GB/T37863.2-2021
轨道交通牵引电传动系统第2部分：机车、动车组
Railwayapplications—Tractionelectricdrivesystem—Part2:Locomotiveandmultipleunit
- 中国标准分类号（CCS）S35
- 国际标准分类号（ICS）29.280
- 实施日期2022-07-01
- 文件格式PDF
- 文本页数22页
- 文件大小2.07M
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轨道交通牵引电传动系统第2部分：机车、动车组
国家标准 GB/37863.2一2021 轨道交通牵引电传动系统 第2部分:机车、动车组 Railwayapplications一Tractioneleetricdrivesystem Part2:Locomotiveandmultipleunit 2021-12-31发布 2022-07-01实施 国家市场监督管理总局 发布 国家标涯花警理委员会国家标准
GB:/T37863.2一2021 目 次 前言 引言 范围 规范性引用文件 术语和定义 使用条件 # 系统构成 技术要求 检验方法 检验规则 参考文献 18
GB;/T37863.2一2021 前 言 本文件按照GB/T1.1一2020<标准化工作导则第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定 起草
本文件是GB/T37863《轨道交通牵引电传动系统》的第2部分
GB/T37863已经发布了以下 部分 第1部分;城轨车辆; 第2部分:机车、动车组 请注意本文件的某些内容可能涉及专利
本文件的发布机构不承担识别专利的责任
本文件由国家铁路局提出
本文件由全国牵引电气设备与系统标准化技术委员会(SAc/Tc278)归口 本文件起草单位株洲中车时代电气股份有限公司、铁道科学研究院集团有限公司机车车辆研 究所、中车株洲电力机车有限公司、中车大连机车车辆有限公司中车大同电力机车有限公司中车戚墅 堰机车有限公司、中车株洲电机有限公司、中车永济电机有限公司、中车青岛四方车辆研究所有限公司、 中车长春轨道客车股份有限公司、中车青岛四方机车车辆股份有限公司
本文件主要起草人刘可安、李鹏、张义、李岩磊邹焕青、张彦民、刘鹏、柴永泉、崔斯柳、王雷、 孙国斌.沈迪、孙传铭
GB:/T37863.2一2021 引 言 牵引电传动系统是实现轨道交通车辆牵引与电制动功能、进行电能和动能转换的一种电力驱动系 统,是轨道交通高端装备核心系统
GB/T37863《轨道交通牵引电传动系统》是指导我国城轨车辆、 机车和动车组牵引电传动系统的设计和制造的重要依据,因供电条件、系统构成、应用领域等不同 GB/T37863由两个部分构成: 第1部分:城轨车辆
规定了城轨车辆牵引电传动系统的使用条件,系统构成、技术要求、检验 方法、检验规则
第2部分:机车、,动车组
规定了机车,动车组牵引电传动系统的使用条件、系统构成、技术要 求、检验方法、检验规则
GB;/T37863.2一2021 轨道交通牵引电传动系统 第2部分:机车、动车组 范围 本文件规定了机车、动车组牵引电传动系统(以下简称“牵引电传动系统”)的使用条件、系统构成、 技术要求、检验方法、检验规则
本文件适用于交流传动机车,动车组上所安装的牵引电传动系统,其他类型车辆的牵引电传动系统 可参照执行
规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款
其中,注日期的引用文 件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于 本文件
