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文檔簡介
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NB
中華人民共和國能源局行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)
NB/T20051—XXXX
代替NB/T20051-2011
核電廠廠用電系統(tǒng)設(shè)計準(zhǔn)則
Designcriteriaforauxiliarypowersystemofnuclearpowerplant
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(征求意見稿)
(本草案完成時間:2022.11)
在提交反饋意見時,請將您知道的相關(guān)專利連同支持性文件一并附上。
XXXX-XX-XX發(fā)布XXXX-XX-XX實施
國家能源局發(fā)布
NB/T20051—XXXX
前言
本標(biāo)準(zhǔn)按照GB/T1.1—2009給出的規(guī)則起草。
針對《核電廠廠用電系統(tǒng)設(shè)計準(zhǔn)則》NB/T20051-2011對目前國內(nèi)百萬千瓦級三代核電堆型適用性
不夠、可操作性不強的情況,標(biāo)準(zhǔn)編制組認(rèn)真總結(jié)近些年來國內(nèi)對于百萬千瓦級三代核電機組的設(shè)計經(jīng)
驗,并在廣泛征求意見的基礎(chǔ)上,對原條文做了修改、補充和完善。
本標(biāo)準(zhǔn)修訂后共有11章1個附錄,對2011年版本的結(jié)構(gòu)框架進(jìn)行了重新調(diào)整,本次修訂的主要內(nèi)容
是:
1.新增了“廠用電負(fù)荷分類”、“廠用負(fù)荷統(tǒng)計”、“廠用電的電能質(zhì)量”、“廠用備用電源”、
“電氣設(shè)備布置”、“短路電流計算”、“廠用電率的估算方法”等章節(jié),以滿足廠用電系統(tǒng)設(shè)計要素
的完整性。
2.修訂著重對核電廠廠用電系統(tǒng)功能、廠用電負(fù)荷分類、廠用電壓等級、高低壓廠用電系統(tǒng)中性點
接地方式、廠用電源配置、廠內(nèi)備用柴油發(fā)電機組的選型、廠用電負(fù)荷統(tǒng)計、電氣設(shè)備布置等核電廠廠
用電設(shè)計的重點環(huán)節(jié)作了更新和補充,使本次修訂后的條文對當(dāng)前國內(nèi)百萬千瓦級三代核電堆型的廠用
電系統(tǒng)的設(shè)計更具適用性、規(guī)范性和指導(dǎo)性。
本文件由能源行業(yè)核電標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會提出。
本文件由中國核電發(fā)展中心歸口。
本文件起草單位:中國核電工程有限公司、中廣核工程有限公司。
本文件主要起草人:王晉、竇慧元、周曉斌、費云艷、冉慧敏、陳懷宇、趙宏軍、姜慶水、路進(jìn)軍。
II
NB/T20051—XXXX
核電廠廠用電系統(tǒng)設(shè)計準(zhǔn)則
1范圍
本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了核電廠廠用電系統(tǒng)的設(shè)計準(zhǔn)則。
本標(biāo)準(zhǔn)適用于國內(nèi)百萬千瓦級三代核電廠核島、常規(guī)島和BOP的電氣系統(tǒng)設(shè)計。
2規(guī)范性引用文件
下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中,注日期的引用文件,
僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改單)適用于本
文件。
GB1094.1電力變壓器第1部分:總則
GB1984交流高壓斷路器
GB13625核電廠安全系統(tǒng)電氣設(shè)備抗震鑒定
GB/T12788核電廠安全級電力系統(tǒng)設(shè)計準(zhǔn)則
GB/T12727核電廠安全系統(tǒng)電氣設(shè)備質(zhì)量鑒定
GB/T50063電力裝置的電測量儀表裝置設(shè)計規(guī)范
GB/T14285繼電保護和安全自動裝置技術(shù)規(guī)程
DL/T5136火力發(fā)電廠、變電站二次接線設(shè)計技術(shù)規(guī)程
DL/T5222導(dǎo)體和電器選擇設(shè)計技術(shù)規(guī)定
DL/T5352高壓配電裝置設(shè)計技術(shù)規(guī)程
EJ/T625核電廠備用電源用柴油發(fā)電機組準(zhǔn)則
3術(shù)語和定義
下列術(shù)語和定義適用于本文件。
3.1
廠用電系統(tǒng)auxiliarypowersystems
向廠用電設(shè)備供電的系統(tǒng)。
3.2
廠用電設(shè)備auxiliaryelectricalequipments
為了保持核電機組的安全性和可用性,在各種運行方式下可能需要運行的用電設(shè)備。也可稱廠用設(shè)
備。
3.3
供電系統(tǒng)powersupplysystems
是指從電源至廠用電設(shè)備受電接線端的整個系統(tǒng),包括電源、電源至配電盤的接線、配電盤以及配
電盤至廠用電設(shè)備的供電電纜。
供電系統(tǒng)包括電源系統(tǒng)和配電系統(tǒng)。
3.4
交流電源系統(tǒng)A.C.powersourcesystems
由發(fā)電設(shè)備、輸電線路及供電變壓器等構(gòu)成的電源系統(tǒng)。
3.5
直流電源系統(tǒng)D.C.powersourcesystems
由充電器—蓄電池組成的電源系統(tǒng),該系統(tǒng)能在規(guī)定的時間內(nèi)保證不間斷地提供直流電源。其充電
器由交流配電盤供電。
3
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3.6
交流不間斷電源系統(tǒng)A.C.uninterruptedpowersourcesystems
由直流電源和逆變器構(gòu)成的電源系統(tǒng),該系統(tǒng)能在直流電源的支持下,不間斷地提供交流電源。
3.7
配電系統(tǒng)distributionsystems
包括配電盤和由配電盤至廠用電設(shè)備的供電電纜。
4總則
4.1廠用電系統(tǒng)的功能
核電廠廠用電系統(tǒng)的功能是向所有的安全級和非安全級廠用電設(shè)備供電,這些設(shè)備用于核電廠的啟
動、正常運行、安全停堆、應(yīng)急停堆和事故緩解。對廠用電設(shè)備的供電設(shè)計應(yīng)滿足單元機組可用性和核
安全的要求,而后者是最重要的。
4.1.1交流供電系統(tǒng)
交流供電系統(tǒng)的功能是向各類交流廠用設(shè)備供電。
交流廠用設(shè)備按照其功能分為四類:
a)單元廠用設(shè)備:這些設(shè)備的正常運行可保持單元機組生產(chǎn)電能,當(dāng)機組停運后,這些設(shè)備均
可停運。屬于這類的廠用設(shè)備如反應(yīng)堆冷卻劑泵、汽輪發(fā)電機組的輔助設(shè)備、主給水泵及循
環(huán)冷卻水泵。這些設(shè)備只需從廠外主電源供電;
b)常備廠用設(shè)備:它們是單元機組在正常停運過程中以及停運期間需要運行的設(shè)備,其中有些
設(shè)備在單元機組正常運行時也需工作。屬于這類的廠用設(shè)備如壓縮空氣的生產(chǎn)和分配系統(tǒng)、
輔助蒸汽供應(yīng)系統(tǒng)。這些設(shè)備需要兩個廠外電源,正常時由廠外主電源供電,當(dāng)廠外主電源
斷電時,經(jīng)電源自動切換后由廠外輔助電源供電;
c)應(yīng)急廠用設(shè)備:包括安全級電氣設(shè)備及保障主設(shè)備安全的廠用設(shè)備:
1)安全級廠用設(shè)備:這些設(shè)備用來防止、限制、減少放射性物質(zhì)的泄漏以及緩解事故后果,
主要確保下述功能:反應(yīng)堆應(yīng)急停堆、安全殼隔離、反應(yīng)堆堆芯冷卻、反應(yīng)堆排出余熱、
從反應(yīng)堆廠房排出熱量、防止向環(huán)境釋放大量放射性物質(zhì);
2)保障主設(shè)備安全的廠用設(shè)備:這些設(shè)備用來保障核電廠主要設(shè)備的安全,以維持機組設(shè)
備在可運行狀態(tài)。屬于這類的廠用設(shè)備如汽輪發(fā)電機組的潤滑系統(tǒng)。
應(yīng)急廠用設(shè)備一般由廠外主電源供電。當(dāng)廠外主電源斷電時,需由廠外輔助電源供電。當(dāng)兩個廠外
電源均失去時,需由相應(yīng)安全級廠用設(shè)備系列的應(yīng)急柴油發(fā)電機組供電;
d)兩個單元機組共用以及廠區(qū)用電設(shè)備:兩個單元機組共用的設(shè)備不專屬于某一單元機組,然
而參與兩個單元機組的運行。廠區(qū)用電設(shè)備與電能生產(chǎn)無直接關(guān)系,其功能不直接影響核電
機組的運行。這些設(shè)備需要由兩個單元機組的廠用電系統(tǒng)供電。正常時由其中一個單元機組
的正常廠用電系統(tǒng)供電,當(dāng)該電源系統(tǒng)故障時,由另一個單元機組的正常廠用電系統(tǒng)供電。
4.1.2直流供電系統(tǒng)
直流供電系統(tǒng)的功能是:
a)向各交流不間斷電源系統(tǒng)的逆變器提供直流電源;
b)向直流電氣傳動裝置(泵、電磁閥等)提供直流電源;
c)向交流配電裝置中的斷路器、接觸器及電壓互感器提供直流控制、信號、保護及測電源;
d)向廠用配電裝置由廠變供電向輔變供電的慢切換電路供電;
e)向常規(guī)島的操作、控制、繼電保護及自動裝置提供直流電源;
f)向邏輯控制回路的繼電器臺架、報警裝置及直流儀表提供直流電源;
g)向邏輯控制回路提供去耦電源;
h)向控制室的模擬盤提供直流電源;
i)向電動閥門的交流配電柜提供直流電源。
4.1.3單相220V交流不間斷電源供電系統(tǒng)
單相220V交流不間斷電源供電系統(tǒng)的功能是:
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a)向反應(yīng)堆的四個保護組及有關(guān)的傳感器、記錄儀供電;
b)向計算機及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)供電;
c)向棒控系統(tǒng)、堆芯儀表系統(tǒng)、輻射監(jiān)測設(shè)備、化學(xué)監(jiān)控設(shè)備、各種記錄儀、指示器、計時器
供電;
d)向直流配電系統(tǒng)接地故障探測器供電;
e)向DCS機柜供電。
4.2廠用電系統(tǒng)的設(shè)計準(zhǔn)則
4.2.1
為了保證單元機組對輸電網(wǎng)有最高的利用率,廠用電系統(tǒng)應(yīng)滿足以下要求:
a)能夠適應(yīng)外部輸電網(wǎng)上最頻繁的擾動(電壓和頻率的變化);
b)在由于輸電網(wǎng)故障而使單元機組與電網(wǎng)解列的情況下,一旦電網(wǎng)恢復(fù)正常運行條件,應(yīng)能迅
速使核電機組恢復(fù)運行;
c)能夠限制廠用設(shè)備故障造成的后果;
d)能夠在不降低機組利用率的情況下對各種廠用電設(shè)備進(jìn)行維修。
4.2.2
為了確保核安全,廠用電系統(tǒng)應(yīng)滿足以下要求:
a)在發(fā)生對電站工作人員及環(huán)境造成放射性危害的事故時,能夠可靠地對必要的廠用設(shè)備供電;
b)影響供電的運行故障或內(nèi)外災(zāi)害不會引起放射性事故。
廠用電系統(tǒng)應(yīng)遵守以下設(shè)計準(zhǔn)則,以滿足上述要求:
——電源的多樣性和冗余設(shè)置;
——通過適當(dāng)?shù)呐渲茫构材9收系娘L(fēng)險減至最小。供電的故障模式分析應(yīng)表明:一個部件的單
一故障不妨礙專設(shè)安全設(shè)施最低限度的運行。
4.2.3
核電廠中的安全級電力系統(tǒng)應(yīng)規(guī)定一個特定的設(shè)計基準(zhǔn),至少包括:
a)要求安全級電力系統(tǒng)運行的事件;
b)安全級電力系統(tǒng)運行的驅(qū)動信號;
c)接至安全級母線和備用電源的負(fù)載清單;
d)安全級電源的啟動順序和加載曲線;
e)當(dāng)受到d)條所述順序的事件的作用時,適用于備用發(fā)電機及其原動機的時間、電壓、轉(zhuǎn)速和
其他限值;
f)能在實體上損壞安全級電力系統(tǒng)或?qū)е孪到y(tǒng)性能降低而為此應(yīng)采取措施的失常、事故、環(huán)境
事件和運行方式;
g)在設(shè)備應(yīng)工作的正常、異常和事故工況期間能源供應(yīng)和環(huán)境(例如電壓、頻率、濕度、溫度、
壓力、振動等)的允許瞬態(tài)變化范圍和穩(wěn)態(tài)值范圍;
h)系統(tǒng)或設(shè)備的最低性能準(zhǔn)則(例如:備用電源啟動時間、低電壓繼電器精度、電壓調(diào)節(jié)限值、
負(fù)荷限值和蓄電池充電時間、電壓等);
i)允許安全級電源停運或斷開的情況(例如:差動繼電器動作、發(fā)動機超速)。
安全級電力系統(tǒng)應(yīng)設(shè)計成能夠保證設(shè)計基準(zhǔn)事件不會引起:
a)一些專設(shè)安全設(shè)施、監(jiān)視設(shè)備或保護系統(tǒng)設(shè)備失電而導(dǎo)致不能執(zhí)行要求的安全功能;
b)能產(chǎn)生反應(yīng)堆功率瞬變的設(shè)備失電,這種功率瞬變能導(dǎo)致燃料包殼或反應(yīng)堆冷卻劑壓力邊界
嚴(yán)重?fù)p壞。
4.2.4
核電廠安全級電氣設(shè)備和電路在設(shè)計時應(yīng)滿足以下獨立性的相關(guān)要求:
a)為保持安全級電氣設(shè)備和電路的獨立性,應(yīng)進(jìn)行實體分隔和電氣隔離,使得在任何設(shè)計基準(zhǔn)
事件發(fā)生期間及之后,該安全級電氣設(shè)備和電路均能執(zhí)行所要求的安全功能;
b)應(yīng)使用安全級構(gòu)筑物、分隔距離、屏障或其任何組合,實現(xiàn)設(shè)備和電路的實體分隔。同樣應(yīng)
使用分隔距離、隔離裝置、屏蔽、布線技術(shù)或其任何組合,達(dá)到電氣隔離的要求;
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c)在核電廠設(shè)計時,應(yīng)確定和說明有獨立性要求的設(shè)備和電路,并在文件和圖紙中加以明確的
標(biāo)識;
d)安全級電氣設(shè)備和電路的獨立性不得因輔助支持設(shè)施的功能失效而受到損害。例如應(yīng)把輔助
支持設(shè)施(如安全級開關(guān)設(shè)備房間的通風(fēng)裝置)規(guī)定為與其支持的安全級系統(tǒng)同屬一個序列,
以防止某序列機械功能的失效引起另一序列電氣功能的失效。
5廠用電接線
5.1廠用電負(fù)荷分類
5.1.1按安全功能劃分
按安全功能劃分,廠用電負(fù)荷分為安全級和非安全級:
a)安全級
為完成下列安全功能所必需的電氣負(fù)荷劃分為安全級負(fù)荷:
——反應(yīng)堆的安全停堆;
——包容殼隔離;
——堆芯應(yīng)急冷卻;
——導(dǎo)出反應(yīng)堆堆芯的余熱;
——防止放射性物質(zhì)向周圍環(huán)境大量釋放。
安全級負(fù)荷按照其在正常運行和正常運行瞬態(tài)(I類工況)、預(yù)計運行事件(II類工況)、稀有事
故(III類工況)、極限事故(IV類工況)和設(shè)計擴展工況中所需要執(zhí)行的功能,以及其失效會導(dǎo)致的
