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GB/T 25122.3—2018
RailWay applications—POVVer COnVerterS installed on board rolling StOCk—Part 3 ： TraCtiOn COnVerter for IOCOmOtiVe
2018-12-28 发布
2019-07-01 实施
GB/T 25122≪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/T 25122的第3部分。
本部分按照GB/T 1.1-2009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。
木部分由全国牵引电气设备与系统标准化技术委员会(SAC/TC 278)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。
木部分参加起草单位：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。
Ill
1范围
GIVT 25122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。
2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/T 1402 2010轨道交通牵引供电系统电压
GB/T 2423.1—2008电工电子产品环境试臆 第2部分：试验方法 试验A：低温
GB/T 2423.2-2008电工电子产品环境试验 第2部分：试验方法 试验B：高温
GB/T 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/T 2900.33 电工术语 电力电子技术
GB/T 4208—2017 外売防护等级（IP代码）
GB/T 21413.1-2008铁路应用 机车车辆电，设备 第1部分：一般使用条件和通用规则
GB/T 21414铁路应用机车车辆电气隐患防护的规定
GB/T 21563—2018轨道交通机车车辆设备冲击和振动试验
GB/T 24338.4—2018轨道交通 电磁兼容 第3-2部分：机车车辆 设备
GB/T 25119轨道交通机车车辆电子装置
GIVT 25122.1—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/T 25343.3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/T 32350.1-2015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/T 34571轨道交通机车车辆布絞规则
GB/T 34575—2017电力机车辅助变流器
TB/T 1484.1机车车辆电缆 第1部分:动力和控制电缆
TB/T 1484.3机车车辆电缆 第3部分:通信电缆
TB/T 1508机车电气屏柜
3术语和定义
GB/T 2900.32、GB/T 2900.33和GB/T 25122.1—2018界定的以及下列术语和定义适用于本 文件。
3.1
四象限脉冲变流器 four quadrant PUISe-Width modulation ConVerter
一种按脉宽调制（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。
4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丁作：
a） 海拔不超过2 500 m；
b） 大气环境温度为一40 °C〜+40 °C；工作环境温度一25 °C〜+ 55 °C ；通过加强防寒和预加热 的可选配方案可在一40 eC〜一25 °C工作环境温度下正常工作；短时间运行（即启动阶段）的 工作环境温度为一40 °C〜+ 70 °C；
C）相对湿度不超过95%（该月月平均最低温度为+ 25 °C）；
d）应能承受使用时的冲击和振动而无损坏或故障.符合GB/T 21563—2018中1类A级冲击和 振动条件；
C）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雰、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电力机车
4.2.1.1标称电网电压为单相AC25 kV/50 Hz,应符合GB/T 1402—2010中第4章规定.其中最高非 持续电压不大于AC31 kV。
4.2.1.2辅助电压额定值为三相ΛC380 V/50 Hz,特殊要求由供需双方协商确定。稳态电压波动范围 为±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DCIlo V.控制电源电压应满足GB/T 25119的要求。
4.2.1.4输入电压特性应符合GB/T 1402—2010的规定。
4.2.2内燃机车
4.2.2.1交流传动内燃机车主发电机输岀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 协商确定。
4.2.2.2辅助电压额定值为三相AC380 V/50 HZ.特殊要求由供需双方协商确定。稳态电压波动范围 为±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DCIlO V,控制电源电压应满足GB/T 25119的要求。
5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。典型系统构成如阁1所示。
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。
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
6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入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ΛC95O V、ACI45() V.ΛC2010 VO
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，额定交流输入电压选取由系统设计和负载输出特性决定。