GB/T1402轨道交通牵引供电系统电压 GB/T2900.25电工术语旋转电机 GB/T2900.33电工术语电力电子技术 GB/T2900.36电工术语电力牵引 外壳防护等级(IP代码) GB/T42082017 T 21413.1轨道交通机车车辆电气设备第1部分一般使用条件和通用规则 GB T GB 21414轨道交通机车车辆电气隐患防护的规定 21563轨道交通机车车辆设备冲击和振动试验 GB 2438.轨道交通电磁兼容第32部分;机车车辆设备 GB 25117 2020轨道交通机车车辆牵引系统组合试验方法 GB GB 25118轨道交通机车车辆电气设备开启式功率电阻器规则 GB 251192021轨道交通机车车辆电子装置 25120轨道交通机车车辆牵引变压器和电抗器 GB GB T 25122.1轨道交通机车车辆用电力变流器第1部分:特性和试验方法 GB/T25122.3轨道交通机车车辆用电力变流器第3部分;机车牵引变流器 机车车辆用电力变流器第4部分;电动车组牵引变流器 GB/T25122.4轨道交通 GB/T25123.2电力牵引轨道机车车辆和公路车辆用旋转电机第2部分;电子变流器供电的 交流电动机 GB/T25123.4电力牵引轨道机车车辆和公路车辆用旋转电机第4部分:与电子变流器相连 的永磁同步电机 GB/T32347.12015轨道交通设备环境条件第1部分:机车车辆设备 TB/T3213高原机车车辆电工电子产品通用技术条件 交流传动内燃机车主辅发电机 TB/T33352013 TB/T3487交流传动电力机车 TB/T3488交流传动内燃机车 TB/T3523.2交流传动电力机车试验方法第2部分输人特性试验
GB/T37863.2一2021 TB/T3600350km/h高速电动车组通用技术条件 IBc6113;2016轨道交通机车车辆机车车辆制成后投人使用前的试验(Ralwayappliea tionsRollingstock一Testingofrolngstockoncompletionofconstructionandbeforeentryinto serice 术语和定义 GB/T2900.25,GB/T2900.33,GB/T2900.36,GB/T25123.2和GB/T25122.1界定的以及下列术 语和定义适用于本文件
3. 牵引电传动系统 tractioneleetriedrivesystem 实现轨道交通机车、动车组的牵引与电制动功能,进行电能和动能转换的一种电力驱动系统
注，应用于机车,动车组车辆上的该系统以驱动交流电机为特征,并对所有必需的相关系统设备进行控制 [来源:GB/T37863.1一2019，3.1,有修改 使用条件 4.1环境条件 牵引电传动系统在以下环境条件下应能正常工作 动车组海拔不超过1500m,机车海拔不超过2500m,符合GB/T21413.1和TB/T3213的 a 规定 b 大气环境温度为一40 十40C
机车牵引电传动系统工作环境温度为一25C十55C, -25C工作环境温度下正常工作,短时间 通过加强防寒或预加热的可选配方案在一40 运行(即启动阶段)的工作环境温度为 C十70C;动车组牵引电传动系统工作环境温 40 40C 十70C; 度为一25C 十40C,存储温度为 相对湿度不超过95%(该月月平均最低温度为十25C); c 冲击和振动应符合GB/T21563的规定 d 正常运行时的风、雨、雪、沙尘天气和偶尔发生的盐雾、酸雨等现象
e 当环境条件与上述要求有差别时,由供需双方协商确定,根据系统或部件制造商与用户之间的协议 进行设计和使用
如: 更高海拔地区使用时,应考虑介电强度降低和空气冷却效果; aa b 严寒地区使用时,采取防寒措施等; 由于密闭,毗邻热源和日光效应,设备周围的温度高于大气环境温度时,其定额应考虑升高的 c 温度; d 可能的沿海气候条件; 可能的外部供电网的更大的电压波动范围或更高的非持续电压
4.2供电条件 供电条件要求如下 a 电力机车,电动车组外部牵引供电系统电压应符合GB/T32347.1一2015中4.14及GB/T1402 的规定,外部牵引供电系统标称电压及其容许的极限工作电压应符合表1的规定 内燃机车、内燃动车组牵引供电系统电压应由供需双方协商确定 b) c 供电方式主要有以下4种 通过受电弓从接触网或通过受流器从接触轨供电 1 22 通过柴油发电机组供电;
GB;/T37863.2一2021 33 储能系统供电; 4 以上3种任意组合供电
