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軌道交通AC25kV同相供電系統(tǒng)目 次前言 II112范引文件 13語定義 14用24.1環(huán)條件 24.2供條件 25統(tǒng)36術(shù)46.1功要求 46.2性要求 77驗97.1試條件 97.2試方法 108驗158.1總則 158.2檢分類 158.3型檢驗 158.4出檢驗 168.5現(xiàn)檢驗 168.6檢項目 1691710裝運和存 1810.1包裝 1810.2運輸 1810.3儲存 18I軌道交通AC25kV同相供電系統(tǒng)范圍AC25kV本文件適用于AC25kV牽引供電制式中牽引變電所采用同相供電裝置的同相供電系統(tǒng)。(GB/T1402—2010軌道交通牽引供電系統(tǒng)電壓GB/T2423.1—2008電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗第2部分試驗方法試驗A低溫GB/T2423.2—2008B2423.3—20162CabGB/T3768—2017GB/T3859.1—2013半導(dǎo)體變流器通用要求和電網(wǎng)換相變流器第1-1部分:基本要求規(guī)范GB4943.1—2022音視頻、信息技術(shù)和通信技術(shù)設(shè)備第1部分:安全要求GB/T7261—2016繼電保護(hù)和安全自動裝置基本試驗方法GB/T11022—2020高壓交流開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)的共用技術(shù)要求GB/T13384—2008機(jī)電產(chǎn)品包裝通用技術(shù)條件GB/T13422—2013半導(dǎo)體電力變流器電氣試驗方法GB/T15543—2008電能質(zhì)量三相電壓不平衡度GB/T16927.1—2011高電壓試驗技術(shù)第1部分:一般定義及試驗要求GB/T20626.1—2017特殊環(huán)境條件高原電工電子產(chǎn)品第1部分:通用技術(shù)要求GB/T20645—2021特殊環(huán)境條件高原用低壓電器技術(shù)要求GB/T24338.6—2018軌道交通電磁兼容第5部分地面供電裝置和設(shè)備的發(fā)射與抗擾度GB/T32350.1—2015軌道交通絕緣配合第1部分:基本要求電工電子設(shè)備的電氣間隙和爬電距離GB50150—2016DL/T1010.3—2006NB/T42043—2014TB/T2805—2021牽引供電設(shè)備絕緣水平TB/T3159—2021電氣化鐵路牽引變壓器1下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1同相供電co-phasepowersupply指牽引變電所采用相同相位向牽引網(wǎng)提供電能的供電方式,亦指全線牽引變電所均采用相同相位向牽引網(wǎng)提供電能的供電方式。3.2同相供電系統(tǒng)co-phasepowersupplysystem采用同一相位向牽引網(wǎng)提供電能的牽引供電系統(tǒng)。3.3同相供電裝置co-phasepowersupplydevice用于補(bǔ)償單相牽引供電系統(tǒng)在三相電網(wǎng)中產(chǎn)生超標(biāo)負(fù)序功率的電力電子裝置。3.4補(bǔ)償變流器co-phasecompensationconverter具有轉(zhuǎn)換相位和傳遞有功功率的單相變流器。3.5匹配變壓器matchingtransformer連接補(bǔ)償變流器與牽引變壓器牽引側(cè)或系統(tǒng)側(cè)的變壓器。3.6功率單元powerunit補(bǔ)償變流器的基礎(chǔ)變流單元。3.7中性段neutralsection接觸網(wǎng)的一個區(qū)段兩端各有一個分段點,用于阻斷連續(xù)帶電區(qū),將兩個不同牽引變電所的供電區(qū)組合在一起供受電弓通過。3.8電力電子地面自動過分段裝置ground'sauto-passingneutralsectionequipmentbasedonpowerelectronic用于給兩個變電所間的中性段接觸網(wǎng)切換供電的裝置。4.1.125°C~+45°C2500m20°C959010Hz5m/s230s;5m/s230sGB/T32350.1—2015PD4PD3注:超過上述用環(huán)境條件范圍的,按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行修訂和特殊設(shè)計。