Глава 8. Электроснабжение

Глава 8. Электроснабжение

В главе ООБ АС должна представляться информация, подтверждающая функциональную развитость и надежность обеспечивающих систем электроснабжения, достаточность мощности, многоканальность, независимость, устойчивость к внешним и внутренним воздействиям, возможность проведения технического обслуживания, испытаний и ремонта, выполнение требований стандартов и норм по безопасности на основе анализа их функционирования при нормальной эксплуатации, нарушениях нормальной эксплуатации и отказах систем электроснабжения с учетом ошибок персонала, а также при проектных и запроектных авариях. Кроме того, в главе должны даваться качественный и количественный анализы надежности электроснабжения.

В главе должны излагаться основные принципы проектирования и организации эксплуатации электрических систем АС.

По каждой системе должны указываться отклонения от требований действующих правил и других НТД, причины допущенных отклонений и компенсирующие мероприятия.

Полнота описаний приводимых технических данных и расчетов в Главе 8 должна быть достаточной для проведения независимой экспертизы электротехнической части проекта энергоблока АС.

8.1. Внешняя энергосистема

8.1.1. Схема выдачи мощности

Должна представляться следующая информация:

1. Развитие энергосистемы.

2. Назначение и роль АС в энергосистеме.

3. Характеристика схемы выдачи мощности и главной схемы.

4. Возможность выдачи мощности на районные подстанции без строительства распределительных устройств на АС.

5. Защищенность сетей и подстанций от внешних воздействий.

6. Наличие противоаварийной автоматики, ее структурная схема, количественные характеристики ее надежности.

7. Защита от повышения напряжения.

8. Колебания напряжения.

9. Наличие автоматизированной системы диспетчерского управления.

10. Организация эксплуатации электрических сетей.

11. Требования к маневренности АС.

8.1.2. Характеристика энергосистемы

Следует приводить следующую информацию:

1. ТКЗ в схемах АС.

2. Надежность обеспечения электроснабжения собственных нужд АС при отказе ее собственных источников.

3. Для работы в базовом режиме показывать: достаточность регулирующих мощностей в системе, возможности ограничения мощности других генерирующих источников, кроме АС и пр. Кроме этого, показать, в каких случаях в энергосистеме может возникнуть необходимость ограничения мощности АС (с какой скоростью и на какое время).

4. Возможность регулирования частоты в системе при системных авариях в ручном и автоматическом режимах.

5. Возможность автоматического или ручного отделения АС от энергосистемы с переходом в режим питания собственных нужд.

6. Допустимая единичная мощность одного блока АС по условиям сохранения устойчивости энергосистемы при его автоматическом или ручном отключении.

7. Возможность выделения АС на сбалансированную нагрузку при системных авариях.

8. Виды нарушений в работе энергосистемы и их интенсивность.

9. Количество линий электропередачи и способность выдачи полной мощности АС при нарушениях в сети.

10. Достаточность мощности энергосистемы для обеспечения самозапуска механизмов собственных нужд при полном сбросе нагрузки АС.

11. Тип системы возбуждения турбогенераторов по условиям сохранения устойчивости энергосистемы.

12. Возможность приема напряжения от системы для электроснабжения собственных нужд АС при внешних природных воздействиях (землетрясение, ураган, гололед, загрязненность атмосферы и пр.).

13. Влияние энергосистемы на работу АС.

Расчетные показатели надежности работы электросистемы и главной схемы по видам, частоте и длительности нарушений, включая полное обесточивание распределительных устройств.

Сопоставление с допустимым количеством нарушений для основного оборудования АС (реактор, турбина, генератор).

14. Анализ влияния различных видов нарушений на безопасность АС.

Должны рассматриваться следующие виды нарушений:

полное обесточивание при потере связей с внешней электрической сетью;

отклонения по частоте;

трех-, двух- и однофазные короткие замыкания;

колебания напряжения;

синхронные и асинхронные качания в энергосистеме, в том числе асинхронные качания при отказе автоматики ликвидации асинхронного режима.

