IEC 61 377 Edition 2 0 201 6 01 INTERNATIONAL STANDARD NORME INTERNATIONALE Railway applications – Roll ing stock – Combined test method for traction systems Applications ferroviaires – Matériel roula[.]
I E C 61 7 ® Edition 2.0 201 6-01 I N TE RN ATI ON AL S TAN D ARD N ORM E I N TE RN ATI ON ALE Rai l way appl i cati on s – Rol l i n g s tock – C om bi n e d tes t m e th od for tracti on s ys te m s Ap pl i cati on s ferrovi re s – M até ri el rou l an t – M é th od e d ’ es sai s com bi n és pou r IEC 61 377:201 6-01 (en-fr) s ys tè m e s d e tracti on T H I S P U B L I C AT I O N I S C O P YRI G H T P RO T E C T E D C o p yri g h t © I E C , G e n e v a , S wi tz e rl a n d All rights reserved Unless otherwise specified, no part of this publication may be reproduced or utilized in any form or by any means, electronic or mechanical, including photocopying and microfilm, without permission in writing from either IEC or IEC's member National Committee in the country of the requester If you have any questions about I EC copyright or have an enquiry about obtaining additional rights to this publication, please contact the address below or your local I EC member National Committee for further information Droits de reproduction réservés Sauf indication contraire, aucune partie de cette publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans l'accord écrit de l'IEC ou du Comité national de l'IEC du pays du demandeur Si vous avez des questions sur le copyright de l'IEC ou si vous désirez obtenir des droits supplémentaires sur cette publication, utilisez les coordonnées ci-après ou contactez le Comité national de l'IEC de votre pays de résidence IEC Central Office 3, rue de Varembé CH-1 21 Geneva 20 Switzerland Tel.: +41 22 91 02 1 Fax: +41 22 91 03 00 info@iec.ch www.iec.ch Ab ou t th e I E C The I nternational Electrotechnical Commission (I EC) is the leading global organization that prepares and publishes I nternational Standards for all electrical, electronic and related technologies Ab o u t I E C p u b l i ca ti o n s The technical content of IEC publications is kept under constant review by the IEC Please make sure that you have the latest edition, a corrigenda or an amendment might have been published I E C Catal og u e - 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webstore i ec ch /j u stpu bl i sh ed Stay up to date on all new IEC publications Just Published details all new publications released Available online and also once a month by email I E C C u stom er S ervi ce C en tre - webstore i ec ch /csc If you wish to give us your feedback on this publication or need further assistance, please contact the Customer Service Centre: csc@iec.ch A propos d e l 'I E C La Commission Electrotechnique I nternationale (IEC) est la première organisation mondiale qui élabore et publie des Normes internationales pour tout ce qui a trait l'électricité, l'électronique et aux technologies apparentées A propos d es pu bl i cati on s I E C Le contenu technique des publications IEC est constamment revu Veuillez vous assurer que vous possédez l’édition la plus récente, un corrigendum ou amendement peut avoir été publié Catal og u e I E C - webstore i ec ch /catal og u e Application autonome pour consulter tous les renseignements bibliographiques sur les Normes internationales, Spécifications techniques, Rapports techniques et autres documents de l'IEC Disponible pour PC, Mac OS, tablettes Android et iPad Rech erch e d e pu bl i cati on s I E C - www i ec ch /search pu b La recherche avancée permet de trouver des publications IEC en utilisant différents critères (numéro de référence, texte, comité d’études,…) Elle donne aussi des informations sur les projets et les publications remplacées ou retirées E l ectroped i a - www el ectroped i a org Le premier dictionnaire en ligne de termes électroniques et électriques Il contient 20 000 termes et définitions en anglais et en franỗais, ainsi que les termes ộquivalents dans langues additionnelles Egalement appelé Vocabulaire Electrotechnique International (IEV) en ligne G l oss re I E C - s td i ec ch /g l ossary 65 000 entrộes terminologiques ộlectrotechniques, en anglais et en franỗais, extraites des articles Termes et Définitions des publications IEC parues depuis 2002 Plus certaines entrées antérieures extraites des publications des CE 37, 77, 86 et CISPR de l'IEC I E C J u st Pu bl i s h ed - webstore i ec ch /j u stpu bl i sh ed Restez informé sur les nouvelles publications IEC Just Published détaille les nouvelles publications parues Disponible en ligne et aussi une fois par mois par email S ervi ce Cl i en ts - webstore i ec ch /csc Si vous désirez nous donner des commentaires sur cette publication ou si vous avez des questions contactez-nous: csc@iec.ch I E C 61 7 ® Edition 2.0 201 6-01 I N TE RN ATI ON AL S TAN D ARD N ORM E I N TE RN ATI ON ALE