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。
7技术要求 7.1 一般要求
7.1.1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。
7.1.2外壳应至少设置2个保护性接地连接点旦应有接地标识，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/T 21414 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。
7.1.6 使用的电缆应符合TB/T 1484.1和TB/T 1484.3的规定。
7.1.7柜体如采用焊接结构，应符合GB/T 25343.3的规定.如有特殊耍求，由供需双方协商确定。
7.1.8结构及组装等应符合TB/T 1508中的有关规定。
7.1.9 布线应符合GB./T 34571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密闭部分的防护等级应满足GB/T 4208—2017中IP42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10 min,快速放电时间宜小于10 SO
7.2.3应具有故障记录功能并具有故障数据下载接丨丨，该通信接丨丨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吋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在額定工况下.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：
a） 网压在22.5 kV~29 kV间.机车可满功率运行；
b） 网压在22.5 kV〜19 kV间，机车牵引功率线性下降至额定功率的84%；
C）网压在19 kV〜17.5 kV间,机车牵引功率线性下降至零；
d） 网压在29 kV〜31 kV间，机车牵引功率线性下降至零；
e） 网压大于17.5 kV旦小于31 kV时，可为中间电压取流的辅助变流器提供功率；
f） 网压在29 kV〜30 kV冋.变流器再生功率从额定功率线性下降至零。
a）牵引工况网压功率发挥曲线
b）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
7.3.4变流器各部件的温升应满足GB/T 21413.1—2008中8.2.2的要求。
7.3.5绝缘性能满足以下要求：
a） 绝缘电阻值应符合GB/T 25122.1—2018中4.5.3.8的规定；
b） 电气间隙和爬电距离应符合GB/T 32350.1—2015的规定；
C）各部件应具有良好的绝缘性能，各电路应能承受GB/T 32350.1—2015中表B.1规定的耐受 电压。
7.3.6电磁兼容性能应符合GB/T 24338.4—2018所规定的限值要求，具体要求见表Io
表1电磁兼容性能
|
序号 |
项日名称 |
试號端口 |
试验条件 |
符合性等级 |
|
1 |
电快速瞬变脉冲群试验’ |
蓄电池端口及输出到箱 体外的信号和通信、过程 测量和控制端口 |
2 kV 5/50 ns tt∕t∖l 5 kHz重复频率 |
A级 |
|
2 |
浪涌 |
DClIOV 端口 |
线-线1 kV,线-地2 kV 波形 1.25/50 μs |
B级 |
|
3 |
射频场感应的传导抗扰 度试验 |
DClIO V的蓄电池端口 及输出到箱体外的信号 和通信、过程测員和控制 端口 |
10 V R. M. S.(我波电压)15()kHz 〜 80 MUZ 1 kHz,80%AM 源阻抗：150 Q |
A级 |
|
4 |
电压暂降、短时中断和电 压变化h |
I)ClK)V电源端口 |
电压暂降:0. 6Ull ： 100 ms» 1. 4Un: 100 ms 短时中断：30 ms 电压变化：1.25Un〜1.41Λ,1 S |
A级 |
|
5 |
电源端骚扰电压试验h |
额定电压方均根值不大 于400 V的蓄电池端口 |
见 GIVT 24338.4—2018 表 2 |
— |
|
6 |
射频电磁场辐射抗扰度 试验b |
整柜 |
见 GB/T 24338.4—2018 表 6 |
A级 |
|
a直接耦合、正负极化。 h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/T 25122.1—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/T 2423.17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旦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、热交换弄、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，当有效巡风而积减少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/T 25122.1 2018中4.5.3规定的检验方法进行试验外.还应按8.2〜8.4进行试
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/T 34575—2017 Ja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 局温试验
8.3.1高温启动试验
将变流器能于70 °C环境中.温度稳定后保温存储不少于16 h。将环境温度调整到55 °C.温度稳定 后在额定输入条件下，按GB/T 2423.2—2008中5.3进行，启动变流器,负载等级按GB/T 25122.1— 2018的表1选取。
8.3.2高温运行试验
将变流器置于55 °C环境屮.温度穏定或存放不少于2 h,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6 h.变流器应无任何损坏，工作正常。
8.4低温试验
按 GB/T 2423.1—2008 中 5.3 进行。