8.2. Главная схема электрических соединений

8.2.1. Общее описание

Должно показываться соответствие требованиям нормативных документов, обосновываться схемы подключения турбогенераторов к сети с точки зрения обеспечения максимально возможной надежности электроснабжения собственных нужд АС, схема первичной коммуникации.

Следует перечислять средства обеспечения пожарной безопасности.

Должны обосновываться отступления от требований нормативных документов.

Следует представить схемы и уставки защит линий электропередачи и другого оборудования главной схемы.

8.2.2. Турбогенератор и блочный трансформатор и их вспомогательные системы

Представлять общее описание, технические характеристики основного и вспомогательного оборудования.

1. Электрические и технологические схемы первичной коммутации.

2. Обеспечение пожаро- и взрывобезопасности.

3. Обоснование отступлений от требований нормативных документов.

4. Схемы вторичной коммутации с уставками защит.

8.2.3. Пожарная безопасность оборудования главной схемы

Представлять анализ влияния пожарной опасности оборудования главной схемы на безопасность блока. Приводить описание системы пожаротушения с описанием схемы и расчеты.

8.2.4. Пункты управления главной схемой

Представлять описание пунктов управления главной схемой с системами измерения и сигнализации. Обосновывать их живучесть.

8.3. Система собственных нужд

8.3.1. Система электроснабжения собственных нужд АС нормальной эксплуатации

8.3.1.1. Электроснабжение собственных нужд переменным и постоянным токами.

Представлять описание рабочих и резервных источников электроснабжения, расположенных на площадке АС и за ее пределами, количественную оценку их надежности. Доказывать независимость источников обеспечения электроснабжения нагрузок, от которых зависит сохранность основного оборудования и пожарная безопасность, обеспечение пуска и останова блока.

Давать технические характеристики оборудования, аппаратуры, кабелей, шин, изоляторов и пр. Показывать соответствие их требованиям нормативных документов и обосновывать имеющиеся отступления. Приводить схемы первичной коммутации.

8.3.1.2. Расчеты токов короткого замыкания и однофазных замыканий на землю в сетях с изолированной нейтралью.

Приводить результаты расчетов по выбору электрооборудования, аппаратуры, шин, изоляторов и кабелей, расчетов параметров защит и автоматических устройств, возможности самозапуска нагрузки собственных нужд блоков, а также схемы защит, автоматики и прочих цепей вторичной коммутации.

8.3.1.3. Представлять обоснование выбора уставок срабатывания АВР и автоматических устройств перехода сети надежного питания на автономное питание, обоснование возможности безопасной работы турбогенераторов на собственные нужды в режиме теплового и механического выбега с параметрами ниже допустимых по частоте и напряжению.

8.3.1.4. Представлять схемы размещения оборудования, аппаратуры и кабелей.

8.3.1.5. Показывать возможные перенапряжения и защиту от них.

8.3.1.6. Представлять информацию по обеспечению пожарной безопасности, включая описание систем автоматического обнаружения и тушения пожаров с результатами соответствующих расчетов.

Описание и приводимые расчеты должны обосновывать соответствие систем аварийного электроснабжения и выбранного электрооборудования систем безопасности требованиям соответствующих нормативных документов.

8.3.1.7. Давать анализ возможных причин возникновения пожаров в электротехнической части АС, путей развития пожаров и их влияния на безопасность АС.

8.3.1.8. Доказывать защищенность электротехнической части АС от непреднамеренных ошибочных действий персонала (невозможность включения в работу оборудования с выведенными защитами и блокировками; наличие автоматических устройств изменения логики защит и блокировок при выводе отдельного оборудования из работы; автоматический контроль за правильностью сборки электрических и технологических схем; невозможность вывода из работы защит и блокировок без соответствующего автоматического изменения режимов работы основного и вспомогательного оборудования).

8.3.1.9. Контроль и управление.

Представлять данные о пунктах управления, контролируемых параметрах, видах сигнализации, классах приборов, датчиках, измерительных трансформаторах, метрологическом контроле, защите от внешних и внутренних помех.