表1标称电压及其容许的极限值 单位为伏特 最低持续电压 标称电压 最高持续电压 最低非持续电压 最高非持续电压 牵引供电系统 U Umiha Um U U 交流方均根值 17500 22500 25000 29000 31000 1000 直流电压1 500 500 750 900 1000 1000 1500 1800 1950 直流电压2 2 直流电压3 000 2000 3000 3600 3900 交流供电系统标称频率为50Hz,偏差允许值为士1Hz,如有特殊要求的按特殊要求进行设计;其余详细内容见 GB/T1402一2010中表1. 储能系统供电电压,其标称电压及其容许的极限工作电压一般由储能系统的集成方案确定,原则上不高于变流器 中间直流回路的工作电压
系统构成 S 5.1交流供电的牵引电传动系统 交流供电的牵引电传动系统是由牵引变压器、牵引变流器,牵引电机,牵引控制单元、斩波单元、制 动电阻或过压吸收电阻、隔离接触器(如有),等效的连接电缆和等效的冷却装置等构成的系统,其典型 示意图见图1 牵引电传动系统 牵引电机 Z7 牵引变流器及其斩波单元 制动电阻或过压吸收电阻 牵引控制单元 说明 主电路能量流; 控制电路信号流 注过压吸收电阻和隔离接触器可集成在牵引变流器内
图1交流供电的牵引电传动系统主电路示意图
GB/T37863.2一2021 5.2直流供电的牵引电传动系统 直流供电的牵引电传动系统是由线路电抗器,牵引变流器、牵引电机、牵引控制单元、斩波单元、制 动电阻、隔离接触器(如有,等效的连接电缆和等效的冷却装置等构成的系统,其典型示意图见图2. 牵引电传动系统 " 牵引电机 只 牵引变流器及其斩波单元 制动电阻 牵引控制单元 说明: 主电路能量流 控制电路信号流
注:隔离接触器可集成在牵引变流器内
图2直流供电的牵引电传动系统主电路示意图 5.3柴油发电机组供电的牵引电传动系统 柴油发电机组供电的牵引电传动系统是由柴油发电机组、牵引变流器、牵引电机、牵引控制单元、斩 波单元、制动电阻或过压吸收电阻、隔离接触器(如有)、等效的连接电缆和等效的冷却装置等构成的系 统,其典型示意图见图3
GB;/T37863.2一2021 牵引电传动系统 牵引电机 " 牵引变流器及其斩波单元 制动电阻或过压吸收电阻 牵引控制单元 说明 主电路能量流; 控制电路信号流
注，过压吸收电阻和隔离接触器可集成在牵引变流器内 图3柴油发电机组供电的牵引电传动系统主电路示意图 5.4组合电源供电的牵引电传动系统 组合电源供电的牵引电传动系统是由牵引变压器(如有、线路电抗器如有),柴油发电机组(如 有、储能系统(如有,牵引变流器、斩波单元、制动电阻或过压吸收电阻、牵引电机、牵引控制单元、线路 接触器(如有,等效的连接电缆和等效的冷却装置等构成的系统,其中储能系统可直接连接于牵引变流 器中间回路,或者通过双向或单向充电机连接在牵引变流器中间回路,其典型示意图见图4
GB:/T37863.2一2021 牵引电传动系统 受电号 线路电 网 从接触网 抗器 或/和受流 器从接触 Z 隔离 牵引电机 变压器 供电 接触 2柴油发 电机组供 牵引变流器、斩波单元及其动力充电机单元 制动电阳或过 3储能系统 压吸收电阻 牵引控制单元 说明: 主电路能量流 控制电路信号流
注1:动力充电机单元、过压吸收电阻和隔离接触器可集成在牵引变流器内
注2;组合电鄙供电的供电电源可由1).2)、 3)中的任意两种或两种以上组成
图4组合电源供电的牵引电传动系统主电路示意图 6 技术要求 6.1 -般要求 6.1.1牵引电传动系统为机车的子系统,应符合TB/T3487、TB/T3488等机车通用技术条件的相关 规定;牵引电传动系统为动车组的子系统,应符合TB/T3600的相关规定
6.1.2在正常或规定的使用条件下,牵引电传动系统应能正常工作在其额定或给定工况 6.1.3机车,动车组在持续工况下的牵引力、电制动力、功率、电机转速和原边电流的谐波成分等由供 需双方协商确定
6.1.4牵引电传动系统应能进行牵引及再生制动顺序逻辑控制、转矩特性输出控制等,驱动电机获得 所需的牵引/电制动转矩,实现机车、动车组牵引及电制动运行,满足机车,动车组动力性能要求
6.1.5牵引电传动系统应能在规定的供电电压范围内正常工作,应能根据供电电压调节和控制系统输 出特性,应能根据线路供电/吸收能力来调节和/或限制机车、动车组的功率,使机车,动车组整车功率与 线路供电能力相匹配
6.1.6牵引电传动系统的控制电源在规定范围内发生变化时,应符合GB/T25119一2021中5.1的规 定,系统均能正常工作而不受任何干扰,无故障迹象
当控制电源中断时,系统应能正常脱离工作状态， 而无任何故障或功能紊乱
