(高清版)GB∕T 25117-2020 轨道交通 机车车辆 牵引系统组合试验方法

代替GB/T25117.1—2010,GB/T25117.2—2010,GB/T251(IEC61377:2016,MO国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会IGB/T25117—2020前言 Ⅲ 1 3 3 5 76试验通用条件 7 76.2试验中的冷却 6.3机械输出测量 6.4测量误差和测量精度 6.5环境条件 7转矩特性试验 7.1概述 7.2牵引电机热态转矩特性试验 7.3牵引电机冷态转矩特性试验 7.4转速为零时的起动转矩 8效率和能耗试验 8.2效率特性 8.3线路运行曲线下的能耗试验 9温升试验 9.2持续负载温升试验 9.3线路运行曲线下的温升试验 9.4并联异步牵引电机轮径差试验 21 21 22 23 2311.1试验目的 23 23 2411.4验收准则 24Ⅱ 25 25 25 2612.4牵引供电接触失效试验 2612.5再生制动突然失效试验 2712.6牵引逆变器停止试验 28 2812.8过流和过压保护试验 29 29 29 29 30 30 30 30 30附录A(规范性附录)组合试验项目 31附录B(规范性附录)直流牵引电机的特殊试验项目和试验条件 32附录C(资料性附录)用户与制造商协议条款 35Ⅲ本标准代替GB/T25117.1—2010《轨道交通机车车辆组合试验第1部分：逆变器供电的交《轨道交通机车车辆组合试验第2部车辆组合试验第3部分：间接变流器供电的交流电动机及其控制系统的组合试验》。本标准与第1章，GB/T25117.1—2010、GB/T25117.2—2010和GB/T25117.3—2012010的第3章); 删除了环境条件(见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); (见GB/T25117.1—2010、GB/T25117.2—2010和GB/T25117.3—2010的第7章);态转矩特性试验”的一个子项，增加了“转速为零时的起动转矩试验”项目(见第7章， 10章); 接地和短路故障4个试验项目(见第13章); 2010和GB/T25117.3—2010的附录B)。本标准使用重新起草法修改采用IEC61377:2016《轨道交通机车车辆牵引系统组合试验●用修改采用国际标准的GB/T●用修改采用国际标准的GB/T●用修改采用国际标准的GB/T●用修改采用国际标准的GB/T●用修改采用国际标准的GB/T●用修改采用国际标准的GB/T V 1轨道交通机车车辆牵引系统的组成示意图见图1,本图并不代表所有牵引变压器燃料电池提供的直流电源变压器输入滤波器-牵引控制装置整流器斩波器同步或异步牵引直流电源 2本标准牵引电机的类型是指异步牵引电机、包括永磁牵引电机在内的同步牵引电机或直流牵引集成在牵引变流器的辅助变流器适用于本标准。当牵引系统为牵引变流器之外的辅助系统供电被试牵引系统与完整牵引系统的关系示例见图2。在用户和制造商协商同意的情况下允许偏差，且试验前评估其影响。如果评估对试验结果没有重3GB/T1402轨道交通牵引供电系统电压(GB/T1402—2010,IEC60850:2007,MOD)GB/T2900(所有部分)电工术语[IEC60050(所有部分)]GB/T25123.1—2018电力牵引轨道机车车辆和公路车辆用旋转电机第1部分：除电子变流IECTS60349-3电力牵引轨道机车车辆和公路车辆用旋转电机第3部分：用损耗总和法确vehicles—Part3:Determinationofthetotallossesofconverter-fedalternmationofthecomponentlosses)IEC61133:2016轨道交通机车车辆机车车辆制成后投入使用前的试验(Railwayapplica-tions—Rollingstock—TestingofrollingstockoncompleIEC62864-1:2016轨道交通机车车辆车载能量储存系统电源第1部分：串联混合系统4订购牵引系统的组织(见图3)。