軌道交通 列車電能測量系統(tǒng) 第2部分：電能測量 編制說明

1國家標(biāo)準(zhǔn)《軌道交通列車電能測量系統(tǒng)第2部分：電能測量》(征求意見稿)編制說明1工作簡況1.1編制依據(jù)根據(jù)《國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會關(guān)于下達2022年第一批推薦性國家標(biāo)準(zhǔn)計劃及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)外文版計劃的通知》(國標(biāo)委發(fā)[2022]17號)20220306-T-347項目的要求，由全國軌道交通電氣設(shè)備與系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會歸口，并由株洲中車時代電氣股份有限公司、中鐵檢驗認(rèn)證株洲牽引電氣設(shè)備檢驗站有限公司、中車南京浦鎮(zhèn)車輛有限公司、中車株洲電力機車有限公司、中車青島四方機車車輛股份有限公司、廣州地鐵集團有限公司、上海申通地鐵集團有限公司共同起草。本部分為首次制定。1.2制修訂本標(biāo)準(zhǔn)的必要性耗規(guī)模較大，列車運行能耗占比較高。截至2020年底，全國鐵路營業(yè)里程達到14.63萬公里，其中高鐵3.8萬公里，電氣化率72.8%。據(jù)統(tǒng)計，鐵路總公司管內(nèi)電氣化鐵路用電量達700億千瓦時左右，相當(dāng)于三峽水電站年發(fā)電量的70%左右。其中列車運行能耗占總耗能的80%以上，需要重點關(guān)注列車的運行能耗。目前我國交直流機車/動車組均在列車上安裝了計量電表，但主要只是簡單的計量正向電度數(shù)和反向電度數(shù)。對其精確度、無功計量、數(shù)據(jù)處理與傳遞等處理過程并未有詳細(xì)規(guī)定，目前沿用的幾個基本標(biāo)準(zhǔn)包括TB/T2517-1995《電力機車功率因數(shù)和諧波的測試方法》及TB/T2525-1995《電力機車有功電流試驗方法》，均只是針對列車驗收階段相關(guān)試驗進行規(guī)定；而對常規(guī)電能測量數(shù)據(jù)的使用，包括列車能量管理、能量評估乃至列車電費計量等均未開展，這對軌道交通裝備走出去存在制約。IEC62888《軌道交通列車電能測量系統(tǒng)》系列標(biāo)準(zhǔn)基于歐盟EN50463系列標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上制定完成的，標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容具備較強的國際適應(yīng)性，目前中國也在列車電能測量相關(guān)技術(shù)方面取得了較大的進步，亟需制定符合國際標(biāo)準(zhǔn)要求和適合中國國情的列車電能測量系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)，助力中國軌道交通產(chǎn)品走出去和中國標(biāo)準(zhǔn)與國際標(biāo)準(zhǔn)的互認(rèn)程度。1.3編制過程在本部分的編制過程中，完成了大量的基礎(chǔ)研究和編寫工作，并邀請了國內(nèi)和鐵路行業(yè)相關(guān)領(lǐng)域的專家進行了技術(shù)審查，確保了標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范性和權(quán)威性。本部分編制過程概要如下：(1)標(biāo)準(zhǔn)計劃下達后，在歸口單位指導(dǎo)下，株洲中車時代電氣股份有限公司、中鐵檢驗認(rèn)證株洲牽引電氣設(shè)備檢驗站有限公司等單位成立了標(biāo)準(zhǔn)起草組，對軌道車輛電能測量方式、電能測量精度、電能測量設(shè)備檢驗等情況進行了調(diào)研，收集了相關(guān)技術(shù)資料，形成了工作大綱和本部分的草案稿。(2)標(biāo)準(zhǔn)起草組對前期工作和標(biāo)準(zhǔn)草案深入討論研究后，2023年1月形成了本部分的征求意見稿(SAC/TC278[2023]02)，歸口單位將征求意見稿發(fā)往中國國家鐵路集團、國能朔黃鐵路發(fā)展有限責(zé)任公2司、中車長春軌道客車股份有限公司、中車大連機車車輛有限公司、北京市地鐵運營有限公司、深圳市地鐵集團有限公司等49個單位進行意見征集。