国家标准 GB/25122.3一2018 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 Railwayapplieations一Powerconvertersinstalledonboardroling stock一Part3:Tractionconverterforlocomotive 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;/T25122.3一2018 目次前言范围 2 规范性引用文件术语和定义使用条件系统构成 6 主要参数技术要求 8 检验方法检验规则 10标志,包装,运输和贮存
GB;/T25122.3一2018 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3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;中车永济电机有限公司、中车大连电力牵引研发中心有限公司、中车戚墅堰机车有限公司本部分主要起草人;冯江华、张义本部分参加起草人;刘可安、饶沛南、刘立刚、姜涛、李斌
GB;/T25122.3一2018 轨道交通机车车辆用电力变流器第3部分;机车牵引变流器范围 GB/T25122的本部分规定了交流传动机车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交流传动机车牵引变流器(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/T1402-2010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;试验方法 GB/T2423.12008 试验A:低温电工电子产"品环境试验第2那分试验方法试脸B高盟 GB/T2423.22008 2423.17电工电子产品环境试验第2部分;试验方法试验Ka;盐雾 GB T 2900.32电工术语电力半导体器件 GB 2900.33电工术语电力电子技术 GB 4208-2017外壳防护等级(IP代码》 CR 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 21413.12008 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 25119轨道交通机车车辆电子装置 GB 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 GB/T345752017电力机车辅助变流器 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和GB/T25122.1一2018界定的以及下列术语和定义适用于本文件
GB/T25122.3一2018 3.1 四象限脉冲变流器fourquadrantpulscwidthmdaationcoverter -种按脉宽调制(PwM)方式工作的变流器,通过调节脉冲的宽度、频率及相位以控制电压、电流、功率的大小与方向使用条件 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2500m; a b)大气环境温度为一40c~十40C;工作环境温度一25C十55C;通过加强防寒和预加热的可选配方案可在一40C 25C工作环境温度下正常工作;短时间运行(即启动阶段)的工作环境温度为一40C十70C; 相对湿度不超过95%(该月月平均最低温度为十25C) 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级冲击和振动条件; 应能承受机车正常运行时的风,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电力机车 4.2.1.1标称电网电压为单相AC25kV/50Hz,应符合GB/T1402一2010中第4章规定,其中最高非持续电压不大于AC31kV 4.2.1.2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% 4.2.1.3控制电源宜为DCll0V,控制电源电压应满足GB/T25119的要求 4.2.1.4输人电压特性应符合GB/T1402一2010的规定 4.2.2 内燃机车交流传动内燃机车主发电机输出电压和整车的装车功率有关,主发电机输出电压由供需双方 4.2.2.1 协商确定 4.2.2.2辅助电压额定值为三相ACc380V/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.,2.3控制电源宜为[c110V,控制电源电压应满足GB/T25119的要求 S 系统构成 5.1电力机车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,完成对牵引电机的驱动和控制,从而控制机车的运行主要包括预充电电路、四象限脉冲变流器,中间直流电路(含斩波电路),PwM逆变器、牵引控制单元(TCU),电压电流检测电路和冷却系统等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典型系统构成如图1所示
GB;/T25122.3一2018 牵引控制单元预充电电牵引电机四象限脉冲中间直流电路 PwM逆变器路变流器主电路能量流控制电路信号流图1电力机车变流器系统示意图 5.2内燃机车变流器主要实现主发电机组向牵引电机的交-直-交电力电子变换,完成对牵引电机的驱动和控制,从而控制机车的运行主要包括三相不可控整流器、中间直流电路含斩波电路、PwM逆变器、牵引控制单元(TCU),电压电流检测电路和冷却系统等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典型系统构成如图2所示牵引控制单元 M 牵引电机三相不可控中间直流电路 PwM逆变器整流器主电路能量流控制电路信号流图2内燃机车变流器系统示意图主要参数 6.1输入特性参数 6.1.1 电力机车变流器 6.1.1.1铁路接触网供电的电力机车变流器,额定交流电网供电时额定交流输人电压由负载的输出特性决定,由供需双方协商确定,宜选取单相AC950V、ACl450、AC2010V 6.1.1.2牵引绕组短路阻抗一般由供需双方协商确定,宜大于33%. 6.1.2内燃机车变流器由主发电机组供电的内燃机车变流器,额定交流输人电压选取由系统设计和负载输出特性决定
