IEC 612252025 RLV 核电厂.仪表 控制和电力系统.静态不间断直流和交流电源系统的要求标准立项发展报告

核电厂仪表、控制和电力系统静态不间断直流和交流电源系统的要求标准立项发展报告EnglishTitle:StandardizationDevelopmentReport:NuclearPowerPlants-Instrumentation,ControlandElectricalPowerSystems-RequirementsforStaticUninterruptibleDCandACPowerSupplySystems摘要随着全球核电产业的稳步复苏与技术迭代，核电厂安全级仪表、控制和电力系统对供电连续性与可靠性的要求日益严苛。不间断电源系统作为连接厂内外电力供应与安全级负荷的关键枢纽，其性能直接关系到反应堆安全停堆、余热导出及事故缓解能力的有效实现。国际电工委员会（IEC）于2025年7月8日正式发布IEC61225:2025RLV标准，该标准在技术内容与编排结构上对上一版本进行了系统性修订，全面反映了当前核工业界对静态不间断直流和交流电源系统的设计、试验与鉴定的最新共识。本报告系统梳理了该标准的立项背景、修订历程、核心技术变化及其行业影响，分析了其在安全分级、环境鉴定、动态特性及电磁兼容等方面的技术要点，并对标准参与单位的组织架构与专业能力进行介绍，旨在为国内核电设计单位、设备制造企业及相关科研机构提供权威的标准化发展参考与实施指引。关键词：核电厂；不间断电源系统；静态逆变器；安全级供电；IEC61225；标准化；可靠性Keywords:Nuclearpowerplants;Uninterruptiblepowersupplysystems;Staticinverters;Safety-gradepowersupply;IEC61225;Standardization;Reliability1引言核电厂的安全运行建立在对反应堆状态持续监测、精准控制与有效保护的基础之上，而这一切均离不开稳定、可靠的供电保障。在核电厂的各种供电环节中，不间断电源系统承担着连接厂用交流电源与安全级仪表、控制、监测及保护负荷的关键职能。当正常厂用电丧失或发生扰动时，不间断电源系统须在毫秒级时间内无缝切换至储能单元供电模式，确保下游敏感负荷不受供电中断或电压跌落的影响，从而为操纵员执行事故管理规程争取宝贵的响应时间。因此，不间断电源系统的性能优劣直接决定了核电厂安全系统的可用性与可信度。国际电工委员会（IEC）第45技术委员会（核电厂仪表、控制和电气系统）长期致力于为核电领域电气与仪控设备制定统一的国际标准。IEC61225作为该技术委员会框架下的重要标准之一，为核电厂静态不间断直流和交流电源系统的设计、制造与试验提供了全面、系统的技术规范。随着数字化仪控技术、电力电子变换技术以及安全审管要求的持续演进，IEC第45技术委员会于2020年前后启动了IEC61225的新一轮修订工作，经过多轮草案讨论与国际表决，最终于2025年7月正式发布新版标准，并以红线条版本（RLV）形式同步呈现修订前后的差异对比，便于使用者快速掌握变更要点。本报告将对IEC61225:2025RLV标准进行全面、深入的分析与介绍，涵盖标准的立项背景、发展历程、核心内容、主要技术变化以及实施建议等各方面，以期为我国核电行业相关单位正确理解和有效应用该标准提供参考。2标准立项背景与行业发展需求2.1核电产业发展态势自21世纪以来，全球核电产业在应对气候变化与保障能源安全的大背景下呈现出多元化的发展格局。一方面，以中国为代表的新兴核电国家持续保持规模化建设态势，大量新建机组采用第三代乃至第四代核电技术，对安全级电气设备的性能提出了更高要求；另一方面，在役机组的延寿运行与功率提升改造使原有供电系统面临新的负荷特性挑战。世界核协会（WNA）的统计数据表明，截至2024年底，全球在建核电机组数量超过60台，规划中的机组数量更为可观。这一产业态势为核电标准的修订与更新提供了内在驱动力。