【国家标准(GB)】 核电厂优先电源

ICS27.120.20
中华人民共和国国家标准
GB/T13177--2000
核电厂优先电源
Standard for preferred power supply fornuclearpowerplants
2000-01-03发布
2000-08-01实施
国家质量技术监督局发布
GB/T13177-2000
IEEE前言
引用标准
般设计准则
具体的设计准则
监督、控制和试验要求·
多机组核电厂的考
-TiKAoNiKAca-
GB/T13177—2000
本标准是对GB/T13177一1991《核电厂优先电源》的修订，原标准非等效采用美国电气和电子工程师学会标准IEEEStd765一1983《核电厂优先电源》编制，对指导核电厂配电系统的设计及对引进核电厂的谈判和安全审评起了重要作用。本标准等效采用IEEEStd765—1995(IEEEStd765—1983的修订版），技术内容等同，编写格式与GB/T1.1—1993相—致，IEEEStd765—1995引用了IEEEStd308—1991&IEEEStd741-1990，本标准引用等效采用IEEEStd308—1991&IEEEStd741—1990的我国标准GB/T12788—2000《核电厂安全级电力系统准则》和EJ/T639-1992《核电厂安全级电力系统及设备保护准则》，便于国内采用。
与原标准相比，此次修订包括：1)增加了3.2、3.5、4.6、4.7.10、5.1.4.2、5.3.4.1、5.3.4.2、5.4、7.4、7.5和7.62）修改了5.1.1、5.3.2、5.3.4、7.1和7.2的部分内容；3）将原标准附录A的内容编入正文。本标准与下列标准结合使用，对促进压水堆核电厂国产化，指导核电厂配电系统的设计、建造，运行和维修将起到技术支持和技术保证的作用：1)GB/T127882000核电厂安全级电力系统准则2）GB/T13626—1992单故障准则应用于核电厂安全级电气系统；3）GB/T14546-1993核电厂安全级直流电力系统设计准则；4）EJ/T639—1992核电厂安全级电力系统及设备保护准则；5）EJ/T760--1993核电厂安全重要仪表和控制系统的供电要求；6）EJ/T1038-1996核电厂不间断电源的应用和试验；7)EJ/T1044—1997核电厂应付全厂断电设计准则。本标准自实施之日起，同时代替GB/T13177—1991。本标准由中国核工业集团公司提出。本标准由核工业标准化研究所归口。本标准起草单位：核工业标准化研究所。本标准主要起草人：牛祝年、张京长。GB/T13177-2000
IEEE前言
（这个前言不是IEEEStd765一1995核电厂优先电源（PPS）》的一部分。）rikANikAca-
最初制定本标准是为优先电源(PPS)提供详细的设计准则，以便保证其设计与预定的功能相一致，并且对《设计总则》GDC—17、GDC—18和IEEEStd308-1991给出足够详细的解释、澄清和细化。美国联邦法规第10章第50部分（10CFR50）附录A，《设计总则》第17条（GDC--17)要求核电厂具有一个厂外电力系统，以便允许安全重要的构筑物、系统和部件发挥作用。此外，《设计总则》第18条(GDC一18)对电力系统的检查和试验提出要求。1988年10CFR50增加了一条50.63条，该条要求每个轻水冷却核电厂都要承受规定时限的全厂断电，并能从全厂断电中恢复正常。此外，该条还规定了采用一台替代交流电源（AAC)应付全厂断电的要求。核能应用的管理和资源咨询委员会\(NUMARC)在NUMARC87--00—1988《NUMARC初步说明轻水堆全厂断电的导则和技术依据》中提供了附加的指导。因为NUMARC87—00(1991年8月第一次修订)不适于分发给普通公众，所以本标准这次修订时考虑包括这些导则。AAC的设计要求不属本标准范围。
这次修订增加了下述各方面的指导：a）AAC电源的定义以及可以接受的与PPS的接口；b）与PPS电源和控制电路有关的设计准则；c）将PPS准则扩展到多机组核电厂。本标准由核动力工程委员会的第4分委员会《厂用电源》的4.6工作组编制。1）1994年成立的核能研究所（NEI)合并了NUMARC。1范围
