Требования к системам надежного электроснабжения, важным для безопасности атомных электростанций
Приведены основные регулирующие требования к системам надежного электроснабжения, важных для безопасности атомных станций.
Збережено в:
| Дата: | 2011 |
|---|---|
| Автори: | , , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Russian |
| Опубліковано: |
Державне підприємство "Державний науково-технічний центр з ядерної та радіаційної безпеки" Держатомрегулювання України та НАН України
2011
|
| Назва видання: | Ядерна та радіаційна безпека |
| Онлайн доступ: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/97437 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Требования к системам надежного электроснабжения, важным для безопасности атомных электростанций / А.Н. Ведь, К.М. Ефимова, В.О. Иокст, О.А. Ведь, Л.С. Ивашова // Ядерна та радіаційна безпека. — 2011. — № 3. — С. 53-55. — Бібліогр.: 11 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-97437 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-974372016-03-29T03:02:09Z Требования к системам надежного электроснабжения, важным для безопасности атомных электростанций Ведь, А.Н. Ефимова, К.М. Иокст, В.О. Ведь, О.А. Ивашова, Л.С. Приведены основные регулирующие требования к системам надежного электроснабжения, важных для безопасности атомных станций. Наведено основні регулюючі вимоги до систем надійного електропостачання, важливих для безпеки атомних станцій. Basic regulatory requirements for reliable power supply systems important to NPP safety are presented. 2011 Article Требования к системам надежного электроснабжения, важным для безопасности атомных электростанций / А.Н. Ведь, К.М. Ефимова, В.О. Иокст, О.А. Ведь, Л.С. Ивашова // Ядерна та радіаційна безпека. — 2011. — № 3. — С. 53-55. — Бібліогр.: 11 назв. — рос. 2073-6231 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/97437 621.311.25:006 ru Ядерна та радіаційна безпека Державне підприємство "Державний науково-технічний центр з ядерної та радіаційної безпеки" Держатомрегулювання України та НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| description |
Приведены основные регулирующие требования к системам надежного
электроснабжения, важных для безопасности атомных станций. |
| format |
Article |
| author |
Ведь, А.Н. Ефимова, К.М. Иокст, В.О. Ведь, О.А. Ивашова, Л.С. |
| spellingShingle |
Ведь, А.Н. Ефимова, К.М. Иокст, В.О. Ведь, О.А. Ивашова, Л.С. Требования к системам надежного электроснабжения, важным для безопасности атомных электростанций Ядерна та радіаційна безпека |
| author_facet |
Ведь, А.Н. Ефимова, К.М. Иокст, В.О. Ведь, О.А. Ивашова, Л.С. |
| author_sort |
Ведь, А.Н. |
| title |
Требования к системам надежного электроснабжения, важным для безопасности атомных электростанций |
| title_short |
Требования к системам надежного электроснабжения, важным для безопасности атомных электростанций |
| title_full |
Требования к системам надежного электроснабжения, важным для безопасности атомных электростанций |
| title_fullStr |
Требования к системам надежного электроснабжения, важным для безопасности атомных электростанций |
| title_full_unstemmed |
Требования к системам надежного электроснабжения, важным для безопасности атомных электростанций |
| title_sort |
требования к системам надежного электроснабжения, важным для безопасности атомных электростанций |
| publisher |
Державне підприємство "Державний науково-технічний центр з ядерної та радіаційної безпеки" Держатомрегулювання України та НАН України |
| publishDate |
2011 |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/97437 |
| citation_txt |
Требования к системам надежного электроснабжения, важным для безопасности атомных электростанций / А.Н. Ведь, К.М. Ефимова, В.О. Иокст, О.А. Ведь, Л.С. Ивашова // Ядерна та радіаційна безпека. — 2011. — № 3. — С. 53-55. — Бібліогр.: 11 назв. — рос. |
| series |
Ядерна та радіаційна безпека |
| work_keys_str_mv |
AT vedʹan trebovaniâksistemamnadežnogoélektrosnabženiâvažnymdlâbezopasnostiatomnyhélektrostancij AT efimovakm trebovaniâksistemamnadežnogoélektrosnabženiâvažnymdlâbezopasnostiatomnyhélektrostancij AT iokstvo trebovaniâksistemamnadežnogoélektrosnabženiâvažnymdlâbezopasnostiatomnyhélektrostancij AT vedʹoa trebovaniâksistemamnadežnogoélektrosnabženiâvažnymdlâbezopasnostiatomnyhélektrostancij AT ivašovals trebovaniâksistemamnadežnogoélektrosnabženiâvažnymdlâbezopasnostiatomnyhélektrostancij |
| first_indexed |
2025-07-07T05:00:37Z |
| last_indexed |
2025-07-07T05:00:37Z |
| _version_ |
1836963007065751552 |
| fulltext |
Ядерна та радіаційна безпека 3 (51).2011 53
Н
ормативное регулирование — один из фундамен-
тальных принципов обеспечения безопасности
атомных станций [1]. В его основе лежат разработка
норм, отвечающих современным требованиям по
обеспечению наивысшего уровня безопасности,
который может быть реально достигнут, создание регулирующе-
го механизма для защиты людей и охраны окружающей среды от
радиационных рисков, а также контроль их соблюдения.
