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GB／T 25117-2020 轨道交通 机车车辆 牵引系统组合试验方法.pdfGB/T 25117—2020T ~ TiI eL1·( 7)式中：IeL1已测量的一台牵引电机的基波电流，单位为安培（A)；Ti,IeLi需测量的牵引电机参数。转矩测量仪图10电流比较法测量示例6.3.5背靠背法假定被试牵引电机和负载牵引电机的效率相同时，牵引电机的转矩可通过测量牵引电机（被试牵引电机和负载牵引电机)的总功率来计算得到（见图11)，见式（8)：60T=(8)式中：输入陪试牵引电机的总功率，单位为瓦特（W)；Pout输出被试牵引电机的总功率，单位为瓦特（W）。功率测量仪量仪图11背靠背法测量示例6.4测量误差和测量精度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。容差限值在本标准后续章条试验规范中进行定义。校正结果是测量读数经系统误差修正之后的值。注1：系统误差是指如仪器校准曲线显示的偏差或误差，测量结果是校正结果经测量设备的精度（本标准认为精度就是仪器的等级或者设备偏差，该偏差来源于校准证书）修正之后的值，测量结果应在容差限值的要求范围之内。制造商负责选择测量设备的相关精度。注2：这仅适用于规定特性的确认。内部特性（如电压/电流传感器、软件计算值等)可用牵引系统的测量设备进行测量。13
如果与试验相关，应记录环境温度、空气压力和空气湿度。应在试验规范中描述试验所需！ 境条件。
本试验的目的是验证牵引系统符合规定的转矩特性。通过牵引控制系统施加转矩基准值，使牵引 电机运行在给定转速下进行试验。 试验条件中所描述的参数应与第4章定义的规定特性参数保持一致。 特性曲线应至少绘出牵引工况和制动（如有电制动)工况下，在整个应用速度范围内对应的最大基 转矩曲线。如果用户和制造商双方同意，也可绘出在任意速度点上转矩为1/4、1/2和3/4最大基准 专矩时的特性曲线。 若有多个基准转矩（特性曲线），如在不同的工作条件下，应测量每个基准转矩的特性曲线。 转矩特性试验应包含规定特性转矩对转速曲线（见第4章）和内部特性（推荐测量项目）： a）牵引电机相电流基波有效值（或转矩电流）； b）牵引电机相电流总有效值； c）牵引电机线电压基波有效值（或调制比）； d）牵引电机线电压总有效值或谐波含量； e）直流环节电压； f）网压。 温度是影响输出转矩的一个重要参数，对于异步牵引电机和永磁牵引电机牵引传动系统尤其如此， 专矩特性试验包括牵引电机冷态时的转矩特性和牵引电机热态时的转矩特性。
HS/T 25-2009 聚酯纤维中二氧化钛含量的测定法7.2牵引电机热态转矩特性试验
目的是为了验证在牵引电机热态时的转矩特性
测量转矩有以下两种方式： a）恒定转速：宜通过交替测量高速点和低速点的转矩，尽可能使牵引电机的温度保持恒定。测 应快速进行，以保证牵引电机绕组温度符合7.2.2中的规定。特性曲线中描绘的点数应足
GB/T 25117—2020多，以准确反应牵引系统转矩特性。特性曲线所需特性点的示例见图12；转矩+点1电压电流输入电压输入电流输出转矩转速图12牵引系统转矩特性b）速度扫描：转矩测量按照图12转矩特性曲线进行，在牵引工况，速度应从最低转速（图12所示的点1)到最大工作转速；在制动工况，速度从最大工作转速到最低转速进行扫描。注：在速度扫描工况下，考虑牵引电机转子的转动惯量对牵引电机轴端转矩测量的影响。7.2.4验收准则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牵引电机冷态转矩特性试验7.3.1试验目的本试验的目的是为了验证在牵引电机冷态时的转矩特性。7.3.2试验条件牵引电机处于冷态，当牵引电机（定子、定子绕组或机壳）温度与环境温度偏差应在士20K以内时，可认为牵引电机处于冷态。牵引电机冷态可通过将牵引电机停机并置于环境温度中获得，也可通过强迫风冷却获得。7.3.3试验步骤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，该点已经在7.2.3牵引电机热态时测量）。7.3.4验收准则转矩之和（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。15
7.4转速为零时的起动转矩
本试验是为了检验牵引系统在零转速时满转矩的发挥能力，比如堵转工况或其他等效工况。 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 代替。