Rai l way appl i cati on s – Rol l i n g s tock – C om bi n ed tes t m eth od for tracti on s ys te m s Ap pl i cati on s fe rrovi res – M atéri el rou l an t – M é th od e d ’ es sai s com bi n és pou r s ys tè m e s d e tracti on INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION COMMISSION ELECTROTECHNIQUE INTERNATIONALE ICS 45.060 ISBN 978-2-8322-31 01 -2 Warn i n g ! M ake s u re th at you obtai n ed th i s pu bl i ca ti on from an au th ori zed d i s tri bu tor Atten ti on ! Veu i l l ez vou s ass u rer q u e vou s avez obten u cette pu bl i cati on vi a u n d i stri b u teu r ag ré é ® Registered trademark of the International Electrotechnical Commission –2– I EC 61 377: 201 © I EC 201 CONTENTS FOREWORD Scope Norm ative references Terms and definitions Traction system characteristics General test requirements General test conditions Test setup Setup of traction system under test Test bench architecture Cooling during the test Mechanical output m easurem ent General Summ ation of losses m ethod 3 Comparison of power m ethod Comparison of current method 20 Back to back method 21 Tolerances and measuring accuracy 21 Environm ental conditions 21 Torque characteristic test 22 General 22 Torque characteristics test at m otor hot 22 Test obj ective 22 2 Test conditions 22 Test procedure 23 Acceptance criteria 23 Torque characteristics test at m otor cold 23 Test obj ective 23 Test conditions 23 3 Test procedure 24 Acceptance criteria 24 Starting torque at zero speed 24 Test obj ective 24 Test conditions 24 Test procedure 24 4 Acceptance criteria 24 Efficiency and energ y consum ption test 24 General 24 Efficiency characteristics 25 Test obj ective 25 2 Test conditions 25 Test procedure 25 Acceptance criteria 25 Energy consum ption on route profile 26 Test obj ective 26 I EC 61 377: 201 © I EC 201 –3– Test conditions 26 3 Test procedure 26 Acceptance criteria 26 Temperature rise test 27 General 27 Temperature rise test at constant load 27 Test obj ective 27 2 Test conditions 27 Test procedure 27 Acceptance criteria 28 Temperature rise on route profile 28 Test obj ective 28 Test conditions 28 3 Test procedure 28 Acceptance criteria 28 Test with wheel diam eter differences for paralleled asynchronous m otors 29 General 29 Test obj ective 29 Test conditions 29 4 Test procedure 30 System function test 31 1 Start from backward/reverse m otion 31 1 Test obj ective 31 1 Test conditions 31 1 Test procedure 31 1 Acceptance criteria 31 Motoring-braking transition 31 Test obj ective 31 2 Test conditions 31 Test procedure 32 Acceptance criteria 32 1 Variation of line voltage 32 1 Test obj ective 32 1 Test conditions 32 1 Test procedure 33 1 Acceptance criteria 34 System protection test 34 General 34 2 Rapid voltage changes test 34 2 Test obj ective 34 2 Test conditions 34 2 Test procedure 35 2 Acceptance criteria 36 Traction suppl y voltage interruption 36 Test obj ective 36 Test conditions 36 3 Test procedure 36 Acceptance criteria 36 –4– I EC 61 377: 201 © I EC 201 Traction suppl y contact loss 36 Test obj ective 36 Test conditions 36 Test procedure 37 4 Acceptance criteria 37 Sudden loss of regeneration capability 37 Test obj ective 37 Test conditions 37 Test procedure 38 Acceptance criteria 38 Traction inverter stop 38 Test obj ective 38 Test conditions 38 Test procedure 38 Acceptance criteria 38 Temperature calculation functions 39 General 39 Test obj ective 39 Test conditions 39 Test procedure 39 Acceptance criteria 39 Over-current and over-voltage protection 39 Control battery suppl y interruption 39 Test obj ective 39 Test conditions 39 Test procedure 39 Acceptance criteria 40 Fault m anagem ent test 40 General 40 Loss of sensor function 40 3 Loss of comm and and feed back signals 40 Fault in cooling systems 40 Earth and short-circuit faults 41 Annex A (normative) List of combined tests 42 Annex B (informative) List of clauses with agreem ents between the user and manufacturer 43 Annex C (norm ative) Special test items and conditions for DC motors 44 C General 44 C Test bench architecture 44 C Test setup 44 C 2 Load system 44 C Comm utation test 45 Bibliograph y 46 Figure Figure “traction Figure – Overview of traction system architecture – Exam ple of relationship between the “traction system under test” and the system ” – Traction system – relationship between user, suppliers and manufacturer 1 I EC 61 377: 201 © I EC 201 –5– Figure – Exam ple of peak temperatures on route profile Figure – Exam ple of test bench architecture with speed controlled load system Figure – Exam ple of test bench architecture with back to back method Figure – Exam ples of sim ulating auxiliary load and traction load power suppl y Figure – Exam ple of measurement using summation of losses m ethod Figure – Exam ple of measurement using comparison of power method 20 Figure – Example of m easurem ent using comparison of