后果,劃分為安全功能1級物項(F-SC1)、安全功能2級物項(F-SC2)和安全功能3級物項(F-SC3)。
在應(yīng)急廠用設(shè)備中,執(zhí)行反應(yīng)堆安全停堆、包容殼隔離等用于在II類、III類和IV類工況后達(dá)到可
控狀態(tài)功能的電氣負(fù)荷應(yīng)劃分為F-SC1級。
用于在II類、III類和IV類工況后達(dá)到并維持安全狀態(tài)功能的電氣負(fù)荷應(yīng)劃分為F-SC2級。
用于緩解設(shè)計擴展工況(DEC)后果功能的電氣負(fù)荷應(yīng)劃分為F-SC3級,這些負(fù)荷具有避免觸發(fā)安全
級系統(tǒng)及其設(shè)備、避免或緩解假設(shè)始發(fā)事件的后果、改善安全級設(shè)備功能的效果。
b)非安全級
除上述之外的廠用電負(fù)荷,包括正常運行所需的和保持主設(shè)備完好性所需的電氣負(fù)荷屬于非安全級
物項,即單元廠用設(shè)備、常備廠用設(shè)備以及部分應(yīng)急廠用設(shè)備,應(yīng)劃分為非安全級(NC)負(fù)荷。
5.1.2按對供電可靠性的要求劃分
按對供電可靠性的要求劃分,廠用電負(fù)荷劃分為以下3類:
a)第1類:這類交流和直流用電負(fù)荷在核電站的所有工況(包括失電工況)下要求不間斷地連
續(xù)供電,并且在反應(yīng)堆事故保護動作之后仍必須繼續(xù)供電;
b)第2類:這類用電負(fù)荷允許在由安全或保持主設(shè)備完好性等條件決定的一定時間內(nèi)斷電,并
且在反應(yīng)堆事故保護動作之后仍必須供電;
c)第3類:這類用電負(fù)荷對供電可靠性沒有特殊要求,在備用電源自投的時間內(nèi)允許斷電,在
反應(yīng)堆事故保護動作之后并不要求必須供電。
5.1.3核電廠負(fù)荷分類方法的使用
核電廠用電負(fù)荷應(yīng)按照其執(zhí)行功能時所對應(yīng)的電廠工況、是否執(zhí)行安全功能以及對供電可靠性要求
等方面進(jìn)行綜合劃分,以確定合理的供電方式。
5.2廠用電電壓等級
5.2.1
廠用電系統(tǒng)的電壓值可按表1的規(guī)定確定,廠用電系統(tǒng)的電壓可分為以下幾類:
a)系統(tǒng)標(biāo)稱電壓:用以標(biāo)志或識別系統(tǒng)電壓的給定值;
b)系統(tǒng)運行電壓:在正常運行條件下系統(tǒng)的電壓值。對于廠用電系統(tǒng),系統(tǒng)運行電壓為系統(tǒng)標(biāo)
稱電壓的1.05倍;
c)系統(tǒng)最高電壓:在正常運行條件下,在系統(tǒng)的任何時間和任何點上出現(xiàn)的電壓最高值。
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廠用電系統(tǒng)的電壓及參考數(shù)值
序號廠用電系統(tǒng)的電壓參考數(shù)值(V)
1系統(tǒng)標(biāo)稱電壓380、380/220、3000、6000、10000
2系統(tǒng)運行電壓400、400/230、3150、6300、10500
3系統(tǒng)最高電壓3600、7200、12000
5.2.2
廠用電設(shè)備的電壓可分為以下幾類:
a)(開關(guān))設(shè)備額定電壓:由電氣設(shè)備的制造廠家確定,用以規(guī)定元件、器件或設(shè)備的額定工
作條件的電壓。對于3kV及以上的電氣設(shè)備,其額定電壓為設(shè)備所在系統(tǒng)的最高電壓;
b)(開關(guān))設(shè)備最高電壓:電氣設(shè)備最高電壓就是該設(shè)備可以應(yīng)用的“系統(tǒng)最高電壓”的最大
值。
5.2.3
核電廠一般采用6kV、10kV作為中壓廠用電系統(tǒng)的標(biāo)稱電壓。中壓廠用電電壓等級的選取應(yīng)遵循以
下原則:
a)在中壓廠用電接線形式相同的前提下,宜選擇可以使中壓廠用母線短路水平更低的電壓等級,
以便選用較低開斷水平的開關(guān)設(shè)備;
b)在中壓廠用電接線形式相同、中壓廠用母線短路水平相同的前提下,宜選擇較低的中壓廠用
電壓等級,以便選用較低絕緣要求的廠用電設(shè)備。
5.3廠用電的電能質(zhì)量
5.3.1由高壓電力系統(tǒng)供電的交流系統(tǒng)電能質(zhì)量
核電廠廠用電系統(tǒng)的電能質(zhì)量包括電壓的質(zhì)量和頻率的質(zhì)量等,電能質(zhì)量宜符合下列要求:
a)正常工作情況下,交流母線的電壓波動范圍宜在母線標(biāo)稱電壓的95%~105%之內(nèi);
b)正常工作情況下,當(dāng)由電力系統(tǒng)向廠用母線供電時,交流母線的頻率波動范圍不宜超過
49.5Hz~50.5Hz;當(dāng)由廠內(nèi)交流電源供電時,交流母線的頻率波動范圍不宜超過49Hz~51Hz;
c)正常工作情況下,交流母線的各次諧波電壓含有率不宜大于3%。電壓總諧波畸變率,380V廠
用電系統(tǒng)不宜大于5%,6kV及10kV廠用電系統(tǒng)不宜大于4%。
5.4廠用電系統(tǒng)中性點的接地方式
5.4.1中壓廠用電系統(tǒng)的中性點接地方式
核電廠中壓廠用電系統(tǒng)中性點接地方式可采用不接地、經(jīng)電阻接地或經(jīng)消弧線圈接地方式。中壓廠
用電系統(tǒng)中性點接地方式及保護動作對象的選擇應(yīng)符合表2的要求。
中壓廠用電系統(tǒng)中性點接地方式及保護動作對象的選擇
中壓廠用電系統(tǒng)的接地電容電流IC中壓廠用電系統(tǒng)中性點接地方式及保護動作對象
不接地,
①
IC≤10A
保護動作于信號
經(jīng)低電阻接地,經(jīng)消弧線圈接地,
②
IC>10A
保護動作于跳閘保護動作于信號
注1:當(dāng)中壓廠用電系統(tǒng)的接地電容電流在10A及以下時,其中性點宜采用不接地方式,以便能夠連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)的絕
緣,并且允許在限定的時間內(nèi)帶單相接地故障運行,為處理故障贏得時間。
注2:當(dāng)中壓廠用電系統(tǒng)的接地電容電流在10A以上時,其中性點宜采用經(jīng)低電阻接地方式。接地電阻的選擇應(yīng)使發(fā)
生單相接地故障時,電阻電流不小于電容電流,并且單相接地故障總電流值應(yīng)使保護裝置準(zhǔn)確且靈敏地動作
于跳閘。當(dāng)中壓廠用電系統(tǒng)的接地電容電流大于10A有需要在接地故障條件下運行時,宜采用中性點經(jīng)消弧線
圈接地方式。
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中壓廠用電系統(tǒng)中性點接地設(shè)備的選擇計算可按照DL/T5153-2014附錄C的方法進(jìn)行。
5.4.2低壓廠用電系統(tǒng)的中性點接地方式
采用中性點直接接地方式。
對于核島廠房,低壓變壓器低壓側(cè)中性線不配出。
低壓照明系統(tǒng)由低壓電力系統(tǒng)經(jīng)Δ/Y變壓器供電,其二次側(cè)中性點直接接地并配出中性線。
5.4.3直流和UPS系統(tǒng)的中性點接地方式
直流系統(tǒng)應(yīng)采用不接地方式,UPS系統(tǒng)根據(jù)用電負(fù)荷的要求采用TN-S系統(tǒng)或IT系統(tǒng)。
5.5廠用母線的接線方式
5.5.1
中壓廠用母線應(yīng)采用單母線接線或單母線分段接線。在確定每臺機組中壓廠用母線的段數(shù)時,在滿
足工藝供電序列要求的基礎(chǔ)上,還應(yīng)考慮母線額定電流、短路電流水平、電動機起動電壓降水平、電壓
調(diào)整以及雙套輔機由不同母線段供電等要求。
5.5.2
對于單機容量在1000MW及以上的核電廠,每臺機組的正常中壓廠用母線不應(yīng)少于4段,應(yīng)急中壓廠
用母線不應(yīng)少于2段,每段母線的正常電源應(yīng)來自于高壓廠用變壓器的不同分支,冗余設(shè)置的電氣設(shè)備