2AC25kV,GB/T1402—20104.150Hz0.2Hz1.2DC220V/110V90%~110%。AC220V/380V411256741132567圖1同相供電系統(tǒng)示意圖341132567標(biāo)引序號說明:1——牽引變電所;2——過分段;3——地面自動過分段裝置;4——電網(wǎng)電源;5——接觸網(wǎng);6——回流網(wǎng);7——列車。圖1同相供電系統(tǒng)示意圖(續(xù))4同相供電系統(tǒng)宜具備低次諧波補(bǔ)償功能(諧波次數(shù)≤11次)。同相供電系統(tǒng)應(yīng)具有完善的保護(hù)功能,當(dāng)故障發(fā)生時能及時觸發(fā)保護(hù)裝置避免設(shè)備損壞或故障范圍擴(kuò)大。系統(tǒng)內(nèi)主要一次設(shè)備應(yīng)配置具有獨立性、完整性和成套性的保護(hù)測控裝置。應(yīng)具有如下保護(hù)功能。同相供電裝置交流端口電流應(yīng)四象限可控制,并能進(jìn)行牽引負(fù)載負(fù)序控制、無功補(bǔ)償。同相供電裝置應(yīng)具備以下保護(hù)功能:/IGBT同相供電裝置應(yīng)支持以下安全聯(lián)鎖功能:本地同相供電裝置應(yīng)具備本地控制和遠(yuǎn)程控制兩種模式,并支持模式切換。手動5同相供電裝置應(yīng)具備實時監(jiān)測功能,并具備本地人機(jī)交互界面。應(yīng)包含以下監(jiān)測內(nèi)容:運行停機(jī)1ms;5Hz2s2s同相供電裝置應(yīng)具備三相電網(wǎng)的三相電壓/電流不平衡度、功率因數(shù)以及諧波畸變率的監(jiān)測功能,其中諧波監(jiān)測能夠檢測到50次及以下的所有諧波信息。同相供電裝置應(yīng)具備冷卻系統(tǒng)以確保裝置持續(xù)工作時不因溫度過高而損壞。SCR-V1SCR-V21sRC2s6同相供電系統(tǒng)的測控裝置應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)通信接口,數(shù)據(jù)通信協(xié)議采用具有良好的通用性和開放性協(xié)議。測控裝置應(yīng)能實現(xiàn)開關(guān)狀態(tài)、故障信號的通信功能;電流、電壓和電能數(shù)據(jù)的遙測功能。同相供電裝置應(yīng)設(shè)置以下狀態(tài)監(jiān)測:——運行電氣數(shù)據(jù)、狀態(tài)信息;——冷卻系統(tǒng)運行狀態(tài);——牽引所高壓電網(wǎng)連接點電能質(zhì)量,包括三相不平衡、功率因素及諧波等;——變壓器繞組、主接線端子溫升狀態(tài)等;——開關(guān)柜的開關(guān)動作特性等。同相供電系統(tǒng)對三相電力系統(tǒng)的負(fù)序影響,應(yīng)滿足GB/T15543—2008的要求。同相供電系統(tǒng)對三相電力系統(tǒng)的功率因數(shù)不宜低于0.9。同相供電裝置的電氣間隙和爬電距離應(yīng)滿足GB/T32350.1—2015的要求。1000Ω/V712表1額定絕緣電壓1kV及以下的工頻耐受電壓單位為伏特額定絕緣電壓工頻耐受電壓(有效值)60i≤02000300Ui62500690Ui83000800Ui103500額定絕緣電壓在1000Ui<300范圍時,其工頻耐受電壓應(yīng)按照GBT44.1222中第5章中表5B和表2的規(guī)定進(jìn)行。表2額定絕緣電壓1kV以上的設(shè)備耐受電壓單位為千伏系統(tǒng)標(biāo)稱電壓設(shè)備最高電壓雷電沖擊耐受電壓短時(1min)工頻耐受電壓(有效值)相對地相間相對地相間33.540(20)40(20)181866.960(40)60(40)25251011.575(60)75(60)30/42b;3530/42b;351517.5105(75)105(75)40;4540;452023125(95)125(95)50;5550;553540.5185/200a185/20080/95b;8580/95b;85注:括號內(nèi)和外數(shù)據(jù)分別對應(yīng)低電阻接地系統(tǒng)和非低電阻接地系統(tǒng)。a該欄斜線下之?dāng)?shù)據(jù)僅用于變壓器類設(shè)備的內(nèi)絕緣。b為設(shè)備外絕緣在干燥狀態(tài)下之耐受電壓。35kVGB/T11022—202035kVDL/T1010.3—20064.7.42同相供電裝置在滿載時電流控制精度(修改為偏差)不應(yīng)超過額定電流值的2%。