2.2技术演进带来的修订需求核电厂不间断电源系统的技术路线在过去20年间发生了深刻变革。早期以可控硅整流器和工频变压器为核心的常规UPS拓扑已逐渐被以IGBT（绝缘栅双极型晶体管）为代表的高频PWM（脉宽调制）变换器所取代。高开关频率带来了更优的动态响应特性和更小的体积重量，但也对电磁兼容设计和热管理提出了更高要求。与此同时，储能技术的快速发展——从传统的铅酸蓄电池扩展到阀控式密封铅酸蓄电池以及锂离子电池的探索应用——使得标准中有关蓄电池配置、充电策略、容量验证及寿命管理的条款亟需更新。2.3安全管理要求的变化国际原子能机构（IAEA）在SSR-2/1（Rev.1）《核电厂安全：设计》安全标准中进一步强化了多样性原则和纵深防御理念在供电系统设计中的应用要求。各国核安全监管机构对安全级电源系统的可靠性和独立性审查日趋严格，对不间断电源系统在设计基准事件下的性能验证提出了更多明确要求。此外，IEC61513（核电厂仪表、控制和电气系统的安全重要系统的一般要求）和IEC61226（核电厂仪表、控制和安全重要系统的分类）等顶层标准的修订，对下游设备标准的协调一致性提出了新要求，直接推动了IEC61225的同步更新。3标准发展历程与修订过程IEC61225标准的制定可以追溯至20世纪80年代末期。随着压水堆、沸水堆等主流堆型在世界范围内的规模化部署，不同国家在核电厂不间断电源系统的设计要求方面存在明显差异，给设备跨国采购和设计审查带来了不便。为统一技术口径，IEC第45技术委员会于1988年启动了IEC61225的首次编制工作，参照美国IEEE308标准及法国RCC-E规范的相关技术内容，并结合欧洲各国核电实践，于1993年发布了该标准的首版（IEC61225:1993）。该版本在超过20年的实施过程中被全球核电业界广泛引用，成为核电厂静态UPS系统设计与鉴定的基准性文件。但随着技术发展和标准体系的演进，IEC61225:1993中的部分技术内容已难以适应当前的设计实践。2018年，IEC第45技术委员会在加拿大渥太华召开的年会上正式通过了启动IEC61225修订工作的决议，成立了由德国、法国、美国、中国、俄罗斯、日本等国专家组成的修订工作组（MT小组）。修订工作重点聚焦以下几个方面：一是与IEC61513:2011和IEC61226:2009修订版在术语定义和安全分级方面的协调一致；二是引入现代电力电子变换器和数字控制器在EMC性能、动态特性方面的新要求；三是明确静态转换开关和手动旁路在运行模式中的角色定位；四是细化型式试验和例行试验的接受准则，提升标准的可操作性与可验证性。经过工作组多轮会议讨论、草案意见征集和国际表决程序，最终版草案于2024年底获得通过。2025年7月8日，IEC正式发布IEC61225:2025RLV版本。其中，“RLV”（RedlineVersion）指红线条版本，该版本在标准正文中通过纵向标记线的方式清晰标示了与上一版本（1993年版）相比的技术变更位置，极大便利了使用者的对照理解和差异分析。4标准主要内容与技术要点4.1标准适用范围与总体框架IEC61225:2025适用于核电厂中为安全重要仪表、控制和监测系统提供连续、稳定电力供应的静态不间断直流和交流电源系统，覆盖从正常供电模式到储能供电模式、再到恢复供电模式的全部运行工况。标准所涉及的系统范围包括：整流器（充电器）、蓄电池组、静态逆变器、静态转换开关、手动维护旁路、配电装置以及相关的监控和保护设备。2025版标准在章节结构上进行了重新编排，由原来的7个章节扩展为10个章节，新增了“术语与定义”的扩充、“安全分级与设计原则”、“电磁兼容性”以及“文件与记录”等独立章节。这一结构调整使标准的技术逻辑更加清晰，便于不同专业背景的使用者快速定位所需内容。4.2安全分级与设计要求在安全分级方面，2025版标准紧密对接IEC61226和IEC61513的最新分类理念，将不间断电源系统按其服务对象的安全重要性划分为不同的类别，并对各类别在冗余配置、隔离措施、抗震要求及环境耐受能力方面提出了差异化要求。