荷保持在允許負荷范圍本試驗的目的是驗證牽引系統(tǒng)從反方向到正方向牽引車輛的能力，模擬車輛停在有坡度線路的起a)牽引和電阻制動的相互轉換；b)牽引和再生制動的相互轉換。在牽引和制動滿轉矩/滿功率的以下兩個速度點進行牽引和制動的轉換(見圖14):a)速度點1:牽引和制動最大轉矩差；b)速度點2:牽引和制動最大功率差。2圖14牽引-制動轉換試驗條件本試驗的目的是驗證牽引系統(tǒng)在系統(tǒng)供電缺失(如過分相、無動力回送等本試驗應在試驗臺上進行，以模擬牽引系統(tǒng)在供電缺失情況下保證輔助變流器正常工作的功能。通過試驗臺拖動被試牽引系統(tǒng)至要求的最低轉速(最低轉速由用戶和供應商協(xié)商確定),在要求的試驗過程中輔助變流器應滿足GB/T25122.1—2018第7章的要求，牽引系統(tǒng)不應出現(xiàn)任何故障。本試驗的目的是為了驗證牽引系統(tǒng)在GB/T1402或用戶給出的技術條件中規(guī)定的電壓范圍內能a)在滿功率最大電壓(點1);b)在滿功率最小電壓(點2);降功運行(點3和點4)。34c)輸入基波功率因數(shù)(在交流輸入的情況下);注：未包含在第12章的系統(tǒng)保護試驗由用戶和制造商進行協(xié)商確定。uuc)使用分接開關。被試牽引系統(tǒng)供電電源被試牽引系統(tǒng)圖19快速電壓變化方法示意圖電壓中斷的周期小于10s,在額定電壓、滿功率牽引或最大再生制動電本試驗的目的是核查牽引系統(tǒng)在供電接觸失效時的反應，以模擬列車在受電弓彈跳或穿越無電區(qū)電壓接觸失效周期為10ms～200ms之間或者由用戶和制造商協(xié)商確定，在額定電壓以及滿功率牽引和最大再生制動電流條件下進行(如果再生接觸器2U輸入被測牽引系統(tǒng)接觸器2圖20模擬牽引供電接觸失效方法示例輸入電壓輸入電壓a)最大功率(適用于所有的牽引電機);b)正常運行時牽引電機最大工作速度的90%[僅在永磁牽引電機(PMM)的情況下]。當達到12.6.2中所述條件時，立即關閉牽引見第9章。見第9章。本試驗應按照GB/T25122.1—2018要求在部件和變流器型式檢驗時進行。本試驗的目的是驗證被試牽引系統(tǒng)在控制蓄a)最大功率(適用于所有的牽引電機);b)正常運行時牽引電機最大工作速度的90%[僅在永磁牽引電機(PMM)的情況下]。如果試驗有造成試驗臺設備可能損壞的限制，則允許在低壓狀態(tài)或在不影響試驗結果的情況下，可采用斷開某些部件或中斷高壓電源等方法對被試牽引系統(tǒng)進行a)直流母線(如適用包括諧振電路);d)制動電阻。用戶和制造商協(xié)議條款參見附錄C。試驗按IEC62864-1:2016的第8章進行。本標準所有試驗項目表見附錄A。試驗項目1√2√3√4√5√678√9√√√網(wǎng)壓變化范圍試驗√電壓快速變化試驗√√√√√√√√√√√√換向條件(僅針對直流牽引電機)√注：儲能系統(tǒng)組合試驗項目參見IEC62864-1:2016的第8章。a)并聯(lián)異步牽引電機輪徑差試驗(圖13和轉差