国家标准 GB/25122.4一2018 轨道交通机车车辆用电力变流器第4部分:电动车组牵引变流器 Railwayapplieations一Powereonvertersinstalledonboard rollingstock- Part4:TractionconverterforEMU 2018-12-28发布 2019-07-01实施国家市场监督管理总局发布币国国家标准化管理委员会国家标准
GB/T25122.4一2018 次目前言范围 2 规范性引用文件 3 术语和定义使用条件系统构成主要参数技术要求 8 检验方法检验规则标志,包装、,运输和贮存 10
GB;/T25122.4一2018 前言 GB/T25122《轨道交通机车车辆用电力变流器》分为5个部分 -第1部分特性和试验方法 -第2部分:补充技术资料; -第3部分:机车牵引变流器; -第4部分电动车组牵引变流器第5部分:城轨车辆牵引变流器本部分为GB/T25122的第4部分本部分按照GB/T1.1一2009给出的规则起草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这些专利的责任本部分由国家铁路局提出本部分由全国牵引电气设备与系统标准化技术委员会(SAc/TC278)归口本部分负责起草单位.中车株洲电力机车研究所有限公司本部分参加起草单位,铁道科学研究院机车车辆研究所.中车水济电机有限公司、中车青岛四方车辆研究所有限公司、中车青岛四方机车车辆股份有限公司本部分主要起草人;冯江华、刘大本部分参加起草人吴强,宋术全、管俊青、曹虎、吴冬华
GB;/T25122.4一2018 轨道交通机车车辆用电力变流器第4部分:电动车组牵引变流器范围 GB/T25122的本部分规定了电动车组用牵引变流器的使用条件,系统构成、主要参数、技术要求、检验方法、检验规则、标志包装、运输和贮存本部分适用于电动车组牵引变流器(以下简称变流器),其他类似用途的牵引变流器可参照执行本部分不适用于城轨车辆用牵引变流器规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件凡是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/T1402一2010轨道交通牵引供电系统电压电工电子产品环境试验第2部分;试验方让 GB/T2423.l一2008 试验A:低温电工电子产"品环境试验第2那分试验方法 GB/T2423.2一2008 试验B:高温 GB/T2423.42008电工电子产品环境试验第2部分;试验方法试验Db;交变湿热(12h十 12h循环 GB/T2423,.17电工电子产品环境试验第2部分;试验方法试验Ka;盐雾 GB/T2900.32电工术语电力半导体器件 GB/T2900.33电工术语电力电子技术 42082017外壳防护等级(IP代码 T GB 铁路应用机车车辆电气设备第1部分:一般使用条件和通用规则 GB 21413.l一2008 21414铁路应用机车车辆电气隐患防护的规定 GB 215632018轨道交通机车车辆设备冲击和振动试验 GB 24338.4一2018轨道交通电磁兼容第3-2部分机车车辆设备 GB GB/T251192010轨道交通机车车辆电子装置 GB/T25122.1一2018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/T25343.3铁路应用轨道车辆及其零部件的焊接第3部分;设计要求 GB/T32350.1一2015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 GB/T34571轨道交通机车车辆布线规则 TB/T1484.1机车车辆电缆第1部分;动力和控制电缆 TB/T1484.3机车车辆电缆第3部分;通信电缆 TB/T1508机车电气屏柜术语和定义 GB/T2900.32,GB/T2900.33,GB/T25122.1一2018界定的以及下列术语和定义适用于本文件
