(高清版)GB∕T 37863.1-2019 軌道交通 牽引電傳動系統(tǒng) 第1部分：城軌車輛

ICS29.280S35中華人民共和國國家標準軌道交通牽引電傳動系統(tǒng)RTpuv2019-08-30發(fā)布2020-03-01實施國家市場監(jiān)督管理總局前言 2規(guī)范性引用文件 3術(shù)語和定義 4縮略語 5使用條件 6系統(tǒng)構(gòu)成 7技術(shù)要求 8試驗方法 9檢驗規(guī)則 ⅠGB/T37863《軌道交通牽引電傳動系統(tǒng)》分為兩個部分：本部分為GB/T37863的第1部分。本部分按照GB/T1.1—2009給出的規(guī)則起草。本部分由國家鐵路局提出。本部分由全國牽引電氣設(shè)備與系統(tǒng)標準化技術(shù)委員會(SAC/TC278)歸口。本部分起草單位：中車株洲電力機車研究所有限公司、中車青島四方機車車輛股份有限公司、中車株洲電力機車有限公司、北京市地鐵運營有限公司、廣州地鐵集團有限公司。1軌道交通牽引電傳動系統(tǒng)GB/T37863的本部分規(guī)定了城市軌道交通車輛牽引電傳動系統(tǒng)的使用條件、系統(tǒng)構(gòu)成、技術(shù)要本部分適用于DC750V、DC1500V、DC3000V及儲能系統(tǒng)供電的采用交流牽引旋轉(zhuǎn)電機驅(qū)動的城市軌道交通車輛牽引電傳動系統(tǒng)（以下簡稱牽引電傳動系統(tǒng)其他類型車輛的牽引電傳動系統(tǒng)可參照執(zhí)行。2規(guī)范性引用文件下列文件對于本文件的應用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T2900.36電工術(shù)語電力牽引GB/T4208—2017外殼防護等級(IP代碼）GB/T7928地鐵車輛通用技術(shù)條件GB/T14894—2005城市軌道交通車輛組裝后的檢查與試驗規(guī)則GB/T21413.1—2018軌道交通機車車輛電氣設(shè)備第1部分：一般使用條件和通用規(guī)則GB/T21413.2鐵路應用機車車輛電氣設(shè)備第2部分：電工器件通用規(guī)則GB/T21413.3鐵路應用機車車輛電氣設(shè)備第3部分：電工器件直流斷路器規(guī)則GB/T21413.5鐵路應用機車車輛電氣設(shè)備第5部分：電工器件高壓熔斷器規(guī)則GB/T21414鐵路應用機車車輛電氣隱患防護的規(guī)定GB/T21562軌道交通可靠性、可用性、可維修性和安全性規(guī)范及示例GB/T21563軌道交通機車車輛設(shè)備沖擊和振動試驗GB/T23431城市輕軌交通鉸接車輛通用技術(shù)條件GB/T24338.3軌道交通電磁兼容第3-1部分：機車車輛列車和整車GB/T24338.4軌道交通電磁兼容第3-2部分：機車車輛設(shè)備GB/T25118軌道交通機車車輛電氣設(shè)備開啟式功率電阻器規(guī)則GB/T25119軌道交通機車車輛電子裝置GB/T25120軌道交通機車車輛牽引變壓器和電抗器GB/T25122.1軌道交通機車車輛用電力變流器第1部分：特性和試驗方法GB/T25123.2電力牽引軌道機車車輛和公路車輛用旋轉(zhuǎn)電機第2部分：電子變流器供電的交流電動機GB/T25123.4電力牽引軌道機車車輛和公路車輛用旋轉(zhuǎn)電機第4部分：與電子變流器相連的永磁同步電機GB/T28029（所有部分）牽引電氣設(shè)備列車總線GB/T32347.1—2