EJ T 1134-2001 压水堆核电厂厂用电系统设计准则.pdf
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1、ICS 27. 120.20:29.240.20 F 83;F21 EJ 中华人民共和国核行业标准FL 2190 2001一11-15发布压水堆核电厂厂用电系统设计准则Design criteria f。rauxiliary Power systems of PWR nuclear power plants 国防科学技术工业委员会发布EJ/T 1134-2001 06053.L000059 2002-02-01实施EJ/T 1134-2001 目次前言.Jn 1 范围2 规范性引用文件3 术语4 厂用电系统的功能.24.1 基本要求. 2 4.2 交流供电系统.24.3 直流供电系统.24.4
2、 单相220V交流不间断电源供电系统5 厂用电系统的设计准则35.1 基本准则35.2 交流供电系统的设计准则.35.3 直流供电系统的设计准则5.4 220V交流不间断电源供电系统的设计准则6 厂用电系统的设备设计准则.66.1 基本准则66.2 厂用电源及配电设备电气特性的配合66.3 电气设备的运行条件156.4 电气设备的质量鉴定程序6.5 电气设备的运行试验.26EJ/T 1134-2001 目lj 本标准的第4章及第5章等效采用RCC-P-9190万千瓦压水堆核电厂系统设计和l建造规则中有关电气系统(2.4.2条)的内容,第6章非等效采用RCC-E-93压水堆核电厂核岛电气设备设计
3、和l建造规则中有关质量鉴定(8卷)、电气特性的配合(C2000)及运行条件(02200、02300)的内容,并结合秦山核电二期工程的设计经验,做适当修改、补充编写的,其主要的修改和l补充内容如仇a) 根据我国国家标准GB156,电压等级做如下修改:1) 厂用中压交流电源系统额定电压由6.6kV改为此V:2) 直流电源系统额定电压由230V改为220V,由125V改为1lOV,根据核电厂实际用电负荷,取消30V直流电源系统:的根据压水堆核电厂的实际用电负荷情况,在本准则中增加单相220V交流不间断电源系统的内容:c) 根据秦山核电二期工程的设计经验,补充了正常厂用母线的一种接线方案:d) 根据秦
4、山核电二期工程的设计经验,补充了负荷计算及变压器容量选择的原则:e) 根据秦山核电二期工程的设计经验,厂用工作变压器及厂外辅助电源变压器设有载i周压装置,其绕组的连接方法也有变化: 根据秦山核电二期工程的设计经验,增加了6kV系统馈出线的单相接地保护:g) 由于e)的修改,对于电压变化范围做了相应修改:h) 根据秦山核电二期工程的设计经验,对质量鉴定程序的抗地震试验程序进行了补充和修改:i) 根据秦山核电斗期工程及广东大亚湾核电站的有关资料,在国13(总压力曲线)和国14(豆豆点温度曲线)中,增加了以上两个核电站相应的事故分析计算值曲线,以表明包络线的远HJ性。本标准由中国核工业集团公司提出。
5、本标准由核工业准化研究所归口。本标准起草单位:核王业第二研究设计院。本标准主要起草人:王淑纯。I I I EJ/T 1134一2001压水堆核电厂厂用电系统设计准则1 范围本标准规定了压水堆核电厂厂用电系统的设计准则。本标准适用于参考法国900MW标准系列压水堆核电厂设计的压水堆核电厂。2 规范性引用文件下列规范性文件中的条文通过本标准的引用而成为本标准的条文。下列注日期或版次的引用文件,其后的任何修改单或修订版均不适用于本标准,但提倡使用本标准的各方探讨使用其最新版本的可能性:F列不注日期或版次的引用文件,其最新版本适用于本标准。GB 1094. 1-1996 电力变压器第l部分:总则GB
