2024轨道交通AC25kV同相供电系统

轨道交通AC25kV同相供电系统目 次前言 II112范引文件 13语定义 14用24.1环条件 24.2供条件 25统36术46.1功要求 46.2性要求 77验97.1试条件 97.2试方法 108验158.1总则 158.2检分类 158.3型检验 158.4出检验 168.5现检验 168.6检项目 1691710装运和存 1810.1包装 1810.2运输 1810.3储存 18I轨道交通AC25kV同相供电系统范围AC25kV本文件适用于AC25kV牵引供电制式中牵引变电所采用同相供电装置的同相供电系统。（GB/T1402—2010轨道交通牵引供电系统电压GB/T2423.1—2008电工电子产品环境试验第2部分试验方法试验A低温GB/T2423.2—2008B2423.3—20162CabGB/T3768—2017GB/T3859.1—2013半导体变流器通用要求和电网换相变流器第1-1部分：基本要求规范GB4943.1—2022音视频、信息技术和通信技术设备第1部分：安全要求GB/T7261—2016继电保护和安全自动装置基本试验方法GB/T11022—2020高压交流开关设备和控制设备标准的共用技术要求GB/T13384—2008机电产品包装通用技术条件GB/T13422—2013半导体电力变流器电气试验方法GB/T15543—2008电能质量三相电压不平衡度GB/T16927.1—2011高电压试验技术第1部分：一般定义及试验要求GB/T20626.1—2017特殊环境条件高原电工电子产品第1部分：通用技术要求GB/T20645—2021特殊环境条件高原用低压电器技术要求GB/T24338.6—2018轨道交通电磁兼容第5部分地面供电装置和设备的发射与抗扰度GB/T32350.1—2015轨道交通绝缘配合第1部分：基本要求电工电子设备的电气间隙和爬电距离GB50150—2016DL/T1010.3—2006NB/T42043—2014TB/T2805—2021牵引供电设备绝缘水平TB/T3159—2021电气化铁路牵引变压器1下列术语和定义适用于本文件。3.1同相供电co-phasepowersupply指牵引变电所采用相同相位向牵引网提供电能的供电方式，亦指全线牵引变电所均采用相同相位向牵引网提供电能的供电方式。3.2同相供电系统co-phasepowersupplysystem采用同一相位向牵引网提供电能的牵引供电系统。3.3同相供电装置co-phasepowersupplydevice用于补偿单相牵引供电系统在三相电网中产生超标负序功率的电力电子装置。3.4补偿变流器co-phasecompensationconverter具有转换相位和传递有功功率的单相变流器。3.5匹配变压器matchingtransformer连接补偿变流器与牵引变压器牵引侧或系统侧的变压器。3.6功率单元powerunit补偿变流器的基础变流单元。3.7中性段neutralsection接触网的一个区段两端各有一个分段点，用于阻断连续带电区，将两个不同牵引变电所的供电区组合在一起供受电弓通过。3.8电力电子地面自动过分段装置ground'sauto-passingneutralsectionequipmentbasedonpowerelectronic用于给两个变电所间的中性段接触网切换供电的装置。4.1.125°C～+45°C2500m20°C959010Hz5m/s230s；5m/s230sGB/T32350.1—2015PD4PD3注：超过上述用环境条件范围的，按照相关标准进行修订和特殊设计。2AC25kV，GB/T1402—20104.150Hz0.2Hz1.2DC220V/110V90%～110%。AC220V/380V411256741132567图1同相供电系统示意图341132567标引序号说明：1——牵引变电所；2——过分段；3——地面自动过分段装置；4——电网电源；5——接触网；6——回流网；7——列车。图1同相供电系统示意图（续）4同相供电系统宜具备低次谐波补偿功能（谐波次数≤11次）。同相供电系统应具有完善的保护功能，当故障发生时能及时触发保护装置避免设备损坏或故障范围扩大。系统内主要一次设备应配置具有独立性、完整性和成套性的保护测控装置。应具有如下保护功能。同相供电装置交流端口电流应四象限可控制，并能进行牵引负载负序控制、无功补偿。同相供电装置应具备以下保护功能：/IGBT同相供电装置应支持以下安全联锁功能：本地同相供电装置应具备本地控制和远程控制两种模式，并支持模式切换。手动5同相供电装置应具备实时监测功能，并具备本地人机交互界面。