GB/T25122.4一2018 3.1 主辅一体变流器 tractionconverterintegratedwithausiliaryconverter 将牵引变流器和辅助变流器集成在一个箱体且共用中间直流回路的变流器注;主辅一体变流器可以根据车辆配置实际情况,选择将充电机冷却系统集成到变流器于一体 3.2 功率模块powermodule 在电力变流器中,将功率半导体器件、散热器、驱动单元电容器等部件(也可以是其中的部分部件组合在一起,能够实现AC-DC,DC-DC,DCAC变换的一体化部件使用条件 4.1环境条件变流器在以下环境条件下应能正常工作海拔不超过15001 a m; 大气环境温度为一 b -25C十40C;工作环境温度为一25C十40C;存储温度为一40C 十70C; 相对涩度不超过95%(该月月平均最低温度为25 c C); 应能承受使用时的冲击和振动而无损坏或故障,符合GB/T215632018中1类A级冲击和 d 振动条件; 安装于动车组车底或其他位置,应能承受电动车组正常运行时的风、雨、雪、沙尘天气和偶尔发生的盐雾、酸雨等现象当变流器使用环境条件超出上述条件时,由供需双方协商确定 4.2电气条件 4.2.1标称电网电压为单相AC25kV/50Hz,应满足GB/T1402一2010中第4章规定,其中最高非持续电压不大于AC31kV 4.2.2辅助电压额定值为三相AC380V/50Hz,特殊要求由供需双方协商确定,稳态电压波动范围为士5%;电压总谐波含量应小于或等于5% 4.2.3控制电源宜选取C110V,控制电源电压应满足GB/T25119-2010的要求 4.2.4如变流器包含多种制式供电,各输人电压特性均应满足GB/T1402一2010的规定系统构成 S 5.1概述变流器一般有两种类型;不含辅助变流器的牵引变流器和主辅一体变流器 5.2不含辅助变流器的牵引变流器主要实现牵引变压器向牵引电机的交-直-交电力电子变换,完成对各种牵引电机起控制和调节作用,从而控制动车组的运行主要包括预充电电路、四象限脉冲整流器、中间直流电路,PwM逆变器、牵引控制单元(TcU)、电压电流检测电路、固定放电及快速放电电路及冷却系统其中冷却系统根据实际需求可以作为单独部件独立于变流器其典型系统构成如图1所示
GB;/T25122.4一2018 牵引控制单元 M 预充电电路四象限脉冲中间直流电路 PwM逆变器牵引电机整流器主电路能量流控制电路信号流不含辅助变流器的牵引变流器系统示意图 5.3主辅一体变流器除了实现牵引变压器向牵引电机的交-直-交电力电子变换,完成对各种牵引电机控制和调节作用，从而控制动车组的运行之外,还为动车组提供辅助电源除包括图1所有部件以外,还包括辅助逆变功率模块.辅助变压器、辅助谴波电路等辅助变流器部件根据整车电气系统配置实际需求,还可将充电机集成于变流器内其典型系统构成如图2所示牵引控制单元预充电电路四象限脉冲中间直流电路 PwM逆变器牵引电机整流器辅助负载辅助变流器主电路能量流控制电路信号流图2主辅一体牵引变流器系统示意图主要参数 6.1输入特性参数 6.1.1变流器输人为50Hz单相交流电,输人电压特性应符合GB/T25122.1一2018中4.2.7.2的规定 6.1.2额定交流输人电压由系统设计和负载的输出特性决定,由供需双方协商确定,宜选取单相 AC950V、AC1900V 6.1.3若变流器有直流供电条件,其直流输人电压宜选取DC1500V,DC3000V
GB/T25122.4一2018 6.1.4牵引绕组短路阻抗一般由供需双方协商确定,宜大于33% 6.2中间直流电压变流器中间直流电压宜选用DCl800V,DC3600V 6.3输出特性参数 6.3.1变流器输出电压、电流、频率应满足牵引特性的要求 6.3.2如变流器为主辅一体变流器,辅助变流器输出容量应满足整车辅助系统要求,输出电压宜选用三相AC380V/50Hz,稳态电压偏差范围应控制在士5%以内,电压总谐波含量(THD)应小于或等于5% 6.3.3如主辅一体变流器包含充电机单元,充电机输出功率应满足整车需求,输出电压宜选用C110V，直流纹波因数应符合GB/T25119-2010中5.1的要求技术要求 7.1 般要求 7.1.1柜体的外观、电气和机械接口外形尺寸、重量、美工要求等由供需双方协商确定 7.12外壳应至少设置2个保护性接地连接点且应有接地标识 7.1.3应设置高压、有电等安全警告标识,电气安全应符合GB/T21414的规定非金属材料应采用无卤,低烟,阻燃的材料 7.1.5电子元器件宜采用环保器件,其装配宜采用无铅焊接工艺 71便用的电想应静备TTIAwTTT3的规元 57 柜体如采用焊接结构应符合GB/T25343.3的规定,如有特殊要求,由供需双方协商确定 71结构.