015軌道交通設(shè)備環(huán)境條件第1部分：機車車輛設(shè)備GB/T32577軌道交通有人環(huán)境中電子和電氣設(shè)備產(chǎn)生的磁場強度測量方法2CJ/T417低地板有軌電車車輛通用技術(shù)條件TB/T1484（所有部分）機車車輛電纜TB/T3035列車通信網(wǎng)絡TB/T3213高原機車車輛電工電子產(chǎn)品通用技術(shù)條件軌道交通牽引系統(tǒng)供電電壓(軌道交通機車車輛牽引系統(tǒng)的組合試驗()IEC62848-1軌道交通直流避雷器和限壓裝置第1部分：無間隙金屬氧化物避雷器(Railway3術(shù)語和定義GB/T2900.36、GB/T21413.1—2018、IEC60850界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1牽引電傳動系統(tǒng)實現(xiàn)軌道交通車輛牽引與電制動功能、進行電能和動能轉(zhuǎn)換的一種電力驅(qū)動系統(tǒng)。4縮略語下列縮略語適用于本文件。列車自動控制(可靠性可用性可維修性及安全性(變壓變頻(5使用條件環(huán)境條件要求如下：a)海拔不超過1400m。在更高的海拔使用時，應考慮介電強度降低和空氣冷卻效果，并符合TB/T3213的規(guī)定；環(huán)境溫度應符合規(guī)定的級范圍為并能在環(huán)境下存放，基準溫度宜選擇TR2級(25℃);濕度應符合的規(guī)定d)沖擊和振動應符合GB/T21563的規(guī)定；e)風、沙、雨、雪、霧、冰、雷電以及其他化學、生物活性物、機械、污染物的侵蝕及污染，應符合5.2供電條件供電條件要求如下：及的規(guī)定外部牽引3供電系統(tǒng)標稱電壓及其容許的極限工作電壓如表1所示。b)供電方式主要有以下三種：1)通過受電弓從接觸網(wǎng)或通過受流器從接觸軌供電；2)車載儲能系統(tǒng)供電；3)1)和2)的混合供電。注：車載儲能系統(tǒng)供電電壓，其標稱電壓及其容許的極限工作電壓一般由車載儲能系統(tǒng)的集成方案確定，原則上不高于表1中的電壓規(guī)定。表1標稱電壓及其容許的極限工作電壓單位為伏特牽引供電系統(tǒng)最低非持續(xù)電壓umin2最低標稱電壓un最高最高DC750VDC1500VDC3000V5.3特殊使用條件其他特殊使用條件，應由供需雙方協(xié)商確定。6系統(tǒng)構(gòu)成牽引電傳動系統(tǒng)一般包括牽引電機、逆變及斬波器、電子控制裝置、高壓電器及線路濾波器、制動電阻或過壓吸收電阻等部件。其組成示意圖見圖1。注：逆變及斬波器、電子控制裝置和（或）高壓電器及線路濾波器可組成牽引變流器。圖1牽引電傳動系統(tǒng)組成示意圖7技術(shù)要求等車輛通用技術(shù)條件的相關(guān)規(guī)定。7.1.2在正?；蛞?guī)定的使用條件下，能正常工作在其額定或給定工況。7.1.3能進行牽引及電制動順序邏輯控制、轉(zhuǎn)矩特性輸出控制等，驅(qū)動電機獲得所需的牽引／電制動轉(zhuǎn)矩，實現(xiàn)列車牽引及電制動運行。7.1.4應具有系統(tǒng)監(jiān)測、故障診斷、保護功能，并與相關(guān)系統(tǒng)協(xié)調(diào)配合，應具有故障顯示、故障復位或隔離功能。7.1.5應具有網(wǎng)絡通信、狀態(tài)及故障記錄功能，能接受通過車輛通信網(wǎng)絡及硬線傳輸?shù)目刂浦噶?，能進行運行狀態(tài)、故障信息的存儲及上傳。