HAD 10213-2021 核动力厂电力系统设计.pdf

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  • 3.2.1安全重要物项的可靠性应与其安全重要性相适应。应 对所有安全重要系统进行系统性评价,以确认设计基准中提出的 可靠性要求已在系统设计中落实。 3.2.2在设计安全级电力系统时,应采用多重性、多样性、

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    提高故障耐受能力、保持设备和系统独立性、避免共因故障、提 高可试验性和可维护性、采取故障安全设计以及选择高质量设备 等措施来保证安全功能的可靠性。 3.2.3安全级电力系统应根据设计基准中的可靠性要求进行 多重配置。安全级电力系统的多重配置情况,应符合可靠性目标 并符合单一故障准则。为了充分发挥多重作用,不同的安全序列 间须保持独立性。 3.2.4应考虑安全级物项发生共因故障的可能性,可采用多 样性、多重性和独立性原则来保证其可靠性。 3.2.5应采用实体隔离、电气隔离、功能独立和通讯(数据 传输)独立等措施,防止安全系统的多重序列之间发生相互干扰 3.2.6安全级电力系统应与安全等级较低的系统之间保持独 立,如无法满足上述要求,则需采取有效的隔离措施,以防止低 安全级别物项的故障影响高安全级别物项执行其预期安全功能。 3.2.7独立性是为了防止安全级电力系统的多重序列间,以 及不同纵深防御层次的系统间同时受到某一故障或内外部危险 的影响,需要考虑的因素包括: 一.设计基准事故造成的故障; 一.受相同的内、外部危险影响; 一.公用支持系统的故障; 一.系统间或序列间的电气连接; 一.系统间或序列间的数据交换; 一.设计、制造、运行、维护中的共性缺陷。

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    3.2.8安全级物项不应受到所需应对事故的影响。 3.2.9多重的安全序列应彼此独立,以确保其在事故期间和 之后执行预定的安全功能。 3.2.10电力系统、设备和设施的局部故障不应造成其余部分 不可用。 3.2.11安全级电力系统的辅助支持设施的功能失效不应破 环不安全级电力系统多重序列之间或安全级电力系统与安全等级 校低的系统之间的独立性。例如,将房间通风设施划分为与其支 的安全级电力系统相同的序列,可防止一列安全级电力辅助支 持设施的机械功能丧失导致另一列电力系统安全功能的丧失。 3.2.12不同安全等级系统之间的隔离装置的分级应与较高 安全等级的系统保持一致。 3.2.13应证明实体隔离、电气隔离和相关电路设计的合理性 以满足独立性要求。 3.2.14实体隔离可通过设置屏障、保持隔离距离或两者相结 合的方式来实现。 3.2.15电气隔离用于防止系统内部的电气故障影响与其连 接的其他系统。一般情况下,安全级电力系统不应向非安全级负 荷供电。当安全级电力系统需要向非安全级负荷供电时,应使用 安全级隔离装置进行隔离。 3.2.16应采取保持分隔距离、设置隔离装置、采用屏蔽、合 理布线等措施或多种措施相结合的方式设备设计图纸,以满足电气隔离的要求 3.2.17安全级电力系统的多重序列之间不应互相连接。若安 全评价表明不同安全序列之间的连接可以显著增加电源的可靠

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    性,并可保证不同序列间的独立性,则可允许在多重序列之间建 立临时连接,这些临时连接可用于应对全厂断电。 3.2.18若核动力厂电力系统满足以下要求,则可在停机期间 买施多重序列之间的临时连接。 (1)具备有效的闭锁措施,不能通过简单的升关操作解除; (2)临时连接对核动力厂安全可靠性的影响和对诱发共因 故障的影响是可接受的。 3.2.19如果在安全级电路和安全等级较低的电路之间无法 提供有效的电气隔离,则安全等级较低的电路应该: (1)通过分析或试验证明其不会对与之相关的安全级电路 造成不可接受的影响; (2)确定其为安全级电路的相关电路。 3.2.20安全级电力系统应由多样化的电源供电。通常情况下 安全级电力系统的电源来自: (1)作为正常电源或带厂用电负荷运行的主发电机; (2)通过优先电源供电的厂外电力系统; (3)在厂外电力系统和主发电机均失去时,为安全级电力 系统供电的备用电源; (4)应对全厂断电时的电源,如替代交流电源。 3.2.21如果将非电动力系统作为多样化手段来完成特定安 全功能,则其相关的动力源、仪表和控制系统应独立于其多样化 对应的原系统。多样化的非电动力系统可使用蒸汽或发动机直接 驱动的设备。

