(高清版)GBT 999-2021 直流电力牵引额定电压

代替GB/T999—2008直流电力牵引额定电压2021-12-31发布国家标准化管理委员会I 1范围 2规范性引用文件 13术语和定义 14直流牵引供电系统的基本电压 34.1电压 34.2电压U谱 44.3电压的变化 65试验方法 65.1接触网电压的测量 65.2电压变化和中断的测量 7参考文献 8图1按照时间而定的电压U的最高值 5表1牵引供电系统的系统标称电压及允许的极限值 3表2直流低于750V的系统标称电压 4表3过电压 5表4地面装置电压测试 7Ⅲ本文件按照GB/T1.1—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/T999—2008《直流电力牵引额定电压》,与GB/T999—2008相比，除结构调整和编辑性改动外，主要技术变化如下：a)更改了本文件适用范围和不适用范围的表述(见第1章，2008年版的第1章);b)更改了规范性引用文件(见第2章，2008年版的第2章);c)增加了适用于矿山及井下巷道运输的750V的标称电压等级，并新定义了矿山露天运输适用的标称电压等级为550V、750V、1500V三种(见表1,2008年版的表1);d)更改了直流低于750V设备的额定电压的优选值和增补值(见表2,2008年版的附录C);e)将原标准“第5章试验”和“第6章试验方法”的内容进行了整合并进行了修改(见第5章，2008年版的第5章和第6章);f)增加了参考文献(见参考文献)。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。本文件由中国电器工业协会提出并归口。本文件起草单位：湘潭电机股份有限公司、中机国际工程设计研究院有限责任公司、上海立新电器控制设备有限公司、湖南国奥电力设备有限公司、常州基腾电气有限公司、长沙矿山研究院有限责任公司、华夏天信智能物联股份有限公司、湘潭新昕通用电气有限公司、新誉轨道交通科技有限公司、中车永济电机有限公司、湘潭市工矿电传动车辆质量检验中心、湘潭牵引机车厂有限公司、湖南胤实科技服务有限公司、湘潭牵引电气设备研究所有限公司、河南中车重型装备有限公司、湘潭南方电机车制造有限公司、长沙湘电电气技术有限公司。本文件及其所代替文件的历次版本发布情况为：——1967年首次发布为GB999—1967,1988年第一次修订，1996年第二次修订，2008年第三次修订；——本次为第四次修订。1直流电力牵引额定电压本文件规定了直流电力牵引系统所使用的基本电压和试验方法。本文件适用于正常运行条件下直流电力牵引系统的供电线路电压。本文件主要应用于下列电气化运输：a)工矿企业电气化运输(包括井下巷道运输);b)城市轨道交通，如地铁电动车辆、轻轨列车、有轨电车、低速磁悬浮列车等；c)城市无轨电车、双能源电车；d)市郊(包括卫星城镇)及地方铁路的电气化铁道。本文件不适用于：a)表示或传输信号(测量值)的额定电压；b)电气设备中部件或设备单元的额定电压；c)起重机、移动平台、索道缆车的额定电压。注1:本文件涉及的直流电压是平均值。注2:本文件中的直流电压为无纹波直流电压值，通常把正弦纹波含量不超过百分之十的方均根值的直流称为“无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/T156标准电压IEC61133:2016铁路设施铁路车辆车辆组装后和运行前的整车试验规范(Railwayapplica-tions—Rollingstock—Testingofrollingstockoncompletionofconstructionandbeforeentryinto3术语和定义GB/T156界定的以及下列术语和定义适用于本文件。由外部电源供给动力车电能的牵引系统。