同相供電裝置階躍響應(yīng)時間不應(yīng)超過20ms,調(diào)節(jié)時間不應(yīng)超過80ms,最大超調(diào)量不應(yīng)超過15%。額定電流下,同相供電裝置電流總諧波畸變率不應(yīng)超過3%(非諧波抑制工況)。效率同相供電裝置額定工況下功率效率不應(yīng)小于96%。8溫升同相供電裝置各部位的溫升應(yīng)滿足GB/T3859.1—2013中表19的要求。電磁兼容性能應(yīng)符合GB/T24338.6—2018中第5章的規(guī)定。噪聲1m85dB()26..2.6.2266.2.3.1.1GB/T3859.1—20137.2.3.1GB/T32350.1—2015TB/T2805—2021525kA(0.14s)1.2(1min)過分段裝置響應(yīng)時間分為控制系統(tǒng)響應(yīng)時間及故障切換響應(yīng)時間:——系統(tǒng)響應(yīng)時間:≤500ms;≤1.5s電磁兼容性能應(yīng)符合GB/T24338.6—2018中第5章的規(guī)定。噪聲裝置額定運行工況下的噪聲不應(yīng)超過75dB。——環(huán)境溫度:15℃~35℃;9——相對濕度:45%~75%;——大氣壓力:86kPa~106kPa。如果不能在上述正常環(huán)境條件下進(jìn)行試驗,應(yīng)對試驗條件或試驗結(jié)果進(jìn)行折算。GB/T16927.1—20110.5(0.20.51.0負(fù)序治理功能的測試,以三相電網(wǎng)輸入端口為測試點,測試三相電流及其負(fù)序成分。測試方法如下。0%~100%以1010%、40%、70%100注:置的負(fù)序電流進(jìn)行間接測量,即測量裝置端口的電壓和電流,結(jié)合電路拓?fù)湔鬯愕饺喽丝诘呢?fù)序電流。無功補(bǔ)償功能的測試,以三相電網(wǎng)輸入端口為測試點,測試三相電量及其無功成分。測試方法如下。0%~100%以1010%40%70%100%(100%)諧波抑制功能的測試,以三相電網(wǎng)輸入端口為測試點,測試三相電流及其諧波成分。測試方法如下。10指令從0%~100%以10%的梯度逐步進(jìn)行給定,并記錄每個給定的指令值和三相端口的諧波電流值。(諧波電流百分?jǐn)?shù)的界定,諧波電流的額定值不是按同相裝置額定電流計算的)10%40%70%100%(根據(jù)保護(hù)測控裝置功能并使用合格的繼電保護(hù)測試儀,進(jìn)行保護(hù)整組試驗并記錄數(shù)據(jù)。有必要時,應(yīng)對接觸網(wǎng)進(jìn)行短路試驗。設(shè)置同相供電裝置為手動調(diào)度模式。10%3050%80%100%10%3050%80%100%依照額定電流的10%、30%、50%、80%、100%的梯度,依次下達(dá)功率因數(shù)為0.707電流指令,測量變流器端口實際電流,并與電流指令進(jìn)行對比。檢查通信端口是否可以連接牢固。檢查同相供電裝置與后臺監(jiān)控系統(tǒng)的通信協(xié)議是否匹配,通信內(nèi)容是否完整。保護(hù)功能測試應(yīng)包括以下項目。安全聯(lián)鎖功能測試應(yīng)包括以下內(nèi)容。11本地檢查同相供電裝置本地控制和遠(yuǎn)程控制兩種模式能否正常切換。手動檢查同相供電裝置手動調(diào)度補(bǔ)償和自動補(bǔ)償兩種模式能否正常切換。分別在手動調(diào)度補(bǔ)償和自動補(bǔ)償兩種模式下下發(fā)補(bǔ)償指令,檢查同相供電裝置能否按照指令正確執(zhí)行。檢查同相供電裝置的電能質(zhì)量監(jiān)測數(shù)據(jù)能否正常顯示并上傳。使用測量裝置測試三相電網(wǎng)的三相電壓檢查同相供電裝置的冷卻系統(tǒng)工作是否正常,并結(jié)合溫升試驗檢查其冷卻效果是否滿足要求。按照GB/T32350.1—2015中7.2的規(guī)定對電氣間隙和爬電距離進(jìn)行檢查。絕緣強(qiáng)度試驗應(yīng)包括以下內(nèi)容。GB50150—2016GB/T13422—20135.1.2的規(guī)定進(jìn)行。試驗電壓按照GB/T20626.1—2017中5.5的規(guī)定進(jìn)行修正。NB/T42043—20148.5.320626.1—20175.512-100%到100%以10開啟同相供電裝置,設(shè)置0到100%額定功率的階躍指令,測試并記錄響應(yīng)時間、調(diào)整時間和最大超調(diào)量。試驗方法按照GB/T3859.1—2013中7.3.6的規(guī)定進(jìn)行。