應(yīng)分接到不同的應(yīng)急母線段上。
5.5.3
核電廠中壓母線段按照正常廠用母線、應(yīng)急廠用母線和廠區(qū)廠用母線進(jìn)行設(shè)置。
5.5.4
中壓正常廠用母線應(yīng)采用單母線接線或單母線分段接線,正常工作電源引自高壓廠用變壓器。當(dāng)機
組運行時,正常廠用母線由汽輪發(fā)電機組經(jīng)高壓廠用變壓器進(jìn)行供電;當(dāng)汽輪發(fā)電機組停運時,正常廠
用母線由主電網(wǎng)經(jīng)主變壓器、高壓廠用變壓器進(jìn)行供電。當(dāng)主變壓器或高壓廠用變壓器故障時,正常廠
用母線正常工作電源喪失,將導(dǎo)致機組停運,反應(yīng)堆停堆。
5.5.5
帶載有常備廠用負(fù)荷的正常廠用母線除正常工作電源外,應(yīng)設(shè)有一路備用電源,引自輔助變壓器。
不同段的正常廠用母線應(yīng)通過斷路器接至不同的輔助變壓器。正常運行時,母線由高壓廠用變壓器供電;
當(dāng)高壓廠用變壓器失電時,自動切換到輔助變壓器由廠外輔助電源供電。
5.5.6
正常情況下,應(yīng)急廠用母線由高壓廠用變壓器經(jīng)正常廠用母線進(jìn)行供電;當(dāng)失壓時,切換到由輔助
變壓器經(jīng)正常廠用母線進(jìn)行供電;當(dāng)上述兩路電源均失去時,應(yīng)急廠用母線應(yīng)由每段獨立設(shè)置的應(yīng)急柴
油發(fā)電機組進(jìn)行供電。
5.5.7
廠區(qū)廠用母線按引接電源設(shè)不同母線段,分別由不同機組的高壓廠用變壓器經(jīng)正常廠用母線供電。
不同母線段之間可手動聯(lián)絡(luò)。
5.5.8
低壓廠用母線應(yīng)采用單母線接線。每臺機組應(yīng)按需設(shè)置冗余的安全級低壓母線,并將冗余設(shè)置的用
電設(shè)備分接在不同安全序列的母線上,每段母線宜由1臺變壓器供電。當(dāng)冗余設(shè)置母線使變壓器容量及
低壓用電設(shè)備選擇有困難時,可以增加母線的段數(shù)。
5.5.9
對于中壓/低壓變壓器低壓側(cè)不配出中性線的設(shè)計方案,照明系統(tǒng)由低壓廠用電系統(tǒng)經(jīng)Δ/Y變壓器
供電,其二次側(cè)中性點直接接地并配出中性線;對于中壓/低壓變壓器低壓側(cè)配出中性線的設(shè)計方案,
照明系統(tǒng)可直接由低壓廠用電系統(tǒng)供電,此時照明宜獨立設(shè)置變壓器。也可選擇由低壓廠用電系統(tǒng)引接
的照明穩(wěn)壓器供電。照明配電應(yīng)遵循Q/CNNCHLBZDB1—2019的要求。
5.5.10
直流及交流不間斷電源宜采用單母線接線。對于非核級且配置雙充電器并聯(lián)的直流系統(tǒng),可采用單
母線分段的接線方式。
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5.6廠用電源的設(shè)置
5.6.1交流電源
5.6.1.1概述
交流電源系統(tǒng)應(yīng)包括:
a)兩路實體上獨立的與高壓電網(wǎng)連接的廠外電源(一路為廠外主電源,另一路為廠外輔助電源),
這些連接應(yīng)設(shè)有適當(dāng)?shù)姆謹(jǐn)啾Wo;
b)為每一單元機組設(shè)置的兩路獨立的由兩臺柴油發(fā)電機組組成的廠內(nèi)電源。
廠外主電源:由廠外輸電線路提供,廠用設(shè)備由接于發(fā)電機斷路器與主變壓器之間的廠用工作變壓
器供電,在單元機組停運期間廠外主電源仍可對廠用設(shè)備供電。
廠外輔助電源:對于雙堆電廠,廠外輔助電源包括一路與輸電線路無關(guān)的廠外線路以及由該線路并
聯(lián)供電的兩臺輔助變壓器。變壓器二次側(cè)與兩臺單元機組的接有常備廠用設(shè)備的配電盤連接。
廠內(nèi)電源:每一單元機組設(shè)有兩臺獨立的能自動啟動的柴油發(fā)電機組,每臺柴油發(fā)電機組能保證向
冗余設(shè)置的安全級(1E級)廠用設(shè)備的一個獨立系列(A列或B列)供電。
此外,每個廠區(qū)設(shè)有一個附加電源(柴油發(fā)電機組或汽輪發(fā)電機組),它在失去以上廠內(nèi)、外全部
電源的情況下,可以向各單元機組的任一組6kV應(yīng)急配電裝置恢復(fù)供電。
5.6.1.2廠外電源
廠外電源系統(tǒng)應(yīng)遵循以下設(shè)計準(zhǔn)則:
a)廠外電源應(yīng)由兩個實體獨立的系統(tǒng)(但路徑不一定分開)來保證,以盡量減少同時發(fā)生故障
的可能性;
b)兩個廠外電源中的每一個電源均應(yīng)能使所有由其供電的廠用設(shè)備從一個電源切換到另一個電
源時能同時再加速或起動;
c)對于雙堆電廠,廠外輔助電源為一對機組共用;
d)如果廠外主電源發(fā)生故障,則經(jīng)過一段電動機剩磁衰減所需的延時之后,輔助電源應(yīng)能自動
投入運行,主電源由手動恢復(fù)運行;
e)對極端氣候條件、地震、飛機墜落或破壞活動等外部災(zāi)害事件,對廠外電源不提供特殊保護。
5.6.1.3廠內(nèi)電源
廠內(nèi)電源系統(tǒng)應(yīng)遵循以下設(shè)計準(zhǔn)則:
a)主發(fā)電機作為廠內(nèi)主電源;
b)發(fā)電機應(yīng)以發(fā)電機-變壓器組單元接線升壓后接入電廠主開關(guān)站,發(fā)電機出口應(yīng)裝設(shè)斷路器;
c)發(fā)電機與主變壓器、高壓廠用變壓器之間的連接,應(yīng)采用全連式離相封閉母線,廠用分支回
路不宜裝設(shè)斷路器,封閉母線與各設(shè)備之間的連接應(yīng)采用可拆卸的軟連接裝置;
d)高壓廠用電源應(yīng)由發(fā)電機出口斷路器與主變壓器之間引接;
e)除廠區(qū)供電系統(tǒng)外,單元機組之間不應(yīng)有互相的連接。
廠內(nèi)應(yīng)急電源系統(tǒng)應(yīng)遵循以下設(shè)計準(zhǔn)則:
a)單元機組的廠內(nèi)應(yīng)急電源應(yīng)由與廠外電源及其他廠內(nèi)電源無關(guān)的獨立電源供電;
b)廠內(nèi)應(yīng)急電源數(shù)目取決于專設(shè)安全設(shè)施冗余系列的數(shù)量(核電廠為A列和B列),安全冗余
系列中的每一個系列均應(yīng)設(shè)置一個獨立的廠內(nèi)應(yīng)急電源;
c)廠內(nèi)應(yīng)急電源在單元機組之間、系列之間不應(yīng)有互相的連接;
d)每個應(yīng)急電源系列應(yīng)只向冗余設(shè)置的工藝系統(tǒng)(實體分隔)的同一獨立系列的用電設(shè)備供電,
以確保某個電源系列斷電時不會導(dǎo)致該工藝系統(tǒng)的功能全部喪失;
e)向冗余列設(shè)備供電的母線均應(yīng)設(shè)置有廠外電源和一路獨立的廠內(nèi)應(yīng)急電源;
f)廠內(nèi)應(yīng)急電源應(yīng)由應(yīng)急柴油發(fā)電機組來提供。應(yīng)急柴油發(fā)電機組應(yīng)根據(jù)其相關(guān)應(yīng)急母線的失
壓信號來自動啟動。需應(yīng)急供電的廠用設(shè)備在母線失壓時應(yīng)能從廠外電源自動切換到廠內(nèi)應(yīng)急
電源上;恢復(fù)到由廠外電源供電和停閉柴油發(fā)電機組是通過手動操作。
通過表計和控制系統(tǒng)應(yīng)能從控制室手動實現(xiàn)下述功能:
a)對應(yīng)急柴油發(fā)電機組的控制;
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b)按照預(yù)定程序?qū)⑿枰獞?yīng)急供電的廠用設(shè)備切換到廠內(nèi)電源上,如果需要,同時斷開非1E級廠
用設(shè)備;