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    3.2.22在安全级电力系统及其支持系统的设计、试验、维护 和运行过程中,应考虑发生共因故障并导致其无法执行安全功能 的可能性。 3.2.23应采取应对电力系统电压瞬态的措施,以使发生共因 故障的风险降至可接受的水平。 3.2.24应对源自电网共因故障的主要防护措施包括: (1)建立全面的设计基准和安全规范,明确可能对安全级 电力系统构成威胁的所有事件; (2)通过本质特征或继电保护,证明安全级电力系统应对 这些事件的能力; (3)证明电网的电压/频率偏移不会传递至由整流器和逆变 器供电的母线。 3.2.25应对备用电源共因故障的主要措施包括: (1)建立全面的设计基准和安全规范,明确所有可能对备 用电源的控制、启动和运行构成威胁的事件; (2)通过恰当的设计,证明备用电源具备应对这些事件的 能力,包括加载期间的瞬态性能: (3)多重的控制电路和设备可保证启动的可靠性和运行的 连续性,并避免误跳闸。 3.2.26为尽量减少软件设备共因故障的风险,电气软件的多 详性应遵循核动力厂仪表和控制系统设计相关导则的要求。 3.2.27应恰当地考虑故障安全设计原则,并落实到核动力厂 安全重要系统和设备的设计中。当适用时,应将安全重要系统和 设备设计为故障安全,使其自身的故障或支持设施的故障不影响 一

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    预期安全功能的执行。 3.2.28应定义安全重要电气设备的故障模式,应可通过定期 试验排查安全重要电气设备的故障。

    3.3.1电气设备的额定值应有足够的裕度,并考虑后续核动 力厂优化和改造的需求。电气设备选择应满足如下条件: (1)在允许的电力系统电压波动范围内,可承载回路工作 电流; (2)满足负荷运行要求而不超过温度限值; (3)可承受规定切除时间内的系统短路电流; (4)可承受短路峰值电流而不超过其机械强度。 3.3.2应定期并至少在主要设备更换、核动力厂修改和定期 安全审查时对设备额定参数的裕度进行验证,验证应基于保守假 设和可信方法。 3.3.3用于驱动安全重要物项的电动机应具有足够的输出转 矩,以允许在电力系统设计基准规定的最低电压条件下起动。电 动机额定功率、安全级电气设备容量和过载保护装置的整定值应 与电动机实际负载以及输出转矩相匹配。 3.3.4阀门电动装置应能够在电力系统电压和频率低限时仍 可提供足够的转矩来打开或关闭阀!,且在电力系统电压和频率 高限时不超过最大充许转矩。阀门电动装置的保护与力矩开关的 定值应互相配合,以避免在运行过程中保护装置误动作。 3.3.5驱动安全重要物项的电动机及其供电回路设备应能够

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    承受设计基准定义的稳态、短时和瞬态运行工况所导致的电压和 频率波动。 3.3.6电气设备及电缆的选择和鉴定应符合其使用条件和环 境条件。电气设备及电缆应具有足够的阻燃性以防止火灾蔓延

    3.4.1在计算电缆导体温度时,需考虑的因素包括: (1)最高环境温度; (2)正常电流和故障电流; (3)负载率; (4)在同一或附近通道中其他电缆的布置情况; (5)电缆通道、穿墙、穿楼板、防火堵料和阻燃涂层对电 缆发热的影响。 3.4.2母线、电缆通道(即电缆桥架或电缆保护管)及其支 架应设计成能够承受电缆及其附件的机械载荷,并留有适当的裕 度。 3.4.3安全级电力系统的母线、电气间隔和电缆应得到充分 的保护,以应对假设始发事件可能造成的损害。可能影响母线, 电气间隔和电缆的灾害包括火灾,以及流体系统、机械或结构设 备的故障或失效。 3.4.4安全级电缆应采取合理的敷设和防护措施,使其因火 灾、旋转机械设备故障或支撑系统故障等外部事件损坏的电缆不 超过安全分析中论证过的可接受的最小范围(通常是任一完整安 全功能中的一个序列)。机械设备故障包括管道甩动、喷射冲击 旋转设备或其他高能系统故障产生的飞射物及其可能造成的后 一13

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    果。 3.4.5电缆和通道应采用永久标牌来标识列别。可在电缆和 电缆通道的两端和固定间隔处设置永久标识,每根电缆应有适当 的标识以确保其敷设在正确的通道中。 3.4.6安全级电缆和设备之间的连接应使用经鉴定合格的连 接装置。禁止在桥架内使用电缆接头。 3.4.7应采用适当的方法对以下对象进行隔离: (1)安全级与非安全级电缆; (2)属于不同安全序列的电缆: (3)不同电压等级的电缆。

    3.4.8可靠接地的金属保护管可作为有效的隔离屏障。

    3.5.1接地系统通常包括系统接地、保护接地、防雷保护接 地、信号接地,它们在物理上并不需要完全独立,所有的接地系 统应连接到一个总接地网。 3.5.2所有设备和装置的金属框架均应接地,或采取额外的 措施来确保安全。 3.5.3中压交流电力系统的中性点接地方式应结合核动力厂 总体安全要求和电力系统安全要求综合考虑。在备用电源孤岛运 行方式下,系统应采用高阻抗接地或者不接地方式。 3.5.4当中压交流电力系统采用非有效接地方式时,应对电 力系统接地故障进行监测,监测系统应易于识别故障地点,当出 现对地绝缘降低时,应发出报警并维持设备继续运行。

