GB/T 34575-2023 轨道交通 机车车辆变流设备 机车、动车组辅助变流器

　　ICS 29.280 CCS S 35

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 34575—2023代替 GB/T34575—2017

　　轨道交通 机车车辆变流设备机车、动车组辅助变流器

　　Railway applications—Converterequipmenton board rollingstock—

　　Auxiliary converter forlocomotiveand multipleunit

　　2023-11-27发布 2024-03-01实施

　　国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会

　　

　　发

　　

　　布

　　GB/T 34575—2023

　　目 次

　　前言 Ⅰ

　　1 范围 1

　　2 规范性引用文件 1

　　3 术语和定义 1

　　4 环境条件 2

　　5 产品形式 2

　　6 主要参数 2

　　7 技术要求 5

　　8 试验方法 7

　　9 检验规则 10

　　10 标志 、包装 、运输和储存 12

　　参考文献 14

　　GB/T 34575—2023

　　前 言

　　本文件按照 GB/T 1. 1—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 。

　　本文件代替 GB/T 34575—2017《电力机车辅助变流器》, 与 GB/T 34575—2017相比 , 除结构调整和编辑性改动外 ,主要技术变化如下 :

　　a) 更改了适用范围(见第 1 章 ,2017年版的第 1 章) ;

　　b) 更改了术语和定义(见第 3 章 ,2017年版的第 3 章) ;

　　c) 更改了环境条件(见第 4章 ,2017年版的第 4章) ;

　　d) 增加了产品形式(见第 5 章) ;

　　e) 更改了根据输入电压形式的辅助变流器划分模式(见 6. 1. 1,2017年版的 5. 1. 1) ;

　　f) 更改了输出特性参数(见 6. 2,2017年版的 5. 2) ;

　　g) 更改了控制电源特性参数(见 6. 3,2017年版的 5. 3) ;

　　h) 更改了一般要求(见 7. 1,2017年版的 6. 1) ;

　　i) 更改了绝缘性能要求(见 7. 2,2017年版的 6. 2) ;

　　j) 增加了控制方式要求(见 7. 3) ;

　　k) 更改了冷却性能要求(见 7. 5,2017年版的 6. 4) ;

　　l) 更改了保护要求(见 7. 6,2017年版的 6. 5) ;

　　m) 更改了温升要求(见 7. 8,2017年版的 6. 7) ;

　　n) 更改了耐湿性能要求(见 7. 9,2017年版的 6. 8) ;

　　o) 更改了噪声要求(见 7. 11,2017年版的 6. 10) ;

　　p) 更改了防护等级要求(见 7. 12,2017年版的 6. 11) ;

　　q) 增加了高温启动温度要求(见 7. 14) ;

　　r) 更改了绝缘电阻试验方法(见 8. 8,2017年版的 7. 7) ;

　　s) 更改了换流试验方法(见 8. 12,2017年版的 7. 12) ;

　　t) 更改了温升试验方法(见 8. 14,2017年版的 7. 14) ;

　　u) 增加了过电压和瞬态能量试验方法(见 8. 16) ;

　　v) 更改了供电短时中断试验方法(见 8. 22,2017年版的 7. 21) ;

　　w) 删除了输出均流试验(见 2017年版的 7. 22) ;

　　x) 增加了高温启动试验(见 8. 29. 1) ;

　　y) 更改了高温运行试验方法(见 8. 29. 2,2017年版的 7. 30) ;

　　z) 更改了低温试验方法(见 8. 30,2017年版的 7. 31) ;

　　aa) 更改了交变湿热试验方法(见 8. 31,2017年版的 7. 32) ;

　　bb) 更改了型式检验条件(见 9. 3. 3,2017版的 8. 3. 3) ;

　　cc) 更改了包装箱内至少应附有的文件内容(见 10. 2. 2 b) ,2017年版的 9. 2. 2) ;

　　dd) 增加了冷却液灌装要求(见 10. 3) ;

　　ee) 更改了运输和储存要求(见 10. 4,2017年版的 9. 3) 。

　　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 。

　　本文件由全国轨道交通电气设备与系统标准化技术委员会(SAC/TC278)归 口 。

　　Ⅰ

　　GB/T 34575—2023

　　本文件起草单位 : 中车株洲电力机车研究所有限公司 、中国铁道科学研究院集团有限公司机车车辆研究所 、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 、中车永济电机有限公司 、中车株洲电力机车有限公司 、中铁检验认证株洲牵引电气设备检验站有限公司 、中车戚墅堰机车有限公司 。