应包含以下监测内容：运行停机1ms；5Hz2s2s同相供电装置应具备三相电网的三相电压/电流不平衡度、功率因数以及谐波畸变率的监测功能，其中谐波监测能够检测到50次及以下的所有谐波信息。同相供电装置应具备冷却系统以确保装置持续工作时不因温度过高而损坏。SCR-V1SCR-V21sRC2s6同相供电系统的测控装置应采用标准的数据通信接口，数据通信协议采用具有良好的通用性和开放性协议。测控装置应能实现开关状态、故障信号的通信功能；电流、电压和电能数据的遥测功能。同相供电装置应设置以下状态监测：——运行电气数据、状态信息；——冷却系统运行状态；——牵引所高压电网连接点电能质量，包括三相不平衡、功率因素及谐波等；——变压器绕组、主接线端子温升状态等；——开关柜的开关动作特性等。同相供电系统对三相电力系统的负序影响，应满足GB/T15543—2008的要求。同相供电系统对三相电力系统的功率因数不宜低于0.9。同相供电装置的电气间隙和爬电距离应满足GB/T32350.1—2015的要求。1000Ω/V712表1额定绝缘电压1kV及以下的工频耐受电压单位为伏特额定绝缘电压工频耐受电压（有效值）60i≤02000300Ui62500690Ui83000800Ui103500额定绝缘电压在1000Ui＜300范围时，其工频耐受电压应按照GBT44.1222中第5章中表5B和表2的规定进行。表2额定绝缘电压1kV以上的设备耐受电压单位为千伏系统标称电压设备最高电压雷电冲击耐受电压短时（1min）工频耐受电压（有效值）相对地相间相对地相间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：括号内和外数据分别对应低电阻接地系统和非低电阻接地系统。a该栏斜线下之数据仅用于变压器类设备的内绝缘。b为设备外绝缘在干燥状态下之耐受电压。35kVGB/T11022—202035kVDL/T1010.3—20064.7.42同相供电装置在满载时电流控制精度（修改为偏差）不应超过额定电流值的2%。同相供电装置阶跃响应时间不应超过20ms，调节时间不应超过80ms，最大超调量不应超过15%。额定电流下，同相供电装置电流总谐波畸变率不应超过3%（非谐波抑制工况）。效率同相供电装置额定工况下功率效率不应小于96%。8温升同相供电装置各部位的温升应满足GB/T3859.1—2013中表19的要求。电磁兼容性能应符合GB/T24338.6—2018中第5章的规定。噪声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）过分段装置响应时间分为控制系统响应时间及故障切换响应时间：——系统响应时间：≤500ms；≤1.5s电磁兼容性能应符合GB/T24338.6—2018中第5章的规定。噪声装置额定运行工况下的噪声不应超过75dB。——环境温度：15℃～35℃；9——相对湿度：45%～75%；——大气压力：86kPa～106kPa。如果不能在上述正常环境条件下进行试验，应对试验条件或试验结果进行折算。GB/T16927.1—20110.5（0.20.51.0负序治理功能的测试，以三相电网输入端口为测试点，测试三相电流及其负序成分。测试方法如下。0%～100%以1010%、40%、70%100注：置的负序电流进行间接测量，即测量装置端口的电压和电流，结合电路拓扑折算到三相端口的负序电流。无功补偿功能的测试，以三相电网输入端口为测试点，测试三相电量及其无功成分。测试方法如下。0%～100%以1010%40%70%100%（100%）谐波抑制功能的测试，以三相电网输入端口为测试点，测试三相电流及其谐波成分。测试方法如下。10指令从0%～100%以10%的梯度逐步进行给定，并记录每个给定的指令值和三相端口的谐波电流值。（谐波电流百分数的界定，谐波电流的额定值不是按同相装置额定电流计算的）10%40%70%100%（根据保护测控装置功能并使用合格的继电保护测试仪，进行保护整组试验并记录数据。有必要时，应对接触网进行短路试验。设置同相供电装置为手动调度模式。10%3050%80%100%10%3050%80%100%依照额定电流的10%、30%、50%、80%、100%的梯度，依次下达功率因数为0.707电流指令，测量变流器端口实际电流，并与电流指令进行对比。检查通信端口是否可以连接牢固。检查同相供电装置与后台监控系统的通信协议是否匹配，通信内容是否完整。保护功能测试应包括以下项目。安全联锁功能测试应包括以下内容。11本地检查同相供电装置本地控制和远程控制两种模式能否正常切换。手动检查同相供电装置手动调度补偿和自动补偿两种模式能否正常切换。