IEC 612252025 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StandardizationDevelopmentReport:RequirementsforStaticUninterruptibleDCandACPowerSupplySystemsforNuclearPowerPlants(IEC61225:2025)摘要关键词：核电厂；仪表控制系统；电力系统；静态不间断电源；直流电源；交流电源；国际电工委员会Keywords:NuclearPowerPlants;InstrumentationandControlSystems;ElectricalPowerSystems;StaticUninterruptiblePowerSupply;DCPowerSupply;ACPowerSupply;IEC1引言核电作为清洁低碳、高效稳定的基荷能源，在全球能源转型和碳中和进程中扮演着不可替代的重要角色。然而，核电厂的安全运行依赖于复杂精密的仪表、控制和电力系统的协同工作，这些系统被形象地喻为核电厂的“神经系统”和“血液循环系统”。在正常工况、预期运行事件和事故工况下，仪表、控制和保护系统都必须获得可靠、连续的电力供应，而静态不间断直流和交流电源系统正是保障这一要求的核心环节。随着核电技术的不断进步，尤其是数字化仪控系统在新建核电机组中的广泛采用，各类敏感电子设备对供电质量的要求日益严格。同时，核电厂设计寿命的延长和延寿运行的需求，对电源系统的长期可靠性、可维护性和老化管理提出了更高要求。在此背景下，国际电工委员会第45A分技术委员会（IEC/SC45A）依据核电厂仪控电气领域技术发展的最新成果，组织国际权威专家对IEC61225进行了系统性修订，最终形成并发布了IEC61225:2025版本。2标准立项背景与编制历程2.1标准修订的必要性上一版IEC61225标准发布于2005年前后，距今已近二十年。在此期间，核电厂仪控系统经历了从模拟技术向数字化技术的深刻变革，电源系统的技术形态也发生了显著变化。原有标准所基于的技术假设和设备分类方式，已不能完全适应当前核电厂设计、建造和运行的实际需求。具体而言，标准修订的必要性主要体现在以下几个方面。第一，数字化仪控系统对电源质量的要求显著提升。数字化仪控系统大量采用微处理器、可编程逻辑控制器和高速通信网络，这些设备对电压波动、频率偏差、谐波畸变和电源瞬断等电能质量参数的敏感度远高于传统的模拟设备，对不间断电源的动态响应特性和输出电能质量指标提出了更高的要求。第二，设备技术形态发生了重大变化。近年来，基于碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）等宽禁带半导体材料的新型功率变换器件逐步应用，高功率密度变流器和模块化冗余电源架构日益普及，原有标准中对电源设备结构和技术参数的描述需要更新。第三，与安全审管要求的最新发展需要协调。国际原子能机构（IAEA）相继发布了多项新的安全标准和技术导则，各国核安全监管机构也对核电厂电源系统的多样性、冗余性和独立性提出了更明确的要求。IEC61225作为支撑核电厂安全审评的重要基础标准，需要与上述安全标准体系保持协调一致。2.2标准编制过程IEC61225:2025的修订工作由IEC/SC45A（核电厂仪表、控制和电气系统分技术委员会）归口管理，具体由SC45A下设的WG5工作组（“供电系统”工作组）承担编制任务。来自中国、法国、美国、德国、日本、俄罗斯、韩国、英国等核电大国的专家参与了本标准的编制工作，涵盖了核电设计单位、设备制造商、研究机构和核安全监管部门的代表。标准的编制遵循了IEC标准制定程序，经历了NP阶段（新工作项目提案）、WD阶段（工作组草案）、CD阶段（委员会草案）、DIS阶段（国际标准草案）和FDIS阶段（最终国际标准草案）等若干阶段。在编制过程中，工作组广泛征求了各国国家委员会的反馈意见，先后召开多次国际工作会议和网络视频会议，对各技术条款进行了逐条审议和充分讨论。在技术争议较大的议题上，工作组通过开展专项技术研究和对比分析，最终达成了一致意见。该标准于2025年3月通过最终草案表决，并于2025年7月8日正式出版发布。3标准主要内容解析3.1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、控制和保护系统供电的静态不间断直流和交流电源系统，包括由蓄电池组、充电装置、静态逆变器、静态转换开关、配电装置及监测控制设备等组成的完整供电回路。标准适用的电压等级覆盖了核电厂仪控系统通常采用的直流48V、110V、220V等级以及交流220V/380V等级。标准在总体框架上保持了与核电厂安全分级原则的衔接，将电源系统按照其供电对象的安全重要性划分为不同的类别，并针对不同类别提出了差异化的设计要求。这一方法与国际原子能机构SSR-2/1（《核电厂安全：设计》）中关于供电系统分级的要求保持了一致。3.2主要技术要求在系统设计方面，标准规定了静态不间断直流和交流电源系统应满足的容量选择准则、冗余配置要求、蓄电池后备时间确定方法以及系统可维护性设计要求。