轨道交通 列车电能测量系统 第2部分：电能测量 编制说明

1国家标准《轨道交通列车电能测量系统第2部分：电能测量》(征求意见稿)编制说明1工作简况1.1编制依据根据《国家标准化管理委员会关于下达2022年第一批推荐性国家标准计划及相关标准外文版计划的通知》(国标委发[2022]17号)20220306-T-347项目的要求，由全国轨道交通电气设备与系统标准化技术委员会归口，并由株洲中车时代电气股份有限公司、中铁检验认证株洲牵引电气设备检验站有限公司、中车南京浦镇车辆有限公司、中车株洲电力机车有限公司、中车青岛四方机车车辆股份有限公司、广州地铁集团有限公司、上海申通地铁集团有限公司共同起草。本部分为首次制定。1.2制修订本标准的必要性耗规模较大，列车运行能耗占比较高。截至2020年底，全国铁路营业里程达到14.63万公里，其中高铁3.8万公里，电气化率72.8%。据统计，铁路总公司管内电气化铁路用电量达700亿千瓦时左右，相当于三峡水电站年发电量的70%左右。其中列车运行能耗占总耗能的80%以上，需要重点关注列车的运行能耗。目前我国交直流机车/动车组均在列车上安装了计量电表，但主要只是简单的计量正向电度数和反向电度数。对其精确度、无功计量、数据处理与传递等处理过程并未有详细规定，目前沿用的几个基本标准包括TB/T2517-1995《电力机车功率因数和谐波的测试方法》及TB/T2525-1995《电力机车有功电流试验方法》，均只是针对列车验收阶段相关试验进行规定；而对常规电能测量数据的使用，包括列车能量管理、能量评估乃至列车电费计量等均未开展，这对轨道交通装备走出去存在制约。IEC62888《轨道交通列车电能测量系统》系列标准基于欧盟EN50463系列标准的基础上制定完成的，标准的内容具备较强的国际适应性，目前中国也在列车电能测量相关技术方面取得了较大的进步，亟需制定符合国际标准要求和适合中国国情的列车电能测量系统标准，助力中国轨道交通产品走出去和中国标准与国际标准的互认程度。1.3编制过程在本部分的编制过程中，完成了大量的基础研究和编写工作，并邀请了国内和铁路行业相关领域的专家进行了技术审查，确保了标准的规范性和权威性。本部分编制过程概要如下：(1)标准计划下达后，在归口单位指导下，株洲中车时代电气股份有限公司、中铁检验认证株洲牵引电气设备检验站有限公司等单位成立了标准起草组，对轨道车辆电能测量方式、电能测量精度、电能测量设备检验等情况进行了调研，收集了相关技术资料，形成了工作大纲和本部分的草案稿。(2)标准起草组对前期工作和标准草案深入讨论研究后，2023年1月形成了本部分的征求意见稿(SAC/TC278[2023]02)，归口单位将征求意见稿发往中国国家铁路集团、国能朔黄铁路发展有限责任公2司、中车长春轨道客车股份有限公司、中车大连机车车辆有限公司、北京市地铁运营有限公司、深圳市地铁集团有限公司等49个单位进行意见征集。(3)主要参加单位和起草组成员及其所做的工作如下：序号起草单位起草人姓名承担的工作1株洲中车时代电气股份有限公司罗云飞、武彬罗云飞主持整个标准编制，负责第4.4.1—4.4.6章编制，负责整个标准技术内容及文本质量武彬负责国际标准翻译校核2中铁检验认证株洲牵引电气设备检验站有限公司孙敏杰负责第4.4.7-5.5.4.3章节的编制及校核，并对国内试验情况进行总结分析3中车南京浦镇车辆有限公司王爱武负责第4.1-4.2章的编制及校核4中车株洲电力机车有限公司王磊负责第4.3章的编制及校核5中车青岛四方机车车辆股份有限公司余进负责附录A、B、C的编制及校核6广州地铁集团有限公司D制及校核7上海申通地铁集团有限公司周巧莲E制及校核2编制原则2.1标准格式统一、规范，符合GB/T1.1-2020要求。2.2标准内容符合统一性、协调性、适用性、一致性、规范性要求。2.3标准技术内容安全可靠、成熟稳定、经济适用、科学先进、节能环保。2.4标准实施后有利于提高铁路产品质量、保障运输安全，符合铁路行业发展需求。3主要内容3.1本部分规定了电能测量系统中的电能测量功能的要求，该功能用于在牵引单元上测量直接取自/反馈到接触网系统的电能。本部分还规定了电流测量功能(例如电流传感器)、电压测量功能(例如电压传感器)和电能计算功能(例如电能表)的要求。电压测量功能、电流测量功能、电能计算功能和完整电能测量功能的一致性试验要求。本部分已考虑在某些应用中电能测量功能可能需要计量评估。本部分涵盖了所有相关的计量功能，适用于电能测量系统(1级)。3.2本部分的主要技术要求包括EMF三个功能(VMF/CMF/ECF)的通用要求、标识和标记、基本信息；电气要求(额定电压、额定电流、额定频率)；精确度要求(总则、EMF的误差限值、参考条件、输入量变化引起的误差限值、初始条件)；牵引供电系统变化；复核等研究内容。