В соответствии с [1], [4], [5] назначение систем надежно-
го электроснабжения (СНЭ) состоит в обеспечении систем
и элементов АС электроэнергией во всех режимах эксплуата-
ции, предусмотренных проектом, так, чтобы АС могла оста-
ваться в безопасном состоянии после всех постулированных
исходных событий тяжелых аварий, включая полное обесто-
чивание. Безопасность атомных станций напрямую зависит
от полноты установленных регулирующих требований к их
системам надежного электроснабжения.
Суть проблемы состоит в том, что в отношении систем на-
дежного электроснабжения АС в Украине действуют нормы,
правила и стандарты по ядерной и радиационной безопасности
[2]—[5], [11], которые выпущены в конце 1980 — начале 1990-х — начале 1990-х— начале 1990-х
годов и с тех пор ни разу не пересматривались. В них не учтены
современный опыт и последние рекомендации МАГАТЭ [6].
Актуальность проблемы определяется также программой раз-
вития атомной энергетики в Украине, которая предусматривает
строительство и ввод в эксплуатацию новых энергоблоков.
В рамках национальной программы по совершенствованию
нормативно-правовой базы в сфере ядерной и радиационной
безопасности выполнена работа [10], в которой проведен ана-
лиз степени соответствия действующих в Украине норм, правил
и стандартов по ядерной и радиационной безопасности относи-
тельно систем надежного энергоснабжения систем безопасности
АС документу МАГАТЭ [6]. В результате этой работы разрабо-
таны требования к СНЭ, в которых учтены новые достижения
науки и техники, отечественный и зарубежный опыт, а также
рекомендации МАГАТЭ по проектированию, монтажу, экс-
плуатации систем надежного электроснабжения АС, констру-
ированию, изготовлению оборудования и элементов для них.
Данные требования позволят устранить имеющийся в настоя-
щее время дефицит безопасности нормативного регулирования
и обеспечат соответствие СНЭ на вновь вводимых в эксплуата-
цию энергоблоках Украины мировым стандартам.
Организация надежного электроснабжения систем, важ-
ных для безопасности АС, должна предусматривать:
систему электроснабжения от внешних источников (глав-
ная схема электрических соединений);
систему собственных нужд;
систему аварийного электроснабжения систем безопас-
ности.
Все потребители систем, важных для безопасности,
должны быть распределены на три группы:
первая группа — потребители переменного и постоянного
тока, которые не допускают (по условиям обеспечения без-
опасности АС) перерыва электроснабжения более чем на время
срабатывания автоматических переключающих устройств при
нормальной эксплуатации АС, а также при нарушениях нор-
мальной эксплуатации, включая аварии с обесточиванием
энергоблока;
вторая группа — потребители переменного тока, которые
допускают перерыв электроснабжения при переходе на аварий-
ный автономный источник питания на время запуска этого ис-
точника, которое не превышает обоснованного значения исходя
из необходимости обеспечения безопасности энергоблока АС;
УДК 621.311.25:006
А. Н. Ведь, К. М. Ефимова, В. О. Иокст,
О. А. Ведь, Л. С. Ивашова
Государственный научно-технический центр по ядерной
и радиационной безопасности, г. Киев, Украина
Требования
к системам надежного
электроснабжения,
важным для безопасности
атомных электростанций
Приведены основные регулирующие требования к систе-
мам надежного электроснабжения, важным для безопасности
атомных станций.
К л ю ч е в ы е с л о в а: атомная электрическая станция,
нормативные документы, система аварийного электроснаб-
жения, безопасность эксплуатации.
А. М. Ведь, К. М. Єфімова, В. О. Іокст, О. А. Ведь,
Л. С. Івашова
Вимоги до систем надійного електропостачання, важли-
вих для безпеки атомних електростанцій
Наведено основні регулюючі вимоги до систем надійного
електропостачання, важливих для безпеки атомних станцій.