中华人民共和国国家标准
核电厂优先电源
Standard for preferred power supply fornuclearpowerplants
GB/T13177—2000
代替GB/T13177—1991
本标准规定了核电厂优先电源（PPS）和优先电源与安全级（1E级）电力系统、开关站、输电系统以及替代交流电源(AAC)接口的设计准则。图1是PPS与有关电力系统的一种典型接口。输电系统
开关站
替代交流电源
与AAC电源
可能的接口
安全级电力系统
注：AAC与PPS以外的电源的接口不属本标准范围。与输电系统接口
与开关站接口
优先电源（PPS）
与安全级电力系统接口
图1PPS接口图
2引用标准
下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。GB/T12788—2000核电厂安全级电力系统准则（egvIEEE308—1991）EJ/T639—92核电厂安全级电力系统及设备保护准则(egvIEEE741-1986）3定义
本标准采用下列定义。
3.1可接受的acceptable
根据核电厂安全分析证明是适宜的。3.2替代交流电源（AAC）alternateac source它是设置在核电厂内或其附近的一种交流电源且满足下述要求：国家质量技术监督局2000-01-03批准2000-08-01实施
GB/T 13177—2000
a）它可以接到（但通常不连接)厂外或厂内应急交流电力系统：b）与厂外电源或厂内应急交流电源共模故障概率最少；c）全厂断电后能及时供电：
TiKAoNiKAca
d）有足够的容量和可靠性使全厂断电时所需要的所有系统运行，并保证安全停堆和维持安全停堆时限内用电(超设计基准事故）。3.3安全级（1E级）safetyclass(Class1E)是反应堆或核电厂电气设备和系统的一个安全级别。这些设备和系统是完成反应堆紧急停堆、安全壳隔离、堆芯冷却以及从安全壳和反应堆排出热量所必需的，或是防止放射性物质向环境大量排放所必需的。
3.4优先电源preferredpowersupply（PPS）在事故和事故后工况下，从输电系统优先给安全级电力系统供电的电源。3.5全厂断电stationblackout
核电厂内给重要的和非重要的配电装置母线供电的交流电源全部失去，即失去厂外电源同时汽机脱扣和厂内应急交流电源故障，但未失去由厂内蓄电池通过逆变装置送到母线的交流电源或替代交流电源。
4一般设计准则
4.1总则
从输电系统到安全级电力系统，优先电源应配置两条或两条以上供电线路，一些可接受的设计实例见图2~图4。
4.2安全等级
优先电源不属于安全级电力系统，可以不采用与安全级设备相应的要求（如穴余、独立性、隔离、单一故障准则、抗震和设备质量鉴定等)。4.3功能
优先电源为安全停闭和安全系统运行供电。优先电源可以在核电厂所有运行方式下向安全级母线和非安全级母线供电。
4.4容量和能力
优先电源的每条线路都应有足够的容量和能力给所要求的设备供电，以保证：a）预计运行事件的后果不会超过规定的可接受的燃料元件设计限值和反应堆冷却剂压力边界设计条件，
b）在核电厂设计基准事故中堆芯被冷却，并且保持安全壳的完整性和其他必要功能。在核电厂正常运行工况下，每路优先电源都应能给预计同时出现的安全级最大负荷和非安全级负荷供电。
手动隔离
主发电机
GB/T13177—2000
输电系统
独立的输电线路
开关站
非安全级母线A
GB/T13172
GB/T12788
安全级每线A
非安全级母线B
GB/T13177
GB/T12788
安全级母线B
图2可接受的PPS设计示例之一
输电系统
独立的输电线路
开关站
非安全级母线A
GB/T13177
GB/T12788
安全级母线A
非安全级母线B
GB/T13177
GB/T12788
安全级母线B
图3可接受的PPS设计示例之二
发电机负荷
开关或断路器
主发电机
GB/T1317
GB/T12788
GB/T13177-—2000
输电系统
独立的输电线路
开关站
非安全级母线A
安全级母线A
非安全级母线B
GB/T13177
GB/T12788
安全级母线B
图4改进的PPS设计示例
iikANiKAca-
4.5可用性