7.1.6應采用VVVF牽引變流器-牽引電機構(gòu)成的電傳動系統(tǒng)，具有電制動功能，與空氣制動或液壓制動等制動系統(tǒng)配合時優(yōu)先使用電制動。7.2.1系統(tǒng)的牽引力-速度特性和電制動力-速度特性應滿足車輛技術(shù)條件規(guī)定的列車動力性能、電制動能力及故障運行、救援能力的要求，其中列車動力性能和電制動能力要求包括最高運行速度、加速度、電制動減速度、旅行速度、技術(shù)速度等。7.2.2系統(tǒng)性能及容量應進行線路仿真計算和試驗，滿足用戶指定線路的運營要求。7.2.3系統(tǒng)能在列車零速下發(fā)揮最大啟動牽引力，并應具有坡道啟動和后溜保護功能。7.2.4系統(tǒng)應充分利用輪軌粘著條件，能按照車輛載荷自動調(diào)整牽引力或電制動力的大小，并應具有粘著控制功能。7.2.5系統(tǒng)在調(diào)節(jié)牽引力或電制動力大小及進行牽引-電制動轉(zhuǎn)換時，應具有防沖擊控制功能，滿足車輛沖擊限值要求。7.2.6系統(tǒng)能在規(guī)定的供電電壓范圍內(nèi)正常工作，能根據(jù)供電電壓調(diào)節(jié)和控制系統(tǒng)輸出特性，能根據(jù)線路供電或吸收能力來調(diào)節(jié)和（或）限制列車的功率，使列車功率與線路供電能力相匹配。7.2.7系統(tǒng)的控制電源在規(guī)定范圍內(nèi)發(fā)生變化時，均能正常工作而不受任何系統(tǒng)干擾或無故障跡象。當控制電源中斷時，系統(tǒng)能正常脫離工作狀態(tài)，而無任何故障或功能紊亂。當控制電源重新恢復時，系統(tǒng)能重新按照正常的順序啟動。7.2.8牽引變流器應符合GB/T25122.1的規(guī)定，電子控制裝置應符合GB/T25119的規(guī)定，高壓電器應符合GB/T21413.1—2018、GB/T21413.2、GB/T21413.3、GB/T21413.5的規(guī)定，制動電阻或過壓吸收電阻應符合GB/T25118的規(guī)定，線路濾波電抗器應符合GB/T25120的規(guī)定，牽引電機應符合GB/T25123.2、GB/T25123.4的規(guī)定。7.2.9采用車頂受電弓受電的電傳動系統(tǒng)主電路應設(shè)避雷裝置，其他受電方式的電傳動系統(tǒng)主電路可根據(jù)需要進行設(shè)置，避雷裝置應符合IEC62848-1的規(guī)定。7.2.10通信網(wǎng)絡應符合GB/T28029（所有部分）、TB/T3035的規(guī)定。7.2.11系統(tǒng)設(shè)備選型及參數(shù)設(shè)置應與線路及車輛段的供電參數(shù)設(shè)置匹配。系統(tǒng)宜具有輕微電制動功能，如在列車過無電區(qū)供電電壓短暫丟失的情況下，能使直流側(cè)電壓穩(wěn)定。7.2.12系統(tǒng)應采取措施避免系統(tǒng)運行時對電機軸承造成電腐蝕，車輛的接地、回流連接電路，應使電機及各設(shè)備接地回路低感和接觸良好。7.2.13各設(shè)備的非金屬結(jié)構(gòu)材料、零部件應采用阻燃或低煙、無鹵、無毒材料。457.2.14各設(shè)備使用的電纜應符合TB/T1484（所有部分）的規(guī)定。7.2.15車體外安裝的需要防塵和防水的電氣設(shè)備箱的防護等級不應低于GB/T4208—2017中規(guī)定的IP54的要求。