К л ю ч о в і с л о в а: атомна електрична станція, норматив-
ні документи, система аварійного електропостачання, безпека
експлуатації.
© А. Н. Ведь, К. М. Ефимова, В. О. Иокст, О. А. Ведь,
Л. С. Ивашова, 2011
54 Ядерна та радіаційна безпека 3 (51).2011
А. Н. Ведь, К. М. Ефимова, В. О. Иокст, О. А. Ведь, Л. С. Ивашова
третья группа — потребители переменного тока, которые
допускают перерыв питания на время автоматического ввода
резерва и не нуждаются в обязательном наличии питания по-
сле срабатывания аварийной защиты реактора.
Главная схема электрических соединений АС должна обес-
печивать передачу произведенной генераторами энергоблоков
АС электрической энергии в объединенную энергосистему,
а также возможность подачи напряжения от внешних источ-
ников электроэнергии на систему собственных нужд энерго-
блоков (ССН) при ее потере.
Вводится ряд новых требований к главной схеме электриче-
ских соединений АС, основными из которых являются:
обеспечение выдачи полной мощности энергоблоков АС;
согласованность работы системной автоматики;
обеспечение условий параллельной работы;
выделение АС на сбалансированную нагрузку при систем-
ных авариях;
возможность подачи напряжения на систему собственных
нужд от выделенного стороннего источника электроснаб-
жения для разворота энергоблоков АС с «нуля»;
проведение анализа и определение негативных факторов
влияния энергосистемы на надежность и безопасную эксплу-
атацию АС;
необходимость принятия дополнительных организацион-
ных и технических мер по безопасности на площадке АС.
Данными регулирующими требованиями устраняются де-
фициты нормативного регулирования в обеспечении:
стабильности работы энергоблоков;
возможности подачи напряжения на систему собственных
нужд АС, в том числе и на системы безопасности от сторон-
него выделенного источника при потере внешнего энергоснаб-
жения;
повышения надежности энергоснабжения оборудования
систем, важных для безопасности АС, за счет принятия до-
полнительных организационных и технических мер по без-
опасности на площадке АС, например за счет установки
дополнительных аварийных источников электроэнергии (об-
щеблочных резервных дизель-электростанций), обеспечения
достаточной емкости аккумуляторных батарей для производ-
ства оперативных переключений и др.
ССН предназначена для обеспечения электроэнергией
переменного тока потребителей собственных нужд при всех
режимах эксплуатации, предусмотренных проектом, включая
переходные процессы при авариях в энергосистеме (потреби-
телей нормальной эксплуатации, важных для безопасности,
в том числе потребителей систем безопасности при нормаль-
ной эксплуатации).
На основании выполненного анализа [10] разработаны новые
регулирующие требования к ССН АС, которые устраняют более
десятка дефицитов безопасности в части нормативного регули-
рования по системам надежного электроснабжения потребите-
лей нормальной эксплуатации, важных для безопасности.
В соответствии с разработанными требованиями, для
обеспечения работы потребителей переменного и постоян-
ного тока первой группы при аварийных режимах в составе
ССН должны быть предусмотрены специальные автономные
установки электропитания, в состав которых должны входить
аккумуляторные батареи, инверторные агрегаты, распредели-
тельные устройства.
Имеющиеся дефициты нормативного регулирования по
системам надежного электроснабжения привели к разработке
новых требований по обеспечению:
режима самозапуска электродвигателей механизмов, важ-
ных для безопасности;
потребителей систем, важных для безопасности, электро-
энергией нормируемого качества (электроэнергией с парамет-
рами, которые соответствуют стандартам).
Переходный процесс при самозапуске затрагивает все ка-
тегории потребителей собственных нужд, включая системы
безопасности энергоблока (СБ), и может сопровождаться на-
рушением эксплуатационных пределов и условий безопасной
эксплуатации. При этом обобщающим параметром, характе-
ризующим процесс протекания самозапуска, является уро-
вень напряжения на секциях ССН.
При успешном развороте (самозапуске) всех электродвига-
телей до номинальных частот вращения напряжение восста-
навливается до первоначального или близкого к нему уровня.
При неуспешном развороте электродвигателей напряжение
в системах электроснабжения не востанавливается и может
«зависнуть» на определенном уровне: по результатам исследо-
ваний и расчетов — на уровне 50—80 % Uном; это ведет к тому,
что при провалах напряжения на секциях системы собствен-
ных нужд АС все лопастные механизмы с электродвигателями
6 кВ, включая СБ, попадают в условия, не предусмотренные
проектом и не совместимые с принципами обеспечения на-
дежной и безопасной работы АС. В таких ситуациях при по-
явлении аварийного технологического сигнала на запуск си-
стем безопасности лопастные механизмы последних заведомо
не развернутся и не выполнят своих функций безопасности.