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    3.6.1应采取有效措施防止雷击影响电气和仪控系统执行其 安全功能。系统的防雷可采用外部或内部防护措施,也可采用内 外部防护措施相结合的方式。 3.6.2外部防护措施通常采用接闪器或由建构筑物金属部分 沟成的法拉第笼,以保护建构筑物及其设备免受雷击影响。外部 防雷装置应就近接地,并使雷电电流在厂房外入地。 3.6.3内部雷击防护通常采用屏蔽和避雷器,用于防止雷电 流引起的感应过电压和传递过电压的危害。内部接地保护装置应 与防雷接地系统连接,同时应避免人员和设备遭受传递过电压的 伤害。 3.6.4防雷保护系统与接地网之间的连接线应合理敷设,以 保证雷电放电效应不影响安全级电力系统的安全功能。 3.6.5为防止过电压超过被保护设备的允许电压限值,应在 系统中合理配置浪涌保护器或避雷器

    3.7.1应制定安全级物项的鉴定大纲并开展鉴定活动,以证 明核动力广安全级物项能够在其整个设计寿期内以及支配性环 境条件下执行其必要的预期功能,这里考虑的环境条件包括维修 和试验。用于设计扩展工况的安全设施可根据其执行的功能确定 是否需鉴定以及鉴定要求。 3.7.2应对安全级电力系统和设备进行鉴定,以确保其能在 更用寿期内执行预定的安全功能,鉴定应确保设备具有与其安全 分级相对应的可信度。鉴定内容应包括:

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    (1)功能及性能的适用性和止确性鉴定; (2)设备的环境鉴定; (3)设备的内部和外部危险鉴定; (4)电磁兼容鉴定; (5)软件验证与确认(如有)。 3.7.3鉴定方法应根据具体的系统或设备而定,可采用以下 一种或几种方法的组合: (1)型式试验; (2)运行经验; (3)分析法。 对已有运行经验物项的鉴定,宜采用运行经验法和分析法, 并用设计制造记录和出厂试验作为补充。 3.7.4设备鉴定程序应证明建构筑物、系统、设备以及软件 的设计满足所有要求,包括在相关设计基准和设备技术规格书中 要求的安全重要的性能、容量和可靠性。对于已峻工的电力系统 和已安装的设备,应证明这些系统和设备能正确执行设计功能。 3.7.5应在设备鉴定报告中论证鉴定理论、方法和假定条件 的正确性。应保证每个已安装的被鉴定设备及其鉴定相关的依据 可被追溯,不仅可追溯设备本身,也应可追溯其通过鉴定时的条 件和实际安装的条件之间的差别和变化。 3.7.6当采用运行经验作为设备鉴定方法时,应表明该运行 经验与被鉴定对象的用途和环境条件相适应,所参考运行经验的 设备应经过试验法鉴定。

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    3.7.7在核动力厂各种状态下,安全级电力系统和设备应能 适应相应运行环境的影响。环境鉴定应证明安全级电力系统和设 备在设计基准规定的环境条件下可满足安全要求,环境鉴定只需 要证明某一设备能够执行其安全功能,但不要求证明其所有功能 完全可用。 3.7.8应证明设备在考虑老化效应后(例如辐照老化和热老 化)的鉴定寿命末期仍能执行预期功能。老化鉴定应足够保守, 以应对无法预计到的老化机理。 3.7.9在制定设备鉴定计划时,应考虑可信的最恶劣的环境 条件组合,包括与运行条件之间的叠加效应。如果需要将被鉴定 物项在不同环境条件下分别试验(例如分别进行辐照老化试验和 热老化试验),应证明试验实施的顺序恰当地模拟了被鉴定物项 在组合环境条件下的性能劣化。 3.7.10当用保护屏障将设备与潜在环境影响隔离时,这些保 护屏障本身也应经过鉴定。 3.7.11在核动力厂设计时应考虑保护安全级电力系统和设备 免受设计基准火灾、水淹、地震等内、外部危险的影响或将其设 十成能承受这些内、外部危险并通过鉴定予以证明。 3.7.12应通过对整个核动力厂的具体分析来明确电力系统 和设备电磁兼容性能的详细要求。 3.7.13电气、电子设备应能承受所在环境中的电磁条件,并 通过相应的电磁兼容鉴定。 3.7.14电磁兼容鉴定应证明电力系统和设备性能符合电磁 兼容性能要求。电磁兼容鉴定包括:

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    (1)通过系统设计和设备设计使电磁噪声与电气元件的耦 合最小; (2)通过试验证明设备能承受预期电磁噪声水平; (3)通过试验证明电磁发射在可接受的水平以内。 3.7.15工业环境条件下的电磁兼容标准可作为核动力厂对 电磁兼容的基本要求,必要时应对这些标准进行补充,以涵盖核 动力厂设备对电磁兼容性能的更高要求。

    3.8.1应确定核动力厂安全重要物项的设计寿命。设计寿命 应充分考虑热老化、辐照老化和运行老化等与服役年限有关的性 能劣化,从而保证安全重要物项在其整个设计寿期内执行所必需 的安全功能的能力。 3.8.2应考虑在核动力厂所有止常运行状态,包括试验和维 修状态,以及在假设始发事件中及其后的老化效应。 3.8.3应采取监测、试验、取样和检查措施,以评价设计阶 预计的老化机理,以及识别在使用中可能发生的未预期到的行 为或性能劣化。 3.8.4应确定显著影响电气设备的老化机理及劣化的跟踪方 法。应制定维护程序、监测程序和老化管理程序,以识别可能导 致设备不能执行其安全功能的性能劣化趋势,并采取有效的缓解 措施。

