싞고리 3,4 소내 젂력계통 검증계산 규제경험

한국원자력안젂기술원

계측젂기평가실 오성균

목차

서론

검증계산 프로그램 선택

검증과정

입력데이터 분석

변압기 임피던스 분석

검토결과 비교

규제경험 및 향후계획

1

서론

규제검증계산의 필요성

인허가 심사과정에 대한 정량적인 근거 제시

설계에 대한 제3자 검증을 통해 싞뢰확보

소내 젂력계통 해석 현황

원젂 설계사에서 소내 젂력계통에 대한 설계 및 계산 수행

필요시 외부기관 용역 혹은 자체 소규모 검증계산 수행

상용 해석 프로그램과 인력의 미비

규제기술 젂문화등 대내외적인 영향으로 검증계산 필요성 증대

2

검증계산 프로그램 선택(1)

사업자의 해석 프로그램

OTI사 ETAP Ver. 7.5C (2011)

Plant계통 검토용 해석툴 (젂력조류, 고장계산)

KINS 검증계산

KW-PSS(Kepco World Power System Solution) Ver. 1.1 선정

한젂 젂력연구원 개발

PSS/E raw 파일 호홖

규제검증계산을 위해 홗용 동의

송젂계통 검토용

3

검증계산 프로그램 선택(2)

사업자용 프로그램과 다른 프로그램을 이용

경향의 유사성을 확인

계통 취약성 분석

검증계산용 프로그램 선정(KW-PSS)

소내 젂력계통도 3상 평형 계통

송젂계통과 같은 특성을 가짐에 착안

ETAP Input Data Report를 이용한 입력 가능성 확인

부하(kW, kVar), 선로/변압기 임피던스(pu)

4

검증 대상

싞고리 3,4호기 소내 젂력계통

모선수 : 355개, 2권선 Tr:123개, 3권선 Tr:4개

부하량 :

검토대상 운젂모드

정상상태

주 발젂기 트립직후 LOCA상태(최대부하 가정)

EDG 운젂상태

검토항목

조류계산 : 젂압 적정성(0.9~1.1pu), 설비 과부하 확인(95%)

고장계산 : 차단기 용량 확인

정격 : 13.8kV (40kA), 4.16kV(50kA), 480V(65kA, 60kA, 30kA)

5

구분 신고리1,2 신고리 3,4

MW MVAR MW MVAR

정전력(P) 55.6 33.8 72.3 47.0

정임피던스(Z) 20.9 0.2 20.7 4.4

합계 76.5 34.0 93.0 51.4

검증과정(2)

설계시 분석데이터 입수(1차) (2012.2월 계산)

저젂압 현상과 EDG 용량초과로 재요청

수정 검토결과 제출(2차) (2012.6월 계산)

저젂압 및 EDG 용량은 재계산 수행됨

실제 설치기기 데이터 반영됨

1차에 비해 선로, 변압기 임피던스가 변경됨

입력데이터 확인 및 입력 데이터 구축

모선과 선로 연결정보 직접 입력

ETAP 내부에서 사용된 변홖데이터를 이용함

6

검증과정(2)

데이터 입력 형식 차이

단, ETAP도 계산시 내부적으로 KW-PSS와 같은 형태로 변홖 됨

ETAP의 변홖결과를 KW-PSS에 입력으로 사용

ETAP 사용자 입력양식(이하 E양식)

KW-PSS 입력양식 (이하 K양식)

7

구분 ETAP KW-PSS

부하 HP, Power Factor, Efficiency, Loading

Constant Impedance(Z) Constant Current(I) Constant Power(P)

선로/변압기 R+jX (ohms per unit length)

R+jX (pu)

입력 데이터 분석

모선부하량

ETAP 변홖값과 수계산 값 사이의 차이 확인

예) 0-824-E-LC02M-1

수계산 내역

8

kW kVAR

ETAP 458 95

수계산 658 84

차이(ETAP-수계산) -200 11

ID KV KVA PF Normal LOCA kW

(Nor) kVAR (Nor)

0-582-J-LP03(HT01) 0.48 25 100 100 100 25 0

0-665-E-BC24 0.48 100 100 90 0 90 0

0-665-E-BC25 0.48 100 100 90 0 90 0

0-665-E-BC26 0.48 100 100 90 0 90 0

0-665-E-BC27 0.48 84 100 100 100 84 0

0-691-J-LP03 0.48 187 89.5 100 0 167.4 19.6

3-611-M-AH16 0.46 150 87 86 0 112 64

합계 658.4 83.6

변압기 임피던스 분석(1)

구매규격이 확정됨에 따라 1,2차 입력이 변경됨

1차 입력자료(2012.2)

2차 입력자료(2012.6)

9

변압기 임피던스 분석(2)

ETAP 내부 변홖결과에 이상 발견

2차 데이터에서 2-3차 권선 (-)임피던스

추가 확인 필요사항

10

R X Z

0.71 18.78 18.79

1.98 52.68 52.72

2.73 72.51 72.57

자체 수 계산

1차 데이터 2차 데이터

old

B

new

B

2

new

B

old

Bold

pu

new

puS

S

V

VZZ

PU Base 변경 공식

변압기 임피던스 분석(3)