分别在手动调度补偿和自动补偿两种模式下下发补偿指令，检查同相供电装置能否按照指令正确执行。检查同相供电装置的电能质量监测数据能否正常显示并上传。使用测量装置测试三相电网的三相电压检查同相供电装置的冷却系统工作是否正常，并结合温升试验检查其冷却效果是否满足要求。按照GB/T32350.1—2015中7.2的规定对电气间隙和爬电距离进行检查。绝缘强度试验应包括以下内容。GB50150—2016GB/T13422—20135.1.2的规定进行。试验电压按照GB/T20626.1—2017中5.5的规定进行修正。NB/T42043—20148.5.320626.1—20175.512-100%到100%以10开启同相供电装置，设置0到100%额定功率的阶跃指令，测试并记录响应时间、调整时间和最大超调量。试验方法按照GB/T3859.1—2013中7.3.6的规定进行。试验方法如下：2205080%100P1P2；（1） 𝜂𝜂=𝑝𝑝2×100%········································································(1)𝑝𝑝1式中：η——效率；P1——输入侧有功功率；P2——输出侧有功功率。补偿变流器直流母线U2补偿变流器直流母线U2、I2、P2U1、I1、P1变压器测量装置DC/ACAC/DC牵引匹配引 偿母 母线 线说明：U1I1U2I2图2同相供电装置效率测试回路试验方法按照NB/T42043—2014中8.9.6的规定进行。温升测试结果修正按照GB/T20645—2021中附录A.2的规定进行。13试验方法按照GB/T3768—2017的规定进行。开启同相供电装置在额定电流下运行，检查同相供电装置能否连续运行72h以上，期间测量并检查额定功率下的功率控制精度、动态性能指标、电流谐波总畸变率、效率、温升及噪声。由于设备体积和重量较大，该试验可单独对设备子部件进行测试。试验应包括以下内容：GB/T2423.1—2008为(-25±3GB/T2423.2—200845±2222GB/T2423.3—201645±2)℃，90±348h2h按照GB/T3859.1—2013中7.6的规定进行。GB/T3859.1—2013中7.210按照GB/T7261—2016中14上述试验可通过手动给定或故障模拟进行。装置在额定运行工况下，按照GB/T13422—2013中5.1.16的规定测量可听噪声。2）次。按照GB/T3859.1—2013中7.6的规定进行。总则同相供电系统各设备应在与实际工况相等效的条件下，或在能保证设备性能可满足使用条件的情况下进行试验。同相供电系统的检验分为型式检验、出厂检验和现场检验。1152产品出厂时应逐台进行出厂检验。产品在使用现场完成安装后，需进行现场检验。系统的检验项目及其分类应符合表3的规定。表3同相供电系统检验项目序号检验项目检验分类技术要求对应条款试验方法对应条款型式检验出厂检验现场检验1负序治理功能测试——√6.1.1.37.2.1.12无功补偿功能测试——√6.1.1.47.2.1.23谐波抑制功能测试——√6.1.1.57.2.1.34系统保护功能测试——√6.1.1.67.2.1.45系统安全联锁功能测试——√6.1.57.2.1.5注：“√”表示应进行的检验项目，“—”表示不进行的检验项目。同相供电装置的检验项目及其分类应符合表4的规定。表4同相供电装置检验项目序号检验项目检验分类技术要求对应条款试验方法对应条款型式检验出厂检验现场检验1负序治理功能测试√—√6.1.1.37.2.1.12无功补偿功能测试√—√6.1.1.47.2.1.23谐波抑制功能测试√—√6.1.1.57.2.1.34通信功能测试√√√6.1.2.27.2.2.25保护功能测试√√√6.1.2.37.2.2.36安全联锁功能测试√—√6.1.2.47.2.2.47本地/远程控制功能测试√√√6.1.2.57.2.2.58手动/自动补偿功能测试√√√6.1.2.67.2.2.616序号检验项目检验分类技术要求对应条款试验方法对应条款型式检验出厂检验现场检验9运行监测功能测试√√√6.1.2.77.2.2.710电能质量监测功能测试√—√6.1.2.87.2.2.811冷却功能测试√√√6.1.2.97.2.2.912电气间隙与爬电距离检查√——6.2.2.17.2.2.1013绝缘强度试验√—√6.2.2.27.2.2.1114功率控制精度试验√—√6.2.2.37.2.2.1215动态性能试验√—√6.2.2.47.2.2.1316电流谐波总畸变率测试√√—6.2.2.57.2.2.1417效率测试√—