싞고리 3,4 소내 젂력계통 검증계산 규제경험 - KINS · 2018-01-01 · etap 력료의...
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싞고리 3,4 소내 젂력계통 검증계산 규제경험
한국원자력안젂기술원
계측젂기평가실 오성균
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목차
서론
검증계산 프로그램 선택
검증과정
입력데이터 분석
변압기 임피던스 분석
검토결과 비교
규제경험 및 향후계획
1
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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
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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
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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
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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
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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
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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)
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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
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변압기 임피던스 분석(1)
구매규격이 확정됨에 따라 1,2차 입력이 변경됨
1차 입력자료(2012.2)
2차 입력자료(2012.6)
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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
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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 -
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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
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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
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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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