EMF所采用传感器的约定，包括通用要求(绝缘要求、输出要求)；电压传感器(电气要求、短路耐受和故障防护、温升限值、精度要求、温度对误差限值的影响、因影响量引起的额外误差限值)；电流传感器(电气要求、温升限值、精度要求、温度对误差限值的影响、谐波误差限值、因影响量引起的额外误差限值)。3电能计算功能ECF通用要求(电能数据计算、K因子、ECF寄存器、索引值超限、标志)；电气要求 (ECF模拟测量输入、输入电压的影响、短时过电流的影响、自热的影响、温升限值、VMF/CMF的数字输入)；精度要求(有功电能测量的百分比误差限值、无功电能测量的百分比误差限值)；温度对误差限值的影响；因影响量引起的额外误差限值；电磁兼容要求。一致性试验的要求包括一致性试验方法、试验框架、型式检验、传感器型式检验、ECF型式检验、出厂检验。3.3本部分依据《IEC62888-2:2018轨道交通列车电能测量系统第2部分：电能测量》等技术规范，结合轨道电能测量装置的应用实际编制。本文件与IEC62888-2:2018的技术性差异及其原因如下：——用规范性引用的GB/T2423.1代替IEC60068-2-1，两个文件之间的一致性程度为等同，以适应我国的技术条件,增加可操作性；——用规范性引用的GB/T2423.4代替IEC60068-2-30，两个文件之间的一致性程度为等同，以适应我国的技术条件,增加可操作性；——用规范性引用的GB/T3954代替IEC60121，以适应我国的技术条件,增加可操作性；——用规范性引用的GB/T4208代替IEC60529，两个文件之间的一致性程度为等同，以适应我国的技术条件,增加可操作性；——用规范性引用的GB/T5585.1代替IEC60028，以适应我国的技术条件,增加可操作性；——用规范性引用的GB/T11021代替IEC60085，两个文件之间的一致性程度为等同，以适应我国的技术条件,增加可操作性；——用规范性引用的GB/T17626.2代替IEC61000-4-2，两个文件之间的一致性程度为等同，以适应我国的技术条件,增加可操作性；——用规范性引用的GB/T17626.3代替IEC61000-4-3，两个文件之间的一致性程度为等同，以适应我国的技术条件,增加可操作性；——用规范性引用的GB/T17626.4代替IEC61000-4-4，两个文件之间的一致性程度为等同，以适应我国的技术条件,增加可操作性；——用规范性引用的GB/T17626.5代替IEC61000-4-5，两个文件之间的一致性程度为等同，以适应我国的技术条件,增加可操作性；——用规范性引用的GB/T17626.6代替IEC61000-4-6，两个文件之间的一致性程度为等同，以适应我国的技术条件,增加可操作性；——用规范性引用的GB/T20840.1代替IEC61869-1，两个文件之间的一致性程度为修改，以适应我国的技术条件,增加可操作性；——用规范性引用的GB/T24338.4代替IEC62236-3-2，两个文件之间的一致性程度为修改，以适应我国的技术条件,增加可操作性；——用规范性引用的GB/T32347.1代替IEC62498-1，两个文件之间的一致性程度为修改，以适应我国的技术条件,增加可操作性；4——用规范性引用的GB/T32350.1代替IEC62497-1，两个文件之间的一致性程度为修改，以适应我国的技术条件,增加可操作性；——删除了有关“如果EMF作为牵引设备或辅助设备功能中包含的功能，则无需对设备类型进行标IEC2018的4.2.1.3)，满足1级电能测量要求；——更改了表1中参考值，等于零改为环境电磁场(见表1，IEC62888-2：2018的表1)，以适应实际应用；BVMFEMFBIECB.8)，以适应实际应用。3.4经经起草组分析研究，没有与本部分主要技术内容相关联的现行国家标准、行业标准。4关键指标的确定4.1参考条件确定根据实际测试环境，一般参考值接近0，为实际测试可执行性，参考值改为试验环境电磁场值。在电能测量系统中，尤其是1级计量系统，对电压信号的测量精度通常≤1%，不带VMF的EMF不能满足要求，因此由规范性要求改为资料性要求。4.3附录C中有功功率确定轨道牵引系统中整流、逆变变流器采用PWM控制，电压/电流中谐波含量大，实际有功功率计算应包含谐波情况，因此标准中增加了谐波情况下计算参考标准。5采标情况本部分修改采用IEC62888-2:2018《轨道交通列车电能测量系统第2部分：电能测量》。6有无重大分歧意见无。无7强制或推荐、废止、公开建议7.1建议本部分作为推荐性国家发布。7.