对所提供的牵引系统承担技术责任的组织(见图3)。对牵引系统中的一个或多个部件承担责任的组织(见图3)。55最大工作转速maximumworkingspeed牵引系统技术条件应包含特性曲线。这些曲线定义为规定特性。他们应的极限值。特性曲线一般应在牵引系统交流输入电压或直流输入电压标称值绘制。如果用户和制造商牵引电机(绕组或磁体)的基准温度应按GB/T25123.1—2018GB/T25123.4的规定或由用户与制造商双方协商确定。a)规定特性：为满足用户合同要求而定义的数值，这些数值将作为测量和试验系统评估的参考6d)用千瓦时统计的输入能耗(对机车车辆完整线路运行曲线功率的积分)。7除规定要在组合试验时开展的特定试验外，所试验应由用户和制造商协商确定。附录A的表A.1列出了强制性试验和选择性试验，用户和制造商可依此协商选择性试验。直流电机的特殊试验项目见附录B。本标准规定的试验项目应在每个新设计的牵引系统上进行，除非制造商系统试验证明(其中一项、几项或全部试验项目)与本标准的一致性。行评估。用户和制造商双方应商定组合试验是否需要重新进行，或者仅用户和制造商双方应协商确定在试验台上进行的试验项目或者在机车车牵引系统组合试验的试验计划和试验规范应提交给用户并得到用户同意当与验证目的相关时，牵引系统部件应由供8试验台电源应满足GB/T1402规定(或超出GB/T1402的其他规定)的电压范围。电源的电压范a)方式1:被试牵引系统产生的机械能被负载系统转化为电能并反馈回电网或试验台电源，见图5;电网电网b)方式2:两个相同的被试牵引系统以背靠背方式安装，被试牵引系统产生的机械能通过第二个9电网电网试验台电源被试牵引系统1被试牵引系统2飞轮被用作模拟机车车辆等效惯性负载。受试验台设备的限制(试验台不可能维持牵引恒速运行),负载条件(如转矩与时间关系)不必与实际操作条件一致。可通过计模拟辅助负载和牵引辅助负载电源的示例见图7。a)辅助变流器不是牵引系统的一部分时模拟辅助负载和牵引辅助负载电源示例b)辅助变流器是牵引系统的一部分时模拟辅助负载示例a)损耗总和法；b)功率比较法；d)背靠背法。牵引电机的转矩可按照IECTS60349-3规定的损耗量仪3~3~3~3~图8损耗总和法测量示例Plosse=3×R×I²Tairgap=(Pe-Ploses—Piron)/[(2×π×N₅)/60]T=Tairgp—(P₁+Pstray)/[(2×π×N)/60]………Pstay——牵引电机的杂散损耗，单位为转矩结果见式(4):GB/T25117—2020该方法仅适用于异步牵引电机。6.3.3功率比较法如果测量了一台牵引电机的转矩(T₁),每一个单独的转矩可用式(5)计算得到，见图9。PeL₁——已测量的一台牵引电机基波输入功率，单位为瓦特(W);I₁——已测量的一台牵引电机基波相电流，单位为安培(A);N₁——已测量的一台牵引电机的机械转速，单位为转每分(r/min);R₁——已测量的一台牵引电机型式检验且经过测量温度校正过的定子电阻，单位为欧姆(Q);Piron₁——已测量的一台牵引电机的铁耗，单位为瓦特(W);N₁——已测量的一台牵引电机的同步转速，单位为转每分(r/min);Pu——牵引电机型式检验已测量的一台牵引电机的摩擦损耗，单位为瓦特(W);Pstray₁——已测量的一台牵引电机的杂散损耗，单位为瓦特(W),如果不能从牵引电机型式检验中获取，则采用IECTS60349-3中定义的杂散损耗；3~3~M3~M3~3~3~3~图9功率比较法测量示例该方法仅适用于异步牵引电机。