注：电力牵引系统是指在一个公共电压下运行的(牵引)变电站、变流设备、接触网、动力车的组合，主要包括：——接触网系统；——电力牵引系统的回馈电路；——非电力牵引系统的运行轨道，该轨道与电力牵引系统的运行轨道邻近并导电相连；——直接或通过变压器从接触网供电的电气装置；——单独用于向接触网发电或配电的电厂或(牵引)变电站上的电气装置；——开关操作站的电气装置。2系统标称电压nominalsystemvoltageU。系统设计所选定的电压值。Umaxi长时间存在的最高电压值。在一定时间限度内存在的最高电压值。过电压overvoltage峰值超过正常运行条件下最大稳态电压的相应峰值电压。长期过电压long-termovervoltage由于低阻抗现象，通常瞬时升高持续时间在20ms以上的大于最高非恒定电压Umg的电压。注：长期过电压与线路负载无关，可用电压/时间曲线描绘，如变电所原边电压的升高。按t=20ms的长期过电压定义的最大值电压。最低恒定电压lowestpermanentvoltageUmint长时间存在的最低电压值。最低非恒定电压lowestnon-permanentvoltage在一定时间限度内存在的最低电压值。电压变化voltagevariation配电系统或其一部分的总负载发生变化而引起电压的上升或下降。供电端电压低于1%U,时的情况。接触网contactline通过受电装置向车辆供应电能的导线系统。(牵引)变电站(traction)substation实现向接触网系统供电功能，并能将原始供电系统的电压转换为接触网电压的装置。3正常运行条件normaloperatingconditions按固定供电装置设计并采用的列车设计时间表和编组进行的交通运营，供电设备按系统规程运行。注：系统规程可以随管理政策变化。4直流牵引供电系统的基本电压4.1电压4.1.1主电压系统(不包括过电压)的系统标称电压及允许的极限值见表1,主电压系统：a)在电压为最低恒定电压Uminl与最低非恒定电压Umng之间的持续时间不应超过2min。b)在电压为最高恒定电压Umxi与最高非恒定电压Umx₂之间的持续时间不应超过5min。c)在空载情况下，(牵引)变电站母线电压应低于或等于最高非恒定电压Umx,提供到列车受电弓的电压应根据表1及其要求而定。d)在正常运行条件下，电压应在Umim≤U≤Umx范围内。e)在非正常运行条件下，电压在表1中的Uming≤U≤Umin不应导致任何损害及故障。f)对于非特殊周期，如果电压达到最高恒定电压Umx与最高非恒定电压Umx之间，应按低于或等于最高恒定电压Umx级别对待。对于以下非持久情况，电压仅在最高恒定电压Umx与最高非恒定电压Umg之间：1)再生制动；2)电压调节系统运动，如机械抽头转换开关。g)最低操作电压：在异常操作情况下，最低非恒定电压Umin₂是接触网电压的最低极限，此时机车车辆允许运行。h)欠压自动跳闸整定的推荐值：在固定装置中欠压继电器或车载设备的设定值宜整定为(85%~95%)Uming。注：使用车载列车功率限制装置可以限制架空线中低电压的出现。表1牵引供电系统的系统标称电压及允许的极限值单位为伏特电力系统最低非恒定电压Umin₂最低恒定电压Uminl标称电压Un最高恒定电压Umxl最高非恒定电压Umax₂直流(平均值)20002000250V、550V、750V电压适用于矿山及井下巷道运输，550V、750V、1500V适用于矿山露天运输。0括号表示对未来建造有轨电车道和地方铁路的直流牵引系统，不宜再采用600V标称电压。在再生制动工况下，最高非恒定电压Umz允许到800V。d在再生制动工况下，最高非恒定电压Umx2允许到1000V。4.1.2直流低于750V的系统标称电压见表2。4表2直流低于750V的系统标称电压系统标称电压(DC)/V优选值增补值345694.2电压U谱按照持续时间而定的电压U最高值见图1。