current method 21 Figure 1 – Example of m easurem ent using back to back m ethod 21 Figure – Torque characteristics of a traction system 23 Figure – Effect of wheel diameter mism atch on the torque characteristic of asynchronous m otor 29 Figure – Test conditions for m otoring-braking transition 32 Figure – Test conditions in traction system range of voltage 33 Figure – Test conditions for variation of the voltage 33 Figure – Rapid voltage change with DC line voltage 35 Figure – Rapid voltage change with AC line voltage 35 Figure – Example of m ethod to create a rapid voltage change 36 Figure 20 – Example of m ethod to simulate the traction suppl y contact loss 37 Figure 21 – Example of m ethod to create loss of regenerative capability 38 Figure C.1 – Example of braking configuration for a traction system under test with separatel y excited DC motor 44 Figure C.2 – Test bench arrangement for back to back test of the traction system under test with a DC m otor 45 Table A – List of com bined tests 42 Table B – List of subclauses including agreements between the user and manufacturer 43 –6– I EC 61 377: 201 © I EC 201 INTERNATI ONAL ELECTROTECHNI CAL COMMISSI ON R AI L W AY AP P L I C AT I O N S – RO L L I N G S T O C K – C O M B I N E D T E S T M E T H O D F O R T R AC T I O N S YS T E M S FOREWORD ) The I nternati on al Electrotechni cal Comm ission (I EC) is a worl d wid e organization for stan dardization com prisin g all n ation al el ectrotechnical comm ittees (I EC National Comm ittees) The object of I EC is to prom ote internati onal co-operation on all q uestions concerni ng stand ardi zati on in the el ectrical an d electronic fi elds To this en d and in additi on to other acti vities, I EC pu blish es I nternational Stan dards, Techn ical Specificati ons, Technical Reports, Publicl y Avail abl e Specificati ons (PAS) an d Gu ides (h ereafter referred to as “I EC Publication(s)”) Th ei r preparation is entrusted to tech nical comm ittees; any I EC N ational Comm ittee interested in the subj ect dealt with m ay partici pate in this preparatory work I nternational, governm ental an d n on governm ental organ izations l iaising with th e I EC also participate i n this preparation I EC collaborates closel y with the I ntern ational Organi zation for Stand ardization (I SO) in accordance with ditions determ ined by agreem ent between th e two organi zati ons 2) The form al decisions or ag reem ents of I EC on tech nical m atters express, as n early as possible, an i nternati onal consensus of opi nion on the rel evant subjects since each technical com m ittee has representati on from all interested I EC N ational Com m ittees 3) I EC Publications have the form of recom m endations for intern ational use an d are accepted by I EC National Com m ittees in that sense While all reasonable efforts are m ade to ensure that the tech nical content of I EC Publications is accu rate, I EC cann ot be h eld responsi ble for th e way in which th ey are used or for an y m isinterpretation by an y en d u ser 4) I n order to prom ote intern ational u niform ity, I EC National Com m ittees und ertake to apply I EC Publications transparentl y to the m axim um extent possible i n their national an d regi on al publicati ons Any d ivergence between an y I EC Publication and the correspondi ng national or regi on al publicati on sh all be clearl y in dicated in the latter 5) I EC itself d oes n ot provi de an y attestation of conform ity I n depend ent certificati on bodies provi de conform ity assessm ent services and, in som e areas, access to I EC m arks of conform ity I EC is not responsi ble for any services carri ed out by ind ependent certification bodi es 6) All users shou ld ensure that th ey have the l atest editi on of thi s publicati on 7) No liability shall attach to I EC or its directors, em ployees, servants or ag ents inclu din g in divi dual experts an d m em bers of its technical com m ittees and I EC Nati on al Com m ittees for any person al i njury, property d am age or other dam age of any nature whatsoever, wheth er di rect or indirect, or for costs (includ i ng leg al fees) and expenses arisi ng out of the publ ication, use of, or relian ce upon, this I EC Publicati on or any other I EC Publications 8) Attention is drawn to th e N orm ative references cited in th is publ ication Use of the referenced publ ications is indispensable for the correct applicati on of this publication 9) Attention is drawn to the possibility that som e of the elem ents of this I EC Publication m ay be the su bject of patent rig hts I EC shall not be held responsibl e for identifyi ng any or all such patent ri ghts I nternational Standard I EC 61 377 has been prepared by I EC technical comm ittee 9: Electrical equipm ent and systems for railways This edition cancels and replaces I EC 61 377-1 (2006), I EC 61 377-2 (2002) and I EC 61 377-3 (2002) I t constitutes a technical revision This edition includes the following m ain technical changes with regard to the previous editions: it includes updates as necessary in order to m eet the current technical state of the art, to im prove clarity and to create an edition that considers all types of m otors part of a traction system I EC 61 377: 201 © I EC 201 –7– The text of this standard is based on the following documents: FDI S Report on votin g 9/2078/FDI S 9/21 3/RVD Full information on the voting for the approval of this standard can be found in the report on voting indicated in the above table This publication has been drafted in accordance with the I SO/I EC Directives, Part The comm ittee has decided that the contents of this publication will remain unchanged until the stability date indicated on the I EC website under "http: //webstore iec.ch" in the data related to the specific publication At this date, the publication will be • • • • reconfirmed, withdrawn, replaced by a revised edition, or amended –8– I EC 61 377: 201 © I EC 201 R AI L W AY AP P L I C AT I O N S – RO L L I N G S T O C K – C O M B I N E D T E S T M E T H O D F O R T R AC T I O N S YS T E M S S cop e This I nternational Standard applies to the traction system consisting (when it applies) of traction m otor(s), converter(s), traction control equipm ent including software, transform er, input filters, brake resistors, m ain circuit-breaker, cooling equipm ent, transducers, contactors, etc Figure is j ust an overview and is not representative of all traction system architectures Current collector, mechanical braking systems and gearbox are not in the scope of this standard Types of motors applicable in this standard are asynchronous, or syn chronous including permanent m agnet (PMM ), or direct current (DC) The auxiliary converter(s) is (are) part of the scope when the auxiliary converter is enclosed within the traction converter Otherwise, when the traction system feeds an auxiliary system outside the traction converter, the auxiliary system can be replaced by an equivalent load NOTE Energ y storage system is not considered in this standard since there is no specific type test standard for energ y storage system NOTE Au xiliary l oads val idation is not part of th is standard NOTE The gearbox can be part of test set-up, but it is not a part of traction system Power input side Transformer AC voltage AC voltage from diesel generator DC voltage Main circuit-breaker Auxiliary converter Transformer I nput filter Pre-charge Traction control equipment Rectifer Intermediate DC link Inverter Traction auxiliary loads Auxiliary output voltages Chopper Disconnect switches Braking resistor Asynchronous or synchronous motor(s) M Output side – motor torque IEC F i g u re – O v e rv i e w o f t c t i o n s ys te m a rc h i t e c t u re – 86 – Supply voltage I EC 61 377: 201 © I EC 201 Traction system under test IEC An g l a i s F n ỗ a i s Suppl y voltage Tension dal im entation Traction system under test Systèm e de traction en essai F i g u re – E xe m p l e d e m é t h o d e d e g é n é t i o n 2.2.4 d ’ u n e v a ri a t i o n b ru s q u e d e t e n s i o n C ri t è re s d ’ a c c e p t a t i o n I l convient que le système de traction supporte la variation de tension sans interruption du fonctionnem ent 2.3 I n t e rru p t i o n d e l a t e n s i o n d ’ a l i m e n t a t i o n d e t c t i o n O bj ecti f d e l ’ es s Cet essai a pour obj et de vérifier que le système de traction réagit une interruption de tension, comm e spécifié dans l’I EC 60850 ou la spécification, généralem ent due au déclenchement des disj oncteurs et au réenclenchem ent autom atique après la détection des défauts C o n d i ti o n s d ’ e s s a i La tension est interrom pue pendant moins de s, la tension nom inale, pleine puissance en traction et au courant de freinage récupéré m axim al qu’il est possible d’obtenir (si le freinage par récupération est applicable) NOTE La du rée de l’interru pti on est conform e au x caractéri stiques d’ alim entation électri que ou il est possibl e d e se référer l’I EC 60850 si ell e n’est pas spécifiée Tous les dispositifs de protection , y com pris les dispositifs de protection en l’absence de tension, doivent être en fonctionnem ent pendant ces essais 3 P ro c é d u re d ’ e s s a i Pour la traction et le freinage par récupération, la tension d’alimentation externe doit être déconnectée et reconnectée (par exemple au moyen du disj oncteur) pendant la durée totale de l’interruption , com me défini dans les conditions d’essai C ri t è re s d ’ a c c e p t a t i o n Le système de traction doit réagir comme spécifié sans présenter de dom mage NOTE L’I EC 6231 spécifie l es exig ences relati ves la coordi nation entre le systèm e de traction et l’ alim entation électri que I EC 61 377: 201 © I EC 