假定被试牵引电机效率是相同的，并且功率相差小于或等于20%,功率比较法(适用于所有类型的牵引电机)可简化为式(6):Ti、PeL、N₁——需测量的牵引电机参数。在并联牵引电机以相同转速(例如所有牵引电机通过机械耦合)运行的工况下，假定被试牵引电机的效率和功率因数一致并且牵引电机电流相差不大于5%,其他牵引电机的转矩可通过测量一台牵引电机的转矩(基准转矩)和电流来计算(代替测量每一台牵引电机的转矩)得到，见式(7)和图10。AAA3~AA3~AA3~A电机和负载牵引电机)的总功率来计算得到(见图11),见式(8):3~3~3~量仪量仪3~验收准则需要给出规定值及其可接受的容差限值并应用于下述的测量结果。测量。转矩转矩电流输入电压输入电流b)速度扫描：转矩测量按照图12转矩特性曲线进行，在牵从牵引电机的最低转速(图12所示的点1)到牵引电机最大工作转速之间，转矩之和(在6.3和6.4中定义)的测量结果与规定值之间的偏差应在规定值的士5%之内。7.3.1试验目的测量应在组合系统开始运行之后马上进行。测量应在最低转速点单点执行(图12中的点1,该点转矩之和(在6.3和6.4中定义)的测量结果与规定值之间的偏差应在规定值的士5%之内。如果7.2.3、7.3.3定义的最低转速是零，则本试验可用牵引电机热态和冷态时的转矩特性试验转矩的测量结果与规定值之间的偏差应在规定值的士5%之内。只要与牵引系统直接相关，牵引系统中所有部件都应按3.2的规定组合。如果辅助变流器是牵引系统的一部分，那么辅助变流器只带与牵引系统有关的负载。其他辅牵引系统在特定工作点(满载或部分负载)稳定工作时的效率和损耗可通效率可在7.2的试验里进行。1)效率与转速、转矩；3)与效率有关的温度。7,——规定效率值。由于试验设施的限制，负载条件可与实际工况下不同。试验目的是为线路运行曲线的特性应在试验前重新计算，使用第7章的转1)能耗与时间曲线；2)网压与时间曲线；3)与能量有关的温度；4)网侧有功功率(或网侧有功电流)与时间曲线；5)牵引电机速度与时间曲线。b)内部特性(推荐项):基准转矩与时间曲线。能量消耗应通过对输入功率和它对时间的积分来测量，9.1概述试验应测量牵引系统各部件温升。温升试验应测量的部件由用户和制造商有轮径偏差的牵引系统温升试验可在持续负载工况或线路运行曲线工况下进行。试验方法应由用至少连续保持定额条件2h,或通过适当的方法证明所有相关部件均已达到稳定温度为止(温度变化在1h内小于4K)。e)变压器冷却介质(交流供电),线路电抗器冷却介质(直流供电);f)制动电阻(如在测试范围内);本试验的目的是验证在用户和制造商双方商定的系统定额及线路运行曲温升试验应考虑到第4章及3.9中定义的重复峰值温度的测量。应依据线路运行曲线持续运行直至温升达到稳定为止(在数个连续工作状态周期中1h内温度变化小于4K,如果一个工作状态周期大于1h,则在两个连续工作状态周期的同一个时刻温度变化小于4K)。可通过从某一等效定额工况开c)第4章中所涉及的重复峰值温度；d)牵引电机转子(通过温度传感器测得或者通过牵引控制软件计算),属内部特性；f)变压器冷却介质(交流供电),线路电抗器冷却介质(直流供电);g)制动电阻(若在测试范围内);本试验是为了检验由于轮径偏差的存在而引起的牵引电机温度变化和系统响应轮径偏差对异步牵引电机转矩特性影响和转差率变化的示例见图13。转矩转矩转差率b)牵引电机转子(通过温度传感器测得或者通过牵引控制软件计算),属内部特性。