组装等应符合TBT10中的有关规定 7.19布线应符合GB/T34571的规定 7.1.10所有M8及以上规格的紧固件紧固后应打防松标记紧固件选用应根据使用条件满足防锈、防腐蚀等要求 7.1.11部件应尽可能模块化设计,部件应方便维护 7.1.12若变流器为车下安装,还应满足以下要求门及盖板应采用防脱落设计; a 5 外壳应耐腐蚀,裸露部分能防砾石; c 对外控制连接器防护等级不低于IP67 7.1.13密闭部分的防护等级应满足GB/T4208一2017中IP54或以上的要求,非密闭部分的防护等级不应低于IP20的要求 7.2功能要求 7.2.1应能在空载、轻载及额定负载下正常工作并具有过载能力 7.2.2应至少具有缺相、短路、过压,欠压,过流、接地和过热等保护功能 7.2.3变流器内部电力电容器固定放电至安全电压时间应小于30min,快速放电时间宜小于1s 7.2.4应具有故障记录功能并具有故障数据下载接口,该通信接口可实现变流器故障数据的下载、转储,下载的故障数据可用于软件分析 7.2.5应具有通信功能,可实现与整车网络进行互联,也可通过硬线信号与列车控制系统进行信息交互 7.2.6在再生制动时可将制动能量回馈电网
GB;/T25122.4一2018 7.2.7宜具备无火回送供电能力 7.2.8 主辅一体变流器中辅助变流器还应具有承受电机类负载突加、突切的能力 a 过分相区时持续供电功能; b 短路保护的能力及短路承受的能力 c d 并联供电的能力(如有要求); 正常启动与重新启动能力,启动条件由制造商和用户商定 e 7.3性能要求 7.3.1在额定工况下,变流器效率(除辅助电路和控制电路外)不应低于96% 7.3.2网压波动适应性宜采用以下要求,功率发挥曲线见图3: 网压在22.5kV一29kV间,变流器输出功率不受限制 a 网压在22.5kV~19kV间,变流器输出功率线性下降至额定功率的84% b 网压在19kV17.5kV间,变流器输出功率线性下降至零; c d 网压在29kV~31kV间,变流器输出功率从额定功率线性下降至零网压大于17.5kV且小于31kV时,可为中间电压取流的辅助变流器提供功率; e 网压在29kV30kV间,变流器再生功率从额定功率线性下降至零 fD .29kV,100% 100 22.5kV,100%6 90 19kv,84% 50 40 30 20 10 17 18 19 2021222324252627282930 网压/AV 牵引工况网压功率发挥曲线 100 9v,100% 22.5kVv,100% 90 19kV,84% 80 70 60 50 40 30 20 2223242526 27 17 18 192021 28 29 30 31 网压/V 制动工况网压功率发挥曲线 b 图3不同电压的功率发挥曲线
GB/T25122.4一2018 7.3.3变流器各部件的温升应满足GB/T21413.1一2008中8.2.2的要求 7.3.4绝缘性能满足以下要求 a 绝缘电阻值应符合GB/T25122.1一2018中4.5.3.8的规定; 电气间隙和爬电距离应符合GB/T32350.1-2015的规定; b 各部件应具有良好的绝缘性能,各电路应能承受GB/T32350.1一2015中表B.1规定的耐受 c 电压 7.3.5变流器的电磁兼容性能应符合GB/T24338.4一2018所规定的限值要求,具体要求见表1 表1电磁兼容性能序号项目名称试验端口试验条件符合性等级 c110V电源端口及输 2kV5/50ns 电快速瞬变脉冲群试验" A级出到箱体外的信号和通 5kHz重复频率信、过程测量和控制端口线-线1kV,线-地2kV 浪涌" IC110V的蓄电池端口波形1.25/50As,源阻抗;线-线42Q. B级 0.5F,线-地42Q,0.5F 0VR.M.s.(载波电压)150kHz~ c110V电源端口及输 80MHz 射频场感应的传导抗扰度出到箱体外的信号和通 A级 1kHz,80%AM 试验信、过程测量和控制端口源阻抗:150Q 电压暂降:0.6U :100ms,1.4U 电压暂降、短时中断和电压 100tms C110V电源端口 A级变化" 短时中断;30ms 电压变化:1.25U 1.4U.,ls XcI10V电源端口电源端骚扰电压试验”" 见GB/T24338.4一2018,表2 射频电磁场辐射抗扰度整柜见GB/T24338.42018,表6 A级试验" 电源端直接合、正负极化由供需双方协商确定 7.3.6噪声应满足整车规定的要求,按GB/T25122.12018中4.2.10.1由供需双方协商确定噪声等级 7.3.7若变流器在长期持续盐雾环境下使用,盐雾性能应满足GB/T2423.17的要求,严酷等级由供需双方协商确定 7.3.8若变流器的主电路中存在并联供电组件的结构形式,应考虑并联组件的电流分配,具体的允差范围由供需双方协商确定 7.3.9网侧电流谐波含量、等效干扰电流和功率因数应满足整车牵引系统要求 7.3.10多重牵引绕组供电的变流器应采用载波移相控制技术 7.4冷却系统要求 7.4.1风冷变流器冷却系统可包括冷却风机、散热器,进风口可设置过滤装置且过滤装置应易于拆装