GB/T25122.3一2018 6.2输出特性参数变流器输出电压电流、频率应满足整车牵引特性的要求技术要求 7.1 -般要求柜体的外观、电气和机械接口,外形尺寸,重量.涂装等由供需双方协商确定 7.1.1 7.1.2外壳应至少设置2个保护性接地连接点且应有接地标识,接地线应有足够的截面积 7.1.3应设置高压,有电等安全警告标识,宜配备高压指示灯显示装置,电气安全应符合GB/T21414 的规定 7.1.4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 716使用的电缆应符合TBT184l和TBT181a的规定 7.1.7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 718 结构及组装等应符合TB/T1508中的有关规定 719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 7.1.1密闭部分的防护等级应满足GB/T4208一2017中P42或以上的要求,非密闭部分的防护等级不宜低于IP20的要求 7.2功能要求 7.2.1应能在空载、轻载和额定负载下正常工作并具有过载能力 7.2.2变流器内部电力电容器固定放电时间宜小于10nmin,快速放电时间宜小于10s 7.2.3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 7.2.4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 7.2.5电力机车变流器在再生制动时可将制动能量回馈电网 7.2.6变流器应至少具有缺相、过压、欠压、过流、接地、短路和过热等保护功能 7.3性能要求 7.3.1在额定工况下,变流器效率不应低于97.5%(不含谐波引起的变压器和电机上的损耗以及辅助系统的损耗)》. 7.3.2网侧电流谐波含量、等效干扰电流和功率因数应满足整车要求 7.3.3电力机车网压功率曲线如图3,网压与机车功率关系如下网压在22.5kV一29kV间,机车可满功率运行 a b 网压在22.5kV19kV间,机车牵引功率线性下降至额定功率的84% 网压在19kV17.5kV间,机车牵引功率线性下降至零 c d 网压在29kV31kV间,机车牵引功率线性下降至零; 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 fD 网压在29kV30kV间,变流器再生功率从额定功率线性下降至零
GB;/T25122.3一2018 功率发挥百分比(%) 29kV.100% 100 22.5kv,100% 90 80 19kV,84% 70 60 50 40 30 20 10 20 22 25 28 29 30 31 21 24 27 23 26 网压w a 牵引工况网压功率发挥曲线功率发挥百分比(%) 100 29kV,100% 22.5kVv,100% 90 19kV.84% 80 70 6o 50 40 30 20 10 27 心 30 20 22 23 24 25 26 29 31 网压(V D 制动工况网压功率发挥曲线图3不同电压的功率发挥曲线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 7.3.5绝缘性能满足以下要求绝缘电阻值应符合GB/T25122.1一2018中4.5.3.8的规定 aa 电气间隙和爬电距离应符合GB/T32350.1一2015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/T32350.12015中表B.1规定的耐受 c 电压 7.3.6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
GB/T25122.3一2018 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蓄电池端口及输出到箱 2kV5/50ns,/ A级电快速瞬变脉冲群试验体外的信号和通信、过程 5kHz重复频率测量和控制端口线-线1kV,线-地2kV 浪涌 c10V端口 B级波形1.25/50! DcI10V的蓄电池端口 10VR.M.S.载波电压150kHz一射频场感应的传导抗扰及输出到箱体外的信号 80MHz1kHz,80%AM A级度试验和通信、过程测量和控制源阻抗:l50Q 端口电压暂降;0，6U,:100ms，1.4U，电压暂降、短时中断和电 100ms A级 c10V电源端口压变化" 短时中断30ms 电压变化;l.25U,一l.U,,ls 额定电压方均根值不大电源端骚扰电压试验" 见GB/T24338.4一2018表2 于400V的蓄电池端口射频电磁场辐射抗扰度整柜见GB/T24338,42018表6 A级试验" 直接合、正负极化由供需双方协商确定 7.3.7噪声应满足整车规定的要求,按GB/T25122.1一2018中4.2.10.1由供需双方协商确定噪声等级 7.3.8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 7.3.9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 7.4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,冷却单元可设置温度、压力,流量和液位检测装置;冷却单元的冷却介质为水和防冻液的混合体 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 8 检验方法 8.1概述变流器除按GB/T25122.1一2018中4.5.3规定的检验方法进行试验外,还应按8.28.4进行试