　　本文件主 要 起 草 人 : 饶 沛 南 、王 佳 佳 、梅 文 庆 、刘 伟 志 、王 永 翔 、杨 东 军 、初 永 臣 、王 长 亮 、罗 国 永 、陈宏 、邹焕青 、张宁 、柴永泉 。

　　本文件及其所代替文件的历次版本发布情况为 :

　　— 2017年首次发布为 GB/T 34575—2017;

　　— 本次为第一次修订 。

　　Ⅱ

　　GB/T 34575—2023

　　轨道交通 机车车辆变流设备

　　机车、动车组辅助变流器

　　1 范围

　　本文件规定了电力机车 、电动车组及内燃机车辅助变流器的环境条件 、产品形式 、主要参数 、技术要求 、检验规则 、标志 、包装 、运输和储存 ,本文件描述了电力机车 、电动车组及内燃机车辅助变流器的试验方法 。

　　本文件适用于电力机车 、电动车组及内燃机车上安装的辅助变流器的设计 、制造 、验收和使用等 ,其他机车或动车组辅助变流器参照执行 。

　　2 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/T 1402 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验

　　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. 4—2008

　　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+

　　12h循环)

　　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 外壳防护等级(IP代码)

　　GB/T 21413. 1—2018 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 21414—2021 轨道交通 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 轨道交通 电磁兼容 第 3-2部分 :机车车辆 设备

　　GB/T 25119—2021 轨道交通 机车车辆电子装置

　　GB/T 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 25122. 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

　　GB/T 25122. 4 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

　　GB/T 32347. 1—2015 轨道交通 设备环境条件 第 1部分 :机车车辆设备

　　GB/T 32350. 1 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 机车车辆布线规则

　　3 术语和定义

　　GB/T 2900. 32、GB/T 2900. 33、GB/T 32350. 1 和 GB/T 25122. 1—2018界定的以及下列术语和定

　　1

　　GB/T 34575—2023

　　义适用于本文件 。

　　3. 1

　　三相电压不平衡度 threephasevoltageunbalanced ratio

　　辅助变流器三相负载平衡时 ,任意一相线电压有效值与三相输出线电压有效值的平均值之差的最大绝对值与三相输出线电压有效值的平均值的比值 。

　　3.2

　　三相电流不平衡度 threephasecurrentunbalanced ratio

　　辅助变流器任意两相输出电流有效值之差的最大绝对值与额定电流有效值的比值 。 3.3

　　负载持续率 load duty cycle

　　在一定周期内 ,负载工作时间与辅助变流器运行时间的比值 。

　　4 环境条件

　　辅助变流器在以下环境条件下应能正常工作 。

　　a) 电力机 车 和 内 燃 机 车 辅 助 变 流 器 海 拔 不 超 过 2 500 m , 电 动 车 组 辅 助 变 流 器 海 拔 不 超 过1 500 m。

　　b) 空气温度符合 GB/T 32347. 1—2015 中表 2 的规定 。

　　c) 相对湿度不超过 95%(该月月平均最低温度为 25 ℃) 。

　　d) 单独成柜的辅助变流器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 。

　　e) 安装在车体室外的辅助变流器 ,承受机车 、电动车组正常运行时遇到的风 、雨 、雪 、沙尘天气和偶尔发生的盐雾 、酸雨等现象 。

　　f) 辅助变流器密闭空间的污染等级为 PD2。采用车外吸风冷却方式的辅助变流器 ,其冷却风道内的污染等级为 PD4;采用车内吸风冷却方式的辅助变流器非密闭空间的污染等级为 PD3。