c)應(yīng)急柴油發(fā)電機狀況的監(jiān)測(電壓、電流、斷路器的位置、電源的可用性)。
5.6.2直流電源
由交流配電盤引來的交流電經(jīng)蓄電池充電器整流成直流電向直流負(fù)荷供電并向蓄電池組浮充電。當(dāng)
失去交流電源或充電器故障時,蓄電池組保證在規(guī)定的時間(至少1h)內(nèi)能不間斷地向直流負(fù)荷供電。
直流電源系統(tǒng)通常由一組蓄電池和一臺或兩臺蓄電池充電器及直流配電盤組成。在設(shè)置兩臺蓄電池
充電器的情況下,其中一臺的電源應(yīng)由應(yīng)急柴油發(fā)電機組供電的應(yīng)急母線引來,而另一臺的電源由正常
交流電源供電的母線引來。
根據(jù)直流負(fù)荷的需要,應(yīng)設(shè)置下列電壓等級的直流電源系統(tǒng):
a)220V;
b)110V;
c)48V。
根據(jù)安全級直流負(fù)荷的需要,110V和48V直流電源應(yīng)設(shè)置互相獨立的A、B系列冗余系統(tǒng)。
5.6.3交流不間斷電源
5.6.3.1380V交流不間斷電源
380V交流不間斷電源裝置,包括220V直流蓄電池組、集成式380VUPS以及380V低壓配電柜。
由380VUPS中的逆變器將充電器輸出的220V直流電逆變成380V交流電,向380V電動閥門供電,一旦
逆變器故障,其負(fù)荷將通過靜態(tài)開關(guān)自動無間斷地切換至380V交流母線供電的旁路穩(wěn)壓器上。當(dāng)失去交
流電源時,由蓄電池提供相關(guān)閥門72小時內(nèi)動作一次的電能。
根據(jù)負(fù)荷所屬系列的不同,應(yīng)設(shè)置不同系列的380V交流不間斷電源。
5.6.3.2220V交流不間斷電源
由直流配電盤引來的直流電經(jīng)逆變器逆變成220V50Hz單相交流電,向需要由220V交流不間斷電源供
電的負(fù)荷供電。當(dāng)向直流電源系統(tǒng)充電器供電的交流電源故障時,由直流電源系統(tǒng)的蓄電池組向逆變器
不間斷地提供直流電源,從而保證逆變器的輸出側(cè)能提供220V交流不間斷電源。
220V交流不間斷電源系統(tǒng)供電和配電設(shè)備及其配置方式為:
a)由兩臺互為備用的逆變器、靜態(tài)切換開關(guān)及設(shè)有進(jìn)、出線斷路器的交流配電盤組成。當(dāng)工作
的逆變器故障時,通過靜態(tài)開關(guān)自動地、不間斷地(切換時間≤5ms)切換到由另一臺逆變器
向負(fù)荷供電;
b)由三臺具有一定備用容量、允許互相并聯(lián)運行的逆變器及設(shè)有進(jìn)、出線斷路器的交流配電盤
組成。當(dāng)其中一臺逆變器故障時,其余兩臺逆變器應(yīng)能向所有負(fù)荷供電;
c)由一臺逆變器、一臺作為備用旁路電源的調(diào)壓變壓器、靜態(tài)切換開關(guān)及設(shè)有進(jìn)、出線斷路器
的交流配電盤組成。當(dāng)逆變器故障時,通過靜態(tài)切換開關(guān)自動地、不間斷地(切換時間≤5ms)
切換到由調(diào)壓變壓器供電;
d)由將整流裝置和逆變裝置集成在一起的UPS供電。
逆變器的直流電源系統(tǒng)電壓等級采用220V和110V兩種。
對應(yīng)于反應(yīng)堆的四個保護組,設(shè)置四組220V交流不間斷電源系統(tǒng),其中兩組屬于冗余的A系列,兩
組屬于冗余的B系列。
對應(yīng)于計算機及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的A、B系列,設(shè)置兩組220V交流不間斷電源系統(tǒng),其中屬于A系列的
系統(tǒng)還向其他非安全級負(fù)荷供電。
220V交流不間斷電源配電系統(tǒng)具有與一般交流廠用配電系統(tǒng)相同的特點。
5.7廠用應(yīng)急(備用)柴油發(fā)電機組
應(yīng)急柴油發(fā)電機組是核電廠的內(nèi)部應(yīng)急電源,在外電網(wǎng)事故條件下,提供停閉電廠所必需的電能。
5.7.1應(yīng)急負(fù)荷計算機柴油發(fā)電機組額定功率的確定
應(yīng)急柴油發(fā)電機組的額定功率應(yīng)根據(jù)在失去外部電源工況下需應(yīng)急供電的最大負(fù)荷值來進(jìn)行核算
(假定事故前反應(yīng)堆正處在100%額定功率下運行)。
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對于首臺單元機組,其應(yīng)急柴油發(fā)電機組的額定功率宜選定為極端情況下最大帶載負(fù)荷的110%,
對于后續(xù)單元機組,這個裕度可適當(dāng)減小。
5.7.2應(yīng)急柴油發(fā)電機組的運行條件和性能要求
5.7.2.1啟動、帶載、卸載
除在維修期間外,應(yīng)急柴油發(fā)電機組應(yīng)準(zhǔn)備好在任何時刻立即啟動。
在失去外部電源時,應(yīng)急柴油發(fā)電機應(yīng)自動起動并按程序帶載。按程序帶載是為避免柴油發(fā)電機組
過載,同時還應(yīng)保證負(fù)荷對應(yīng)急供電的要求。
應(yīng)急供電運行時,可能導(dǎo)致發(fā)電機組停機的保護應(yīng)減至最少數(shù)量,通常僅保留機械超速保護及低電
壓保護(0.7Un,3s)。由電氣信號導(dǎo)致柴油發(fā)電機組停機的其他保護,在符合下面給出的兩個條件下,
也可以在應(yīng)急運行工況下投入運行:
——該保護可避免發(fā)電機組嚴(yán)重?fù)p壞,并且保護功能喪失會導(dǎo)致撞擊等嚴(yán)重事故;
——保護信號由“一致性邏輯”產(chǎn)生(如:3取2邏輯)。
應(yīng)急柴油發(fā)電機組起動和加載所需的電源應(yīng)來自機組所在系列的蓄電池組。
發(fā)電機一旦達(dá)到額定頻率和額定電壓,就立刻與應(yīng)急廠用電設(shè)備相連。
應(yīng)急柴油發(fā)電機組從收到啟動信號至達(dá)到額定頻率和額定電壓的時間是與在最不利的失壓條件下
要求第一個投運的廠用電設(shè)備的投運時間相適應(yīng)。
在按程序帶載期間:
a)頻率不應(yīng)下降到額定值的95%以下;
b)電壓不應(yīng)下降到額定值的75%以下;
c)頻率恢復(fù)到其額定值的98%以及電壓恢復(fù)到其額定值的90%的時間應(yīng)小于該程序步驟時間間
隔的60%。
在電廠設(shè)計期間應(yīng)用分析方法對應(yīng)急廠用設(shè)備成功地按程序啟動進(jìn)行驗證。對應(yīng)急柴油發(fā)電機的響
應(yīng)能力和驅(qū)動機械的轉(zhuǎn)動慣量應(yīng)留有裕度。
當(dāng)應(yīng)急柴油發(fā)電機組應(yīng)急供電運行時,僅投用機械超速保護及低電壓保護(0.7Un,3s)。
切除最大的單個負(fù)載或者在按程序加載的每一步驟之后的瞬變均不應(yīng)導(dǎo)致柴油發(fā)電機轉(zhuǎn)速的增加
超出超速跳閘最小整定值與額定轉(zhuǎn)速之差的75%。
甩掉全部負(fù)荷不應(yīng)觸發(fā)超速保護動作于跳閘。
5.7.2.2穩(wěn)態(tài)運行
穩(wěn)態(tài)運行期間,在發(fā)電機端子處的輸出是在零和額定功率之間,功率因數(shù)是在cosn和1之間。
發(fā)電機的規(guī)格應(yīng)按照在發(fā)電機機端電壓為0.9~1.1倍額定電壓條件下能提供額定功率來確定。
5.7.2.3與電力系統(tǒng)同步運行
當(dāng)允許應(yīng)急電源與由廠外電源供電的廠用電系統(tǒng)相連時(在停堆換料期間),應(yīng)急柴油發(fā)電機組可
以與外電網(wǎng)并聯(lián)運行,以便檢驗柴油發(fā)電機組帶額定負(fù)載的能力。為此,應(yīng)提供一臺同期裝置。在這種
運行方式下,每次只允許一臺應(yīng)急柴油發(fā)電機組與電力系統(tǒng)相連,并應(yīng)計及應(yīng)急柴油發(fā)電機組提供的短