8.3.1.10. Представлять результаты количественного анализа надежности электроснабжения собственных нужд АС на всех напряжениях и доказывать ее приемлемость для обеспечения проектного уровня безопасности блока, живучесть пунктов управления при авариях и внешних воздействиях.

8.3.2. Система аварийного электроснабжения

Приводить описание элементов системы. Полнота описаний, технических данных и расчетов должна быть достаточной для проведения независимой экспертизы проекта САЭ энергоблока АС и электрической части проекта СБ.

8.3.2.1. Характеристика нагрузок.

1. Давать перечень токоприемников собственных нужд, для которых необходимо электроснабжение от автономных источников при исчезновении его от источников нормальной эксплуатации с указанием по каждому из них допустимых:

длительности перерыва в электроснабжении;

количественных характеристик надежности электроснабжения;

понижения (повышения) напряжения и частоты тока с указанием допустимой длительности; изменений формы кривой тока и на какое время;

времени, через которое возможна повторная подача напряжения на токоприемник и прочие требования со стороны технологических систем и СКУ и УСБ.

2. Представлять паспортные данные каждого электроприемника с указанием времени, в течение которого он должен работать при отсутствии электроснабжения от источников нормальной эксплуатации.

3. Давать описание принципа резервирования технологических систем, подключаемых к САЭ, СКУ и УСБ.

4. Указывать требования к пожарной безопасности, пожаро- и взрывозащищенности оборудования, аппаратуры и огнестойкости конструкций САЭ и электрооборудования СБ.

5. Описывать условия работы электрооборудования, аппаратуры и кабелей СБ и САЭ при нормальных и аварийных режимах работы РУ по температуре, влажности, давлению, радиоактивному излучению и прочим внешним воздействием с указанием времени воздействия.

8.3.2.2. Техническая характеристика САЭ.

Представлять:

1. Состав системы.

2. Электрическую схему первичной коммутации системы с обоснованием ее выбора.

3. Границы системы.

4. Обоснование достаточности выбранного числа каналов САЭ.

5. Обоснование достаточности времени непрерывного функционирования источников электроснабжения.

6. Уставки по напряжению и частоте тока на запуск РДЭС. Обоснования величины уставок и выбранного времени готовности РДЭС к приему нагрузки с момента подачи соответствующего сигнала.

7. Способ включения и набора нагрузки РДЭС, его обоснование.

8. Запрет на вмешательство оператора с указанием времени запрета и обоснованием этого времени.

9. Запуск РДЭС по технологическим параметрам энергоблока, обоснование выбора этих параметров.

10. Технические характеристики источников тока, включая его номинальную и максимальную мощности, допустимую продолжительность непрерывной работы, стабильность напряжения и частоты тока, возможные отклонения от синусоиды кривой тока, технологическую схему РДЭС.

11. Паспортные данные или технические характеристики используемых в данной системе оборудования, шин, изоляторов, кабелей, аппаратуры, гермопроходок и пр. Описание алгоритма перехода на автономные источники питания.

12. Результаты расчетов ТКЗ и токов однофазных замыканий на землю в сети с изолированной нейтралью, выбора электрооборудования, аппаратуры, шин, изоляторов и кабелей, включая выбор приводов запорной и регулирующей арматуры и прочих СБ.

13. Возможные уровни перенапряжений и защита от них.

14. Обоснование выбора режима нейтрали (заземленная, незаземленная) с точки зрения наибольшей надежности электроснабжения ответственных потребителей при соблюдении соответствующего уровня электробезопасности для персонала.

15. Доказательство защищенности системы от непреднамеренных ошибочных действий персонала при вводе ее в работу (невозможность включения без ввода в работу соответствующих защит и автоматических устройств, автоматический контроль за правильностью сборки электрических и технологических схем и пр.).

16. Класс безопасности систем и элементов аварийного электроснабжения.

17. Схемы размещения оборудования, аппаратуры и кабелей САЭ, а также электроприводов, их коммутационной аппаратуры и кабелей СБ.