牵引电机处于堵转状态，给定牵引 机转矩特性，
本试验目的是证明牵引系统效率或能耗特性符合规定值。 牵引系统的效率是输出机械功率与所需转化为机械能的输入电源功率总和之比。 牵引系统能耗是指在规定线路运行曲线下，从输人电源端吸收用于驱动牵引电机运行的总能量值。 注：输人电源是指网侧电源、发电机电源、辅助电源（例如控制电子器件、直流牵引电机励磁）等牵引系统运行必需 的电源。 用户和制造商应就进行效率测量还是进行能耗测量达成一致。 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。其他辅助设备的功率及提供这部分功率 的牵引元件的损耗将视为与牵引系统无关。 如果被试牵引系统与牵引系统的范围不同，如变压器与辅助系统仅有部分被使用，那么应根据被试 牵引系统范围来规定特性。 如通过温度控制冷却，这种冷却方式应予以考虑，冷却设备应以规定的方式运行。试验时应记录环 境温度。如果无法实现以规定的方式运行，如冷却控制系统不可用，冷却系统可在满功率下运行，需要 减少的冷却功率可通过计算得出。 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过直接测量输人功率和输 出功率、直接测量损耗、背靠背试验系统参数、测量损耗总和，或以上方法的组合来测得，
本试验是为了测量和验证牵引系统在规定工况下的效率
效率可在7.2的试验里进行。
效率可在7.2的试验里进行
效率特性试验测量以下项点： a）规定特性以及相关运行条件： 1）效率与转速、转矩； 2） 网压； 3）与效率有关的温度。 注：由于效率不是直接测得，为了计算效率值同时测量速度、转矩和所有输人电源的有功功率。 b）内部特性（推荐项）：网流
8.3线路运行曲线下的能耗试验
试验是为了测量验证在试验规范中规定的线路运行曲线下牵引系统能耗， 由于试验设施的限制，负载条件可与实际工况下不同。试验目的是为了验证在试验条件下的设计 值与测量结果的一致性，
线路运行曲线的特性应在试验前 ，使用第7章的转矩特性而不是基准转矩，
能耗试验测量以下项点： a）规定特性以及相关运行条件： 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。 应在能量测量中做标记来明确区分能量吸收和能量反馈。 能量消耗应通过对输人功率和它对时间的积分来测量，或直接通过能量测试系统测量。两种测量 法应符合能量测量相关标准的规定。 在用户和供应商双方同意时可使用替代的测量方法。
定，能耗测量值[单位为千瓦时（kW·h）1小于规
本试验的目的是为了验证在试验条件下温度设计值与测量结果的差别。 温升试验可依据以下两种方法中的一种进行： a）持续负载温升试验，见9.2； b）线路运行曲线下的温升试验，见9.3。 本试验所采用的试验方法应由用户和制造商协商确定。 由于试验设备的限制，负载条件可能与实际不同。在这种情况下，制造商应能证明试验结果等效。 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协商确定。对牵引系统 的发热不产生最终影响的部件，可不进行试验。 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 户和制造商协商确定
9.2持续负载温升试验
在用户和制造商双方商定的被试牵引系统定额下，牵引系统应在牵引或制动工况试验（如有要求则 均需进行），全电阻制动工况还应检查制动电阻（如在测试范围内）等任何可能导致更高温升的部件。 可通过加大试验负载或降低系统中某些局部部件的通风量，来缩短达到温升稳定的时间。随后，应 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）。
测量所有相关部件和冷却介质的温升，例如： a 牵引电机定子； 牵引电机转子（通过温度传感器或者牵引控制软件计算），属内部特性； 牵引电机轴承； 变流器冷却介质或散热器温度； 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）； 制动电阻（如在测试范围内）； g）环境温度。 由于型式检验中已完成绕组温升的测量，组合试验可不直接测量绕组温度，评估和比较型式检验中 冷却介质温度即可。如果在试验中仅使用了部分变压器绕组，可选择是否进行变压器温升测量。
根据相关试验标准和要求，所有相关部件的温升均不应超过规定限值。
9.3线路运行曲线下的温升试验
