GB T 14546-1993 核电厂安全级直流电力系统设计准则.pdf
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1、十一二一一?共UDC 621. 039. 577 : 621. 311 F 83 ,.岳2LA. GB/T 14 5 4 6 9 3 去川川且全安Criteria for the design of safety-related DC auxiliary power systems for nuclear power plants 、, 、4199402-01实施发布局督监才生技家1993-07-31发布国一一一. 二一一一一一一一一一一一)一一二, . 中华人民共和国国家标准核电厂安全级直流电力系统设计准则Criteria for the design of safety-related D
2、C auxiliary power systems for nuclear power plants 主题内容与适用范围本标准规定了核电厂安全级直流电力系统设计准则。GB/T 14546 93 本标准适用于铅酸蓄电池、静止式充电装置及直流配电设备的设计,包括设备的数量和类型的选择,设备额定值的确定才目互连接;仪表、控制和保护等的选择。本标准不适用于充电装置的交流电源和直流系统供电的负载(除非它们影响直流系统的设计2 3 引用标准GB 3797 电控设备第二部分:装有电子器件的电控设备GB 3859 半导体电力变流器GB 12727 核电厂安全系统电气物项质量鉴定GB 13286 安全级电气设备
3、和电路独立性准则EJ 518 核电厂安全级电动机控制中心质量鉴定EJ 525 核电厂大型铅酸蓄电池维修、试验以及更换推荐方法EJ/T 573 核电厂大型铅酸蓄电池质量鉴定EJ 626 安全级仪表和电气设备安装、检查和试验要求EJ/T 641 核电厂大型铅酸蓄电池容量的确定EJ/T 650 核电厂铅酸蓄电池安装设计和安装准则总则3. 1 运行描述所有核电厂都要求安全级直流系统向失去交流电源时必须工作的直流用电设备供屯,这些设备如厂用电动机、断路器、继电器、电磁阀和逆变装置等。每个安全通道内,直流电源可以为动力和控制两者设置一组共用的蓄电池,也可以分开设置二组蓄电池一组用于动力,另一组用于控制和仪
4、表。作为专用设施,例如作为柴油机的启动电源,可另外设置安全有关的蓄电池组。通常,非安全级直流负载不应接入安全级直流电力系统。例外情况(例如为了提高运行的灵活性,利用非安全级负载缓和事故比如使用备用热阱)必须满足GB13286中规定的独立性要求因为,非安全有关直流系统通常向开关站的控制设备、汽轮发电机组的辅助设备、照明、厂内保安、火灾检测和灭火系统等用电设备供电。在正常运行时蓄电池组和充电装rt一起接到直流配电母线上,作并联电源运行,向负载供电典型的直流系统是不接地系统。充电装置除了对蓄电池充电或浮充电外带正常的连续运行负载,它具有输出国家技术监督局1993-07-31批准1994-02-01实
5、施I 一一气. 一一一一一一一一一一_ , l一二(一一一一一一, GB/T 14546-93 电压随负载而下降的特性,使超出充电装置额定容量的所有负载由蓄电池供电,因而保护了充电装置免遭过载的损坏。在下列事故时蓄电池必须向所有需要直流电力的负载供电:a. 充电装置的交流电源故障时1b. 充电装置故障(或者充电装置迟出运行)时3.2蓄电池组数一个机组的每个专设安全设施的通道至少有组独立的蓄电池为它供屯,以满足安全级冗余电力系统的独立性要求在由直流供电的反应堆保护系统的设计中,为了提高运行的灵活性,其安全级蓄电池的组数应该等于独立的冗余的反应堆保护系统的通道个数。如某一机组设有4个反应堆保护系统
6、通道,应该设有4组蓄电池。按4.I条说明确定每组蓄电池容量额定值。3. 3充电装置及其配电屏的套数每一组蓄电”池至少应该设有一套充电装置和配电屏,为了提高运行的灵活性和电厂的可用性应考虑备用的充电装置详见第7章)。3. 4 直流系统电压核电厂蓄电池组额定电压一般采用220v、110v、48v和24Vo应该根据用电设备类型、额定容量、价格、适用性和安装地点等确定具体选用的蓄电池组的合适的额定电压。电压可按下列要求确定za. 泵电动机,大型阀门操作机构和大容量逆变装置等动力负载一般由220v蓄电池组供电fb. 配电装置断路器的合闲和跳闸的控制电波一般采用110v蓄电池,控制电路一般采用48v或11