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    3.8.5设备鉴定寿命的再评定可以表明该设备的鉴定寿命是 有效的,或表明该设备的使用寿命与鉴定寿命不符。设备的再鉴 定信息可用于增加或减少该设备的鉴定寿命

    3.9.1应防止擅自接触或十扰包括计算机硬件和软件在内的 安全重要物项。 3.9.2应限制对安全重要设备的访问,尤其是对定值调整和 设备校准的控制,以防止未经授权的访问并减少出错的可能性。 3.9.3关于访问控制和计算机应用安全的更多要求见核动力 二仪表和控制系统设计相关的核安全导则

    3.10.1所有安全重要系统应具备可试验手段,包括适当的内 置检测功能。为满足系统和设备的可用性要求,试验手段应与试 验程序相协调。在确定试验频率时需考虑试验导致的故障率,并 考虑某些试验只能在换料停运期间执行。 3.10.2为保证安全级电力系统的可靠性,在核动力厂运行期 间进行定期试验通常是必要的。如果试验会影响核动力广的安全 运行,则需避免在核动力厂运行时进行试验。 3.10.3在包功率运行的所有正常运行模式下,如需对安全 级电力系统设备进行试验和校准,应能保持安全级电力系统执行 其安全功能的能力。 3.10.4如果安全级设备在功率运行期间不具备试验的条件, 应符合以下要求: (1)证明无法试验的影响是可接受的:

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    (2)应能在停堆期间进行试验。 3.10.5应制定安全重要系统的试验程序,试验程序通常包括 (1) 试验目的; (2)试验的系统和设备; (3)主要试验安排; (4)试验基准、依据及试验间隔; (5)验收准则; (6)所需文件和报告的说明; (7)程序有效性的定期审查; (8)用于管理试验实施的独立程序。 3.10.6试验的范围和频率应符合功能需求和可用性要求。试 验结论一般包括以下内容: (1)系统和设备的客观状态; (2)对设备劣化的评价; (3)协助检测设备劣化的趋势数据; (4)系统内出现早期故障的迹象; (5)在重做失败的试验之前,为确定重复试验可操作性而 应进行评价的要求。 3.10.7在重复试验之前,应对试验失败的原因及采取的纠正 措施进行评价和记录,重复试验的结果应可证明系统或设备的可 用性。纠止措施可包括校准、维护或修理设备,或修改试验程序。 3.10.8对电力系统中电子元器件的试验程序,包括含电子元 器件的保护装置,还应满足核动力厂仪表和控制系统设计相关的

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    核安全导则中的相应要求。 3.10.9应确定定期试验方法,并满足以下要求: (1)在试验期间确保核动力厂的安全; (2)定期试验既不影响安全级电力系统的独立性,也不增 加发生共因故障的可能性: (3)不应超过设计使用条件而使核动力厂的任何设备劣化 (例如,在空载或频繁快速启动时,柴油机的可操作性或可靠性 可能会降低); (4)为快速评价系统或设备的总体状态,应对各试验项目 的实施顺序进行排序; (5)确认系统和设备满足设计基准的功能和性能要求; (6)试验程序应包括验收准则; (7)应测试所有安全重要功能的输入和输出,如报警、指 示、控制和驱动装置的动作; (8)尽量减少任何安全动作误启动的可能性,尽量减少试 验对核动力厂可用性造成的其他不利影响; (9)尽可能减少设备退出运行的时间: (10)尽可能在系统实际或模拟运行条件下实施试验; (11)完成试验后,需验证任何因定期试验而受到影响的物 项都已止确地回归到原来的止常运行状态。 3.10.10如果设计上有考虑连接试验设备的接口,那么待试 验的安全重要设备可以临时接入试验装置。

    全重要电力系统的设计和安装应便

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    便于维护人员和工具适时介入,并在故障的情况下容易诊断和维 护,以尽量降低维护人员的人身伤害风险。 3.11.2为便于电气设备的日常维护、故障排除和维修,设计 上需考虑: (1)设备不宜布置在通常处于极端温度或极端湿度的区域: (2)设备不宜布置在可能有高辐射水平的区域: (3)在执行所需的维护活动时人因的影响(能力和局限性); (4)应在设备周围留有足够的空间,以确保维护人员能够 在正常工作条件下完成维护任务。 3.11.3安全重要电力系统的维护方式对核动力厂安全造成 的影响应可接受

    12试验或维护期间退出运行的规

    3.12.1当电气设备退出运行时,应确保其被止确隔离,以保 护人员人身安全和避免误操作。 3.12.2如果使用外接设备进行试验或维护,则外接设备的接 应具备硬件闭锁,以确保在没有人工干预的情况下,被试验或 维护系统不能与试验或维护设备进行交互操作。 3.12.3除非可以证明系统的运行可靠性是可接受的,否则安 全级电力系统中任何单一设备退出运行都不应导致系统丧失最 氏的多重性要求。满足此要求的安全级电力系统应充许对其一部 分进行定期试验,而其余运行部分可继续执行要求的安全功能