7.2.16當多臺牽引電機由一個牽引變流器并聯(lián)供電時，其額定功率應考慮輪徑差與牽引電機特性差異引起的負荷分配不均以及軸重轉(zhuǎn)移的影響。7.2.17制動電阻根據(jù)車輛技術(shù)條件的規(guī)定進行設(shè)置，其容量應根據(jù)車輛技術(shù)條件的需求具有全部或部分滿足吸收系統(tǒng)電制動能量的能力。電制動時，根據(jù)直流側(cè)電網(wǎng)和（或）車載儲能系統(tǒng)吸收能力，牽引電傳動系統(tǒng)能進行再生制動和電阻制動的混合制動以及平穩(wěn)地進行轉(zhuǎn)換。不設(shè)置制動電阻時可根據(jù)系統(tǒng)需要設(shè)置過壓吸收電阻。7.2.18高壓電氣設(shè)備應具有人身安全防護措施和警示標識。各設(shè)備應具有可靠的保護性接地措施，具有儲能元件的電路中儲能元件所儲存的能量能通過固定放電電阻或其他特定設(shè)備進行釋放。在規(guī)定的時間內(nèi)，電壓應降低到規(guī)定的安全電壓以下，以保證檢修人員的人身安全。電氣隱患防范措施應符合GB/T21414的規(guī)定。7.2.19各設(shè)備能承受GB/T21563規(guī)定的沖擊和振動而無損壞和失效。7.2.20各設(shè)備器件的溫升應符合GB/T21413.1—2018的規(guī)定。7.2.21設(shè)備及其部件的介電強度性能應符合GB/T21413.1—2018的規(guī)定。7.2.22系統(tǒng)及各部件的電磁兼容性應符合GB/T24338.3及GB/T24338.4的限值規(guī)定，滿足車輛及線路運營要求。7.2.23系統(tǒng)及各部件應滿足車輛的靜磁場及低頻交變磁場的綜合要求，車輛的靜磁場及低頻交變磁場的測量方法應按GB/T32577的規(guī)定執(zhí)行。7.2.24系統(tǒng)的輸入電流諧波大小應使車輛在所有運行條件下，在電網(wǎng)和軌道電路中產(chǎn)生的干擾不超過允許值，以避免影響車載和軌旁的ATC設(shè)備以及通信設(shè)備正常工作。最大允許諧波電流與系統(tǒng)輸入電流頻率具有一定的函數(shù)關(guān)系，具體限值要求由供需雙方協(xié)商確定。7.2.25系統(tǒng)各設(shè)備的噪聲水平應滿足整車對各設(shè)備的噪聲水平要求。7.2.26系統(tǒng)應按照GB/T21562的規(guī)定進行RAMS分析和管理。系統(tǒng)應具有完善的保護功能，由電子控制裝置、保護裝置或器件及有需要時與網(wǎng)絡控制系統(tǒng)配合來實現(xiàn)，各種保護的整定值、作用時間、動作程序應正確無誤。當故障發(fā)生時能及時觸發(fā)保護動作或控制策略，以避免設(shè)備損壞或故障范圍擴大。設(shè)備能承受故障發(fā)生至保護裝置起作用期間過載的沖擊?？筛鶕?jù)故障嚴重程度對牽引電傳動系統(tǒng)進行分級保護。不同的牽引電傳動系統(tǒng)，所選擇的保護項目可存在差異。具體保護功能至少包括但不限于7.3.2~7.3.12中規(guī)定功能，其他保護功能由供需雙方協(xié)商確定。應具有直流輸入過流、制動電阻或過壓吸收電阻斬波過流、牽引變流器輸出過流等保護。直流輸入過流保護還應與牽引變電站的過流保護相協(xié)調(diào)。應具有直流電源輸入過壓、牽引變流器輸入過壓等保護。6應具有直流電源輸入欠壓、牽引變流器輸入欠壓等保護。應具有直流回路短路、牽引變流器輸出短路等保護。應具有直流回路接地、牽引變流器接地和牽引電機接地等保護。應具有牽引變流器過熱、制動電阻過熱、牽引電機過熱等保護。