6、1984-1989 交流高压断路器GB/T 13625-1992 核电厂安全系统电气设备抗震鉴定3 术语3. 1 3.2 本标准采用下列术语。厂用电系统aux i I i ary power systems 向厂用电设备供电的系统。厂用电设备auxi Ii ary e I ectr i ca I equipments 为了保持核电机组的安全性和可用性,在各种运行方式F可能需要运行的用电设备。也可称厂用设各。3. 3 供电系统power supply systems 是指从电源至厂用电设备受电接线端的整个系统,包括电源、电源至配电盘的接线、配电盘以及配电盘至厂用电设备的供电电缆。供电系统包括电源
7、系统和配电系统。3.4 交流电源系统A.C.power source systems 由发电设备、输电线路及供电变压器等构成的电源系统。3.5 直流电源系统D. C.power source systems 由充电器一一蓄电池组成的电源系统,该系统能在规定的时间内保证不间断地提供直流电源。其充电器由交流配电盘供电。3.6 交流不间断电源系统A.C.uninterrupted power source systems 由直流电源和逆变器构成的电源系统,该系统能在直流电源的支持下,不间断地提供交流电源。EJ/T 1134一2001配电系统distribution systems 包括配电盘和由配电
8、盘至厂用电设备的供电电缆。4 厂用电系统的功能4. 1 基本要求厂用电系统的功能是向所有厂用电设备供电。对厂用电设备的供电设计应满足单元机组可用性和核安全的要求,而后者是最重要的。4. 2交流供电系统交流供电系统的功能是向各类交流厂用设备供电。交流厂用设备按照其功能分为四类:a) 单元厂用设备:这些设备的正常运行可保持单元机组生产电能,当机组停运后,这些设备均可停运。属于这类的厂用设备如反应堆冷却剂泵、汽轮发电机组的辅助设备、主给水泵及循环冷却水泵。这些设备只需从厂外主电源供电:b)常备厂用设备:它们是单元机组在正常停运过程中以及停运期间需要运行的设备,其中有些设备在单元机组正常运行时也需工作
9、。属于这类的厂用设备如压缩空气的生产和分配系统、辅助蒸汽供应系统。这些设备需要两个厂外电源,正常时由厂外主电源供电,当厂外主电源断电时,经电源自动切换后由厂外辅助电源供电:c) 用急厂用设备:包括安全级(IE级)电气设备及保障主设备安全的厂用设各:1) 安全级(IE级)厂用设备:这些设备用来防止、限制、减少放射性物质的泄iA1tl以及缓解事故后果,主要确保下述功能:反应堆应急停堆、安全壳隔离、反应堆堆芯冷却、反应堆排出余热、从反应堆厂房排出热量、防止向环境释放大量放射性物质:2)保障主设备安全的厂用设备:这些设备用来保障核电厂主要设备的安全,以维持机组设各在可运行状态。属于这类的厂用设各如汽轮
10、发电机组的润滑系统。应急厂用设备一般由厂外主电源供电。当厂外主电源断电时,需由厂外辅助电源供屯。当两个厂外电源均失去时,需由相应安全级厂用设备系列的应急柴油发电机组供电:d) 两个单元机组共用以及厂区用电设备t两个单元机组共用的设备不专属于某一单元机组,然而参与两个单元机组的运行。厂区用电设备与电能生产无直接关系,其功能不直接影响核电机组的运行。这些设备需要由两个单元机组的厂用电系统供电。正常时由其中一个单元机组的正常厂用电系统供电,当该电源系统故障时,由另一个单元机组的正常厂用电系统供电。4.3直流供电系统直流供电系统的功能是:a) 向各交流不间断电源系统的逆变器提供直流电源(220V或1l
11、OV) : b) 向直流电气传动装置(泵、电磁间等)提供直流电源:c) 向6kV及380V交流配电装置中的断路器、接触器及电压互感器提供直流控制、信号、保护及测量电源(llOV) : d) 向6kV正常厂用配电装置由厂变供电向辅变供电的慢切换电路供电:e) 向常规岛的操作、控制、继电保护及自动装置提供直流电源:。向逻辑控制回路的继电器台架、报警装置及直流仪表提供直流电源C48V): g) 向逻辑控制回路提供去辑电源C48V): h) 向控制室的模拟盘提供直流电源C48V): 2 EJ/T 1134-2001 j) 向380V电动阀门的交流配电柜提供直流电源(48V)。4. 4 单相220V交流