5(对数标尺)A区B区C区D区E区电压电压高阳抗现象低阻抗现象标引序号说明：A区——短期过电压，瞬时升高持续时间少于20μs的电压(如由于闪电袭击引起的过电压);B区——中期过电压，由于高阻抗现象(在感性电路中关断电流)所致，通常持续时间为20μs～20ms,其与线路负载有关，且不能由电压/时间曲线来单独描绘；C区——长期过电压，由于低阻抗现象(原边电网上电压变动)所致；D区——最高非恒定电压Umax₂;E区——最高恒定电压Umxt;Umaxg——最大长期过电压，按t=20ms的长期过电压定义的最大值电压。注：C区的图像是一条直线段，斜率由k确定，U与Umx随时间的变化由式(1)表示：U=Umx₂×t-* (1)式中：k——系数，见表3。图1按照时间而定的电压U的最高值表3给出了最高恒定电压Umx,最高非恒定电压Umx和最大长期过电压Umx的值，而最高非恒定电压Um₂和最大长期过电压Umx之间的值用式(1)来计算。表3过电压标称电压Un/V系数k最高恒定电压Umxi/V最高非恒定电压Umax₂/V最大长期过电压Umaxa/V64.3电压的变化4.3.1电压变化电压变化的范围是电气化铁路由于牵引负载、牵引电力网结构及公共配电、铁道电力网结构引起变化的固有部分。4.3.2接触网压降电压降由接触网或公共配电系统的故障引起。绝大多数压降有不足1s的持续时间和不足U。的一半。4.3.3供电中断供电中断可分类如下：a)预先安排的供电中断。事先通知用户，让其在配电系统上执行计划好的工作。b)事故供电中断。由持久或瞬时的故障引起，大多数与极端事件、设备故障或干扰有关。事故供电中断又可分为：1)持久故障引起的长期中断(>3min);2)瞬时故障引起的短期故障(≤3min)。4.3.4.1电压的短时中断通常运行状况下，电压的短时中断一般由断路器跳闸和故障检测后自动重合闸引起。全年发生电压短时中断的频次从数十次到数百次，大约70%的短时中断持续时间可能小于10s。4.3.4.2电压的长时中断事故中断通常由外在的事件或行为引起。对于长时中断的持续时间难以指出典型值。在正常运行状况下，超过3min的中断电压的全年频次可能少于其他故障。对于预先安排的中断，因为已预先通知，故不提供典型值。4.3.5电压畸变电压畸变是因牵引系统、辅助负载、变流设备和公共配电系统引起的。电压突变是在两个连续电压级之间的电压平均值的单个突变。5试验方法5.1接触网电压的测量5.1.1机车车辆的接触网电压机车车辆试验按照IEC61133:2016中第9章的规定进行。75.1.2地面装置地面装置电压测试方法及要求见表4。表4地面装置电压测试地点时间方法验收条件(牵引)变电站母线、线路断路器打开，正常操作条件。需要加上一个小的电阻负载在调试中●电压记录装置；●数字数据记录仪；见4.1.1c)如果电压调节装置沿线路安装在无负载及正常的操作条件下，在装置的任意一侧测量在调试及操作中无负载→见(牵引)变电站当在操作中→见专门测量无负载→见(牵引)变电站当在操作中→见专门测量测量位置，在问题存在的现场专门测量问题时间段●电压记录装置；●数字数据记录仪；●所有的电压值都大于或等于最低非恒定电压Umin₂;●在最低恒定电压Umimt以下的所有电压持续时间小于或等于4.1.1a)规定的持续时间；●电压的平均值介于最低恒定电压Umint和最高恒定电压Umxi之间；●在最高恒定电压Umxt以上的所有电压持续时间小于或等于4.1.1b)规定的持续时间；●所有的电压值都小于或等于最高非恒定电压Umx5.2电压变化和中断的测量4.3.1、4.3.2、4.3.3和4.3.4不要求型式试验或常规试验。在电压投入后，如果电压质量的问题比较明显，宜在问题存在的现场专门测量，在正常投入后的具有代表性的时间段对电压进行监视，按下列情况分析结果。a)电压