При этом все лопастные механизмы или многие из тех, кото-
рые оказались в непроектных условиях по напряжению, могут
выйти из строя с возможным возгоранием обмоток электро-
двигателей и (или) коммутационных аппаратов, а также си-
лового электрооборудования электродвигателей (отказ систем
безопасности по общей причине).
Результаты исследований [8], [9] легли в основу форми-
рования требований по обеспечению режима самозапуска
электродвигателей механизмов и обеспечению потребителей
систем, важных для безопасности, электроэнергией нормиру-
емого качества.
Таким образом, разработанные рекомендации по установле-
нию регулирующих требований обеспечивают принятие допол-
нительных мер по обеспечению режима самозапуска электро-
двигателей механизмов систем, важных для безопасности АС,
для исключения их отказа по общей причине.
Теперь остановимся на рекомендациях по установлению
регулирующих требований к СНЭ, которые касаются обес-
печения потребителей систем нормальной эксплуатации,
важных для безопасности, и систем безопасности электро-
энергией нормируемого качества.
Показателем качества электроэнергии называется вели-
чина, характеризующая качество электроэнергии по одному
или нескольким ее параметрам, которые установлены в ГОСТ
13109—97 [7]. Для СНЭ основными показателями качества
электроэнергии являются отклонения напряжения и частоты
от установленных пределов. При отклонении показателей ка-
чества электроэнергии за предельно допустимые технические
средства систем и системы в целом выходят со строя.
Показатели качества электроэнергии неразрывно связаны
с переходными процессами, происходящими в энергосисте-
ме, и являются функциями баланса мощности в энергосис-
теме: снижение генерируемой активной мощности приводит
к уменьшению частоты и уровня напряжения в системе, её
возрастание обуславливает рост как частоты, так и уровня на-
пряжения.
При авариях в энергосистеме отклонение частоты может
выйти за допустимые пределы, напряжение может «завис-
нуть» на уровне 50–80 % Uном.
Ядерна та радіаційна безпека 3 (51).2011 55
Требования к системам надежного электроснабжения, важным для безопасности атомных электростанций
Следует отметить, что при нормальном режиме эксплуа-
тации АС все потребители систем, важных для безопасности,
в том числе и систем безопасности, запитаны от системы соб-
ственных нужд АС.
Автоматическое включение резерва секций 6 кВ системы
собственных нужд и запуск резервных дизель-электростан-
ций систем безопасности в проекте АС предусматривалось
при снижении напряжения до 0,25Uном. Глубокие провалы
напряжения на секциях могут привести к тому, что электро-
двигатели механизмов важных для безопасности систем, на-
ходящихся в работе, выйдут из строя, а электродвигатели, на
которые подана команда на включение, заведомо не развер-
нутся. Данная ситуация может привести к отказу по общей
причине оборудования систем, важных для безопасности,
включая системы безопасности [8].
Описанные выше режимы эксплуатации и дефициты без-
опасности не рассматриваются в техническом обосновании без-
опасности (ТОБ) ввиду отсутствия конкретных регулирующих
требований в нормативных документах по системам надежного
электроснабжения. При обосновании безопасности в ТОБ при-
нято самое опасное исходное событие аварии (ИСА) — разрыв
трубопроводов главного циркуляционного контура с наложени-
ем полного обесточивания энергоблока АС. Для данного ИСА
предусмотрены достаточные меры по обеспечению безопасного
аварийного расхолаживания реактора.
Режимы с глубокими провалами напряжения на секциях
6 кВ и ухудшением показателей качества электроэнергии (как
показано выше) являются более тяжелыми ИСА, нежели те,
которые рассматриваются в ТОБ. При возникновении данных
режимов возможен отказ по общей причине электродвигате-
лей механизмов СБ одновременно во всех трех каналах СБ.
Даже если впоследствии будут включены резервные дизельные
электростанции (РДЭС), обеспечить аварийное расхолажива-
ние активной зоны реактора не представляется возможным.
Требования по обеспечению потребителей систем, важных
для безопасности, электроэнергией нормируемого качества
разработаны на основании опыта эксплуатации и рекоменда-
ций МАГАТЭ и позволят устранить дефициты безопасности
эксплуатации АС в части исключения отказа систем и обору-
дования по общей причине.