GB;/T25122.4一2018 和维护 7.4.2水冷变流器冷却系统一般包括冷却风机,水泵、热交换器、膨胀水箱,应符合以下条件 a 冷却系统可设置温度、压力流量和液位检测装置; 冷却系统的冷却介质为水和防冻液的混合体 b 冷却水路应密封良好,不应有漏液现象; c d 冷却系统进风口可设置过滤装置且过滤装置应易于拆装和维护 7.4.3冷却系统应考虑整车运用环境，当有效进风面积减少15%时应仍能满足变流器在额定功率运用下的冷却能力要求检验方法 8.1概述变流器除按GB/T25122.1一 -28中A5.;规定的检验方法进行试验外,还应按8.2一就席进行试验,如为主辅一体变流器,辅助变流器部分还应按GB/T25122.1一2018中7.5进行附加试验,如主辅一体变流器包含充电机功能,应按8.9进行充电机附加试验 8.2绝缘电阻试验在介电强度试验前后,分别测量主电路、辅助电路、控制电路对地以及主电路对辅助电路,控制电路之间的绝缘电阻值 8.3额定负载试验验证辅助逆变器额定输出功率,仅适用于主辅一体变流器采用电机或阻抗负载模拟实际负载,辅助逆变器输出功率应与规定条件下(瞬态和稳态)要求的一致,则认为试验合格 8.4高温试验 8.4.1高温启动试验将变流器置于70C环境中,温度稳定后存放16h 在额定输人条件下,按GB/T2423.2-2008中 5.3进行,启动变流器,变流器应工作正常,负载等级按GB/T25122.1一2018的表1选取 8.4.2高温运行试验将变流器置于40C环境中,温度稳定或存放不小于2h,启动变流器,调节给定,使变流器输出额定电流,让变流器工作6h,期间变流器应工作正常 8.5低温试验按GB/T2423.12008中5.3进行将变流器放置在温度为一40C环境箱内,待环境箱温度稳定后,存放不少于16h;然后将温度调至一25C,待温度稳定后,在保持低温状态下启动变流器,使其运行在额定工况下,变流器应无任何损坏,工作正常试验完成后,待变流器恢复至室温,启动变流器,使其运行在额定工况下,变流器应无任何损坏,工作正常
GB/T25122.4一2018 8.6湿热试验按GB/T2423.4一2008的要求进行55C,2×24h或40C,6×24h周期交变湿热试验恢复后立即进行目视检查、绝缘电阻试验和介电强度试验 8.7 盐雾性能试验按GB/T2423.17的要求进行 8.8吊座无损探伤检查对于车下安装的变流器,安装吊座焊接后,所有吊座焊缝应进行无损探伤检查,焊缝及母材应无煤接缺陷 8.9充电机输出特性试验如变流器包含充电机功能,应进行充电机输出特性试验,试验应至少包括输出特性试验、总输出限流试验、蓄电池限流试验试验具体要求由供需双方协商确定 9 检验规则 g.1检验分类变流器检验分为出厂检验和型式检验 9.2出厂检验 g.2.1对每台出厂的产品,制造商都应进行出厂检验 9.2.2在出厂检验过程中,若任意一项不合格,则该产品不合格经用户与制造商双方协商,用户可在交货的产品中进行抽样检查试验,以验证出厂检验结果 9.2.3 g.3型式检验 9.3.1检验样品在出厂检验的合格品中抽取,数量为1台 9.3.2型式检验全部项目应在抽样样品上进行,检验项目全部合格时,该产品合格;若发现任意一项不合格,则该产品不合格 9.3.3变流器在下列情况之一时应进行型式检验: a 新产品试制完成时; 产品的结构、工艺或材料的变更影响到产品的某些特性或参数变化时,应部分或全部检验; b 连续生产的定型产品每满4年时,检验项目由供需双方协商确定 c d 转厂生产或停产2年及以上重新生产时 g.4检验项目变流器的检验项目见表2,辅助变流器部分的附加试验见表3