　　当辅助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 。

　　5 产品形式

　　电力机车 、电动车组及内燃机车辅助变流器根据结构集成方式 ,可分为以下两种 :

　　a) 集成在牵 引 变 流 器 柜 内 的 辅 助 变 流 器 。 辅 助 变 流 器 部 件 全 部 或 部 分 集 成 在 牵 引 变 流 器 柜体内 ;

　　b) 单独成柜的辅助变流器 。

　　6 主要参数

　　6. 1 输入特性参数

　　6. 1. 1 总则

　　根据输入电压形式 ,将辅助变流器划分为以下模式 :

　　a) 由主变压器辅助绕组供电的辅助变流器 ;

　　b) 由牵引变流器中间直流环节供电的辅助变流器 ;

　　c) 由辅助发电机组三相交流供电的辅助变流器 。

　　2

　　GB/T 34575—2023

　　6. 1.2 主变压器辅助绕组供电

　　由主变压器辅助绕组供电的辅助变流器的输入特性参数如下 :

　　a) 标称交流输入电压由辅助绕组输出的电压范围确定 ;

　　b) 输入电压特性应符合 GB/T 25122. 1—2018 中 4. 2. 7. 2 及 GB/T 1402 中关于交流电网部分的规定 , 由电网电压特性等效转换为输入电压特性 ;

　　c) 标称输入频率为 50 Hz,允差为 ±0. 5 Hz;

　　d) 输入阻抗由辅助绕组短路阻抗及线路阻抗等效转换 。

　　6. 1.3 牵引变流器中间直流环节供电

　　由牵引变流器中间直流环节供电的电力机车 、电动车组辅助变流器的标称直流输入电压根据牵引变流器中间直流环节电压确定 ,宜选取 DC 1 800V、DC 3 600V;内燃机车辅助变流器的标称直流输入电压宜在 DC 650V—DC 2 650V范围选取 。

　　输入电压的稳态及瞬态特性由牵引变流器中间直流环节特性确定 。

　　6. 1.4 辅助发电机组三相交流供电

　　由内燃机拖动辅助发电机发电 ,根据内燃机转速发电机发出(恒压频比)的三相交流电 ,额定输入电压宜选取 3AC 400V、3AC 440V、3AC 480V。

　　输入电压的稳态及瞬态特性应根据辅助发电机输出电压特性确定 。

　　6.2 输出特性参数

　　1 台辅助变流器可有 1个或多个输出 。 电力机车和电动车组辅助变流器输出参数见表 1, 内燃机车辅助变流器输出参数见表 2。

　　表 1 电力机车、电动车组辅助变流器输出参数

　　项 目

　　参数

　　说明

　　类型 1

　　类型 2

　　类型 3

　　额定输出线电压

　　AC 380 V

　　AC 380 V

　　AC 440 V

　　基波电压有效值

　　输出电压制式

　　三相四线制

　　三相三线制

　　三相三线制

　　—

　　额定输出相电压

　　AC 220 V

　　—

　　—

　　基波电压有效值

　　额定输出频率

　　50 Hz

　　60 Hz

　　对于 变 压 变 频 ( VVVF) 方 式 , 宜 采 用U/f=C 的方式 。确定以下内容 :

　　— 频率 的 变 动 范 围 (连 续 变 化 或 跳变) ;

　　— 频率电压对应关系

　　输出电压波形

　　正弦波

　　如负 载 能 适 应 , 允 许 脉 冲 宽 度 调 制(PWM)波输出

　　3

　　GB/T 34575—2023

　　表 1 电力机车、电动车组辅助变流器输出参数 (续)

　　项 目

　　参数

　　说明

　　类型 1

　　类型 2

　　类型 3

　　输出容量

　　根据辅助系统正常及故障工况时辅助负载容量确定

　　具体确定内容包括 :

　　— 冬季及夏季工况下的负载变化 ;

　　— 额 定 视 在 功 率 , 单 位 为 千 伏 安(kV ·A) ;

　　— 负载功率因数 ;

　　— 负载列 表 、负 载 投 入 冲 击 电 流 、负载持续率 、投入顺序及逻辑

　　静 态 特 性

　　输出电压允差

　　±5%

　　—

　　输出频率允差

　　±2%

　　—

　　允许三相电流不平衡度

　　≥5%

　　—

　　输出三相电压不平衡度

　　≤2%

　　三相负载平衡时

　　输 出 电 压 总 谐 波畸变率(THD)

　　≤5%

　　具体确定内容包括 :

　　— 最高次谐波不宜低于 100次 ;

　　— 非线性 负 载 不 宜 大 于 额 定 容 量 的10% ; 当非线 性 负 载 大 于 额 定 容 量的 10%时 , 非 线 性 负 载 电 流 THD小于或等于 8% ;