标准特别强调，在反应堆停堆所需的所有安全功能完成后，为执行事故后监测和长期冷却功能的仪控设备供电的蓄电池组，其容量应留有足够的裕度。在性能指标方面，标准对静态不间断电源装置的输出电压稳定精度、电压瞬态响应特性、频率稳定度、谐波畸变率、过载能力和效率等关键性能参数给出了明确的限值和试验方法。对于并联冗余运行的电源模块，标准还增加了对均流精度和环流抑制能力的要求。在环境适应性方面，标准规定了电源设备在温度、湿度、振动、电磁兼容和地震荷载等环境条件下的性能要求。考虑到核电厂安全停堆地震（SSE）工况下电源系统仍需维持其安全功能，标准对设备的抗震鉴定方法进行了详细规定。在监检测与状态评估方面，标准增加了对电源系统在线状态监测和定期试验的推荐性要求，鼓励采用蓄电池在线健康状态评估技术和电源模块的预测性维护策略，以提高系统的可用率和经济性。3.3与相关标准的协调关系IEC61225:2025在核电厂仪控电气标准体系中处于重要的基础性地位。它与IEC61226（核电厂仪表和控制系统的安全分级）、IEC61513（核电厂仪表和控制系统的一般要求）、IEC60987（核电厂仪表和控制设备的计算机型系统硬件设计要求）以及IEC63046（核电厂电力供应系统）等标准形成了有机衔接。各标准间的接口关系和各方的责任边界在IEC61225:2025中得到了清晰的界定，避免了交叉和矛盾。4主要编制单位与工作模式4.1IEC/SC45A简介IEC61225:2025由IEC/SC45A（核电厂仪表、控制和电气系统分技术委员会）归口制定。SC45A是IEC下设的专门从事核电厂仪表、控制和电气系统标准化工作的分技术委员会，其秘书处由法国国家委员会承担。SC45A的工作范围涵盖核电厂安全重要的仪表、控制和电气系统的术语、设计准则、性能要求、试验方法和软件工具等方面，其发布的标准被全球核电行业广泛采用，是核电厂仪控电气领域最具权威性的国际标准来源。SC45A下设若干工作组（WG）和维护组（MT），其中WG5专门负责核电厂供电系统的标准编制和维护工作。IEC61225:2025的修订即由WG5具体承担。4.2中国参与单位及贡献中国作为IEC的正式成员国和核电厂在建规模最大的国家，深度参与了IEC61225:2025的编制工作。上海核工程研究设计院股份有限公司作为国内核电仪控电气设计领域的骨干力量，派出了资深专家担任WG5的注册专家，全程参加了标准修订各阶段的技术讨论和意见反馈工作。中国专家结合国内华龙一号、国和一号等自主核电品牌的建设经验，在电源系统冗余配置方案、蓄电池容量计算方法和数字化仪控系统的供电接口适应性等方面提交了多项技术建议和修改意见，大部分建议得到了国际专家的认可并被采纳。此外，中国核工业集团有限公司、中国广核集团有限公司下属的有关设计院也通过IEC中国国家委员会渠道，在CD和DIS阶段反馈了书面意见，为标准的完善作出了积极贡献。5标准实施展望5.1对核电行业的影响IEC61225:2025的发布，为全球核电厂静态不间断直流和交流电源系统的设计、制造、试验和运行维护提供了统一的技术准则。对于工程设计单位而言，该标准的实施将有助于在电源系统方案设计中明确技术要求，减少因标准理解不一致而产生的设计返工。对于设备制造企业而言，该标准为电源产品的设计制造和型式试验提供了清晰的依据，有利于产品的标准化、系列化和国际化。对于核电厂运营单位而言，该标准为电源系统的在役检查、定期试验和老化管理提供了技术指导。5.2未来发展趋势展望未来，随着小型模块化反应堆（SMR）和先进反应堆型式的快速发展，核电厂电源系统的技术形态将更加多样化。以储能技术、氢能和新型功率半导体为代表的新兴技术有望逐步应用到核电厂的电源系统中。IEC/SC45A已将SMR仪控电气系统的标准化工作列入议程，后续IEC61225标准的维护更新也将结合新兴技术的发展和标准实施中的反馈意见持续开展。中国将进一步加强在IEC/SC45A框架下的技术支撑和专家队伍建设，在核电厂电源系统标准化领域贡献更多中国智慧和中国方案。6结论参考文献[1]IEC61225:2025,Nuclearpowerplants-Instrumentation,controlandelectricalpowersystems-RequirementsforstaticuninterruptibleDCandACpowersupplysystems[S].Geneva:IEC,2025.[2]IAEA.SSR-2/1(Rev.1),SafetyofNuclearPowerPlants:Design[S].Vienna:IAEA,2016.[3]IEC61513:2011,Nuclearpowerplants-Instrumentationandcontrolimportanttosafety-Generalrequirementsforsystems[S].Geneva:IEC,2011.[4]IEC61226:2020,Nuclearpowerplants-Instrumentation,controlandelectricalpowersystemsimportanttosafety-Categorizationoffunctionsandclassificat