GB;/T25122.3一2018 验,如牵引变流器包含了辅助变流器,辅助变流器部分应按GB/T34575一2017进行试验 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高温试验 8.3.1高温启动试验将变流器置于70笔环境中,温度稳定后保温存储不少于16h 将环境温度调整到55C,温度稳定后在额定输人条件下,按GB/T2423.2一2008中5.3进行,启动变流器,负载等级按GB/T25122.1 2018的表1选取 8.3.2高温运行试验将变流器置于55环境中,温度稳定或存放不少于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,变流器应无任何损坏,工作正常 8.4低温试验按GB/T2423.1一2008中5.3进行将变流器置于一40C环境中,温度稳定后保温存储不少于16h 将环境温度调整到一25,温度稳定后在额定输人条件下,启动变流器,负载等级按GB/T25122.1一2018的表1选取检验规则 g.1检验分类变流器的检验分为出厂检验和型式检验 9.2出厂检验 9.2.1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 9.3型式检验 g.3.1检验样品在出厂检验的合格品中抽取,数量为1台 g.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凡具有下列情况之一者,应进行型式检验新产品试制完成时; a 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 c 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 d 转厂生产或停产2年及以上重新生产时 9.4检验项目变流器的检验项目见表2
GB/T25122.3一2018 表2变流器的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出厂检验型式检验目视检查 7.1.1、7.1.8、7.1.10 GB/T25122.1一2018中4.5.3,l 7.1.1 GB/T25122.12018中4.5.3.2 验证尺寸和公差称重 7.l.l GB/T25122.1一2018中4.5.3.3 7.1.2.7.1.3.101 GB/T25122.12018中4.5.3.4 标志检查冷却系统性能试验 7.4 GB/T25122.l一2018中4.5.3.5 7.4 GB/T25122.12018中4.5.3.5. 泄漏试验防护等级试验 7.1.ll GB/T25122.1一2018中4.5.3.6 介电强度试验 GB/T25122.1一2018中4.5.3." 7.3.5ce 8.2 绝缘电阻试验临 7.3.5a) GB/T25122.1一2018中4.5.3.8 机械,电气保护和测量 10 7.2.6 GB/T25122.1一2018中4.5.3.9 设备的试验轻载试验 7.2.1 GB/T25122.1一2018中4.5.3.1o 12 换流试验 7.2.1 GB/T25122.1一2018中4.5.3.11 噪声测量 13 7.3.7 GB/T25122.1一2018中4.5.3.12 14 温升试验 7.3.4 GB/T25122.1一2018中4.5.3.13 15 功率损耗测定 7.3.1 GB/T25122.1一2018中4.5.3.14 供电过电压和瞬态能 16 7.3.2、7.3.3 GB/T25122.12018中4.5.3.15 量试验负载突变 7.2. GB/T25122.1一2018中4.5,3,16 GB/T25122.12018中4.5.3.17 安全性要求检t 7.1.2、7.1.37.2.2 18 19 4.ld GB/T25122.12018中4.5.3.18 冲击和振动试验 20 电磁兼容试验 7.3.6 GB/T25122.1一2018中4.5.3.19 21 网压跳变试验 GB/T25122.1一2018中4.5.3.2o 7.3.3 " 22供电短时中断试验 4.2 GB/T25122.1一2018中4.5.3.21 23 均流试验 7.3.9 GB/T25122.1一2018中4.5.3.22 N" 24 高温试验 4.lb) 8.3 低温启动试验 25 4.1b 8.4 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
GB;/T25122.3一2018 0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 d)出厂编号; e 制造年月; f 重量; g 制造商 0.2包装产品包装应牢固,保证在正常运输中不损坏 10.2.1 包装箱内至少应附有以下文件 10.2.2 装箱单应注明产品装箱目期， a 产品检验合格证,出厂检验报告; b 产品使用维护说明书 c 包装箱外至少应注明 10.2.3 制造商名称; aa 产品名称,型号、数量及制造日期 b 注明“小心轻放”“请勿倒置”“勿受潮湿”“倾斜度限值”等标志 c 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 10.4.1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,无暴晒、无淋雨的室内环境,贮存环境温度为一40C十70C 贮存时间2年以上应重新做出厂检验

GB/T25122.3-2018：机车牵引变流器

随着城市化进程的加快，轨道交通作为城市公共交通的重要组成部分，不仅节约了能源、缓解了交通拥堵，还具有环保、快捷等优势。而机车牵引变流器则是轨道交通机车车辆的重要组成部分之一。

1. 机车牵引变流器的定义

机车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机车牵引的电力装置。它是机车车辆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/T25122.3-2018标准简介

GB/T25122.3-2018是《轨道交通机车车辆用电力变流器》系列标准的第三部分，主要规定了机车牵引变流器的技术要求、试验方法、检验规则等内容。该标准适用于直流电16.7Hz、25Hz、50Hz和60Hz牵引供电系统下的机车牵引变流器。

3. 机车牵引变流器的特点

机车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，以适应不同铁路线路和机车型号的需求。

4. 机车牵引变流器的应用前景

随着城市轨道交通的快速发展，机车牵引变流器作为关键的电气传动装置，其应用前景越来越广阔。未来，随着轨道交通技术的不断创新和发展，机车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3部分——机车牵引变流器 GB/T25122.3-2018，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，读者对于机车牵引变流器有了更深入的了解。