12、不间断电源供电系统单相220V交流不间断电源供电系统的功能是:a) 向反应堆的四个保护组及有关的传感器、记录仪供电;b) 向计算机及数据处理系统供电:c) 向棒控系统、堆芯仪表系统、辐射监测设备、化学监控设备、各种记录仪、指示器、计时器供电:d) 向直流配电系统接地故障探测器供电。5 厂用电系统的设计准则5. 1 基本准则5. 1. 1为了保证单元机组对输电网有最高的利用率,厂用电系统必须满足以F要求:a) 能够远应外部输电网上最频繁的扰动(电压和频率的变化):b) 在由于输电网故障而使单元机组与电网解列的情况下,一旦电网恢复正常注行条fI二,应能ill速使核电机组恢复运行:c) 能够限制厂用
13、设备故障造成的后果:d) 能够在不降低机组利用率的情况下对各种厂用电设备进行维修。5. 1. 2 为了确保核安全,厂用电系统必须满足以下要求:a) 在发生对电站工作人员及环境造成放射性危害的事故时,能够可靠地对必要的厂用设备供电;b) 影响供电的运行故障或内外灾害不会引起放射性事故。厂用电系统应遵守以下设计准则,以满足上述要求:一一一电源的多样性和冗余设置:一一通过Jg当的配置,使共棋故障的风险减至最小。供电的故阳模式分忻月2表i!J1:个部件的单一故障不妨碍专设安全设施最低限度的运行。5. 2 交流供电系统的设计准则5. 2. 1 交流电源系统5. 2. 1. 1 概述应包括:a) 两路实体
14、上独立的与高压电网连接的厂外电源(一路为厂外主电源,另路只J厂外辅助电源),这些连接必须设有适当的分断保护:b) 为每一单元机组设置的两路独立的由两台柴油发电机组组成的厂内电源。厂外主电源:由厂外输电线路提供,厂用设备由接于发电机断路器与主变压器之间的广用工作变压器供电,在单元机组停运期间厂外主电源仍可对厂用设备供电。厂外辅助电源:对于双堆电厂,厂外辅助电源包括一路与输电线路无关的厂外线路以及由该线路并联供电的两台辅助变压器。变压器二次侧与两台单元机组的接有常备厂用设备的配电盘连接。厂内电源:每一单元机组设有两台独立的能自动启动的柴油发电机组,每台柴油发电机组能保证向冗余设置的安全级(IE级厂
15、用设备的一个独立系列(A列或B列)供电。此外,每个厂区设有一个附加电源(柴油发电机组或汽轮发电机组),它在失去以上厂内、外全部电源的情况下,可以向各单元机组的任一组6kV应急配电装置恢复供电。5.2. 1.2 厂外电源系统3 EJ/T 1134- 2001 应遵循以下设计准则:a) 厂外电源应由两个实体独立的系统(但路径不一定分开来保证,以尽量减少同时发生故障的可能性:b)两个厂外电源中的每一个电源均应能使所有由其供电的厂用设备从一个电源切换到另一个电源时能同时再加速或启动:c)对于双堆电厂,厂外辅助电源为一对机组共用:d) 如果厂外主电源发生故障,则经过一段电动机剩磁衰减所需的延时之后,辅助
16、电源应能自动投入运行,主电源由手动恢复运行:e) 对极端气侯条件、地震、飞机坠落或破坏活动等外部灾害事件,对厂外电源不提供特殊保护。5. 2. 1. 3 厂内电源系统应遵循以下设计准则:a) 一个单元机组的厂内电源系统应由与厂外电源及其他厂内电源无关的独立电源供电:b)厂内电源数目取决于专设安全设施冗余系列的数量(两列:A列和B列),两个安全系列中的每一个系列均应设置一个厂内电源:。在单元机组之间、系列之间不应有互相的连接:d) 每个电源系列向冗余设置的机械系统(实体分隔)的同一独立系列的厂用设备供电,以使一个电源系列断电时不会引起该机械系统的功能全部丧失:的向厂用设备的一个冗余系列供电的每组
17、母线应设置有厂外电源和一个独立的厂内电源:f) 柴油发电机应根据以下信号自动启动:1) 相关应急母线失去电压:2) 安注信号:3) 安全壳内高一高压信号。需应急供电的厂用设备在母线失压时应能从厂外电源自动切换到厂内电源上:恢复到由厂外电源供电和停闭柴油发电机组是手动进行的。g)通过表计和控制系统应能从控制室手动实现下述功能:1)对厂内电源的控制:2) 按照预定程序将需要应急供电的厂用设备切换到厂内电源上,如果需要,同时断开非IE级厂用设备:3) 厂内电源状况的监测(电压、电流、断路器的位置、电源的可用性)。h) 非lE级应急厂用设备的断开装置是安装在安全级配电盘上。5.2.2 交流配电系统5.