7、0 VI c. 如果动力负载和控制负载共用一组蓄电池,电压可以采用110v或220v; d. 48 v和24v蓄电池组一般用在专用仪表控制系统和柴泊机启动系统等。对于一组己设置的蓄电池,接入的设备决定了电压的最高和最低的运行限值。各类设备和继电器的电压运行范围见6.3条。在蓄电池系统的电压范围确定后,应该确定蓄电池的数量和容量,以及运行方式等。参见EJ5250 3. 5 实体布置安全级直流冗余设备(包括电缆)的布置必须满足GB13286的实体分隔要求。为了减小电压降并且便于维修和试验工作,每个通道的设备(包括蓄电池、充电装置和主配电屏)应该尽量紧凑布置。4 蓄电池4. 1 蓄电池工作用期和容量
8、的确定蓄电池工作周期的确定是电厂一项特殊的工作,因为每个工作周期的总负载电流和持续时间是考虑厂内特定设备在要求的时间内各个运行负载电流的总和。此外,整个工作周期(蓄电池总放电时间)不能小于从丧失厂外电源到恢复交流电源(来自厂内柴油发电机或厂外电源)向蓄电池充电装置和其他辅助设施供电所需的估计时间间隔。这段时间间隔根据工程判断决定,它受运行经验以及特定的厂外电源(发电机和输配电系统设备)和厂内电源柴油发电机及其配电系统)的数量、可靠性和灵活性等因素的影响。但不得小于30min,建议为lho 时间负载电流的特性曲线应考虑电厂所有运行方式的要求,也应该考虑非核运行导则的要求例如,在蓄电池充电装置因维
9、修退出运行时,或者在切换开关投入备用充电装置运行时)。需手动切除部分负载(如在失去所有交流电源时出现)的蓄电池工作周期也要求提供足够的容量,以便有足够的时间进行该手动操作。因此,在有些蓄电池组工作周期里要求列出这类假想事故。负载电流和工作持续时间以及整个工作时间已经确定后确定每个蓄电池组工作周期,以及根据EJ/T 641选择蓄电池的容量。4. 2 安装设计2 . 一一一. 一一一一一一一一一一一一一二一一一,一十一GB/T 14546 93 每组蓄电池的安装设计应符合EJ/T650并且必须符合EJ626中关于安装、检查和试验的规定4.3维修、试验以及更换蓄电池应该按照EJ525规定进行维修、试
10、验以及更换。4.4 质量鉴定蓄电池必须按照EJ/T573进行质量鉴定(环堤条件和抗震要求)。5 蓄电池充电装置5. 1 概述核电厂蓄电池充电装置在正常运行时是将交流电变换为直流电,为厂内蓄电池充电和向直流负载供电5. 2额定容量的确定核电厂蓄电池充屯装置应按下列公式选择容量g1. 1 X Ah I= JL 一一一式中:I一一充电装置额定输出电流,A;IL 持续直流负载电流,A,.1.1一蓄电池内部损失补偿系数,Ah蓄电池放电安时,Ah,(本式采用Sh的安时额定值,T 蓄电池重新充电到约95%容量时所需的充电时间,h。为了缩短直流系统不工作时间,应选择合理的充电时I司,推荐采用812儿对于T值小
11、子Sh,建议与蓄电池制造厂商议此外,建议蓄电池充电装置的电流额定值至少等于电厂正常运行期间可能同时接入母线的持续负载加上间断负载的最大组合。并且,按照EJ/T611确定。蓄电池充电装茸的技术规格书应包括(或考虑)所有异常工作条件例如环境温度、海拔高度等),详见GB3797. 在附录A(参考件中给出了蓄电池充电装置额定值汁算实例。5.3质量鉴定所有充电装置必须按照GB12727进行质量鉴定。5. 4 输出特性所有核电厂蓄电池充电装置应满足GB3859和下述工作特性的要求5. 4. 1 输出纹波一般充电装置(不另加滤波),如果接入一组充满屯的蓄电池,其Sh额定的安时值至少是充电装置额定输出电流的4