18. Обоснование пожаробезопасности с результатами расчетов максимальных температур, до которых могут нагреться ограждающие, несущие и локализующие конструкции при полном сгорании горючих веществ в одном кабельном отсеке или боксе обособленного оборудования. Результаты расчетов, подтверждающих достаточную прочность этих конструкций при данных температурах и невозможность распространения пожара, в том числе при передаче тепла через жилы кабелей.

8.3.2.3. Показывать защиту от ТКЗ и замыканий на землю в сетях с изолированной нейтралью. Давать описание автоматики и технологических защит дизелей.

1. Виды защит, их назначение и зоны действия, технические характеристики.

2. Кратность резервирования защит, принцип мажорирования.

3. Защиты от внешних и внутренних помех.

4. Защита от дуговых разрядов.

5. Расчеты выбора защит и их уставок.

6. Требования по надежности работы собственных защит электрооборудования, кабелей и дизелей с указанием приоритетов их срабатывания по отношению к выполнению функций безопасности данной системой электроснабжения.

7. Выбор уставок автоматических устройств (АВР, АПВ и пр.) и их обоснование.

8. Схемы защит, автоматики и прочих цепей вторичной коммутации.

8.3.2.4. Контроль, управление и автоматика.

Описывать:

1. Пункты управления, их живучесть при различных аварийных ситуациях и внешних воздействиях.

2. Контролируемые параметры.

3. Виды сигнализации.

4. Классы приборов, датчиков, измерительных трансформаторов.

5. Метрологический контроль.

8.3.2.5. Возможность проведения испытаний и технического обслуживания.

В этом разделе приводить следующую информацию:

1. Постоянный автоматический диагностический контроль систем и элементов.

2. Периодичность испытаний, методы и программы испытаний, контролируемые параметры.

3. Возможность проведения испытаний на работающем оборудовании или с отключением.

4. Виды и сроки технического обслуживания оборудования коммутационной аппаратуры, кабелей защит и автоматики.

5. Способы восстановления работоспособности.

6. Сроки замены оборудования и кабелей, выработавших свой ресурс.

7. Доступность для технического обслуживания и испытаний по условиям радиационной опасности и окружающей среды.

8.3.2.6. Критерии выбора мощности источников электроснабжения.

Необходимо приводить следующую информацию:

1. Расчет нагрузки на трансформаторы, дизель-генераторы, линии питания, инверторы и аккумуляторные батареи, зарядные и подзарядные устройства.

2. Согласование мощности источников с расчетными нагрузками.

3. Согласование характеристик нагрузок (активная, емкостная, индуктивная) с характеристикой источников.

4. Допустимые колебания напряжения, частоты, отклонения от синусоидальности, броски пусковых токов и токов несинхронных АВР.

5. Характеристики аккумуляторных батарей с доказательством соответствия их требованиям потребителей.

6. Обоснование времени работы аккумуляторных батарей в автономном режиме без подзаряда.

7. Характеристики зарядных и подзарядных устройств.

8. Электромагнитная совместимость источников, токоприемников, защит и автоматических устройств.

9. Обоснование длительности непрерывной работы источников, имеющих ограничения по запасам топлива.

8.3.2.7. Размещение, защитное заземление, молниезащита, противопожарная защита.

В подразделе должны показываться физическое разделение помещений распределительных устройств, источников и кабельных трасс при многоканальной системе электроснабжения, а также их защита от внешних воздействий (землетрясения, ударная волна, падение самолета, пылевые бури, солевые туманы, химические и радиационные загрязнения атмосферы).

Должны приводиться:

1. Молниезащита и защита от вторичных воздействий молнии.

2. Защитное заземление.

3. Пожарная сигнализация и пожаротушение.

4. Обеспечение климатических условий (температура, влажность, тип атмосферы).

5. Защита оборудования, кабелей и гермопроходок от летящих тел при разрушении технологического оборудования и трубопроводов и от струй воды.

6. Возможность доступа для обслуживания оборудования по условиям радиационной опасности, допустимое время пребывания обслуживающего персонала.

8.3.2.8. Критерии выбора оборудования, кабелей и гермопроходок.