在核电厂启动和正常运行期间，从输电系统到安全级电力系统最少应有两条线路可以使用，以便按下述规定满足事故期间、事故后和安全停堆的要求；a）可以通过非安全级配电系统将两路优先电源接到穴余的安全级母线，见图2和图3；b）非安全级的接线不应损害优先电源的独立性要求；c）优先电源的两条线路直接连接到每条几余的安全级母线上可以进一步改善可用性，见图4；d）某一设计基准事故发生后几秒钟之内，优先电源最少应有一条线路能自动给安全级母线供电在根据电厂安全分析证明能满足要求的一段时间内，优先电源第二条线路应可用；e）改进的设计在设计基准事故发生后儿秒钟之内，宜有两条线路能自动向安全级母线供电。4.6独立性
4.6.1优先电源向安全级电源供电的线路应实体独立，其设计和安装应在运行、假设事故和环境条件下使其同时故障的可能性最小（达到实际可行的程度）。4.6.2为了减少优先电源线路同时故障的可能性，优先电源的控制电路彼此之间以及与电力线路之间应实体独立达到实际可行的程度。4.6.3如果优先电源的两条线路共用一个输出设备，那么应进行分析以证实共用设备的可靠性不低于该优先电源其余部分的整体可靠性。4.7设计基准
每个核电厂对优先电源系统都应有特定的设计基准，最少应包括4.7.1～4.7.10。4.7.1设计基准应包括电厂在启动、正常运行、安全停闭、事故和事故后运行期间，由优先电源供电的厂用电负荷和电气系统，包括所要求的通断顺序和通电持续时间。GB/T 13177—2000
4.7.2设计基准应包括优先电源工作时可能要遇到的环境条件，例如：a）风;
b）雷击；
c）冰冻，
d）温度变化；
e)雪；
f)洪水。
4.7.3设计基准应包括可能引起优先电源性能下降的电厂设计基准事件和运行事件，例如：a）设备维修停役；
b）火灾；
c）水的影响；
d）设备故障。
4.7.4设计基准应包括鉴别优先电源工作时可能遇到的输电系统状况，稳态和瞬态工况，例如：a）开关切换和雷击电涌，
b）电压范围——轻、重负荷下的最大值和最小值；c）频率变化；
d）稳定度限值。
4.7.5设计基准应包括对优先电源设备应有的性能和工作特性要求，例如：a）承受短路的能力；
b）设备容量；
c）对电压和频率变化的瞬态响应；d）电压调节限值；
e）承受负荷阶跃变化的能力；
f）继电保护的配合；
g）接地。
4.7.6设计基准应包括优先电源内部的独立程度和允余度，例如：a）塔架和线路走廊的隔离；
b）直流系统；免费标准bzxz.net
c）控制和保护电路；
d）电缆敷设；
e）开关站的布置。
4.7.7设计基准应包括优先电源与开关站、输电系统、安全级电力系统、替代交流电源之间接口的详细说明。
4.7.8设计基准应包括定期试验的能力，例如：a）保护继电器的试验；
b）断路器的操作试验
c）切换程序的试验。
4.7.9设计基准应包括除了安全停闭、事故期间和事故后工况下使用之外优先电源的使用。4.7.10设计基准应包括失去厂外电源后优先电源重新恢复的方法。5具体的设计准则
5.1与输电系统的接口
5.1.1说明
GB/T13177—2000
优先电源与输电系统的接口至少应包括两条输电线路，它们不必隔离。从输电系统有两条以上的线路可用的地方，只要满足本标准要求，其中任意两条的组合都可以作为优先电源的供电线路。
5.1.2可靠性
应利用分析或模拟技术确定优先电源供电系统的可靠性，以保证在考虑了未来计划的输电和发电装置的情况下满足可用性的要求。5.1.3独立性
输电系统向安全级电力系统提供优先电源的两条线路的设计应使下述故障引起它们同时失电的可能性减到最小：
a）任一输电铁塔故障或交叉输电线故障；b）单一断路器、开关站母线、配电装置母线或电缆故障。5.1.4系统分析
5.1.4.1进行系统分析，以证明下列意外事件的后果不会引起优先电源性能下降到电厂可用性目标水平之下：
a）核发电机组停机；
b）最大的发电机组停机；
c）失去容量最大的输电线路或联络线：d）失去最大的负荷。
5.1.4.2应根据输电、发电和系统负荷变化情况定期审查系统研究，以保证优先电源的设计基准对于所有预期合理的系统条件仍然有效。5.2与开关站的接口
5.2.1说明
与安全级电力系统有关的优先电源的线路与开关站的接口（见图1)所需电气设备和构筑物应按本标准设计。开关站用于其他功能的其余部分不受这些准则的限制。5.2.2独立性