当控制电源重新恢复时,系统应能重新按照正常的顺序启动
6.1.7 多台牵引电机由一个脉冲宽度调制(PwM)逆变器并联供电时,其额定功率应考虑轮径差和/或 牵引电机特性差异引起的负荷分配不均,以及在不同黏着系数下运行时轴重转移的影响
6.1.8应具有网络通信状态及故障记录功能,能接受通过车辆通信网络及硬线传输的控制指令,能进 行运行状态,故障信息的存储及上传
6.1.9冷却系统应考虑整车运用环境,冷却单元过滤网的设置应易于清洁,当有效进风面积减少15% 时仍应满足牵引电传动系统在额定功率运用下的冷却能力要求
6.1.10牵引变压器和线路电抗器应符合GB/T25120的规定,牵引变流器应符合GB/T25122.1、
GB;/T37863.2一2021 GB/T25122.3,GB/T25122.4的规定,电子装置应符合GB/T25119一2021的规定,制动电阻应符合 GB/T25118的规定,牵引电机应符合GB/T25123.2,GB/T25123.4的规定
6.1.11高压电气设备应具有人身安全防护措施和警示标识,符合GB/T21414的规定
具有储能元件 的电路应能通过固定放电电阻或其他特定设备进行释放或隔离
在规定的时间内,电压应降低到人体 安全电压以下,以保证维修人员的人身安全
6.1.12牵引电传动系统各部件应具有良好的防火性能,所选用的材料应最大限度地防止火灾发生
应采用非延燃性材料和防火材料,不应使用燃烧后产生足以影响人体健康和对环境有害的毒气的材料
所使用的电线和电缆应是低烟无卤阻燃或低烟无卤耐火电缆
如用户同意,可使用低烟低卤阻燃或低 烟低卤耐火电缆
6.2功能要求 6.2.1牵引电传动系统应具有能量转换功能,为机车、动车组提供牵引、制动的能力
6.2.2单相交流供电和直流供电的牵引电传动系统应具有电制动功能,可将制动能量转化为电能反馈 回电网、辅助系统或储能系统,也可通过制动电阻消耗;柴油发电机组供电的牵引电传动系统应具有电 制动功能,可将制动能量转化为电能反馈回辅助系统,储能系统或通过制动电阻消耗
牵引电传动系统应具有系统监测、故障诊断、保护功能,并与相关系统协调配合,具有故障显示、 6.2.3 故障复位或隔离等功能
6.2.4牵引电传动系统应能根据控制系统指令输出对应转速下的转矩
6.2.5机车、动车组在无动力回送、过分相等工况运行时,如系统具备微制动功能,则需要通过必要的 操作使机车或动车组工作在微制动工况,为部分辅助负载提供能量,确保机车车辆部分辅助系统正常 工作
6.3性能要求 6.3.1网压波动适应性如图5所示,当网压U处于U和U之间,U和U之间时,机车,动车 组可限制功率运行,典型的功率曲线见图5,图6,具体规范与设计由供需双方协商确定
100 U=29kV,100% 22.5kV,100% 80 Ue=19kv,84% 0 40 20 m17.5kV 心 21 心 25 3 11 19 29 网压/AV 图5牵引工况网压/功率发挥曲线
GB:/T37863.2一2021 00 22.5kVv,1009% U-29kV,1009% 84% -19w. 80 60 40 20
-30kv Umm17.5kV I9 21 23 25 227 7 29 网压/AV 图6再生制动工况网压/功率发挥曲线 6.3.2单相交流供电牵引电传动系统功率因数要求当接触网电压在22.5kV一27.5kV内,牵引功率 大于20%额定功率时,功率因数(a)不应小于0.98(正弦网压) 6.3.3整车牵引电传动系统发挥额定轮周功率时,网侧电流畸变率(THD)不应大于5%,等效干扰电 流(,)不应大于2.5A
牵引电传动系统设计时应满足整车要求,具体规范由供需双方协商确定
6.3.4由柴油发电机组供电的牵引电传动系统供电要求;在柴油机转速范围内,主发电机的励磁电流 受牵引电传动系统调节,能按照转速特性要求输出三相交流电
具体转速特性由供需双方协商确定 6.3.5柴油发电机组供电的牵引电传动系统应具有自负荷工况,系统根据柴油机转速控制主发电机的 电压输出,使得制动电阻消耗的功率与当前转速下柴油机的输出功率相匹配,且柴油机输出功率不宜超 出制动电阻最大许用功率
6.3.6牵引电传动系统的牵引力-速度特性和电制动力-速度特性应能满足机车、动车组技术条件规定 的车辆动力性能及电制动能力要求(如最高运行速度,牵引加速度、电制动减速度,旅行速度等)及故障 运行、救援能力的要求