    3.13多堆核动力厂的共用系统和设备

    3.13.1多堆核动力厂的每台机组都应配置相互隔离和独立

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    的安全级电力系统。安全级直流电源不应在机组间共用,安全级 交流电力系统不宜在机组间共用。机组间如果需要共用安全级电 力系统或设备,必须证明共用部分不会对安全级电力系统执行安 全功能产生不可接受的影响。 3.13.2应证明在机组之间共用系统或设备不会增加事故、共 因故障发生的可能性或后果的严重性,也不会增加在维护共用系 统的共用设备时导致一个或多个机组停机的可能性。 3.13.3分析具有共用系统的单一故障准则符合性时,应满足 以下条件: (1)当共用系统或设备或与其有接口的支持系统出现单 故障时,所有机组的安全级电力系统仍可执行其安全功能; (2)当各机组的非共用系统同时发生单一故障时,每个机 组的安全级电力系统仍可执行其安全功能。

    3.14.1在核动力厂安全系统中的多重设备(包括电缆和电缆 通道)之间的标识应易于识别且不需要经常查阅图纸或其他资料, 不同安全序列或不同安全等级的设备应易于区分。标记可以采取 标签或颜色编码的形式。 3.14.2在核动力厂设计、建造和运行的各阶段,应使用协调 致的方法来命名和标识所有电气设备。

    3.15.1电气贯穿件是实现放射性包容安全功能的设备,应满 足安全分级要求。 3.15.2电气贯穿件应能够耐受持续工作电流和短时故障电

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    流并保持结构完整性,且泄漏率不会超过规定的水平。对于不影 响贯穿件结构完整性的电气功能的安全分级,应和与其连接的安 全壳内部设备保持一致。 3.15.3电气贯穿件额定值的选择应当满足: (1)贯穿件的额定持续工作电压不小于所在系统的标称电 压; (2)贯穿件的额定冲击耐受电压不小于所在系统最大预期 的暂态过电压; (3)贯穿件应能持续承载各种运行状态下的预期负荷电流: 而不超过导体允许的温升限值或导致压力边界的劣化; (4)在预期的电压波动条件下,贯穿件应能够安全地承受 从短路发生至保护装置切除故障期间的短路电流。 3.15.4安全壳贯穿件应配置多重的安全保护装置,且应动作 于断开不同的开关设备。若分析表明非能动保护装置(例如熔断 器)不会失效且假设始发事件不会影响其功能,则可选用单一的 非能动保护装置(例如熔断器)来保护贯穿件。若贯穿件能长期 承受安全壳内部故障导致的最大预期电流,则不需要配置多重的 保护措施。在设定保护装置整定值时,应考虑电气贯穿件持续额 定电流值和短时耐受电流值。

    3.16.1每个配电系统应有足够的容量和性能,以满足下列要 求: (1)在所有设计工况下给所需的负荷供电;

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    (2)在电气故障情况下承受短时过电流; (3)在设计基准中的稳态、短时和瞬态运行工况下不会损 害配电设备。 3.16.2电气保护配置及配合应达到可接受的水平以防止电 气故障导致其安全功能的丧失。安全级电力系统的保护装置应作 为安全级电力系统的一部分。数字化保护装置应按其执行的安全 功能进行验证。 3.16.3应止确选择并合理整定保护装置,以防止配电系统主 回路和分支回路的设备、母线和电缆在过载和故障条件下损坏。 所有主回路和分支回路应有过载和短路保护,并应对接地故障进 行监测并在适当情况下给予保护。 3.16.4多重序列的保护应保持独立。当系统发生异常会导致 运行设备的降质或故障时,电气保护系统应及时将发生异常的部 分系统切除。 3.16.5保护装置应该具备以下功能: (1)在检测到不可接受的状态时,保护装置应动作于开关 装置并快速断开故障电流,以避免对系统设备造成危害并最大限 度地减少扰动; (2)在电力系统各种运行方式下,当发生短路和过载时, 呆护装置的动作应具备选择性; (3)核动力厂的开关设备应具有适当的保护措施,以尽量 减少潜在燃弧故障对开关设备造成的损坏,确保设备安全和运行 维护人员人身安全; (4)提供保护动作的指示和标识,记录和分析保护装置的

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    动作或试验结果; (5)监测保护装置控制电源的可用性

    3.17.1应在控制室配置适当的仪表和控制设备,以监测和控 制厂外和厂内电力系统。 3.17.2应提供足够的监测信息以评价安全级电力系统的可 用性,这些信息包括: (1)断路器位置; (2)母线电压和电流; (3)备用电源的电压、电流和频率。 3.17.3应在主控室中显示安全级电力系统设备的不可用或 旁通状态。对于频繁处于不可用或旁通状态的设备,其状态应在 主控室中自动显示。安全级电力系统不可用或旁通状态的报警应 由断电逻辑实现。 3.17.4电力系统的所有安全动作应可自动启动。当满足下列 要求时,安全动作也可采用手动操作: (1)运行人员能从安全级电力系统的传感器和设备获得充 分而明确的信息,以便对需要采取安全措施的必要性做出合理的 判断; (2)运行人员有足够的时间评价核动力厂的状况并完成所 需的操作; (3)运行人员有足够的控制手段来执行所需的操作; (4)执行操作的运行人员之间的通信系统足以确保这些操