В разделе должны представляться следующие исходные данные:

1. Условия окружающей среды.

2. Сейсмостойкость.

3. Мощность и нагрузочная способность.

4. Устойчивость оборудования к ТКЗ, термическая устойчивость кабелей и, в том числе термическая устойчивость при отключении ТКЗ резервными защитами и после повторной подачи напряжения на неустраненное КЗ.

5. Защита от пыли и воды.

6. Обеспечение пуска и самозапуска.

7. Класс изоляции по нагреву.

8. Класс изоляции по условиям загрязнения.

9. Срок службы (моторесурс), возможность восстановления и замены.

10. Устойчивость к внутренним и внешним воздействиям.

13. Пожаробезопасность.

8.3.2.9. Выполнение стандартов, норм и требований со стороны технологической части проекта и систем управления.

В разделе должны указываться принятые решения, обеспечивающие соответствие действующим стандартам и нормам.

В разделе следует, в частности, представлять информацию о выполнении следующих принципов и требований:

1. Принцип единичного отказа.

2. Защита от внешних и внутренних воздействий.

3. Независимость распределительных устройств и кабельных трасс.

4. Независимость присоединений.

5. Возможность испытаний и технического обслуживания, контроля выработки ресурса.

6. Отличительная маркировка оборудования и кабелей.

7. Безопасность обслуживания.

8. Завершение защитных действий.

9. Анализ отказов по общим причинам.

10. Анализ зависимых отказов.

11. Многоцелевое использование.

8.3.3. Защита кабельных систем от пожара

8.3.3.1. Типы применяемых кабелей.

В разделе необходимо показывать следующее:

1. Условия горючести, огнестойкости, нераспространения горения, дымовыделения и токсичности.

2. Условия нераспространения горения одиночных кабелей и пучков кабелей.

8.3.3.2. Способы прокладки кабелей в различных по опасности зонах.

В разделе необходимо давать характеристику зон, где прокладываются кабели, по опасности взрыва, пожаро-механических повреждений.

8.3.3.3. Пассивные способы защиты.

В разделе описывать:

1. Противопожарные огнестойкие ограждающие конструкции.

2. Противопожарные перегородки, ограничивающие распространение пожара через стены и перекрытия, и на протяженных кабельных трассах.

3. Огнезащитные покрытия и другие меры, снижающие пожароопасность кабельных трасс при прокладке в одной пожарной зоне.

8.3.3.4. Активные способы защиты.

В разделе необходимо давать следующую информацию:

1. Пожарная сигнализация.

2. Автоматическое пожаротушение.

3. Обеспечение допустимых максимальных рабочих температур окружающего воздуха в нормальных и аварийных режимах, включая обесточивание.

8.3.3.5. Защита от перегрева при перегрузках.

В разделе необходимо доказывать термическую и пожарную стойкость при перегрузках.

8.3.3.6. Защита от внешних и внутренних воздействий.

В разделе должны показываться технические решения по защите от указанных воздействий.

8.4. Эксплуатация

При написании раздела допускаются ссылки на информацию, приведенную в главе 13 ООБ АС.

8.4.1. Инструкции по эксплуатации

Представлять общие положения инструкций по эксплуатации систем надежного электроснабжения, включая рассмотрение следующих вопросов:

1. Порядок производства работ и переключений по вводу отдельного оборудования и систем в работу и выводу их в ремонт.

2. Порядок опробования отдельного оборудования и систем в целом.

3. Периодичность опробования.

4. Контроль качества топлива и масел, сроки, критерии и порядок их замены.

5. Периодичность и порядок осмотра оборудования и помещений систем.

8.4.2. Указания по ремонту

Представлять следующую информацию:

1. Объем и периодичности ремонта оборудования, проверка защит и автоматики.

2. Сроки замены и порядок замены оборудования, выработавшего свой ресурс.

3. Периодичность и объем проверок измерительных средств.

8.4.3. Ввод в эксплуатацию

Приводить программы наладки, опробований и испытаний отдельного оборудования, аппаратуры и систем в целом, включая объемы проверки защит и автоматики.