6.3.7牵引电传动系统性能及容量应进行线路仿真计算和试验,满足用户指定线路的运营要求,具体 规范由供需双方协商确定
6.3.8牵引电传动系统在列车零速下应能发挥最大起动牵引力
6.3.9牵引电传动系统具有优异的空转/滑行控制功能,能够充分利用轮轨的黏着条件
6.3.10牵引电传动系统的效率应满足整车技术规范的要求
6.3.11牵引变压器、隔离变压器和电抗器温升应符合GB/T25120的规定,牵引变流器温升应符合 GB/T25122.1的规定,牵引电机温升应符合GB/T25123.2,GB/T25123.4的规定,主发电机温升应符 合 TB/T3335一2013的规定 6.3.12各部件的电磁兼容性应符合GB/T24338.4的限值规定,满足机车,动车组及线路运营要求 6.3.13车体外安装的电气设备箱的密闭部分防护等级不应低于GB/T4208一2017中规定的IP54的 要求，非密闭部分的防护等级不宜低于IP20的要求
车体内安装的密闭部分防护等级应符合 GB/T4208一2017中IP42或以上的规定,非密闭部分的防护等级不宜低于IP20的要求 6.3.14制动电阻根据机车,动车组技术条件的规定进行设置,其容量应根据机车,动车组技术条件的 需求具有全部或部分满足吸收系统电制动能量的能力
电制动时,根据直流侧电网和/或储能系统吸收 能力,应能进行电制动和电阻制动的混合制动以及平稳地进行转换
不设置制动电阻时可根据系统需 要设置过压吸收装置
6.3.15牵引电传动系统各设备的噪声、振动水平应满足整车对各设备的要求
GB;/T37863.2一2021 6.4系统保护 6.4.1总则 牵引电传动系统应具有相应的保护功能,由牵引控制单元和/或网络控制系统来实现
当故障发生 时能及时触发保护装置或关闭系统避免设备损坏导致故障范围扩大
设备应能承受故障发生至保护装 置起作用期间过载的冲击,可根据故障严重程度对牵引电传动系统进行分级保护
不同的牵引电传动系统,所选择的保护项目允许存在差异
具体保护功能至少包括但不限于6.4.2一 6.4.12所规定的保护项目,其他保护功能由供需双方协商确定
6.4.2过流保护 当出现网侧回路过流、主发电机励磁过流、牵引变流器输人/输出过流、直流电源输人过流等故障 时,应能及时触发相应保护动作或控制策略
6.4.3过压保护 当网侧回路、牵引变流器中间直流回路等出现过压故障时,应能及时触发相应保护动作或控制策略
6.4.4欠压保护 当网侧回路,牵引变流器中间直流等出现欠压故障时,应能及时触发相应保护动作或控制策略
6.4.5短路保护 当网侧回路、牵引变压器次边、牵引变流器输人/输出、中间直流环节等出现短路故障时,应能及时 触发相应保护动作或控制策略
6.4.6接地保护 当牵引变压器、牵引变流器、牵引电机、主发电机和连接电缆等出现接地故障时,应能及时提示或触 发相应保护动作或控制策略
6.4.7超速保护 当牵引电机超过规定最高转速时,应能及时触发相应保护动作或控制策略
6.4.8温度保护 应具有检测牵引变压器、牵引变流器、牵引电机、主发电机和其他功率部件温度的能力,并在出现温 度过高时触发相应保护动作或控制策略
6.4.9转速信号异常保护 当牵引电机转速信号出现异常时,应能判断异常信号通道,并触发相应保护动作或控制策略
6.4.10冷却系统故障保护 无论牵引电传动系统采用何种冷却方式,都应具有检测冷却系统工作状态的能力,当冷却系统出现 故障时触发相应保护动作或控制策略
6.4.11控制设备供电故障保护 当控制设备电源供电中断时,应能及时关闭系统避免设备损坏或故障范围扩大
GB/T37863.2一2021 6.4.12防滑、防空转 牵引电传动系统应能通过对相关参数(如电压、电流和牵引电机转速等)的采集分析和处理,调节 电机转矩,防止空转和滑行,并尽可能获得最大的黏着利用率
6.5特性曲线 6.5.1牵引和电制动特性曲线 牵引和电制动特性曲线用列车轮周牵引力和电制动力对列车速度的曲线来表示,是牵引电传动系 统的基本特性和应满足的前提条件
特性设计应考虑列车的基本参数、编组形式、动力性能要求、冲击率限制、电传动系统部件容量、允 许的轮轨黏着供电电压变化的影响、功率限制,使用线路正常和故障运行、救援能力等诸多因素