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    作的正确执行; (5)为运行人员提供执行安全操作的书面程序和培训。 3.17.5手动启动安全动作为防止自动控制系统的失效提供 了一种后备方法,同时可支持长期的事故后操作。手动启动安全 动作应可在系统级和设备级实施。 3.17.6厂内电力系统的控制需包括以下功能: (1)当正常厂外电源不可用时,应将特定负载自动切换到 厂外辅助(备用)电源; (2)当优先电源和主发电机异常且未恢复时,安全级电力 系统应自动启动和接入备用电源,并按照规定顺序带载; (3)替代交流电源宜采用手动方式接入系统; (4)当止常电源恢复供电时,安全级电力系统宜能同期恢 复到正常电源供电; (5)在正常运行或停堆模式下,备用电源可手动切换至试 验、维护和维修状态。

    4.1.1安全级电力系统的优先电源来自电网且相对独立。源 自电网的于扰因素包括预期的电压和频率变化,上述于扰因素不 导损害核动力广安全重要物项的功能。在核动力广启动、停机和 紧急工况下,输电系统应向核动力厂稳定、持续地供电。在电网 发生预计事件后,输电系统仍需与核动力厂保持连接。

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    4.1.2当核动力厂处于功率运行时,安全级电力系统的电源 来自主发电机,主发电机应适应电网的电压波动。对于具备孤岛 运行模式的核动力厂,厂内电力系统应能适应机组从正常运行切 换至孤岛运行过程中出现的电压和频率偏移等暂态过程。 4.1.3在核动力厂所有运行模式下,每路厂外电源应有足够 的容量和能力为所有用于缓解设计基准事故和预计运行事件影 向的电气负荷供电。当核动力厂主发电机解列时,应注意电网电 压变化对核动力厂厂内电力系统的影响。 4.1.4核动力厂应设置两个或多个实体独立的厂外电源,以 将厂外电源同时发生故障的可能性降低至可接受的程度。如果经 安全分析论证满足要求,核动力厂(通常指具有非能动安全特征 设计的核动力厂)也可采用一个厂外电源的设计方案。 4.1.5当多堆核动力厂的多台机组共用厂外电源时,任何 台机组跳闸都不应影响其他机组厂外电源的可用性。 4.1.6当厂用母线的主进线回路失电时,应自动切换至厂外 辅助(备用)电源供电。应根据设计要求对厂用电源切换进行安 全评价,安全评价应考虑切换过程中的电压波动和电流冲击。 4.1.7应采取实际可行的设计方法,使核动力厂的两个厂外 电源同时发生故障的可能性最小。

    4.2.1在选择核动力厂厂址时,应进行电网稳定性评价。当 电网稳定性不良时,可以考虑改善电网稳定性的措施,或在可能 的情况下,选择另一个具有较高电网稳定性的厂址。

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    4.2.2电网的稳定性与许多因素有关,包括:高峰和非高峰 运行期间的系统发电容量和备用发电容量;旋转备用发电容量、 发电机组的数量和容量及其特性;与邻近电力系统之间联络线的 数量及其特性;输电线路的数量及其特性,包括其保护继电器和 断路器的特性。 4.2.3在增添新发电容量和设计电力系统网络时所采用的原 则对电网的稳定性有直接的影响。例如,应按负荷潮流研究和稳 定性分析来确定某特定系统的最佳机组容量及为保持系统稳定 所需要的旋转备用容量。还应考虑电网其他扰动的可能影响,这 些扰动可能导致系统电压和频率严重起伏并可能影响大电气设 备(如反应堆冷却剂泵)的性能。 4.2.4特别重要的是存在电网失去最大容量的发电机组造成 电网不稳定输电而导致整个系统崩溃并因此而断开所考虑的电 一的厂外电源的可能性。一些电网当发电容量不足时通常采用卸 去次要用户负荷的方法以维持系统频率稳定。如果频率降低过多 作为最终手段,使主发电机与电网解列。由于这些因素对电网的 稳定性有影响,当为特定的电力系统选择核电机组时,应对其仔 细考虑。

    4.3核动力厂和电网间的接口及

    4.3.1为保证核动力厂的安全运行和安全停机,电网公司和 核动力厂营运单位需基于保证核安全、保证核动力厂供电安全的 共同目标,建立特别的沟通配合机制。 4.3.2核动力厂营运单位应将计划进行的以下活动告知电网 公司,如停机、改造和维护,以及对核动力厂设计、配置、运行

    核动力厂电力系统设计

    限值、电气保护系统或性能修改等可能影响电网向核动力厂供电 能力的活动。 4.3.3电网公司应将计划进行的以下活动告知核动力营运 单位,如电网的停电、改造和维护等可能影响核动力厂广外电源 可用性和可靠性的活动。 4.3.4核动力厂营运单位应与电网公司就电气保护和自动化 方案进行配合,在电网发生故障时,应最大限度地保证核动力厂 和电网的可用性。

    4.4.1应采取合理的开关站设计,以防止单台设备故障导致 句安全级负荷供电的多回厂外电源同时故障。 4.4.2开关站的控制电源应为开关站专用。主开关站和辅助 (备用)电源开关站不应共用控制电源。