201 – 87 – 2.4 Perte de contact de la tension d’alimentation de traction 2.4.1 Objectif de l’essai Cet essai a pour objet de vérifier que le système de traction réagit une perte de contact de tension afin de simuler l’état du train en cas de rebondissem ent du pantographe ou de passage d’une section neutre, etc 2.4.2 Conditions d’essai Le contact de tension est perdu pendant une durée de m s 200 m s ou sur la base d’un accord entre l’exploitant et le constructeur, la tension nom inale, pleine puissance en traction et au courant de freinage récupéré maximal qu’il est possible d’obtenir (si le freinage par récupération est applicable) NOTE I l est adm is que pen dant la perte de contact, la tension d’entrée du systèm e d e tracti on n e passe pas V 2.4.3 Procédu re d’essai Pour la traction et le freinage par récupération, la tension d’alimentation externe doit être déconnectée et reconnectée, par exem ple comme la Figure 20, pendant la durée totale de la perte de contact, comm e défini dans les conditions d’essai Contactor Contactor Uinput Traction system under test Contactor Closed Open Contactor Closed Open Uinput t IEC An glais Franỗais Contactor Contacteur Traction system under test Systèm e de traction en essai Closed Ferm é Open Ouvert Uinput Uentrée Figu re 20 – Exemple de méthode de simulation de la perte de contact de la tension d’alimentation de traction – 88 – 2.4.4 I EC 61 377: 201 © I EC 201 Critères d’acceptation Le système de traction doit réagir comme spécifié sans présenter de dom mage 2.5 Perte brusqu e de la capacité de récupération 2.5.1 Objectif de l’essai Cet essai a pour obj et de sim uler une perte de capacité de récupération afin de vérifier que la transition a lieu du freinage par récupération au freinage sur résistance L’essai ne s’applique que si le système de freinage sur résistance est disponible 2.5.2 Conditions d’essai À la tension nom inale, la capacité de récupération est interrom pue la puissance de freinage récupérée maxim ale qu’il est possible d’obtenir 2.5.3 Procédure d’essai La capacité de récupération peut être interrompue en appliquant les méthodes suivantes pour des lignes en courant alternatif et en courant continu , par exem ple: • • déconnecter l’alim entation électrique; bloquer la capacité de récupération de l’alimentation électrique (par exemple en utilisant une alimentation électrique de non-récupération et une charge résistive en parallèle comme le représente la Figure 21 pour le courant continu) DC power supply Input voltage Traction system under test IEC An glais Franỗais DC power suppl y Alim entation él ectriq ue en cou rant contin u I nput voltage Tension d’entrée Traction system under test Systèm e de traction en essai Figu re 21 – Exemple de méthode de génération de la perte de la capacité de récupération 2.5.4 Critères d’acceptation I l convient que la transition du freinage par récupération au freinage sur résistance soit régulière sans variation significative du couple NOTE I l est possible de m esurer l e cou rant du m oteu r plutôt que de m esurer di rectem ent le couple La tension d’entrée doit rester au-dessous des valeurs m aximales spécifiées I EC 61 377: 201 © I EC 201 – 89 – 2.6 Arrêt de l’onduleur de traction 2.6.1 Objectif de l’essai Cet essai a pour objet de vérifier que par suite d’une réduction brusque de charge due l’arrêt imm édiat de l’onduleur de traction, le système de traction ne présente aucun domm age 2.6.2 Conditions d’essai L’essai doit être réalisé aux points de fonctionnement suivants, en freinage et en traction: • • la puissance maxim ale (pour tous les types de m oteurs); 90 % de la vitesse m axim ale d’utilisation du m oteur en fonctionnement norm al (uniquem ent dans le cas de m oteur PM M) 2.6.3 Procédure d’essai Lorsque les conditions décrites en sont obtenues, tous les onduleurs raccordés une liaison courant continu comm une doivent être arrêtés en activant l’arrêt imm édiat des impulsions de comm ande semi-conducteur de l’onduleur de traction Si les onduleurs sont sur une liaison courant continu commune m ais sont régulés et protégés de m anière indépendante, il n’est pas nécessaire de les arrêter en mêm e tem ps 2.6.4 Critères d’acceptation Le systèm e doit être capable de redémarrer et fonctionner comme auparavant conformém ent une séquence spécifiée (réenclenchem ent après défaut) 2.7 Fonctions de calcul de la température 2.7.1 Généralités Les températures calculées dans le système de traction sont des valeurs internes utilisées pour certaines fonctions de protection Pour les composants appropriés, et uniquement lorsque le systèm e de traction est équipé de fonctions de calcul de la température servant de fonctions de protection, les fonctions de calcul de la température assurées par l’équipement de régulation de traction du systèm e de traction doivent être validées pendant l’essai d’échauffement (Article 