GB/Z 109-2025 核电厂电气系统分析指南

ICS2712020

CCSF.69.

中华人民共和国国家标准化指导性技术文件

GB/Z109—2025

核电厂电气系统分析指南

Guidancefornuclearpowerplantelectricalpowersystemsanalysis

IEC628552016Nuclearowerlants—Electricalowersstems—

(:,pppy

ElectricalowersstemsanalsisMOD

pyy,)

2025-12-03发布

国家市场监督管理总局发布

国家标准化管理委员会

GB/Z109—2025

目次

前言

…………………………Ⅲ

范围

1………………………1

规范性引用文件

2…………………………1

术语和定义

3………………2

电气系统分析

4……………3

典型研究概述

4.1………………………3

核电厂不同工况下分析的适用性

4.2…………………4

分析工具的选择验证和确认

4.3、………………………5

电气系统模型

4.4………………………6

核电厂与电网的连接

4.5………………6

分析的更新

4.6…………………………6

实施电气研究的先决条件

4.7…………6

验收

4.8…………………7

其他

4.9…………………7

厂外电力系统暂态稳定性分析

5…………7

一般原则

5.1……………7

分析内容

5.2……………7

验收

5.3…………………7

厂内交流电气系统分析

6…………………7

概述

6.1…………………7

潮流研究

6.2……………7

暂态研究

6.3……………8

故障研究

6.4……………12

电气保护配合研究

6.5…………………13

直流及交流不间断电源系统分析

7………………………13

潮流研究

7.1……………13

暂态研究

7.2……………14

故障研究

7.3……………15

电气保护配合研究

7.4…………………16

其他分析

8…………………16

防雷保护研究

8.1………………………16

电磁兼容性研究

8.2……………………17

谐波研究

8.3……………17

Ⅰ

GB/Z109—2025

地磁感应电流研究

8.4…………………17

铁磁谐振研究

8.5………………………17

附录资料性核电厂电气系统设计基准的确定

A()……………………18

附录资料性分析性研究指南

B()………………………31

附录资料性设计基准和设备参数验证

C()……………35

附录资料性特定核电厂验收准则示例

D()……………38

附录资料性电气系统分析路径及报告典型结构示例

E()……………39

参考文献

……………………41

Ⅱ

GB/Z109—2025

前言

本文件为规范类指导性技术文件

。

本文件按照标准化工作导则第部分标准化文件的结构和起草规则的规定

GB/T1.1—2020《1:》

起草

。

本文件修改采用核电厂电气系统电气系统分析文件类型由标准调整

IEC62855:2016《》,IEC

为我国的国家标准化指导性技术文件

。

本文件与相比做了下述结构调整

IEC62855:2016:

删除了的第章

———IEC62855:20164。

本文件与的技术差异及其原因如下

IEC62855:2016:

删除了缩略语一章以适应本文件较少使用的情况

———“”,;

删除了设计扩展工况中完全丧失交流电源见的一是为了和

———“”“”(IEC62855:20165.2.2),

中工况保持一致二是并未规定针对完全丧失交流电源工况开展专题

HAD102/13—2021;

研究

;

更改了短路电流内容用所有部分代替所有部分见

———GB/T15544()IEC60909()(,

的以适应我国标准体系

IEC62855:2016),;

增加了防雷接地的规范性引用删除了的规范性引用见以适应

———GB50057,IEC62305(8.1.1),

我国技术条件提供可操作性

、;

将部分要求类条款更改为推荐性条款见的第章第章以满足指南编

———(IEC62855:20166~9),

制要求

。

本文件做了下列编辑性改动

:

为与现有标准协调将标准名称改为核电厂电气系统分析指南

———,《》;

增加了附录资料性电气系统分析路径及报告典型结构示例

———E()“”;

更改了标准电压电流对人和家畜的效应低压电气装置电磁兼容仪表和控制系统总体要求

———、、、、

技术内容的资料性引用文件用

,GB/T156、GB/T13870、GB/T16895、GB/T17625、

分别代替了

GB/T40444IEC60308、IEC60479、IEC60364、IEC61000、IEC61513;