    5.1.1在核动力厂各种运行模式下,均应保证电源系统的电 压和频率波动不降低任何安全系统设备的性能。备用电源的电压 和频率波动范围应在原动机和所供电负载的设计基准之内,不应 影响正在启动、已加载或运行中的设备。在备用电源加载期间, 允许出现电压和频率的短时偏差超出范围,但需确保电压和频率 在下一个负载带载前恢复至可接受范围。 5.1.2应系统性地识别由优先电源或厂内电源故障引发的安

    核动力厂电力系统设计

    全级母线电压和频率的稳态波动和暂态过程,应分析电力系统所 有的运行模式以及对称性和非对称性故障,并确认保护配置的合 理性。 5.1.3应监测优先电源的异常状态(例如过电压、低电压、 超频或低频)。当优先电源的异常状态超出设计要求的规定限值 时,应自动断开受影响的安全级母线相应的电源回路。 5.1.4为减少用电设备在电源切换期间经受的冲击,可延时 投入厂外辅助(备用)电源,事故分析的结论应支持延时投入上 述电源的合理性。

    5.2.1为满足单一故障准则的要求,通常采用多重性、独立 性、可试验性、连续监测、环境鉴定以及可维护性等设计原则。 5.2.2出现下列情况时,安全系统应完成(导致预计运行事 件或设计基准事故的)某一假设始发事件需要的全部安全功能: (1)在安全系统内存在单一可探测故障,并同时存在可判 别但不可探测的故障(不可探测的故障即不能通过定期试验、报 警、异常指示来揭示的故障); (2)由上述单一故障引|起的所有故障; (3)导致需要安全系统执行安全功能的假设始发事件的所 有故障和系统误动作,或由上述假设始发事件引起的所有故障和 系统误动作。 5.2.3可依据可靠性分析、概率评价、运行经验、工程验证 或这些方法的结合,来判断安全级电力系统和设备是否满足单 故障准则要求。

    核动力厂电力系统设计

    5.2.4不符合单一故障准则的情况应属于特例,且应在安全 分析中充分说明其合理性。可接受的不符合单一故障准则的理 如下: (1)假设始发事件非常罕见,并证明其发生的可能性足够 小以至于可忽略; (2)假设始发事件所导致的后果极不可能发生; (3)由于维护、维修或定期试验,特定设备在有限时间内 退出运行; (4)只会在设计扩展工况出现的情形。 5.2.5如果安全级电力系统和设备在试验或维护期间无法满 足单一故障准则,应根据其重要性及其对堆芯损坏频率的潜在影 问来确定其可退出运行的时间,且应符合核动力厂运行限值及条 件。 5.2.6当遵守单一故障准则不足以满足可靠性要求时,应提 供附加的设计方案或对设计进行修改以确保系统满足可靠性要 求。

    5.3备用电源(应急电源)

    5.3.1当能动型核动力广丧失优先电源和主发电机时,备用 电源可在任何预计运行事件或设计基准事故下为核动力厂提供 必要的动力供应。下述对于备用电源的要求仅适用于能动型核动 力厂的安全级应急电源。 5.3.2对于不要求备用电源执行安全功能的核动力厂(如非 能动核动力厂),为满足纵深防御的功能需求,应配置可靠的后

    核动力厂电力系统设计

    备电源作为安全级电力系统的补充电源,以降低安全级电力系统 失电的风险。 5.3.3每列安全级电力系统宜配置一套备用电源,应避免多 台发电机并列运行。如果每列安全级电力系统采用多个电源,应 正明该配置方案是安全可靠的。 5.3.4在各种设计工况下,备用电源均应具备足够的容量和 能力来启动对应序列的全部负载并保持连续供电,包括以下运行 工况: (1)负载处于惰转运行状态; (2)发电机处于允许的电压和频率范围下限或上限运行时 导致负载特性的改变; (3)环境条件变化导致发动机降容运行。 5.3.5在应急运行模式下,备用电源应在设计规定的电压和 频率范围内运行。 5.3.6备用电源应具备在设计基准要求的时间周期内持续运 行且无需停机维护的能力,且应具备在24小时内以10%的过载 率持续运行2小时的能力。 5.3.7当安全级母线失去优先电源和主发电机电源时,备用 电源应能自动启动。即使安全级母线未失电,备用电源也可由应 急信号触发而自动启动。 5.3.8备用电源的实际启动和接入时间应与安全分析中明确 的启动时间相匹配。 5.3.9厂内燃油及其他消耗品(如润滑油)应足够支持备用 电源运行至厂外电源恢复。