(3)主要參加單位和起草組成員及其所做的工作如下：序號起草單位起草人姓名承擔(dān)的工作1株洲中車時代電氣股份有限公司羅云飛、武彬羅云飛主持整個標(biāo)準(zhǔn)編制，負(fù)責(zé)第4.4.1—4.4.6章編制，負(fù)責(zé)整個標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)內(nèi)容及文本質(zhì)量武彬負(fù)責(zé)國際標(biāo)準(zhǔn)翻譯校核2中鐵檢驗認(rèn)證株洲牽引電氣設(shè)備檢驗站有限公司孫敏杰負(fù)責(zé)第4.4.7-5.5.4.3章節(jié)的編制及校核，并對國內(nèi)試驗情況進行總結(jié)分析3中車南京浦鎮(zhèn)車輛有限公司王愛武負(fù)責(zé)第4.1-4.2章的編制及校核4中車株洲電力機車有限公司王磊負(fù)責(zé)第4.3章的編制及校核5中車青島四方機車車輛股份有限公司余進負(fù)責(zé)附錄A、B、C的編制及校核6廣州地鐵集團有限公司D制及校核7上海申通地鐵集團有限公司周巧蓮E制及校核2編制原則2.1標(biāo)準(zhǔn)格式統(tǒng)一、規(guī)范，符合GB/T1.1-2020要求。2.2標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容符合統(tǒng)一性、協(xié)調(diào)性、適用性、一致性、規(guī)范性要求。2.3標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)內(nèi)容安全可靠、成熟穩(wěn)定、經(jīng)濟適用、科學(xué)先進、節(jié)能環(huán)保。2.4標(biāo)準(zhǔn)實施后有利于提高鐵路產(chǎn)品質(zhì)量、保障運輸安全，符合鐵路行業(yè)發(fā)展需求。3主要內(nèi)容3.1本部分規(guī)定了電能測量系統(tǒng)中的電能測量功能的要求，該功能用于在牽引單元上測量直接取自/反饋到接觸網(wǎng)系統(tǒng)的電能。本部分還規(guī)定了電流測量功能(例如電流傳感器)、電壓測量功能(例如電壓傳感器)和電能計算功能(例如電能表)的要求。電壓測量功能、電流測量功能、電能計算功能和完整電能測量功能的一致性試驗要求。本部分已考慮在某些應(yīng)用中電能測量功能可能需要計量評估。本部分涵蓋了所有相關(guān)的計量功能，適用于電能測量系統(tǒng)(1級)。3.2本部分的主要技術(shù)要求包括EMF三個功能(VMF/CMF/ECF)的通用要求、標(biāo)識和標(biāo)記、基本信息；電氣要求(額定電壓、額定電流、額定頻率)；精確度要求(總則、EMF的誤差限值、參考條件、輸入量變化引起的誤差限值、初始條件)；牽引供電系統(tǒng)變化；復(fù)核等研究內(nèi)容。EMF所采用傳感器的約定，包括通用要求(絕緣要求、輸出要求)；電壓傳感器(電氣要求、短路耐受和故障防護、溫升限值、精度要求、溫度對誤差限值的影響、因影響量引起的額外誤差限值)；電流傳感器(電氣要求、溫升限值、精度要求、溫度對誤差限值的影響、諧波誤差限值、因影響量引起的額外誤差限值)。3電能計算功能ECF通用要求(電能數(shù)據(jù)計算、K因子、ECF寄存器、索引值超限、標(biāo)志)；電氣要求 (ECF模擬測量輸入、輸入電壓的影響、短時過電流的影響、自熱的影響、溫升限值、VMF/CMF的數(shù)字輸入)；精度要求(有功電能測量的百分比誤差限值、無功電能測量的百分比誤差限值)；溫度對誤差限值的影響；因影響量引起的額外誤差限值；電磁兼容要求。一致性試驗的要求包括一致性試驗方法、試驗框架、型式檢驗、傳感器型式檢驗、ECF型式檢驗、出廠檢驗。3.3本部分依據(jù)《IEC62888-2:2018軌道交通列車電能測量系統(tǒng)第2部分：電能測量》等技術(shù)規(guī)范，結(jié)合軌道電能測量裝置的應(yīng)用實際編制。