更改了核安全导则的资料性引用文件用分别代替了

———,HAD102/03、HAD102/13IAEA

SSG.30、IAEASSG.34。

请注意本文件的某些内容可能涉及专利本文件的发布机构不承担识别专利的责任

。。

本文件由全国核仪器仪表标准化技术委员会提出并归口

(SAC/TC30)。

本文件起草单位深圳中广核工程设计有限公司生态环境部核与辐射安全中心中国核电工程有

:、、

限公司上海核工程研究设计院股份有限公司

、。

本文件主要起草人孙辉张清良翟长春陈小伟宋鹏飞张奇孔静蔡晶慧姜博文马涛倪丹

:、、、、、、、、、、。

Ⅲ

GB/Z109—2025

核电厂电气系统分析指南

1范围

本文件提供了核电厂交流和直流电气系统的分析指南电气系统分析用于证明电源及配电系统能

。

够支持核电厂的安全运行和停堆支持核电厂在发生预计运行事件或事故后能够进入可控状态并最终

,,

达到安全状态

。

本文件适用于

:

验证新建核电厂的设计

———;

论证在运核电厂电气系统重大改造的充分性及影响

———;

评估和确定在运核电厂的运行限值和约束条件

———。

本文件的有关条款也适用于退役阶段核电厂

。

本文件不适用于

:

电气系统中使用的数字式控制器如用于整流器逆变器定序器和电气保护装置等控制器

———(、、

件

);

可能影响设备选型或保护要求的环境条件如温度湿度等及外部事件如地震洪水火灾

———(、)(、、、

高能电磁脉冲等但包含雷电和地磁爆外部事件

),;

对独立电力系统的附加或特殊内容例如作为核电厂安保措施的供电电源

———,;

通过采用统计学或多样性及冗余性方案来提高核电厂电气系统可靠性的内容

———;

电气系统安装维修和运行过程中人身安全保护措施以及常规人身安全内容

———、,。

分析中使用的方法或工具包括

:

经过验证和确认的仿真工具软件和硬件

———();

人工计算

———;

试验

———。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款其中注日期的引用文

。,

件仅该日期对应的版本适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单适用于

,;,()

本文件

。

所有部分三相交流系统短路电流计算所有部分

/()[()]

GBT15544IEC60909

注三相交流系统短路电流计算第部分电流计算

:GB/T15544.1—20231:(IEC60909-0:2016,MOD);

三相交流系统短路电流计算第部分短路电流计算应用的系数

GB/T15544.2—20172:(IECTR60909-1:

2002,IDT);

三相交流系统短路电流计算第部分电气设备数据

GB/T15544.3—20173:(IECTR60909-2:2008,IDT);

三相交流系统短路电流计算第部分同时发生两个独立单相接地故障时的电流以

GB/T15544.4—20174:

及流过大地的电流

(IEC60909-3:2009,IDT);

三相交流系统短路电流计算第部分算例

GB/T15544.5—20175:(IEC/TR60909-4:2000,IDT)。

建筑物防雷设计规范

GB50057

1

GB/Z109—2025

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件

。

31

.

备用电源standbyACpowersource

当丧失优先电源和主发电机时能在任何预计运行事件和事故工况下为核动力厂提供必要的动力

,

供应的电源

。

来源

[:HAD102/13—2021,5.3]

32

.

功率平衡powerbalance

电气系统所需的稳态有功功率和无功功率

。

注本文件为电气设备配电盘电缆电源变压器蓄电池整流器逆变器等定容提供了依据

:(、、、、、/)。

33

.

孤岛运行houseloadoperation

核电厂主发电机只向厂用电负载供电的运行工况

。

34

.