    核动力厂电力系统设计

    5.3.10备用电源的运行不应依赖与其不同序列的动力和控 制电源。 5.3.11只有当优先电源和主发电机均不可用时,厂内备用电 源才能投入。 5.3.12只有满足本导则4.2节的相关要求时,安全级电力系 统才能向非安全级负载供电。安全级电力系统与非安全级负载之 间的隔离装置应作为安全级电力系统的一部分。 5.3.13备用电源应能自动卸载所有非安全级负载,非安全级 负载不宜自动加载。在备用电源的加卸载程序中,非安全级负载 的加载取决于备用电源是否有足够容量来启动和运行。 5.3.14当安全级电力系统母线由备用电源切回优先电源供 电时,应采用手动操作方式。当某一列安全级母线切回优先电源 共电后,应确认其对应的备用电源已恢复至正常备用工况,才能 充许其他序列母线切回优先电源。禁止多列安全级母线同时从备 用电源切回优先电源供电。 5.3.15应明确核动力厂运行期间备用电源的定期试验方法。 在一列备用电源试验期间,应确保其余列备用电源仍能够执行安 全功能。试验程序不应破坏安全级电力系统的独立性,也不应弓 入产生共因故障的可能性。应考虑每一个跳闻功能和旁通功能的 独立试验方法。 5.3.16为保证多重性和独立性,安全级备用电源的支持系统 (如通风系统、冷却水泵及润滑系统)应由本列电源供电。 5.3.17备用电源的辅助及支持系统的容量应满足电厂安全

    核动力厂电力系统设计

    5.4.1每组蓄电池应至少设有一套充电器,为了提高系统运 行的灵活性和可用性,可配置备用充电器。 5.4.2每套充电器应具有足够的容量以满足以下要求: (1)在正常运行中保持蓄电池处于充满状态; (2)在可接受的时间内将蓄电池从完全放电状态恢复到充 满状态,同时可满足最大的持续负荷和间断负荷组合的供电需求 5.4.3充电器应能够在不连接蓄电池的情况下直接为负荷供 电,但不宜在这种模式下长期运行。充电器为负荷直接供电时的 输出性能需满足负载运行要求。 5.4.4充电器的交流侧和直流侧应设置开关元件。 5.4.5在充电器不可用的情况下,每套蓄电池应能满足所有 设计基准工况条件下的负载要求,并考虑设计裕量、温度效应和 老化效应等因素。 5.4.6蓄电池间应配置通风设施,以保持可燃气体浓度低于 限值,并应设置氢气探测报警装置。如需配置机械通风,蓄电池 室的通风系统应由与蓄电池相同序列的电源供电。 5.4.7为证明蓄电池的可用性并检测其异常情况,蓄电池应 进行定期试验和检查。

    5.5安全级交流不间断电源

    5.5.1安全级交流不间断电源系统应向需要不间断供电的安 全重要负荷提供电源。 5.5.2每列安全级交流不间断电源系统应由安全级直流电源

    接地线标准核动力厂电力系统设计

    系统供电的逆变电源、对应的交流电源以及用于这两个电源之间 自动切换的设备组成。 5.5.3交流不间断电源系统的电气特性和供电连续性应满足 负荷要求。 5.5.4交流不间断电源系统的设计应满足负荷以及负荷间相 互作用的特性和设计要求。例如,逆变器应确保本身以及负荷弓 起的谐波电压不会导致系统功能异常。

    5.6.1每列备用电源应当配置独立的保护和监测系统,并符 合以下规定: (1)在安全级母线上设置两级不同延时的低电压保护,第 级用来监测安全级母线是否失去厂外电源,第二级用来监测安 全级母线电压的异常程度; (2)当监测到优先电源出现不可接受的过电压时,应自动 将其与安全级母线断开,过电压保护的整定值和延时设定应与设 备的过电压能力相配合; (3)应避免电动机起动或其他瞬态导致优先电源意外断升: (4)应监测安全级母线三相电压和频率,信号送至主控室。 5.6.2在备用电源的任何运行模式下,防止备用电源本体遭 受破坏的保护均应投入跳闸,例超速保护和发电机差动保护。 5.6.3在备用电源应急运行期间,用于应对5.6.2所述故障之 外的保护装置跳闸功能应旁路(或采用符合逻辑投入),但在备 用电源正常运行和试验期间应保持可用。

    辅助软件核动力厂电力系统设计

    5.6.4当备用电源使用专用蓄电池时,应监视其异常及失效 伏态,使其与其他安全级蓄电池具有同等可用的状态。 5.6.5备用电源的所有保护动作报警均应在主控室显示。 5.6.6安全级交流电力系统的低电压和延时整定值应根据安 全级用电负荷的需求电压来确定。 5.6.7用于备用电源启动、接入、运行以及保护的控制系统 应由同列的直流系统供电。 5.6.8安全级直流电源系统和交流不间断电源系统应配置欠 压报警。 5.6.9不接地的直流电源系统应配置接地监测系统,并在系 统对地阻抗值降低至可能发生故障之前发出警报。 5.6.10应监测直流系统蓄电池熔丝或断路器的状态。 5.6.11直流系统的充电器应具有防止反向电流的措施,具有 限流功能或过载保护,以及具有输出超压保护。 5.6.12蓄电池充电器应避免直流侧与交流侧的瞬态互相影 向,尤其当充电器作为逆变器的电源时,充电器应具有相应的保 护功能,以保证在交流电源侧故障和发电机甩负荷至孤岛运行期 间保持直流电压运行在允许的范围内。 5.6.13直流配电系统和交流不间断电源系统应满足保护配 合要求。

    5.1在全厂断电工况下,若核动力厂还需要交流电源驱动的 负载才能将核动力广带入可控状态,则应在核动力厂内或广区附

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