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线工况下，温升不超过设 计限值。
除非另有规定，试验条件与8.3.2相同。 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 始试验，并继续重复进行工作状态周期来缩短温升达到稳定的时间。 本试验可通过再现车辆日常运行曲线进行替代
除非另有规定，试验步骤应尽可能按照8.3.3进行。 测量所有相关部件和冷却介质的温升，例如： a）牵引电机定子； b）牵引电机轴承； 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； e 变流器冷却介质或散热器温度； 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）； h）环境温度。 由于型式检验中已完成绕组温升的测量，组合试验可不直接测量绕组温度，评估和比较冷却介 即可。如果在试验中仅使用了部分变压器绕组，可选择是否进行变压器绕组温升的测量
相关试验标准和要求，所有相关部件的温升均不反
本试验应在持续负载或线路运行曲线下进行。
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（转矩降低）。 本试验只适用于异步牵引电机。 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。
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 工况，或者在这两种工况下进行，应使牵引电机处于最恶劣的负载情况下。牵引工况时，应给 定一台牵引电机的转速比其他牵引电机的转速要低，以获得较高转矩。制动工况时，应给定一 台牵引电机的转速比其他牵引电机的转速要高，以获得更高转矩； 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 的转速比其他牵引电机的转速要低，以在牵引时获得较高转矩，在制动时获得较低转矩； 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 轮径偏差的存在，转矩基准值应进行修改，使转差率适应最恶劣的负载条件，其他参数（比如磁 通量)保持不变。应对该方法的适用性进行说明。本试验可与牵引电机的型式检验同时进行。 如果用户和制造双方协商同意，可根据各部件的型式检验和组合试验的测量结果，通过计算获取温 代替本试验
9.4.4.2.2验收准则
在恶劣的负载条件下，牵引电机的温升应保持在规定的限值以内，整个系统应运行正常。试验 对转矩特性的影响
9.4.4.3工况2.降低转矩试验
9.4.4.3.1概渊
可通过控制降低牵引力，使所有牵引电机的负荷均保持在没有轮径偏差时的负荷以内。因此，轮径 偏差会影响转矩特性，影响牵引电机的温升，或同时影响转矩特性和牵引电机的温升。 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 内，那么宜进行转矩特性的附加试验。可通过测量、计算、仿真（比如不同转速信号的仿真），或者其他试 验方法来验证系统的保护功能。本试验可通过降低限值进行。 如果制造商和用户双方协商同意，可根据各部件的型式检验和组合试验的测量结果，通过计算获取 温升来代替本试验。
9.4.4.3.2验收准则
每台降额的牵引电机转矩、功率或所有牵引电机转矩之和、功率之和应进行测量或计算，牵引电机 的温升应保持在规定的限值内，
10. 1.1 试验目的
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 动功能。 如果牵引系统不要求反向起动，该试验不适用。
本试验应在试验台上进行，以模拟特定负载的车辆在特定坡度线路的起动功能 注：牵引电机温度与本试验无关。
GB/T 251172020
转矩变化率应在规定值以内。 可通过测量其他参数，如网流、牵引电机电流、输人功率来代替直接测量转矩。 被试牵引系统完成牵引制动转换后不应有任何保护动作，如过流保护、过压保护等。
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）情况下，通过必要的操 作，使机车车辆工作在制动发电工况，提供能量给辅助负载，确保机车车辆辅助系统正常工作的能力。 如果牵引系统不要求该功能，该试验不适用
