제 13 회원자력안전기술정보회의 신고리 3,4 호기디지털보호계전기설계현황및품질확보방안
내 용 I II III IV V VI 디지털보호계전기적용배경 적용범위 설계현황 디지털계전기품질확보 일반규격품목대체사용품질검증제도 (CGI Dedication) 란? 기타 1
I. 디지털보호계전기적용배경 신뢰성확보 송전계통의경우 80년대부터디지털보호계전기적용 화력발전소의경우 90년대말 2000년초부터본격적용 3,000 운전년의운전경험으로신뢰성확보 사용자편리 기존기계식과정지형단종으로디지털식으로교체하는추세임 보호기능만이아닌다양한기능요구 ( 원격감시, 고장분석기능등 ) 제작사동향 기계식과정지형계전기단종추세 디지털보호계전기의기술및알고리즘발전 계전기표준화가가능한디지털식선호 2
II. 적용범위 765kV SWYD 154kV SWYD G Main Generator 발전기차단기 (GCB) 주변압기 (MTR) IPB 소내보조변압기 (UAT) To Div. B 대기보조변압기 (SAT) 4.16kV EDG NC NO 13.8kV 4.16kV M 480V L/C M M M 125V DC 120V AC 비안전계통 안전계통 3
III. 설계현황 1. 보호방식구성 종류단일구성방식 2/3 구성방식 I 계전기구성 동작방식 주보호계전기 후비보호계전기 ( 보호구간이중복되도록구성 ) 계전기동작시개별적으로트립신호발생 주보호계전기 3대설치 ( 주 + 후비보호 ) 2대이상의계전기동작시트립신호발생 적용범위 특징 대기보조변압기, SWGR 최소계전기로최적보호 주발전기, 주변압기보호 ( 개별변류기사용 ) 소내보조변압기, 여자용변압기 ( 단일변류기사용 ) 오동작감소및안정성향상 안전성및신뢰성 ( 오동작및부동작감소 ) 4
III. 설계현황 2. 신고리 3,4 호기보호단선도 5
III. 설계현황 2. 신고리 3,4 호기보호단선도 - 계속 6
III. 설계현황 2. 신고리 3,4 호기보호단선도 - 계속 7
III. 설계현황 3. 원격감시개념도 PRMS 주 1) 설치 원격감시 ( 발전기, 변압기, 고압배전반계전기통합감시 ) 자료취득및저장 고장분석기능 비안전관련설비로설계 주 1) PRMS : Protective Relay Monitoring System 8
IV. 디지털계전기품질확보 1. 디지털보호계전기등급 안전관련 / 비안전관련 : 안전등급 3 / 비안전등급 I 2. 소프트웨어 (S/W) 등급분류 안전급 / 비안전급 : Important to Safety / Important to Availability 3. 디지털계전기의기술기준 Hardware 절연내력시험 : IEEE C37.90 내진및내환경시험 : IEEE C37.98, IEEE C37.105( 안전급 ) EMI/RFI : IEEE C37.901, IEEE C37.902, MIL-STD-461E (Reg Guide 1.180, Rev.1) - 전자파전도방출, 전자파방사방출, 정전기방전내성, 방사무선주파내성급속과도버스트내성, 서지내성, 무선주파전기장에의해유도된전도방해에대한내성, 자기장내성 9
IV. 디지털계전기품질확보 3. 디지털계전기의기술기준 계속 품질요건 : ASME NQA-1( 안전급 ) Software( 안전급 ) EPRI TR-102348, IEEE 7-4.3.2, IEEE 1012 기준적용하여 Software V & V 수행 CGI Dedication CGI Dedication : EPRI NP-5652 따르며, 특히일반규격품디지털기기의안전급적용은 EPRI TR-106439를준수 10
V. CGI DEDICATION 이란 1. 배경 새로운원자력발전소건설시장의감소 많은공급자들이원자력품질보증체제의유지를포기 원자력안전성관련품목구매의어려움 일반규격품목으로만구매가능 안전성관련품목대신에일반규격품목활용에대한관심고조 일반규격품목의등급상향조정과그구매방법에있어서관리의일관성을부여하기위하여미국의관련기관들은연방법률, 품질보증요건및적용지침들을작성 / 보완하게되었음. 11
V. CGI DEDICATION 이란 2. 규제요건및지침 10 CFR 21(1995 년개정 ) 에정의된원자력등급및일반규격등급 EPRI NP-5652 원자력안전성관련분야에일반규격품목의활용에관한지침 (1988) EPRI TR-102260 EPRI NP-5652에대한보충지침 (1994) EPRI TR-106439 원자력안전분야의상용디지털장비에관한평가및수락지침 (1997) EPRI NP-6406 원전의교체품목에대한기술적평가지침 (1989) NRC GL 89-02 위조품이나기만적행위로구매된생산품을감지하여개선하도록조치 NRC GL 91-05 피규제자일반규격품목구매및인정프로그램 12