　　— 不适用于 PWM波输出

　　动态特性

　　输出电压范围

　　明确输出电压变化范 围 、恢 复 时 间 及 负 载 突 变范围

　　—

　　启动方式

　　宜采用软启动方式 , 明确启动方式及启动时间

　　—

　　过载能力

　　明确容许过 载 值 、过 载 持 续 时 间 , 过 载 时 的 输出电压和频率控制

　　—

　　电动车组宜采用类型 1 或类型 2。

　　表 2 内燃机车辅助变流器典型输出参数

　　项 目

　　参数

　　说明

　　类型 1

　　类型 2

　　类型 3

　　额定输出线电压

　　AC 380 V—

　　AC 480 V

　　AC 165 V

　　AC 380 V

　　基波电压有效值

　　输出电压制式

　　三相三线

　　三相三线或三相四线

　　—

　　4

　　GB/T 34575—2023

　　表 2 内燃机车辅助变流器典型输出参数 (续)

　　项 目

　　参数

　　说明

　　类型 1

　　类型 2

　　类型 3

　　额定输出频率

　　50 Hz—

　　113. 5 Hz

　　90 Hz

　　50 Hz

　　对于 VVVF 方 式 , 宜 采 用 U/f= C 或

　　U/f2 =C 的方式 。确定以下内容 :

　　— 频率的变动范围(连续变化或跳变) ;

　　— 频率电压对应关系

　　输出电压波形

　　PWM波

　　正弦波

　　—

　　输出容量

　　根据辅助系统正常及故障工况时辅助负载容量确定

　　具体确定内容包括 :

　　— 冬季及夏季工况下的负载变化 ;

　　— 额 定 视 在 功 率 , 单 位 为 千 伏 安(kV · A) ;

　　— 负载功率因数 ;

　　— 负载列 表 、负 载 投 入 冲 击 电 流 、负载持续率 、投入顺序及逻辑

　　静 态 特 性

　　输出电压允差

　　±10%

　　±5%

　　—

　　输出频率允差

　　±2%

　　—

　　允许三相电流不平衡度

　　≥5%

　　—

　　输出三相电压不平衡度

　　≤2%

　　三相负载平衡时

　　输出电压 THD

　　—

　　≤5%

　　—

　　动态特性

　　输出电压范围

　　明确输出电压变化范 围 、恢 复 时 间 及 负 载 突 变范围

　　—

　　电 压 上 升 斜 率(du/dt)

　　<3 000 V/μs

　　—

　　—

　　启动方式

　　宜采用软启动方式 , 明确启动方式及启动时间

　　—

　　过载能力

　　明确容许过 载 值 、过 载 持 续 时 间 , 过 载 时 的 输出电压和频率控制

　　—

　　6.3 控制电源特性参数

　　6.3. 1 辅助变流器的控制电源宜选取 DC 110V。

　　6.3.2 控制电源电压的变化应满足 GB/T 25119—2021中 5. 1. 1. 2 的要求 。

　　7 技术要求

　　7. 1 一般要求

　　7. 1. 1 柜体的表面油漆应均匀 、完整 , 电镀件应平整有光泽 ; 紧固件应无短缺 、松动 、生锈 ,接线端子及

　　5

　　GB/T 34575—2023

　　线号标识应完整 、清晰 、准确 。

　　7. 1.2 箱体外壳应设置至少两个保护性接地连接点且应有接地标识 。

　　7. 1.3 柜体如采用焊接结构 ,宜符合 GB/T 25343. 3 的规定 。

　　7. 1.4 非金属材料应采用无卤 、低烟 、无毒 、阻燃 、可回收利用的材料 ; 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. 1.5 应设置高压 、有电等安全警告标识 ,安全措施应符合 GB/T 21414—2021的规定 。

　　7. 1.6 布线应符合 GB/T 34571的规定 。

　　7. 1.7 所有 M6及以上规格的紧固件紧固后应打紧固标记 。 紧固件选用应根据使用条件满足防锈 、防腐蚀等要求 。

　　7. 1. 8 应适应电机类负载的启动 ,突加 、突切负载 ,变流器应能正常运行 ,不应发生停机现象 。

　　7. 1.9 输入电源正常时 ,应能自启动或根据外部命令启动 。

　　7. 1. 10 应具有在空载 、轻载和额定负载下正常工作的能力 ,并能在规定的过载容量和过载时间内正常工作 。