9) NOTE Les fonctions de protection contre la surchauffe sont valid ées pend ant la valid ation logici elle ou au cours de certains essais de dispositifs 2.7.2 Objectif de l’essai Cet essai a pour obj et de valider les fonctions de calcul de la tem pérature comme base pour la fonction de protection 2.7.3 Conditions d’essai Voir l’Article 2.7.4 Procédure d’essai Voir l’Article 2.7.5 Critères d’acceptation Les fonctions de calcul de la tem pérature satisfont leur objet – 90 – 2.8 P ro t e c t i o n I EC 61 377: 201 © I EC 201 c o n t re l e s s u ri n t e n s i t é s e t l a s u rt e n s i o n L’essai doit être réalisé pendant les essais de type des com posants et convertisseurs conform ément l’I EC 61 287-1 2.9 I n t e rru p t i o n d e l ’ a l i m e n ta ti o n d e l a b a t t e ri e d e c o n t rô l e - c o m m a n d e O b j ecti f d e l ’ e s s Cet essai a pour objet de vérifier que le système de traction en essai ne présente aucun domm age en cas d’interruption de l’alimentation de la batterie de contrôle-commande C o n d i ti o n s d ’ e s s a i L’essai doit être réalisé aux points de fonctionnem ent suivants, en freinage et en traction: • • la puissance m axim ale (pour tous les types de m oteurs); 90 % de la vitesse maximale d’utilisation du moteur en fonctionnem ent normal (uniquement dans le cas de moteur PMM) S’il existe des restrictions limitant le risque d’endommager les installations du banc d’essai, il est admis de réaliser cet essai basse tension ou en utilisant une charge différente au lieu de m oteurs P ro c é d u re d ’ e s s a i Lorsque les conditions décrites ci-dessus sont obtenues, l’alimentation électrique par batterie de contrôle-comm ande doit être interrompue C ri t è re s d ’ a c c e p t a t i o n Le système doit être capable de redém arrer et fonctionner comm e auparavant conform ément la séquence spécifiée (réenclenchement après défaut) E s s a i d e g e s t i o n d e s d é fa u t s G é n é l i t é s Cet essai a pour obj et de vérifier par essai la gestion des défauts l’intérieur du systèm e de traction par surveillance de: • • • • la détection de défaut; la fonction de protection; l’indication de défaut; l’action corrective (le cas échéant) Les méthodes d’essai doivent initier les fonctions de protection Le matériel de sim ulation de condition de défaut est adm is Lorsque cela n’a pas d’incidence sur le résultat d’essai, il convient généralement de pouvoir réaliser les essais avec le systèm e de traction en essai sans certains composants ou sans alim entation électrique haute tension Si des parties (ou la totalité) des fonctions ont été soum ises l’essai au niveau des com posants, il est admis de soumettre l’essai uniquem ent les fonctions restantes Les critères d’acceptation pour l’essai spécifié dans les paragraphes ci-après stipulent que le systèm e de traction en essai ne présente aucun domm age et que sont appliquées la détection I EC 61 377: 201 © I EC 201 – 91 – de défaut, la fonction de protection, l’indication de défaut et l’action corrective correctes (le cas échéant) P erte d e l a fon cti on d e d étecti on Les éléments pertinents pour cet essai sont les défauts des capteurs (par exemple transducteurs de tension, transducteurs de courant, transducteurs de tem pérature) I l est admis de réaliser cet essai en générant des conditions de défaut pour les capteurs l’état hors tension, avant de démarrer le systèm e 3 P erte s d e s s i g n au x d e com m an d e et d e retou r Les élém ents pertinents pour cet essai sont la perte des signaux de commande de matériel et des signaux de retour des com posants (par exemple disj oncteur principal, contacteurs) Il est admis de réaliser cet essai en générant des conditions de défaut pour le signal l’état hors tension, avant de démarrer le systèm e D éfau t d es s ys tèm es d e refro i d i s s e m e n t Les éléments pertinents pour cet essai sont les interruptions ou les réductions des performances en m atière de refroidissement Exem ples: • • l’arrêt ou la réduction de la vitesse des composants, par exem ple des pom pes, des ventilateurs; l’interruption ou la réduction du flux de l’agent de refroidissem ent Il est adm is de réaliser cet essai en générant des conditions de défaut l’état hors tension, avant de démarrer le système 3.5 D éfau ts d e terre et d e cou rt-ci rcu i t Dans la spécification, l’exploitant doit préciser si le systèm e de traction est protégé ou non contre les défauts de terre et de court-circuit Les éléments pertinents pour cet essai sont les défauts de terre ou les conditions de courtcircuit tels que spécifiés Les défauts se produisant l’intérieur des composants peuvent être exclus Par exem ple, il convient de considérer les cas d’essai suivants: • • • • la liaison courant continu (y com pris le circuit résonant le cas échéant); la sortie; l’entrée; au rhéostat de freinage Il est adm is de réaliser