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。 辅助变流器负载包括压缩机、空调、风机、充电机等。试验过程中负载可用等效负载替代。辅助负载大 小由用户和供应商协商确定。
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
试验过程中辅助变流器应满足GB/T25122.1一2018第7章的要求，牵引系统不应出现任何故
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 作正常。
本试验应覆盖整个电压变化范围，图15给出了电压变化范围的示例： a）在满功率最大电压（点1）； b）在满功率最小电压（点2）； c）根据GB/T28027或技术条件的规定，至少在欠压和过压区域进行一个点的试验，通常该点会 隆功运行（点3和点4）
本试验应覆盖整个电压变化范围，图15给出了电压变化范围的示例： a）在满功率最大电压（点1）； b）在满功率最小电压（点2）； c）根据GB/T28027或技术条件的规定，至少在欠压和过压区域进行一个点的试验，通常该点会 降功运行（点3和点4)），
GB/T 251172020输入功率+牵引系统电压范围输入网压图15牵引系统电压范围试验条件注：辅助负载的影响参见6.1.2.4。本试验应在制动工况和牵引工况下，最大恒功区域的最大基准转矩速度点进行，见图16粗体区域。功率功率转矩转矩速度功率图16网压变化试验条件11.3试验步骤在恒定的网压下，根据试验条件应用满转矩基准值。本试验包含一个或多个下列指定参数的测量：a）网流；b)网侧功率；c)输人基波功率因数（在交流输入的情况下）；d）转矩。11.4验收准则试验条件下每个工作点的输人功率(或电流、转矩和输人基波功率因数等)应满足要求。24
GB/T 25117—202012系统保护试验12.1概述本试验的目的是验证系统保护功能工作正常。可在没有某些部件或没有高压电源时对被试牵引系统进行试验，但不应影响试验结果。试验不应对牵引系统产生不利影响：即使在最恶劣的操作条件下，牵引系统也应继续提供预期性能，不会造成永久损坏。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。12.2电压快速变化试验12.2.1试验目的本试验的目的是核查牵引系统能否承受电压的快速变化（变电站电压变化、线路负载变化）。12.2.2试验条件电源电压应能从接近标称电压时突然增加。在满功率牵引模式下电网电压应从(U.十10%U.）跳变到U。再回到(U.十10%U.），如果有再生制动，在最大再生制动电流情况下电网电压从(U。一10%U.)跳变到U。再回到(U.一10%U.），见图17和图18。电压变化的上升时间和下降时间由用户和制造商协商。Ut网压牵引操作制动操作U,+10%U,U.U.10%U.时间图17直流网压快速电压变化ut电压变化网压时间图18交流线性电压快速电压变化25
GB/T 25117—202012.2.3试验步骤本试验可通过以下方法来进行：a）使用试验台电源控制器；b)使用一个与电阻器并联的接触器，可行的电路结构示例，见图19；c)使用分接开关。供电电源被试牵引系统图19快速电压变化方法示意图12.2.4验收准则牵引系统应能承受电压变化且没有运行中断。12.3牵引供电电压中断试验12.3.1试验目的本试验的目的是检查牵引系统在电压中断时的反应能力，电压中断在GB/T1402或技术条件中规定，一般由断路器跳闸和故障检测后的自动重合闸操作引起。12.3.2试验条件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流（如果再生制动适用）条件下进行。注：中断的持续时间根据供电电源特性确定，若未指定也可参照GB/T1402试验中，所有的保护装置包括失压保护装置，应正常运行。12.3.3试验步骤对于牵引和再生制动，外部电源应在中断总时间内断开连接并重新连接（如通过断路器）。12.3.4验收准则牵引系统应按规定做出反应且无任何损伤。注：牵引系统和供电电源之间的协调要求参见GB/T28027。12.4牵引供电接触失效试验12.4.1试验目的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的状况。12.4.2试验条件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（如果再生制动适用）。注：允许在供电接触失效期间牵引系统的输入电压未降至0V。26