12、倍,允许产生小于2%的纹波(如基准电压130v时则为2.6 v某些直流负载如固体电路仪表)可能要求改善纹泼,通过对充电装置附加滤波器,最大纹波通常能限制到30mV(均方根值)5. 4. 2 与蓄电池解列运行有些设计可以使蓄电池与直流系统解列,以便维护蓄电池。这时,没连接蓄电池的充电装置应该有能力向负载供电,并应说明用于这些运行工况。不过,可以预计电压波动范围和输出纹波会增大如果电压波动范围和输出纹波增大是不容许的,应该指明最大允许值。. 6 配电系统及其设备6. 1 简述和额定参数3 . - . 一/ GB/T 1 4 5 4 6 9 3 在蓄电池与主配电母线之间应设置断路器(或熔断器)和手动
13、隔离装宦。考虑到人身保护和减少母线故障的概率在主配电屏内母线应该绝缘,并且必须在设计中设有手动隔离装置以隔离母线。无论那一种布置,主电源正负极引出电缆都应该分别敷设在各自的非磁性材料的保护管中,保证任一电缆故障可能导致极对极故障之前先极对地短路,主配电屏正负极出线之间也应该提供一个屏障。保护或隔离装置的领定持续电流应该按蓄电池工作用期望提供的最大工作电流选择。保护装置的跳闸整定值如下ga. 应具有足够高的值,以防止在蓄电池lmin额定放电电流下熔断器熔断或开关跳闸。b. 应具有足够低的值,以保证在蓄电池放电末期短路电流下断开。注2熔断器1min(最小)熔断电流应该高于蓄电池1min额定电流。主
14、保护设备应该与所有下一级的保护设备配合。所有配电母线保护设备的额定电压应该与系统最大工作电压一致,并且其遮断容量应该超过实际最大短路电流配电母线以及手动隔离装恒的短路承受容量应该超过实际最大短路电流6. 2典型接线一座核电厂最佳直流电力及其配电系统取决于核电厂的各种条件和设计准则。图1是适用于安全级220v直流系统的示意图旦旦豆豆豆三三220V罕蓄电池-380V(安全级J380VC萤圭级):才;J三0:220V 蓄电池酌开圭常置寸明级闭圭且常安TL辟一叩L出一一斟酌巴蓄电池盟电试验回路曹电池克电装置Iii!;:回路lI 11:盟闭常1A、lll赂、咄和气阴阳恤明阳一躏何宵HE开常lliti-i
15、lx 常开 主配电扉兰兰i一一一一也常因W闻Y常开一直撞220V母蛙主且辑E负植图1安全级220v Tt流系统示意图注s联络线仅在蓄电池组维修和试验时使用虚线部分表示任选或替代的设施6.3 直流受电设备的额定电压由直流系统供电的设备,其技术规格书应该要求该设备在输入端电压lcoj蓄电池端电压变化相对应的范围内,按设计要求无故障地运行。如在设计中考虑蓄电池均衡充电同时接入负载,这个范围应该包4 |, 甲-0飞4Gli/T 14546-93 括从均衡充电J放电末期电压的波动(例如,一组由54个蓄电池组成的110v直流系统在12497v 内变化,一组由108个蓄电池组成的220v直流系统在24819
16、4v内变化)因此,设备的额定铭脾最高和最低电压决定了蓄电池组端电压的最高和最低允许值。表1给出了蓄电池组均衡充电同时接入负载这类设计的一些(典型直流受电设备的电压推荐范围。表1额定电压220v和110v直流设备的电压推荐范围v 电压范围最小)序号设备名称110 v直流额定电压)220 v直流(额定电压)1 断路器合闸线圈88 124 176 248 2 断路器跳闸线圈71. 5 124 143 248 3 电动机启动器线圈88 124 176 248 4 电磁阀88 124 176 248 5 阀门电动装置88 124 176 248 6 辅助电动机93. 5 124 187 248 7 机电
17、式继电器线圈93 5 124 187 248 8 固体电路继电器93 5 124 187 248 9 仪表93.5 121 187 248 . JO 指示灯93.5124 187 248 11 静止式电源逆变或变频器装置)93.5 124 187 248 注z表中电压范围适用于蓄电池均衡充电同时接入负载的设计用于直流受电设备的供电电缆,除了考虑载流量外,还应按照单台设备在最严酷运行条件下正常工作提供足够的电压来选择电缆截面。例如,阀门直流电动装置堵转起动时的电流可达额定满负荷电流的400%1100%,因此阀门电动装置起动时的电压降是最严酷的运行条件。此外,从启动辑到电动机的4根馈电线上的电压降
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- GB 14546 1993 核电厂 安全 直流 电力系统 设计 准则