将变流器置于一40 °C环境中，温度穏定后保温存储不少于16 h。将环境温度调整到一25 °C,温度 稳定后在额定输入条件下，启动变流器.负载等级按GiVT 25122.1—2018的表1选取。
9检验规则
9.1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
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凡具有下列情况之一者，应进行型式检验：
a） 新产品试制完成时；
b） 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；
C）连续生产的定型产品每满4年时，检验项口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。
表2变流器的检验项目
|
序号 |
检验项目 |
检验分类 |
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 | |||||
|
1 |
目视检查 |
√ √ ____________________________________________________I_____________________________________________________ |
7.1.1、7丄8、7.1.10 |
GB/T 25122.1—2018 中 4.5.3.1 | |
|
2 |
验证尺寸和公无 |
√ |
√b |
7.1.1 |
GB/T 25122.1—2018 中 4.5.3.2 |
|
3 |
称重 |
√ |
— |
7.1.1 |
GB/T 25122.1—2018 中 4.5.3.3 |
|
4 |
标志检查 |
√ |
√ |
7.1.2,7.1.3 J0.1 |
GB/T 25122.1—2018 中 4.5.3.4 |
|
5 |
冷却系统性能试验 |
√ |
— |
7.4 |
GB/T 25122.1—2018 中 4.5.3.5 |
|
6 |
泄漏试验 |
√ |
√ |
7.4 |
GB/T 25122.1—2018 Φ 4.5.3.5.4 |
|
7 |
防护等级试验 |
√a |
— |
7.1.11 |
GB/T 25122.1—2018 中 4.5.3.6 |
|
8 |
介电强度试验 |
√ |
√ |
7.3∙5c) |
GB/T 25122.1—2018 中 4.5.3.7 |
|
9 |
绝缘电阻试验 |
√ |
√ |
7.3.5a) |
8.2、 GB/T 25122.1—2018 中 4.5.3.8 |
|
IO |
机械、电气保护和测量 设备的试验 |
√ |
√ |
7.2.6 |
GB/T 25122.1—2018 中 4.5.3.9 |
|
11 |
轻载试验 |
√ |
√ |
7.2.1 |
GB/T 25122.1—2018 中 453.10 |
|
12 |
换流试验 |
√ |
— |
7.2.1 |
GB/T 25122J—2018 中 4∙5.3.11 |
|
13 |
噪声测員 |
√ |
■ |
7.3.7 |
GBZT 25122.1—2018 中 4.5.3.12 |
|
14 |
温升试验 |
√ |
— |
7.3.4 |
GIVT 25122.1 — 2018 中 4.5.3.13 |
|
15 |
功率损耗测定 |
√ |
— |
7.3.1 |
GB/T 251224—2018 中 4.5.3.14 |
|
16 |
供电过电压和瞬态能 量试验 |
√ |
— |
7∙3∙2∖7∙3.3 |
GB/T 25122J—2018 中 4.5.3.15 |
|
17 |
负载突变 |
— |
7.2.1 |
GB/T 251224—2018 中 4.5.3.16 | |
|
18 |
安全性要求检查 |
√ |
— |
7丄2、7.1.3、7.2.2 |
GIVT 25122.1—2018 中 4.5.3.17 |
|
19 |
冲击和振动试验 |
√ |
— |
LlcI) |
GB/T 25122.1—2018 中 4.5.3.18 |
|
20 |
电磁兼容试验 |
√ |
— |
7.3.6 |
GB/T 25122.1—2018 中 4.5.3.19 |
|
21 |
网压跳变试验 |
√a |
— |
7.3.3 |
GIVT 25122.1—2018 中 4.5.3.20 |
|
22 |
供电短时中断试验 |
√A |
— |
4.2 |
GB/T 25122.1—2018 中 4.5.3.21 |
|
23 |
均流试验 |
■ |
7.3.9 |
GBZT 25122.1—2018 中 4.5.3.22 | |
|
24 |
高温试验 |
√ |
— |
4.1b) |
8.3 |
|
25 |
低温启动试驱 |
√ |
— |
4.Ib) |
8.4 |
注宀"表示必须要做的项目；“一”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软。
h某些尺寸和公差町以根据技术规范的要求由出厂检验检査。
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：
a） 产品名称；
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。
10.2 包装
10.2.1产品包装应牢固，保证在正常运输中不损坏。
10.2.2包装箱内至少应附有以下文件：
a） 装箱单应注明产品装箱日期；
b） 产品检验合格证、出厂检验报告；
C）产品使用维护说明书。
10.2.3包装箱外至少应注明：
a） 制造商名称；
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
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,贮存环境温度为一40笆〜+ 70 °C, 贮存时间2年以上应重新做出厂检验。
中华人民共和国
国家标准
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 GB/T 25122.3—2018
*
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2018年12月第一版
关
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