(GRS-695) Vertiefte Untersuchungen zu speziellen Fragestellungen zur Bewertung von redundanzübergreifenden Ausfällen in der Elektrotechnik

Um Ereignisse mit Asymmetrien der elektrischen Energieversorgung von Kernkraftwerken wie Phasenfehler realistischer in der PSA abbilden zu können, wurden Methoden zur Modellierung und Quantifizierung der in der internationalen Betriebserfahrung beobachteten Korrelationen im Ausfallverhalten von Komponenten entwickelt und angewandt. Wie diese Betriebserfahrung zeigt, treten Komponentenausfälle meist in Gruppen gleicher, gleich belasteter Komponenten auf. Solche Ausfälle wurden als zweistufiger Prozess modelliert. Die erste Stufe beschreibt, ob in einer Gruppe gleicher, gleich belasteter Komponenten überhaupt Komponentenausfälle auftreten. Die zweite Stufe beschreibt, wie viele Komponenten dann ausfallen. Für die erste Stufe wurden zwei Ansätze entwickelt: Im ersten Ansatz wird die Wahrscheinlichkeit, dass Ausfälle auftreten, unmittelbar aus der vorliegenden Betriebserfahrung geschätzt. Der zweite Ansatz basiert auf der Modellierung der Komponentenausfälle im Vorgängervorhaben, wo die Korrelationen im Ausfallverhalten der Komponenten nicht explizit berücksichtigt worden waren. Sie ermöglicht es, die Auswirkungen der Modellierung der Korrelationen durch Vergleich quantitativ zu erfassen. Für die zweite Stufe wurden ebenfalls mehrere Modelle entwickelt. Diese Modelle basieren auf der direkten Schätzung der Wahrscheinlichkeit, dass eine bestimmte Anzahl von Komponenten ausfällt, aus der Betriebserfahrung, auf einem binären Graphen oder auf dem Ansatz, dass die Anzahl der Komponentenausfälle einer Binomialverteilung genügt, ähnlich dem Kopplungsmodell für gemeinsam verursachte Ausfälle (GVA). Für die verschiedenen Modelle wurden Schätzalgorithmen, die auf bayesschen statistischen Methoden basieren und die Schätzunsicherheit in Form einer A-Posteriori-Verteilung abbilden, entwickelt und angegeben. Mithilfe von Abstandsmaßen zur Quantifizierung der Unterschiede zwischen Modell und Betriebserfahrung wurden sie bewertet. Basierend darauf wurden für die Anwendung in der PSA für beide Stufen je zwei Methoden ausgewählt, so dass insgesamt vier Modellierungen im PSA-Modell implementiert und verglichen wurden.