GB/T25117—202012.4.33试验步骤对于牵引和再生制动，外部电源应断开连接并在试验条件规定的中断总时间内重新连接，见图20。接触器1接触器2U会入被测牵引系统接触器1关闭打开接触器2关闭打开U抽入+图20模拟牵引供电接触失效方法示例12.4.4验收准则牵引系统应按要求做出反应且无任何损伤。12.5再生制动突然失效试验12.5.1试验目的本试验的目的是通过模拟再生制动失效来核查从再生制动到电阻制动的转变。本试验仅适用于电阻制动系统可用的情况。12.5.2试验条件在标称电压下，再生制动中断在可获得的最大再生制动功率条件下进行。12.5.3试验步骤交流电源和直流电源的再生制动中断可通过如下方法得到：a)断开电源；阻断电源的再生能力，对直流电源使用非再生电源和电阻负载并联，见图21。27
GB/T 25117—2020直流输入被试电源牵引电系统压图21再生制动失效方法示例12.5.4验收准则从再生制动转变为电阻制动应平稳且没有明显的转矩变化。注：可测量牵引电机电流代替直接测量转矩。保持输人电压低于规定的最大值。12.6牵引逆变器停止试验12.6.1试验目的本试验的目的是验证牵引逆变器直接关断导致负载突然减少后，牵引系统不会遭受损伤。12.6.2试验条件本试验在牵引和制动工况下应在以下操作点完成：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]。12.6.3试验步骤当达到12.6.2中所述条件时，立即关闭牵引逆变器的半导体脉冲，所有共直流环节的逆变器应停止工作。如果共直流环节的逆变器，有独立的控制和保护，则不必同时关闭。12.6.4验收准则牵引系统应能重新起动并按照指定顺序（故障复位）恢复正常工作。12.7温度计算功能试验12.7.1概述牵引系统计算的温度是内部值，用于保护功能。对于相关部件，只有在牵引系统配备了温度计算功能做保护时，牵引系统的牵引控制设备所做的计算功能才应在温升试验中进行验证，见第9章。注：过温保护功能在软件验证期间或某些设备测试期间进行验证。28
12.7.4 试验步骤
温度计算功能满足要求。
2.8过流和过压保护试验
12.9控制蓄电池电源中断试验
12.9. 1试验目的
GB/T25117—2020
本试验在牵引和制动工况下应在以下操作点完成： 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者使用不同的负载代替牵引电 机来完成此试验。本试验中蓄电池可用独立供电的控制电源来代替。
当达到12.9.2所述条件时，应中断控制蓄电池电源供电，
本试验的目的是通过监测，测试牵引系统内部故障的管理： a）故障检测； b）保护功能； c）故障指示； d）补救措施（如有）。 试验方法应初始化保护功能，可采用硬件模拟故障条件的方法
GB/T 251172020
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 试验。 如果部分功能（或全部）已在部件级测试，本试验允许仅测试其余功能。 下列各条款的试验验收准则是：被试牵引系统不受损坏，并采取正确的故障检测、正确的保护功能， 正确的故障指示和补救措施（如适用）
13.2传感器功能失效试验
传感器故障可通过在系统起动前、传感器关闭状态下模拟故障来进行本试验。
13.3命令和反馈信号丢失
部件反馈信号的丢失与本试验相关，如主断路器 统起动前、信号关闭状态下模拟故障条件来进行
3.4冷却系统故障试验
与本试验相关的是冷却性能中断或降低，如： a）部件停止或减速TCNPPA 2006-2018 药用包装用合成聚异戊二烯橡胶，如水泵，风机等； b）中断或减少冷却介质流量。 可通过在系统起动前、冷却系统关闭状态下模拟故障条件来进行本试验。
13.5接地和短路故障
用户应在技术条件中规定牵引系统是否有接地故障和短路故障验证的需求。 规定的接地故障或短路情况与本试验相关，不包括内部部件发生故障。 可在如下位置进行试验： a）直流母线（如适用包括谐振电路）； b)输出端； c）输人端； d）制动电阻。 可在系统起动前、关闭状态下模拟故障条件来进行本试验。 如果试验有可能造成试验台设备损坏，试验方法可由用户和制造商协商确定 用户和制造商协议条款参见附录C。
14储能式牵引系统组合试验
附录C （资料性附录） 用户与制造商协议条款 用户与制造商协议条款列表见表C.1。
GB/T 845-2017 十字槽盘头自攻螺钉表C.1用户与制造商协议条款
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