試驗方法如下:2205080%100P1P2;(1) ????=????2×100%········································································(1)????1式中:η——效率;P1——輸入側(cè)有功功率;P2——輸出側(cè)有功功率。補(bǔ)償變流器直流母線U2補(bǔ)償變流器直流母線U2、I2、P2U1、I1、P1變壓器測量裝置DC/ACAC/DC牽引匹配引 償母 母線 線說明:U1I1U2I2圖2同相供電裝置效率測試回路試驗方法按照NB/T42043—2014中8.9.6的規(guī)定進(jìn)行。溫升測試結(jié)果修正按照GB/T20645—2021中附錄A.2的規(guī)定進(jìn)行。13試驗方法按照GB/T3768—2017的規(guī)定進(jìn)行。開啟同相供電裝置在額定電流下運行,檢查同相供電裝置能否連續(xù)運行72h以上,期間測量并檢查額定功率下的功率控制精度、動態(tài)性能指標(biāo)、電流諧波總畸變率、效率、溫升及噪聲。由于設(shè)備體積和重量較大,該試驗可單獨對設(shè)備子部件進(jìn)行測試。試驗應(yīng)包括以下內(nèi)容:GB/T2423.1—2008為(-25±3GB/T2423.2—200845±2222GB/T2423.3—201645±2)℃,90±348h2h按照GB/T3859.1—2013中7.6的規(guī)定進(jìn)行。GB/T3859.1—2013中7.210按照GB/T7261—2016中14上述試驗可通過手動給定或故障模擬進(jìn)行。裝置在額定運行工況下,按照GB/T13422—2013中5.1.16的規(guī)定測量可聽噪聲。2)次。按照GB/T3859.1—2013中7.6的規(guī)定進(jìn)行??倓t同相供電系統(tǒng)各設(shè)備應(yīng)在與實際工況相等效的條件下,或在能保證設(shè)備性能可滿足使用條件的情況下進(jìn)行試驗。同相供電系統(tǒng)的檢驗分為型式檢驗、出廠檢驗和現(xiàn)場檢驗。1152產(chǎn)品出廠時應(yīng)逐臺進(jìn)行出廠檢驗。產(chǎn)品在使用現(xiàn)場完成安裝后,需進(jìn)行現(xiàn)場檢驗。系統(tǒng)的檢驗項目及其分類應(yīng)符合表3的規(guī)定。表3同相供電系統(tǒng)檢驗項目序號檢驗項目檢驗分類技術(shù)要求對應(yīng)條款試驗方法對應(yīng)條款型式檢驗出廠檢驗現(xiàn)場檢驗1負(fù)序治理功能測試——√6.1.1.37.2.1.12無功補(bǔ)償功能測試——√6.1.1.47.2.1.23諧波抑制功能測試——√6.1.1.57.2.1.34系統(tǒng)保護(hù)功能測試——√6.1.1.67.2.1.45系統(tǒng)安全聯(lián)鎖功能測試——√6.1.57.2.1.5注:“√”表示應(yīng)進(jìn)行的檢驗項目,“—”表示不進(jìn)行的檢驗項目。同相供電裝置的檢驗項目及其分類應(yīng)符合表4的規(guī)定。表4同相供電裝置檢驗項目序號檢驗項目檢驗分類技術(shù)要求對應(yīng)條款試驗方法對應(yīng)條款型式檢驗出廠檢驗現(xiàn)場檢驗1負(fù)序治理功能測試√—√6.1.1.37.2.1.12無功補(bǔ)償功能測試√—√6.1.1.47.2.1.23諧波抑制功能測試√—√6.1.1.57.2.1.34通信功能測試√√√6.1.2.27.2.2.25保護(hù)功能測試√√√6.1.2.37.2.2.36安全聯(lián)鎖功能測試√—√6.1.2.47.2.2.47本地/遠(yuǎn)程控制功能測試√√√6.1.2.57.2.2.58手動/自動補(bǔ)償功能測試√√√6.1.2.67.2.2.616序號檢驗項目檢驗分類技術(shù)要求對應(yīng)條款試驗方法對應(yīng)條款型式檢驗出廠檢驗現(xiàn)場檢驗9運行監(jiān)測功能測試√√√6.1.2.77.2.2.710電能質(zhì)量監(jiān)測功能測試√—√6.1.2.87.2.2.811冷卻功能測試√√√6.1.2.97.2.2.912電氣間隙與爬電距離檢查√——6.2.2.17.2.2.1013絕緣強(qiáng)度試驗√—√6.2.2.27.2.2.1114功率控制精度試驗√—√6.2.2.37.2.2.1215動態(tài)性能試驗√—√6.2.2.47.2.2.1316電流諧波總畸變率測試√√—6.2.2.57.2.2.1417效率測試√—
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