cet essai en générant une condition de défaut l’état hors tension, avant de démarrer le systèm e S’il existe des restrictions dues au risque d’endomm ager les installations du banc d’essai, la méthode d’essai doit être définie par accord entre l’exploitant et le constructeur – 92 – I EC 61 377: 201 © I EC 201 Annexe A (normative) Liste des essais combinés Tableau A.1 – Liste des essais combinés N° de l’ essai Spécifié l’ article/ paragraphe Cas d’essai Essais obligatoires Essais facul tatifs, soumis accord Essai des caractéristiques d e coupl e, m oteur chaud X Essai des caractéristiques d e coupl e, m oteur froid X Cou ple de d ém arrage vitesse nulle Caractéristi ques d e rend em ent X (variante 3) Consom m ation d’énergi e sur profil d ’itinéraire X (variante 2) Essai d’échauffem ent ch arge constante X (variante 3) Échauffem ent sur profil d ’itin éraire X (variante 2) Essai avec différences de di am ètre d es roues pour m oteurs asynch rones en parall èle 1 Essai de la fonction antirecul 10 Transiti on traction -frein age X 11 11 Variati on d e la tension d’al im entation X 12 2 Essai de variati on brusque de tension X 13 I nterrupti on de la tension d’ali m entation de traction X 14 Perte d e contact d e la tensi on d’alim entati on d e traction X 15 Perte brusq ue d e la capacité d e récu pération 16 Arrêt d e l’ond uleur d e tracti on X 17 Fonctions de calcul d e la tem pérature X 18 Protection contre les suri ntensi tés et la surtension X 19 I nterrupti on de l’alim entation d e la batteri e de contrôlecomm ande X 20 Perte d e la fonction d e d étection X 21 3 Pertes des sig nau x d e comm ande et de retour X 22 Défaut des systèm es de refroi d issem ent X 23 Défauts de terre et de court-ci rcuit X 24 C Essai de comm utation (u niq uem ent pour m oteu r courant continu ) X X X X X I EC 61 377: 201 © I EC 201 – 93 – An n exe B (informative) Li s te d es arti cl es fai s an t l ' obj e t d 'accord s en tre l ’ expl oi tan t e t l e s tru cteu r Tab l e au B – L i s te d es pa rag raph es com p ren an t d es acco rd s en tre l ’ expl o i tan t et l e s tru cteu r N u m é ro d ' arti cl e / p arag rap h e Ti tre d e l ' arti cl e / p arag rap h e Dom aine d ’applicati on Caractéristi ques d u systèm e de traction Exigences général es d’essai Montag e du systèm e de tracti on en essai Alim entation él ectriq ue du banc d’essai Refroidissem ent pen dant l’ essai Généralités Généralités 2 Con ditions d’essai Généralités 3 Procéd ure d’essai 9 2 9 4 4 Généralités Objectif de l ’essai Con ditions d’essai Objectif de l ’essai Généralités Généralités Généralités 2 Con ditions d’essai Con ditions d’essai Défauts de terre et de court-ci rcuit Annexe A Tableau A – Liste des essais com binés 2 Sujet Ti tre d e l ’ arti cl e/p ara g rap h e Conditions gén érales d’essai Conditions gén érales d’essai Con ditions gén érales d’essai Mesu rage d e la puissance m écaniq ue de sorti e Essai des caractéristiqu es de couple Essai des caractéristiqu es de couple Ren dem ent et essai de consom m ation d’én ergie Rendem ent et essai de consom m ation d’én ergie Essai d’échauffem ent Essai d’échauffem ent Essai d’échauffem ent Essai d’échauffem ent Essai d’échauffem ent Essai d’échauffem ent Essai des systèm es de protection Essai des systèm es de protection Essai des systèm es de protection Essai de gestion des défauts (norm ative) Liste des essais com binés Représentati vité d u systèm e de traction en essai par rapport au systèm e de traction et écarts Niveau de tension de l’alim entation, tem pératu re de référence du m oteur et différence des résultats de m esure des caractéristiq ues internes Essai facultatif, nécessité de répéter l’ essai de type en cas de systèm e de traction existant, m odifications, et essai sur véhi cule Com posants équi per de capteurs d e tem pératu re Plage d e tensi ons ou l im itation de pu issance de l’alim entation él ectriq ue Sim ulations de refroidissem ent et correction d e la tem pérature am biante Autres m éthodes d e m esure de la puissance m écanique d e sorti e Mesu rage d e ẳ, ẵ et ắ de la rộfộrence d e couple m axim ale Tem pératu res d e l’enroulem ent statoriq ue Mesu rage d u rend em ent ou d e la consom m ation d’én ergie Méthod e de m esure de l a consomm ation d’én ergie Méthod e d’ essai d’échauffem ent Valeu rs assignées du systèm e Valeu rs assignées du systèm e Valeu rs assignées du systèm e Méthod e de calcul au l ieu de l’ essai Méthod e de calcul au l ieu de l’ essai Autres essais des systèm es de protecti on Tem ps de m ontée et tem ps de descente des variati ons de tension Période d e perte de contact de tension Méthod e d’ essai Essais facultatifs – 94 – I EC 61 377: 201 © I EC 201 Annexe C (normative) Éléments et conditions d’essai spéciaux pour moteurs courant continu C.1 Généralités La présente annexe spécifie les conditions et les éléments d’essai