路電流和考慮相應(yīng)的開關(guān)裝置的配置。
5.7.2.4瞬態(tài)運行
要求柴油發(fā)電機組滿足以下條件:
a)超速保護跳閘時的速度不應(yīng)超過額定轉(zhuǎn)速的115%;
b)該發(fā)電機應(yīng)能承受在所連的廠內(nèi)電力系統(tǒng)內(nèi)可能發(fā)生的故障(如短路和過電壓)。此外,還
應(yīng)能承受上述的超速運行(1.15倍額定轉(zhuǎn)速)和有限次數(shù)的非同步并網(wǎng)。
5.8廠內(nèi)替代交流電源
5.8.1廠區(qū)附加電源
5.8.1.1
在核電廠全廠斷電事故工況下,為核輔助設(shè)備供電的電源在供應(yīng)的冷卻水耗盡之前應(yīng)得到恢復(fù)。考
慮依次恢復(fù)供電的措施是:
a)恢復(fù)廠外電源;
b)起動先前發(fā)生故障的應(yīng)急柴油發(fā)電機組;
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c)維修故障的應(yīng)急配電裝置。
在規(guī)定的時間內(nèi)如果電源不能得到恢復(fù),為確保核輔助設(shè)備的供電,應(yīng)考慮設(shè)置廠區(qū)附加電源,宜
按照廠址或單元機組設(shè)置一臺廠區(qū)附加電源。該電源應(yīng)對設(shè)計擴展工況,不宜執(zhí)行安全功能,可不考慮
抗震要求。
5.8.1.2
廠區(qū)附加電源宜采用柴油發(fā)電機組。
5.8.1.3
廠區(qū)附加電源的設(shè)計應(yīng)滿足:
a)正常工況下,廠區(qū)附加電源不應(yīng)直接與核電廠廠用電系統(tǒng)相連接;
b)廠區(qū)附加電源同廠內(nèi)、外交流電源共模故障的可能性最小,不存在可能由于天氣或單一故障
導(dǎo)致廠內(nèi)應(yīng)急電源的任何一部分或優(yōu)先電源與廠區(qū)附加電源同時故障的個別缺陷;
c)廠區(qū)附加電源應(yīng)采用手動啟動方式;
d)廠區(qū)附加電源的支持系統(tǒng)不應(yīng)依靠廠內(nèi)、外交流電源,起動所需電源應(yīng)由蓄電池或其他專用
設(shè)備提供;
e)進(jìn)入全廠斷電工況后,廠區(qū)附加電源應(yīng)及時可用并按要求手動連接到某一段應(yīng)急母線上恢復(fù)
其供電,廠區(qū)附加電源從開始接入到恢復(fù)供電的時間不宜大于1h;
f)廠區(qū)附加電源應(yīng)有足夠的容量和能力用于應(yīng)對任一個單元機組全廠斷電所需的所有系統(tǒng)運行
直至反應(yīng)堆進(jìn)入和維持安全停堆狀態(tài);
廠區(qū)附加電源應(yīng)定期檢查、維護和試驗以保證其可用性和可靠性,可靠性指標(biāo)應(yīng)達(dá)到或超過0.95。
5.8.2應(yīng)對全廠斷電工況的柴油發(fā)電機組
應(yīng)對全廠斷電工況的柴油發(fā)電機組作為全廠斷電事故工況下最重要的電源,具有事故發(fā)生后立即自
動投運并同時提供電源的特點,一方面保證了主泵密封供水、反應(yīng)堆冷卻劑回路的完整性,另一方面為
事故后監(jiān)測和控制的延續(xù)性提供了后備供電。
綜合全廠斷電事故和全廠斷電同時嚴(yán)重事故的要求,該柴油發(fā)電機組應(yīng)具有向事故后運行所需負(fù)荷
供電并維持運行72小時的能力,并且設(shè)計預(yù)留兩個接口:一、可以補油續(xù)航運行,二、其母線可以接入
臨時電源繼續(xù)供電。
應(yīng)對全廠斷電工況的柴油發(fā)電機組的容量設(shè)計應(yīng)包括以下重要負(fù)荷:
a)水壓試驗泵及其相關(guān)設(shè)備;
b)輔助給水調(diào)節(jié)閥、下泄調(diào)節(jié)閥、主泵密封注入調(diào)節(jié)閥、上充調(diào)節(jié)閥、主噴淋調(diào)節(jié)閥等相關(guān)控
制機柜和后備盤設(shè)備;
c)保護組機柜(包括大氣排放閥)、事故后監(jiān)測系統(tǒng);
d)主控室應(yīng)急照明、重要廠房應(yīng)急照明;
e)主控室可居留和通風(fēng)系統(tǒng)、重要控制機柜間通風(fēng)系統(tǒng)(空氣冷卻);
72小時電源充電并為72小時蓄電池間通風(fēng)系統(tǒng)供電。
5.9移動電源
5.9.1
在包括廠區(qū)附加電源在內(nèi)的全部廠內(nèi)外交流電源喪失的情況下,核電廠址應(yīng)設(shè)置移動電源為實施應(yīng)
急措施提供臨時動力,以緩解事故后果,并為恢復(fù)廠內(nèi)外交流電源提供時間。
5.9.2
移動電源的設(shè)計應(yīng)滿足:
a)應(yīng)對移動電源的負(fù)荷進(jìn)行分析,這些負(fù)荷至少應(yīng)包括核電廠安全參數(shù)的監(jiān)測和控制,必要的
通訊、通風(fēng)和照明,主泵密封和移動泵(當(dāng)不采用自帶動力的移動泵時)及其他臨時設(shè)施的負(fù)
荷需求;
b)移動電源宜采用柴油發(fā)電機組,也可采用汽輪發(fā)電機組,但均應(yīng)滿足GB/T2819等相關(guān)國家
標(biāo)準(zhǔn)要求;
c)移動電源應(yīng)對設(shè)計擴展工況,不應(yīng)執(zhí)行安全功能;
12
NB/T20051—XXXX
d)移動電源無抗震要求,但為應(yīng)急母線接入移動電源所設(shè)置的固定電氣接口及相關(guān)電纜橋架應(yīng)
按抗設(shè)計基準(zhǔn)地震動SL2設(shè)計并滿足防水要求,接入系統(tǒng)不應(yīng)影響其他系統(tǒng)的正常運行;
e)對于多堆廠址,應(yīng)配備至少2套移動電源,其中至少一套應(yīng)在滿足a)的負(fù)荷后,考慮一臺低
壓安注泵或一臺輔助給水泵的負(fù)荷需求。每個廠址宜按照一臺中壓移動電源和一臺低壓移動電
源進(jìn)行配置;
f)移動電源應(yīng)具有低溫起動功能,具有報警功能;
g)移動電源應(yīng)急接入運行時,除保障電源安全運行的保護(如超速保護、低電壓保護)外,應(yīng)
閉鎖其他常規(guī)保護;
h)移動電源自身所帶燃料應(yīng)保證至少4小時的滿功率連續(xù)運行,并可通過燃料補充功能實現(xiàn)不
少于連續(xù)72小時運行的需要;
移動電源及其運行和接入系統(tǒng)所需的相關(guān)設(shè)備應(yīng)設(shè)置在高于廠址設(shè)計基準(zhǔn)洪水位5m以上,以防止移
動電源及相關(guān)設(shè)備因水淹而導(dǎo)致不可用。
5.9.3
移動電源接入應(yīng)急母線的設(shè)計應(yīng)安全、可靠和快速,宜設(shè)置專用接口箱來實現(xiàn)移動電源電纜的快速
接入。
5.9.4
核電廠運行規(guī)程與應(yīng)急管理規(guī)程中應(yīng)規(guī)定移動電源的應(yīng)急準(zhǔn)備、車輛啟動和抵達(dá)現(xiàn)場的時間要求,
應(yīng)明確移動電源的操作規(guī)程以及相應(yīng)的帶載順序。
5.9.5
移動電源的存儲設(shè)計應(yīng)滿足:
a)存儲移動電源及相關(guān)設(shè)備的構(gòu)筑物應(yīng)按廠址所在地區(qū)地震基本烈度提高一度進(jìn)行抗震設(shè)計,
并按照設(shè)計基準(zhǔn)地震動SL2(相當(dāng)?shù)牡孛婕铀俣龋┻M(jìn)行校核;
b)存儲移動電源及相關(guān)設(shè)備的構(gòu)筑物宜設(shè)置在安全廠房100m以外,并考慮交通的可達(dá)性;
c)存儲移動電源的構(gòu)筑物內(nèi)應(yīng)設(shè)置必要的消防措施;
移動電源日常存放時宜采取一定的減震措施。
5.10廠用電負(fù)荷的連接和供電方式
5.10.1