18、 2. 2. 1 厂用电电压等级采用6kV及380V两种厂用电电压等级。6kV:作为中压厂用配电电压,对额定功率为180kW及以上的电动机(个别情况例外)及6kV/0.4kV厂用变压器供电:380V:作为低压厂用配电电压,对额定功率小于180kW的电动机(个别情况例外)及其他低压厂用电设备供电。5. 2.2.2 广用电系统中性点接地方式5.2.2.2. 1 中压厂用电系统的中性点接地方式当中压厂用电系统的接地电容电流在IOA及以下时,宜采用中性点绝缘方式,以便能够连续监测系统的绝缘,并且允许在限定的时间内带单相接地故障运行,为处理故障赢得了时间。当接地电容电4 EJ/T 1134一2001流大
19、于IOA时,在满足核电厂的安全性及可用性的条件下,也可采用电阻接地。5. 2. 2. 2. 2 低压厂用电系统的中性点接地方式采用中性点直接接地方式。对于核岛厂房,6kV/0.4kV变压器低压侧中性点不配出。低压照明系统由低压电力系统经llN变压器供电,其二次侧中性点直接接地并配山。5. 2.2.3 厂用电接线根据4.2所述的四类厂用电设备及其对供电的不同要求,设置正常厂用母线、应急广用即线及其用母线。正常厂用母线上接有单元厂用设备及常备厂用设备,应急厂用母线上按有用急厂用设备,共用母线上撞有两个单元机组共用及厂区广用设备。正常厂用母线的设置,可采用以下两种方案:a) 每个单元机组的正常厂用母
20、线分为四段,采用两台分裂绕组的厂用工作变压器,分月lj对四段正常厂用母线供电,其接线见图1; b)每个单元机组的正常厂用母线分为五段,其中三段为单元厂用母线,两段为常得厂时母线。单元厂用母线上接有单元厂用设备,常备厂用母线上接有常备广用设备。采用一台J.,V.绕组厂用工作变压器及一台分裂绕组厂用工作变压器,分别对三段单元广用母线及两段常备厂用母线供电,其接线见图2。5.2.2.4 厂用配电系统的特点交流厂用配电系统应具有以下特点:a) 放射式结构:b)采用断路器及熔断器一一接触器回路配电:c) 设置选择性保护装置,以限制故障的影响范围。5. 3 直流供电系统的设计准则5. 3. 1 直流电源系
21、统由交流配电盘引来的交流电经蓄电池充电器整流成直流电向直流负荷供电并向蓄电池m浮充屯。当失去交流电源或充电器故障时,蓄电池组保证在规定的时间(至少lh)内能不间断地向在流负荷供电。直流电源系统通常由一组蓄电地和一台!ix两台蓄电池充电器及直流配电盘组成,见到Jo设置两台蓄电;也充电器的情况F,其中一台的电源应由应急柴油发电机组供电的应急母线引米,而另一台的电源由正常交流电源供电的母线引来。根据直流负荷的需要,应设置下列电压等级的直流电源系统:a) 220V; b) 1 IOV; c) 48V o 根据安全级直流负荷的需要,lIOV和48V直流电源应设置互相独立的A、B系列冗余系统。5.3.2
22、直流配电系统直流配电系统应具有以下特点:a) 放射式结构:b) 采用断路器回路配电:。在蓄电池进线开关上设置短路电流触发的延时脱扣装置,以保证在各种故障情况下实现选择性保护,限制故障的影响范围。5.4 220V交流不间断电源供电系统的设计准则由直流配电盘引来的直流电经逆变器逆变成220V50Hz单相交流电,向需要由220V交流不间断5 EJ/T 1134一2001电源供电的负荷供电。当向直流电源系统充电器供电的交流电源故障时,由直流电源系统的蓄电池组向逆变器不间断地提供直流电源,从而保证逆变器的输出侧能提供220V交流不间断电源。220V交流不间断电源系统可由三种方式组成za) 由两台互为备用
23、的逆变器、静态切换开关及设有进、出线断路器的交流配电盘姐成u当工作的逆变器故障时,通过静态开关自动地、不间断地(切换时间运Sms)切换到由另一台逆变器向负荷供电,见图4:b) 由三台具有一定备用容量、允许互相并联运行的逆变器及设有进、出线断路器的交流配电盘组成。当其中一台逆变器故障时,其余两台逆变器应能向所有负荷供屯,见国5;c) 由一台逆变器、一台作为备用旁路电源的调压变压器、静态切换开关及设有进、出线断路器的交流配电盘组成。当逆变器故障时,通过静态切换开关自动地、不间断地(切换时间运Sms)切换到由调压变压器供电,见图6.逆变器的直流电源系统电压等级采用220V和110V两种。对应于反应堆
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