典型 的牵引/电制动特性示例见图7
典型的牵引和电制动特性具有恒转矩段、恒功率段和/或自然特性段,根据供电电压的下降或上升， 特性曲线的各拐点基于规定的供电电压特性曲线一般随供电电压下降或上升
加速度/m/se 牵引力/AN 速度/km/h> 牵引特性曲线示意图 a 图7特性曲线示意图 10
GB;/T37863.2一2021 制动力/AN 加速度/(m/) 速度/m/h b 制动特性曲线示意图 标引序号说明: -轮周牵引力 -坡道阻力 平直道阻力; 平直道加速度; 坡道加速度 -轮周电制动力 -电制动瞬时减速度
图7特性曲线示意图(续 6.5.2牵引电机特性曲线 牵引电机特性曲线基于电传动系统牵引和电制动特性而设计,通过齿轮传动比、轮径和传动效率而 计算确定的电机转矩对转速曲线为基本特性曲线,其他设计生成的曲线为:电机电压、电流、效率、功率 因数,基波频率、转差率(异步电机)对电机转速曲线
这些特性曲线应在电机定子绕组的基准温度在 150C时绘制
典型的异步牵引电机牵引和电制动特性曲线示例见图8 牵引电机特性曲线应在牵引电机的产品技术规格书中规定
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GB:/T37863.2一2021 n/G/min 电机牵引特性曲线示意图 a fT n/G/min 电机制动特性曲线示意图 标引序号说明 -电机转矩T 电机功率P; -电机电压U; 电机效率En -功率因数入:; -电机电流1 -频率f.; 转差率、 图8牵引电机特性曲线示意图 检验方法 7.1总体要求 牵引变压器应按照GB/T25120进行试验
牵引变流器应按照GB/T25122.1进行试验
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GB;/T37863.2一2021 牵引电机应按照GB/T25123.2,GB/T25123.4进行试验
主发电机应按照TB/T3335一2013进行试验
储能式牵引电传动系统应按照按GB/T25117一2020的第14章进行试验
7.2转速为零时的起动转矩 单台牵引电机堵转,额定冷却条件,按牵引特性起动点要求,测试牵引电机的最大起动转矩、频率、 电压和电流的数据
试验时应控制牵引电机绕组温度不超过其绝缘等级对应的最高温度
注:此试验仅适用于异步牵引电机的牵引电传动系统
7.3转矩特性试验 7.3.1概述 牵引电机在标称输人电压下以规定转速运行,将基准转矩(主控制器指令)输人到控制单元,测量牵 引电机输出转矩(平均)验证被测牵引电传动系统转矩特性与规定转矩特性的符合性
最常见的转矩 特性曲线的示例见图9
S 输出转矩 输出转矩 中间直流电压 中间直流电压 中间直流电流 中间直流电流 转速 转速 电压源组合系统转矩特性曲线示意图1 电压源组合系统转矩特性曲线示意图2 b 图9转矩特性曲线示例 7.3.2热态特性试验 待电机温升稳定之后,以在试验台上可获得的最低转速为起始点,绘制牵引电传动系统整个转速范 围内最大基准转矩的“转矩-转速特性曲线”,并记录各转速下[记录点至少包括图9b)所示5个点]的电 机电流、电压、功率和转矩
7.3.3冷态特性试验 按照GB/T25117一2020中7.3规定的试验条件进行,电机为冷态,应在与电机热态时所测点相同 的最低转速为起始点,绘制牵引电传动系统的整个转速范围内最大基准转矩的“转矩-转速特性曲线”， 记录对应于给定最大基准转矩升过程的电机电流、电压、功率和转矩
7.3.4满转矩的速度扫描试验 分别在牵引和制动两种工况下,在整个转速范围内升速和降速两个方向进行扫描,转速的变化率与 应用的工况相当
整个试验过程中应无跳闸,关断系统的现象发生
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GB/T37863.2一2021 7.4效率特性试验 7.4.1交流供电的牵引电传动系统分别在牵引电机额定转速下测量牵引变压器原边侧电压、电流和牵 引电机输出转矩
根据所测得参数分别计算牵引电传动系统输人功率及输出功率,计算得到牵引电传 动系统的效率,按照公式(1)计算
-×100% 列一 式中 交流供电的牵引电传动系统效率 7 电机总输出功率,单位为千瓦(kw); P 牵引变压器输人功率,单位为千瓦(kw. 直流供电的牵引电传动系统分别在牵引电机额定转速下测量直流输人电压、电流和牵引电机输 7.4.2 出转矩