V. CGI DEDICATION 이란 3. 용어설명 3.1 베이직품목 (Basic Component) 10 CFR 21.3 에규정된안전성기능에영향을미칠수있는계통, 구조물, 기기또는부품 10 CFR 50, Appendix B를만족하는품질보증프로그램하에서설계, 제작되었거나, 일반규격품목중 Dedication 절차를성공적으로마친품목 안전성관련으로구매되었거나, 일반규격등급중안전성관련에사용할수있도록 Dedication 된품목 3.2 중대특성또는필수특성 (Critical Characteristics) 일반규격품목 (CGI) 이안전성기능수행을위해필수적으로보유해야하는특성으로공급자가 CGI Dedication 과정에서반드시확인해야할식별및측정가능한속성또는변수 3.3 일반규격품목 (Commercial Grade Items-CGI) 베이직품목으로설계, 제작되지않은구조물, 계통, 기기, 부품으로서안전성기능에영향을 미치는것 원자력설비에서만특별히요구하고있는요건 ( 기기검증요건인 IEEE 344, IEEE 323 등 ) 의적용을받지않고원자력설비이외의다른용도에사용되고있으며, 카다로그와같이제작자가작성한표준시방을근거로주문할수있는품목 13
V. CGI DEDICATION 이란 3. 용어설명 - 계속 3.4 Dedication 베이직품목대신에사용될일반규격품목이의도된안전성기능을발휘할것이라는것을 적절히보증하기위해취해지는승인절차 이절차를거친일반규격품목은 10 CFR 50, Appendix B를만족하는품질보증프로그램하에설계되고제작된것과동등하다고간주 일반규격품목을안전성관련에사용하기위한일종의등급상향조정 (Upgrading) 절차임 3.5 적절한보증 (Reasonable Assurance) 입증은할수있으나절대적은아닌확신수준인보증. 단성능이적절히보증되려면확실한증빙서류가갖춰져야함 3.6 결함 (Defect) 구매자에게인도된베이직품목이구매문서의기술요건을만족하지못하고, 안전성을 위태롭게할수있다고평가되는부적합사항 14
V. CGI DEDICATION 이란 4. Dedication 절차 기술평가방법에의해요구되는품목확인 동일품목또는대체품목구매결정 안전기능을수행하는품목인가? 아니요 비안전품목구매 기본기기품목구매 아니요 예항목이 CGI 정의범주를만족시키는가? 예 중대특성확인및승인기준결정 문서결과 승인방법선택 구매문서작성 특수시험및검사 공급자실사 출처검증 공급자 / 품목의성능기록 특수시험및검사 + 나머지 1 가지 끝 아니요 허용된품목 예 CGI 전용 ( 기본기기로명명함 ) 15
V. CGI DEDICATION 이란 5. EPRI TR-106439 5.1 개요 일반규격품디지털기기의필수특성을선정하고기술및품질요건을결정 대체사용품질검증과공급자로부터제품을승인하며필수특성을검증하기위한적절한방법을확인 5.2 품질보증 상업품질표준인 ISO-9000 요건을준수 제품의신뢰성을위한문서화된운전이력확보 품질보증요원의요구에따른추가적인시험, 검사, 분석및문서제공 5.3 품질확인및평가 물리적특성 외형크기, 설치, 모델번호, 소프트웨어버전, Firmware 버전, 전원, 신호, HMI 등 성능특성입력과정, 기능, 출력신호, HMI 기능, 시험및진단, 응답시간, 정밀도, 안전성, 전기적인간섭사항, 환경요건 ( 온도, 습도, 뇌진 ), 전자파방사및내성, 절연내력, 비정성사고, 고장실패안전특성 16
V. CGI DEDICATION 이란 5. EPRI TR-106439 - 계속 종속성 ( 신뢰성과유지보수성 ) 품질평가 ( 설계품질, 제작사의품질, 고장관리, 운전및유지의적합성 ) 구성관리및취급 ( 하드웨어, 소프트웨어, Firmware, 문제점기록 ) 일반규격품디지털장비의품질평가하드웨어및소프트웨어의설계검토, 설계 / 개발과정검토, 인적자원의자질검토, 공급사 QA 프로그램검토, 공급사구성관리프로그램검토, 고장분석, 공급사시험, 운전경험기록 6. 합격판정방법 EPRI NP-5652 : 4 가지방법중택일또는조합하여합격판정 10 CFR 21 : 4가지방법중방법1( 특수시험 / 검사 ) 를의무적으로수행하고나머지 3가지방법은필요시보완적으로수행 : KOPEC 적용 17
V. CGI DEDICATION 이란 7. 일반규격품 Dedication 신고리 3,4 호기적용 사업품질계획서 : 용어의정리 일반규격품언급 사업품질보증업무절차서 : 제7.1장공급업체품질보증계획검토 ( 구매자재, 기기및용역의관리 7.9 항일반규격품점검표 ) 사업설계관리절차서 (Engineering Procedures Manual): 일반규격품목 Dedication 관리 (EP-6.31) 계약용규격서제4 장기술규격서 (Technical Specification) CGI Dedication 적용품목 공급자제출문서 Dedication Plan / Program ( 검토용, AW+16) Dedication Report Including Certificate ( 참고용, SH-20) Certificate of Conformance for Dedicated Item 18
VI. 기 타 적용현황 고리 1호기갑종보호반 ( 비안전급 ) 교체 (2007. 9) ( 주발전기, 주변압기, 소내대기 / 보조변압기보호설비 ) 월성 1호기갑종보호반교체추진중 신고리 3,4 호기설계중 19
한국전력기술