标准明确指出，为安全级负荷供电的不间断电源系统应具备与所服务的安全系统相同的抗震类别和环境鉴定等级，并应独立于非安全级供电系统。标准的附录中给出了不同安全类别下推荐的系统配置方式，包括冗余并联、双母线独立以及静态开关互为备用的典型拓扑。在设计原则方面，新标准特别强调了“单一故障准则”在不间断电源系统设计中的应用。标准要求：在系统处于正常运行方式时，任一单个部件发生故障（如一台整流器故障或一个蓄电池单体失效）不应导致下游安全级负荷失去供电能力。该要求的落实使得系统的冗余配置方案需要经过严格的故障模式与影响分析（FMEA）加以验证。4.3性能要求与动态特性新标准对不间断电源系统的稳态与动态性能指标给出了更为明确和量化的规定。在稳态电压精度方面，标准根据下游负荷的类型（如仪表供电、电动阀门驱动、计算机系统供电）分别规定了不同的电压调节范围。在动态特性方面，新标准引入了“电压瞬变恢复时间”和“动态电压偏差包络线”的概念，要求系统在承受满载阶跃变化、负载投切或输入电源切换时，输出电压的瞬态跌落幅度和恢复时间满足规定的限制曲线。对于静态逆变器的输出特性，标准增加了对非线性负荷适应性的要求。鉴于当前数字化仪控系统普遍采用开关电源前端，其输入电流呈现明显的谐波特征，标准要求在带有典型非线性负载（如整流性负载）条件下验证逆变器的输出波形畸变率及热稳定性，并在型式试验中增加了相应的试验项目。4.4蓄电池系统的要求蓄电池组作为不间断电源系统在输入电源丧失时的唯一能量来源，其性能与状态直接决定了系统的后备持续时间。2025版标准在蓄电池方面进行了重点补充：-明确了不同蓄电池技术（铅酸、阀控式密封铅酸、镍镉等）的适用场合，并新增了对锂离子电池系统的适用性导则，包括电池管理系统（BMS）的功能要求和保护协调策略；-补充了蓄电池容量的计算方法，要求综合考虑放电电流、温度修正系数、老化系数以及设计裕度；-增加了蓄电池在线监测与状态评估的建议，鼓励通过内阻测试、电导测量等手段掌握蓄电池健康状态；-对蓄电池室的通风、防火及氢气浓度监测提出了更明确的工程要求。4.5电磁兼容性与环境条件随着核电厂数字化仪控系统的大规模应用，电磁兼容性问题日益突出。IEC61225:2025新增了独立的电磁兼容性章节，将IEC62040-2（不间断电源系统电磁兼容性要求）的适用条款引入了核电应用场景，并结合核电厂特殊的电磁环境（如大功率开关操作引起的暂态干扰）提出了更为严苛的抗扰度要求。在环境条件方面，标准规定了不间断电源系统所在区域的环境温度、湿度、地震动输入及辐照剂量等设计基准条件，并要求设备的环境鉴定试验应覆盖其预期的整个使用寿命周期。对于安全级设备，鉴定试验应参照IEC60780-323（核设施电气设备鉴定）的要求执行。4.6试验要求2025版标准对型式试验、出厂试验和现场验收试验的分类、项目及接受准则进行了系统的更新。型式试验项目涵盖了功能验证、动态性能测试、温升试验、绝缘试验、EMC试验、抗震试验和环境老化试验等。标准特别增加了对系统级联调试验的要求，即整流器、蓄电池、逆变器和静态开关的整体配合性能应在模拟厂用电丧失和恢复的全过程中得到验证。出厂试验则聚焦于每台设备的基本功能和绝缘性能的逐台验证，确保产品的一致性和质量控制水平。现场验收试验为安装后的最终确认提供了标准化的操作流程和判据，包括空载运行、负载投切、断电切换和恢复等工况的全面演练。5主要参与单位介绍IEC61225:2025的修订工作由IEC第45技术委员会下属的维护工作组负责组织实施。该工作组汇集了来自全球主要核电国家的专家学者，其中，法国电力集团（EDF）作为该标准修订工作的积极推动者和核心贡献方，在标准修订过程中发挥了尤为突出的作用。法国电力集团（ÉlectricitédeFrance，EDF）是法国最大的国有企业，也是全球范围内运营核电装机容量最大的电力公司之一。EDF运营着56台压水堆核电机组，并深度参与英国欣克利角C等海外核电项目的建设。在核电标准化领域，EDF拥有超过40年的深厚积累，其编制和主导的RCC系列设计建造规范被全球多个核电项目广泛采纳。