当几台异步牵引电机由单台变流器并联供电时，轮径偏差会使某些牵引电机在其最恶劣的负况下工作。如果设计的控制系统会使某些牵引电机工作在其最恶劣的负载情况下，则应对牵引电机做a)(只适用于持续负载)本试验考虑一台牵引电机的恒定转速偏差。并联异步牵引电机的转速分别控制，其转速偏差对应于并联牵引电机的最大允许轮径偏差。本试验应在牵引工况或制动b)(只适用于线路运行曲线)本试验考虑一台牵引电机的恒定转速偏差。并联异步牵引电机的转速是分别控制的，其转速偏差对应于并联牵引电机的最大允许轮径偏差。给定一台牵引电机c)本试验也可根据规定的轮径偏差，在过载条件、等效恒定转差率下运行一台或者多台牵引电机。本试验应考虑只运行一台牵引电机，该牵引电机轮对具有最大轮径偏差。由于最大允许通量)保持不变。应对该方法的适用性进行说明。本试验可与牵引电在这种条件下，如果控制的设计是通过降低牵引力来使所有牵引电机的负荷保持在允许负荷范围本试验的目的是验证牵引系统从反方向到正方向牵引车辆的能力，模拟车辆停在有坡度线路的起a)牵引和电阻制动的相互转换；b)牵引和再生制动的相互转换。在牵引和制动满转矩/满功率的以下两个速度点进行牵引和制动的转换(见图14):a)速度点1:牵引和制动最大转矩差；b)速度点2:牵引和制动最大功率差。2图14牵引-制动转换试验条件本试验的目的是验证牵引系统在系统供电缺失(如过分相、无动力回送等本试验应在试验台上进行，以模拟牵引系统在供电缺失情况下保证辅助变流器正常工作的功能。通过试验台拖动被试牵引系统至要求的最低转速(最低转速由用户和供应商协商确定),在要求的试验过程中辅助变流器应满足GB/T25122.1—2018第7章的要求，牵引系统不应出现任何故障。本试验的目的是为了验证牵引系统在GB/T1402或用户给出的技术条件中规定的电压范围内能a)在满功率最大电压(点1);b)在满功率最小电压(点2);降功运行(点3和点4)。34c)输入基波功率因数(在交流输入的情况下);注：未包含在第12章的系统保护试验由用户和制造商进行协商确定。uuc)使用分接开关。被试牵引系统供电电源被试牵引系统图19快速电压变化方法示意图电压中断的周期小于10s,在额定电压、满功率牵引或最大再生制动电本试验的目的是核查牵引系统在供电接触失效时的反应，以模拟列车在受电弓弹跳或穿越无电区电压接触失效周期为10ms～200ms之间或者由用户和制造商协商确定，在额定电压以及满功率牵引和最大再生制动电流条件下进行(如果再生接触器2U输入被测牵引系统接触器2图20模拟牵引供电接触失效方法示例输入电压输入电压a)最大功率(适用于所有的牵引电机);b)正常运行时牵引电机最大工作速度的90%[仅在永磁牵引电机(PMM)的情况下]。当达到12.6.2中所述条件时，立即关闭牵引见第9章。见第9章。本试验应按照GB/T25122.1—2018要求在部件和变流器型式检验时进行。本试验的目的是验证被试牵引系统在控制蓄a)最大功率(适用于所有的牵引电机);b)正常运行时牵引电机最大工作速度的90%[仅在永磁牵引电机(PMM)的情况下]。如果试验有造成试验台设备可能损坏的限制，则允许在低压状态或在不影响试验结果的情况下，可采用断开某些部件或中断高压电源等方法对被试牵引系统进行a)直流母线(如适用包括谐振电路);d)制动电阻。用户和制造商协议条款参见附录C。试验按IEC62864-1:2016的第8章进行。本标准所有试验项目表见附录A。试验项目1√2√3√4√5√678√9√√√网压变化范围试验√电压快速变化试验√√√√√√√√√√√√换向条件(仅针对直流牵引电机)√注：储能系统组合试验项目参见IEC62864-1:2016的第8章。a)并联异步牵引电机轮径差试验(图13和转差