替代交流电源alternateACsource

设置在核电厂内或其附近的一种交流电源且满足下述条件

:

它能接到但通常不连接厂外或厂内备用应急交流电力系统

a)()();

与优先电源或厂内备用电源共模故障概率最小

b);

全厂断电后能及时供电

c);

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

d),

堆时限内用电设计扩展工况

()。

来源有修改

[:GB/T13177—2008,3.2,]

35

.

全厂断电stationblackout

核电厂内重要的和非重要的配电装置母线全部失去交流电源

。

注即失去厂外电源同时汽机脱扣和厂内应急交流电力系统故障但是未失去由厂内蓄电池组通过逆变器送到母

:,

线的交流电源或替代交流电源

。

36

.

丧失厂外电源lossofoff-sitepower

核电厂丧失优先电源和主发电机电源需启动备用电源向安全级母线供电

,。

注不包括直流系统和交流不间断电源系统的安全级母线

:。

37

.

设计扩展工况designextensionconditions

在设计过程中按最佳估算方法加以考虑且不在设计基准事故考虑范围的事故工况

。

注1设计扩展工况的放射性物质释放在可接受限值以内

:。

注2设计扩展工况包括没有造成堆芯明显损伤的工况和堆芯熔化严重事故工况

:()。

38

.

优先电源preferredpowersupply

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

,。

来源

[:GB/T13177—2008,3.4]

2

GB/Z109—2025

39

.

总谐波畸变率totalharmonicdistortionTHD

;

周期性交流量中的谐波含量的方均根值与其基波分量的方均根值之比用百分数表示

()。

4电气系统分析

41典型研究概述

.

411暂态稳定性分析

..

输电线路短路突然切机或甩大负荷等电网扰动可能引发不稳定性如果未能及时切除这些扰

、。

动不稳定性可能导致部分丧失或完全丧失优先电源暂态稳定性分析用于证明核电厂能耐受电网的

,。

扰动保持并网而不能导致发电机失步

,。

412潮流研究

..

潮流研究的输入为各种功率平衡数据其目的是确定电气系统稳态运行确认在各类工况下系统电

,,

压是否均处于规定的限值范围内通过本研究确定

。:

各馈线的压降

a);

母线电压

b);

负载电压

c);

所有分支和馈线回路的潮流

d)。

413暂态和动态研究

..

备用电源启用及加载大型电动机启动及运行发电机调压故障等现象可能引发故障或扰动当电

、、。

气网络内发生故障或扰动时通过暂态研究确认电气系统的电压电流功率和频率在发生此类扰动

,、、。

期间及之后通过这些动态

,:

研究旋转机械和电气设备的能力

a);

验证旋转机械和辅助电气设备的可运行性

b)。

414短路研究

..

通过短路研究确定电气系统各点的最大短路容量保证现有设备及新设备的额定参数合理同时确

,;

定最小短路电流以验证电气保护系统的灵敏度

,。

415电气保护配合及选择性研究

..

为最大程度地减少设备损坏通过电气保护系统监测电气故障并做出响应隔离电气系统故障部

,,

分从而最大程度地降低对人员设备及核电厂的危害同时保持供电的连续性和可用性维持电气系

,、;,,

统的稳定

。

通过保护配合研究确认从负载上游至电源所有保护装置的选择性为实现电气系统保护的选择

。

性在选择或设置保护装置时宜比较保护装置在各种电流电压和频率下的动作时间

,,、。

416防雷保护研究

..

防雷保护系统旨在将雷击造成的可能后果降至最低通过研究确定雷击后电压和电流的幅值以

。,

验证防雷保护方案及设备的能力

。

3

GB/Z109—2025

42核电厂不同工况下分析的适用性

.

421一般原则

..

在核电厂正常运行工况安全级母线一般由优先电源通过非安全级母线供电因此电气系统验证

,。,

分析宜涵盖电气系统所有相互影响的部分包括核电厂所有运行和停堆模式下的电网发电机及非安全

,、

级系统

。

422建议

..

建议如下

。

作为设计验证的一部分宜开展如下分析并持续到未来的改造中

a),。

通过稳态和暂态分析验证电气系统符合下列要求

1),