應具有牽引電機轉(zhuǎn)速超過規(guī)定最高轉(zhuǎn)速保護。7.3.9轉(zhuǎn)速信號異常保護應具有牽引電機轉(zhuǎn)速信號出現(xiàn)異常保護。7.3.10冷卻系統(tǒng)故障保護如有冷卻風機，應具有冷卻系統(tǒng)故障保護。應具有系統(tǒng)控制設(shè)備電源供電中斷保護。應具有防空轉(zhuǎn)、防滑行保護，并充分利用粘著。7.4.1牽引和電制動特性曲線牽引和電制動特性曲線用列車輪周牽引力和電制動力和列車速度來表示，是牽引電傳動系統(tǒng)的基本特性和應滿足的前提條件。特性設(shè)計應充分考慮列車的基本參數(shù)、編組型式、動力性能要求、沖擊率限制、電傳動系統(tǒng)部件容量、允許的輪軌粘著、供電電壓變化的影響、功率限制、使用線路正常和故障運行、救援能力等諸多因素。城軌車輛典型的牽引和電制動特性曲線示例見圖2。典型的牽引和電制動特性具有恒轉(zhuǎn)矩段、恒功率段和（或）自然特性段，根據(jù)供電電壓的下降或上升，特性曲線的各拐點基于規(guī)定的供電電壓特性曲線一般與供電電壓成正比下降或上升。7圖2特性曲線示例7.4.2牽引電機特性曲線牽引電機特性曲線基于電傳動系統(tǒng)牽引和電制動特性而設(shè)計，通過齒輪傳動比、輪徑和傳動效率的計算確定的電機轉(zhuǎn)矩對轉(zhuǎn)速曲線為基本特性曲線，其他設(shè)計生成的曲線為：電機電壓、電流、效率、功率因數(shù)、基波頻率、轉(zhuǎn)差率對電機轉(zhuǎn)速曲線。這些特性曲線應在電機定子繞組的基準溫度(150℃)下來繪制。典型的異步牽引電機牽引和電制動特性曲線示例見圖3。牽引電機特性曲線應在牽引電機的產(chǎn)品技術(shù)規(guī)格書中規(guī)定。a）電機牽引特性曲線示例圖3牽引電機特性曲線示例8b）電機制動特性曲線示例8試驗方法需進行轉(zhuǎn)速為零時的啟動轉(zhuǎn)矩及電機堵轉(zhuǎn)能力試驗，在電機堵轉(zhuǎn)能力試驗時，給定最大轉(zhuǎn)矩，時間不小于3min,所堵轉(zhuǎn)電機的溫升不應超過電機標準中規(guī)定的數(shù)值。按IEC61377:2016中第9章的規(guī)定進行。8.3效率特性試驗8.4線路分布曲線下的能耗試驗8.5并聯(lián)異步電機的附加試驗8.6反轉(zhuǎn)起動試驗98.7牽引制動轉(zhuǎn)換試驗8.8牽引供電電壓變化范圍試驗按IEC61377:2016中第11章的規(guī)定進行。8.9牽引供電電壓突變試驗8.10牽引供電電壓中斷試驗8.11牽引供電接觸失效試驗8.12再生制動突然失效試驗8.13牽引變流器停止試驗8.14溫度計算功能試驗8.15控制裝置電源中斷試驗8.16故障模擬試驗按IEC61377:2016中第13章的規(guī)定進行。9檢驗規(guī)則牽引電傳動系統(tǒng)試驗應在與實際工況相等效或接近的條件下，或在能保證設(shè)備性能可滿足使用條件的情況下進行。牽引電傳動系統(tǒng)各部件，如高壓電器、牽引變流器、牽引電機、電抗器、制動電阻等應按各自技術(shù)標準通過型式檢驗，在裝車前應具有有效的型式檢驗報告并通過出廠檢驗，在裝車后投入使用前應配合車輛一起綜合進行與牽引電傳動系統(tǒng)有關(guān)的車輛試驗。牽引電傳動系統(tǒng)應在制造商或供貨商工廠內(nèi)完成并通過系統(tǒng)組合試驗，在裝車前具有有效的組合試驗報告，在裝車后投入使用前，應配合車輛一起進行車輛試驗。系統(tǒng)裝車后車輛進行驗收之前，系統(tǒng)制造商