根据所测得参数分别计算牵引电传动系统输人功率和输出功率,计算得到牵引电传动系统的 效率,按照公式(2)计算
-×100% 7= P 式中 直流供电的牵引电传动系统效率; 1 直流输人功率,单位为千瓦(kw). 7.4.3柴油发电机组供电的牵引电传动系统分别在牵引电机额定转速下测量主发电机输出电压、电 流、功率因数和牵引电机输出转矩
根据所测得参数分别计算牵引电传动系统输人功率及输出功率,计 算得到牵引电传动系统的效率,按照公式(3)计算
是x凡xim (3 = 式中 -柴油发电机组供电的牵引电传动系统效率; 7 P 主发电机输出功率,单位为千瓦(kw); 主发电机的效率
7 7.5供电电压试验 调节供电电压,使牵引电传动系统在4.2规定的供电电压范围内工作,检查系统工作是否正常,是 否满足规定的功率曲线
7.6控制电源中断试验 按照GB/T25117一2020中12.9进行试验
7.7牵引供电电压中断试验 电力机车和电动车组的牵引电传动系统工作在额定电压满功率牵引和最大电制动工况下,分别使 供电电压短时中断,电压中断的周期小于10s,供电电压恢复后牵引电传动系统应能正常工作
可使用 两个断路器并联后进行试验,试验电路示意图见图10
牵引电传动系统 供电电压 图10供电电压短时中断连线示意图 14
GB;/T37863.2一2021 7.8牵引供电电压突变试验 按照GB/T25117一2020的12.2进行
试验电路示意图见图11
牵引电传动系统 供电电压 图11供电电压突变连线示意图 7.9温升试验 本试验应在经供需双方同意的系统定额下进行
在持续定额试验时,可通过加大试验开始时的负载,或降低系统中某些局部的通风,来缩短达到稳 定温度的时间
随后,至少能连续保持额定条件2h,或者能够通过适当的方法证明所有相关部件均已 达到稳定的温度为止
系统各设备温度的测量方式如下 牵引变压器、,隔离变压器和电抗器按照GB/T25120的规定执行 牵引变流器按照GB/T25122.1的规定执行; 牵引电机按照GB/T25123.2,GB/T25123.4的规定执行; 主发电机按照TB/T3335-2013的规定执行
7.10安全性要求检查 验证牵引电传动系统各设备的设计是否满足供需双方商定的安全标准的要求
供需双方协商确定 检查方法
7.11保护试验 用故障模拟的方法检验系统是否具有6.4的保护功能
实际的保护项目可能因系统构成不同而不 同,应在型式检验大纲中规定具体保护项目和试验方法
可在系统启动前,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
如可行,在牵引电传动系统中可设置以下故障点 中间直流环节短路; aa 牵引变压器次边短路; b 牵引变流器输出短路; C 牵引变压器原、次边过流; 牵引变压器次边接地; e 牵引变流器输出过流; 牵引变流器过温; g h 中间直流环节接地; 牵引电机接地; 牵引电机缺相; kk 网压异常(过压,欠压); 直流母线欠压; 15
GB/T37863.2一2021 速度信号丢失 m 牵引变压器油泵停止; n o 牵引变压器过温; 主发电机输出侧接地(内燃机车); p 主发电机输出过流内燃机车 q 验证保护动作是否及时,故障记录是否正确、有效
试验项目及方达可根据用户和制造商的要求进行 7.12负载突变试验 在轨面情况不好,车轮出现空转和滑行导致电机负载出现突然变化时,控制系统应能适用负载突 变,实现加、减载,整个过程牵引电传动系统应能正常工作,不会出现部件损坏,系统运行中断和不正常 的保护现象
试验项目及方法可根据用户和制造商的要求进行
7.13功率因数及等效干扰电流测试电网交流供电 验证牵引电传动系统功率因数、等效干扰电流是否符合规定
检查机车、动车组不同功率条件下相 对应的电流、电压、功率因数和等效干扰电流
在牵引和制动工况下,测试机车、动车组不同级位、不同功率下运行对应的电流、电压、功率因数和 等效干扰电流
按照TB/T3523.,2规定进行
7.14微制动试验 如有此功能,按照GB/T251172020规定的方法进行试验
检验规则 8 8.1总则 牵引电传动系统各设备试验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