spéciaux applicables aux moteurs courant continu Les articles suivants ne sont pas applicables aux m oteurs courant continu: • • Essai avec différences de diam ètre des roues pour m oteurs asynchrones en parallèle (la Figure et les form ules de glissement ne sont pas applicables); Transition traction-freinage C.2 Architecture du banc d’essai C.2.1 M ontage d’essai La Figure C représente un exem ple de configuration pour le freinage avec m oteur courant continu excitation séparée Field supply DC + Chopper DC – Braking resistor DC motor Torque, speed Field Control IEC An glais Franỗais Field su ppl y Alim entation d e cham p DC Cou rant contin u Chopper Hacheur Braking resistor Résistance d e freinage Torq ue, speed Cou ple, vitesse DC m otor Moteur courant contin u Control Rég ulateur Field Cham p Figu re C.1 – Exemple de configuration de freinage pour u n système de traction en essai avec moteu r cou rant continu excitation séparée I EC 61 377: 201 © I EC 201 C.2.2 – 95 – Système de charge La Figure C représente la disposition pour l’essai dos dos d’un hacheur et d’un m oteur courant continu DC + DC – Chopper Motoring Torque reference Control Field Torque feedback Field DC + DC – Chopper Braking Speed reference Control Speed feedback IEC An glais Franỗais Motori ng Traction DC Cou rant contin u Chopper Hacheur Torq ue reference Référence de coupl e Control Rég ulateur Field Cham p Torq ue feedback Retour cou ple Braking Frei nag e Speed reference Référence de vitesse Speed feed back Retour vitesse Figu re C.2 – Disposition du banc d’essai pou r l’essai dos dos du système de traction en essai avec moteur courant continu C.3 Essai de commutation L’essai de comm utation sur les m oteurs courant continu doit être réalisé conform ément l’I EC 60349-1 – 96 – I EC 61 377: 201 © I EC 201 L’essai défini en et 3, point (Com ), de l’I EC 60349-1 , doit être réalisé la fois en traction et en freinage, la vitesse m axim ale d’utilisation et avec le courant m aximal, avec la tension d’alim entation la valeur capable de produire les conditions d’ondulation les plus défavorables L’essai défini en 8.3 et 3.3, point (Com 3), de l’I EC 60349-1 , doit être réalisé dans la condition d’ondulation la plus défavorable I EC 61 377: 201 © I EC 201 – 97 – Bibliographie I EC 60050-41 , Voca bula ire Electrotech n ique In tern a tion a l – Ch a p itre 41 : Ma chin es tourn a n te s I EC 60050-551 , Voca b ula ire Electrotechn ique In tern a tio n a l – Ch a p itre 551 : Ele ctron ique de puissa n ce I EC 60050-81 , Voca b ula ire Electrotechn ique In tern a tion a l – Ch a p itre 81 : Tra ctio n é le ctrique I EC 60077-3, A p p lica tion s ferrovia ires – Equip e m e n ts é lectriques du ma térie l ro ula n t – Pa rtie 3: Comp osa n ts é le ctrotech n ique s – Règles pour disjon cteurs coura n t co n tin u IEC 60077-4, A p plica tion s fe rrovia ires – Equip e m en ts é lectriques pour le ma térie l roula n t – Pa rtie 4: Comp osa n ts é le ctrote ch n iques – Règles pour disjon cteurs coura n t m on op h a sé IEC 6031 0, A pp lica tion s ferrovia ires – Tra n sform a te urs de tra ction e t b ob in es d’in ducta n ce bord du m a té rie l roula n t IEC 60322, A pp lica tion s ferrovia ires – Equip em e n ts é lectrique s du m a térie l roula n t – Règles re la tives a ux résista n ce s de puissa n ce de structio n ouverte IEC 60571 , A pp lica tion s ferrovia ires – Equip em en ts é lectron iques utilisés sur le m a térie l roula n t IEC 62236-3-1 , A pp lica tion s ferrovia ires – Com pa tib ilité é le ctro ma gn é tique – Pa rtie 3-1 : é le ctroma gn é tique – Pa rtie 3-2: Ma térie l roula n t – Tra in s et vé h icule s com p le ts IEC 62236-3-2, A pp lica tion s fe rrovia ires – Co m pa tib ilité Ma térie l ro ula n t – A p pa re ils IEC 62498-1 , A pp lica tio n s ferrovia ires – Con ditio n s d’e n viron n e m e n t pour le m a térie l – Pa rtie : Équipe m en t e m ba rqué du ma té rie l roula n t ISO 4253-2, piè ce s Spécifica tion gé o mé trique des p ro duits (G PS) – Vérifica tion pa r la m esure de s e t des équip e m e n ts de m e sure – Pa rtie 2: L ign es directrices p our l'estim a tion de l'in certitude da n s les m e sures G PS, da n s l'é ta lon n a ge des é quip e me n ts de m esure e t da n s la vérifica tion des pro duits ISO 7025, Exige n ces gén éra les cern a n t la com p éte n ce des la b ora toires d'éta lon n a ges et d'essa is ISO/I EC Guide 98-3: 2008, In certitude de m esure – Pa rtie 3: Guide p our l’e xp re ssion de l’in certitude de m esure (GUM) I SO/I EC Guide 99, Voca b ula ire in tern a tion a l de mé trolo gie gé n éra ux e t te rm es a sso ciés (VIM) _ – Con ce pts fo n da me n ta ux et I N TE RN ATI O N AL E LE CTRO TE CH N I CAL CO M M I S S I O N 3, ru e d e Va re m bé P O B ox CH -1 1 G e n e va S wi tze rl a n d Te l : + 41 F a x: + 22 91 02 1 22 91 03 00 i n fo @i e c ch www i e c ch