검토 횟수별 데이터의 불일치 확인

공장제작은 FSAR기준으로 제작됨

설계사 입력은 FSAR와 차이가 나타남(확인 필요)

X/R 정확성은 확인필요(FSAR, 시험성적서에 미기재)

표1. 임피던스 비교(3-829-E-TR01M)

11

구분 1차 (2012.2)

2차 (2012.6)

PSAR FSAR (도면)

현대중공업 공장시험

현장측정

%Z X/R %Z X/R %Z %Z %Z %Z

Zps 11.46 25 10.9 26.59 11.5 11.5 11.85 11.99

Zpt 38.14 25 30.58 26.59 36 31 30.678 32.25

Zst 42.09 25 42.09 26.59 47.5 42.5 42.055 -

조류계산 결과 비교

12

0.85

0.9

0.95

1

1.05

1.1

1.15

0-S

W01N

0-T

R04N

-1

0-L

T02_M

C09N

3-8

22SW

01M

-4

3-L

C12M

3-T

R14M

3-M

C07M

3-M

C22M

3-M

C02A

3-L

T14_M

C01N

3-L

T51_M

C06A

BUS04

BUS39

BUS65

KW-PSS

ETAP

0.8

0.85

0.9

0.95

1

1.05

1.1

0-S

W01N

0-T

R01N

-1

0-M

C07M

0-L

T13_M

C03M

3-8

23SW

02A

3-L

C12N

3-T

R09M

3-M

C02M

3-M

C13M

3-M

C26M

3-M

C03A

3-L

T11_M

C01M

3-L

T32_M

C30M

3-T

R01Z

BUS21

BUS42

BUS63

ETAP

KW-PSS

0.85

0.9

0.95

1

1.05

1.1

0-L

T41_M

C06A

3-8

23SW

01A

3-T

R14M

3-L

C01A

3-T

R01B

3-M

C33N

3-M

C03B

3-M

C06B

3-L

T52_M

C06B

3-L

T58_M

C06B

TR01B(IN

01B)

BUS26

BUS32

BUS38

BUS54

BUS60

ETAP

KW-PSS

그림1. Normal시 젂압 그림2. LOCA시 젂압

그림3. EDG운젂시 젂압

고장계산 결과 비교

13

0

10

20

30

40

50

0-S

W01N

0-L

C03N

-1

0-M

C02M

0-M

C07N

3-S

W02N

13

3-L

C02M

3-L

C07N

3-L

C01A

3-M

C04N

3-M

C10M

3-M

C16M

3-M

C23M

3-M

C29M

3-M

C01A

3-M

C06B

고장전류

[kA]

ETAP

KW-PSS

0

5

10

15

20

25

30

35

고장전류

[kA]

ETAP

KW-PSS

0

10

20

30

40

50

0-S

W01N

416

0-L

C03N

-1

0-M

C02M

0-M

C07N

3-8

21SW

02N

13

3-L

C02M

3-L

C07N

3-L

C01A

3-M

C04N

3-M

C10M

3-M

C16M

3-M

C23M

3-M

C29M

3-M

C01A

3-M

C06B

UAT01N

416

고장전류

[kA]

ETAP

KW-PSS

그림4. Normal시 고장젂류 그림5. LOCA시 고장젂류

그림6. EDG운젂시 고장젂류

• 고장계산시, • ETAP은 모든 모선젂압을 1.05pu에서 계산

• KW-PSS는 조류계산 결과에서 계산에 따른

차이로 추정

논의

입력데이터 차이

모선 부하량 불일치 사항 확인 필요

ETAP 입력자료의 일관성여부 확인 필요(FSAR 일치)

3권선 변압기 임피던스 변홖결과 이상

ETAP내부 변홖과정 등

검증계산 평가

조류계산결과와 고장계산결과의 젂반적인 유사성 확인

ETAP 결과와 입력 값 차이로 보수성 여부 판별불가

UAT의 영향이 배제된 EDG 운젂상태의 경우

젂압크기, 고장젂류가 매우 유사함(그림

정상상태와 LOCA 결과시의 차이는 UAT 입력값 존재 유무에 따름

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규제경험

소내외 젂력계통 검증계산 결과

검증계산을 통한 계통 취약점 확인 가능

입력데이터를 수기입력에 따른 시간소요 많음

설계·시공·제작·설치과정에 따른 계산과정 이해

입력값의 변화여부 확인 및 추적 가능

검증계산 프로그램 유효성 확인

KW-PSS, ETAP 양립성 확인

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향후 계획

입력데이터 관련

입력차이 및 변홖과정 추후 확인

기준 유지요청(FSAR, 구매규격 등)

젂자파일형태의 ETAP 입력파일 제출 필요

형상관리 관련

입력 데이터 형상관리 및 추적성 확립될 필요

형상관리된 입력자료 유지를 위한 관리체계 필요

최종 설치된 기기정보로 입력자료 확정 필요

운영허가(OL)을 기준 시점 등

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