开关站实体设计宜使单一设备故障引起优先电源两条线路同时或先后失电的概率减到最小。5.2.3电气故障
开关站的设备应设计得足以承受最严重故障产生的应力。5.2.4保护系统
为了将失去优先电源的概率减到最小应提供保护系统，建议采用如下设计措施：a）主继电保护和后备继电保护系统；b）断路器故障的继电保护；
c）采用两套蓄电池系统：
d）断路器使用双重跳闸线圈。
5.3与安全级电力系统接口
5.3.1说明
优先电源到安全级电力系统最少应有两条线路。5.3.2独立性
优先电源的任一条线路都可以向两条穴余的安全级母线供电，见图2、图3和图4。5.3.3与安全级电力系统的连接
5.3.3.1优先电源和安全级电力系统之间的连接应在安全级电路断路器的输入端。按GB/T12788的规定，安全级电路断路器应置于安全级构筑物中。5.3.3.2当采用切换方案时，为了从优先电源的一条线路切换到另一条线路，可以通过下述方法操作6
GB/T13177—2000
安全级断路器（见图4）或非安全级断路器（见图2和图3）：a）手动切换：
b）在役母线自动切换；
c）非在役母线自动切换。
采用母线自动切换时应证明切换方案的适宜性。5.3.3.3当优先电源的两条线路并联到一条安全级母线上时，在母线切换期间，允许故障电流有效值瞬时超过设备的额定值。
5.3.4优先电源电压下降
5.3.4.1优先电源电压的下降应在与其连接的安全级母线处探测。5.3.4.2优先电源电压下降及其时间延迟的选择应符合EJ/T639的规定。5.3.4.3优先电源电压下降的监测应在主控室设置状态报警。5.3.4.4在监测到优先电源电压下降到不可接受的水平时，该优先电源受到影响的线路应自动与安全级母线脱开。
5.4与替代交流电源的接口
替代交流电源可以与优先电源接口，这种接口应：a）除了需要替代交流电源执行其预定功能或者进行试验期间以外，应保持电气开路状态，b）避免出现可能使替代交流电源和优先电源都不能工作的气候有关事件或单一能动故障的薄弱环节。例如：替代交流电源和优先电源共用一个开关站就可以认为是一个单点薄弱环节；c）对优先电源可用性的不利影响最少。6监督、控制和试验要求
6.1监督要求
在主控制室里应：
a）显示优先电源电路遮断装置的状态（分闸或合闸）；b）设置与优先电源电路遮断装置相连的直流系统低压报警；c）设置5.3.4要求的电压下降报警；d）显示优先电源的电压和频率。6.2控制要求
在主控室里应能控制优先电源和电厂厂用母线之间的电路遮断装置。6.3试验要求
6.3.1优先电源系统运行前试验
应在所有部件都已安装好的条件下进行系统的运行前试验，证实设备和系统都能工作并且证实：a）能从指定的优先电源向所有必需的安全级和非安全级负荷供电；b）可以检验优先电源失电：
c）优先电源之间可以互相切换；d）与优先电源相连的蓄电池组和充电器装置能满足其设计负荷的要求。6.3.2设备定期试验
应在实际可行的范围内对设备进行定期试验以探测该设备性能是否下降到不可接受的情况。6.3.3系统定期试验
应参考系统运行前试验（见6.3.1)对系统进行定期试验。7多机组核电厂的考虑
7.1共用优先电源
GB/T 13177—2000
在多机组核电厂里，两台或两台以上的机组可以共用优先电源。7.2共用电源的容量
共用电源应能同时向共用该电源的机组的每种设计运行方式所需的总负荷供电。7.3监督
应在每个机组的主控室里都显示共用的优先电源电路遮断装置的状态。7.4保护系统
应设置保护系统使共用优先电源失电的概率最小（达到实际可行的程度）。设计保护系统应使一台机组的事件对其余机组的影响最小。7.5设计基准
设计基准应具体指出每台机组优先电源的独立程度。设计基准应说明共用的主要设备及其失效对每台机组的影响、机组间的相互影响，以及每个机组的预计运行事件和扰动。7.6共用的控制和显示
在每台机组的控制室里都应能监视优先电源的可用性。一台机组从其优先电源断开的能力不应影响优先电源对其余机组的可用性。当优先电源与输电系统断开时，应在每台机组的控制屏上给出显示。如果控制器装置在多处，那么就应提供联锁以保证在指定时刻动作只来自一处，同时在接近控制器的地方设置合适的显示。
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