GB;/T25122.4一2018 表2变流器检验项目检验分类序号检验项目技术要求对应的条款检验方法对应的条款型式检验出厂检验 GB/T25122.12018中4.5.3.l 目视检查 7.1.1l,7.l.8、7.1l.10 GB/T25122.12018中4.5.3.2 7.1.l 验证尺寸和公差称重 7.1.I GB/T25122.1一2018中4.5.3.3 标志检查 7.1.2、7.1.3、l0.1 GB/T25122.1一2018中4.5.3.4 冷却系统性能试验 7.3.3、7.4 GB/T25122.1一2018中4.5.3.5 泄漏试验 7.4 GB/T25122.1一2018中4.5.3.5.4 防护等级试验 7.1.13 GB/T25122.1一2018中4,5,3.6 7.3.4e GB/T25122.12018中4.5.3," 介电强度试验 8.2 绝缘电阻试验 7.3.4a GB/T25122.1一2018中4.5.3.8 机械、电气保护和测量设 10 7,2.2 GB/T25122.1一2018中4.5.3.9 备的试验 7.2.1 GB/T25122.12018中4.5.3.10 1轻载试验 12 换流试验 7.2.l GB/T25122.1一2018中4.5.3.11 13 噪声测量 7.3.6 GB/T25122.1一2018中4.5.3,12 14 温升试验 7.3.3 GB/T25122.1一2018中4.5.3.13 15 功率损耗测定 7.3.1 GB/'T25122.12018中4.5,3,14 供电过电压和瞬态能量 16 7.3.2 GB/T25122.12018中4.5.3.15 试验 6.3.1、7.2.1、7.2.8a) GB/T25122.12018中4.5.3.16 17 负载突变 18安全性要求检查 7.1.2、7.2.3 GB/T25122.1一2018中4.5.3.17 19 GB/T25122.12018中4.5.3.18 冲击和振动试验 4.ld 20 电磁兼容试验 7.3.5 GB/T24338.4一2018 21 网压跳变试验 7.3.2 GB/T25122.12018中4.5.3.20 22 供电短时中断试验 7.2.8b),7.3.2 GB/T25122.1一2018中4.5.3.21 23 均流试验 7.3.8 GB/T25122.12018中4.5.3.23 高温试验 4.1b 8.4 24 25 低温试验 4.1b 8.5 26 湿热试验 4.1b)c) 8.6 21 盐雾性能试验 7.3.7 8.7 28吊座无损探伤检查 7.1. 8.8 注;“、/"表示必须要做的项目;"-"表示不做的项目由制造商和用户双方协商确定是否进行检验，某些尺寸和公差可以根据技术规范的要求由出厂检验检查仅适用于车下安装的变流器
GB/T25122.4一2018 表3辅助变流器部分的附加试验检验分类序号试验项目技术要求对应的条款试验方法对应的条款型式试验出厂检验输出特性试验临 6.3.2 GB/T25122.1一2018中7.5.2 启动和重启动试验 GB/T25122.l一2018中7.5.3 7.2.8e 7.2.8e GB/T25122.12018中7.5.4 短路试验验证电压和频率范围 6.3.2 GB/T25122.1一2018中7.5.5 额定负载试验 6.3.2 8.3 GBT 过载能力试验 7.2.1 25122.l一2018中7.5,6 7.2.8 GB/T25122.1一2018中7.5.7 负载中断试验充电机输出特性试验 6.3.3 8.9 注;“、"表示必须要做的项目;“"表示不做的项目如果辅助变流器承受短路,应进行该项试验仅适用于包含充电机功能的变流器 10标志,包装、运输和贮存 10.1产品标志每台产品均应在易见部位牢固安装有耐久、不易腐蚀、标注清晰的铭牌和其他标志,在产品寿命周期内应能清楚辨识铭牌应至少标明以下内容: 产品名称; a b) 型号 c 主要参数; 出厂编号; d) 制造年月; e f 重量; 制造商 8 0.2包装 0.2.1产品包装应牢固,保证在正常运输中不损坏 0.2.2包装箱内至少应附有以下文件装箱单应注明产品装箱日期 a b 产品检验合格证、出厂检验报告; 产品使用维护说明书 c 10.2.3包装箱外至少应注明 10
GB;/T25122.4一2018 制造商名称; a b 产品名称,型号、数量及制造日期 c 注明“小心轻放”“请勿倒置”“勿受潮湿”“倾斜度限值"等标志; d收货单位、名称,地址 10.3冷却液灌装用户要求变流器需自带冷却液的,变流器出厂时应按规定配比灌装好冷却液 10.4运输和贮存 0.4.1产品应正置运输,不应有剧烈振动、撞击,运输过程中产品不应发生损伤 10.4.2应贮存在空气流通,无腐蚀性气体,无曝晒、无淋雨的室内环境,贮存环境温度为一40~十70C 贮存时间2年以上应重新做出厂检验