8.5. Связь

Описывать связи внутристанционную и с внешними объектами. Давать общее описание, схему электропитания, схему размещения оборудования связи, анализ устойчивости работы связи при проектных и запроектных авариях.

Полнота описаний приводимых технических данных и расчетов должна быть достаточной для проведения независимой экспертизы электротехнической части проекта энергоблока АС.

8.6. Стандарты и нормы

В разделе необходимо в виде таблиц приводить перечень норм и стандартов, относящихся к безопасности в атомной энергетике, с указанием систем, на которые они распространяются, знаком (+).

N стандартов и норм	Наименование стандартов и норм	Область применения				Установка и эксплуатация
		электросистема вне площадки	электросистема на площадке		типовые испытания
			перем. ток	пост. ток
1	2	3	4	5	6	7
ПНАЭ Г-1-011-89	Общие положения безопасности		+	+
ПНАЭ Г-9-026-90	Общие положения по устройству и эксплуатации систем аварийного электроснабжения				+	+
ПНАЭ Г-9-027-91	Правила проектирования систем аварийного электроснабжения		+	+
ПНАЭ Г-5-006-87	Нормы проектирования сейсмостойких АС		+	+
ВСН-01-87	Противопожарные нормы проектирования АС		+	+
ПНАЭ Г-10-021-90	Правила устройства и эксплуатации локализующих систем безопасности		+
ГОСТ 17516.1-90	Общие требования в части стойкости к механическим внешним воздействиям		+	+
РД 210.006-90	Нормы технологического проектирования		+	+
N50-SG-Д7 REV1	Руководство по безопасности МАГАТЭ Системы аварийного электроснабжения		+	+
N50-SG-Д2 REV1 1990	Противопожарная защита		+	+		+
N50-SG ДЗ	Система управления защитными действиями		+	+
N50-SG-Д4 1980	Защита от возникающих в результате аварии разлетающихся осколков		+	+
OCT 34-37-814-85	Электростанции дизельные. Резервные дизельные атомных станций. Технические требования		+	+
ГОСТ 17516.1-90	Общие требования в части стойкости к техническим внешним воздействиям		+
ГОСТ 12176-89	Кабели провода и шнуры. Методы проверки на нераспространения горения			+
ГОСТ 169622-90	Методы испытаний на стойкость к механическим внешним воздействующим факторам			+
б/N 1987	Специальные условия поставки оборудования, приборов, материалов и изделий для объектов атомной энергетики	+	+	+
б/N 1987	Правила технической эксплуатации АЭС

Целесообразно также учитывать стандарты США, признанные в мировом сообществе, по мере получения официальных изданий, переведенных на русский язык.

Стандарты Института инженеров по электротехнике США в области атомной энергетики IEEE:

279-1971. Критерии проектирования систем защиты для АС.

308-1980. Критерии проектирования систем электропитания класса IE для АС.

317-1983 Электрические проходки в пределах защитной оболочки АС.

323-1983. Оборудование класса IE для АС.

334-1974. Стандарт для проведения типовых испытаний двигателей классов IE с длительным режимом работы на АС.

338-1977. Стандартные критерии периодических испытаний энергосистем и систем защиты на АС.

379-1977. Применение стандартов по критериям единичных отказов к системам класса IE на АС.

382-1980. Стандарт для выполнения классификации приводов арматуры, важной с точки зрения обеспечения безопасности.

383-1984. Стандарт для проведения типовых испытаний электрокабелей, спаек и соединений класса IE для АС.

384-1981. Критерии стандартов по независимости оборудования и контуров класса IE.

387-1983. Критерии дизель-генераторных блоков (установок), применяемых в качестве резервных источников питания на АС.

450-1980. Рекомендуемая практика проектирования больших свинцовых батарей для электростанций и подстанций.

484-1975. Рекомендуемая практика по монтажу (и проекту монтажа) больших свинцовых батарей на электростанциях и подстанциях.

603-1980. Стандартные критерии проектирования систем безопасности на АС.

8.7. Маркировка

Должны представляться применяемые в проекте маркировки.