Система аварийного электроснабжения (САЭ) предназна-
чена для электроснабжения потребителей систем безопас-
ности электроэнергией постоянного и переменного тока при
всех режимах работы энергоблока атомной станции при нор-
мальной эксплуатации, авариях, в том числе с наложением
полного обесточивания АС.
Для выполнения системами надежного электроснаб-
жения определенных функций в их состав должны входить
автономные источники электроснабжения, преобразователи,
распределительные и коммутационные устройства, средства
контроля и управления, релейной защиты, автоматики и сиг-
нализации.
Исходя из основополагающей цели безопасности, которая
состоит в защите людей и охране окружающей среды, концеп-
ции глубокоэшелонированной защиты [1], обеспечивающей
осуществление трех основных функций безопасности (управ-
ление мощностью, охлаждение топлива и удержание радио-
активных веществ), САЭ отводится важнейшая роль и к ней
предъявляются самые высокие требования по надежности.
При отсутствии электроснабжения системы безопасности
не в состоянии выполнить возложенные на них функции
безопасности, что может привести к тяжелым последствиям.
В отношении систем аварийного электроснабжения система-
тизированы и конкретизированы требования:
по соблюдению основных принципов, которые должны
быть положены в основу проекта (единичного отказа, резер-
вирования, разнообразия, физического разделения);
по надежности электроснабжения потребителей первой
и второй групп;
к оборудованию и его компоновке;
к монтажу, наладке и эксплуатации.
Требования гармонизированы со стандартами МАГАТЭ,
что позволит обеспечить соответствие САЭ современным
международным требованиям.
Выводы
Разработанные требования могут быть использованы для
создания нормативных документов по системам надежного
электроснабжения АС.
Новые нормативные документы, в основу которых будут
заложены данные требования, позволят усовершенствовать
нормативную базу и устранить имеющиеся дефициты безопас-
ности нормативного регулирования по системам надежного
электроснабжения потребителей систем, важных для безопас-
ности, что позитивно отразится на уровне безопасности экс-
плуатации АС и повышении роли регулирующего органа при
осуществлении надзорных функций за соблюдением ядерной
и радиационной безопасности.
Список литературы
1. НП 306.2.141–2008. Загальні положення забезпечення без-
пеки атомних станцій. — Затвердж. наказом Держатомрегулю-
вання України від 19.11.2007 № 162 та зареєстр. Мін’юстом
України 25.12.2008.
2. ПНАЭ-Г-5–006–87. Нормы проектирования сейсмостой-
ких атомных станций. — Утв. постановлением Госпроматомнад-
зора СССР от 30.12.1987 № 2.
3. ГКД 34.20.507–2003. Техническая эксплуатация электриче-
ских станций и сетей. Правила. — К., 2003.
4. ПНАЭ Г-9–026–90. Общие положения по устройству и экс-
плуатации аварийного электроснабжения атомных станций. —
М.: Госпроматомнадзор СССР, 1991.
5. ПНАЭ Г-9–027–91. Правила проектирования систем ава-
рийного электроснабжения атомных станций.
6. Руководство МАГАТЭ № NS-G-1.8 Проектирование систем
аварийного энергоснабжения атомных станций. — Вена, 2008.
7. ГОСТ 13109—97. Нормы качества электрической энергии
в системах электроснабжения общего назначения. — К.: Госстан-
дарт Украины, 1999.
8. Тарасенко, В. М. Устойчивость энергосистемы по часто-
те и ее влияние на надежность и безопасность работы АЭС /
В. М. Тарасенко, В. Н. Васильченко, А. И. Мехед и др. // Ядерная
и радиационная безопасность. — 2001. — № 3.
9. Тарасенко, В. М. О самозапуске электродвигателей собствен-
ных нужд АЭС / В. М. Тарасенко, В. Н. Васильченко, А. И. Ме-
хед // Ядерная и радиационная безопасность. — 2001. — № 4.
10. Звіт про науково-дослідну роботу: Дослідження та розробки
у галузі енергетики. Аналіз стандартів МАГАТЕ, NEA, WENRA
та інших міжнародних організацій щодо системи надійного енер-
гопостачання, проведення порівняльного аналізу між окремими
вимогами міжнародних стандартів та чинними в Україні норма-
тивно-правовими актами / ДНТЦ ЯРБ, Держатомрегулювання
України, Національна академія наук України. — 2009.
11. Правила устройства электроустановок (ПУЭ). — Харьков:
«Форт», 2009.
Надійшла до редакції 25.02.2011.
|