在不间断电源系统领域，EDF在役核电站的日常运维和延寿改造实践中积累了丰富的数据和经验，尤其是针对UPS系统老化机理、蓄电池寿命管理以及静态开关可靠性等方面的第一手运行反馈，为IEC61225标准的修订提供了不可替代的实践经验支撑。在IEC61225的修订过程中，EDF的专家团队主要负责以下关键工作：提供在役核电站UPS系统运行数据的统计分析与失效模式报告，为标准的可靠性条款提供实据支撑；主导蓄电池系统相关章节的修订，将法国在核电厂直流供电系统运维中的先进管理理念融入标准文本；参与动态性能试验方法和接受准则的制定，确保标准的试验条款在工程实践中的可操作性和可重复性。此外，EDF还通过其在IEC第45技术委员会中的常任代表渠道，协调法国核安全监管机构（ASN）的技术立场与标准文本之间的衔接，确保修订后标准能够在满足监管要求的同时具备工程实用性。除EDF外，德国的西门子能源公司、美国的西屋电气公司、俄罗斯的罗萨托姆公司以及中国的上海核工程研究设计院等单位的专家也深度参与了该标准的修订工作，为标准的全球适用性和技术包容性提供了重要保障。6标准实施建议与行业影响6.1对设备制造商的影响IEC61225:2025的发布对核电UPS设备制造商提出了更高的技术门槛。制造商需要对照新标准中有关动态性能、EMC和蓄电池管理的新要求，评估现有产品的符合性。对于出口型核电设备供应商而言，获得IEC61225:2025的符合性声明已成为进入国际核电市场的必要条件之一。6.2对核电设计单位和营运单位的影响对于核电设计单位而言，IEC61225:2025中设计原则和安全分级条款的更新需要在新建项目的初步设计和详细设计中得到及时反映，并在安全分析报告中予以论证。对于营运单位而言，标准中有关在役监测和维护的新增内容为优化预防性维修大纲和备品备件管理策略提供了依据。6.3对标准协调与国内转化的建议我国已建立起较为完善的核电标准体系，全国核仪器仪表标准化技术委员会（SAC/TC30）负责对口IEC第45技术委员会的工作。建议国内相关标准化技术机构适时启动IEC61225:2025的采标转化工作，结合我国核电技术路线和安全监管要求，制定相应的国家标准或行业标准，为国内核电产业链提供统一的技术依据。同时，建议国内核电设计单位和制造商积极参与IEC相关标准化活动，在国际标准制定中贡献中国智慧和工程经验。7结论IEC61225:2025RLV的发布是核电厂电气系统国际标准化领域的一项重要成果。该标准在保持与IEC核电工委会顶层标准协调一致的基础上，充分吸纳了近30年来电力电子技术、储能技术和数字化控制技术的最新进展，并紧密结合全球核电厂不间断电源系统的运行经验和失效教训，对静态不间断直流和交流电源系统的设计、性能和试验要求进行了全面而系统的升级。新标准在安全分级与设计原则方面进一步强化了纵深防御理念，在动态行为和EMC方面建立了更为量化且可验证的技术指标，在蓄电池管理方面引入了与现代储能技术发展相适应的全新条款，并在试验验证方面提供了更加完备的方法体系。这些技术变化的实质性意义在于：为核电厂安全级供电系统的可靠性和可用性设定了更加明晰的基准线，为设备制造、工程设计、安装调试和在役管理各环节提供了统一的技术语言。展望未来，随着小型模块化反应堆（SMR）、海上浮动核电站等新型核电业态的兴起，以及以碳化硅（SiC）功率器件为代表的新一代电力电子技术的商业化推广，核电厂不间断电源系统将迎来新一轮的技术变革。IEC第45技术委员会将继续跟踪这些技术动态，适时启动后续的标准维护与更新工作。我国核电行业应当密切跟踪国际标准化动态，深度参与国际标准制定，积极推进国内标准与国际标准的协调一致，为全球核电安全可持续发展贡献中国力量。参考文献[1]IEC61225:2025RLV,Nuclearpowerplants-Instrumentation,controlandelectricalpowersystems-RequirementsforstaticuninterruptibleDCandACpowersupplysystems,IEC,2025.[2]IEC61513:2011,Nu