對單元廠用設(shè)備的供電:
a)當(dāng)機組運行時,應(yīng)由主發(fā)電機經(jīng)兩臺高壓廠用變壓器向單元廠用設(shè)備供電。
b)當(dāng)機組停運時,應(yīng)由主電網(wǎng)經(jīng)主變壓器及兩臺高壓廠用變壓器向單元廠用設(shè)備供電。
c)應(yīng)設(shè)置發(fā)電機出口斷路器,用來切除電氣故障,同時用于并網(wǎng)和機組正常跳閘。
5.10.2
對常備廠用設(shè)備的供電:
a)當(dāng)機組運行時,應(yīng)由主發(fā)電機經(jīng)高壓廠用變壓器供電。當(dāng)機組停運時,應(yīng)由主電網(wǎng)及主變壓
器經(jīng)高壓廠用變壓器向常備廠用設(shè)備供電。
b)當(dāng)高壓廠用變壓器失電時,應(yīng)由輔助電網(wǎng)(與主電網(wǎng)相對獨立)經(jīng)輔助變壓器向常備廠用設(shè)
備供電。
c)當(dāng)雙堆同時建設(shè)時,常備廠用設(shè)備應(yīng)平均分配到兩臺輔助變壓器上,如設(shè)備互為備用。
5.10.3
對應(yīng)急廠用設(shè)備的供電:
a)當(dāng)正常廠用母線帶電時,應(yīng)作為應(yīng)急廠用母線的主進(jìn)線電源向應(yīng)急廠用設(shè)備供電。
b)當(dāng)正常廠用母線失電時,應(yīng)急廠用母線也將失電,由每列獨立設(shè)置的應(yīng)急柴油發(fā)電機組恢復(fù)
供電,應(yīng)急工況下應(yīng)自動投入供電。
c)向應(yīng)急廠用設(shè)備供電的應(yīng)急廠用母線以及應(yīng)急柴油發(fā)電機組應(yīng)完全隔離成不同的系列,向冗
余的應(yīng)急廠用設(shè)備供電。
d)電廠中某些設(shè)備與核安全并無直接關(guān)系,但其失去電源將會危及重要設(shè)備的完整性。這些設(shè)
備可由應(yīng)急廠用母線供電,應(yīng)集中設(shè)置在一段應(yīng)急廠用母線上。
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NB/T20051—XXXX
5.10.4
冗余設(shè)置的工藝用電負(fù)荷應(yīng)分接在不同的母線上,應(yīng)急負(fù)荷之間不應(yīng)采用交叉供電方式。
5.10.5
當(dāng)中壓廠用電壓等級為10kV時,200kW及以上的電動機負(fù)荷宜由中壓廠用母線供電,200kW以下的電
動機負(fù)荷宜由低壓廠用母線供電;當(dāng)中壓廠用電壓等級為6kV時,160kW及以上的電動機負(fù)荷宜由中壓廠
用母線供電,160kW以下的電動機負(fù)荷宜由低壓廠用母線供電。
5.10.6
核島低壓380V單元廠用設(shè)備、常備廠用設(shè)備以及應(yīng)急廠用設(shè)備分別由相應(yīng)的中壓母線通過降壓變壓
器供電。雙堆同時建設(shè)時,如有雙堆共用設(shè)備則通過能夠在雙堆之間進(jìn)行切換的廠區(qū)廠用母線供電。
5.10.7
核島直流系統(tǒng)設(shè)置兩臺充電器,并列運行,當(dāng)運行的一臺充電器發(fā)生故障時,另一臺充電器自動帶
全部負(fù)荷;兩臺充電器分別由380V交流應(yīng)急配電裝置及380V交流正常配電裝置供電,或者兩段不同的
380V交流正常配電裝置供電;當(dāng)切換到應(yīng)急柴油發(fā)電機組供電時,不切除充電器負(fù)荷。
5.10.8
交流不間斷電源可采用集成式和分體式,集成式包括充電器、逆變器、旁路變壓器、靜態(tài)開關(guān)等設(shè)
備集中在一個或兩個柜體內(nèi),體積較小;而分體式的充電器和逆變器是分開的,位于不同柜體內(nèi),體積
相對較大。其供電方式相同,都是正常情況下逆變器供電,逆變器檢修或故障時由旁路變壓器供電。在
交流電源失去時,通過蓄電池放電為負(fù)荷不間斷供電。
5.10.9
正常照明系統(tǒng)由380V交流正常配電裝置通過隔離變壓器供電,應(yīng)急照明系統(tǒng)由380V交流應(yīng)急配電裝
置通過隔離變壓器供電。
5.11大修再供電系統(tǒng)
5.11.1
當(dāng)單元機組停運或配電裝置檢修時,為保證必要的檢修和照明設(shè)備用電,電廠宜設(shè)置大修再供電系
統(tǒng)。
5.11.2
設(shè)置大修再供電專用回路,當(dāng)正常電源檢修時,大修再供電負(fù)荷通過專用回路進(jìn)行供電。
6廠用變壓器的選擇及電動機起動時的電壓校驗
6.1負(fù)荷統(tǒng)計
6.1.1
選擇廠用電源容量時,應(yīng)對廠用電負(fù)荷進(jìn)行統(tǒng)計,并按機組輔機可能出現(xiàn)的最大運行方式計算,計
算原則應(yīng)遵循以下要求:
a)連續(xù)運行的設(shè)備應(yīng)予計算;
b)當(dāng)機組運行時,不經(jīng)常而連續(xù)運行的設(shè)備也應(yīng)予計算;
c)經(jīng)常而短時及經(jīng)常而斷續(xù)運行的設(shè)備應(yīng)予計算,計算時可以考慮其對變壓器溫升的實際效應(yīng)
而作適應(yīng)折算;
d)不經(jīng)常而短時及不經(jīng)常而斷續(xù)運行的設(shè)備不予計算;
e)由同一廠用電源供電的互為備用的設(shè)備只計算運行的部分;
f)互為備用而由不同廠用電源供電的設(shè)備應(yīng)全部計算;
g)對于分裂變壓器,其高、低壓繞組中通過的負(fù)荷應(yīng)分別計算。當(dāng)兩個低壓繞組接有互為備用
的設(shè)備時,對高壓繞組應(yīng)按第5款的規(guī)定計算,對低壓繞組可按第6款的規(guī)定計算;
h)廠用負(fù)荷的運行方式可按照本標(biāo)準(zhǔn)附錄A核電廠常用廠用負(fù)荷特性參考表的規(guī)定確定。
6.1.2
負(fù)荷計算可采用“換算系數(shù)”法,也可采用“軸功率”法。相關(guān)計算方法可參照DL/T5153-2014
附錄F的相關(guān)規(guī)定。
6.2容量選擇
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NB/T20051—XXXX
6.2.1
高壓廠用變壓器和輔助變壓器的容量宜按宜按高壓電動機廠用計算負(fù)荷與低壓廠用電的計算負(fù)荷
之和選擇。
6.2.2
低壓廠用變壓器的容量宜留有10%的裕度。
6.3電壓調(diào)整及調(diào)壓方式
6.3.1
在正常的電源電壓變化和廠用負(fù)荷波動的情況下,廠用電各級母線電壓的變化范圍不宜超過額定電
壓的-5%~+5%。
6.3.2
電源電壓的波動范圍應(yīng)根據(jù)各電廠的具體情況確定。發(fā)電機出口電壓的波動范圍可按5%考慮。
6.3.3
核電廠一般均裝設(shè)有發(fā)電機斷路器或負(fù)荷開關(guān),為了滿足機組啟動時廠用電各級母線的電壓偏移要
求,高壓廠用變壓器或主變壓器宜采用有載調(diào)壓方式,如通過廠用母線電壓計算及校驗,滿足本標(biāo)準(zhǔn)第
6.3.1條的要求時,也可采用無載調(diào)壓方式。
6.4阻抗選擇
6.4.1
廠用變壓器的阻抗選擇應(yīng)使廠用電系統(tǒng)能采用較低開斷水平的開關(guān)設(shè)備,滿足電動機正常起動和成
組自起動時的電壓水平。
6.4.2
為了滿足廠用電各級母線的電壓偏移要求,廠用變壓器的阻抗電壓不宜大于10.5%,輔助變壓器的
阻抗電壓宜選在12%~14%之間。
6.4.3
廠用變壓器阻抗選擇還應(yīng)考慮對電纜最小熱穩(wěn)定截面選擇的影響。
6.4.4
對于有進(jìn)相運行要求的大容量發(fā)電機,廠用變壓器的阻抗選擇及調(diào)壓方式應(yīng)通過全面的技術(shù)經(jīng)濟比
較后確定。
6.4.5
低壓廠用變壓器的阻抗應(yīng)按低壓電器對短路電流的承受能力確定。在低壓電器的分?jǐn)嗄芰ψ阋蚤_斷