牵引电传动系统各设备内配套使用的所有设备,如牵引变压器,牵引变流器、牵引电机、半导体器 件、电抗器、电容、接触器,风机和电阻等,在安装前应通过出厂检验;若这些器件已附有按相应技术标准 通过出厂检验的合格证,则在组装后可进行与牵引电传动系统有关的功能试验和操作试验
8.2检验分类 牵引电传动系统各设备装配完后投人使用前,应按与用户商定标准进行试验
牵引电传动系统的试验分为组合试验、研究性试验和装车运行试验
8.3组合试验 组合试验用以验证牵引电传动系统的定额、特性、性能和功能
研究性试验 研究性试验是为了获得牵引电传动系统性能的补充信息而进行的特殊试验
试验结果不作为产品 交付的依据
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GB;/T37863.2一2021 8.5装车运行试验 装车运行试验按照IEC61133:2016进行,补充检验项目见表2
牵引电传动系统在组合试验合格 后进行装车运行试验,设备状态正常,试验环境及载荷按定额进行,或者与用户协商确定
8.6检验项目 牵引电传动系统组合试验项目应符合GB/T25117一2020中表A.l的规定,补充检验项目应符合 表2的规定
表2补充检验项目 检验分类 技术要求 检验方法 序号 检验项目 装车运行 研究性 对应条款 对应条款 组合试验 试验 试验 6.1. 满转矩的速度扫描试验 7.3.4 安全性要求检查 6.1.11 7.10 保护试验 6.4 7.11 负载突变试验 6,1.5 7.12 功率因数、等效干扰电流测试" 6.3.2、6.3.3 7.13 适用于电力机车、电动车组
注;“、/”为应做的项目,“-”为不需要做的项目
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GB:/T37863.2一2021 考文献 参 [1]GB/T1402一2010轨道交通牵引供电系统电压 [2]GB/T37863.1一2019轨道交通牵引电传动系统第1部分:城轨车辆 18
轨道交通牵引电传动系统第2部分：机车、动车组GB/T37863.2-2021
随着经济的发展和人民生活水平的提高，轨道交通在城市公共交通中扮演着越来越重要的角色。而牵引电传动系统则是轨道交通的核心技术之一。GB/T37863.2-2021标准是我国针对牵引电传动系统颁布的规范性文件，本文将以此为基础，探讨机车和动车组的相关技术。
机车
机车是铁路运输中的重要组成部分，其牵引电传动系统主要由电机、转向架、齿轮减速器、制动器等组成。其中，电机是机车牵引系统的最主要部件，它通过电磁感应原理将电能转化为机械能，驱动车轮旋转，实现机车的牵引作用。
根据GB/T37863.2-2021标准的规定，机车的牵引电传动系统需要具备以下技术特点：
- 电机性能稳定可靠，效率高
- 转向架结构合理，对于各种路况都能够适应
- 齿轮减速器噪音低、扭矩输出平稳
- 制动器结构紧凑、制动力度可靠
动车组
动车组是近年来兴起的一种新型铁路交通工具，其牵引电传动系统也是由电机、转向架、齿轮减速器、制动器等部件组成。与机车不同的是，动车组还需要考虑车辆之间的协调运行，因此在牵引电传动系统的设计上有所不同。
根据GB/T37863.2-2021标准的规定，动车组的牵引电传动系统需要具备以下技术特点：
- 电机性能稳定可靠，效率高
- 转向架结构合理，对于高速运行有良好的稳定性
- 齿轮减速器具备自动换挡功能，能够适应不同的运行状态
- 制动器结构紧凑、制动力度可靠
- 可以根据列车编组变化实现牵引功率的按需分配
总结
GB/T37863.2-2021标准为轨道交通牵引电传动系统的设计和生产提供了指导和规范。机车和动车组都是轨道交通中的重要组成部分，其牵引电传动系统的性能稳定与否直接关系到列车运行的安全和效率。因此，在设计和生产过程中，需要严格遵循相关标准，确保牵引电传动系统的技术特点符合标准要求。
综上所述，GB/T37863.2-2021标准中对于轨道交通牵引电传动系统第2部分的规定，为机车和动车组的相关技术提供了明确的指导。在今后的轨道交通设计和生产中，需要严格按照标准的要求进行，并不断推进技术创新，以提高列车的安全性、稳定性和效率。