本文件與IEC62888-2:2018的技術(shù)性差異及其原因如下：——用規(guī)范性引用的GB/T2423.1代替IEC60068-2-1，兩個文件之間的一致性程度為等同，以適應(yīng)我國的技術(shù)條件,增加可操作性；——用規(guī)范性引用的GB/T2423.4代替IEC60068-2-30，兩個文件之間的一致性程度為等同，以適應(yīng)我國的技術(shù)條件,增加可操作性；——用規(guī)范性引用的GB/T3954代替IEC60121，以適應(yīng)我國的技術(shù)條件,增加可操作性；——用規(guī)范性引用的GB/T4208代替IEC60529，兩個文件之間的一致性程度為等同，以適應(yīng)我國的技術(shù)條件,增加可操作性；——用規(guī)范性引用的GB/T5585.1代替IEC60028，以適應(yīng)我國的技術(shù)條件,增加可操作性；——用規(guī)范性引用的GB/T11021代替IEC60085，兩個文件之間的一致性程度為等同，以適應(yīng)我國的技術(shù)條件,增加可操作性；——用規(guī)范性引用的GB/T17626.2代替IEC61000-4-2，兩個文件之間的一致性程度為等同，以適應(yīng)我國的技術(shù)條件,增加可操作性；——用規(guī)范性引用的GB/T17626.3代替IEC61000-4-3，兩個文件之間的一致性程度為等同，以適應(yīng)我國的技術(shù)條件,增加可操作性；——用規(guī)范性引用的GB/T17626.4代替IEC61000-4-4，兩個文件之間的一致性程度為等同，以適應(yīng)我國的技術(shù)條件,增加可操作性；——用規(guī)范性引用的GB/T17626.5代替IEC61000-4-5，兩個文件之間的一致性程度為等同，以適應(yīng)我國的技術(shù)條件,增加可操作性；——用規(guī)范性引用的GB/T17626.6代替IEC61000-4-6，兩個文件之間的一致性程度為等同，以適應(yīng)我國的技術(shù)條件,增加可操作性；——用規(guī)范性引用的GB/T20840.1代替IEC61869-1，兩個文件之間的一致性程度為修改，以適應(yīng)我國的技術(shù)條件,增加可操作性；——用規(guī)范性引用的GB/T24338.4代替IEC62236-3-2，兩個文件之間的一致性程度為修改，以適應(yīng)我國的技術(shù)條件,增加可操作性；——用規(guī)范性引用的GB/T32347.1代替IEC62498-1，兩個文件之間的一致性程度為修改，以適應(yīng)我國的技術(shù)條件,增加可操作性；4——用規(guī)范性引用的GB/T32350.1代替IEC62497-1，兩個文件之間的一致性程度為修改，以適應(yīng)我國的技術(shù)條件,增加可操作性；——刪除了有關(guān)“如果EMF作為牽引設(shè)備或輔助設(shè)備功能中包含的功能，則無需對設(shè)備類型進行標(biāo)IEC2018的4.2.1.3)，滿足1級電能測量要求；——更改了表1中參考值，等于零改為環(huán)境電磁場(見表1，IEC62888-2：2018的表1)，以適應(yīng)實際應(yīng)用；BVMFEMFBIECB.8)，以適應(yīng)實際應(yīng)用。3.4經(jīng)經(jīng)起草組分析研究，沒有與本部分主要技術(shù)內(nèi)容相關(guān)聯(lián)的現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。4關(guān)鍵指標(biāo)的確定4.1參考條件確定根據(jù)實際測試環(huán)境，一般參考值接近0，為實際測試可執(zhí)行性，參考值改為試驗環(huán)境電磁場值。在電能測量系統(tǒng)中，尤其是1級計量系統(tǒng)，對電壓信號的測量精度通常≤1%，不帶VMF的EMF不能滿足要求，因此由規(guī)范性要求改為資料性要求。4.3附錄C中有功功率確定軌道牽引系統(tǒng)中整流、逆變變流器采用PWM控制，電壓/電流中諧波含量大，實際有功功率計算應(yīng)包含諧波情況，因此標(biāo)準(zhǔn)中增加了諧波情況下計算參考標(biāo)準(zhǔn)。5采標(biāo)情況本部分修改采用IEC62888-2:2018《軌道交通列車電能測量系統(tǒng)第2部分：電能測量》。6有無重大分歧意見無。無7強制或推薦、廢止、公開建議7.1建議本部分作為推薦性國家發(fā)布。7.