短路電流的前提下,對應(yīng)于不同容量的低壓變壓器可優(yōu)先選用標(biāo)準(zhǔn)阻抗。
6.5電動機正常起動時的電壓校驗
6.5.1
最大容量的電動機正常起動時,廠用母線的電壓不應(yīng)低于額定電壓的90%。
6.5.2
容易起動的電動機起動時,電動機的端電壓不應(yīng)低于額定電壓的80%,對于起動特別困難的電動機,
當(dāng)制造廠有明確合理的起動電壓要求時,應(yīng)滿足制造廠的要求。有關(guān)電動機起動電壓的計算方法可參照
DL/T5153-2014附錄H的相關(guān)規(guī)定。
6.5.3
當(dāng)電動機的功率(kW)為電源容量(kVA)的20%以上時,應(yīng)驗算正常起動時的電壓水平;但對2000kW
及以下的6kV/l0kV電動機可不必校驗。
6.6電動機正常起動時的電壓校驗
6.6.1
為了保證電動機的自起動,應(yīng)對成組電動機自起動時的廠用母線電壓進(jìn)行校驗。自起動時,廠用母
線電壓不應(yīng)低于表3的規(guī)定。
表1自起動要求的最低母線電壓
名稱自啟動方式自啟動電壓(%)
中壓母線65-70
15
NB/T20051—XXXX
低壓母線低壓母線單獨自起動60
低壓母線與中壓母線串接自起動55
6.6.2
低壓廠用變壓器應(yīng)校驗高、低壓廠用母線串接自起動的工況。
6.6.3
成組電動機自起動時廠用母線電壓可參照DL/T5153-2014附錄J的方法計算。
6.7諧波抑制
6.7.1
發(fā)電廠廠用電系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)充分考慮、電壓諧波和電流諧波對廠用電系統(tǒng)電能質(zhì)量及相關(guān)電氣設(shè)備
的影響,采取合理措施和相應(yīng)對策,確保電氣設(shè)備在諧波環(huán)境下安全可靠運行。
6.7.2
發(fā)電廠廠用電系統(tǒng)的電壓諧波和電流諧波主要來源于各類高/低壓變頻器的整流/逆變環(huán)節(jié)。選用變
頻器時,應(yīng)分析不同變頻裝置的變頻原理,評估和比較可能產(chǎn)生的諧波危害,并選擇合適的變頻裝置及
相應(yīng)的電氣設(shè)備。
6.7.3
廠用電系統(tǒng)中集中設(shè)置的低壓變頻器應(yīng)由專用的低壓廠用變壓器供電,該低壓廠用變壓器只接變頻
器負(fù)荷。非變頻器類負(fù)荷宜由其他低壓廠用變壓器供電。
集中接有變頻器的專用低壓廠用變壓器宜合理選擇接線組別,以有效抵消高壓廠用母線上奇次電流
諧波。
6.7.4
在技術(shù)經(jīng)濟合理時可加大低壓變壓器容量,降低變壓器阻抗,提高系統(tǒng)的短路容量,使諧波分量的
比重相對降低,并選用相應(yīng)能力的電氣設(shè)備,以提高電氣設(shè)備承受諧波影響的能力。
6.7.5
對于集中接有變頻器負(fù)荷的低壓母線,還可采取加裝濾波器等措施來抑制諧波的影響。
6.7.6
廠用電系統(tǒng)諧波治理應(yīng)針對變頻器及其產(chǎn)生的諧波情況,合理選擇相關(guān)的電氣設(shè)備,還應(yīng)在變頻器、
電子設(shè)備及電纜附件、電纜敷設(shè)路徑、屏蔽措施、接地設(shè)計等環(huán)節(jié)采取措施,最大限度地減少高次諧波
對電子設(shè)備的空間電磁干擾,實現(xiàn)電子設(shè)備在諧波環(huán)境下的安全可靠運行。
7廠用電動機
7.1型式選擇
7.1.1
廠用電動機宜采用高效、節(jié)能的交流電動機。當(dāng)廠用交流電源消失時仍要求連續(xù)工作的設(shè)備可采用
直流電動機。
7.1.2
廠用交流電動機宜采用鼠籠式,起動力矩要求大的設(shè)備應(yīng)采用深槽式或雙鼠籠式,對于重載起動的
電動機,應(yīng)與工藝專業(yè)協(xié)調(diào)電動機容量與軸功率之間的配合裕度,或采用特殊高起動轉(zhuǎn)矩的電動機,以
滿足自起動的要求。對于反復(fù)、重載起動或需要在小范圍內(nèi)調(diào)速的機械,可采用繞線式電動機。
7.1.3
電動機的外殼防護等級和冷卻方式應(yīng)與周圍環(huán)境條件相適應(yīng)。在潮濕、多灰塵的車間,外殼防護等
級應(yīng)達(dá)到IP55級要求,對于有爆炸危險的場所應(yīng)采用防爆型電機。
7.2電壓選擇及容量校驗
7.2.1
選擇電動機額定電壓時,應(yīng)綜合考慮廠用變壓器的容量、阻抗和高壓廠用母線短路電流水平等因素,
電動機額定電壓的選擇應(yīng)遵循以下原則:
16
NB/T20051—XXXX
a)當(dāng)中壓廠用電壓等級為6kV一級時,160kW及以上的電動機可采用6kV,160kW以下的電動機
宜采用380V;
b)當(dāng)中壓廠用電壓等級為10kV一級時,200kW及以上的電動機可采用10kV,200kW以下的電動機
宜采用380V;
c)容量處于上述各級電壓分界點的電動機,在滿足使各段高壓廠用母線短路電流最小化,并保
證起動電壓水平的前提下,宜優(yōu)先選用較低一級電壓。
7.2.2
當(dāng)使用條件與制造廠配套不符時,機械轉(zhuǎn)動慣量大或重載起動的電動機應(yīng)按起動條件校驗其容量。
7.2.3
鼠籠式電動機的啟動次數(shù)應(yīng)按以下要求進(jìn)行校驗:
a)冷狀態(tài)起動2次;
b)熱狀態(tài)起動次數(shù)應(yīng)至少為:
——對于加速常數(shù)為3秒,額定輸出功率不大于以下值的電動機,應(yīng)為5次:
1600kW(轉(zhuǎn)速1000rpm和1500rpm)
800kW(轉(zhuǎn)速3000rpm)
——其他類型電動機應(yīng)為2次。
8短路電流計算及電器和導(dǎo)體的選擇
8.1中壓廠用電系統(tǒng)短路電流計算
8.1.1
中壓廠用電系統(tǒng)短路電流計算及電器和導(dǎo)體的選擇和校驗應(yīng)符合DL/T5222的相關(guān)規(guī)定。
8.1.2
中壓廠用電系統(tǒng)的短路電流由廠用電源和電動機兩部分供給,并應(yīng)按相角相同取算術(shù)和計算。
8.1.3
計算短路電流時,應(yīng)按可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式,不考慮僅在手動切換或自動切換等
切換過程中短時并列的運行方式。當(dāng)廠內(nèi)柴油發(fā)電機組定期做并網(wǎng)試驗時,短路電流計算應(yīng)計及柴油發(fā)
電機組的供給。
8.1.4
中壓廠用電系統(tǒng)的短路電流計算中應(yīng)計及電動機的反饋電流對電器和導(dǎo)體的動、熱穩(wěn)定以及斷路器
開斷電流的影響,并考慮高壓廠用變壓器短路阻抗在制造商的負(fù)誤差。計及異步電動機反饋的短路電流
可按照DL/T5153-2014附錄L中的方法計算。
8.2中壓廠用設(shè)備的選型
8.2.1
中壓開關(guān)裝置宜采用真空斷路器與熔斷器串真空接觸器的組合設(shè)備。對啟停頻繁的中壓廠用電回路
宜采用熔斷器串真空接觸器組合設(shè)備。
8.2.2
置于室內(nèi)的低壓廠用變壓器應(yīng)采用干式變壓器,置于室外的低壓廠用變壓器宜采用油浸式變壓器。
8.2.3
熔斷器串真空接觸器的選擇宜遵守以下原則:
a)熔斷器應(yīng)根據(jù)被保護設(shè)備的特性選擇專用的高壓限流型熔斷器。高壓限流熔斷器不宜并聯(lián)使
用,也不宜降壓使用;
b)高壓熔斷器的額定開斷電流應(yīng)大于回路中最大預(yù)期短路電流周期分量有效值;
c)真空接觸器應(yīng)能承受和關(guān)合限流熔斷器的切斷電流;
d)應(yīng)根據(jù)中壓廠用電系統(tǒng)的電壓等級、供電回路性質(zhì)及回路工作電流合理劃分熔斷器串真空接
觸器組合的使用范圍;
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