1T/XXXXXXXX-XXX重載電力機車牽引動力系統地面聯調試驗規范本文件規定了重載電力機車牽引動力系統地面聯調試驗的環境條件、被試系統、儀器設備、試驗搭建方案、試驗及結果報告要求等內容。本文件適用于重載電力機車牽引動力系統，其他類似機車參照使用。2規范性引用文件下列文件中的內容通過文中的規范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T25117-2020軌道交通機車車輛牽引系統組合試驗方法GB/T32358-2015軌道交通機車車輛臺架試驗方法3術語和定義下列術語和定義適用于本文件。3.1牽引動力系統tractionpowersystem具有實現牽引電制動功能的單元，一般由牽引變壓器、牽引變流器、牽引電機（或轉向架）、包含軟件在內的牽引控制裝置、輸入濾波器、制動電阻、主斷路器、冷卻裝置、傳感器和接觸器等組成。[來源：GB/T25117-2020，3.2，有修改]3.2滾動試驗臺rollingtestrig利用軌道輪模擬鋼軌，并借助牽引電源及其他支持系統，進行機車車輛牽引、制動試驗的成套設備。[來源：GB/T32358-2015，3.1，有修改]3.3地面聯調試驗combinedtest利用電氣聯調試驗臺或滾動試驗臺對牽引動力系統（含轉向架）或整車進行聯調試驗。2T/XXXXXXXX-XXX4試驗環境條件試驗環境條件為：a）海拔不超過2000m；b）溫度-5～45）℃;c）濕度：最大相對濕度為95%。5被試系統5.1試驗前應提供被試系統的技術參數、部件尺寸圖和接口參數。5.2試驗前應對被試系統的下列部件或系統（如有）進行檢查，確認其狀態符合試驗條件：a)變壓器；b)變流器；c)輔助設備；d)牽引電機；e)轉向架f)整車或一節車。6儀器設備6.1電氣聯調試驗臺6.1.1陪試傳動系統陪試傳動系統應滿足下列要求：a)傳動系統力矩-速度曲線包絡被試系統電機的特性曲線，具備速度和力矩控制模式；b)牽引試驗為主的試驗臺應有適當的轉動慣量，必要時應配置飛輪；c)應具備機械、電氣過載保護功能；d)多個連接軸之間應有適當的轉速同步措施，轉速差宜不大于0.5%；e)電氣傳動系統應具備能量回饋功能。6.1.2冷卻系統電氣聯調試驗臺應具備冷卻風源，冷卻風量可調，能夠滿足被試牽引電機冷卻需求。6.1.3輔助電源系統電氣聯調試驗臺應配備足夠容量的三相正弦波輔助電源系統，能滿足被試品輔助系統供電需求，其關鍵性能指標應符合表1的規定。表1輔助電源系統關鍵性能指標1233T/XXXXXXXX-XXX46.2滾動試驗臺6.2.1滾道輪滾道輪應滿足：a)在沒有特殊要求時，軌道輪廓形采用CHN60鋼軌斷面外形，輪廓度應不大于0.2mm，軌底坡采用1/40，如有不同要求則需通過鏇修軌道輪實現；b)同軸的軌道輪徑差不大于0.5mm，同一轉向架的滾道輪徑差不大于1.0mm，整車所用全部滾道輪的輪徑差不大于2mm。6.2.2陪試傳動系統陪試傳動系統應滿足傳動系統力矩-速度曲線包絡被試機車牽引/制動特性曲線，具備速度和力矩控制模式。6.3牽引試驗電源6.3.1對于地面聯調試驗，試驗現場應具備AC27.5kV/50Hz、AC15kV/16.7Hz、DC3000V的電源，按被試系統需求進行供電。6.3.2牽引試驗電源宜配置電壓調節的設備。6.3.3牽引試驗電源宜配置供電中斷時間調節的設備，供電中斷最小可調節時間宜不大于50ms。6.4試驗臺主要測量儀器主要測量設備的技術參數應符合表2的規定。