GB/T25122.4-2018：电动车组牵引变流器

随着城市轨道交通的快速发展，电动车组作为城市轨道交通中最重要的运输工具之一，已经成为人们出行的首选。而电动车组牵引变流器则是电动车组的关键装置之一。

1. 电动车组牵引变流器的定义

电动车组牵引变流器是指将直流电转换为交流电，以驱动交流电动机带动电动车组牵引的电力装置。它是电动车组中最关键的电气传动装置之一，直接影响到轨道交通运行的安全性和稳定性。

2. GB/T25122.4-2018标准简介

GB/T25122.4-2018是《轨道交通机车车辆用电力变流器》系列标准的第四部分，主要规定了电动车组牵引变流器的技术要求、试验方法、检验规则等内容。该标准适用于直流1500V和直流3000V牵引供电系统下的电动车组牵引变流器。

3. 电动车组牵引变流器的特点

电动车组牵引变流器具有以下几个特点：

高效性：可将直流电源转换为交流电源，提高能量利用率；
可靠性：采用先进的控制算法和故障保护机制，确保装置的长期稳定运行；
安全性：对于过电流、过压、欠压、过温等异常情况，设备能够及时报警并自动停止运行，保证了轨道交通运行的安全性；
灵活性：能够通过软件调节输出电压、电流等参数，以适应不同路线和车型的需求。

4. 电动车组牵引变流器的应用前景

未来，随着城市轨道交通的不断发展，电动车组作为重要的城市公共交通工具之一，其应用越来越广泛。而电动车组牵引变流器作为关键的电气传动装置，其应用前景也将越来越广阔。未来，随着轨道交通技术的不断创新和发展，电动车组牵引变流器也将不断更新换代，以更好地适应不同需求。

5. 结语

本文介绍了轨道交通机车车辆用电力变流器的第4部分——电动车组牵引变流器 GB/T25122.4-2018，包括其定义、标准简介、特点以及应用前景等内容。相信通过本文的介绍，读者对于电动车组牵引变流器有了更深入的了解。