表2測量設備及其技術參數要求123457試驗搭建方案7.1基于電氣聯調試驗臺的牽引動力系統聯調試驗搭建方案牽引動力系統布置在地面，被試電機和試驗臺陪試電機連軸固定，如圖1所示。4T/XXXXXXXX-XXX圖1基于電氣聯調試驗臺的牽引動力系統聯調試驗搭建框圖7.2基于滾動試驗臺的牽引動力系統聯調試驗搭建方案7.2.1被試系統以單轉向架輪對發揮牽引制動力時，牽引動力系統布置在地面，被試轉向架固定在滾動試驗臺的軌道輪上，如圖2所示。圖2基于滾動試驗臺和單轉向架的牽引動力系統聯調試驗搭建框圖7.2.2被試系統為整車時，整車固定在滾動試驗臺的軌道輪上，如圖3所示。T/XXXXXXXX-XXX圖3基于滾動試驗臺和整車的牽引動力系統聯調試驗搭建框圖8試驗8.1概述地面聯調試驗項目及適用的試驗搭建方案見表A.1。8.2故障保護試驗8.2.1通過模擬過壓、過流、接地、短路、傳感器功能失效、命令和反饋信號丟失、冷卻系統故障等故障，驗證牽引動力系統的保護功能。對于可能造成設備損壞的故障可以通過修改保護設定值的方式模擬。8.2.2對于原邊短路故障，宜通過修改保護設定值的方式模擬；8.2.3對于過壓、過流故障，宜通過信號發生器模擬對應的電壓、電流傳感器信號，發送牽引動力系統來模擬故障；8.2.4對于接地等故障，宜通過接入地線實際模擬故障。8.2.5評定內容為：故障信息及保護動作與設計要求一致。8.3操作過電壓試驗8.3.1合主斷和分主斷時，測量變壓器原邊對地電壓、變壓器次邊繞組電壓，至少進行15次分合主斷測試。8.3.2傳感器宜采用分壓器測試電壓，變壓器原邊對地電壓傳感器應布置在主斷器后。采樣率宜不低于2M/s。8.3.3應檢測并記錄下列參數：a）變壓器原邊對地電壓；b）變壓器次邊繞組電壓。6T/XXXXXXXX-XXX8.3.4評定內容為：分合主斷過程的最大電壓，最大電壓應不超過設計值，其中對于AC25kV供電系統，變壓器原邊對地電壓峰值不應超過50kV。8.4牽引電機熱態時的轉矩特性試驗按照GB/T25117—2020的7.2進行。8.5牽引電機冷態時的轉矩特性試驗按照GB/T25117—2020的7.3進行。8.6牽引特性（牽引力/速度特性曲線）試驗按照GB/T32358—2015的8.10進行。8.7轉速為零時的啟動轉矩按照GB/T25117—2020的7.4進行。8.8輔助電源輸出特性試驗8.8.1對于輔助電源的定壓定頻支路，啟動所有負載，當負載未裝全時，可以由電氣聯調試驗臺提供輔助負載，測量輔助系統輸出電壓、電流、頻率和功率，并計算輸出電壓和電流的諧波含量。8.8.2對于輔助電源的變壓變頻支路，啟動所有負載，當負載未裝全時，可以由電氣聯調試驗臺提供輔助負載，操作輔助系統工作在不同頻率，測量輔助系統輸出電壓、電流、頻率和功率，并計算輸出電壓和電流的諧波含量，并繪制輸出電壓和頻率關系圖。8.8.3應檢測并記錄下列信息：a）輔助系統輸出電壓、電流、頻率和功率；b）輔助系統輸出電壓和電流諧波含量。8.8.4評定內容為：輔助系統輸出電壓、電流、功率、頻率及諧波含量，滿載運行時諧波含量應不大于5%。8.9輔機功率試驗8.9.1對于輔助系統的定壓定頻支路的輔機，啟動輔助系統，測量輔機輸入電壓、電流、頻率和功率。8.9.2對于輔助系統的變壓變頻支路的輔機，啟動輔助系統，操作輔助系統工作在不同頻率，測量輔機輸入電壓、電流、頻率和功率。8.9.3應檢測并記錄水泵、油泵、冷卻塔風機等輔機輸入電壓、電流、頻率和功率等信息。8.9.4評定內容為：輔機功率。8.10效率特性試驗8.10.1如果輔助系統是牽引系統的一部分，那么進行試驗時，通過試驗臺向牽引動力系統提供設計要求容量的輔助負載。T/XXXXXXXX-XXX8.10.2牽引動力系統置于固定級位牽引運行，通過電氣聯調試驗臺進行速度控制，運行至試驗大綱規定的速度點，當轉速波動小于±10rpm時記錄數據，每個試驗點記錄不少于3次，按試驗大綱要求讀取不少于5組測量值（應至少包括持續轉速點和最高恒功率轉速點），得到一條牽引電機效率-速度曲線和一條系統牽引效率-速度曲線。8.10.3應檢測并記錄下列參數或曲線：a）牽引電機的轉矩和轉速，或者輪周力和速度；b）牽引電機的電壓、電流、頻率和基波功率；c）供電網的電壓、電流和功率；d）與功率有關的溫度。8.10.4評定內容為：牽引電機效率和系統牽引效率，系統效率應大于85%8.11溫升試驗8.11.1試驗前，電機供應商應提供電機鐵芯溫度和電機繞組溫度關系曲線。8.11.2如果輔助系統是牽引系統的一部分，那么進行試驗時，通過試驗臺向牽引動力系統提供設計要求容量的輔助負載。8.11.3牽引電機的風機宜采用被試系統風機，如沒有風機時，可由試驗臺提供同等風量。8.11.4試驗時，牽引動力系統按用戶和制造商雙方商定的定額工況下持續運行，直至溫度穩定（溫升變化不超過2K/h）或達到試驗大綱約定的試驗停止條件。建議在被試系統滿功率的最小網壓下進行測試。8.11.5應檢測并記錄下列信息：a）牽引電機的轉矩和轉速，或者輪周力和速度；b）牽引電機的電壓、電流、頻率和基波功率；c）電機鐵芯溫度和環境溫度；d）電機冷卻介質的進出口溫度；e）變流器冷卻介質的進出口溫度；f）變壓器油溫（僅整車時需測試）。8.11.6評定內容為：能按用戶和制造商雙方商定的定額工況下持續運行，不得出現因超溫故障導致的降級運行。8.12牽引-制動轉換試驗8.12.1在不同速度下，進行牽引和電制動滿轉矩/滿功率的轉換試驗，至少包含以下兩個速度a）速度點1:牽引和制動最大轉矩差；b）速度點2:牽引和制動最大功率差。8.12.2應檢測并記錄下列信息：a）牽引電機的轉矩和轉速，或者輪周力和速度；b）牽引電機的電壓、電流、頻率和基波功率；8T/XXXXXXXX-XXXc）供電網的電壓、電流和功率。8.12.3評定內容為：轉矩變化率。8.13微制動試驗按照GB/T25117—2020的10.3進行。8.14電壓變化試驗8.14.1在表3規定的電壓范圍下，被試系統在恒功區速度范圍內滿功率牽引和制動運行，應檢測并記錄下列信息：a）牽引電機的轉矩和轉速，或者輪周力和速度；b）牽引電機的電壓、電流、頻率和基波功率；c）供電網電壓、電流、功率。8.14.2至少在以下5個網壓點下進行試驗，并繪制牽引和制動工況下的網壓-功率曲線：a）欠壓區和過壓區各選取1點；b）滿功率運行網壓范圍選取3個點。8.14.3評定內容為：各個網壓下的被試系統功率與設計要求一致。表3電壓變化模擬8.15電壓突變試驗按照GB/T25117—2020中12.2的規定進行。8.16供電中斷試驗按照GB/T25117—2020中12.3的規定進行。8.17牽引供電接觸失效試驗8.17.1在額定電壓以及滿功率牽引和最大再生制動電流條件下進行(如果再生制動適用),連續斷開供電電壓3次，每次間隔時間在5s~10s之內或者由用戶和制造商協商確定，每次供電電壓中斷周期為10ms～100ms之間或者由用戶和制造商協商確定,模擬牽引供電接觸失效。8.17.2應檢測并記錄下列信息：a）牽引電機的轉矩和轉速；b）牽引電機的電壓、電流、頻率和基波功率；c）供電網電壓、電流、功率。8.17.3評定內容為：牽引動力系統運行狀態。T/XXXXXXXX-XXX9結果